二次函數中平行四邊形的存在性問題解析

二次函數中平行四邊形的存在性問題解析

二次函數的圖象

二次函數解析式的三種形式

1、一般式:y = ax2 + bx + c ( a , b , c 為常數,a ≠ 0 );

2、頂點式:y = a( x - h )2 + k ( a , b , c 為常數,a ≠ 0 );

3、兩點式:y = a( x - x1 )( x - x2 )( a ≠ 0 ).

平行四邊形的判定方法及性質

二次函數中平行四邊形的存在性問題解析

平行四邊形

1、平行四邊形的判定方法 

定義:兩組對邊分別平行的四邊形是平行四邊形;

定理 1:兩組對角分別相等的四邊形是平行四邊形; 

定理 2:兩組對邊分別相等的四邊形是平行四邊形;

定理 3:對角線互相平分的四邊形是平行四邊形; 

定理 4:一組對邊平行且相等的四邊形是平行四邊形 .

2、平行四邊形的性質

性質 1:平行四邊形的鄰角互補,對角相等; 

性質 2:平行四邊形的對邊平行且相等;

性質 3:平行四邊形的對角線互相平分.

二次函數中平行四邊形的存在性問題

二次函數中平行四邊形的存在性問題解析

二次函數中平行四邊形的存在性問題

學習目標:

1、會用分類思想討論平行四邊形的存在問題;

2、會用數形結合的思想解決綜合性問題.

重點:分類討論平行四邊形的存在性;

難點:數形結合思想及畫圖.

一、知識回顧(儲備)

1、線段的中點座標公式

二次函數中平行四邊形的存在性問題解析

線段的中點座標公式

在平面直角座標系中,有任意兩點 A、B,若點 A 座標為 (x1,y1),點 B 座標為 (x2,y2),

則線段 AB 的中點 P 的座標為 (( x1 + x2 )/ 2 , ( x1 + x2 )/ 2 ) .

2、知識拓展與應用:

思考:在平面直角座標系中,□ABCD 的頂點座標分別為 A(x1,y1)、B(x2,y2)、C(x3,y3)、D(x4,y4),

已知其中 3 個頂點的座標,如何確定第 4 個頂點的座標 ?

二次函數中平行四邊形的存在性問題解析

引例:如圖,已知 □ABCD 中 A (-2,2),B (-3,-1), C (3,1),則點 D 的座標是 (4,4) .

二次函數中平行四邊形的存在性問題解析

利用中點公式分析: ( x1 + x3 )/ 2 = ( x2 + x4 )/ 2 , ( y1 + y3 )/ 2 = ( y2 + y4 )/ 2 .

結果化簡可以化為 “ 對點法 ” 的形式 : x1 + x3 = x2 + x4 , y1 + y3 = y2 + y4 .

二、對點法( 數學方法 )

如圖,在平面直角座標系中,□ABCD 的頂點座標分別為 A(x1,y1)、B(x2,y2)、C(x3,y3)、D(x4,y4),

則這 4 個頂點座標之間的關係是什麼?

二次函數中平行四邊形的存在性問題解析

結論:x1 + x3 = x2 + x4 ,y1 + y3 = y2 + y4 .

平面直角座標系中,平行四邊形兩組相對頂點的橫座標之和相等,縱座標之和也相等.

三、典例學習( 三定一動 )

【例1】如圖,在平面直角座標系中,已知 A (-1,0),B (1,-2), C (3,1),點 D 是平面內一動點,

若以點 A 、B 、 C、 D 為頂點的四邊形是平行四邊形,則點 D 的座標是 ______.

二次函數中平行四邊形的存在性問題解析

分析:設點 D(x,y),

① 點 A 與點 B 相對:

-1 + 1 = 3 + x,0 - 2 = 1 + y;x = -3,y= -3 ,此時 D2(-3,-3);

② 點 A 與點 C 相對:

-1 + 3 = 1 + x,0 + 1 = -2 + y;x = 1,y = 3,此時 D1(1,3);

③ 點 A 與點 D 相對:

-1 + x = 1 + 3,0 + y = -2 + 1;x = 5,y = -1,此時 D3(5,-1);

綜上所述:點 D 的座標是 (-3,-3),(1,3), (5,-1) .

說明:( 細節 )

若題中四邊形 ABCD 是平行四邊形,則點 D(1,3),與四個點為頂點的四邊形是平行四邊形不同.

四、問題解決

【例題2】已知,拋物線 y = - x2 + x +2 與 x 軸的交點為 A、B,與 y 軸的交點為 C,點 M 是平面內一動點,若以點 M、A、B、C 為頂點的四邊形是平行四邊形,請寫出點 M 的座標.

二次函數中平行四邊形的存在性問題解析

解析:( 三定一動 )

先求出 A( -1,0 ),B ( 2,0 ),C( 0,2 ),設點 M(x,y),

① 點 A 與點 B 相對:

M3(1,-2);

② 點 A 與點 C 相對:M2(-3,2);

③ 點 A 與點 M 相對:M1(3,2);

綜上所述:點 M 的座標是 M1(3,2),M2(-3,2),M3(1,-2).

【例題3】如圖,平面直角座標中,y = - 0.25x2 + x 與 x 軸相交於點 B (4,0),點 Q 在拋物線的對稱軸上,點 P 在拋物線上,且以點 O、B、Q、D 為頂點的四邊形是平行四邊形,寫出相應的點 P 的座標 .

二次函數中平行四邊形的存在性問題解析

解析:( 兩定兩動其中一點為半動點 )

已知 B (4,0),O(0,0),設 Q ( 2, a ),P ( m, -0.25m2 + m ).

① 點 B 與點 O 相對:m = 2,a = -1;P1(2,1);

② 點 B 與點 Q 相對:m = 6,a = -3;P2(6,-3);

③ 點 B 與點 P 相對:m = -2,a = -3;P3(-2,-3);

綜上所述:P1(2,1),P2(6,-3),P3(-2,-3).

【例題4】如圖,平面直角座標中,y = 0.5x2 + x - 4 與 y 軸相交於點 B (0,-4),點 P 是拋物線上的動點,點 Q 是直線 y = - x 上的動點,判斷有幾個位置能使以點 P、Q、B、O 為頂點的四邊形為平行四邊形,寫出相應的點 Q 的座標.

二次函數中平行四邊形的存在性問題解析

解析:( 兩定兩動 )

已知 B (0,-4),O(0,0),設 P ( m, 0.5m2 + m - 4 ),Q ( a, -a ).

① 點 B 與點 O 相對:a1 = 4 , a2 = 0 ( 舍 );

② 點 B 與點 P 相對:a = -2 ± 2√5 ;

③ 點 B 與點 Q 相對:a1 = - 4 , a2 = 0 ( 舍 );

綜上所述:

Q1( -2 + 2√5 ,2 - 2√5 ),Q2(-2 - 2√5 ,2 + 2√5 ),Q3(-4,4), Q4( 4,-4 ).

五、總結

“ 對點法 ”,需要分三種情況,得出三個方程組求解,動點越多,優越性越突出!

從“幾何” 的角度解決問題的方法,能夠使問題直觀呈現,問題較簡單時,優越性較突出!

“數無形時不直觀,形無數時難入微”,數形結合是一種好的解決問題的方法!

六、作業(略)。



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