新华中学 王洪智
一年一度的中考即将来临,同学们已经进入紧张的复习阶段。今年是采用新教材的第一年,在二次函数这章里与往年不同的是增加了《用函数观点看一元二次方程》和《实际问题与二次函数》的必修内容,充分体现了数学在实际问题中的应用,压轴题大都与此章有关。在历年的中考试卷中,同学们最感棘手的是最后一题,也称压轴题,它对学生们的基本功要求高,综合性、技巧性强,从而使同学们产生了畏惧心理,有的同学还没有看题就认为自己不会做,从而轻易地放弃解答。要想克服这种负诱导心理,就必须增强自信,弄清基本概念、基本定理,熟练掌握基本功以及各个知识点之间的联系。通常的压轴题多为“递进式”,即在大前提下各问之间都有紧密的联系,由浅入深,由易到难,前一问为下一问埋下伏笔,即使你基本功很差,第一问也是能够解决的,但要注意解决此类题,常常要依赖于前一问的正确结果,因此做随后一题时一定要一步一查,步步为营。今天,我们特邀新华中学王洪智老师对天津2002—2007年的数学中考试卷的压轴题加以分析,供同学们参考。
2002
已知二次函数y1=x2-2x-3
(1)结合y1的图象,确定当x取何值时,y1>0,y1=0,y1<0。
(2)由(1)的结论确定y2=■(|y1|-y1)关于x的解析式。
(3)若一次函数y=kx+b(k≠0)的图象与y2的图象交于不同的三个点,确定实数k、b满足的条件。
[思路点拨](1)利用数形结合思想,考查了一元二次不等式和一元二次方程。x2-2x-3>0,x2-2x-3=0,x2-2x-3<0。(2)分段讨论|y1|=y1(x≤-1或x≥3);|y1|=-y1(-1
解:(1)y1=x2-2x-3,令y1=0
∴x2-2x-3=0 x1=-1,x2=3
∴当y1=0时,x=-1或x=3
当y1>0时,x<-1或x>3
当y1<0时,-1
(2)当x≤-1或x≥3时,y1≥0,|y1|=y1
∴y2=x2-2x-3-x2+2x+3=0(x轴)
当-1
∴y2=■(-2y1)=-y1=-x2+2x+3
(3)要使直线与抛物线有三个不同交点,则只需一次函数与y=-x2+2x+3在-1
y=kx+b
y2=-x2+2x+3,整理x2+(k-2)x+(b-3)=0……(*),必须满足
△>0……①
-1<-■<3……②
当x1=-1时y>0……③
当x=3时y>0……④
由① b<■(k-2)2+3
由② -4
由③④ b>k
b>-3k
当k>0时 当k<0时
b>k
b>-3k
综上所述
-4
-3k
或 0
k
[归纳点评]此题的难点为一般直线和抛物线相交有两个或一个或0个交点,如何有三个交点呢?就是因为它是一个分段函数,当x≤-1或x≥3时,y2=0是x轴,此直线与x轴必有一个交点,外加与抛物线的两个交点所以有三个交点,写k、b满足条件时最好画数轴。
2003
关于x的方程x2-(p+q+1)x+p=0(q≥0)的二根为α、β,且α<β
(1)用含α、β的代数式表示p、q
(2)求证α≤1≤β
(3)若以α、β为坐标,M(α、β)在△ABC三边上移动且△ABC中A(1,2),B(■,1),C(1,1),问是否存在M,使p+q=■。若存在,求M的坐标,若不存在,说明理由。
[思路点拨](1)由根与系数的关系x1+x2=-■,x1·x2=■(2)由一根大于等于1,一根小于等于1,需要证明(x1-1)(x2-1)≤0,即x1x2-(x1+x2)+1≤0,把两根积与和代入,得出-q≤0 (3)分类讨论:①当M在BC边上时,利用p+q=■,分别求出α、β值再检验。②当M在AC边上时同法,得出α、β值检验。③当M在AB边上,求出直线AB解析式,再把点代入即可。
解:(1)由根与系数的关系
α+β=p+q+1
α·β=p
∴p=αβ,q=α+β-αβ-1
(2)由(α-1)(β-1)=αβ-(α+β)+1=p-p-q-1+1=-q<0(因为q≥0)
即(α-1)(β-1)≤0 ∴α≤1≤β
(3)1°当M(α、β)在BC边上时
∵B(■,1),C(1,1)
∴■≤α≤1
∵β=1,又∵p+q=α+β-1=■
∴α+1-1=■,α=■>1
∴BC边上不存在M
2°当M(α、β)在AC边上,A(1,2),C(1,1)得α=1,1≤β≤2
由α+β-1=■ ∴β=1-α+■=■
∴1≤■≤2满足条件
