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人教版九上數學專題講義 22.4 二次函數單元基礎知識歸納總結 (原卷+解析卷)

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人教版九上數學專題講義 22.4 二次函數單元基礎知識歸納總結 (原卷+解析卷)

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2024--2025學年度人教版數學九年級上冊學講練測講義
第二十二章 二次函數
專題22.4 二次函數單元基礎知識歸納總結
單元課標要求
1.知道二次函數的概念
2.理解二次函數的圖象與性質
3.掌握二次函數圖像的平移
4.會求二次函數表達式
5.理解二次函數與一元二次方程的關系
6.能用二次函數解決實際問題
單元知識點思維導圖與題型方法總結
1. 二次函數的概念
一般地,形如y=ax2+bx+c(a,b,c是常數, a ≠0)的函數,叫做二次函數.
[注意] (1)等號右邊必須是整式;(2)自變量的最高次數是2;(3)當b=0,c=0時,y=ax2是特殊的二次函數.
2. 二次函數的圖象與性質
3.二次函數圖像的平移
4. 求二次函數的表達式的方法
5. 二次函數與一元二次方程(不等式)之間的聯系
二次函數y=ax2+bx+c的圖象和x軸交點有三種情況:有兩個交點,有兩個重合的交點,沒有交點.當二次函數y=ax2+bx+c的圖象和x軸有交點時,交點的橫坐標就是當y=0時自變量x的值,即一元二次方程ax2+bx+c=0的根.
6.二次函數的應用
A. 二次函數的應用包括以下兩個方面
(1)用二次函數表示實際問題變量之間的關系,解決最大化問題(即最值問題);
(2)利用二次函數的圖像求一元二次方程的近似解.
B. 一般步驟:(1)找出問題中的變量和常量以及它們之間 的函數關系;(2)列出函數關系式,并確定自變量的取值范圍;(3)利用二次函數的圖象及性質解決實際問題;(4)檢驗結果的合理性,是否符合實際意義.
單元考點例題講析
考點一 求拋物線的頂點、對稱軸、最值
【例題1】(2023甘肅蘭州)已知二次函數,下列說法正確的是( )
A.對稱軸為 B. 頂點坐標為
C. 函數的最大值是-3 D. 函數的最小值是-3
【例題2】拋物線y=(x﹣1)2+2的頂點坐標是( ?。?br/>A. (﹣1,2) B. (﹣1,﹣2) C. (1,﹣2) D. (1,2)
【例題3】如圖,拋物線的對稱軸為直線,則下列結論中,錯誤的是  
A. B. C. D.
【例題4】已知二次函數y=(x﹣h)2+1(h為常數),在自變量x的值滿足1≤x≤3的情況下,與其對應的函數值y的最小值為5,則h的值為( ?。?br/>A.1或﹣5 B.﹣1或5 C.1或﹣3 D.1或3
考點二 二次函數的圖像與性質及函數值的大小比較
【例題5】若二次函數y=|a|x2+bx+c的圖象經過A(m,n)、B(0,y1)、C(3﹣m,n)、D(,y2)、E(2,y3),則y1、y2、y3的大小關系是(  )
A.y1<y2<y3 B.y1<y3<y2 C.y3<y2<y1 D.y2<y3<y1
考點三 二次函數 y=ax2+bx+c(a≠0)的圖像與系數a,b,c的關系
1.可根據對稱軸的位置確定b的符號:b=0 對稱軸是y軸;a、b同號 對稱軸在y軸左側;a、b異號 對稱軸在y軸右側.這個規律可簡記為“左同右異”.
2.當x=1時,函數y=a+b+c.當圖像上橫坐標
x=1的點在x軸上方時,a+b+c>0;當圖像上橫坐標x=1的點在x軸上時,a+b+c=0;當圖像上橫坐標x=1的點在x軸下方時,a+b+c<0.同理,可由圖像上橫坐標x=-1的點判斷a-b+c的符號.
【例題6】已知拋物線y=ax2+bx+c(a≠0)的對稱軸是直線x=1,其部分圖象如圖所示,下列說法中:①abc<0;②a﹣b+c<0;③3a+c=0;④當﹣1<x<3時,y>0,正確的是   (填寫序號).
