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文档简介
二次函数定点定比定值问题
第一部分基础知识储备:
一、一次函数过定点
y=kx,必过定点(0,0);y=kx+5,必过定点(0,5);y=kx+k,必过定点(-1,0);
y=kx+5k-3,必过定点(-5,-3);
方法就是将所有含有参数K的式子放一起,把K提出来,令其系数为0即可,求出此时的x和y,即为所求定点。
因为此时K兀论取多少,其系数都为0,所以与K兀关,恒过一个定点。
二、二次函数中的直线过定点
引例一:如图(1),在平面直角坐标系中,A、B为抛物线尸如2上的两点QA_LOB,AB交y轴于点P结论:直线A
B必过定点P(O,?.
图(1)图(2)图(3)
证明::点A、B在二次函数产加的图像上"•设人⑺叫叫,B(n,aM);・人.析定产=也呼产口(〃+〃,)工04口0用口
2
koAL左°8=-1,□="1即〃?〃=一^2AB为:y-anj=aJ4-Q化简得:y7=a(m+n^x+:□必经
过定点P6'
拓展延伸:如图(2),在平面直角坐标系中,C、D为抛物线产如2+公+。上的两点,点E为抛物线的顶点,EC_LED,
CD交对称轴于点Q
结论:直线CD必过定点2,£,叱¥/
证明:如图⑶,通过平移抛物线产小2得到抛物线产分2+bx+c,顶点06凶££(-上T),则PG/EQ
(上,山山)因此直线CD必过定点0,乙
I2。4a/,v(2a4a/.
三、二次函数中的截距长度
二次函数与一次函数的两个交点间的距离,我们称之为截距长度。这种主要体现的是方程函数的思想和数形结合的
思想,要求熟练掌握一次因数、二次因数、二次方程、韦达定埋等内容。
引例二:如图,抛物线尸M+bx+c与直线产kx+m交于点A(xA,yA)、B(x],yB),
:
结论AB=^+\^XA-XB[}
证明在RSABC中,tanU/BC嚷=|乩□?高,□寸=高,即小鬲%』口.
四、二次函数中焦半径线段比
引例三:如图,过点E6演直线交抛物线产小于点A、B,(这个点叫做抛物线的焦点,高中才学)结论:士+机
=4a(AEBF叫做抛物线的焦半径,高中才学)
证明:设A(x],y】),B(X2皿)「・•直线AB经过点尸6工设直线AB为:
y=ax2
联立产区+小得:ax2—kx—=0,;•
I"4a
由引例—可知:仍值7DXL="2+1口彳2口,/8=a7[X|-X2D
・_1__1__BFMF_AB_/-+1|-—词=I1一词=/⑶+―)2-4皿£2
**AF~BF~AF-BF~AFBF~V^^\M-Vkr+l\x2\-5/V+T|x,x2|-Vj?+T|x,x2|
=^=矍=4。当3<°时也满足,A*,□血
4/2
拓展延伸:如图,过点尸(一£,叱P)的直线交抛物线尸ad+A什于点C、D,
结论:排A
证明:根据抛物线平移变化几何性质不变的特点,
通过平移抛物线尸一得到抛物线尸入版+c,顶点od仙方
贝!J...X.*A皿更±1'因此」十七=4口〃口
打0A,4“)一尸(一加,加),CFDF4」°」.
五、线三殳倍数和差乘除关系定值
这种情况通常有两种思路,一种是用字母分别表示出两段线段,最后作和差即可,字母会消掉。第二种思路是利用
等量关系转化其中的线段,转化的手段主要是相似和全等三角形、三角函数。
第二部分:典型例题分析
例।如图,在平面直角坐标系xDy中,抛物线尸+也什(•的顶点为点P,与x轴交于点A(4,0),B(点B位于点A左
侧),与y轴交于点C.
⑴求c与b之间的关系,并求出点P的坐标(用含b的代数式表示);
(2)若以A,B,C为顶点的三角形是直角三角形,求b的值;
(3)在⑵的条件下,过点P作两条互相垂直的直线与抛物线分别交于不同的两点M,N(点M位于点N左侧),探究
直线MN是否过定点,若是,请求出亥定点的坐标;若不是,请说明理由.
【解答】⑴把A(4,0)代入产12+几+c,得4+4b+c=0,.・.c=-4b-4,
□产%,“4人4=:&+2口2_(力2+4从4),抛物线的顶点P的坐标为((.2//-4-48-4);
⑵在抛物线产:/+云-4〃-4中,令x=0,得y=-4b-4,.\C(0,-4b-4),
•••抛物线的对称轴为直线x=-2b,点B与点A关于对称轴对称,
/.B(-4b-4,0),/.OB=OC=4b+4,/.ABOC是等腰直角三角形,,ZOBC=ZOCB=45°,
,/AABC是直角三角形.且NABC=45*)ovNBACv90。,
•••ZACB=90°,r.ZACO=ZACB-ZOCB=90°-45°=45°,
□□40090X^:=tan□/CO=tan45=1,DOC=OJA4b+4=4,Ab=0;
⑶由⑵得b=0,・•.抛物线的解析式为产$2_4,・.•抛物线的顶点为P(0,-4),如图,过点P作直线l〃x轴,过点N作NEX1
于点E,过点M作MF±1于点F.贝[JNNEP=NPFM=9O°,・・・ZPNEiZNPE=90°,
VPM1PN,/.ZMPF+ZNPE=90°,
17115
C\y=kx+3-k,y=-4x-+2x+4,
联立化笥得:工2十(4A2)X-4A3=0,
□工1+4=2-4口途2=一纵一3.
