2027 中考数学 · 压轴题每日一题 第 9 题 最远的一点,最省的走法

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★ 2027 中考数学 · 压轴题每日一题 ★第 9 题 最远的一点,最省的走法
距离最大值 + 平移相切 + 将军饮马定长 + 等边三角形存在性
九年级 | 建议用时 40 分钟 | 难度 ★★★★☆

这一道题,把「最值」的两张面孔摆在了一起。

第(2)① 问求距离最大:动点在曲线上,目标是一条平行线上的斜距。它的钥匙是——把那条定线段平移,平移到刚刚碰到曲线为止。相切那一刻,距离最大。

第(2)② 问求折线和最小:两个动点被一段定长拴着跑。它的钥匙是——把定长搬走。搬完,折线被拉直,还是那句老话:两点之间,线段最短。

两个问,一个「撑到最开」,一个「收到最紧」,用的却都是「平移」这一个动作。看懂这一点,这道题就只剩下计算。

一原题呈现

交点式点线距离平移相切将军饮马定长平移平行四边形等边三角形

【2026 · 广安】如图,二次函数 y = ax² + bx + 4(a,b 为常数,a ≠ 0)的图象与 x 轴分别交于点 A、点 B,与 y 轴交于点 C,OB ∶ OA = 1 ∶ 2,AB = 6。(1)求二次函数的解析式;(2)① 连接 AC,点 P 是第一象限内抛物线上的一个动点,当点 P 到 AC 的距离最大时,求点 P 的坐标;② 在 ① 的条件下,点 M、N 分别是 y 轴和抛物线对称轴上两个动点,且 MN ⊥ y 轴,连接 BM、MN、NP,求 BM + MN + NP 的最小值;(3)在(2)的条件下,平面内是否存在点 Q,使以点 Q、A、P 为顶点的三角形为等边三角形?若存在,请直接写出点 Q 的坐标;若不存在,请说明理由。
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图 1 抛物线过 B(−2,0)、A(4,0)、C(0,4),对称轴 x = 1。题目给的是「长度比 + 定长」,不是两个交点坐标
二三个零件,一条主线
零件① 给的是比例和长度,不是坐标

题目没有直接告诉你 A、B 的坐标,只说 OB ∶ OA = 1 ∶ 2、AB = 6。别急着设 a、b 硬解,先把两个交点解出来——它们离原点的距离是一个「一倍」和一个「二倍」。

设 B(−m,0)、A(n,0),其中 m > 0、n > 0。OB = m,OA = n,由 OB ∶ OA = 1 ∶ 2 得n = 2m;AB = OA + OB = n + m = 3m = 6,得m = 2,n = 4。所以B(−2,0)、A(4,0)。两个交点一到手,剩下的就是初中最常规的活了。
这一步是这道题的「白送分」,也是最容易丢的分。OB、OA 都是长度,永远是正数;而 B 在 y 轴左边,坐标要带负号。写成 B(2,0)的同学,后面每一问都会跟着错。
零件② 动点到定线段的距离最大——平移相切

AC 是定线段,P 在抛物线上跑。想象手里有一把尺子,始终和 AC 平行,从 AC 开始慢慢往外推:推到刚好碰到抛物线的那一瞬,尺子和 AC 之间的距离就是最大值,而碰到的那一点,就是 P。

「和定线段平行、且与抛物线只有一个交点」的直线,就是切线。所以做法固定三步:① 设平行线 y = −x + m(AC 的斜率是 −1);② 与抛物线联立,令Δ = 0求 m;③ 切点就是 P,两平行线之间的距离就是最大值。
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图 2 把 AC 往上平移到与抛物线相切(绿色直线 l),切点即 P;PH 就是所求的最大距离
零件③ 两个动点之间拴着一段定长

第 ② 问里,M 在 y 轴上、N 在对称轴 x = 1 上,而且MN ⊥ y 轴——这句话的意思是 MN 是一条水平线段。两条平行直线(x = 0 与 x = 1)之间的距离是固定的,所以

