2027 中考数学 · 压轴题每日一题 第 5 题 距离 + 加权线段和

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★ 2027 中考数学 · 压轴题每日一题 ★
第 5 题 距离 + 加权线段和
点到直线的距离 + 平行线族 +「平方去根号」的配方
九年级 | 建议用时 35 分钟 | 难度 ★★★★☆

这道题把两件不相干的事结合到一起。

第(2)问是「距离」:动点到一条定直线的距离等于定值,求动点的横坐标。第(3)问是「加权和」:一条线段加上另一条线段的 √5/2 倍,求最小值。两问之间没有推理上的依赖,考的是两种不同的手感。

第(2)问看着要解绝对值方程,其实真正的做法是画两条平行线——距离这个东西,本质上就是「平移多少」。

第(3)问更容易被绕进去:系数 √5/2 比 1 大,套不上「胡不归」的标准模型(那个模型要求系数小于 1)。但这题有个更朴素的门,平方一下,就变成一个完全平方式。

一原题呈现

点到直线距离平行线族加权线段和配方

【2026 · 烟台】如图,直线 y = −x − 6 与 x 轴交于点 A,与 y 轴交于点 C,抛物线 y = ax² + bx + c 经过 A、C 两点,与 x 轴的另一个交点为 B。抛物线的对称轴为直线 x = −3/2。(1)求抛物线的表达式;(2)点 D 在抛物线上,横坐标为 t,若点 D 到直线 AC 的距离为 (3/2)√2,求出所有满足条件的 t 的值;(3)若 H 为抛物线的顶点,P 为对称轴上一点,请直接写出 PH + (√5/2)·PO 的最小值。
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图 1 直线 y = −x − 6 过 A(−6,0)、C(0,−6);抛物线也过这两点,对称轴 x = −3/2,顶点 H(−3/2,−27/4)
二先把三个「零件」备好
零件① 点到直线的距离,别硬背公式

初中不要求背点到直线距离公式,但这题绕不开。有个只用到「平行线间距」的算法,考场上三行就能推出来:

直线 AC:x + y + 6 = 0(由 y = −x − 6 移项)。与它平行、且距离为 d 的直线,是x + y + 6 = ±d·√2。为什么是 d·√2?因为两条平行线 x + y + c₁ = 0 与 x + y + c₂ = 0 的距离是|c₁ − c₂|÷ √2。反过来,想让距离等于 d,常数项就得错开 d·√2。

这条「常数项错开 d√2」的规则,比公式好记,而且它直接把「距离问题」变成了「平行线问题」——第(2)问就靠它。

零件② 加权和的两个方向

求 PA + k·PB 的最小值,中考上有两个模型:

胡不归

长什么样:P 在一条直线上动,A 也在这条线上,0 < k < 1

怎么破:过 B 作一条与直线夹角为 θ 的线(sinθ = k),把 k·PB 变成「P 到这条线的距离」,再用垂线段最短

系数大于 1

长什么样:k > 1,套不上上面那个模型

怎么破:设点、平方、凑完全平方(本题走的就是这条)

判断标准很简单:先看系数。k < 1 想构造角,k > 1 就老老实实设点配方。本题 k = √5/2 ≈ 1.12,属于后者,硬套胡不归只会把自己绕晕。
三三问逐一拆解
第(1)问:求抛物线的表达式
思路点拨:三个条件——过 A、过 C、对称轴已知,正好定三个字母。

解法一(一般式,最稳)

由对称轴 x = −3/2 得 −b ÷ 2a = −3/2,即b = 3a。过 C(0,−6)得c = −6。过 A(−6,0):36a − 6b + c = 0,代入 b = 3a、c = −6:36a − 18a − 6 = 0,得 18a = 6,a = 1/3,于是 b = 1。所以y = ⅓x² + x − 6。

解法二(先求 B,再用交点式,更快)

A、B 关于对称轴对称,A 的横坐标是 −6,对称轴是 −3/2,所以 B 的横坐标 = 2 × (−3/2)− (−6)=3,即 B(3,0)。设 y = a(x + 6)(x − 3),代入 C(0,−6):−6 = a × 6 × (−3)= −18a,得a = 1/3。所以 y = ⅓(x + 6)(x − 3)=⅓x² + x − 6。顺带得到顶点:y = ⅓(x + 3/2)² − 27/4,H(−3/2,−27/4)。

解法二多算一步 B,但它顺手把顶点也拿出来了。第(3)问要用的正是这个顶点,所以实战里我更推荐解法二。

y = ⅓x² + x − 6A(−6,0)  B(3,0)  C(0,−6)  H(−3/2,−27/4)
第(2)问:到 AC 的距离等于 (3/2)√2
思路点拨:先用零件①把「距离」翻译成两条平行线,再让平行线去和抛物线求交。这一步做完,剩下的只是解方程。