考點四 拋物線的幾何變換
【例題7】拋物線y=x2+6x+7可由拋物線y=x2如何平移得到的( ?。?br/>A.先向左平移3個單位,再向下平移2個單位
B.先向左平移6個單位,再向上平移7個單位
C.先向上平移2個單位,再向左平移3個單位
D.先回右平移3個單位,再向上平移2個單位
考點五 二次函數表達式的確定
【例題8】若拋物線y=x2﹣2x+3不動,將平面直角坐標系xOy先沿水平方向向右平移一個單位,再沿鉛直方向向上平移三個單位,則原拋物線圖象的解析式應變為( ?。?br/>A.y=(x﹣2)2+3 B.y=(x﹣2)2+5 C.y=x2﹣1 D.y=x2+4
考點六 二次函數與一元二次方程
【例題9】(2023龍東) 如圖,拋物線與軸交于兩點,交軸于點.
(1)求拋物線的解析式.
(2)拋物線上是否存在一點,使得,若存在,請直接寫出點的坐標;若不存在,請說明理由.
【例題10】二次函數y=ax2+bx+c(a≠0)和正比例函數y=x的圖象如圖所示,則方程ax2+(b﹣)x+c=0(a≠0)的兩根之和(  )
A.大于0 B.等于0 C.小于0 D.不能確定
考點七 二次函數與實際問題
【例題11】某植物園有一塊足夠大的空地,其中有一堵長為a米的墻,現準備用20米的籬笆圍兩間矩形花圃,中間用籬笆隔開.小俊設計了如圖甲和乙的兩種方案:
方案甲中AD的長不超過墻長;方案乙中AD的長大于墻長.
(1)若a=6.
①按圖甲的方案,要圍成面積為25平方米的花圃,則AD的長是多少米?
②按圖乙的方案,能圍成的矩形花圃的最大面積是多少?
(2)若0<a<6.5,哪種方案能圍成面積最大的矩形花圃?請說明理由.
款筆記本進價為每本10元,該網店在試銷售期間發現,每周銷售數量y(本)與銷售單價x(元)之間滿足一次函數關系,三對對應值如下表:
銷售單價x(元) 12 14 16
每周的銷售量y(本) 500 400 300
(1)求y與x之間的函數關系式;
(2)通過與其他網店對比,小紅將這款筆記本的單價定為x元(12≤x≤15,且x為整數),設每周銷售該款筆記本所獲利潤為w元,當銷售單價定為多少元時每周所獲利潤最大,最大利潤是多少元?
題13】如圖,是某市一條河上一座古拱撟的截面圖,拱橋橋洞上沿是拋物線形狀,拋物線拱橋處于正常水位時水面寬AB為26m,當水位上漲1m時,拋物線拱橋的水面寬CD為24m.現以水面AB所在直線為x軸,拋物線的對稱軸為y軸建立直角坐標系.
(1)求出拋物線的解析式;
(2)經過測算,水面離拱橋頂端1.5m時為警戒水位.某次洪水到來時,小明用儀器測得水面寬為10m,請你幫助小明算一算,此時水面是否超過警戒水位?
-數學家事跡
特殊的阿基米德三角形
過拋物線焦點F作拋物線的弦,與拋物線交于A、B兩點,分別過A、B兩點做拋物線 ( https: / / baike. / item / %E6%8A%9B%E7%89%A9%E7%BA%BF / 3555564 fromModule=lemma_inlink" \t "https: / / baike. / item / %E9%98%BF%E5%9F%BA%E7%B1%B3%E5%BE%B7%E4%B8%89%E8%A7%92%E5%BD%A2 / _blank )的切線l1,l2相交于P點。那么阿基米德三角形PAB滿足以下特性:
1. P點必在拋物線的準線上.
2. △PAB為直角三角形,且∠P為直角.
3. PF⊥AB(即符合射影定理).
注意:這個素材以后可以在命制中考新定義型試題使用。
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2024--2025學年度人教版數學九年級上冊學講練測講義
第二十二章 二次函數
專題22.4 二次函數單元基礎知識歸納總結
單元課標要求
1.知道二次函數的概念
2.理解二次函數的圖象與性質
3.掌握二次函數圖像的平移
4.會求二次函數表達式
5.理解二次函數與一元二次方程的關系
6.能用二次函數解決實際問題
單元知識點思維導圖與題型方法總結
1. 二次函數的概念
一般地,形如y=ax2+bx+c(a,b,c是常數, a ≠0)的函數,叫做二次函數.