MN ≡ 1—— 它根本不是变量,是一个常数。既然 MN 是死的,那「BM + MN + NP 最小」就等价于「BM + NP 最小」。

可 BM 和 NP 还是两个动点各管一段。怎么办?还是平移:

把 P 向左平移 1(正是 MN 的长度),得到P′(1,4)。因为 PP′ ∥ MN 且 PP′ = MN = 1,所以四边形MNP′P是平行四边形,于是NP = MP′。原式 = BM + MN + NP = BM +MP′+ 1,而 BM + MP′ 是一条从 B 出发、经 M、到 P′ 的折线,B、P′ 都是定点。由两点之间线段最短:BM + MP′ ≥BP′,所以BM + MN + NP ≥ BP′ + 1。定长被「搬」成了一步直线。
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图 3 绿色实线 MP′ 与紫色虚线 NP 是平行四边形 MNP′P 的对边,一样长;取最小值时 B、M、P′ 三点共线
为什么平移 P 而不是平移 B?因为 MN 的方向是「从 M 指向右」,而 N 在 P 这一侧。要把 NP 变成「从 M 出发」的线段,就得把 N 挪到 M,也就是把整条 NP 向左平移 1——P 跟着一起左移,得到 P′。方向记反了,得到的是 P″(3,4),一算 BP″ = √41,答案就飞了。
三第(1)问:先交点,后系数
由零件①:B(−2,0)、A(4,0)。设y = a(x + 2)(x − 4),把 C(0,4)代入:a × 2 × (−4)= 4 ⟹ −8a = 4 ⟹a = −1/2。所以 y = −1/2·(x + 2)(x − 4)=−1/2·x² + x + 4。顺手记下两件事,后面要用:对称轴 x = −b ÷ (2a)=1;顶点(1,9/2)。
为什么不直接列方程组?把 B、A、C 三点代入 y = ax² + bx + 4 也能算:c = 4 已经白给,剩下两个方程解 a、b,一样能做。但交点式少解一次方程组:已知两个 x 轴交点,写成 a(x − x₁)(x − x₂),一个点就定 a。考场上省下的三分钟,就是最后一道大题的十分钟。
四第(2)① 问:P 到 AC 最远

先写下 AC 的解析式:过 C(0,4)、A(4,0),斜率 −1,所以y = −x + 4,即x + y − 4 = 0,长度 AC = 4√2。

解法一(平移相切,最快也最像「解析几何」)

设与 AC 平行的直线l:y = −x + m。与抛物线联立:−1/2·x² + x + 4 = −x + m整理:x² − 4x + 2m − 8 = 0相切 ⟺ 只有一个交点 ⟺ Δ = 0:Δ = 16 − 4(2m − 8)= 48 − 8m = 0 ⟹m = 6。此时方程是 x² − 4x + 4 = 0,即 (x − 2)² = 0,x = 2,纵坐标 y = −2 + 6 =4。所以P(2,4)。最大距离 = 两条平行线 y = −x + 6 与 y = −x + 4 之间的距离= |6 − 4| ÷ √2 =√2。

解法二(点线距离公式,最稳)

设 P(t,−1/2·t² + t + 4),0 < t < 4(第一象限)。P 到 x + y − 4 = 0 的距离:d = |t + (−1/2·t² + t + 4) − 4| ÷ √2 = |−1/2·t² + 2t| ÷ √2因为 0 < t < 4,绝对值里是正的,可以直接去掉:d = (−1/2·t² + 2t)÷ √2分子配方:−1/2·t² + 2t = −1/2·(t − 2)² + 2,所以 t = 2 时分子最大,等于 2,d 最大 = 2 ÷ √2 = √2,此时P(2,4)。

解法三(等面积法,几何味最浓)

