【浙教版本2019七下数学期末考试压轴题L】在初中数学的学习过程中,期末考试是检验学生知识掌握情况的重要方式。尤其是压轴题,往往综合性强、难度高,对学生的逻辑思维能力和解题技巧提出了较高的要求。对于使用浙教版教材的七年级学生来说,2019年下学期的数学期末考试中,压轴题L无疑是一个值得深入研究和分析的典型题目。
题目内容如下(根据常见题型推测):
> 已知点A(1, 2),B(-3, 4),C(5, -1)。
> (1)求线段AB的中点坐标;
> (2)若点D在x轴上,使得△ACD的面积为6,求点D的坐标;
> (3)是否存在点E在y轴上,使得∠AEB=90°?若存在,求出点E的坐标;若不存在,请说明理由。
一、第一小问:求线段AB的中点坐标
这是一个基础题,考察的是中点公式的应用。中点公式为:
$$
\text{中点} = \left( \frac{x_1 + x_2}{2}, \frac{y_1 + y_2}{2} \right)
$$
将A(1, 2)和B(-3, 4)代入得:
$$
\text{中点} = \left( \frac{1 + (-3)}{2}, \frac{2 + 4}{2} \right) = \left( \frac{-2}{2}, \frac{6}{2} \right) = (-1, 3)
$$
此题较为简单,但作为压轴题的第一部分,起到了铺垫作用,帮助学生进入状态。
二、第二小问:点D在x轴上,使得△ACD的面积为6
这一小问需要结合坐标几何与三角形面积公式进行计算。已知点A(1, 2),C(5, -1),设D(x, 0),因为D在x轴上。
三角形面积公式可使用行列式法或向量法,这里采用行列式法:
$$
S = \frac{1}{2} |x_1(y_2 - y_3) + x_2(y_3 - y_1) + x_3(y_1 - y_2)|
$$
代入A(1, 2)、C(5, -1)、D(x, 0):
$$
S = \frac{1}{2} |1(-1 - 0) + 5(0 - 2) + x(2 - (-1))| = \frac{1}{2} |-1 -10 + 3x| = \frac{1}{2} |3x - 11|
$$
令面积为6:
$$
\frac{1}{2} |3x - 11| = 6 \Rightarrow |3x - 11| = 12
$$
解得:
$$
3x - 11 = 12 \quad \text{或} \quad 3x - 11 = -12 \\
\Rightarrow 3x = 23 \quad \text{或} \quad 3x = -1 \\
\Rightarrow x = \frac{23}{3} \quad \text{或} \quad x = -\frac{1}{3}
$$
因此,点D的坐标为 $\left( \frac{23}{3}, 0 \right)$ 或 $\left( -\frac{1}{3}, 0 \right)$。
三、第三小问:是否存在点E在y轴上,使得∠AEB=90°?
这个问题涉及到向量垂直的条件,即两个向量的点积为0。
设E(0, y),则向量$\vec{EA} = (1 - 0, 2 - y) = (1, 2 - y)$,向量$\vec{EB} = (-3 - 0, 4 - y) = (-3, 4 - y)$。
若$\angle AEB = 90^\circ$,则$\vec{EA} \cdot \vec{EB} = 0$:
$$
(1)(-3) + (2 - y)(4 - y) = 0 \\
-3 + (2 - y)(4 - y) = 0 \\
(2 - y)(4 - y) = 3
$$
展开左边:
$$
(2 - y)(4 - y) = 8 - 2y - 4y + y^2 = y^2 - 6y + 8
$$
所以:
$$
y^2 - 6y + 8 = 3 \Rightarrow y^2 - 6y + 5 = 0
$$
解这个方程:
$$
y = \frac{6 \pm \sqrt{(-6)^2 - 4 \cdot 1 \cdot 5}}{2} = \frac{6 \pm \sqrt{16}}{2} = \frac{6 \pm 4}{2}
$$
得到:
$$
y = 5 \quad \text{或} \quad y = 1
$$
因此,存在这样的点E,其坐标分别为(0, 5)和(0, 1)。
总结
这道压轴题从基础的中点公式入手,逐步提升难度,融合了坐标几何、面积计算和向量垂直判断等知识点,考查了学生的综合运用能力。通过分步解析,不仅有助于理解题目的思路,也能帮助学生在面对类似问题时建立清晰的解题框架。
对于备考的学生而言,掌握这类题型的关键在于熟练运用公式、灵活转换思路,并注重逻辑推理的严谨性。希望本题解析能为大家提供参考,助力数学学习更上一层楼。