内容正文:
巧用抛物线的对称性解题
抛物线
的图象是关于直线
对称的图形,恰当、灵活地利用抛物线对称性来解决相关数学问题,可收到事半功倍的效果.请看下面一例的解法对比.
题目 已知抛物线
经过点(2,3),对称轴为直线
,并且在
轴上截得的弦长为4,则抛物线的解析式为 .
解析1 求二次函数的解析式常用待定系数法.
设抛物线与
轴的交点坐标为
,则
=4.
EMBED Equation.DSMT4 ,解得
.
抛物线的解析式为
.
解析2 由条件“对称轴为直线
,并且在
轴上截得的弦长为4”,根据抛物线的对称性,可知抛物线与
轴两交点到对称轴的距离为2.因此,抛物线与
轴的两交点坐标为(-1,0)和(3,0),这样我们可设抛物线的解析式为
.将(2,3)代入,得
,故
,即抛物线的解析式为
.
从上面两种解法,我们能感受到利用抛物线的对称性来求解的优越性.
下面,笔者从两个方面,探究如何利用抛物线的对称性助推我们解题.
一、对称轴的判定
对于抛物线
上两个不同点
,若
,则这两个点是关子对称轴的对称点,且这时抛物线的对称轴是直线
;反之亦然.
例1 (2019年济宁中考题)如图1,抛物线
与直线
交于
两点,则不等式
的解集是 .
解析 抛物线的对称轴为
轴,
关于
轴对称点的坐标分别为
,直线
关于Y轴的对称直线为
,且经过
两点(如图1),所以不等式
,即
的解集是
或
.
例2 (2019年大庆中考题)如图2,抛物线
的对称轴为直线
,抛物线与
轴交于点
和点
,与
轴交于点
,且点
的坐标为(-1,0).
(1)求抛物线的函数表达式.
(2)将抛物线
图象
轴下方部分沿
轴向上翻折,保留抛物线在
轴上的点和
轴上方图象,得到的新图象与直线
恒有四个交点,从左到右四个交点依次记为
.当以
为直径的圆过点
时,求
的值。
解析 (1)由抛物线的对称性,可知点
的坐标为
,则抛物线的函数表达式为
,
即
.
(2)∵
,
∴
轴下方图象沿
轴向上翻折后得到抛物线表达式为
EMBED Equation.DSMT4 (
),
其顶点为(2,9)(