探索“拋物線”的幾何性質(zhì)(于涵定理)
一、以小見大,培育探究精神
1.如圖,拋物線與軸交于點(diǎn)(,),(,),與軸
交于點(diǎn)(,),則該拋物線的解析式為
.2.解題后探究:
(1)猜想:上題中,,存在某種關(guān)系,該關(guān)系可以表示為:,.(2)論證:若拋物線與軸交于點(diǎn)(,),(,),與軸交于點(diǎn)(,),求證:.3.簡單應(yīng)用:
(1)拋物線與軸交于點(diǎn)(,),(,),與軸交
于點(diǎn)(,),則該拋物線的解析式為;
(2)拋物線與軸交于點(diǎn)(,),(,),與軸
交于點(diǎn),且,則該拋物線的解析式為
.二、進(jìn)一步探究(特殊→一般):
1.如圖,拋物線與軸交于點(diǎn),與軸交于點(diǎn),點(diǎn)在,之間的拋物線上運(yùn)動.(1)的橫坐標(biāo)為時,比較大?。?;
(2)的橫坐標(biāo)為時,比較大小:;
(3)當(dāng)時,.(呢?)
2.如圖,拋物線與軸交于點(diǎn),與軸交于點(diǎn),∥軸交
拋物線于另一點(diǎn),軸于點(diǎn),為上方的拋物線上任意一點(diǎn),于點(diǎn).(1)比較大?。?;
(2)比較大?。海?/p>
(3)當(dāng)時,.3.如圖,拋物線與軸交于點(diǎn),與軸交于點(diǎn),為上方的拋物線上一點(diǎn),∥軸,于點(diǎn),分別交軸,于點(diǎn),.請通過特殊點(diǎn)進(jìn)行探究,并選出一個正確的式子()
A.B.C.D.4.如圖,(,),(,),(,)均在拋物線上,在,且∥軸,過點(diǎn),分別作,.請完成以下探究過程:
(1)請選取字母,,表示下列各邊長:
①;
②;
③;
④;
(2)由∽可得,化簡得:;
(3);
5.歸納總結(jié):
三、小試牛刀:
1.(2006·河南壓軸題改編)如圖,是二次函數(shù)的圖象,過點(diǎn)(,)的直線交
拋物線于點(diǎn),過點(diǎn),分別作軸的垂線,垂足分別為,.則當(dāng)點(diǎn)在拋
物線上運(yùn)動時(點(diǎn)不與原點(diǎn)重合),請?zhí)骄康闹?(1)當(dāng)點(diǎn)橫坐標(biāo)為時,則的值為;
(2)隨著點(diǎn)位置的變化,是否定值?若是定值,請求出該定值;若不是定值,請說明理由.2.如圖,點(diǎn)在二次函數(shù)圖象的第三象限部分運(yùn)動,直線∥軸,且交
拋物線于點(diǎn),將直線繞點(diǎn)逆時針旋轉(zhuǎn)交拋物線于點(diǎn),交于
點(diǎn),于點(diǎn).(1)當(dāng)點(diǎn)橫坐標(biāo)為時,則;
(2)隨著點(diǎn)橫坐標(biāo)由大變小,的長度()
A.由大變小
B.由小變大
C.不變
D.先變大后變小
(3)若將題中條件“旋轉(zhuǎn)”改為“旋轉(zhuǎn)”,但保證
與拋物線有交點(diǎn),則
(用“”表示).3.如圖,拋物線與軸交于點(diǎn),與軸交于點(diǎn),為上方的拋物線上一點(diǎn),∥軸交于點(diǎn),設(shè)點(diǎn)橫坐標(biāo)為.探究:當(dāng)為何值時,長度取得最大值?