口y]=辰1+3一上此=依2+3-/Qy]_'2»
根据两点间距离公式得到:
Mi
1-X2)2+^2(XLX2)2=,1+。□JQIF"
,J(XI+X2)2—4XIX2='A^?IZIJ(2-42)2-4(一纵一3)=4(1+〃)“)•
又)MP=yl01-1)2+(y]-3)2=JQ1-1"+(京1+3-4-3)2=>/7^nV(Xi-l)2;
同理M2/G?LjJ02T)2
A1
MiP二2?=(1+/)口,0|-1)202-1)2=(1+/)口5/1次2-01+刈)+1]2=(1+0・
4A-3-(2-软)+i]2=4(1+产).口/PM1P=M\M1
Mi?J"=1为定值.
A/]«2
例3如图1,在平面直角坐标系中,已知二次函数尸M+以+2的图象经过点A(-10).B(3,0),与y轴交于点C.
(I)求该二次函数的表达式;
(2)如图,直线1为该二次函数图象的对称轴,交x轴于点E.若点Q为x轴上方二次函数图象上一动点,过点Q作
直线AQ,BQ分别交直线I于点M,N,在点Q的运动过程中,EM+EN的值是否为定值?若是,请求出该定值;若
不是,请说明理由.
【解答】(I):抛物线尸储+加乜经过点A(4,0),B(3,0),
叫二案工解得:
,该二次函数的表达式为尸让2;
(2)抛物线产一32+1+2的对称轴为直线x=l,
・・・E(1,O),
设0〃且
设直线AQ的解析式为y=ex+f,则f+4t+2,
解得:「十二
户-;我
•••直线AQ的解析式为产「;/+2)尸;/+2,
当x二l时,尸_;什4,[〃6-;什4/
同理可得直线BQ的解析式为尸,:
当x=l时,尸鸿,
N(岛+:),
LEM=-34+44,E4N=?+;,
444J6
-EM+EN=-;/+4+;/+,=;,
故EM+EN的值为定值及
3•
第三部分:针对提高训练
练1在平面直角坐标系xOy中,直线上y=kx+m(k/))与抛物线产42相交于A,B两点.(点A在点B的左侧)
y2儿
⑴如图।,若A、B两点的横坐标分别是-1,2,求直线I的关系式;
(2)如图2,若直线1运动过程中,始终有OALOB,试探究直线1是否经过某一定点.若是,请求出该定点的坐标;
若不是,请说明理由.
练2如图,在平面直角坐标系xOy中,直线y=kx-3(k#0)与抛物线尸相交于A,B两点(点A在点B的左侧),
Z人
点B关于y轴的对称点为B1.
(1)当k=2时,求A,B两点的坐标:
(2)连接0人,08人8/8;若4B'AB的面积与^OAB面积相等.求k的值
⑶试探究直线AB是否经过某一定点若是,请求出该定点的坐标;若不是,请说明理由.
y
练3如图,已知二次函数尸qf+bx+c过点(2,1),(0,0),且图象关于丫油对称.直线AB为过点F((),l)的动直线,与二
次函数厂办2+队+c的图象于第一、二象限分别交于点A,B.
(1)求二次函数的解析式.
⑵求证:,+工为定值.
练4如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=a(x-l)(x+3))的图象与x轴交于点A,B(A在B的左边),且经过
点C(-2,3),P为抛物线的顶点.
(I)求抛物线的解析式及点P的坐标;
(2)平面内一动点H自点C出发,先到达x轴上的某点M,再到达y轴上某点N,最后运动到点P,求使点H运动
的总路径最短的点M、点N的坐标,并求出这个最短总路径的长;
(3)如图,过点C的直线1与抛物线有唯一的公共点,将直线1向下平移交抛物线于D,E两点,连BD交y轴正半
轴于F,连BE交y轴负半轴于G,试判断IOF-OGI是否为定值,若是,求出该定值;若不是,请说明理曲
练5如图,抛物线尸双2_2以_3々^川)与x轴交于点A,B.与y轴交于点C.连接AC,BC.已知口/火的面积为2.
(1)求抛物线的解析式;
⑵如图,平行于y轴的直线交抛物线于点M,交x轴于点N(2,0).点D是抛物线上A,M之间的一动点,且点D
不与A,M重合,连接DB交MN于点E.连接AD并延长交MN于点F.在点D运动过程中,3NE-NF是否为定值?
若是,求出这个定值;若不是,请说明理由.