[注意] (1)等號右邊必須是整式;(2)自變量的最高次數是2;(3)當b=0,c=0時,y=ax2是特殊的二次函數.
2. 二次函數的圖象與性質
3.二次函數圖像的平移
4. 求二次函數的表達式的方法
5. 二次函數與一元二次方程(不等式)之間的聯系
二次函數y=ax2+bx+c的圖象和x軸交點有三種情況:有兩個交點,有兩個重合的交點,沒有交點.當二次函數y=ax2+bx+c的圖象和x軸有交點時,交點的橫坐標就是當y=0時自變量x的值,即一元二次方程ax2+bx+c=0的根.
6.二次函數的應用
A. 二次函數的應用包括以下兩個方面
(1)用二次函數表示實際問題變量之間的關系,解決最大化問題(即最值問題);
(2)利用二次函數的圖像求一元二次方程的近似解.
B. 一般步驟:(1)找出問題中的變量和常量以及它們之間 的函數關系;(2)列出函數關系式,并確定自變量的取值范圍;(3)利用二次函數的圖象及性質解決實際問題;(4)檢驗結果的合理性,是否符合實際意義.
單元考點例題講析
考點一 求拋物線的頂點、對稱軸、最值
【例題1】(2023甘肅蘭州)已知二次函數,下列說法正確的是( )
A.對稱軸為 B. 頂點坐標為
C. 函數的最大值是-3 D. 函數的最小值是-3
【答案】C
【解析】根據二次函數圖象及性質進行判斷即可.
二次函數的對稱軸為,頂點坐標為

∴二次函數圖象開口向下,函數有最大值,為
∴A、B、D選項錯誤,C選項正確
故選:C
【點睛】本題考查二次函數的圖象及性質,熟練掌握二次函數圖象和性質是解題的關鍵.
【例題2】拋物線y=(x﹣1)2+2的頂點坐標是(  )
A. (﹣1,2) B. (﹣1,﹣2) C. (1,﹣2) D. (1,2)
【答案】D.
【解析】主要考查了求拋物線的頂點坐標、對稱軸的方法.熟記二次函數的頂點式的形式是解題的關鍵.
直接利用頂點式的特點可寫出頂點坐標.
∵頂點式y=a(x﹣h)2+k,頂點坐標是(h,k),
∴拋物線y=(x﹣1)2+2的頂點坐標是(1,2).
【例題3】如圖,拋物線的對稱軸為直線,則下列結論中,錯誤的是  
A. B. C. D.
【答案】.
【解析】由拋物線的開口方向判斷與0的關系,由拋物線與軸的交點判斷與0的關系,然后根據對稱軸及拋物線與軸交點情況進行推理,進而對所得結論進行判斷.
.由拋物線的開口向下知,與軸的交點在軸的正半軸上,可得,因此,故本選項正確,不符合題意;
.由拋物線與軸有兩個交點,可得,故本選項正確,不符合題意;
.由對稱軸為,得,即,故本選項錯誤,符合題意;
.由對稱軸為及拋物線過,可得拋物線與軸的另外一個交點是,所以,故本選項正確,不符合題意.故選:.
【例題4】已知二次函數y=(x﹣h)2+1(h為常數),在自變量x的值滿足1≤x≤3的情況下,與其對應的函數值y的最小值為5,則h的值為( ?。?br/>A.1或﹣5 B.﹣1或5 C.1或﹣3 D.1或3
【答案】B.
【解析】本題主要考查二次函數的性質和最值,根據二次函數的性質和最值分類討論是解題的關鍵.
∵當x>h時,y隨x的增大而增大,當x<h時,y隨x的增大而減小,
∴①若h<1≤x≤3,x=1時,y取得最小值5,
可得:(1﹣h)2+1=5,
解得:h=﹣1或h=3(舍);
②若1≤x≤3<h,當x=3時,y取得最小值5,
可得:(3﹣h)2+1=5,
解得:h=5或h=1(舍).
