中考數(shù)學(xué) 第二部分 題型研究 拓展題型 二次函數(shù)綜合題課件.ppt

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1、拓展題型 二次函數(shù)綜合題,拓展一 二次函數(shù)與線段和差問題 拓展二 二次函數(shù)與三角形面積問題 拓展三 二次函數(shù)與特殊四邊形判定問題,拓展一 二次函數(shù)與線段和差問題,典例精講,例1 如圖,拋物線y=ax2+bx+c(a0)與x軸交于點(diǎn)A、 B(1,0),與y軸交于點(diǎn)C,直線y= x-2經(jīng)過點(diǎn)A、C.拋物線的頂點(diǎn)為D,對稱軸為直線l . (1)求拋物線的解析式;,【思維教練】已知直線y= x-2經(jīng)過 點(diǎn)A、C,結(jié)合題干,可求得A、C兩 點(diǎn)的坐標(biāo),結(jié)合B(1,0),代入拋物線 y=ax2+bx+c(a0)求解即可;,例1題圖,拋物線解析式為y= - x2+ x-2;,例1題圖,【思維教練】要求

2、頂點(diǎn)D的坐標(biāo)和對稱軸l,需知拋物線的頂點(diǎn)式,(1)中已求得拋物線的一般式,直接化為頂點(diǎn)式即可得到點(diǎn)D的坐標(biāo)和對稱軸l ;,(2)求頂點(diǎn)D的坐標(biāo)與對稱軸l;,例1題圖,解:由拋物線y= - x2+ x-2,得 y= - (x2-5x)-2= - (x- )2+ , 拋物線頂點(diǎn)D的坐標(biāo)為( , ), 對稱軸l為直線x= ;,例1題圖,【思維教練】已知點(diǎn)E在x軸上,則設(shè)E點(diǎn)坐標(biāo)為(e,0),要求點(diǎn)E的坐標(biāo),已知AE=CE,需先分別用含e的式子表示出AE和CE,由于A點(diǎn)坐標(biāo)(1)中已求得,則AE4-e,由題圖可知點(diǎn)O、E、C三點(diǎn)可構(gòu)成RtCOE,結(jié)合C點(diǎn)坐標(biāo),利用勾股定理即可表示出CE

3、的式子,建立方程求解即可;,(3)設(shè)點(diǎn)E為x軸上一點(diǎn),且AE=CE,求點(diǎn)E的坐標(biāo);,例1題圖,例1題解圖,在Rt COE中,根據(jù)勾股定理得 CE2=OC2+OE2=22+e2, AE=CE, (4-e)222+e2, 解得e= , 則點(diǎn)E的坐標(biāo)為( ,0);,E,,解:如解圖,由點(diǎn)E在x軸上,可設(shè)點(diǎn)E的坐標(biāo)為(e,0), 則AE=4-e,連接CE,,(4)設(shè)點(diǎn)G是y軸上一點(diǎn),是否存在點(diǎn)G,使得GD+GB的值最小,若存在,求出點(diǎn)G的坐標(biāo);若不存在,請說明理由; 例1題圖,【思維教練】線段之和最小值問題即“最短路徑問題”,解決這類問題最基本的定理就是“兩點(diǎn)之間線段最短”,即已知一條直線和直線

4、同旁的兩個點(diǎn),要在直線上找一點(diǎn),使得這兩個點(diǎn)與這點(diǎn)連接的線段之和最小,解決問題的方法就是通過軸對稱作出對稱點(diǎn)來解決.如此問,要使GD+GB的值最小,先找點(diǎn)B關(guān)于y軸的對稱點(diǎn)B,再連接BD, BD與y軸的交點(diǎn)即為所求的G點(diǎn),求直線BD的解析式,再求其與y軸的交點(diǎn)即可;,設(shè)直線BD 的解析式為y=kx+d (k0),其中D( , ), 則 解得 直線BD的解析式為y= x+ ,令x=0,得y= ,點(diǎn)G的坐標(biāo)為(0, );,例1題解圖,-k+d=0 k+d= ,,k= d= ,,,,解:存在.如解圖,取點(diǎn)B關(guān)于y軸的對稱點(diǎn)B,則點(diǎn)B的坐標(biāo)為(-1,0).連接BD

