探索“拋物線”的幾何性質(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(,),(,),與軸
交于點(,),則該拋物線的解析式為
.2.解題后探究:
(1)猜想:上題中,,存在某種關系,該關系可以表示為:,.(2)論證:若拋物線與軸交于點(,),(,),與軸交于點(,),求證:.3.簡單應用:
(1)拋物線與軸交于點(,),(,),與軸交
于點(,),則該拋物線的解析式為;
(2)拋物線與軸交于點(,),(,),與軸
交于點,且,則該拋物線的解析式為
.二、進一步探究(特殊→一般):
1.如圖,拋物線與軸交于點,與軸交于點,點在,之間的拋物線上運動.(1)的橫坐標為時,比較大小:;
(2)的橫坐標為時,比較大小:;
(3)當時,.(呢?)
2.如圖,拋物線與軸交于點,與軸交于點,∥軸交
拋物線于另一點,軸于點,為上方的拋物線上任意一點,于點.(1)比較大小:;
(2)比較大小:;
(3)當時,.3.如圖,拋物線與軸交于點,與軸交于點,為上方的拋物線上一點,∥軸,于點,分別交軸,于點,.請通過特殊點進行探究,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,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:
三、小試牛刀:
1.(2006·河南壓軸題改編)如圖,是二次函數的圖象,過點(,)的直線交
拋物線于點,過點,分別作軸的垂線,垂足分別為,.則當點在拋
物線上運動時(點不與原點重合),請探究的值.(1)當點橫坐標為時,則的值為;
(2)隨著點位置的變化,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,點在二次函數圖象的第三象限部分運動,直線∥軸,且交
拋物線于點,將直線繞點逆時針旋轉交拋物線于點,交于
點,于點.(1)當點橫坐標為時,則;
(2)隨著點橫坐標由大變小,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”改為“旋轉”,但保證
與拋物線有交點,則
(用“”表示).3.如圖,拋物線與軸交于點,與軸交于點,為上方的拋物線上一點,∥軸交于點,設點橫坐標為.探究:當為何值時,長度取得最大值?
四、探究拋物線的“內接直角三角形”:
1.如圖,將直角三角板的直角頂點置于原點,兩直角邊與拋物線交于,兩點.(1)如圖1,當時,也有,則;
(2)對于同一拋物線,將三角板繞點旋轉(如圖2),分別作軸,軸,與軸交于點,且測得.①;
②點的坐標為;
(3)探究:在上題中,改變三角板位置(設),點的坐標是否發生變化?
(4)猜想點的坐標與的關系.2.如圖,(,),(,),(,)均在拋物線上,且是
以為直角頂點的直角三角形.(1)通過圖1的探究,我們猜想:斜邊
定點(填“經過”或“不經過”);
(2)如圖2,通過構造“一線三等角”進行探究:
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)的探究結果,發現與中,的長度是定值,因此斜邊
(填“經過”或“不經過”)定點
(填“”或“”),且該定
點的坐標可用,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.(1)直線總經過一個定點,點的坐標為;
(2)若拋物線上存在定點,使,求點到直線的最大距離.2.如圖,拋物線交軸于點,,且射線與拋物線
交于點,點在拋物線上運動.(1)若點在第三象限運動,求面積的最大值;
(2)當時.①過點作軸的平行線,交拋物線于點,則的面積為;
②求點的坐標.3.(2016·武漢壓軸題改編)如圖拋物線交軸于點,頂點為,點為拋物線上一動點,且位于軸下方.(1)若點(,),(,)時,求該拋物線解析式;
(2)若直線,分別交軸于點,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,頂點為,軸于點,為對稱
軸右側,第一象限內的拋物線上一動點,連接交拋物線于點.(1)求點的坐標;
(2)求證:為定值;
(3)直線,分別交軸于點,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(,).(1)求拋物線的解析式;
(2)為點左側拋物線上一動點,直線交直線于點,過點作軸
平行線交拋物線于點,連接,求證:恒過定點;
(3)在(2)的條件下,當運動時.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:雖然已經解決了為直角三角形時,直角頂點的坐標問題;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.李書福曾經說過,造汽車無非就是“四個輪子上面安裝兩張沙發”.其實于涵定理的應
用,套用一下李書福的話,就是“一條拋物線上三個點”,只要滿足這個特征,就有于
涵定理生存的土壤!雖然有些問題運用于涵定理,可能會走一點彎路,但有這種意識終
歸是一件好事.