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抛物线与几何综合题的解析梳理与拓展探究

2024-05-13廖鸿兵

中学教学参考·理科版 2024年2期
关键词:几何抛物线模型

廖鸿兵

[摘 要]抛物线与几何综合题常作为中考压轴题,综合考查学生的知识与能力。对于抛物线与几何综合题,教师应指导学生解读题型特点,围绕真题进行探究分析,总结考点知识,挖掘解题模型,并适度拓展。

[关键词]抛物线;几何;一线三垂直;模型

[中图分类号]    G633.6        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058(2024)05-0028-04

一、问题综述

抛物线与几何综合题在初中数学中十分常见,常作为压轴题综合考查学生的知识掌握情况与综合解析问题的能力。该类题型有以下三大特点:

一是融合代数与几何的相关知识,具有数与形的双重特点。(探究解析时建议采用数形结合思想)

二是隐含众多几何模型,如“将军饮马”模型、“一线三垂直”模型、隐圆模型等。(探究解析时建议充分运用相应的模型)

三是设问具有关联性,即问题之间虽相互独立,但其在条件、结论以及解题思路上具有一定的联系。(可以把握问题间的联系来探索解题思路)

对于此类题型的解题探究,建议教师精选近几年的典型中考数学真题,深度解析真题,分析解题方法及模型构建思路,并围绕真题核心内容开展拓展探究,指导学生强化知识与方法,培养解题思维。

二、真题探究

2023年江苏省连云港市中考数学试卷第26题为典型的抛物线与几何综合题,以抛物线与直线相交为基础,将代数与几何的相关知识融合在一起,设定条件综合考查学生的探究能力和问题解决能力。下面笔者逐一解析问题,探究解题思路。

(一)考题再现

如图1所示,在平面直角坐标系[xOy]中,抛物线[L1:y=x2-2x-3]的顶点为[P]。直线[l]过点[M(0,m)]([m≥-3]),且平行于[x]轴,与抛物线[L1]交于[A]、[B]两点([B]在[A]的右侧)。将抛物线[L1]沿直线[l]翻折得到抛物线[L2],抛物线[L2]交[y]轴于点[C],顶点为[D]。

(1)当[m=1]时,求点[D]的坐标;

(2)连接[BC]、[CD]、[DB],若[△BCD]为直角三角形,求此时[L2]所对应的函数表达式;

(3)在(2)的条件下,若[△BCD]的面积为3,[E]、[F]两点分别在边[BC]、[CD]上运動,且[EF=CD],以[EF]为一边作正方形[EFGH],连接[CG],写出[CG]长度的最小值,并简要说明理由。

(二)思路分析

本题为典型的抛物线与几何综合题,题设直线与抛物线相交于两点,并引入翻折,构建了复合图形。后续题设三个小问,问题难度、梯度递增,需要把握问题特点,结合对应知识来解析。

第(1)问求解点[D]的坐标,属于基础性问题,整理变形解析式即可直接求解。

第(2)问构建了直角三角形,求解抛物线对应的函数解析式,需要分类讨论构建直角三角形模型,再结合对应知识来解析。

第(3)问设定三角形面积,构建了正方形,探究解析线段的最值,属于线段最值问题,需要构建最值模型,结合共线定理来求解。

(三)过程突破

本题设定三个小问,问题各具特点,探究解析分步构建,下面笔者逐一进行过程突破。

(1)整理抛物线[L1]的表达式,其顶点式为[y=x2-2x-3=(x-1)2-4],则其顶点坐标为[P(1 ,-4)],已知[m=1],点[P]和点[D]关于直线[y=1]对称,可求得点[D(1,6)]。

(2)分析[△BCD]为直角三角形时,抛物线[L2]对应的函数表达式,由于没有设定直角,故有三种情形,需要分别讨论,过程如下:

由题意可知,[L1]的顶点[P(1,4)]与[L2]的顶点[D]关于直线[y=m]对称,所以可推知[D(1,2m+4)],抛物线[L2]的表达式为[y=-(x-1)2+(2m+4)=-x2+2x+2m+3],所以当[x=0]时,可得[C(0,2m+3)]。

情形①:当[∠BCD=90°]时,如图2所示,过点[D]作[DN⊥y]轴,垂足为[N]。

因为D(1,2m + 4),则N(0,2m + 4)。又知C(0,2m + 3),则[DN=NC=1],所以[∠DCN=45°]。由于[∠BCD=90°],则[∠BCM=45°]。由于直线[l]∥[x]轴,则[∠BMC=90°],所以[∠CBM=∠BCM=45°] , [BM=CM]。

因为[m≥-3],所以[BM=CM=(2m+3)-m=m+3],可求得点[B(m+3,m)]。又知点[B]在抛物线[y=x2-2x-3]上,所以[m=(m+3)2-2(m+3)-3],可解得[m=0],或[m=-3]。

当[m=-3]时,可得[B(0,-3)],[C(0,-3)],此时点[B]、[C]重合,舍去。

当[m=0]时,符合题意,将[m=0]代入[y=-x2+2x+2m+3],可得[y=-x2+2x+3]。

情形②:当[∠BDC=90°]时,如图3所示,过[B]作[BT⊥] [ND],交[ND]的延长线于点[T]。

同理可得[BT=DT]。因为点[D(1,2m+4)],所以[DT=BT=(2m+4)-m=m+4]。因为[DN=1],所以[NT=DN+DT=1+(m+4)=m+5],可推得[NT=DN+DT=1+(m+4)=m+5],从而可得[B(m+5,m)]。又知点[B]在抛物线[y=x2-2x-3]上,所以[m=(m+5)2-2(m+5)-3],可解得[m=-3]或[m=-4]。因为[m≥-3],所以[m=-3],此时点[B](2,-3),[C](0,-3)符合题意。

将[m=-3]代入[y=-x2+2x+2m+3],可得[y=-x2+2x-3]。

情形③:当[∠DBC=90°]时,分析可知,此情况不存在。

综上可知,若[△BCD]为直角三角形,此时[L2]所对应的函数表达式有两个,分别为[y=-x2+2x+3]和[y=-x2+2x-3]。

(3)该问是基于第(2)问的条件设定的,即[△BCD]为直角三角形,且有两种情形。问题中设定了[△BCD]的面积,则可以基于其面积条件来分析推理,再构建最值模型求解。

如图4所示,结合第(2)问可知[△BCD]为直角三角形有两种情形,分别为[∠BCD=90°]和[∠BDC=90°],下面分别讨论分析。

当[∠BCD=90°]时,[m=0],则[B(3,0)],[C(0,3)],可求得线段[BC=32],此时[△BCD]的面积为3,符合题意,所以[CD=2]。

当[∠BDC=90°]时,[m=-3],此时点[B(0,-3)],[C(0,-3)],则可推知[BC=2],[CD=BD=2],此时[△BCD]的面积为1,不符合题意,舍去。

取[EF]的中点为[Q],在Rt[△CEF]中,可求得[CQ=12EF=22];在Rt[△FGQ]中,由勾股定理可得[GQ=FG2+FQ2=102],分析可知当[Q]、[C]、[G]三点共线时,[CG]可取得最小值,最小值为[10-22]。

(四)解题评析

解析上述问题时,整体上采用了数形结合、分类讨论的方法与策略。根据问题条件解析构建图形,再结合图形推理分析,解析过程中对其中的不确定情形进行分类讨论。考题的后两问为核心之问,挖掘解析过程,发现其含有如下两大特点。