5、,直線BD與y軸的交點(diǎn)G即為所求的點(diǎn).,,B,G,(5)在直線l上是否存在一點(diǎn)F,使得BCF的周長最小, 若存在,求出點(diǎn)F的坐標(biāo)及BCF周長的最小值;若不存在,請說明理由;,例1題圖,【思維教練】要使BCF的周長最小,因 為BC長為定值,即要使CF+BF的值最小, 由點(diǎn)A,B關(guān)于直線l對稱,可知AC與l的交點(diǎn) 為點(diǎn)F,即可使得CF+BF最小,將x= 代 入直線AC的解析式,即可求得F點(diǎn)的坐標(biāo), 在RtAOC中可得AC的長,在RtOBC中可得BC的長,即可得到BCF周長的最小值;,在RtOBC中,OB=1,OC=2,由勾 股定理得BC= 為定值, 當(dāng)BF+CF最小時,CBCF最小.

6、點(diǎn)B與點(diǎn)A關(guān)于直線l對稱, AC與對稱軸l的交點(diǎn)即為所求的點(diǎn)F, 將x= 代入直線y= x-2,得y= -2=- , 點(diǎn)F的坐標(biāo)為( , - ).,例1題解圖,解:存在,要使BCF的周長最小,即BC+BF+CF最小,如解圖所示.,,,F,在RtAOC中,由AO=4,OC=2,根據(jù)勾股定理得AC=2 , BCF周長的最小值為BC+AC= +2 =3 ;,例1題解圖,,,F,【思維教練】要使SD-SB的值最大,則 需分兩種情況討論:S、B、D三點(diǎn)不 共線時構(gòu)成三角形,由三角形三邊關(guān)系 得到SD-SB

7、滿足條件,求出直線BD的解析式 后,再求出直線BD與y軸的交點(diǎn)坐標(biāo)即可;,(6)在y軸上是否存在一點(diǎn)S,使得SD- SB的值最大,若存在,求出點(diǎn)S的坐標(biāo);若不存在,請說明理由;,例1題圖,當(dāng)S與DB不在同一條直線上時, 由三角形三邊關(guān)系得SD-SB

8、析式為y= x- , 當(dāng)x=0時,y=- , 即當(dāng)點(diǎn)S的坐標(biāo)為(0,- )時,SD-SB的值最大;,,,例1題解圖,,S,(7)若點(diǎn)H是拋物線上位于AC上方的一 點(diǎn),過點(diǎn)H作y軸的平行線,交AC于點(diǎn)K, 設(shè)點(diǎn)H的橫坐標(biāo)為h,線段HKd. 求d關(guān)于h的函數(shù)關(guān)系式; 求d的最大值及此時H點(diǎn)的坐標(biāo);,例1題圖,【思維教練】平行于y軸的兩點(diǎn)之間的距離為此兩點(diǎn)的縱坐標(biāo)之差的絕對值,如此問,要求d關(guān)于h的函數(shù)關(guān)系式,由題可得點(diǎn)H的橫坐標(biāo)為h,分別將h代入拋物線及直線AC的解析式中,即可得到點(diǎn)H、K的縱坐標(biāo),再由點(diǎn)H在點(diǎn)K的上方,可得到d關(guān)于h的函數(shù)關(guān)系式;利用二次函數(shù)的性質(zhì)求最值,即可得HK的最大

9、值及此時H點(diǎn)的坐標(biāo);,點(diǎn)H的坐標(biāo)為(h, - h2+ h-2), HKy軸,交AC于K, 點(diǎn)K的坐標(biāo)為(h, h-2), 點(diǎn)H在點(diǎn)K的上方, HK=d=(- h2+ h-2)-( h-2) =- h2+2h(0h4); 由d=- h2+2h=- (h2-4h)=- (h-2)2+2可知, 當(dāng)h=2時,d最大,0<2<4,符合題意, 當(dāng)h=2時,d最大,最大值為2,此時點(diǎn)H的坐標(biāo)(2,1);,例1題解圖,,H,K,解:如解圖,點(diǎn)H在拋物線上,點(diǎn)H的橫坐標(biāo)為h,,(8)設(shè)點(diǎn)P是直線AC上方拋物線上一點(diǎn),當(dāng)P點(diǎn)與直線AC距離最大時,求P點(diǎn)的坐標(biāo),并求出最大距離是多少?,例1題圖

