李秀真
分类讨论是一种重要的数学思想方法,也是一种重要的解题策略. 当问题所给的对象不能进行统一研究时,就需要对研究对象进行分类,然后对每一类分别研究,给出每一类的结果,最终综合各类结果得到整个问题的解答. 分类必须从同一标准出发,做到不重复,不遗漏,包含各种情况.下面结合两道中考压轴题讲解分类讨论思想.
例1 (2015·南通)已知抛物线y=x2-2mx+m2+m-1(m是常数)的顶点为P,直线l:y=x-1.
(1) 求证:点P在直线l上;
(2) 当m=-3时,抛物线与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,与直线l的另一个交点为Q,M是x轴下方抛物线上的一点,∠ACM=∠PAQ(如图1),求点M的坐标;
(3) 若以抛物线和直线l的两个交点及坐标原点为顶点的三角形是等腰三角形,请直接写出所有符合条件的m的值.
【思路突破】(1) 利用配方法得到y=(x-m)2+m-1,点P(m,m-1),然后判断点P是否在直线l上即可;
(2) 先确定抛物线解析式,根据抛物线与x轴、y轴的交点求出A、B、C三点的坐标,再通过解方程组求得Q、P点的坐标,然后分别过点P、点M作x轴和y轴的垂线构造两个直角三角形,利用相似的性质得到M点的坐标;
(3) 通过解方程组得到点M、Q两点的坐标,再利用两点间的距离公式得到三角形三边PQ、OQ和OP的长,在三角形中只要有两边相等就可以判断该三角形是等腰三角形,所以要对三种情况进行分类讨论:当PQ=OQ时,当PQ=OP时,当OP=OQ时,最后分别解关于m的方程求出m即可.
【解答】(1) 证明:
∵y=x2-2mx+m2+m-1
=(x-m)2+m-1,
∴点P的坐标为(m,m-1),
∵当x=m时,y=x-1=m-1,
∴点P在直线l上.
(2) 当m=-3时,抛物线解析式为y=x2+6x+5.
当y=0时,x2+6x+5=0,解得x1=-1,x2=-5,
则A(-5,0),B(-1,0);
当x=0时,y=5,则C(0,5).
联立方程组y=x2+6x+5,y=x-1.
解之得x=-3,y=-4,或x=-2,y=-3.
∵P(-3,-4),∴Q(-2,-3).
过点M作ME⊥y轴于点E,过点P作PF⊥x轴……