第一步:把距离翻译成平行线

d = (3/2)√2,所以常数项要错开 d·√2 = (3/2)√2 × √2 =3。于是两条平行线是:x + y + 6 = 3,即x + y + 3 = 0;x + y + 6 = −3,即x + y + 9 = 0。

第二步:分别与抛物线求交

与 x + y + 3 = 0:把 y = −x − 3 代入 y = ⅓x² + x − 6:⅓x² + x − 6 = −x − 3两边乘 3:x² + 3x − 18 = −3x − 9,即 x² + 6x − 9 = 0。解得t = −3 ± 3√2。与 x + y + 9 = 0:把 y = −x − 9 代入:⅓x² + x − 6 = −x − 9两边乘 3:x² + 3x − 18 = −3x − 27,即x² + 6x + 9 = 0。(x + 3)² = 0,得t = −3。判别式等于 0,说明这条平行线与抛物线相切,只有一个公共点。
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图 2 两条绿色、紫色虚线都与 AC 平行且距离为 (3/2)√2;上面那条交抛物线于两点(D₂、D₃),下面那条恰好与抛物线相切于 D₁

第三步:写成答案

t = −3,或 t = −3 + 3√2,或 t = −3 − 3√2(共 3 个)

解法二(直接算距离,和上面互为验算)

D(t,⅓t² + t − 6),代入 x + y + 6 得t + (⅓t² + t − 6)+ 6 = ⅓t² + 2t = ⅓(t² + 6t)。距离 = |⅓t² + 2t| ÷ √2 = (3/2)√2⟹ |⅓t² + 2t| = 3 ⟹|t² + 6t| = 9。拆成两个方程:t² + 6t − 9 = 0 与 t² + 6t + 9 = 0。前者的根是 −3 ± 3√2,后者是二重根 −3。
这里最容易漏:看到绝对值就只解「= 9」一个方程,忘了「= −9」。绝对值方程一定要拆成两个。本题正好一个给两解、一个给一解,合起来 3 个,少一个都算错。
第(3)问:PH + (√5/2)·PO 的最小值
思路点拨:P 在对称轴上,H 也在对称轴上,所以 PH 是一条竖直线段。
设 P 的纵坐标,把两个长度都写成一个字母的式子,剩下的就是求最小值。

第一步:把三个长度写成式子

设 P(−3/2,p),H(−3/2,−27/4),O(0,0)。PH = |p + 27/4|(竖直距离,直接相减)PO = √(9/4 + p²)(O 到对称轴的水平距离是 3/2)所以f(p)= |p + 27/4| + (√5/2)·√(p² + 9/4)。
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图 3 H 是顶点,P 在对称轴上上下滑动;PH 是一段竖直线,PO 是一条斜线,两者的「配比」是 1 : √5/2

第二步:先判断 P 在 H 的哪一侧

P 在 H 下方(p < −27/4)时,P 越往下,PH 和 PO 同时变大,显然不是最小。严格一点写:

p < −27/4 时,PH = −27/4 − p,
且 PO = √(p² + 9/4)> |p| = −p,所以 f > (√5/2)(−p) − p − 27/4 = −p·(√5/2 + 1)− 27/4≥ (27/4)(√5/2 + 1)− 27/4 = 27√5/8 ≈ 7.55 > 7.5。所以最小值一定出现在 P 在 H 上方(p ≥ −27/4)的时候。

第三步:p ≥ −27/4 时,平方去根号

此时 PH = p + 27/4,f = p + 27/4 + (√5/2)√(p² + 9/4)。要证 f ≥ 15/2,等价于证(√5/2)√(p² + 9/4)≥ 15/2 − 27/4 − p =3/4 − p。情形一:p ≤ 3/4。此时右边非负,两边平方:(5/4)(p² + 9/4)≥ (3/4 − p)²5p²/4 + 45/16 ≥ p² − 3p/2 + 9/16p²/4 + 3p/2 + 9/4 ≥ 0(p + 3)² ÷ 4 ≥ 0,恒成立,等号在p = −3。情形二:p > 3/4。此时 f ≥ p + 27/4 > 3/4 + 27/4 = 15/2,
严格大于,不可能取到最小。所以当p = −3时取到最小值:PH = 27/4 − 3 = 15/4,PO = √(9/4 + 9)= 3√5/2,f = 15/4 + (√5/2)(3√5/2) = 15/4 + 15/4 =15/2。
PH + (√5/2)·PO 的最小值为 15/2,此时P(−3/2,−3)。

解法二(设角,不用平方)