10、,【思維教練】要求P點(diǎn)的坐標(biāo)及P點(diǎn)到AC的 最大距離,可根據(jù)三角形相似,確定對應(yīng) 邊的最大值即可,通過作PTy軸交AC于 L,作PQAC于點(diǎn)Q,證明PLQACO, 得到PQ與PL的比等于AO與AC的比,即可 得到PQ與PL的關(guān)系,再由(7)得到PL的最 大值,即可得到PQ的最大距離及此時的P點(diǎn)坐標(biāo).,PLQ=ACO,PQL=AOC=90, PLQACO, , , 設(shè)P點(diǎn)的橫坐標(biāo)為t, 由(7)知PL=- t2+2t,,例1題解圖,解:如解圖,過點(diǎn)P作PTy軸,交AC于L,作PQAC于點(diǎn)Q,,,,,,P,T,L,Q,,當(dāng)且僅當(dāng)t=2時,PL取最大值2, 當(dāng)t=2

11、時,PQ取最大距離 , 此時點(diǎn)P的坐標(biāo)為(2,1).,,,P,T,L,Q,拓展二 二次函數(shù)與三角形面積問題,例2 如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,直線y=x+3與x軸相交于點(diǎn)A,與y軸相交于點(diǎn)C,點(diǎn)B在x軸的正半軸上,且AB=4,拋物線y=ax2+bx+c經(jīng)過點(diǎn)A,B,C. (1)求拋物線的解析式;,例2題圖,【思維教練】要求拋物線的解析式, 需知過拋物線的三點(diǎn)A、B、C的坐標(biāo), 利用直線y=x+3求得A、C兩點(diǎn)的坐標(biāo), 結(jié)合已知的AB=4,求得B點(diǎn)坐標(biāo),代入求解即可;,典例精講,解:對于y=x+3,當(dāng)x=0時,y=3; 當(dāng)y=0時,x=-3, A(-3,0),C(0,3), AB

12、=4,B(1,0), 拋物線y=ax2+bx+c經(jīng)過點(diǎn)A(-3,0), B(1,0),C(0,3), ,解得 , 拋物線的解析式為y=-x2-2x+3;,9a-3b+c=0 a+b+c=0 c=3,a=-1 b=-2 c=3,,,例2題圖,【思維教練】要求ABC的面積,需知ABC的一條邊的長度和這條邊上高的長度,由于ABC的邊AB已知,底邊AB上的高為OC,即為點(diǎn)C的縱坐標(biāo),代入面積計(jì)算公式即可求解;,(2)求ABC的面積;,解:點(diǎn)C坐標(biāo)為(0,3), OC=3, SABC = ABOC= 43=6;,例2題圖,【思維教練】QAE與CBE的底邊 AE=BE,要使兩三角形面積相

13、等,故 只要高相等,CBE底邊BE的高為3, 點(diǎn)Q的縱坐標(biāo)為3和-3時,滿足條件, 分別代入拋物線解析式即可求解;,(3)點(diǎn)D為拋物線的頂點(diǎn),DE是拋物線的對稱軸,點(diǎn)E在x軸上,在拋物線上存在點(diǎn)Q,使得QAE的面積與CBE的面積相等,請直接寫出點(diǎn)Q的坐標(biāo);,例2題圖,例2題解圖,,,,,Q1,(Q2),,P,,,,,,Q4,(Q3),,解:Q點(diǎn)的坐標(biāo)為(-2,3)或(0,3) 或(-1+ ,-3)或(-1- ,-3); 【解法提示】如解圖,依題意,AE=BE, 當(dāng)QAE的邊AE上的高為3時,QAE 的面積與CBE的面積相等. 當(dāng)y=3時,-x2-2x+3=3,解得x1=-2,x2=0, 點(diǎn)