(1)隐含特殊模型。第(2)问隐含了“一线三垂直”模型,包括“一线三垂直”全等模型和“一线三垂直”相似模型两类模型,即图2中的Rt[△CND]、Rt[△BOC]、Rt[△DCB]构成了“一线三垂直”相似模型,Rt[△CND]和Rt[△BOC]为相似关系;图3中的Rt[△CND]、Rt[△CDB]、Rt[△DTB]构成了“一线三垂直”全等模型,Rt[△CND]与Rt[△DTB]为全等关系。

(2)涉及共线定理。第(3)问解析最值的核心定理为“两点之间,线段最短”,即几何最值中常用的共线定理。求解时,基于该定理确定最值模型,将问题转化为常规的求解线段长,后续基于勾股定理完成求解。

三、知識梳理

“一线三垂直”模型是初中几何中的典型模型,以其作为知识背景命制的考题在中考数学中十分常见。在探究学习中,教师需要引导学生深入解读模型,总结模型特征、结论,生成应用策略。“一线三垂直”模型有全等和相似两种类型,下面笔者进行深入解析。

模型1:“一线三垂直”全等模型

在如图5所示的模型图中存在几何关系:[∠D=∠BCA=∠E=90°],[BC=AC],从而可推知:Rt[△BDC ]≌Rt[△CEA]。

对于该模型,有如下两种应用思路:

(1)通过证明全等实现边角关系的转化,便于解决对应的几何问题。

(2)平面直角坐标系中有直角求点的坐标,可以考虑作辅助线来构造“全等型”三垂直。而作辅助线的方法如下:过直角顶点在直角外部作水平线或竖直线,过另外两个顶点向上述直线作垂线段(如图6)。

模型2:“一线三垂直”相似模型

在如图7所示的模型图中存在几何关系:[∠B=∠ADE=∠C],从而可推知[△ABD ]∽[△DCE]。

对于该模型,有如下三种应用思路:

(1)根据特征确定模型,利用模型结论解题。

(2)在平面直角坐标系中构造“相似型”三垂直,作辅助线的方法和模型1相似。

(3)运用于直角坐标系中的运动型问题中,结合点运动来构建直角,进而挖掘出模型。

【拓展探究】

实际上,“一线三垂直”全等模型是“一线三垂直”相似模型的特殊情形,即相似中存在一组对应边相等。几何动态问题中的“一线三垂直”模型较为特殊,涉及了动态分析,破解难度较高,需要重点关注。

[例题]如图8所示,已知抛物线[y=-12x2+32x+2]与[x]轴交于点[A]、[B],与[y]轴交于点[C]。

(1)则点[A]的坐标为       ,点[B]的坐标为        ,点[C]的坐标为             。

(2)设点[P(x1,y1)],[Q(x2,y2)](其中[x1>x2])都在抛物线[y=-12x2+32x+2]上,若[x1+x2=1],请证明:[y1>y2]。

(3)已知点[M]是线段[BC]上的动点,点[N]是线段[BC]上方抛物线上的动点,若[∠CNM=90°],且[△CMN]与[△OBC]相似,试求此时点[N]的坐标。

分析:本题为抛物线与几何综合题,其中第(3)问可归为“一线三垂直”模型动态问题,探究解析时需要把握动点,合理构建模型,利用模型结论分析推导。

解:(1)[A(-1,0)],[B(4,0)]。

(2)证明:根据题意可知,[y1-y2=-12(x2+x1)(x1-x2)+32(x1-x2)],因为[x1+x2=1],所以[y1-y2=x1-x2],又因为[x1>x2],所以[y1>y2],得证。

(3)可求得直线[BC]的表达式为[y=-12x+2]。

如图9所示,过点[N]作[NG⊥y]轴于点[G],过点[M]作[MH⊥GN]于点[H],则[∠CGN=∠H=90°],

根据条件可证[△CNG ]∽[△NMH],则[CNNM=CGNH=NGMH],设点[N]的坐标为[n,-12n2+32n+2],则[GN=n],[CG=-12n2+32n]。