綜上,h的值為﹣1或5
考點二 二次函數的圖像與性質及函數值的大小比較
【例題5】若二次函數y=|a|x2+bx+c的圖象經過A(m,n)、B(0,y1)、C(3﹣m,n)、D(,y2)、E(2,y3),則y1、y2、y3的大小關系是( ?。?br/>A.y1<y2<y3 B.y1<y3<y2 C.y3<y2<y1 D.y2<y3<y1
【答案】D
【解析】∵經過A(m,n)、C(3﹣m,n),
∴二次函數的對稱軸x=,
∵B(0,y1)、D(,y2)、E(2,y3)與對稱軸的距離B最遠,D最近,
∵|a|>0,
∴y1>y3>y2 故選:D.
【點撥】由點A(m,n)、C(3﹣m,n)的對稱性,可求函數的對稱軸為x=,再由B(0,
y1)、D(,y2)、E(2,y3)與對稱軸的距離,即可判斷y1>y3>y2。
考點三 二次函數 y=ax2+bx+c(a≠0)的圖像與系數a,b,c的關系
1.可根據對稱軸的位置確定b的符號:b=0 對稱軸是y軸;a、b同號 對稱軸在y軸左側;a、b異號 對稱軸在y軸右側.這個規律可簡記為“左同右異”.
2.當x=1時,函數y=a+b+c.當圖像上橫坐標
x=1的點在x軸上方時,a+b+c>0;當圖像上橫坐標x=1的點在x軸上時,a+b+c=0;當圖像上橫坐標x=1的點在x軸下方時,a+b+c<0.同理,可由圖像上橫坐標x=-1的點判斷a-b+c的符號.
【例題6】已知拋物線y=ax2+bx+c(a≠0)的對稱軸是直線x=1,其部分圖象如圖所示,下列說法中:①abc<0;②a﹣b+c<0;③3a+c=0;④當﹣1<x<3時,y>0,正確的是   (填寫序號).
【答案】①③④.
【解析】首先根據二次函數圖象開口方向可得a<0,根據圖象與y軸交點可得c>0,再根據二次函數的對稱軸x=﹣=1,結合a的取值可判定出b>0,根據a、b、c的正負即可判斷出①的正誤;把x=﹣1代入函數關系式y=ax2+bx+c中得y=a﹣b+c,再根據對稱性判斷出②的正誤;把b=﹣2a代入a﹣b+c中即可判斷出③的正誤;利用圖象可以直接看出④的正誤.
解:根據圖象可得:a<0,c>0,
對稱軸:x=﹣=1,∴b=﹣2a,
∵a<0,∴b>0,
∴abc<0,故①正確;
把x=﹣1代入函數關系式y=ax2+bx+c中得:y=a﹣b+c,
由拋物線的對稱軸是直線x=1,且過點(3,0),可得當x=﹣1時,y=0,
∴a﹣b+c=0,故②錯誤;
∵b=﹣2a,
∴a﹣(﹣2a)+c=0,
即:3a+c=0,故③正確;
由圖形可以直接看出④正確.
【點撥】此題主要考查了二次函數圖象與系數的關系,關鍵是熟練掌握①二次項系數a決定拋物線的開口方向,當a>0時,拋物線向上開口;當a<0時,拋物線向下開口;②一次項系數b和二次項系數a共同決定對稱軸的位置:當a與b同號時(即ab>0),對稱軸在y軸左側; 當a與b異號時(即ab<0),對稱軸在y軸右側.(簡稱:左同右異);③常數項c決定拋物線與y軸交點,拋物線與y軸交于(0,c).
考點四 拋物線的幾何變換
【例題7】拋物線y=x2+6x+7可由拋物線y=x2如何平移得到的(  )
A.先向左平移3個單位,再向下平移2個單位
B.先向左平移6個單位,再向上平移7個單位
C.先向上平移2個單位,再向左平移3個單位
D.先回右平移3個單位,再向上平移2個單位
【答案】A
【解析】按照“左加右減,上加下減”的規律求則可.
因為y=x2+6x+7=(x+3)2﹣2.
所以將拋物線y=x2先向左平移3個單位,再向下平移2個單位即可得到拋物線y=x2+6x+7.
【點撥】考查了拋物線的平移以及拋物線解析式的變化規律:左加右減,上加下減.
