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让更多的孩子得到更好的教育
中考冲刺:代数综合问题—知识讲解(提高)
撰稿:张晓新 审稿:杜少波
【中考展望】
初中代数综合题,主要以方程、函数这两部分为重点,因此牢固地掌握方程与不等式的解法、一元二
次方程的解法和根的判别式、函数的解析式的确定及函数性质等重要基础知识,是解好代数综合题的关
键.在许多问题中,代数和几何问题交织在一起,就要沟通这些知识之间的内在联系,以数形结合的方法
找到解决问题的突破口.通过解综合题有利于透彻和熟练地掌握基础知识和基本技能,更深刻地领悟数
学思想方法,提高分析问题和解决问题的能力.
【方法点拨】
(1)对“数学概念”的深刻理解是解综合题的基础;
(2)认识综合题的结构是解综合题的前提;
(3)灵活运用数学思想方法是解综合题的关键;
(4)帮助学生建立思维程序是解综合题的核心.
* 审题(读题、断句、找关键);
* 先宏观(题型、知识块、方法);
后微观(具体条件,具体定理、公式)
* 由已知,想可知(联想知识);
由未知,想须知(应具备的条件),注意知识的结合;
* 观察——挖掘题目结构特征;
联想——联系相关知识网络;
突破——抓往关键实现突破;
寻求——学会寻求解题思路.
(5)准确计算,严密推理是解综合题的保证.
【典型例题】
类型一、函数综合
1.已知函数 和y=kx+1(k≠0).
(1)若这两个函数的图象都经过点(1,a),求a和k的值;
(2)当k取何值时,这两个函数的图象总有公共点?
【思路点拨】
本题是一次函数,反比例函数的综合题.本题考查了函数解析式的求法和利用判别式判断函数图象
交点个数.
【答案与解析】
解:(1)∵两函数的图象都经过点(1,a),
∴ 解得
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(2)将 代入y=kx+1,消去y,得 .
∵k≠0,
∴要使得两函数的图象总有公共点,只要△≥0即可.
∵△=1+8k.
∴1+8k≥0,解得k≥ .
∴k≥ 且k≠0时这两个函数的图象总有公共点.
【总结升华】
两图象交点的个数常常通过建立方程组,进而转化为一元二次方程,利用根的判别式来判断.若△
>0,两图象有两个公共点;若△=0,两图象有一个公共点;若△<0,两图象没有公共点.
举一反三:
【变式】如图,一元二次方程 的两根 , ( < )是抛物线 与
轴的两个交点 , 的横坐标,且此抛物线过点A(3,6).
(1)求此二次函数的解析式;
(2)设此抛物线的顶点为P,对称轴与线段AC相交于点Q,求点P和点Q的坐标;
(3)在x轴上有一动点M,当MQ+MA取得最小值时,求M点的坐标.
【答案】
解:(1)解方程 ,得 =-3, =1.
抛物线与x轴的两个交点坐标为:C(-3,0),B(1,0).
将 A(3,6),B(1,0),C(-3,0)代入抛物线的解析式,得
解这个方程组,得
抛物线解析式为 .
(2)由 ,得抛物线顶点P的坐标为(-1,-2),对称轴为直线x=-1.
设直线AC的函数关系式为y=kx+b,将A(3,6),C(-3,0)代入,得
解这个方程组,得
直线AC的函数关系式为y=x+3.
由于Q点是抛物线的对称轴与直线AC的交点,
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故解方程组 得 点Q坐标为(-1,2).
(3)作A点关于x轴的对称点 ,连接 , 与 轴交点 即为所求的点.
设直线 的函数关系式为y=kx+b.
∴ 解这个方程组,得 直线 的函数关系式为y=-2x.
令x=0,则y=0.
点M的坐标为(0,0).
类型二、函数与方程综合
2.已知关于x的二次函数 与 ,这两个二次函数的图象
中的一条与x轴交于A,B两个不同的点.
(1)试判断哪个二次函数的图象经过A,B两点;
(2)若A点坐标为(-1,0),试求B点坐标;
(3)在(2)的条件下,对于经过A,B两点的二次函数,当x取何值时,y的值随x值的增大而减小?
【思路点拨】
本题是二次函数与一元二次方程的综合题.本题考查了利用一元二次方程根的判别式判断二次函数
图象,与x轴的交点个数及二次函数的性质.
【答案与解析】
解:(1)对于关于x的二次函数 ,
由于△=(-m)2-4×1× ,
所以此函数的图象与x轴没有交点.
对于关于x的二次函数 ,
由于△= ,
所以此函数的图象与x轴有两个不同的交点.