①当[△NCM ]∽[△OCB]时,[NMOB=NCOC],又知[OB=4],[OC=2],则[CN]∶[MN=CO]∶[OB=1]∶2,从而可推知[NH=2CG=-n2+3n],[MH=2NG=2n],则[GH=NG+NH=-n2+4n],[yM=CG+CO-MH=-12n2-12n+2],可得点[M]的坐标为[-n2+4n,-12n2-12n+2]。

因为点[M]在直线[BC]上,所以[-12(-n2+4n)+2=-12n2-12n+2],可解得[n=0](舍去)或[n=32],所以点[N]的坐标为[32,258]。

②当[△NCM ]∽[△OBC]时,[NMOC=CNOB],又知,[OB=4],[OC=2],则[CN]∶[NM=OB]∶[OC=2]∶1,从而可推知[NH=12CG=-14n2+34n],[MH=12NG=12n],所以[GH=NG+NH=-14n2+74n],[yM=CG+CO-MH=-12n2+n+2],所以点[M]的坐标为[-14n2+74n,-12n2+n+2],则有[-12-14n2+74n+2=-12n2+n+2],可解得[n=0](舍去)或[n=3],所以点[N]的坐标为(3,2)。

综上所述,点[N]的坐标为[32,258]或(3,2)。

评析:上述第(3)问在求解时构建了“一线三垂直”相似模型,利用模型特性推导线段长,由于涉及动点,故设定坐标参数,将其中的线段长表示为关于坐标参数的代数式,后续构建方程完成求解。

综上可知,在抛物线与几何综合题的探究过程中,教师要注意引导学生进行知识梳理、模型挖掘、定理探究,总结问题的破解方法和模型构建策略,并结合实例开展拓展探究。教师还要注意做好思维引导,引导学生形成类型化的解题策略,提升综合能力。

[   参   考   文   献   ]

[1]  王剑.重视思维推理,倡导反思拓展:以2021年连云港市中考抛物线问题为例[J].数学教学通讯,2022(23):80-82.

[2]  郁元顺.解题体验重过程,问题变式拓思维:以一道抛物线综合题的教学探讨为例[J].中学数学,2022(6):44-45.

[3]  杨玉汉.G.波利亚“解题四步骤”的应用与思考:以一道抛物线题为例[J].中学数学教学参考,2023(6):68-69.

(责任编辑 黄春香)

一、问题综述

抛物线与几何综合题在初中数学中十分常见,常作为压轴题综合考查学生的知识掌握情况与综合解析问题的能力。该类题型有以下三大特点:

一是融合代数与几何的相关知识,具有数与形的双重特点。(探究解析时建议采用数形结合思想)

二是隐含众多几何模型,如“将军饮马”模型、“一线三垂直”模型、隐圆模型等。(探究解析时建议充分运用相应的模型)

三是设问具有关联性,即问题之间虽相互独立,但其在条件、结论以及解题思路上具有一定的联系。(可以把握问题间的联系来探索解题思路)

对于此类题型的解题探究,建议教师精选近几年的典型中考数学真题,深度解析真题,分析解题方法及模型构建思路,并围绕真题核心内容开展拓展探究,指导学生强化知识与方法,培养解题思维。

二、真题探究

2023年江苏省连云港市中考数学试卷第26题为典型的抛物线与几何综合题,以抛物线与直线相交为基础,将代数与几何的相关知识融合在一起,设定条件综合考查学生的探究能力和问题解决能力。下面笔者逐一解析问题,探究解题思路。

(一)考题再现

如图1所示,在平面直角坐标系[xOy]中,抛物线[L1:y=x2-2x-3]的顶点为[P]。直线[l]过点[M(0,m)]([m≥-3]),且平行于[x]轴,与抛物线[L1]交于[A]、[B]两点([B]在[A]的右侧)。将抛物线[L1]沿直线[l]翻折得到抛物线[L2],抛物线[L2]交[y]轴于点[C],顶点为[D]。

(1)当[m=1]时,求点[D]的坐標;

