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- 2021-05-13 发布
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综合型问题
一、选择题
1.如图,抛物线y=x2+1与双曲线y=的交点A的横坐标是1,则关于x的不等式+ x2+1<0的解集是 ( ▲ )
A.x>1 B.x<-1 C.00)的图象与线段OA、AB分别交于点C、D.若AB=3BD,以点C为圆心,CA的倍的长为半径作圆,则该圆与x轴的位置关系是 (填“相离”、“相切”、“相交”).
【解题思路】根据A (,3)知OB=,AB=3 BD得
BD=AB=1,因此D (,1)代入y= 得k=,因此反比例函
数为y=;设直线OA为y=mx,把A (,3)代入y=mx得
m= ,所以直线OA为y=x,解方程,得或
所以C (1,),过C作CH⊥x轴于H,则OH=1,CH=,则OC=,
OA=,AC=OA﹣OC=﹣2,r==
因为,即d0)是直线y=x上的一个动点,Q是OP的中点,以PQ为斜边按图(15.2)所示构造等腰直角三角形PRQ.
①当△PBR与直线CD有公共点时,求x的取值范围;
②在①的条件下,记△PBR与△
COD的公共部分的面积为S.求S关于x的函数关系式,并求S的最大值。
【解题思路】用待定系数法确定一次函数、二次函数的解析式,从而进一步解决问题。
【答案】解:⑴.设以A(1,5)为顶点的二次函数解析式为
∵的图像经过了点B(5,5)
∴ 解得
∴
即:
⑵.
如图,作点A关于y轴对称点,与y轴交与点D,作点B关于x轴对称点,与x轴交与点C,连接AD,AC,CB,BA.四边形ABCD的周长最小。
∵A(1,5),B(5,1)
∴
∴
⑶.①如图
∵
∴直线AB的解析式为
∴直线与直线的交点
∵,点Q为OP的中点
∴
∵△PBR与直线CD有公共点,
∴,即
②
【点评】本题考查了一次函数、二次函数、三角形、四边形等知识的综合运用。难度较大。
如图,已知一次函数y = - x +7与正比例函数y = x的图象交于点A,且与x轴交于点B
(1)求点A和点B的坐标;
(2)过点A作AC⊥y轴于点C,过点B作直线l∥y轴.动点P从点O出发,以每秒1个单位长的速度,沿O—C—A的路线向点A运动;同时直线l从点B出发,以相同速度向左平移,在平移过程中,直线l交x轴于点R,交线段BA或线段AO于点Q.当点P到达点A时,点P和直线l都停止运动.在运动过程中,设动点P运动的时间为t秒.
①当t为何值时,以A、P、R为顶点的三角形的面积为8?
②是否存在以A、P、Q为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,求t的值;若不存在,请说明理由.
(备用图)
【解题思路】第(1)小题联立两函数解析式解方程组即可得到A点坐标,B点为直线与x轴交点,令y=0求出x就能得到坐标;第(2)小题按照P点的运动路线,分为P在OC上与P在CA上(即0≤t<4、4≤t<7)两种情况画出相应图形分类讨论,第①问第一种情况利用梯形面积减三个三角形面积列出方程求解,第二种情况直接利用三角形面积列出方程求解,第②要按腰相等分三种情况进行讨论等腰三角形PAQ的存在.
【答案】解:(1)根据题意,得,解得 ,∴A(3,4) .令y=-x+7=0,得x=7.∴B(7,0).
(2)①当P在OC上运动时,0≤t<4.
由S△APR=S梯形COBA-S△ACP-S△POR-S△ARB=8,得
(3+7)×4-×3×(4-t)- t(7-t)- t×4=8
整理,得t2-8t+12=0, 解之得t1=2,t2=6(舍)
当P在CA上运动,4≤t<7.
由S△AP R = ×(7-t)×4=8,得t =3(舍)
∴当t=2时,以A、P、R为顶点的三角形的面积为8.
②当P在OC上运动时,0≤t<4.
∴AP=,AQ=(4-t),PQ=7-t
当AP =AQ时,(4-t)2+32=2(4-t)2,
整理得,t2-8t+7=0. ∴t=1, t=7(舍)
当AP=PQ时,(4-t)2+32=(7-t)2,
整理得,6t =24. ∴t=4(舍去)
当AQ=PQ时,2(4-t)2=(7-t)2
整理得,t2-2t-17=0 ∴t=1±3 (舍)
当P在CA上运动时,4≤t<7. 过A作AD⊥OB于D,则AD=BD=4.