14、Q的坐標(biāo)為(-2,3)或(0,3). 當(dāng)y=-3時,-x2-2x+3=-3,解得x=-1 , 點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(-1+ ,-3)或 (-1- ,-3). 綜上所述,點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(-2,3)或(0,3)或 (-1+ ,-3)或(-1- ,-3).,【思維教練】要求四邊形AOCD和ACD的面積,由于四邊形AOCD是不規(guī)則圖形,則可利用S四邊形AOCD= SAOD +SCOD計(jì)算.由于ACD的底與高不容易計(jì)算,所以可利用S四邊形AOCD -SAOC計(jì)算;,(4)在(3)的條件下,連接AD,CD,求四邊形AOCD和ACD的面積; 例2題圖,易知點(diǎn)D的坐標(biāo)為(-1,4), S四邊形AOCD =SA

15、OD +SCOD= 34+ 31= , SACD =S四邊形AOCD -SAOC= - 33=3;,例2題解圖,,解:如解圖,連接OD,,(5)在直線AC的上方的拋物線上,是否存在一點(diǎn)M,使MAC的面積最大?若存在,請求出點(diǎn)M的坐標(biāo),并求出MAC面積的最大值;若不存在,請說明理由; 例2題圖,【思維教練】要求圖形面積最值問題,若求三角形面積最值,根據(jù)題意用未知數(shù)設(shè)出所求點(diǎn)的坐標(biāo),并利用所設(shè)點(diǎn)坐標(biāo)表示出三角形的底和高,用面積公式求解;若求四邊形面積最值時,常用到的方法是利用割補(bǔ)方法將四邊形分成兩個三角形,從而利用求三角形面積的方法求得用含未知數(shù)的代數(shù)式表示的線段(常用到相似三角形性質(zhì)

16、、勾股定理).分別計(jì)算出每個三角形的面積,再進(jìn)行和差計(jì)算求解.如此問,要使MAC的面積最大,可先用含字母的式子表示出SMAC,再利用二次函數(shù)性質(zhì)討論其最值,進(jìn)而求得M點(diǎn)坐標(biāo);,設(shè)M(x,-x2-2x+3),則N(x,x+3),MN=-x2-2x+3-(x+3)=-x2-3x,SMAC =SAMN +SCMN = MN3= (-x2-3x)= - (x+ )2+ ,- <0, 當(dāng)x=- 時,SMAC的值最大為 , 當(dāng)x=- 時,y=-(- )2-2(- )+3= , 點(diǎn)M的坐標(biāo)為(- , );,例2題解圖,解:存在點(diǎn)M,使得MAC的面積最大. 如解圖,過點(diǎn)M作MNy軸,交A

17、C于點(diǎn)N,,N,,M,【思維教練】要確定H點(diǎn)的位置,根據(jù)HGA被分成面積為12的兩部分,HAI和AIG高相等,對稱軸在y軸左側(cè),可分HI與IG為12或21兩種情況,列方程即可求解;,(6)點(diǎn)H是拋物線第二象限內(nèi)一點(diǎn),作HGx軸,試確定H點(diǎn)的位置,使HGA的面積被直線AC分為12的兩部分;,例2題圖,,解:如解圖,由(5)可知,可分兩種情況討論: 若HI=2IG,則有-x2-3x=2(x+3) (-3x0), 整理得x2+5x+6=0, 解得x1=-2,x2=-3(不合題意,舍去), H(-2,3); 若2HI=IG,則有2(-x2-3x)=x+3 (-3x0),整理得2x2+7x+3=0, 解

18、得 x1= - ,x2=-3(不合題意,舍去), H(- , ). 綜上所述,有兩種情況:H(-2,3)或H(- , );,例2題解圖,,,H1,G2,G1,O,,,H2,I1,I2,(7)在拋物線上是否存在一點(diǎn)R,且位于對稱軸的左側(cè),使SRBC = ,若存在,求出此時點(diǎn)R的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.,【思維教練】先假設(shè)存在點(diǎn)R,使得 SRBC = .過點(diǎn)R作BC的垂線交BC 的延長線于點(diǎn)K,可得 BCRK= , 此時點(diǎn)R,K坐標(biāo)不易計(jì)算,可考慮作 RHy軸與BC的延長線交于點(diǎn)F,利 用RKF與BOC相似,RFBOBCRK9,設(shè)出R點(diǎn)坐標(biāo)利用此關(guān)系式列方程即可求解.,例2題圖,