∴AC边上存在点M(1,■)
3°当M在AB边上时,A(1,2), B(■,1)
∴直线AB:y=2x,设M(α,2α)
又∵p+q=α+β-1=■
∴α+2α=■,α=■
β=2α=■ ∴M(■,■)
∴在△ABC的AC边和AB边存在M(1,■)和M(■,■)
[归纳点评]此题难点在第(2)问,若使α≤1≤β,则必有(α-1)(β-1)≤0,第(3)问求AB上的点采用求直线AB的解析式比较简便,减少运算量节省了时间。
2004
已知函数y1=2x,y2=x2+1
(1)根据表中的x值计算y1、y2的值。
(2)观察(1)中的表在实数范围内对于x的同一个值,这两个函数对应的值y1≤y2成立。
(3)试问是否存在y3=ax2+bx+c过(-5,2),且在实数范围内对于同一个x值对应的y1≤y3≤y2均成立,若存在求y3,若不存在说明理由。
[思路点拨](1)代入求值(2)利用比差法看y1-y2的值(3)关键求出a的值,根据条件求出b、c用a表示,把点(-5,2)代入可得一个关系式25a-5b+c=0,再由对于同一x值有y1≤y3≤y2,得a+b+c=2,从而用a表示b、c,再由y1≤y3,y3≤y2定出a的值。
解:(1)填表
(2)y1-y2=2x-x2-1=-(x-1)2≤0
∴无论x为何实数均有y1≤y2
(3)把点(-5,2)代入y3=ax2+bx+c得
25a-5b+c=2……①
∵对于x的同一个值,有y1≤y3≤y2,即当x=1时,y1=2≤a+b+c≤2=y2
∴a+b+c=2……②
由①②得b=4a,c=2-5a
∴y3=ax2+4ax+(2-5a)
由已知y1≤y3
∴2x≤ax2+4ax+(2-5a)
整理:ax2+(4a-2)x+(2-5a)≥0
a>0
△≤0
∴△=(4a-2)2-4a(2-5a)≤0
∴(3a-1)2≤0 ∴a=■
又由已知y3≤y2
∴ax2+4ax+(2-5a)≤x2+1
整理:(a-1)x2+4ax+(1-5a)≤0
a-1<0
△≤0
△=(4a)2-4(a-1)(1-5a)≤0
∴(3a-1)2≤0
∴3a-1=0
a=■ ∵a<1 ∴a=■
综上所述y3=■x2+■x+■即为所求。
[归纳点评]此题难点在第(3),第一个a、b、c的关系式比较简单,直接把点代入,而第二个关系式是由表中看出,当x=1时,y1=y2=2,而y3夹在中间,从而可得a+b+c=2,由y1≤y3求出a的值,再由y3≤y2求出a的值,均为■。
2005
已知二次函数y=ax2+bx+c
(1)若a=2,c=-3,且二次函数过(-1,-2),求b
(2)若a=2,b+c=-2,b>c过(p,-2)点,求证b≥0
(3)若a+b+c=0,a>b>c,且过(q,-a),试问当自变量x=q+4时y=ax2+bx+c所对应的函数值是否大于0,并证明结论
[思路点拨](1)把值分别代入即可求b的值。
(2)把已知条件代入解析式得关于p的方程,再利用“△”讨论b的范围从而证得b≥0。
(3)由a+b+c=0知二次方程 ax2+bx+c=0必有一根为1,由根与系数的关系可求出q+4的取值范围。再把点(q,-a)代入抛物线解析式,由△≥0可得a>b≥0,从而可求出当x=q+4时y>0。
解:(1)当a=2,c=-3,y=2x2+bx-3,又过(-1,-2)点 ∴b=1
(2)当a=2,b+c=-2,二次函数化为y=2x2+bx-(b+2)过(p,-2),把点代入得2p2+bp-b=0 ∴p是此方程的根
△=b2+8b=b(b+8)
又 b+c=-2
b>c
∴b>-b-2
∴b>-1
∴b+8>0 ∴b≥0
(3)由 a+b+c=0
a>b>c ∴a>0,c<0
又知ax2+bx+c=0有一根为1,由根与系数关系
x1+x2=-■
x1·x2=■
不妨设x1=1
∴x2=■ 又∵过(q,-a)点
当x=q时,y=-a<0 ∴■
∴■+4
再把点(q,-a)代入抛物线y=ax2+bx+c得aq2+bq+c+a=0 (q为方程的根)
∴△=b2-4a(a+c)=b2-4a(-b)=b2+4ab=b(b+4a)=b(3a-c)≥0
a>0
c<0
∴b≥0 ∵a>b≥0
2a≥a+b=-c
2a>-c
∴■>-2
∴■+4>-2+4=2>1
∴q+4>1