设直线l交AC于E,则QE⊥AC,AE=RD=t-4,AP=7-t.
由cos∠OAC= = ,得AQ = (t-4).
当AP=AQ时,7-t = (t-4),解得t = .
当AQ=PQ时,AE=PE,即AE= AP
得t-4= (7-t),解得t =5.
当AP=PQ时,过P作PF⊥AQ于F,AF= AQ = ×(t-4).
在Rt△APF中,由cos∠PAF= = ,得AF= AP
即 ×(t-4)= ×(7-t),解得t= .
∴综上所述,t=1或 或5或 时,△APQ是等腰三角形.
【点评】此题属于代数与几何的动态综合型问题,它综合考查了直线与坐标轴交点求法、列方程组求直线与直线交点、用变量t表示线段长度、图形面积与方程、等腰三角形等方面的知识.重点考查学生运用转化思想、方程思想和分类讨论的思想解决实际问题的能力.求解动态型问题的关键是抓住变化中的“不变”,以变化中的几个关键位置为切入点,分类讨论,将“运动”转化为“静止”进行求解.本题入口虽然不难,但学生极易出现分类讨论不
如图,在△ABO中,已知点、、,正比例函数图像是直线,直线AC∥轴交直线与点C。
⑴C点的坐标为 ;
⑵以点O为旋转中心,将△ABO顺时针旋转角(90°<<180°),使得点B落在直线上的对应点为,点A的对应点为,得到△
①∠=
②画出△
⑶写出所有满足△DOC∽△AOB的点D的坐标。
【解题思路】(1)由直线AC∥轴交直线与点C,知点C纵坐标为y=3,代入y=-x求出x=-3,点C(-3,3);(2)由点C和点B的坐标可判断∠BOC=∠=900;(3)由△DOC∽△AOB根据对应关系可求点D的坐标。
【解答】(1)根据题意,点C纵坐标为y=3,代入y=-x求出x=-3,∴点C(-3,3);(2)①∠=900;②画图略;(3)根据勾股定理得OC=3,OB=,OA=2,∵△DOC∽△AOB,∴OD=6,点D的坐标有两个解,(3,-9)和(9,-3)。
【点评】本题是一道综合试题,解答本题的关键是对函数知识有充分的理解,以及对相似三角形的对应性的正确认识,还要注意分类讨论思想的运用。
在平面直角坐标系XOY中,直线过点且与轴平行,直线过点且与轴平行,直线与直线相交于点P。点E为直线上一点,反比例函数(>0)的图像过点E与直线相交于点F。
⑴若点E与点P重合,求的值;
⑵连接OE、OF、EF。若>2,且△OEF的面积为△PEF的面积的2倍,求E点的坐标;
⑶是否存在点E及轴上的点M,使得以点M、E、F为顶点的三角形与△PEF全等?若存在,求E点坐标;若不存在,请说明理由。
【解答】(1)k=1×2=2.
(2)当k>2时,如图28-1,
点E、F分别在P点的右侧和上方过E作x轴的垂线EC,垂足为C,过F作y轴的垂线FD,垂足为D,EC和FD相交于G,则四边形OCGD为矩形。
∵ PF⊥PE.
∴
四边形OCGD为矩形
∴
=2
=
解得k=6或2.因为k=2时,E、F重合,所以k=6.
所以E点的坐标为(3,2)
(3)存在点E及y轴上的点M,使得△MEF与△PEF全等
①当k<2时,如图28-2,
只可能△MEF≌△PEF。作FH⊥y轴于H,△FHM∽△MBE得:.
∵FH=1,EM=PE=1-,FM=PF=2-k
∴,BM=,
在Rt△MBE中,由勾股定理得,
∴,解得k=,此时E点的坐标为(,2)
②当k>2时,如图28-3,
只可能只可能△MEF≌△PEF,作作FQ⊥y轴于Q,
△FQM∽△MBE得:
∵FQ=1,EM=PF=k-2,FM=PE=,
∴,BM=2,
在Rt△MBE中,由勾股定理得,
解得k=或0,但k=0不符合题意,所以k=。
此时E点的坐标为(,2),符合条件的E点坐标为
【点评】本题是一次函数、反比例函数、全等、相似等知识的综合,难度较大,还考查了分类讨论的思想.