设 PO 与对称轴的夹角为 γ(0 < γ < 90°)。因为 O 到对称轴的水平距离恒为 3/2,所以sinγ = (3/2) ÷ PO,即PO = (3/2) ÷ sinγ;P 在 O 下方,PA 方向的竖直距离是 (3/2)cotγ,
所以PH = 27/4 − (3/2)·cotγ。代入:f = 27/4 + (3/2)·(√5/2 − cosγ)÷ sinγ。只要证明 (√5/2 − cosγ)÷ sinγ ≥ 1/2,即√5 ≥ sinγ + 2cosγ。设 tanγ = m > 0,则 sinγ = m ÷ √(1+m²),cosγ = 1 ÷ √(1+m²),不等式变成 √5·√(1+m²) ≥ m + 2,两边平方:5(1 + m²)≥ m² + 4m + 4,即4m² − 4m + 1 ≥ 0,也就是(2m − 1)² ≥ 0,恒成立,等号 m = 1/2。所以 f ≥ 27/4 + (3/2)(1/2) =15/2,等号 tanγ = 1/2,此时 PO = (3/2)÷(1/√5) = 3√5/2,P(−3/2,−3)。

两种解法都在同一个地方收口:一个完全平方式。第一种是 (p+3)²,第二种是 (2m−1)²,本质上是同一件事的两种讲法。

四同一问的不同打法

(1)求表达式

解法:一般式 + 对称轴

核心动作:b = 3a,再代两点

什么时候用:最稳,不会想岔

(1)求表达式

解法:先求 B,再用交点式

核心动作:A、B 关于对称轴对称

什么时候用:顺手拿到顶点,本题推荐

(2)求 t

解法:平行线法

核心动作:常数项错开 d√2

什么时候用:能一眼看出「有一个解是切点」

(2)求 t

解法:距离公式 + 绝对值

核心动作:|t² + 6t| = 9

什么时候用:验算用,不易漏解

(3)求最小值

解法:设点 + 平方 + 配方

核心动作:(p + 3)² ≥ 0

什么时候用:系数大于 1 时的通法

(3)求最小值

解法:设角 + 平方

核心动作:(2tanγ − 1)² ≥ 0

什么时候用:想看出几何意义时用

五多题一解:这类题的三个动作

「抛物线 + 一条直线 + 距离或加权和」,无论怎么变,都是这三步:

①定解析式:抓「过点」和「对称轴」,能先求另一个交点就先求②翻距离:距离 d ⟹ 平行线,常数项错开 d·√(1 + k²)③收最值:设点成单变量,平方去根号,凑完全平方式

对称轴 x = −3/2

翻译成什么:b = 3a

用什么工具:对称轴公式

A、B 关于对称轴对称

翻译成什么:xB= 2 × (−3/2)− xA

用什么工具:中点坐标

到 AC 的距离为 d

翻译成什么:两条平行线 x + y + 6 = ±d√2

用什么工具:平行线间距

PH + k·PO 最小

翻译成什么:单变量函数求最小值

用什么工具:设点 + 配方

k > 1

翻译成什么:不是胡不归,别硬套

用什么工具:平方 + 完全平方

第②步是这题的分水岭。很多人一看到「距离」就去背公式,其实距离就是平移——平移到相切、平移出两个交点,几何图景一下就清楚了。

六易错点清单

绝对值只解一半

错解:只解 t² + 6t = 9

正解:拆成 = 9 和 = −9,共 3 个解

平行线常数算错

错解:写成 x + y + 6 = ±(3/2)√2

正解:常数项错开 d√2 = 3,即 c = 3 或 9

对称轴用错符号

错解:写成 b = −3a

正解:−b ÷ 2a = −3/2 ⟹ b = 3a

硬套胡不归

错解:给 √5/2 找一个 sinθ,找不到

正解:系数大于 1 时改走「设点 + 配方」

忽略 P 可能在 H 下方

错解:直接用 PH = p + 27/4

正解:先说明最小值在 P 在 H 上方时取得

平方后忘记检验

错解:直接平方,引入增根

正解:平方前先确认两边非负(本题分了 p ≤ 3/4)

七同类题两道

第一题换了直线上移 2 个单位,对称轴也变了,但三个动作一个没变;第二题把抛物线换成过 A、C 的另一条,第(2)问会多出一个解——正好检验你是不是真的在解绝对值。