∴当x=q+4时,y的值大于0
[归纳点评]难点在(3)采用了数形结合思想,把点(q,-a)代入解析式,当x=q时y=-a<0(∵a>0)
∴可知y的值在x轴下方
即x21,则y>0。
2006
已知抛物线y=ax2+bx+c顶点为(2,4)
(1)试用含a的代数式表示b、c。
(2)若直线y=kx+4(k≠0)与y轴及抛物线依次交于D、E、F且
S△ODE:S△OEF=1:3,O为坐标原点,试用含a的代数式表示k。
(3)在(2)的条件下若线段EF的长为m,且满足3■≤m≤3■,试确定a的取值范围。
[思路点拨](1)把顶点代入即可求得b=-4a,c=4a+4(2)直线和抛物线相交联立解方程组设出E、F的坐标,把面积比S△ODE:S△OEF=1:3可化为xE:xF=1:4,从而确定k的值。
(3)分类讨论,由(2)得k=a或k=-9a,m2=EF2=(xE-xF)2+(yE-yF)2代入3■≤m≤3■,从而定出a的范围。
解:(1)∵顶点为(2,4),设抛物线的解析式为y=a(x-2)2+4=ax2-4ax+4a+4
∴b=-4a,c=4a+4
(2)直线与抛物线相交
y=kx+4
y=ax2-4ax+4a+4
整理:ax2-(4a+k)x+4a=0……(*)
设E(xE,yE),F(xF,yF)
xE+xF=■……①
xE·xF=4……②
由②知xE、xF同号
S△ODE:S△OEF=1:3即S△ODE:S△ODF=1:4
■OD·|xE|:■OD·|xF|=1:4
∴xE:xF=1:4,把xF=4xE代入②
解得xF=4,xE=1或xF=-4,xE=-1
∴由①■=±5
∴k=a或k=-9a
经检验k=a,k=-9a,△>0,是方程(*)的根。
(3)由勾股定理m2=(xF-xE)2+(yF-yE)2
而(xF-xE)2=9
由yF=kxF+4,yE=kxE+4得(yF-yE)2=k2(xF-xE)2=9k2
∴m2=9(1+k2) ∴m=3■
由已知3■≤m≤3■
∴■≤■≤■,即1≤k2≤4
∴1≤k≤2或-2≤k≤-1
当k=a时,有1≤a≤2或-2≤a≤-1
当k=-9a时有1≤-9a≤2或-2≤-9a≤-1
即-■≤a≤-■,或■≤a≤■
[归纳点评]第(2)还可以用两点间距离公式,有E(xE,yE),F(xF,yF),则m=EF=■,直接代入3■≤m≤3■,可求a的范围。
2007
已知关于x的一元二次方程x2+bx+c=x有两个实数根x1、x2,且满足x1>0,x2-x1>1
(1)证明c>0
(2)证明b2>2(b+2c)
(3)对于二次函数y=x2+bx+c,若自变量取值为x0,其对应的值为y0,当0
[思路点拨](1)把方程化为一般式,再由根与系数的关系及已知条件可得c>0(2)由根的判别式△>0可得(3)把(x0,y0)代入抛物线解析式,把x1代入方程,再用比差法即y0-x1的正负来确定。
解:(1)把方程化为x2+(b-1)x+c=0
x1+x2=1-b,x1·x2=c……①
由已知x1>0,x2-x1>1
∴x2>x1+1>0……②
由①②知c>0
(2)方程x2+(b-1)x+c=0
x1、x2为不等实根
∴△=(b-1)2-4c>0
b2>2b+4c=2(b+2c)
(3)当0x1
把(x0,y0)代入抛物线解析式y0=x02+bx0+c
把x1代入方程x1=x12+bx1+c
y0-x1=x02-x12+b(x0-x1)=(x0-x1)(x0+x1+b)
由已知x0
又∵x2-x1>1 ∴x2>x1+1
两边同加x1得
x1+x2>2x1+1(x1+x2=1-b)
∴1-b>2x1+1,2x1+b<0(∵0
∴y0-x1>0 ∴y0>x1
[归纳点评]第(2)问可采用2007年标答上的方法,同学们对照看哪种简单,第(3)问用比差法。
以上是我们对压轴题的分析,有的采用了与标答不同的解法,仅供参考。
∴
{
{
∴b>k
{
{
{
{
{
∴b>-3k
b>k
b>-3k
x -3 -2 -1 0 1 2 3
y1=2x -6 -4 -2 0 2 4 6
y2=x2+1 10 5 2 1 2 5 10
x -3 -2 -1 0 1 2 3
y1=2x
y2=x2+1
∴
{
∴
{
{
{
∵
{
∵
{
{
∴3a-c>0
∴
{
{
|