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利用线段长度的不同表示方式解题
设,则、两点之间的线段长度一般为:
当两点的横坐标相同时, ;
当两点的纵坐标相同时, .
线段长度的不同表示方式可以简化解题过程,使问题变得简单而清晰,并轻松做到不重不漏.
一、简化分类讨论
例1 如图1,已知直线分别交轴,轴于点、,是抛物线上一个动点,其横坐标是,过点且平行与轴的直线交直线于点,则时,的值是 .
分析 点在抛物线上的位置不同,会使得点出现在点的上方或下方,以抛物线与直线的交点为分界,常规的思维方式是先求交点坐标,再根据点横坐标的不同取值进行分类讨论,但是这样的过程比较复杂,而且求得数据不易比较大小.换一种方式思考:只要线段的长度与相等,点的位置并不重要,由此可以将问题简化,只要求线段长度相等即可.21·cn·jy·com
解 点横坐标为,得,由已知得,根据两点间的距离,得,
.
当时,得,
即,
解方程,
得;
解方程,
得或.
所以的值是.
评注 本题如_??????????????????_取值范围来确定解的存在性就比较麻烦,而利用绝对值表示两横坐标相等的点以后,求解绝对值方程就可以简化比较和讨论的过程.
二、做到不重不漏
例2 已知在平面直角坐标系中,是坐标原点,以(1,1)为圆心的⊙与轴,轴分别相切于点和点,点从点出发,沿轴正方向以每秒1个单位长度的速度运动,连结交轴于点,设点运动的时间是秒(>0).21cnjy.com
(1)若点在轴的负半轴上(如图所示),求证: ;
(2)在点运动过程中,设,试用含的代数式表示;
(3)作点关于点的对称点;经过、和三点的抛物线的对称轴交轴于点[来源:学&科&网]www.21-cn-jy.com
,连结.在点运动过程中,是否存在某一时刻,使得以点、、为顶点的三角形与以点、、为顶点的三角形相似?若存在,请直接写出的值;若不存在,请说明理由.21教育网
分析 (1)利用同角的余角相等,半径相等得到直角三角形的全等;
(2)根据(1)得到的全等三角形可知.由于的长度可能比1小,所以点可能在正半轴也可能在负半轴,但线段长度只与两点间的距离有关;
(3)由(2)知道点可能在正半轴也可能在负半轴,且关于的对称点也可能在正半轴或负半轴,从而导致点坐标的正负性不能确定.由于与都是直角三角形,只要对应直角边成比例即可,同样将问题转化为线段长度之比.【来源:21·世纪·教育·网】
解 (1)如图2,连结、.
根据⊙与轴,轴切于点、,得,且.
已知,得四边形为正方形,则.
又已知,
则易得,
所以≌,从而得F;
(2)由(1)中≌,
得.
根据的位置不同分类讨论:
当时,
,
消元,得;
当时,
,[
消元,得.
(3)由已知条件可得,从而得到、两点的中点.因与都是直角三角形,所以当∽时,有,即,2·1·c·n·j·y
得或.
当∽时,有,即,
得.
评注 由于点的位置不同会引起图形的变化,从而导致线段长度的表达式发生变化,若根据不同的位置画图再逐一分析必然要耗费时间,还容易漏解,但是用绝对值直接表示线段长度就省去了这些麻烦.www-2-1-cnjy-com
三、一箭双雕,思路清晰
例3 已知:抛物线交轴于点(点在点的左侧),交轴于点,其对称轴为,抛物线经过点,与轴的另一个交点
为(5 ,0),交轴于点.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)为直线上一动点,连结,当时,求点的坐标;
(3)为抛物线上一动点,过点作直线轴,交抛物线于点,求点自点运动至点的过程中,线段长度的最大值.
分析 (1)先由对称轴求的函数表达式,由此求得两点的坐标,再结合
两点求得的函数表达式;
(2)设出点的坐标,利用两点之间的距离相等求解方程即可;
(3)抛物线与有两个公共点,在这两个交点之间的线段会有最大值,在另一个交点到点之间的线段也会有最大值,比较两个最大值的大小,确定最后的解.但是这样的思路在实际操作过程中会比较复杂,既要求两条抛物线的交点,还要根据不同的横坐标取值求最大值,若只是从线段的长度来考虑,问题又变得简单清晰了.21世纪教育网版权所有
解 (1)由,得,即.
令,得,即.[来源:Z+xx+k.Com]
由三点可得;
(2)设,由,得
,
,
所以,
解得,即(1,1);
(3)设点的横坐标为,则,
.
令,函数的对称轴是直线,则.
所以的最大值就是的最大值12.[来源:学科网]
评注 本题按照常规思路求解需要占用较多的时间,而借助两点间的线段长度不仅使过程简单,而且还轻松做到不重不漏,一箭双雕.[
在初中_??°???????????????_与抛物线相交是比较常见的一个问题,在这类题型出现的时候不妨考虑两点间距离.若有平行于坐标轴的线段长时可以考虑用绝对值表示,通过解二次方程或含绝对值方程简化过程,轻松做到不重不漏.
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