2019屆中考數(shù)學(xué)復(fù)習(xí) 專項(xiàng)二 解答題專項(xiàng) 十一、幾何綜合探究題課件.ppt
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1、專項(xiàng)二 解答題專項(xiàng),十一、幾何綜合探究題(針對(duì)陜西中考第25題),中考解讀:中考解讀:幾何綜合探究題為陜西中考解答題的必考題,題位為第25題,分值為12分。題目綜合性強(qiáng),多涉及類比的思想,設(shè)問方式多樣,要求學(xué)生逐步突破。涉及的圖形有等腰三角形、直角三角形、平行四邊形、矩形、菱形、正方形、圓。涉及的圖形變換為平移變換、對(duì)稱變換、旋轉(zhuǎn)變換。涉及的知識(shí)點(diǎn)有全等和相似的性質(zhì)和判定、勾股定理、一元二次方程、二次函數(shù)的最值、圓的有關(guān)性質(zhì)等。主要考查的類型有(1)探究線段長度的最值問題;(2)探究圖形面積的最值問題;(3)探究圖形面積的分割問題;(4)探究符合條件的點(diǎn)的問題。,解答題專項(xiàng),類型1 探究線段長
2、度的極值和定值問題 核心素養(yǎng)及解題思想和方法 1.核心素養(yǎng):數(shù)學(xué)抽象、數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)運(yùn)算、直觀想象。 2.數(shù)學(xué)思想方法:數(shù)形結(jié)合思想、分類討論思想、轉(zhuǎn)化思想。 3.常用解題方法:代數(shù)法和幾何法。,解答題專項(xiàng),(一)單動(dòng)點(diǎn)問題 常見模型一、利用三角形的三邊關(guān)系解決最值問題 【問題情境】 1.如圖①,直線l表示河岸,河兩岸有A,B兩村,現(xiàn)在要在河岸邊建一座水塔以解決兩村的用水問題,那么水塔修在何處,它到A,B兩村的距離和最短? 2.如圖②,直線l表示河岸,河岸同側(cè)有A,B兩村,現(xiàn)在要在河岸邊建一座水塔以解決兩村的用水問題,那么水塔修在何處,它到A,B兩村的距離差最長? 【通解通法】 知識(shí)必備:(
3、1)三角形的兩邊之和大于第三邊;(2)三角形的兩邊之差小于第三邊。,解答題專項(xiàng),【問題解決】 三角形的兩邊之和大于第三邊 (1)找點(diǎn)。如圖③,連接AB交直線l于點(diǎn)P,點(diǎn)P即為所求。 (2)說理。如圖③,在直線上另取一點(diǎn)P′。在△AP′B中,AP′+P′B>AB,當(dāng)A,P,B三點(diǎn)共線時(shí),AP+PB=AB,此時(shí)AP+PB最短。 【反思】此模型實(shí)際上是線段公理的證明和有效說理。 三角形的兩邊之差小于第三邊 (1)找點(diǎn)。如圖④,延長AB交直線l于點(diǎn)P,則|PA-PB|最大。 (2)說理。如圖④,在直線l上找一點(diǎn)P′,連接P′B,P′A。在△AP′B中,|P′A-P′B| 4、,|PA-PB|=AB,故此時(shí)|PA-PB|最大。,解答題專項(xiàng),常見模型二、垂線段最短 【問題情境】 1.如圖⑤,P為線段BC上一動(dòng)點(diǎn),當(dāng)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)到何處時(shí),AP最短? 【通解通法】 知識(shí)必備:垂線段最短。 【問題解決】 垂線段最短 (1)找點(diǎn)。如圖⑥,過點(diǎn)A作AP⊥BC交BC于點(diǎn)P,點(diǎn)P即為所求。 (2)說理。垂線段最短。,解答題專項(xiàng),(二)雙動(dòng)點(diǎn)問題 常見模型三、軸對(duì)稱的性質(zhì)、垂線段最短 【問題情境】 1.