同类题 1(换直线、换对称轴)直线 y = −x − 4 与 x 轴交于点 A,与 y 轴交于点 C。抛物线 y = ax² + bx + c 经过 A、C 两点,对称轴为直线 x = −1。(1)求抛物线的表达式;(2)点 D 在抛物线上,横坐标为 t,若点 D 到直线 AC 的距离为 (3/2)√2,求所有满足条件的 t 的值;(3)若 H 为抛物线的顶点,P 为对称轴上一点,求 PH + (√5/2)·PO 的最小值。
同类题 2(换抛物线,第(2)问四个解)直线 y = −x − 3 与 x 轴交于点 A,与 y 轴交于点 C。抛物线 y = ax² + bx + c 经过 A、C 两点,对称轴为直线 x = −1。(1)求抛物线的表达式;(2)点 D 在抛物线上,横坐标为 t,若点 D 到直线 AC 的距离为 √2,求所有满足条件的 t 的值;(3)若 H 为抛物线的顶点,P 为对称轴上一点,求 PH + (√5/2)·PO 的最小值。
八参考答案

本题答案

(1)y = ⅓x² + x − 6,B(3,0),
H(−3/2,−27/4)。(2)t = −3,或 t = −3 + 3√2,或 t = −3 − 3√2。(3)最小值15/2,此时 P(−3/2,−3)。

同类题 1

(1)由对称轴 x = −1 得 b = 2a;过 C(0,−4)得 c = −4;过 A(−4,0):16a − 8a − 4 = 0,得 a = 1/2,b = 1。所以y = ½x² + x − 4,即 y = ½(x + 1)² − 9/2,H(−1,−9/2),
B(2,0)。(2)AC:x + y + 4 = 0。距离 d = (3/2)√2 ⟹ 常数项错开 3 ⟹ 平行线 x + y + 1 = 0、x + y + 7 = 0。与 x + y + 1 = 0:½x² + x − 4 = −x − 1 ⟹ x² + 4x − 6 = 0 ⟹ t =−2 ± √10;与 x + y + 7 = 0:½x² + x − 4 = −x − 7 ⟹ x² + 4x + 6 = 0,Δ = 16 − 24 < 0,无解。所以t = −2 + √10 或 t = −2 − √10(共 2 个)。(3)设 P(−1,p)。PH = |p + 9/2|,
PO = √(1 + p²)。p ≥ −9/2 时,f = p + 9/2 + (√5/2)√(1 + p²)。证 f ≥ 5 ⟺ (√5/2)√(1 + p²)≥ 1/2 − p;p ≤ 1/2 时平方得 (5/4)(1 + p²) ≥ 1/4 − p + p²,即 p²/4 + p + 1 ≥ 0,
即(p + 2)² ÷ 4 ≥ 0✓;p > 1/2 时 f > 5。等号p = −2,此时 PH = 5/2,PO = √5,
f = 5/2 + (√5/2)·√5 =5。所以最小值5,P(−1,−2)。

同类题 2

(1)由对称轴 x = −1 得 b = 2a;过 C(0,−3)
得 c = −3;过 A(−3,0):9a − 6a − 3 = 0,得 a = 1,b = 2。所以y = x² + 2x − 3,即 y = (x + 1)² − 4,
H(−1,−4),B(1,0)。(2)AC:x + y + 3 = 0。距离 d = √2 ⟹ 常数项错开 2 ⟹ 平行线 x + y + 1 = 0、x + y + 5 = 0。与 x + y + 1 = 0:x² + 2x − 3 = −x − 1 ⟹ x² + 3x − 2 = 0 ⟹ t =(−3 ± √17)÷ 2;与 x + y + 5 = 0:x² + 2x − 3 = −x − 5 ⟹ x² + 3x + 2 = 0 ⟹ t =−1 或 −2。所以t = (−3 + √17)÷ 2、或 (−3 − √17)÷ 2、或 −1、
或 −2(共 4 个)。(3)设 P(−1,p)。PH = |p + 4|,
PO = √(1 + p²)。p ≥ −4 时,f = p + 4 + (√5/2)√(1 + p²)。证 f ≥ 9/2 ⟺ (√5/2)√(1 + p²)≥ 1/2 − p;p ≤ 1/2 时平方得 (5/4)(1 + p²) ≥ 1/4 − p + p²,
即(p + 2)² ÷ 4 ≥ 0✓;p > 1/2 时 f > 9/2。等号p = −2,此时 PH = 2,PO = √5,
f = 2 + (√5/2)·√5 =9/2。所以最小值9/2,P(−1,−2)。
写在最后这道题最值得带走的不是 15/2 这个数,而是两句话。第一句:距离就是平移。「到直线的距离等于 d」在代数上是一个绝对值方程,在几何上是「两条平行线」。会看图的人先画线,再解方程;只会算的人容易漏掉「= −9」那一支。第二句:系数大于 1,别硬套模型。胡不归是很好用,但它只管 0 < k < 1 的那一段。系数一旦超过 1,最可靠的路永远是设点、平方、凑完全平方——看着笨,但从不失手。明天第 6 题:抛物线与圆联手——这次不是「直径对直角」那种圆,而是圆与抛物线的交点个数问题,答案会随着参数变化而「跳变」,正好练一次「按参数讨论」。

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