(2)连接[BC]、[CD]、[DB],若[△BCD]为直角三角形,求此时[L2]所对应的函数表达式;

(3)在(2)的条件下,若[△BCD]的面积为3,[E]、[F]两点分别在边[BC]、[CD]上运动,且[EF=CD],以[EF]为一边作正方形[EFGH],连接[CG],写出[CG]长度的最小值,并简要说明理由。

(二)思路分析

本题为典型的抛物线与几何综合题,题设直线与抛物线相交于两点,并引入翻折,构建了复合图形。后续题设三个小问,问题难度、梯度递增,需要把握问题特点,结合对应知识来解析。

第(1)问求解点[D]的坐标,属于基础性问题,整理变形解析式即可直接求解。

第(2)问构建了直角三角形,求解抛物线对应的函数解析式,需要分类讨论构建直角三角形模型,再结合对应知识来解析。

第(3)问设定三角形面积,构建了正方形,探究解析线段的最值,属于线段最值问题,需要构建最值模型,结合共线定理来求解。

(三)过程突破

本题设定三个小问,问题各具特点,探究解析分步构建,下面笔者逐一进行过程突破。

(1)整理抛物线[L1]的表达式,其顶点式为[y=x2-2x-3=(x-1)2-4],则其顶点坐标为[P(1 ,-4)],已知[m=1],点[P]和点[D]关于直线[y=1]对称,可求得点[D(1,6)]。

(2)分析[△BCD]为直角三角形时,抛物线[L2]对应的函数表达式,由于没有设定直角,故有三种情形,需要分别讨论,过程如下:

由题意可知,[L1]的顶点[P(1,4)]与[L2]的顶点[D]关于直线[y=m]对称,所以可推知[D(1,2m+4)],抛物线[L2]的表达式为[y=-(x-1)2+(2m+4)=-x2+2x+2m+3],所以当[x=0]时,可得[C(0,2m+3)]。

情形①:当[∠BCD=90°]时,如图2所示,过点[D]作[DN⊥y]轴,垂足为[N]。

因为D(1,2m + 4),则N(0,2m + 4)。又知C(0,2m + 3),则[DN=NC=1],所以[∠DCN=45°]。由于[∠BCD=90°],则[∠BCM=45°]。由于直线[l]∥[x]轴,则[∠BMC=90°],所以[∠CBM=∠BCM=45°] , [BM=CM]。

因为[m≥-3],所以[BM=CM=(2m+3)-m=m+3],可求得点[B(m+3,m)]。又知点[B]在抛物线[y=x2-2x-3]上,所以[m=(m+3)2-2(m+3)-3],可解得[m=0],或[m=-3]。

当[m=-3]时,可得[B(0,-3)],[C(0,-3)],此时点[B]、[C]重合,舍去。

当[m=0]时,符合题意,将[m=0]代入[y=-x2+2x+2m+3],可得[y=-x2+2x+3]。

情形②:当[∠BDC=90°]时,如图3所示,过[B]作[BT⊥] [ND],交[ND]的延长线于点[T]。

同理可得[BT=DT]。因为点[D(1,2m+4)],所以[DT=BT=(2m+4)-m=m+4]。因为[DN=1],所以[NT=DN+DT=1+(m+4)=m+5],可推得[NT=DN+DT=1+(m+4)=m+5],从而可得[B(m+5,m)]。又知点[B]在抛物线[y=x2-2x-3]上,所以[m=(m+5)2-2(m+5)-3],可解得[m=-3]或[m=-4]。因为[m≥-3],所以[m=-3],此时点[B](2,-3),[C](0,-3)符合题意。

将[m=-3]代入[y=-x2+2x+2m+3],可得[y=-x2+2x-3]。

情形③:当[∠DBC=90°]时,分析可知,此情况不存在。

综上可知,若[△BCD]为直角三角形,此时[L2]所对应的函数表达式有两个,分别为[y=-x2+2x+3]和[y=-x2+2x-3]。

(3)该问是基于第(2)问的条件设定的,即[△BCD]为直角三角形,且有两种情形。问题中设定了[△BCD]的面积,则可以基于其面积条件来分析推理,再构建最值模型求解。