考點五 二次函數表達式的確定
【例題8】若拋物線y=x2﹣2x+3不動,將平面直角坐標系xOy先沿水平方向向右平移一個單位,再沿鉛直方向向上平移三個單位,則原拋物線圖象的解析式應變為( ?。?br/>A.y=(x﹣2)2+3 B.y=(x﹣2)2+5 C.y=x2﹣1 D.y=x2+4
【答案】C.
【解析】思想判定出拋物線的平移規律,根據左加右減,上加下減的規律即可解決問題.
將平面直角坐標系xOy先沿水平方向向右平移一個單位,再沿鉛直方向向上平移三個單位,這個相當于把拋物線向左平移有關單位,再向下平移3個單位,
∵y=(x﹣1)2+2,
∴原拋物線圖象的解析式應變為y=(x﹣1+1)2+2﹣3=x2﹣1
考點六 二次函數與一元二次方程
【例題9】(2023龍東) 如圖,拋物線與軸交于兩點,交軸于點.
(1)求拋物線的解析式.
(2)拋物線上是否存在一點,使得,若存在,請直接寫出點的坐標;若不存在,請說明理由.
【答案】(1)
(2)存在,點的坐標為或
【解析】【分析】(1)采用待定系數法,將點和點坐標直接代入拋物線,即可求得拋物線的解析式.
(2)過線段的中點,且與平行的直線上的點與點,點連線組成的三角形的面積都等于,則此直線與拋物線的交點即為所求;求出此直線的解析式,與拋物線解析式聯立,即可求得答案.
【詳解】(1)因為拋物線經過點 和點兩點,所以
,
解得
,
所以拋物線解析式為:.
(2)如圖,設線段的中點為,可知點的坐標為,過點作與平行的直線,假設與拋物線交于點, (在的左邊),(在圖中未能顯示).
設直線的函數解析式為.
因為直線經過點和,所以
,
解得,
所以,直線的函數解析式為:.
又,
可設直線的函數解析式為,
因為直線經過點 ,所以

解得.
所以,直線的函數解析式為.
根據題意可知,

又,
所以,直線上任意一點與點,點連線組成的的面積都滿足.
所以,直線與拋物線的交點,即為所求,可得

化簡,得
,
解得,
所以,點的坐標為,點的坐標為.
故答案為:存在,點的坐標為或.
【點睛】本題主要考查二次函數的圖象和性質、一次函數的圖象和性質、一元二次方程、一元一次方程等,靈活結合二次函數和一次函數圖象特點是解題的關鍵.
【例題10】二次函數y=ax2+bx+c(a≠0)和正比例函數y=x的圖象如圖所示,則方程ax2+(b﹣)x+c=0(a≠0)的兩根之和( ?。?br/>A.大于0 B.等于0 C.小于0 D.不能確定
【答案】C.
【解析】本題考查的是拋物線與x軸的交點,熟知拋物線與x軸的交點與一元二次方程根的關系是解答此題的關鍵.
設ax2+bx+c=0(a≠0)的兩根為x1,x2,
∵由二次函數的圖象可知x1+x2>0,a>0,
∴﹣>0.
設方程ax2+(b﹣)x+c=0(a≠0)的兩根為a,b,則a+b=﹣=﹣+,
∵a>0,∴>0,∴a+b>0.
考點七 二次函數與實際問題
【例題11】某植物園有一塊足夠大的空地,其中有一堵長為a米的墻,現準備用20米的籬笆圍兩間矩形花圃,中間用籬笆隔開.小俊設計了如圖甲和乙的兩種方案:
方案甲中AD的長不超過墻長;方案乙中AD的長大于墻長.
(1)若a=6.
①按圖甲的方案,要圍成面積為25平方米的花圃,則AD的長是多少米?
②按圖乙的方案,能圍成的矩形花圃的最大面積是多少?
(2)若0<a<6.5,哪種方案能圍成面積最大的矩形花圃?請說明理由.
【分析】(1)①設AB的長是x米,根據矩形的面積公式列出方程;
②列出面積關于x的函數關系式,再根據函數的性質解答;
(2)設AB=x,能圍成的矩形花圃的面積為S,根據題意列出S關于x的函數關系,再通過求最值方法解答.