【练1]解:⑴当x=-l时,{2_:则点A£1,],同理可得点B(2,2),
将点A、B的坐标代入直线I的表达式得:{;=一"+机解得:{Q;,即直线1的表达式为:
2=2k+inb=\
尸*1;
(2存在理由:
分别过点A、B作AM±x轴于点M,BN±x轴于点N,
VOA10B.则ZAOM+ZBON=90°,/.ZBON+ZOBN=90°,
・,由知,、的坐标分别为
.•NAOM=NOBN,tanNAOM:tanNOBN,(2)AB(畛2)aw和霁=姒即5=p
解得st=-4,
由⑵知st=-2m=-4.解得:m=2,即直线1的表达式为:y=kx+2,
即直线1过定点,定点为((),2).
【练2】解•⑴当k=2时直线为y=2x-3,由「二[得:{2[或]。1],
(2)当k>0时.如图:
VAB'AB的面积与ZkOAB的面积相等,・,.OB,〃AB,・・・NOBT=NBBC,
*/B、B关于y轴对称,・・・OB=OB;NODB=NODB,=90。,
.*.ZOB'B=ZOBB,.AZOBB,=ZBBC.
•・•ZODB=90°=ZCDB.BD=BD,/.ABOD^ABCD(ASA),
・・.OD=CD.在y=kx-3中.令x=0得y=-3,.*.C((X-3),OC=3,
「》”=沙(0,-9,
在尸*中,令尸-罪-解得彳或尸后
[方俘,司把咐,殳入y=kx-3得:
Y=半卜3.解得k=4\
当k<0时过B作B,F〃AB交y轴于F,如图:
在y=kx-3中.令x=0得y=-3,.\E(0,-3),OE=3,VAB'AB的面积与^OAB的面积相等,A0E=EF=3,
:B、B'关于y轴对称.JFB=FB',NFGB=NFGB'=90°,・・・ZFB'B=ZFBB;
VB'F/7AB,AZEBB'=ZFB'B,.\ZEBB'=ZFBB\VZBGE=90°=ZBGF,BG=BG,AABGF^ABGE(ASA),.\GE=
GF=非F=|□0G=0E+GE=g,G63,
在尸*中,令尸一券-AR解得X=苧或L华
8件T)把「冰入产kx-
3得:-:=斗4-3.解得k=-g,
综上所述,k的值为9或一冬
(3)直线AB经过定点(0,3).理由如下:由{产;二得:/+"_3=0,
y=kx-5
设M+RL3=0二根为a,b,:.a+b=-k,ab=-3,A(a,-a2),B(b,-b2),
•・•B、B,关于y轴对称,:.Bib#),
设直线AB解析式为y=mx+n,将A(a,-a2)B(-b,-b2)代入得:
,直线AB解析式为♦uy42+12Llx+3,令x=0得y=3,「・直线AB经过定点(0,3).
【练3】解:⑴:函数经过(0,0),・・・c=0,,・,图象关于y轴对称,Jb=O,V函数经过点(21),
匚44=1,口〃=(,□产产;
y=kx+\
(2)设直线AB的解析式为y=kx+b,,・,直线AB为过点F(0,1),b=1,y=kx+1,联立方程组{一,整理得,x2
产产
一4米一4=0,设A(xA,yA),B(xB,yB),
VA点在第二象限,B点在第一象限,□X/[V()K8>0,,xA+xB=4k,xAxB=-4,
匚〃1FB*B+\^AF=-XJ1+产,BF=XBV^,
±+±=—=—J①型尸土回=,口=1口,+工为定彳直1•
〃•BF不了FxvW\-4)后-41'打刀汨亘1,
【练4】解:⑴把C(-2,3)代入y=a(x-1)(x+3).可得。=-1,□产-/-去+3=-々+1六4,:.P(-l,4);
(2)如图1中,
作点C关于x轴的对称点C”,点P关于y轴的对称点P:连接CP交x轴于点M,交y轴于点N狷C1(-2,-3),P1(l,
4).此时点H运动的总路径最短,
为2)八(啕,
匚4犷J((l+2)2+(4+3)2=同;
(3)如图过点D,E分别作DKly轴于点K,EHJLy轴于点H.
设直线I的表达式为y=kx+b.将C(-2,3)代入得到b=2k+3,
y=kx+2k+3,
由旧履+2>3尸-F-2x+3得到/+(2+初叶2右0,由△=()可得(2+A)2-8^=0.
・・・k=2,
2
设DE为y=2x+m,E(Xi,y]),D(X2,y2),由(y=2x+〃产一『-21+3彳导x+4x+z»-3=0,
=
匚工]+必=_4处□X2W3,
由ADKF^ABOF,ABOG^AEHG.
可彳导生="竺=乌0"=2_=生上OG=」一=红四
」何OBOF'OBOG'"\-x2\-x2*-l+x,T+肛'
WOF-OG=□止一汕口=(2-M(f)小心包〃.
1-^2-l+X|I-(X|+X2)+X|X2
将X]+X2=-4/ILJX2=〃?-3代入上式,可得|OF-OG|=2.
【练5】解:(1)如图,
y=ax2-2ax-3a=a(x2-lx-3J=a(x-3\x+1),
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