如图4所示,结合第(2)问可知[△BCD]为直角三角形有两种情形,分别为[∠BCD=90°]和[∠BDC=90°],下面分别讨论分析。

当[∠BCD=90°]时,[m=0],则[B(3,0)],[C(0,3)],可求得线段[BC=32],此时[△BCD]的面积为3,符合题意,所以[CD=2]。

当[∠BDC=90°]时,[m=-3],此时点[B(0,-3)],[C(0,-3)],则可推知[BC=2],[CD=BD=2],此时[△BCD]的面积为1,不符合题意,舍去。

取[EF]的中点为[Q],在Rt[△CEF]中,可求得[CQ=12EF=22];在Rt[△FGQ]中,由勾股定理可得[GQ=FG2+FQ2=102],分析可知當[Q]、[C]、[G]三点共线时,[CG]可取得最小值,最小值为[10-22]。

(四)解题评析

解析上述问题时,整体上采用了数形结合、分类讨论的方法与策略。根据问题条件解析构建图形,再结合图形推理分析,解析过程中对其中的不确定情形进行分类讨论。考题的后两问为核心之问,挖掘解析过程,发现其含有如下两大特点。

(1)隐含特殊模型。第(2)问隐含了“一线三垂直”模型,包括“一线三垂直”全等模型和“一线三垂直”相似模型两类模型,即图2中的Rt[△CND]、Rt[△BOC]、Rt[△DCB]构成了“一线三垂直”相似模型,Rt[△CND]和Rt[△BOC]为相似关系;图3中的Rt[△CND]、Rt[△CDB]、Rt[△DTB]构成了“一线三垂直”全等模型,Rt[△CND]与Rt[△DTB]为全等关系。

(2)涉及共线定理。第(3)问解析最值的核心定理为“两点之间,线段最短”,即几何最值中常用的共线定理。求解时,基于该定理确定最值模型,将问题转化为常规的求解线段长,后续基于勾股定理完成求解。

三、知识梳理

“一线三垂直”模型是初中几何中的典型模型,以其作为知识背景命制的考题在中考数学中十分常见。在探究学习中,教师需要引导学生深入解读模型,总结模型特征、结论,生成应用策略。“一线三垂直”模型有全等和相似两种类型,下面笔者进行深入解析。

模型1:“一线三垂直”全等模型

在如图5所示的模型图中存在几何关系:[∠D=∠BCA=∠E=90°],[BC=AC],从而可推知:Rt[△BDC ]≌Rt[△CEA]。

对于该模型,有如下两种应用思路:

(1)通过证明全等实现边角关系的转化,便于解决对应的几何问题。

(2)平面直角坐标系中有直角求点的坐标,可以考虑作辅助线来构造“全等型”三垂直。而作辅助线的方法如下:过直角顶点在直角外部作水平线或竖直线,过另外两个顶点向上述直线作垂线段(如图6)。

模型2:“一线三垂直”相似模型

在如图7所示的模型图中存在几何关系:[∠B=∠ADE=∠C],从而可推知[△ABD ]∽[△DCE]。

对于该模型,有如下三种应用思路:

(1)根据特征确定模型,利用模型结论解题。

(2)在平面直角坐标系中构造“相似型”三垂直,作辅助线的方法和模型1相似。

(3)运用于直角坐标系中的运动型问题中,结合点运动来构建直角,进而挖掘出模型。

【拓展探究】

实际上,“一线三垂直”全等模型是“一线三垂直”相似模型的特殊情形,即相似中存在一组对应边相等。几何动态问题中的“一线三垂直”模型较为特殊,涉及了动态分析,破解难度较高,需要重点关注。

