中考压轴题第25题:用勾股定理来解决正方形的存在性问题

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中考压轴题第25题:用勾股定理来解决正方形的存在性问题

2025·泸州这道题把抛物线、正方形存在性和区间最值串成一条链。第(2)问的四边形  是正方形,关键不是去解八元方程组,而是把斜边上的点  用“水平段 + 竖直段”两段表示;第(3)问则是典型的“两函数差在区间内最小值”问题,标准的动轴定区间问题,按对称轴与区间的位置分三段讨论即可。

题源:2025·泸州 

类型:二次函数 + 正方形存在性 + 区间最值 

难度:⭐⭐⭐⭐ 


【原题】

中考压轴题第25题:用勾股定理来解决正方形的存在性问题-第1张图片-四季读书网

一、题眼总览(答案先摆上)

第几问
题眼
思路
答案
(1)
两点定抛物线
待定系数法
(2)
四边形  是正方形
设 ,斜率  拆水平/竖直段, 得 
(3)
 最小值为 
整理成 ,按  与  位置分三段
 或 

二、第(1)问:抛物线解析式

🔑 题眼

抛物线  经过  和 ,两个点正好定两个系数。

💭 思路

直接把两点坐标代入,解关于 、 的二元一次方程组。

✅ 计算

代入 : ⇒ 。

代入 : ⇒ 。

两式相减得 ,所以 ,代回得 。

因此抛物线解析式为 。


三、第(2)问:正方形  与点  的坐标

🔑 题眼

直线  的斜率为 ,且  恰好在该直线上;正方形  的边  落在直线上,, 在  轴上, 在第一象限。

💭 思路

把  到  轴的距离设为 ,利用直线斜率  的关系,把正方形的边长和  到  的距离都用  表示,最后把  的坐标代入抛物线列方程。

中考压轴题第25题:用勾股定理来解决正方形的存在性问题-第2张图片-四季读书网

第一步:用  表示 、、 的坐标。

设 , 是  在  轴上的垂足。因为  与直线  平行,斜率也是 ,所以从  到  竖直上升  时,水平前进 ,即 ,。

由于  是正方形,,且 。而 、、 三点共线(都在直线上),所以 ∠ADE = 90°。

在 Rt△ADE 中, 在斜率为  的直线上, 在  轴上,因此 tan∠DAE =  ⇒  ⇒ 。

由勾股定理:。

因为 , 在  右侧,所以 。又  且  在  右侧,所以 ,于是 。

第二步:代入抛物线列方程。

把  代入 :。

展开整理:,即 ,。

 时  落在  轴上,不符合“第一象限”,舍去;故 。

所以 。

✅ 答案

。

⚠️ 易错

展开  时不要漏掉前面的负号;另外  的横纵坐标都用同一个参数  表示,容易把“水平段 ”和“”的位置搞混,建议画图标注 、、、 的相对顺序。


四、第(3)问: 的最小值

🔑 题眼

两个抛物线有相同的横坐标 ,把  整理成只含  和  的二次函数,就会发现它是开口向上的抛物线,对称轴为 。

💭 思路

先作差配方,再按对称轴  与区间  的位置分三类:

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✅ 计算

,

。

作差:。

记 ,,开口向上,对称轴 。

情况一:

最小值在  处取得: ⇒  ⇒ ,解得 。

,取 ,舍去 。

情况二:$1

最小值在  处取得: ⇒  ⇒ ( 不在 $1

情况三:

最小值在  处取得: ⇒  ⇒ ,得 ,与  矛盾,舍去。

✅ 答案

 或 。

⚠️ 易错

容易把“最小值在端点还是顶点取”搞混。开口向上时,对称轴在区间左侧则左端点最小,在区间内则顶点最小,在区间右侧则右端点最小;每类解出  后务必用前提条件回验。


手写解析版:

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