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对新定义考题的解题研究与教学思考
——以南通2019年中考卷第28题为例

2019-11-02江苏省海安市城南实验中学朱月凤

中学数学杂志 2019年20期
关键词:思路定义解题

☉江苏省海安市城南实验中学 朱月凤

新定义考题是近年来不少地区命题热点,这类问题往往从一个定义出发,通过增设强化条件,组合成复杂的综合难题,解题时需要深入解读新定义、深刻理解新定义,并灵活运用.本文以2019年江苏南通中考新定义压轴题为例,解析思路并跟进教学建议,供研讨.

一、新定义考题及思路突破

考题:定义:点(x,y),若x、y满足x2=2y+t,y2=2x+t,且

x≠y,t为常数,则称点M为“线点”,例如:点(0,-2)和(-2,0)是“线点”.

已知:在直角坐标系xOy中,点P(m,n).

(1)P1(3,1)和P2(-3,1)两点中,点______是“线点”.

(2)若点P是“线点”,用含t的代数式表示mn,并求t的取值范围.

(3)若点Q(n,m)是“线点”,直线PQ分别交x轴、y轴于点A、B,当|∠POQ-∠AOB|=30°时,直接写出t的值.

思路突破:(1)直接代入定义中提到的两个等式运算后可确认点P2是“线点”.

(2)提供两种思路.

思路1:由“线点”定义可得:

m2=2n+t ①,

n2=2m+t ②.

①-②,得(m+n)(m-n)=2(n-m).因为m≠n,所以m+n=-2.

①+②,得m2+n2=2(m+n)+2t,配方得(m+n)2-2mn=2(m+n)+2t.

把m+n=-2代入,得4-2mn=-4+2t,整理得mn=4-t.

由m+n=-2,得点P(m,-m-2).代入x2=2y+t,有m2=2(-m-2)+t,整理得t=m2+2m+4=(m+1)2+3.

当m=-1时,n=-1,这里m=n,不舍题意,舍去.

当m≠-1时,都有t>3.

综上,t>3.

思路2:由m+n=-2,得点P(m,-m-2).代入x2=2y+t,有m2=2(-m-2)+t,整理成关于m的一元二次方程m2+2m+4-t=0.

由该方程有实数根,得Δ=4-4(4-t)=4t-12≥0,解得t≥3.

当t=3时,解得m=-1,此时m、n相等,故t≠3.

综上,t>3.

思路3:由点P(m,n)是“线点”,得m2=2n+t,n2=2m+t,则m2-n2=2(n-m),m2+n2=2(n+m)+2t.又m≠n,则m+n=-2.(n+m)2-2mn=2(n+m)+2t,则4-2mn=-4+2t,则mn=-t+4.由m≠n,得(m-n)2>0,即(n+m)2-4mn>0,则t-3>0,解得t>3.则t的取值范围为:t>3.

(3)先初步解读条件,由于点P(m,n)、Q(n,m)也为线点,所以点P、Q在直线y=-x-2上且关于直线y=x对称(如图1),结合|∠POQ-∠AOB |=90°,可 得∠POQ=60°或∠POQ=120°.

以下提供三种思路进一步分析.

图1

思路1:分两种情形讨论120°或60°的情形.

①若∠P1OQ1=120°,先求得P1O=.由点P1(m,-m-2),得m2+4+4m+m2=8,即m2+2m-2=0.即2-2m=2(-2-m)+t,解得t=6.

②若∠P2OQ2=60°,先求得P2O=.由点P2(m,-m-2),得m2+4+4m+m2=,即=0.即=2(-2-m)+t,解得t=

思路2:①若∠P2OQ2=60°,易知△P2OQ2为正三角形,可求出点又点Q2的坐标满足x2=2y+t,代入后解得t=

②若∠P1OQ1=120°,△POQ为等腰三角形,分析出点.又点Q1的坐标满足x2=2y+t,代入后解得……

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