四、探究拋物線的“內(nèi)接直角三角形”:
1.如圖,將直角三角板的直角頂點(diǎn)置于原點(diǎn),兩直角邊與拋物線交于,兩點(diǎn).(1)如圖1,當(dāng)時,也有,則;
(2)對于同一拋物線,將三角板繞點(diǎn)旋轉(zhuǎn)(如圖2),分別作軸,軸,與軸交于點(diǎn),且測得.①;
②點(diǎn)的坐標(biāo)為;
(3)探究:在上題中,改變?nèi)前逦恢茫ㄔO(shè)),點(diǎn)的坐標(biāo)是否發(fā)生變化?
(4)猜想點(diǎn)的坐標(biāo)與的關(guān)系.2.如圖,(,),(,),(,)均在拋物線上,且是
以為直角頂點(diǎn)的直角三角形.(1)通過圖1的探究,我們猜想:斜邊
定點(diǎn)(填“經(jīng)過”或“不經(jīng)過”);
(2)如圖2,通過構(gòu)造“一線三等角”進(jìn)行探究:
①由∽可得,選取字母,,表示該比例式:,化簡得;
②由于涵定理可得(選取字母,,表示):;
;
(3)綜合(1)、(2)的探究結(jié)果,發(fā)現(xiàn)與中,的長度是定值,因此斜邊
(填“經(jīng)過”或“不經(jīng)過”)定點(diǎn)
(填“”或“”),且該定
點(diǎn)的坐標(biāo)可用,表示為
.3.反思:上述探究的意義何在?
五、秒殺難題
1.(2014·武漢壓軸題改編)如圖,已知直線:與拋物線交于,兩點(diǎn).(1)直線總經(jīng)過一個定點(diǎn),點(diǎn)的坐標(biāo)為;
(2)若拋物線上存在定點(diǎn),使,求點(diǎn)到直線的最大距離.2.如圖,拋物線交軸于點(diǎn),,且射線與拋物線
交于點(diǎn),點(diǎn)在拋物線上運(yùn)動.(1)若點(diǎn)在第三象限運(yùn)動,求面積的最大值;
(2)當(dāng)時.①過點(diǎn)作軸的平行線,交拋物線于點(diǎn),則的面積為;
②求點(diǎn)的坐標(biāo).3.(2016·武漢壓軸題改編)如圖拋物線交軸于點(diǎn),頂點(diǎn)為,點(diǎn)為拋物線上一動點(diǎn),且位于軸下方.(1)若點(diǎn)(,),(,)時,求該拋物線解析式;
(2)若直線,分別交軸于點(diǎn),試探究是否定值?
若是,請用表示;若不是,請說明理由.4.如圖,拋物線交軸于點(diǎn),頂點(diǎn)為,軸于點(diǎn),為對稱
軸右側(cè),第一象限內(nèi)的拋物線上一動點(diǎn),連接交拋物線于點(diǎn).(1)求點(diǎn)的坐標(biāo);
(2)求證:為定值;
(3)直線,分別交軸于點(diǎn),試探究是否定值?
若是,請用表示;若不是,請說明理由.5.如圖,已知拋物線過點(diǎn)(,).(1)求拋物線的解析式;
(2)為點(diǎn)左側(cè)拋物線上一動點(diǎn),直線交直線于點(diǎn),過點(diǎn)作軸
平行線交拋物線于點(diǎn),連接,求證:恒過定點(diǎn);
(3)在(2)的條件下,當(dāng)運(yùn)動時.①求到直線的距離的最大值;
②求面積的最小值.六、反思:
1.留有遺憾:雖然已經(jīng)解決了為直角三角形時,直角頂點(diǎn)的坐標(biāo)問題;但是為等腰三角形
時的問題,仍然未能解決!希望和各位老師共同探
討……
2.李書福曾經(jīng)說過,造汽車無非就是“四個輪子上面安裝兩張沙發(fā)”.其實(shí)于涵定理的應(yīng)
用,套用一下李書福的話,就是“一條拋物線上三個點(diǎn)”,只要滿足這個特征,就有于
涵定理生存的土壤!雖然有些問題運(yùn)用于涵定理,可能會走一點(diǎn)彎路,但有這種意識終
歸是一件好事.