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故图象经过A,B两点的二次函数为 .
(2)将A(-1,0)代入 ,得 .
整理,得 .
解之,得m=0,或m=2.
①当m=0时, .令y=0,得 .
解这个方程,得 , .
此时,B点的坐标是B(1,0).
②当m=2时, .令y=0,得 .
解这个方程,得x=-1,x=3.
3 4
此时,B点的坐标是B(3,0).
(3)当m=0时,二次函数为 ,此函数的图象开口向上,对称轴为x=0,所以当x<0时,函
数值y随x的增大而减小.
当m=2时,二次函数为 ,此函数的图象开口向上,对称轴为x=1,所以
当x<1时,函数值y随x的增大而减小.
【总结升华】
从题目的结构来看,二次函数与一元二次方程有着密切的联系,函数思想是变量思想,变量也可用常
量来求解.
举一反三:
【高清课堂:代数综合问题 例3】
【变式】已知:关于x的一元二次方程:x2 2mxm2 40.
(1)求证:这个方程有两个不相等的实数根;
(2)当抛物线 与x轴的交点位于原点的两侧,且到原点的距离相等时,求此抛物线
yx2 2mxm2 4
的解析式;
(3)将(2)中的抛物线在x轴下方的部分沿x轴翻折,其余部分保持不变,得到图形C,将图形C 向右平移
1 1
一个单位,得到图形C,当直线y=xb(b<0)与图形C 恰有两个公共点时,写出b的取值范围.
2 2
【答案】
(1)证明∵ .
∴该方程总有两个不相等的实数根.
(2)由题意可知y轴是抛物线的对称轴, ∴ ,解得 .
∴此抛物线的解析式为 .
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(3)-3<b<0.
类型三、以代数为主的综合题
3.如图所示,在直角坐标系中,点A的坐标为(-2,0),将线段OA绕原点O顺时针旋转120°得到线
段OB.
(1)求点B的坐标;
(2)求经过A,O,B三点的抛物线的解析式;
(3)在(2)中抛物线的对称轴上是否存在点C,使△BOC的周长最小?若存在,求出点C的坐标;若不
存在,请说明理由.
(4)如果点P是(2)中的抛物线上的动点,且在x轴的下方,那么△PAB是否有最大面积?若有,求出
此时P点的坐标及△PAB的最大面积;若没有,请说明理由.
【思路点拨】
(1)由∠AOB=120°可得OB与x轴正半轴的夹角为60°,利用OB=2及三角函数可求得点B的坐标;
(2)利用待定系数法可求出解析式;
(3)OB为定值,即求BC+CO最小.利用二次函数的对称性可知点C为直线AB与对称轴的交点;
(4)利用转化的方法列出 关于点P的横坐标x的函数关系式求解.
【答案与解析】
解:(1)B(1, ).
(2)设抛物线的解析式为 ,代入点B(1, ),得 .所以 .
(3)如图所示,抛物线的对称轴是直线x=-1,因为A,O关于抛物线的对称轴对称,所以当点C位于对
称轴与线段AB的交点时,△BOC的周长最小.
设直线AB的解析式为 ,则
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解得
因此直线AB的解析式为 .
当 时, .
因此点C的坐标为 .
(4)如图所示,过P作y轴的平行线交AB于D,设其交x轴于E,交过点B与x轴平行的直线于F.
设点P的横坐标为x.
则
.
当 时,△PAB的面积的最大值为 ,此时 .
【总结升华】
本题为二次函数的综合题,综合程度较高,要掌握利用点的坐标表示坐标轴上线段的方法.因为线段
的长度为正数,所以在用点的坐标表示线段长度时,我们用“右边点的横坐标减左边点的横坐标,上边点
的纵坐标减下边点的纵坐标”,从而不用加绝对值号,本题中线段PD的长为 就是利用了这一规
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律.
4.如图所示,已知抛物线C 与坐标轴的交点依次是A(-4,0),B(-2,0),E(0,8).
1
(1)求抛物线C 关于原点对称的抛物线C 的解析式;
1 2
(2)设抛物线C 的顶点为M,抛物线C 与x轴分别交于C,D两点(点C在点D的左侧),顶点为N,四边
1 2
形MDNA的面积为S.若点A,D同时以每秒1个单位的速度沿水平方向分别向右、向左运动;此时,点M,N
同时以每秒2个单位的速度沿竖直方向分别向下、向上运动,直到点A与点D重合为止.求出四边形MDNA
的面积S与运动时间t之间的关系式,并写出自变量t的取值范围;
(3)当t为何值时,四边形MDNA的面积S有最大值,并求出此最大值;
(4)在运动过程中,四边形MDNA能否形成矩形?若能,求出此时t的值;若不能,请说明理由.