19、例2題解圖,解:存在點(diǎn)R,使得SRBC ,且位于對稱軸的左側(cè).如解圖,過點(diǎn)R作RKBC,交BC的延長線于點(diǎn)K,作RHy軸,交x軸于點(diǎn)H,交BC的延長線于點(diǎn)F,,則F=BCO,RKF=BOC=90, RKFBOC, , RFBO=BCRK, 又SRBC = ,BO=1, BCRK= BORF= , RF=9.,,,,,,,F,R,K,,H,,由B(1,0),C(0,3)可求出直線BC的解析式為y=-3x+3, 設(shè)R(x,-x2-2x+3),則F(x,-3x+3), RF=-3x+3-(-x2-2x+3)=x2-x, x2-x=9, 解得x1= , x2= (不

20、合題意,舍去), R( , ).,,,,,,,F,K,,H,,R,例2題解圖,拓展三 二次函數(shù)與特殊四邊形判定問題,例 3 如圖,拋物線經(jīng)過A(-5,0),B(-1,0), C(0,5)三點(diǎn),頂點(diǎn)坐標(biāo)為M,連接AC. 拋物線的對 稱軸為l,l與x軸交點(diǎn)為D,與AC交點(diǎn)為E.,(1)分別求出拋物線的解析式,頂點(diǎn) M的坐標(biāo),對稱軸l的解析式;,例3題圖,典例精講,【思維教練】要確定拋物線的解析式,頂點(diǎn)M的坐標(biāo)和對稱軸l的解析式,由于A、B、C的坐標(biāo)已知,設(shè)拋物線解析式為一般式,將點(diǎn)A、B、C代入求出拋物線解析式,將解析式轉(zhuǎn)化為頂點(diǎn)式,頂點(diǎn)M的坐標(biāo),對稱軸l的解析式即可求解;,例3題圖

21、,解:設(shè)拋物線解析式為y=ax2+bx+c, 將點(diǎn)A(-5,0),B(-1,0),C(0,5)代入,得 ,解得 , 拋物線解析式為y=x2+6x+5, =(x+3)2-4,,25a-5b+c=0 a-b+c=0 c=5,a=1 b=6 c=5,,,頂點(diǎn)M的坐標(biāo)為(-3,-4),對稱軸l的解析式為:x=-3;,例3題圖,【思維教練】由點(diǎn)P在對稱軸上結(jié)合拋物線的解析式,設(shè)P(-3,p),根據(jù)PMCO,分P在M點(diǎn)上方和P在M點(diǎn)下方兩種情況進(jìn)行討論,求出點(diǎn)P坐標(biāo);,(2)設(shè)P是直線l上一點(diǎn),且PM=CO,求點(diǎn)P的坐標(biāo);,例3題圖,解:點(diǎn)C(0,5),CO=5, 設(shè)點(diǎn)P

22、的坐標(biāo)為(-3,p),如解圖, 當(dāng)點(diǎn)P在M點(diǎn)上方時,即為P1點(diǎn), 則P1M=p-(-4)=5,解得p=1, 此時點(diǎn)P1的坐標(biāo)為(-3,1); 當(dāng)點(diǎn)P在M點(diǎn)下方,即為P2點(diǎn), 則P2M=-4-p=5,解得p=-9, 此時點(diǎn)P2的坐標(biāo)為(-3,-9), 綜上,這樣的點(diǎn)P有兩個,坐標(biāo)分別為P1(-3,1), P2(-3,-9);,例3題解圖,,,P1,P2,(3)在線段CO上取一點(diǎn)F,使得CF=DE,求點(diǎn)F的坐標(biāo),并判定四邊形DECF的形狀;,例3題圖,【思維教練】要求點(diǎn)F的坐標(biāo),可根據(jù) CF=DE,結(jié)合C點(diǎn)坐標(biāo)求解,C點(diǎn)坐標(biāo) 已知,故只需求解DE的長度,由點(diǎn)E 為l與AC的交點(diǎn)可知點(diǎn)E在AC上,先

