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★ 2027 中考数学 · 压轴题每日一题 ★第 16 题 一锤切两块,一折见倍角交点式写式子+铅锤法:水平宽 × 铅锤高+对折出倍角,tan 定解九年级 | 建议用时 45 分钟 | 难度 ★★★★☆这道题来自 2026 年巴中,标签写得很清楚:铅锤法 + 倍角问题。两个标签,正好是第(2)问和第(3)问的钥匙。
第(2)问,D 在抛物线上动,△ACD 的面积跟着动。硬算可以,但要算一长串;铅锤法把三角形竖着一刀切成两块,面积立刻变成一个一元二次函数,配方就完了。
第(3)问更妙。∠ACQ = 2∠OCB,一个角是另一个角的两倍——这种「倍角」条件最难直接下手。可只要把 B 沿 y 轴一翻折,2∠OCB 立刻变成一只完整的角,题目就从「倍角」降级成「等角」。降级之后,剩下的只是算。
交点式铅锤法水平宽 × 铅锤高面积最值倍角构造tan 倍角公式
【2026 · 巴中】(铅锤法 + 倍角问题)如图,抛物线 y = ax² + bx + 2(a ≠ 0)与 x 轴交于 A(−2,0)、B(1,0)两点。(1)求抛物线的表达式;(2)点 D 为抛物线在第二象限内的动点,求 △ACD 面积的最大值;(3)在第二象限内的抛物线上是否存在点 Q,使得 ∠ACQ = 2∠OCB?若存在,求点 Q 的坐标;若不存在,说明理由。
图 1 抛物线 y = −x² − x + 2 交 x 轴于 A、B,交 y 轴于 C;D 在第二象限那段弧上移动与 x 轴的两个交点都给了,就别再设 y = ax² + bx + c 去解三元方程组。直接写交点式,只留一个 a:
把 C(0,2)代进去定 a:
2 = a ×(0 + 2)×(0 − 1)= −2a →a = −1y = −(x + 2)(x − 1)=−x² − x + 2y = −x² − x + 2顶点(−1/2,9/4) 对称轴 x = −1/2 开口向下这一步别小看 a 的符号:a = −1 < 0,开口向下,抛物线是个「驼峰」。A、B 之间的这段弧全在 x 轴上方,最高点才 9/4。这解释了为什么第二象限那段弧是有界的——D 跑不出这个驼峰,面积自然有最大值。顺手把直线 AC 也写出来。A(−2,0)、C(0,2),斜率 =(2 − 0)÷(0 + 2)= 1:
AC:y = x + 2(斜率 1,与 x 轴成 45°,第(3)问要拿它当基准线)D 在抛物线上,又在第二象限,所以横坐标 t 满足 −2 < t < 0:
D(t,−t² − t + 2), −2 < t < 0要是直接算 △ACD 的面积,得先求 AC 的方程,再用点到直线距离公式,最后配一次方——能算,但一路都是根号和分数。换一种切法,会轻松很多。
过 D 作 DG ⊥ x 轴,交直线 AC 于 G。因为 G 在 AC 上、横坐标又是 t:
于是 DG 是一条竖直的线段,长度就是两个纵坐标之差:
DG =(−t² − t + 2)−(t + 2)=−t² − 2t(−2 < t < 0 时 −t² − 2t > 0,所以不用加绝对值)铅锤法的核心一句:一条竖直的线 DG,把 △ACD 切成 △ADG 和 △CDG 两块。两块都以 DG 为底,高分别是 D 两侧的水平距离,加起来正好是 A、C 的横坐标之差。所以S△ACD= ½ × DG × |xC− xA|其中 |xC− xA| = |0 −(−2)| = 2,是个常数,叫「水平宽」;DG 叫「铅锤高」。
图 2 过 D 作 DG ⊥ x 轴交 AC 于 G:竖直的 DG 把 △ACD 切成两块(蓝、橙),S = ½ × DG × 水平宽S = ½ × DG × 2 = DG = −t² − 2t= −(t² + 2t)= −(t + 1)² + 1开口向下,顶点在 t = −1。而 −1 确实落在(−2,0)里面,能取到:
图 3 S = −(t+1)² + 1,t ∈(−2,0):两端 t = −2、t = 0 时 S = 0(D 与 A 或 C 重合,取不到),顶点处 S 最大验算一下更放心:D(−1,2)与 C(0,2)纵坐标相同,CD 是水平线,长 1;D 到直线 AC(x − y + 2 = 0)的距离 = |−1 − 2 + 2| ÷ √2 = 1/√2。所以 S = ½ × 2√2 × 1/√2 =1,对得上。另一种「一步验答案」的办法(只用来验,不用来答题):D 沿抛物线滑动时,△ACD 的面积在「D 处的切线平行于 AC」时最大——这跟「圆上一点到定直线距离最远在切点」是同一个道理。y′ = −2x − 1,令它等于 AC 的斜率 1:−2x − 1 = 1 → x = −1。一步就得到 D 的横坐标,再代回抛物线得 D(−1,2)。考场上用来对答案,十秒钟。易错提醒(本题第一大坑):水平宽必须是 |xC− xA| = 2,它是「两个定点的横坐标之差」,是常数。很多人写着写着写成 |t −(−2)| = t + 2,把动点 D 也塞了进去——那等于把「宽」也当成变量,后面配方必错。∠OCB 在直角三角形 OCB 里:OC 在 y 轴上,OB 在 x 轴上,∠COB = 90°,OC = 2,OB = 1:
tan∠OCB = OB / OC = 1 / 2要求的是它的两倍,用正切的倍角公式:
tan2θ = 2tanθ ÷(1 − tan²θ) (θ = ∠OCB,tanθ = 1/2)=(2 × 1/2)÷(1 − 1/4)= 1 ÷(3/4)=4/3tan2∠OCB =4/3(即 2∠OCB ≈ 53.13°)倍角最朴素的做法是对折。把 B 沿 y 轴翻折,得到对称点 B′(−1,0)。因为 B、B′ 关于 OC 对称,所以:
∠OCB = ∠OCB′于是 ∠B′CB = ∠B′CO + ∠OCB =2∠OCB关键的一步换算:「∠ACQ = 2∠OCB」 ⟺ 「∠ACQ = ∠B′CB」左边是一个倍角条件,右边是两只现成的角相等。倍角问题到此降级成等角问题——这是整道题最重要的一次「换」。
图 4 局部放大:B′ 与 B 关于 y 轴对称,故 ∠OCB′ = ∠OCB = θ,∠B′CB = 2θ;而 ∠ACQ 也等于 2θ角相等,等价于两条直线的夹角固定。设直线 CQ 的斜率为 m,直线 AC 的斜率为 1,用两直线夹角公式:
tan∠ACQ = |(m − 1)÷(1 + m)| = 4/3去绝对值,分成两种情况:
① 3(m − 1)= 4(1 + m) → 3m − 3 = 4 + 4m →m = −7② 3(m − 1)= −4(1 + m) → 3m − 3 = −4 − 4m → 7m = −1 →m = −1/7这里必须留两个解。夹角公式带绝对值,天生出两根:一根让 CQ 从 AC 转向「陡」的一边(m = −7),一根让它转向「平」的一边(m = −1/7)。几何上都满足「夹角 = 4/3」,谁对谁错,交给「第二象限」去筛——见下一步。直线 CQ 过 C(0,2),斜率为 m,所以 y = mx + 2。和抛物线联立:−x² − x + 2 = mx + 2,即 x² +(m + 1)x = 0:
m = −7:y = −7x + 2−x² − x + 2 = −7x + 2 → −x² + 6x = 0 → x(x − 6)= 0x = 0(就是 C 自己)或 x = 6。x = 6 时 y = −40,落在第四象限,不合「第二象限」,舍。m = −1/7:y = −x/7 + 2−x² − x + 2 = −x/7 + 2 → −x² −(6/7)x = 0 → x(x + 6/7)= 0x = 0(C)或x = −6/7,落在(−2,0)里,合格。代回求纵坐标:y = −(−6/7)÷7 + 2 = 6/49 + 2 =104/49Q(−6/7,104/49) (约(−0.857,2.122),在 C 的左下方一点点)
