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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2026-10-24 07:06:56
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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
请点击上方卡片关注我 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 。
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。 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) 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。
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。 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 − 6 A(−6,0) B(3,0) C(0,−6) H(−3/2,−27/4) 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。 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) 。 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)² 5p²/4 + 45/16 ≥ p² − 3p/2 + 9/16 p²/4 + 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。
(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
「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: x B = 2 × (−3/2)− x A
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。
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)
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。 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」。 觉得有用,点个「赞」和「在看」,明天继续
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