(本题满分10分)如图,在平面直角坐标系中,O为坐标原点,P是反比例函数y=(x>0)图象上的任意一点,以P为圆心,PO为半径的圆与x、y轴分别交于点A、B.
(1)判断P是否在线段AB上,并说明理由;
(2)求△AOB的面积;
(3)Q是反比例函数y=(x>0)图象上异于点P的另一点,请以Q为圆心,QO为半径画圆与x、y轴分别交于点M、N,连接AN、MB.求证:AN∥MB.
(第26题)
【解题思路】(1)利用圆的性质“90的圆周角所对的弦是直径”进行判断.(2)利用反比例函数的性质和三角形中位线定理进行解决即可.(3)通过面积相等得出等积式,再由等积式得出比例式,从而证明三角形相似,得出对应角相等,最后得出两直线平行.
【答案】(1)点P在线段AB上,理由如下:
∵点O在⊙P上,且∠AOB=90°,
∴AB是⊙P的直径.
∴点P在线段AB上.
(2)过点P作PP1⊥x轴,PP2⊥y轴.
由题意可知PP1、PP2是△AOB的中位线,
故S△AOB=OA×OB=×2 PP1×2PP2.
∵P是反比例函数y=(x>0)图象上的任意一点,
∴S△AOB=OA×OB=×2 PP1×2PP2=2 PP1×PP2=12.
(3)如图,连接MN,则MN过点Q,且S△MON=S△AOB=12.
∴OA·OB=OM·ON.
∴.
∵∠AON=∠MOB,
∴△AON∽△MOB.
∴∠OAN=∠OMB.
∴AN∥MB.
【点评】本题属于代数、几何综合运用题,主要考查了反比例函数、三角形中位线、三角形相似、圆的性质等知识.解答此类题应具备综合运用能力,包括知识综合、方法综合以及数学思想的综合运用,能较好地区分出不同数学水平的学生,保证区分结果的稳定性,从而确保试题具有良好的区分度,进而有利于高一级学校选拔新生.对我们学生而言要注意从简单的地方入手,将一些数学语言用自己熟悉的便于理解的即换一种语言表达出来,这些方法对解答综合题有一定的作用.难度较大.
本题满分12分)如图,在边长为2的正方形ABCD中,P为AB的中点,Q为边CD上一动点,设DQ=t(0≤t≤2),线段PQ的垂直平分线分别交边AD、BC于点M、N,过Q作QE⊥AB于点E,过M作MF⊥BC于点F.
(1)当t≠1时,求证:△PEQ≌△NFM;
(2)顺次连接P、M、Q、N,设四边形PMQN的面积为S,求出S与自变量t之间的函数关系式,并求S的最小值.
(第27题)
【解题思路】(1)根据正方形的性质可以证明三角形全等.(2)利用二次函数图象的性质,求最小值.
【答案】(1)∵四边形ABCD是正方形,
∴∠A=∠B=∠D=90°,AD=AB
∵QE⊥AB,MF⊥BC
∴∠AEQ=∠MFB=90°
∴四边形ABFM、AEQD都是矩形
∴MF=AB,QE=AD,MF⊥QE
又∵PQ⊥MN
∴∠EQP=∠FMN
又∵∠QEP=∠MFN=90°
∴△PEQ≌△NFM.
(2)∵点P是边AB的中点,AB=2,DQ=AE=t
∴PA=1,PE=1-t,QE=2
由勾股定理,得PQ==
∵△PEQ≌△NFM
∴MN=PQ=
又∵PQ⊥MN
∴S===t2-t+
∵0≤t≤2
∴当t=1时,S最小值=2.
综上:S=t2-t+,S的最小值为2.
【点评】本题属于代数、几何综合运用题,主要考查了二次函数、三角形全等等知识.解答此类题应具备综合运用能力,包括知识综合、方法综合以及数学思想的综合运用,能较好地区分出不同数学水平的学生,保证区分结果的稳定性,从而确保试题具有良好的区分度,进而有利于高一级学校选拔新生.难度较大.