图 5 回到整幅图:θ 与 2θ 在 C 处的位置关系;CQ 与抛物线在第二象限的那个交点就是 Q还有个更省事的旁证:把 m = −1/7 代回去检验斜率即可——CQ 的斜率 −1/7,AC 的斜率 1,两者夹角的正切 = |(−1/7 − 1)÷(1 − 1/7)| =(8/7)÷(6/7)= 4/3,正好是 tan2∠OCB。算完顺手回代一次,心里就踏实了。易错提醒(本题第二大坑):解出 m = −1/7 就收笔,把 m = −7 直接丢掉,不写「为什么舍」——这是最常见的扣分点。哪怕你心里清楚它不合题意,也要老老实实算到 x = 6,再写一句「x = 6 不在第二象限,故舍去」。舍,也要给出理由。求解析式
固定动作:两个 x 轴交点 → 交点式 y = a(x + 2)(x − 1),代 C 求 a
容易踩的坑:设一般式解三元方程组;或把 a 的正负搞反,写成 x² + x − 2
设动点
固定动作:D(t,−t² − t + 2),并注明 −2 < t < 0
容易踩的坑:忘记写 t 的范围,后面取到「第二象限外」的值也不自知
铅锤高
固定动作:DG = 抛物线纵坐标 − 直线 AC 纵坐标
容易踩的坑:顺序减反,得到 t² + 2t,开口朝上,算出「最小值」
水平宽
固定动作:|xC− xA| = 2,是常数
容易踩的坑:写成 |t − xA|,把动点带进「宽」里
配方
固定动作:−t² − 2t = −(t + 1)² + 1
容易踩的坑:配方时符号错,最大值算成 −1 或 0
取等条件
固定动作:t = −1 是否落在(−2,0)内
容易踩的坑:不检验 t 的范围,直接写答案
倍角
固定动作:tan2θ = 2tanθ ÷(1 − tan²θ),tanθ = 1/2
容易踩的坑:分母写成 1 + tan²θ,或忘了 2tanθ 的系数 2
夹角公式
固定动作:|(k₂ − k₁)÷(1 + k₁k₂)|
容易踩的坑:漏掉绝对值,只得到一个 m,丢掉另一支
筛解
固定动作:两个 m 都联立,都算 x,再用「第二象限」筛
容易踩的坑:凭感觉只留一个,不写舍去的理由
写坐标
固定动作:Q(−6/7,104/49),保留分数
容易踩的坑:写成 −0.86 之类的小数,或纵坐标漏算 6/49
给抛物线上的两个 x 轴交点 + y 轴交点
固定打法:交点式 y = a(x − x₁)(x − x₂),代 y 轴交点求 a
动点在抛物线上,求某个三角形面积最值
固定打法:立刻想「铅锤法」:过动点作竖直线,交定直线于一点
铅锤法的两个量
固定打法:水平宽 = 两定点横坐标之差(常数);铅锤高 = 竖直距离(含动点)
化归成一元二次
固定打法:S = ½ × 水平宽 × 铅锤高,配方求顶点,再检验端点范围
要一步验答案
固定打法:令切线斜率 = 定直线斜率,解出动点横坐标(仅用于检验)
出现「一个角是另一个角的 2 倍」
固定打法:先把小角放进直角三角形算 tan,再用 tan2θ 求出倍角的正切
倍角的几何处理
固定打法:作对称点把 2θ「折」成一只现成的角,把倍角问题降级成等角问题
两角相等怎么算
固定打法:用两直线夹角公式 |(k₂ − k₁)÷(1 + k₁k₂)|,注意绝对值出两根
多解怎么取舍
固定打法:回到题设的象限、范围去筛,并且写清舍去的理由