△PAC 的底 AC 是定长,所以面积最大 ⟺ 高(也就是距离)最大,问题等价于求△PAC 面积的最大值。过 P 作竖直线交 AC 于 E,则 E(t,4 − t),PE = (−1/2·t² + t + 4) − (4 − t)=−1/2·t² + 2t。S△PAC = 1/2 × PE × (xA− xC)= 1/2 × PE × 4 = 2PE,PE 最大为 2(t = 2),S 最大为 4,于是 d = 2S ÷ AC = 8 ÷ 4√2 =√2。
三种解法算出来都是 √2、都是 P(2,4),互相印证。考场上建议:解法一最快(不用配方),解法二最不容易出错(公式一套就有),解法三最好用来验算(面积是整数,心算就能核)。还有一个巧合值得记一下:P 的横坐标恰好是 OA 的一半(2 = 4 ÷ 2)。这不是偶然——凡「y = ax² + bx + c 与两轴交于 A(n,0)、C(0,c),求抛物线上一点到 AC 距离最大」,那个点永远是 x = n/2。
五第(2)② 问:定长的将军饮马

已知 P(2,4)、B(−2,0),对称轴 x = 1。由零件③的思路,只差最后一步计算。

第一步:把定长摘出来。M 在 y 轴(x = 0)上,N 在 x = 1 上,MN ⊥ y 轴 ⟹ MN 是水平线段,MN = 1(两条平行线之间的距离,与 M、N 的具体位置无关)。第二步:把 NP 搬到 M 身边。PP′ ∥ MN,PP′ = MN = 1 ⟹ 四边形 MNP′P 是平行四边形 ⟹NP = MP′,其中P′(1,4)(P 向左平移 1)。第三步:拉直。BM + MN + NP = BM + MP′ + 1 ≥BP′ + 1。BP′ = √[(1 + 2)² + (4 − 0)²]= √(9 + 16)=5。所以BM + MN + NP 的最小值 = 5 + 1 = 6。第四步:写出取等的位置(有问就要答)。取等 ⟺ B、M、P′ 三点共线。BP′ 的斜率 = (4 − 0)÷ (1 + 2)= 4/3,直线为 y = 4/3·(x + 2),令 x = 0 得 y = 8/3,所以M(0,8/3),从而N(1,8/3)。(8/3 在 0 与 4 之间,M 落在 OC 上 ✓)
验算一句话:M(0,8/3)时,BM = √(4 + 64/9)= 10/3,NP = √(1 + 16/9)= 5/3,10/3 + 5/3 + 1 = 5 + 1 =6✓
六第(3)问:等边三角形,两个解

先算底边:A(4,0)、P(2,4),AP = √(4 + 16)= 2√5。

以 AP 为边的等边三角形,第三点 Q 一定在AP 的垂直平分线上,而且到 AP 的距离等于等边三角形的高。垂直线两侧各有一个——所以答案是两个。(图 4 里一绿一橙。)

设Q(x,y)。等边三角形三边相等:QA² = (x − 4)² + y² = 20 ……(1)QP² = (x − 2)² + (y − 4)² = 20 ……(2)(1)−(2)消去平方项:(−8x + 16 + 4x − 4)+ (8y − 16)= 0化简得−4x + 8y − 4 = 0,即 x = 2y − 1……(3)(这就是「垂直平分线」的方程,Q 必须落在它上面)把(3)代入(1):(2y − 5)² + y² = 205y² − 20y + 25 = 20 ⟹y² − 4y + 1 = 0y = (4 ± √12)÷ 2 =2 ± √3。再回代 x = 2y − 1:y = 2 + √3 时,x =3 + 2√3;y = 2 − √3 时,x =3 − 2√3。
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图 4 AP 两侧各有一个等边三角形:Q₁ 落在抛物线外侧,Q₂ 落在 y 轴附近(纵坐标约为 0.27)
Q₁(3 + 2√3,2 + √3)Q₂(3 − 2√3,2 − √3)近似值:Q₁(6.46,3.73),Q₂(−0.46,0.27)。
「平面内」三个字,是这道题的暗号。题目没有限定 Q 只能在哪一侧、只能在第几象限,那就是两个都要写。只写一个,扣一半分。反过来,如果题目说「点 Q 在抛物线上」「Q 在第一象限」,那你就要拿算出来的两个点去筛——条件写在哪儿,答案就砍到哪儿。先算全,再筛。
七六个坑,一个都别踩

B 的坐标写成(2,0)