已知四边形ABCD是边长为4的正方形,以AB为直径在正方形内作半圆,P是半圆上的动点(不与点A、B重合),连接PA、PB、PC、PD.
(1)如图①,当PA的长等于 时,∠PAB=60°;
当PA的长度等于 时,△PAD是等腰三角形;
(2)如图②,以AB边所在直线为x轴、AD边所在直线为y轴,建立如图所示的直角坐标第(点A即为原点O),把△PAD、△PAB、△PBC的面积分别记为S1、S2、S3.设P点坐标为(a,b),
试求2S1S3﹣S22的最大值,并求出此时a、b的值.
【解题思路】(1)①由直径AB可知△ABC是直角三角形,AP=cos60°×AB=2;②把AD作为底时,AD的垂直平分线与半圆的交点就是顶点P的位置,这时P刚好是切点,AP=cos45°×4=2,把AP作为底时,DP与半圆相切,利用等积公式可得AP=;(2)过点 P作AD、AB、BC的垂线,用P点的坐标表示三个三角形的面积,利用射影定理找到a、b之间的关系,求出表示2S1S3﹣S22的函数解析式,用二次函数的性质求出其最大值.
【解答】(1)①2;②2或,
(2)如图,过点P分别作PE⊥AB,PF⊥AD,
【点评】本题综合了四边形、圆、二次函数等知识点,要综合考虑,第二小问题中求最大值,就要想到二次函数.
25.如图(1),矩形ABCD的一边BC在直角坐标系中x轴上,折痕边AD,使点D落在x轴上点F处,折痕为AE,已知AB=8,AD=10,并设点B坐标为(m,0),其中m>0.
(1)求点E,F的坐标(用含m的式子表示);(5分)
(2)连接OA,若△OAF是等腰三角形,求m的值;(4分)
(3)如图(2),设抛物线y=a(x—m—6)2+h经过A、E两点,其顶点为M,连接 AM,若∠OAM=90°,求a、h、m的值.(5 分)
【解题思路】对于(1),由折叠可知,AF=10,故BF=6,则CF=4,可结合相似或勾股定理求出EF,CE;对于(2), △OAF是等腰三角形,要分为三种情况讨论,结合勾股定理解决;(3)的难度较大,借用轴对称性和相似,构造方程.
【答案】(1)∵四边形ABCD是矩形,
∴AD=BC=10, AB=DC=8 ,∠D=∠DCB=∠ABC=90°.
由折叠对称性:AF=AD=10,FE=DE.
在Rt△ABF中,BF=.
∴FC=4 .
设EF=x,则EC=8-x 在Rt△ECF中,42+(8-x)2=x2解得x=5.
∴CE =8-x=3.
∵B (m,0) ∴E (m+10,3) ,F (m+6,0).
(2)分三种情况讨论:
若OF=AF,∵AB⊥OF∴OB=BF=6,∴ m=6.
若AO=OF,则m+6=10 ,解得 m=4.
若AO=OF,在Rt△AOB中,AO2=OB2+AB2=m2+64 ∴(m+6)2=m2+64,解得m=.
综合得m=6或4或.
(3)由(1)知A(m,8),E (m+10,3).
依题意: 得.
∴M(m+6,-1).
设对称轴交AD于G,∴G(m+6,8) ∴AG =6 ,GM =8-(-1)=9.
∵∠OAB +∠BAM =90°, ∠BAM +∠MAG =90°,
∴∠OAB =∠M .
又∵∠ABO=∠MGA=90°,
∴△AOB∽△AMG.
∴,即 , ∴m=12.
【点评】本题作为压轴题,主要考查了轴对称,勾股定理,二次函数和相似等重要知识点,也考查了用字母表示数,方程思想以及分类讨论思想等.难度较大.
24. (2011年怀化24,10分)
在矩形AOBC中,OB=6,OA=4,分别以OB,OA所在直线为x轴和y轴建立如图所示的平面直角坐标系,F是边BC上的一个动点(不与B,C重合),过F点的反比例函数的图像与AC边交于点E.
(1) 求证:AE×AO=BF×BO;
(2) 若点E的坐标为(2,4),求经过O、E、F三点的抛物线的解析式;
(3) 是否存在这样的点F,使得将△CEF沿EF对折后,C点恰好落在OB上?若存在,求出此时的OF长;若不存在,请说明理由.