23、求 直線AC的解析式,從而確定點(diǎn)E的坐標(biāo), 然后確定DE的長,再結(jié)合DE確定CF, 從而得到點(diǎn)F的坐標(biāo),利用DECF,DE=CF,即可判定四邊形DECF的形狀;,解:設(shè)直線AC的解析式為 , 將點(diǎn)A(-5,0),C(0,5)代入得 ,解得 , 直線AC的解析式為y=x+5. 令x=-3得y=-3+5=2, 點(diǎn)E的坐標(biāo)為(-3,2),易得點(diǎn)D的坐標(biāo)為(-3,0), DE=2.,例3題圖,如解圖,連接DF DECF,DE=CF, 四邊形DECF是平行四邊形;,例3題解圖,CF=DE=2,點(diǎn)F在線段CO上,點(diǎn)C坐標(biāo)為(0,5), 點(diǎn)F的坐標(biāo)為(0,3).,,F,(4)設(shè)G

24、是拋物線上一點(diǎn),過點(diǎn)G作GHx軸交l于點(diǎn)H, 點(diǎn)G坐標(biāo)為何值時,以A、B、G、H為頂點(diǎn)的四邊形是平 行四邊形?,【思維教練】由于GHx軸,AB在 x軸上可知GHAB,要使以A、B、 G、H為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形, 則需證GH=AB即可;,例3題圖,解:點(diǎn)G在拋物線上,則設(shè)點(diǎn)G的坐標(biāo)為(g,g2+6g+5), GH x軸,點(diǎn)H在l:x=-3上,點(diǎn)H(-3,g2+6g+5). GHAB,要得到以A、B、G、H為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,則必須GH=AB=4, 如解圖,即|g+3|=4, 解得g=1或g=-7, 當(dāng)g=1時,g2+6g+5=12, 此時點(diǎn)G的坐標(biāo)為(1,12); 當(dāng)g=-7時,g

25、2+6g+5=12, 此時點(diǎn)G的坐標(biāo)為(-7,12), 綜上,這樣的點(diǎn)G有兩個,坐標(biāo) 分別為(1,12),(-7,12);,例3題解圖,E,,,,,,H1(H2),G1,G2,【思維教練】由折疊的性質(zhì)得到M、M關(guān)于x軸對稱,再由拋物線性質(zhì)得到A、B關(guān)于MM對稱,從而利用菱形性質(zhì)得出結(jié)論;,(5)如圖,沿x軸將拋物線在x軸下方的部分翻折到x軸上方,點(diǎn)M的對應(yīng)點(diǎn)為M,判斷四邊形AMBM的形狀,并說明理由; 例3題圖,由折疊性質(zhì)可得 點(diǎn)M與M關(guān)于x軸對稱, MD=MD,MMAB. 由拋物線性質(zhì)得點(diǎn)A與點(diǎn)B關(guān)于l對稱, AD=BD,ABMM, 四邊形AMBM是菱形;,例3題解圖,,,,,解:四邊形AM

26、BM是菱形. 理由如下:如解圖,,(6)設(shè)點(diǎn)Q是拋物線上一點(diǎn),點(diǎn)R是平面內(nèi)一點(diǎn),點(diǎn)Q的坐標(biāo)為何值時,四邊形AQCR是菱形?,例3題圖,【思維教練】由四邊形AQCR是菱形可 知AC是對角線,結(jié)合OC=OA,從而過 點(diǎn)O作OPAC,且OP平分AC,從而 可得點(diǎn)Q在OP上,只需求出QP所在直 線的解析式,與拋物線聯(lián)立解方程組 即可求得點(diǎn)Q的坐標(biāo).,例4題解圖,解:存在.如解圖,過點(diǎn)O作OPAC于點(diǎn)P.,,,,P,Q1,Q2,,P,OA=OC=5, AP=CP, OP是AC的垂直平分線. 四邊形AQCR是菱形, 點(diǎn)Q、R在AC的垂直平分線上, 點(diǎn)Q是直線OP與拋物線的交點(diǎn), 過點(diǎn)P作PPx軸于點(diǎn)P,則PP是AOC的中位線, PP= OC= ,PO= AO= , 點(diǎn)P的坐標(biāo)為( , ),,設(shè)直線QP的解析式為y=kx,將點(diǎn)P的坐標(biāo)代入,可得k=-1, 直線QP的解析式為y=-x, 與拋物線聯(lián)立得 解得 , ,,y=x2+6x+5 y=-x,,,x2= y2=,x1= y1=,,,例3題解圖,,P,Q2,,P,Q1,,,這樣的Q點(diǎn)有兩個,坐標(biāo)分別為( , ), ( , ).,

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