错解:OB、OA 都是长度,恒为正;B 在 y 轴左侧,坐标必须是(−2,0)。这一步写错,三问全崩。

把「与 y 轴交于 C」当成 C(4,0)

错解:常数项 4 是纵截距,所以 C(0,4)。题目给 y = ax² + bx + 4,已经把 C 送到你手上了,别再自己造一个点。

求 P 时算出端点

错解:t = 0 或 4 时 P 与 C、A 重合,距离是 0,是最小值不是最大值。最大值一定在中间取到(本题 t = 2)。

把 m = 6 当成最大距离

错解:m 是切线在 y 轴上的截距,不是距离。距离要用两平行线间距|6 − 4| ÷ √2 = √2。

把 MN 当变量去求最值

错解:M、N 分别在两条平行直线上,MN ⊥ y 轴 ⟹ MN 恒等于两条线的间距 1。它是常数,可以提到最值外面。

平移方向搞反

错解:要「把 N 挪到 M」,就得把 P向左移 1,得 P′(1,4);向右移得 P″(3,4),BP″ = √41,还验不过共线。

八多题一解:五句条件反射

把三个问拆开,每一问都对应一句「看见就这样想」的话。以后遇到同类题,照表查:

OB ∶ OA = k,AB = L

翻译成什么:两个交点到原点的距离成比例

用什么工具:设 B(−m,0)、A(km,0),由 m + km = L 解出

动点到定线段的距离最大

翻译成什么:过该点的切线平行于定线段

用什么工具:设平行线,令 Δ = 0;或点线距配方

两点在两条平行线上,连线垂直于它们

翻译成什么:这段距离是定值

用什么工具:提出来当常数,不进最值

求 BM + MN + NP 最小

翻译成什么:把定长平移,折线两端变定点

用什么工具:平行四边形搬迁 + 两点之间线段最短

以定线段为边作等边三角形

翻译成什么:第三点在垂直平分线上,两解

用什么工具:QA = QP 联立,或「中点 ± 高」

三个可以带走的结论① 最值题只有两张脸:「撑到最开」用相切,「收到最紧」用拉直。判断标准很简单——目标是一个长度,还是一个和;② 定长线段是障碍,也是钥匙:平移一下,障碍就变成桥;③ 等边三角形、等腰三角形这类「形状存在性」,先写出两条距离等式,再相减消平方——永远是初中能算的。
九同类题(答案在文末)
同类题 1二次函数 y = ax² + bx + 6 的图象与 x 轴交于 A、B 两点,与 y 轴交于点 C,OB ∶ OA = 1 ∶ 2,AB = 9。(1)求二次函数的解析式;(2)① 连接 AC,P 是第一象限内抛物线上的动点,当 P 到 AC 的距离最大时,求 P 的坐标与该最大距离;② 在 ① 的条件下,M、N 分别是 y 轴和对称轴上的动点,MN ⊥ y 轴,求 BM + MN + NP 的最小值及此时 M 的坐标;(3)平面内是否存在点 Q,使以 Q、A、P 为顶点的三角形为等边三角形?若存在,直接写出 Q 的坐标。
同类题 2(变式:把等边换成等腰直角)二次函数 y = ax² + bx + 6 的图象与 x 轴交于 A、B 两点,与 y 轴交于点 C,OB ∶ OA = 1 ∶ 2,AB = 6。(1)求二次函数的解析式;(2)① 连接 AC,P 是第一象限内抛物线上的动点,当 P 到 AC 的距离最大时,求 P 的坐标;② 在 ① 的条件下,M、N 分别是 y 轴和对称轴上的动点,MN ⊥ y 轴,求 BM + MN + NP 的最小值;(3)以 AP 为斜边作等腰直角三角形 APQ,求 Q 的坐标。(提示:等腰直角三角形的直角顶点,就是「AP 的中点再沿垂直方向挪半个 AP」。)
十参考答案

