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本文以2026年江西中考数学压轴题为例,着重从几何视角剖析其图形结构。我们认为,对一道题若能获得透彻的几何理解,便等于抓住了问题的数学本质;基于这种直观,后续即使要转化为规范化的代数表述,也将思路清晰、水到渠成。本文面向教师教研交流,重在呈现思想方法,不刻意追求答卷式的书写细节。
一、试题呈现
(2026江西)如果两条不共顶点的抛物线,都经过对方的顶点,那么称这两条抛物线互为“伴随对称抛物线”。
⑴试判断y=x2-4x+4与y=-x2+2x是否互为“伴随对称抛物线”,并说明理由;
⑵如图1,若C1:y=a1(x-h1)2+k1与C2:y=a2(x-h2)2+k2互为“伴随对称抛物线”,顶点分别为A1,A2,记C1,C2组成的图形为C。
①试猜想a1与a2的数量关系,并证明;
②进一步探究可知C为中心对称图形,试确定C的对称中心的位置;(直接写出结果)

③如图2,若C1:y=x2,h2>0,B1,B2分别为C1,C2上的点,且四边形A1B1A2B2为正方形,求(h2-2)(h2-1)(h2+1)的值。
二、几何视角
如何从图形本身认识二次函数y=ax2+bx+c图象的几何结构呢?通常有两种方法。
法1:平移转化。
任意抛物线都可平移使顶点与原点重合,所以我们先研究最简单的y=ax2。
如图,取抛物线上任意一点A,作AH⊥x轴于点H。由|y|=|a|·|x|2得
AH=|a|·OH2。

去掉坐标系,本质更明显:过A作对称轴的垂线,垂足为B,则恒有
OB=|a|·AB2。
平移法虽直观,但考试中需叙述平移过程,略显繁琐。下面给出直接适用于一般形式的解法。
法2:直接处理。将一般式配方:

如图,设顶点A
,抛物线上任一点为B(x,y)。过B作对称轴垂线,垂足为C,则


AC=|a|·BC2
这与平移后得到的关系完全一致,且无需平移,直接应用任意二次函数。
关于抛物线“几何结构”的内容,在往期文章曾经写过:
三、解答分析
解:⑴y=x2-4x+4=(x-2)2,顶点(2,0);y=-x2+2x=-(x-1)2+1,顶点(1,1)。
代入验证可知,前一顶点在后面的抛物线上,后一顶点在前面抛物线上,因此两者满足“伴随对称抛物线”的定义。
⑵①a1+a2=0。理由如下:
如图,过A1作x轴的垂线,过A2作y轴的垂线,两线交于点H。这样便构造了前文“几何结构”中的基本图形——顶点A1到垂足H的距离与水平距离A2H的平方关系。

对于抛物线C1:y=a1(x-h1)2+k1有,A1H=|a1|·(A2H)2。
对于抛物线C2:y=a2(x-h2)2+k2有,A1H=|a2|·(A2H)2。
两式比较得,|a1|=|a2|。
又因两抛物线开口方向相反,a1与a2异号,故a1+a2=0。
②连接A1A2,线段A1A2的中点即为图形C的对称中心。
③由于C1与C2关于线段A1A2中点成中心对称,原问题可简化为:在抛物线C1上寻找点A2,B1,使得△A1B1A2中,∠A2B1A1=90°,且B1A1=B1A2。

作B1D⊥x轴于D,A2C⊥B1D于C,则△A2CB1≌△B1DA1。
设DA1=CB1=x,则B1D=A2C=x+h2。
在点B1处有,x+h2=x2。
在点A2处有,2x+h2=h22。
为了求(h2-2)(h2-1)(h2+1)的值,只需从前面两个等式中消去x。
直接代入会得到关于h2的四次方程,运算繁琐。此处采用整体变形:
由x+h2=x2得,h2=x2-x。
由2x+h2=h22得,h22-h2=2x。
由于x≠0,h2≠0,将两式相除:

综上,所求代数式的值为4。
以上解答始终依托前文所揭示的抛物线“几何结构”展开。若需在考试中呈现规范的代数表述,只需将上述几何关系等价转化为坐标运算即可,此处不再赘述。
四、结果悬念
第⑵③问中,我们通过整体变形消去x,避开了直接求解h2。但读者或许好奇:h2本身到底等于多少?
事实上,由第⑵③问的方程组消元后,h2满足一个一元三次方程。这自然引出一个有趣的数学史话题:并非所有方程都能用根式求解——三次、四次方程均有求根公式,而五次及以上方程则无通用的根式解(这是法国数学家伽罗瓦在19世纪开创的理论)。
借助三次方程求根公式,可得到本题中h2的具体值为:

五、真题跟进
利用前文揭示的抛物线几何结构,可高效解决大量与抛物线相关的问题。以下选取近年来三道中考真题,供读者尝试运用这一视角进行分析。
(2023广东)如图,抛物线y=ax2+c经过正方形OABC的三个顶点A,B,C,点B在y轴上,则ac的值为( )
A.-1B.-2C.-3D.-4

注:本题也曾出现在2006年芜湖中考数学试卷中。
(2024赤峰)如图,正方形ABCD的顶点A,C在抛物线y=-x2+4上,点D在y轴上.若A,C两点的横坐标分别为m,n(m>n>0),下列结论正确的是()
A.m+n=1B.m-n=1C.m=1D.
=1

(2023常州)如图,抛物线
的顶点是
.将抛物线平移,平移后的抛物线与原抛物线的对称轴相交于点Q,且其顶点P落在原抛物线上,连接PC,QC,PQ,若△PCQ是直角三角形,求点P的坐标.
以上三题难度渐进,读者可尝试用前文的“几何结构”统一分析与解决。
六、教学启示
上述2026年江西中考压轴题的解答过程,给二次函数教学带来两点深刻启示。
其一,深化数形结合,回归几何结构。题目第⑵①问借助抛物线顶点到抛物线上一点的纵向距离与横向距离的平方关系(几何结构),巧妙避开了联立方程组的复杂运算。这启示我们在教学中应当引导学生从图形本身理解解析式系数的几何含义,而非停留在记忆公式、套用题型上。唯有让学生“看透”抛物线的内在结构,才能在面对新定义题时从容剥离表象,找到切入路径。
其二,强化代数推理,落实核心素养。 第⑵③问在几何直观的引领下,通过全等构造将复杂图形转化为少量变量,进而借助代数式消元、恒等变形求值。这一过程正是新课标所强调的“代数推理”能力的具体体现——几何提供思路,代数精确落地。在日常教学中,两者不可偏废。
此外,本题以“伴随对称抛物线”为情境,定义新、背景新,具有一定的新颖性与区分度;但其解题核心并不依赖繁难计算,重在检验学生从复杂情境中提炼本质、将新问题转化为熟悉模型的能力。这也提示我们在备考中应注重思维品质的训练,而非单纯强化计算技巧。