【解题思路】(1)本题主要考查的是反比例函数系数k的几何意义,由点E、F都在反比例函数图像上可求解.
(2)给点E的坐标后能够求出反比例函数的表达式,从而求出点F的坐标,得到抛物线的解析式.
(3)由(1)得到CE=1.5CF,在利用轴对称的性质可以得到CF=C′F,CE=C′E,∠EC′F=∠C=90°,过点E作EH⊥OB于点H,构造相似三角形,利用相似三角形的性质得出边BC′的长度,在Rt△BC′F中,结合勾股定理求出BF的长,从而可求出OF的长度.
【答案】
(1)证明:由题意知,点E、F均在反比例函数图像上,且在第一象限,所以AE×AO=k,BF×BO=k,从而AE×AO=BF×BO.
(2)将点E的坐标为(2,4)代入反比例函数得k=8,
所以反比例函数的解析式为.
∵OB=6,∴当x=6时,y=,点F的坐标为(6,).
设过点O、E、F三点的二次函数表达式为
,将点O(0,0),E(2、4),F(6,)三点的坐标代入表达式得:
解得
∴经过O、E、F三点的抛物线的解析式为:.
(3) 如图11,将△CEF沿EF对折后,C点恰好落在OB边于点C′.过点E作EH⊥OB于点H.
设CE=n,CF=m,则AE=6-n,BF=4-m
由(1)得AE×AO=BF×BO ∴(6-n)×4=(4-m)×6 ,解得n=1.5m.
由折叠可知,CF=C′F=m,CE=C′E=1.5m,∠EC′F=∠C=90°
在Rt△EHC′中,∠EC′H+∠C′EH=90°,
又∵∠EC′H+∠EC′F+FC′B=180°,∠EC′F=90°
∴∠C′EH=FC′B
∵∠EHC′=C′BF=90°
∴△EC′H∽△C′FB,∴
∴,
∵由四边形AEHO为矩形可得EH=AO=4 ∴C′B=.
在Rt△BC′F中,由勾股定理得,C′F2=BF2+C′B2,即m2=(4-m)2+
解得:m=
BF=4-=,
在Rt△BOF中,由勾股定理得,OF2=BF2+OB2,即OF2=62+=.
∴OF=
∴存在这样的点F,OF=,使得将△CEF沿EF对折后,C点恰好落在OB上.
【点评】
本题是关于代数与几何的综合性问题,第一问考察了反比例函数的k的几何意义,由于用字母代替了数字增加了一定的难度;第二问是用三点求二次的表达式,系数中有分数增加了计算的难度,学生要细心;第三问综合运用轴对称的性质、相似三角形、勾股定理、等知识求OF的长,难度在于要通过两个等量关系求解,学生在此问有难度,加上计算量加大,易出错,难度较大.
24.孔明是一个喜欢探究钻研的同学,他在和同学们一起研究某条抛物线的性质时,将一把直角三角板的直角顶点置于平面直角坐标系的原点,两直角边与该抛物线交于、两点,请解答以下问题:
(1)若测得(如图1),求的值;
(2)对同一条抛物线,孔明将三角板绕点旋转到如图2所示位置时,过作轴于点,测得,写出此时点的坐标,并求点的横坐标;
(3)对该抛物线,孔明将三角板绕点旋转任意角度时惊奇地发现,交点、的连线段总经过一个固定的点,试说明理由并求出该点的坐标.
图1
图2
【解题思路】(1)直接由抛物线的对称性,结合等腰直角三角形即可求得点B的坐标,进而求解.(2)可过点作轴于点,利用相似三角形,或锐角三角函数,或勾股定理求解.(3)设出直线的解析式,并和二次函数联立方程,利用相似三角形求得.或利用面积求解.