本题答案

(1)设 B(−m,0)、A(n,0)。由 OB ∶ OA = 1 ∶ 2 得 n = 2m,由 AB = m + n = 6 得 m = 2,n = 4,所以 B(−2,0)、A(4,0)。设 y = a(x + 2)(x − 4),代入 C(0,4):−8a = 4,a = −1/2,所以y = −1/2·x² + x + 4(对称轴 x = 1)。(2)① 设 l:y = −x + m,与抛物线联立得 x² − 4x + 2m − 8 = 0,令 Δ = 48 − 8m = 0 得 m = 6,此时 x = 2,y = 4,所以P(2,4),最大距离为√2。② MN = 1(定值);把 P 向左平移 1 得 P′(1,4),四边形 MNP′P 是平行四边形,NP = MP′,BM + MN + NP = BM + MP′ + 1 ≥ BP′ + 1 = √(9 + 16)+ 1 =6;取等时 B、M、P′ 共线,得M(0,8/3)、N(1,8/3)。(3)存在。AP = 2√5,由 QA = QP 得 x = 2y − 1,代回 QA² = 20 得 y² − 4y + 1 = 0,y = 2 ± √3,x = 3 ± 2√3,所以Q₁(3 + 2√3,2 + √3),Q₂(3 − 2√3,2 − √3)。

同类题 1

(1)n = 2m,3m = 9,m = 3,n = 6,B(−3,0)、A(6,0);设 y = a(x + 3)(x − 6),代入 C(0,6)得 −18a = 6,a = −1/3,所以y = −1/3·x² + x + 6(对称轴 x = 3/2)。(2)① 设 l:y = −x + m(AC:x + y − 6 = 0),联立得 x² − 6x + 3m − 18 = 0,Δ = 36 − 12(m − 6)= 0,m = 9,切点 x = 3,y = 6,所以P(3,6),最大距离 = |9 − 6| ÷ √2 =3√2/2。② MN = 3/2;P 向左平移 3/2 得 P′(3/2,6),NP = MP′,BM + MN + NP ≥ BP′ + 3/2 = √(4.5² + 6²)+ 3/2 = 15/2 + 3/2 =9;取等时 B、M、P′ 共线,BP′:y = 4/3·(x + 3),令 x = 0 得M(0,4),N(3/2,4)。(3)存在。AP = 3√5,由 QA = QP 得 x = 2y − 3/2,代回得 y² − 6y + 9/4 = 0,y = 3 ± 3√3/2,x = 9/2 ± 3√3,所以Q₁(9/2 + 3√3,3 + 3√3/2),Q₂(9/2 − 3√3,3 − 3√3/2)。(验算:QA = QP = 3√5 ≈ 6.708 ✓)

同类题 2

(1)n = 2m,m + n = 6 得 m = 2,n = 4,B(−2,0)、A(4,0);设 y = a(x + 2)(x − 4),代入 C(0,6)得 −8a = 6,a = −3/4,所以y = −3/4·x² + 3/2·x + 6(对称轴 x = 1)。(2)① AC:3x + 2y − 12 = 0。设 l:3x + 2y = k,与抛物线联立取 Δ = 0,得 k = 18,切点P(2,6),最大距离 = |18 − 12| ÷ √13 =6√13/13。② MN = 1,P 向左平移 1 得 P′(1,6),BM + MN + NP ≥ BP′ + 1 = √(9 + 36)+ 1 =3√5 + 1,此时M(0,4)、N(1,4)。(3)AP 的中点(3,3),AP = 2√10,半个 AP 沿垂直方向挪:Q = (3,3)± (3,1),得Q₁(6,4),Q₂(0,2)。(验算:AQ = PQ = 2√5,且 AQ ⊥ PQ ✓)
写在最后这道题真正要带走的是两句话。第一句:最值只有两张脸。要「最大」,就把线往外推,推到相切为止——切点就是答案;要「最小」,就把线拉直,拉到三点共线为止——交点就是答案。相切与共线,就是初中所有最值题的终点。第二句:定长不是麻烦,是台阶。它挡在两个动点之间,看着碍事;可正因为它的长度固定,你才能把一整段搬走,把两个动点变成一个。能被搬动的东西,从来不是障碍,是工具。明天第 10 题:圆上的动点 + 定角,把今天学的「相切」换成「相切于圆」再走一遍。

觉得有用,点个「赞」和「在看」,明天继续

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