[例题]如图8所示,已知抛物线[y=-12x2+32x+2]与[x]轴交于点[A]、[B],与[y]轴交于点[C]。

(1)则点[A]的坐标为       ,点[B]的坐标为        ,点[C]的坐标为             。

(2)设点[P(x1,y1)],[Q(x2,y2)](其中[x1>x2])都在抛物线[y=-12x2+32x+2]上,若[x1+x2=1],请证明:[y1>y2]。

(3)已知点[M]是线段[BC]上的动点,点[N]是线段[BC]上方抛物线上的动点,若[∠CNM=90°],且[△CMN]与[△OBC]相似,试求此时点[N]的坐标。

分析:本题为抛物线与几何综合题,其中第(3)问可归为“一线三垂直”模型动态问题,探究解析时需要把握动点,合理构建模型,利用模型结论分析推导。

解:(1)[A(-1,0)],[B(4,0)]。

(2)证明:根据题意可知,[y1-y2=-12(x2+x1)(x1-x2)+32(x1-x2)],因为[x1+x2=1],所以[y1-y2=x1-x2],又因为[x1>x2],所以[y1>y2],得证。

(3)可求得直线[BC]的表达式为[y=-12x+2]。

如图9所示,过点[N]作[NG⊥y]轴于点[G],过点[M]作[MH⊥GN]于点[H],则[∠CGN=∠H=90°],

根据条件可证[△CNG ]∽[△NMH],则[CNNM=CGNH=NGMH],设点[N]的坐标为[n,-12n2+32n+2],则[GN=n],[CG=-12n2+32n]。

①当[△NCM ]∽[△OCB]时,[NMOB=NCOC],又知[OB=4],[OC=2],则[CN]∶[MN=CO]∶[OB=1]∶2,从而可推知[NH=2CG=-n2+3n],[MH=2NG=2n],则[GH=NG+NH=-n2+4n],[yM=CG+CO-MH=-12n2-12n+2],可得点[M]的坐标为[-n2+4n,-12n2-12n+2]。

因为点[M]在直线[BC]上,所以[-12(-n2+4n)+2=-12n2-12n+2],可解得[n=0](舍去)或[n=32],所以点[N]的坐标为[32,258]。

②當[△NCM ]∽[△OBC]时,[NMOC=CNOB],又知,[OB=4],[OC=2],则[CN]∶[NM=OB]∶[OC=2]∶1,从而可推知[NH=12CG=-14n2+34n],[MH=12NG=12n],所以[GH=NG+NH=-14n2+74n],[yM=CG+CO-MH=-12n2+n+2],所以点[M]的坐标为[-14n2+74n,-12n2+n+2],则有[-12-14n2+74n+2=-12n2+n+2],可解得[n=0](舍去)或[n=3],所以点[N]的坐标为(3,2)。

综上所述,点[N]的坐标为[32,258]或(3,2)。

评析:上述第(3)问在求解时构建了“一线三垂直”相似模型,利用模型特性推导线段长,由于涉及动点,故设定坐标参数,将其中的线段长表示为关于坐标参数的代数式,后续构建方程完成求解。

综上可知,在抛物线与几何综合题的探究过程中,教师要注意引导学生进行知识梳理、模型挖掘、定理探究,总结问题的破解方法和模型构建策略,并结合实例开展拓展探究。教师还要注意做好思维引导,引导学生形成类型化的解题策略,提升综合能力。

[   参   考   文   献   ]

[1]  王剑.重视思维推理,倡导反思拓展:以2021年连云港市中考抛物线问题为例[J].数学教学通讯,2022(23):80-82.

[2]  郁元顺.解题体验重过程,问题变式拓思维:以一道抛物线综合题的教学探讨为例[J].中学数学,2022(6):44-45.

[3]  杨玉汉.G.波利亚“解题四步骤”的应用与思考:以一道抛物线题为例[J].中学数学教学参考,2023(6):68-69.

(责任编辑 黄春香)

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