【思路点拨】
此题一题多问,分别考查对抛物线性质、直角坐标系中点的坐标与线段之间的关系、代数式或者函数
最值的求解方法的理解,并考查应用方程思想解决问题的意识和能力.
【答案与解析】
解:(1)点A(-4,0),点B(-2,0),点E(0,8).
关于原点的对称点分别为D(4,0),C(2,0),F(0,-8).
设抛物线C 的解析式是 ,
2
则 解得
∴所求抛物线的解析式是 .
(2)由(1)可计算得点M(-3,-1),N(3,1).
过点N作NH⊥AD,垂足为H.
当运动到时刻t时,AD=2OD=8-2t,NH=1+2t.
根据中心对称的性质OA=OD,OM=ON,
∴四边形MDNA是平行四边形.
∴
∴四边形MDNA的面积 .
∵运动至点A与点D重合为止,据题意可知0≤t<4,
∴所求关系式是 (0≤t<4).
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(3) (0≤t<4)
∴ 时,S有最大值 .
(4)在运动过程中四边形MDNA能形成矩形.
由(1)知四边形MDNA是平行四边形,对角线是AD、MN,
∴当AD=MN时四边形MDNA是矩形.
∴OD=ON.
∴OD2=ON2=OH2+NH2.
∴ .
解得 , (不合题意,舍去).
∴在运动过程中四边形MDNA可以形成矩形,此时 .
【总结升华】
直角坐标系中,坐标与线段长的关系;用等量关系列方程.以形为背景给出的题干信息中有等腰梯形,
等腰三角形,等边三角形,某线段是某线段的几倍,或者隐含着这些条件存在,都是利用方程思想解决问
题的有效信息.
举一反三:
【变式】如图所示,抛物线 与y轴交于点C,与x轴交于A,B两点, ,
.
(1)求点B的坐标;
(2)求抛物线的解析式及顶点坐标;
(3)若E点在x轴上,F点在抛物线上,如果A,C,E,F构成平行四边形,直接写出点E的坐标.
【答案】
解:(1)∵ ,∴C(0,3).
又∵ ,∴A(1,0).
又∵ ,
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∴ ,
∴AB=4。
∴B(-3,0).
(2)把A(1,0),B(-3,0)代入 得:
∴a=-1,b=-2,
∴ .
∵ .
∴顶点坐标(-1,4).
(3)如图1和图2.
当AC为平行四边形的一边时,
(-1,0),E( ,0),E( ,0).
2 3
当AC为平行四边形的对角线时,E(3,0).
4
5.已知函数y=x,y=x2+bx+c,α,β为方程 的两个根,点M(t,T)在函数y 的图象上.
1 2 2
(1)若 , ,求函数y 的解析式;
2
(2)在(1)的条件下,若函数y 与y 的图象的两个交点为A,B,当△ABM的面积为 时,求t的值;
1 2
(3)若0<α<β<1,当0<t<l时,试确定T,α,β三者之间的大小关系,并说明理由.
【思路点拨】
第(1)问由 得 的两根为α,β,利用根的定义代入得到b,c的方程组
可求出b,c值;
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第(2)问分别求出A,B两点坐标,利用直线y=x与x轴夹角为45°得到关于t的方程;
第(3)问利用求差法比较T,α,β的大小,注意对t的范围进行分类讨论来的确定相应T,α,β的
大小关系.
【答案与解析】
解 (1)∵y=x,y=x2+bx+c,y-y=0,
1 2 1 2
∴ .
将 , 分别代入 ,得
.
解得 , .
∴函数y 的解析式为 .
2
(2)由已知,y 与y 的图象的两个交点的坐标分别为 , .得 ,
1 2
设ABM中AB边上的高为h,
则 ,即 .
由直线y1=x与x轴的夹角为45°可得 .
由 ,得 .
当 时,解得 ;
当 时,解得 ,
∴t的值为 , , .
(3)由已知,得 , , .
∴ ,
,
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,
化简得 .
∵ ,得 ,
∴ .
有a+b=1-β>0,β+b=1-α>0.
又0<t<1时,∴t+α+b>0,t+β+b>0.
∴当0<t≤α时,T<α≤β;
当α<t≤β时,α<T≤β;
当β<1时,α<β<T.
【总结升华】
本题是关于函数、方程、不等式的综合题,涉及知识面较广.
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