内容正文:
胡不归模型
一、知识导航
在前面的最值问题中往往都是求某个线段最值或者形如PA+PB最值,除此之外我们还可能会遇上形如“PA+kPB”这样的式子的最值,此类式子一般可以分为两类问题:(1)胡不归问题;(2)阿氏圆.本文简单介绍“胡不归”模型.
【故事介绍】
从前有个少年外出求学,某天不幸得知老父亲病危的消息,便立即赶路回家.根据“两点之间线段最短”,虽然从他此刻位置A到家B之间是一片砂石地,但他义无反顾踏上归途,当赶到家时,老人刚咽了气,小伙子追悔莫及失声痛哭.邻居告诉小伙子说,老人弥留之际不断念叨着“胡不归?胡不归?…”(“胡”同“何”)
而如果先沿着驿道AC先走一段,再走砂石地,会不会更早些到家?
【模型建立】
如图,一动点P在直线MN外的运动速度为V1,在直线MN上运动的速度为V2,且V1<V2,A、B为定点,点C在直线MN上,确定点C的位置使的值最小.
【问题分析】
,记,
即求BC+kAC的最小值.
【问题解决】
构造射线AD使得sin∠DAN=k,CH/AC=k,CH=kAC.
将问题转化为求BC+CH最小值,过B点作BH⊥AD交MN于点C,交AD于H点,此时BC+CH取到最小值,即BC+kAC最小.
【模型总结】
在求形如“PA+kPB”的式子的最值问题中,关键是构造与kPB相等的线段,将“PA+kPB”型问题转化为“PA+PC”型.
而这里的PB必须是一条方向不变的线段,方能构造定角利用三角函数得到kPB的等线段.
二、典例精析
如图,△ABC中,AB=AC=10,tanA=2,BE⊥AC于点E,D是线段BE上的一个动点,则的最小值是_______.
【分析】本题关键在于处理“”,考虑tanA=2,△ABE三边之比为,,故作DH⊥AB交AB于H点,则.
问题转化为CD+DH最小值,故C、D、H共线时值最小,此时.
【小结】本题简单在于题目已经将BA线作出来,只需分析角度的三角函数值,作出垂线DH,即可解决问题,若稍作改变,将图形改造如下:
则需自行构造α,如下图,这一步正是解决“胡不归”问题关键所在.
三、中考真题演练
1.(2023·山东·中考真题)已知抛物线与x轴交于A,B两点,与y轴交于点,其对称轴为.
(1)求抛物线的表达式;
(3)如图2,动点P在直线上方的抛物线上,过点P作直线的垂线,分别交直线,线段于点E,F,过点F作轴,垂足为G,求的最大值.
2.(2023·黑龙江绥化·中考真题)如图,抛物线的图象经过,,三点,且一次函数的图象经过点.
(1)求抛物线和一次函数的解析式.
(3)将抛物线的图象向右平移个单位长度得到抛物线,此抛物线的图象与轴交于,两点(点在点左侧).点是抛物线上的一个动点且在直线下方.已知点的横坐标为.过点作于点.求为何值时,有最大值,最大值是多少?
3.(2023·四川内江·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于,两点.与y轴交于点.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)若点P是直线下方抛物线上的一动点,过点P作x轴的平行线交于点K,过点P作y轴的平行线交x轴于点D,求与的最大值及此时点P的坐标;
4.(2023·天津·中考真题)已知抛物线,为常数,的顶点为,与轴相交于,两点点在点的左侧,与轴相交于点,抛物线上的点的横坐标为,且,过点作,垂足为.
(1)若.
①求点和点的坐标;
②当时,求点的坐标;
(2)若点的坐标为,且,当时,求点的坐标.
5.(2023·福建泉州·模拟预测)如图,已知抛物线(为常数,且)与轴从左至右依次交于,两点,与轴交于点,经过点的直线与抛物线的另一交点为.
(1)若点的横坐标为,求抛物线的函数表达式;
(2)在(1)条件下,设为线段上一点(不含端点),连接,一动点从点出发,沿线段以每秒1个单位的速度运动到,再沿线段以每秒2个单位的速度运动到后停止.当点的坐标是多少时,点在整个运动过程中用时最少?
6.(2023·广西柳州·二模)已知抛物线过点,两点,与轴交于点,,
(1)求抛物线的解析式及顶点的坐标;
(2)点为抛物线上位于直线下方的一动点,当面积最大时,求点的坐标;
(3)若点为线段上的一动点,问:是否存在最小值?若存在,求出这个最小值;若不存在,请说明理由.
7.(2022·四川成都·模拟预测)抛物线分别交x轴于点,,交y轴于点C,抛物线的对称轴与x轴相交于点D,点M为线段OC上的动点,点N为线段AC上的动点,且.
(1)求抛物线的表达式;
(2)线段MN,NC在数量上有何关系,请写出你的理由;
(3)在M,N移动的过程中,DM+MC是否有最小值,如果有,请写出理由.
8.(2022·广西梧州·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,直线分别与x,y轴交于点A,B,抛物线恰好经过这两点.