抛物线 y = ax² + bx + c 与 x 轴交于 A(−4,0)、B(2,0),与 y 轴交于 C(0,4)。(1)求抛物线的表达式;(2)点 D 为抛物线在第二象限内的动点,求 △ACD 面积的最大值;(3)在第二象限内的抛物线上是否存在点 Q,使得 ∠ACQ = 2∠OCB?若存在,求点 Q 的坐标;若不存在,说明理由。抛物线 y = ax² + bx + c 与 x 轴交于 A(−3,0)、B(1,0),与 y 轴交于 C(0,3)。(1)求抛物线的表达式;(2)点 D 为抛物线在第二象限内的动点,求 △ACD 面积的最大值;(3)在第二象限内的抛物线上是否存在点 Q,使得 ∠ACQ = 2∠OCB?若存在,求点 Q 的坐标;若不存在,说明理由。做同类题 2 时留意一件事:它的 tan∠OCB = 1/3,不是 1/2,所以 tan2∠OCB = 3/4;两个候选斜率会变成 7 和 1/7——其中1/7 是正的。别看到正斜率就以为「一定在第一象限」,老老实实联立求交点,你会发现它交在第二象限。原题(1)y = −(x + 2)(x − 1)=−x² − x + 2,顶点(−1/2,9/4);(2)设 D(t,−t² − t + 2),−2 < t < 0。过 D 作 DG ⊥ x 轴交 AC 于 G(t,t + 2),则 DG = −t² − 2t,水平宽 = |xC− xA| = 2,S = ½ × DG × 2 = −t² − 2t = −(t + 1)² + 1,当 t = −1 时 S 取最大值1,此时D(−1,2);(3)Rt△OCB 中 tan∠OCB = 1/2,故 tan2∠OCB = 4/3。设 CQ:y = mx + 2,AC 斜率 1,由夹角公式 |(m − 1)÷(1 + m)| = 4/3得 m = −7 或 m = −1/7。m = −7 时交点为 x = 0 或 x = 6,均不在第二象限,舍;m = −1/7 时 −x² −(6/7)x = 0,得 x = −6/7,y = 104/49。故存在,Q(−6/7,104/49)。同类题 1(1)y = −½(x + 4)(x − 2)=−½x² − x + 4,顶点(−1,9/2);(2)AC:y = x + 4,水平宽 4;D(t,−½t² − t + 4),DG = −½t² − 2t,S = ½ × 4 × DG = −(t + 2)² + 4,t = −2 时取最大值4,D(−2,4);(3)tan∠OCB = 2/4 = 1/2,tan2∠OCB = 4/3,仍得 m = −7 或 −1/7,前者交于 x = 12(舍),后者 −½x² −(6/7)x = 0 得 x = −12/7,故Q(−12/7,208/49)。同类题 2(1)y = −(x + 3)(x − 1)=−x² − 2x + 3,顶点(−1,4);(2)AC:y = x + 3,水平宽 3;D(t,−t² − 2t + 3),DG = −t² − 3t,S = ½ × 3 × DG = −(3/2)(t + 3/2)² + 27/8,t = −3/2 时取最大值27/8,D(−3/2,15/4);(3)tan∠OCB = 1/3,tan2∠OCB = 3/4,由 |(m − 1)÷(1 + m)| = 3/4 得 m = 7 或 m = 1/7;m = 7 时交于 x = −9(不在第二象限,舍);m = 1/7 时 −x² −(15/7)x = 0 得 x = −15/7,故Q(−15/7,132/49)。最后说一句。这道题的后两个小问,用的其实是同一种思路——把一个「多出来的变量」消掉。第(2)问里,D 有两个坐标,看着是双变量,可它被抛物线锁着,写成一个 t 就够了;再看面积,铅锤法把「底 × 高」里的「高」直接拆成「水平宽 × 铅锤高」,水平宽是常数,于是面积只剩一个 t 的函数。第(3)问里,「2∠OCB」是个没法直接用的量,因为它不是任何一条现成直线与坐标轴的夹角;可把 B 翻折一次,2 倍角就变成一只现成的角,倍角问题立刻降级成等角问题,剩下的只是夹角公式和一次联立。你会发现,压轴题的难,很少难在计算。它难在你要先想明白,该把哪个量换掉。换对了一个量,剩下的题就不难了。觉得有用,点个「赞」和「在看」,明天继续
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