中考数学压轴题分析:两点关于直线对称的问题
两个点关于直线对称,或者说翻折之类在几何里面出现的比较多。直接求对称点的坐标,在初中阶段涉及的比较少。
本文内容选自2020年永州中考数学倒数第2题,难度较大。涉及两点关于直线对称的问题,用高中的知识解决会更快一些。下面一起看下吧。
【中考真题】
(2020·永州)在平面直角坐标系中,等腰直角的直角顶点在轴上,另两个顶点,在轴上,且,抛物线经过,,三点,如图1所示.
(1)求抛物线所表示的二次函数表达式.
(2)过原点任作直线交抛物线于,两点,如图2所示.
①求面积的最小值.
②已知是抛物线上一定点,问抛物线上是否存在点,使得点与点关于直线对称,若存在,求出点的坐标及直线的一次函数表达式;若不存在,请说明理由.
【分析】
题(1)先求、、三点的坐标,再用待定系数法求抛物线的解析式。
题(2)①求三角形的面积,可以用割补法。以y轴为界分为左右两个部分。因此只需求出MN的水平宽即可。设直线l的解析式,再联立方程组,用k表示和再得面积的表达式。
题(2)②是一个难点。主要是怎么利用关于直线对称这个条件。如果学了高中的知识,就相对会快一些。
先设点P的坐标为(x,y)直线l的解析式为y=kx。由于PQ的中点在直线上,因此可以得到
又因为PQ与l互相垂直,可以得到它们的斜率k的乘积为-1,那么就可以得到
然后消去k和x,得到y的方程为,
解得.
然后再代入求出x的值和k的值即可。不过时,不满足题意需要舍去。
其实这里有个疑问,如果l与y轴重合,点P与Q关于y轴对称,这种情况是否符合题意呢?
大家不妨讨论下!
【答案】解:(1)设抛物线的解析式为,
在等腰中,垂直平分,且,
,
,,,
,
解得,,
抛物线的解析式为;
(2)①设直线的解析式为,,,,,
由,可得,
,,
,
,
,
当时取最小值为4.
面积的最小值为4.
②假设抛物线上存在点,使得点与点关于直线对称,
,即,
解得,,,,,
(备注:这里面出现了4次的方程,虽然不难求。)
,不合题意,舍去,
当时,点,
线段的中点为,
,
,
直线的表达式为:,
当时,点,,
线段的中点为,,
,
,
直线的解析式为.
综上,点,,直线的解析式为或点,,直线的解析式为.