【解答】(1)①設AB的長是x米,則AD=20﹣3x,
根據題意得,x(20﹣3x)=25,
解得:x1=5,x2,
當x時,AD=15>6,
∴x=5,
∴AD=5,
答:AD的長是5米;
②設BC的長是x米,矩形花圃的最大面積是y平方米,則AB[20﹣x﹣(x﹣6)],
根據題意得,y=x()x2x(x>6),
∴當x時,y有最大值為.
答:按圖乙的方案,能圍成的矩形花圃的最大面積是平方米;
(2)設BC=x,能圍成的矩形花圃的面積為S,
按圖甲的方案,S=xx,
∴在x=a<10時,S的值隨x的增大而增大,
∴當x=a的最大值n時,S的值最大,為S;
按圖乙方案,S[20﹣x﹣(x﹣a)]x,
∴當x時,S的值最大為S,此時a取最大值n時,S的值最大為S;∵[(n﹣10)2]0,
∴,
故第二種方案能圍成面積最大的矩形花圃.
【例題12】小紅經營的網店以銷售文具為主,其中一款筆記本進價為每本10元,該網店在試銷售期間發現,每周銷售數量y(本)與銷售單價x(元)之間滿足一次函數關系,三對對應值如下表:
銷售單價x(元) 12 14 16
每周的銷售量y(本) 500 400 300
(1)求y與x之間的函數關系式;
(2)通過與其他網店對比,小紅將這款筆記本的單價定為x元(12≤x≤15,且x為整數),設每周銷售該款筆記本所獲利潤為w元,當銷售單價定為多少元時每周所獲利潤最大,最大利潤是多少元?
【分析】(1)根據題意和表格中的數據,可以求得y與x之間的函數關系式;
(2)根據題意,可以得到w與x的函數關系式,然后根據二次函數的性質,可以解答本題.
【解答】(1)設y與x之間的函數關系式是y=kx+b(k≠0),
,得,
即y與x之間的函數關系式為y=﹣50x+1100;
(2)由題意可得,
w=(x﹣10)y=(x﹣10)(﹣50x+1100)=﹣50(x﹣16)2+1800,
∵a=﹣50<0
∴w有最大值
∴當x<16時,w隨x的增大而增大,
∵12≤x≤15,x為整數,
∴當x=15時,w有最大值,
∴w=﹣50(15﹣16)2+1800=1750,
答:銷售單價為15元時,每周獲利最大,最大利潤是1750元.
【例題13】如圖,是某市一條河上一座古拱撟的截面圖,拱橋橋洞上沿是拋物線形狀,拋物線拱橋處于正常水位時水面寬AB為26m,當水位上漲1m時,拋物線拱橋的水面寬CD為24m.現以水面AB所在直線為x軸,拋物線的對稱軸為y軸建立直角坐標系.
(1)求出拋物線的解析式;
(2)經過測算,水面離拱橋頂端1.5m時為警戒水位.某次洪水到來時,小明用儀器測得水面寬為10m,請你幫助小明算一算,此時水面是否超過警戒水位?
【答案】見解析。
【解析】(1)設拋物線的解析式為
y=ax2+bx+c(a≠0),
∵對稱軸為y軸,
∴y0,
∴b=0,
∴y=ax2+c,由題意得,拋物線過點(13,0),(12,1),
把 ,,
代入得 ,
解得 ,
∴拋物線的解析式為yx2;
(2)由題意得,把x=5代入yx2y,
∴點F的坐標為F(5,),
∴MH=OM﹣OH1m,
∵1m<1.5m,
∴此時水面超過警戒水位.
情感態度與價值觀教育--數學家事跡
特殊的阿基米德三角形
過拋物線焦點F作拋物線的弦,與拋物線交于A、B兩點,分別過A、B兩點做拋物線 ( https: / / baike. / item / %E6%8A%9B%E7%89%A9%E7%BA%BF / 3555564 fromModule=lemma_inlink" \t "https: / / baike. / item / %E9%98%BF%E5%9F%BA%E7%B1%B3%E5%BE%B7%E4%B8%89%E8%A7%92%E5%BD%A2 / _blank )的切線l1,l2相交于P點。那么阿基米德三角形PAB滿足以下特性:
1. P點必在拋物線的準線上.
2. △PAB為直角三角形,且∠P為直角.
3. PF⊥AB(即符合射影定理).
注意:這個素材以后可以在命制中考新定義型試題使用。
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