2021年湖南岳阳中考数学压轴题中有一双隐形的翅膀。这是一道与抛物线、轴对称和相似三角形有关的题目。希望大家能顺利拿下这对隐形的翅膀,不要天使折翼,沉戟中考考场。

菲尼克斯独角兽怎么摆造型(这双隐形的翅膀)(1)

如图①,直线y=4x/3 4交x轴于点A,交y轴于点C,过A、C两点的抛物线F1交x轴于另一点B(1,0).

(1)求抛物线F1所表示的二次函数的表达式;

(2)若点M是抛物线F1位于第二象限图像上的一点,设四边形MAOC和△BOC的面积分别为 S四边形MAOC和S△BOC,记S=S四边形MAOC-S△BOC,求S最大时点M的坐标及S的最大值;

(3)如图②,将抛物线F1沿y轴翻折并“复制”得到抛物线F2,点A、B与(2)中所求的点M的对应点分别为A’、B’、M’,过点M’作M’E⊥x轴于点E,交直线A’C于点D,在x轴上是否存在点P,使得以A’、D、P为顶点的三角形与△AB’C相似?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由。

菲尼克斯独角兽怎么摆造型(这双隐形的翅膀)(2)

解:(1)当x=0时,y=4x/3 4=4,∴C(0,4);

当4x/3 4=0时,x=-3,∴A(-3,0);

可设F1的表达式为:y=ax^2 bx 4,【接下来可以选择用待定系数法列方程组,也可以选择运用韦达定理。老黄喜欢用后者】

则4/a=-3,-b/a=-2,

解得:a=-4/3,b=-8/3.

∴抛物线F1的表达式为:y=-4x^2/3-8x/3 4.【这道题还是有一定设计的。由于这个结果会直接影响到下面两道小题的解答,所以建议把各点坐标代入检验一下,确保准确】

菲尼克斯独角兽怎么摆造型(这双隐形的翅膀)(3)

(2)易知,当M到AC的距离最大时,S最大. 【因为此时三角形ACM的面积最大,而三角形AOC和三角形BOC的面积是一定的】

直线AC的斜率k=4/3. 设过M的直线:y=4x/3 c. 【取过M点与AC平行的直线,则当这条直线与抛物线只有一个公共点时,三角形ACM的面积最大】

则当-4x^2/3-8x/3 4=4x/3 c,即4x^2 12x 3c-12=0,【列二次方程,求直线和抛物线的交点情况】

且△=122-16(3c-12)=0时,c=7,【再把c代入上面的二次方程】

解得:x=-3/2, y=-4x2/3-8x/3 4=5,即M(-3/2,5).

此时,S四边形MAOC=5×(-3/2-(-3))/2 (4 5)×(3/2)/2=21/2. 【这是把四边形MAOC的面积看作一个三角形和一个直角梯形的面积和。过M点作x轴的垂线段,就可以发现了。这个选择很重要,否则,用其它方法,运算基本上都会很繁琐】

S△BOC=4×1/2=2. ∴S=21/2-2=17/2最大.

菲尼克斯独角兽怎么摆造型(这双隐形的翅膀)(4)

(3)由对称性有M’(3/2,5),A’(3,0),B’(-1,0),【您看到图②中隐形的翅膀了吗?】

A’C的解析式为:y=-4x/3 4,当x=3/2时,y=-4x/3 4=2,∴D(3/2,2).

E(3/2,0),∴E是OA’的中点,

AC=A’C=根号(3^2 4^2)=5,

A’D=A’C/2=5/2,【这是三角形中位线的判定定理:过三角形一边中点,平行于第三边的直线,是三角形的一条中位线所在的直线,所以点D是A'C的中点】

AB’=-1-(-3)=2,设P(p,0),【注意,相似三角形中,A和A'肯定是对应点,因为以它们为顶点的角相等。而三角形AB'C又不是等腰三角形】

若△A’PD∽△AB’C,A’P/AB’=A’D/AC,即(3-p)/2=1/2 ,解得:p=2,

若△A’DP∽△AB’C,A’D/AB’=A’P/AC,即(5/2)/2=(3-p)/5,解得:p=-13/4,

∴P(2,0)或P(-13/4,0).

怎么样?您拿下这对隐形的翅膀了吗?

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