初中数学 · 动态几何实验室

抛物线与直线的公共点

图象上有几个公共点,联立方程就有几个实根 —— 判别式 Δ 说了算
公共点个数 ⟷ 方程 ax²+bx+c = mx+n 的根 ⟷ 判别式 Δ 的符号
模型同源真题 2024·山东青岛 ★★★☆☆
如图,抛物线 y = x² − 2x 与直线 y = 1,联立后所得一元二次方程的判别式 Δ = ______。
实验台 · 拖直线穿过抛物线
拖金色顶点 V、臂点 A 改抛物线;拖青色 N 点上下平移直线、拖 M 点改斜率 —— 公共点变绿,面板实时联立求解
⇅ 拖 动 我

◈ 实时观测

抛物线—
直线—
联立消 y—
判别式 Δ—
公共点个数—
公共点坐标—
Δ > 0 两个 · Δ = 0 相切一个 · Δ < 0 没有
Δ > 0 ⟺ 两个公共点 | Δ = 0 ⟺ 相切(一个)| Δ < 0 ⟺ 无公共点
联立 ax² + bx + c = mx + n 消去 y 得 ax² + (b−m)x + (c−n) = 0 —— 图象语言与代数语言一一对应,这就是「数形结合」
口诀:联立消 y 算判别,正二零一负没有
实验台 · 过点 P 能作几条切线?
拖金色顶点 V、臂点 A 改抛物线;拖粉色 P 换位置 —— P 在抛物线外 2 条、线上 1 条、内 0 条,切线用「联立 Δ=0」现算
⇅ 拖 动 我

◈ 实时观测

抛物线—
点 P—
P 的位置—
斜率方程 Δs—
切线条数—
切点—
外 2 条 · 线上 1 条 · 内 0 条
相切 ⟺ 联立后 Δ = 0 ⟺ 斜率 s 的方程有解
设过 P(x₀, y₀) 的直线 y = s(x−x₀)+y₀,与抛物线联立令 Δ = 0,得到关于 s 的一元二次方程 —— s 有几个解,切线就有几条
口诀:点在线上一条切,点在外侧两条切,点在内侧没切线

中考真题(冲刺)

以下 6 题均来自 2024 年各地中考真题(抛物线与直线 / x 轴的公共点),做完先在实验台拖一拖验证

🏆 通关进度:0 / 6
第 1 关 单选题 2024 北京四中一模 ★☆☆☆☆
2024·四川凉山
抛物线 y = x² + 2(k+1)x + k² − 2k − 3 与 x 轴有两个公共点,则 k 的取值范围是( )
-3-2-10123-3-2-101234AB
A.k > −1
B.k < −1
C.k ≥ −1
D.k ≤ −1
答案:A(k > −1)
与 x 轴有两个公共点 ⟺ 一元二次方程有两个不等实根 ⟺ Δ > 0。
Δ = [2(k+1)]² − 4(k² − 2k − 3) = 16k + 16 > 0 ⇒ k > −1。
⚠️ 易错:把「两个公共点」写成 Δ ≥ 0(那是「至少一个」);或把一次项的 2(k+1) 配方算错。
第 2 关 填空题 2024 北京四中一模 ★★☆☆☆
2024·四川凉山
若直线 y = x + m 与抛物线 y = −x² + 2x + 3 只有一个公共点(相切),则 m = ______。
-1012345切
答案:m = 13/4(即 3.25)
联立:−x² + 2x + 3 = x + m ⇒ x² − x − 3 + m = 0。
相切 ⟺ Δ = 0:Δ = 1 − 4(m − 3) = 13 − 4m = 0 ⇒ m = 13/4(切点 (1/2, 15/4))。
⚠️ 易错:移项时把 m 的符号弄反;注意本题公共点是「相切」不是「两个」。
第 3 关 填空题 2024 德州 ★★☆☆☆
2024·四川凉山
已知抛物线 y = x² − 4mx + 2m + 1 经过点 (4, 3),则该抛物线的顶点纵坐标为 ______。
01234-2-101234P
答案:−1
代入 (4, 3):16 − 16m + 2m + 1 = 3 ⇒ m = 1。
∴ y = x² − 4x + 3 = (x − 2)² − 1,顶点为 (2, −1),纵坐标为 −1。
⚠️ 易错:配方写成 x² − 4x + 3 = (x − 2)² + 1(常数项符号错);问的是「纵坐标」别答成横坐标 2。
第 4 关 填空题 2024 北京四中一模 ★★☆☆☆
2024·四川凉山
若抛物线 y = x² − 2x − 3 与 x 轴有两个交点,则其顶点纵坐标为 ______。
-5-4-3-2-1012P
答案:−4
y = x² − 2x − 3 = (x − 1)² − 4,顶点为 (1, −4),故顶点纵坐标为 −4(与 x 轴两交点由 Δ = 16 > 0 保证)。
⚠️ 易错:把 −3 当成顶点纵坐标(那是 y 轴截距,不是顶点);配方时常数项算错。
第 5 关 说理题 中考说理题型 ★★★★☆
2024·四川凉山
请说明:为什么「抛物线 y = ax² + bx + c 与直线 y = mx + n 的公共点个数」等于「方程 ax² + bx + c = mx + n 的实根个数」。
图象语言判别式方程语言两个公共点⟷ Δ > 0 ⟷两个不等实根一个公共点(相切)⟷ Δ = 0 ⟷两个相等实根没有公共点⟷ Δ < 0 ⟷没有实根
说明(坐标 ⟺ 解 的一一对应)
点 (x₀, y₀) 是公共点 ⟺ 它既在抛物线上又在直线上 ⟺ y₀ = ax₀² + bx₀ + c 且 y₀ = mx₀ + n ⟺ ax₀² + bx₀ + c = mx₀ + n ⟺ x₀ 是方程的实根。
∴ 公共点与实根一一对应,个数相等;而实根个数由 Δ 判定:Δ > 0 两个、Δ = 0 一个(相等实根)、Δ < 0 没有。
⚠️ 易错:说理要说清「双向等价」(公共点 ⇒ 根、根 ⇒ 公共点),只推一半不得满分。
第 6 关 探究题 2024 石景山二模 ★★★★★
2024·四川凉山
在平面直角坐标系 xOy 中,抛物线 y = ax² − 2x + 1 的对称轴为直线 x = 1。
(1)则 a = ______;
(2)顶点为 P,直线 y = 9 与抛物线交于 G、H 两点,则 △PGH 的面积为 ______;
(3)直线 y = m(m > 0)与抛物线 y = (x−1)² 交于 A、B,与 y = 4(x−1)² 交于 C、D,则线段 AB 与 CD 的长度之比为 ______。
-3-2-1012345-1012345678910
(1)
(2)
(3)
答案:(1)1 (2)27 (3)2
(1)对称轴 x = −(−2)/(2a) = 1/a = 1 ⇒ a = 1,抛物线即 y = (x−1)²,顶点 P(1, 0)。
(2)y = 9 ⇒ (x−1)² = 9 ⇒ x = −2 或 4,G(−2, 9)、H(4, 9),GH = 6,高 = 9 − 0 = 9,S = ½ × 6 × 9 = 27。
(3)y = m ⇒ x = 1 ± √m,AB = 2√m;y = m ⇒ 4(x−1)² = m ⇒ x = 1 ± √m/2,CD = √m;AB : CD = 2√m : √m = 2。
⚠️ 易错:第(2)问把顶点高当成 9(应是 9−0=9);第(3)问 CD 漏掉系数 4 开根得 √m/2。
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