【答案】解:(1)设线段与轴的交点为,由抛物线的对称性可得为中点, ,,,(,) 将(,)代入抛物线得,.(2)解法一:过点作轴于点,点的横坐标为, (1,),. 又 ,易知,又,△∽△,设点(,)(),则,,,即点的横坐标为.解法二:过点作轴于点,点的横坐标为, (1,), ,易知,,设点(-,)(),则,,,即点的横坐标为. 解法三:过点作轴于点,点的横坐标为, (1,),设(-,)(),则,,, ,,解得:,即点的横坐标为. (3)解法一:设(,)(),(,)(),设直线的解析式为:, 则,
得,, 又易知△∽△,,,.由此可知不论为何值,直线恒过点(,)(说明:写出定点的坐标就给2分)解法二:设(,)(),(,)(),直线与轴的交点为,根据,可得
,
化简,得. 又易知△∽△,,, 为固定值.故直线恒过其与轴的交点(,)说明:的值也可以通过以下方法求得.由前可知,,,,由,得:,化简,得.
【点评】本题将一只三角板有机地放入平面直角坐标系中,并与抛物线结合,同时构建动态问题,应该说是一道十分不错的好题,求解时除了要能灵活运用所学知识外,还必须 充分运用数学思想方法.难度较大.
27. (本题满分10分)已知抛物线.
(1)试说明:无论m为何实数,该抛物线与x轴总有两个不同的交点;
(2)如图15,当抛物线的对称轴为直线x=3时,抛物线的顶点为点C.直线与抛物线交于A、B两点,并与它的对称轴交于点D.
①抛物线上是否存在点P使得四边形ACPD是正方形,若存在,求出P点的坐标;若不存在,说明理由.
②平移直线CD,交直线AB于点M,交抛物线于点N,通过怎样的平移能使得以C、D、M、N为顶点的四边形是平行四边形.
【解题思路】(1)欲说明此抛物线与x轴总有两个不同的交点,只需计算出△的值,并讨论得出无论m为何实数,恒有△>0即可.(2)①当P点为抛物线与x轴的另一个交点时,四边形ACPD是正方形,故存在点P,使得四边形ACPD是正方形.②因以C、D、M、N为顶点的四边形是平行四边形.根据平行四边形对边相等可得MN=CD=4.此题应分两种情况讨论:当点M在点N的上方时,设M(x,x-1),则N(x,x-5);当点M在点N的下方时,设M(x,x-1),则N(x,x+3);把N点的坐标代入二次函数的解析式,便可得x的值,从而探索出结论.
【答案】解:(1)抛物线的△==(m-2)2+3.
∵无论m为何实数,(m-2)2≥0,
∴(m-2)2+3>0
∴△>0
∴无论m为何实数,该抛物线与x轴总有两个不同的交点.
(2)①抛物线上存在点P使得四边形ACPD是正方形.
∵抛物线的对称轴为直线x=3,
∴m=3.
∴抛物线的解析式为:,顶点C(3,-2)
设抛物线与x轴交于A、E两点
∴A(1,0) E(5,0)
设对称轴x=3与x轴交于点Q,则Q(3,0)
∴AQ=EQ=2
∵对称轴x=3与直线交点于点D
∴D(3,2)
∴DQ=2
∵C(3,-2)
∴CQ=2,
∴AQ=EQ= DQ= CQ=2
∵AE⊥CD
∴四边形ACED为正方形
∴当点P与点E重合时,四边形ACPD是正方形
故抛物线上存在点P,使得四边形ACPD是正方形,P的坐标为(5,0)
②∵以C、D、M、N为顶点的四边形是平行四边形
∴MN=CD=4,
设M(x,x-1),则N(x,x+3)或N(x,x-5).
∵N点在抛物线上
∴或
解得:或x=5或x=3.
因当x=3时,M、N分别与D、C两点重合,故当CD通过平移,使M(,
)N(,),或M(,)N(,)或M(5,4) N(5,8)时,能使得以C、D、M、N为顶点的四边形是平行四边形.
∴把直线CD向右移动个单位或向左平移个单位,或向右平移2个单位后,以C、D、M、N为顶点的四边形是平行四边形.
【点评】△决定抛物线与x轴的交点个数:△>0抛物线与x轴有两个交点;△=0抛物线与x轴有一个交点;△<0抛物线与x轴没有交点.第(1)问便可根据△的值说明无论m为何实数,该抛物线与x轴总有两个不同的交点;第(2)问体现数形结合的思想,研究时要深刻理解函数解析式与图象之间的关系,根据点的意义求出点的坐标,从而说明平移方向,解法上要与平行四边形的性质结合,此题设置背景独特,构思巧妙,在解决第(2)中的②题,应注意分情况讨论.