如圖⑦,在直線l1和l2上分別找兩點(diǎn)B,C,使△ABC的周長最小? 2.如圖⑧,在△ABC中,AB=2,∠BAC=45,AD平分∠BAC,M,N分別為AD,AB上的兩個(gè)動(dòng)點(diǎn),怎樣確定點(diǎn) 5、M,N能使BM+MN的值最小? 【通解通法】 知識(shí)必備:(1)軸對(duì)稱的性質(zhì);(2)垂線段最短。,解答題專項(xiàng),【問題解決】 軸對(duì)稱的性質(zhì) (1)找點(diǎn)。如圖⑨,分別找出點(diǎn)A關(guān)于直線l1和l2的對(duì)稱點(diǎn)A1和A2,連接A1A2分別交直線l1和l2于點(diǎn)B,C,此時(shí)△ABC的周長最小。 (2)說理。由對(duì)稱性可知,AB=A1B,AC=A2C,故△ABC的周長為AB+AC+BC=A1B+A2C+BC=A1A2。根據(jù)“兩點(diǎn)之間, 線段最短”可知,此時(shí)△ABC的周長最小。 垂線段最短 (1)找點(diǎn)。如圖⑩,找出點(diǎn)B關(guān)于AD的對(duì)稱點(diǎn)B′,過點(diǎn) B′作B′N⊥AB分別交AD于點(diǎn)M,交AB于點(diǎn)N。M,N即為 所求。 (2 6、)說理?!逜D平分∠BAC,∴點(diǎn)B關(guān)于AD的對(duì)稱點(diǎn)B′在線段AC上,∴B′M=BM。又∵B′N⊥AB于點(diǎn)N,∴BM+MN=B′M+MN=B′N。由垂線段最短可知,此時(shí)BM+MN的值最小。,解答題專項(xiàng),常見模型四、平移+將軍飲馬 【問題情境】 1.如圖11,在直線l上找出兩個(gè)動(dòng)點(diǎn)P,Q(P,Q兩動(dòng)點(diǎn)之間的距離為定值),使AP+PQ+BQ的值最小。 【通解通法】 知識(shí)必備:(1)平移的性質(zhì);(2)軸對(duì)稱的性質(zhì)。 【問題解決】 (1)找點(diǎn)。如圖12,將點(diǎn)A沿過點(diǎn)A且與直線l平行的直線平移PQ長度得到定點(diǎn)A′,作定點(diǎn)A′關(guān)于直線l的對(duì)稱點(diǎn)A″,連接A″B,交直線l于點(diǎn)Q,將點(diǎn)Q沿直線l向左平移PQ長 7、度,得到點(diǎn)P,連接AP,則AP+PQ+BQ的值最小。 (2)說理。請(qǐng)自己完成證明過程。,解答題專項(xiàng),常見模型五、動(dòng)點(diǎn)定值模型 “平行定位”法 【問題情境】 1.如圖13,在△ABC中,BC=a,M是BC上一動(dòng)點(diǎn),連接AM,取AM的中點(diǎn)P,隨著點(diǎn)M從點(diǎn)B運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)C,求動(dòng)點(diǎn)P的路徑長。 【通解通法】 知識(shí)必備:(1)三角形中位線;(2)平行線間的距離處處相等。 【問題解決】 (1)如圖14,過點(diǎn)P作直線EF∥BC分別交AB,AC于點(diǎn)E,F(xiàn)。點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的軌跡在線段EF上。,解答題專項(xiàng),(2)說理。由動(dòng)點(diǎn)M找動(dòng)點(diǎn)P的運(yùn)動(dòng)軌跡,過點(diǎn)P,點(diǎn)A分別作BC的垂線交BC于點(diǎn)G,H(如圖),則PG∥AH?!逷為A 8、M的中點(diǎn),∴PG= AH。又∵AH為BC邊上的高線,∴點(diǎn)P到BC的距離為定值。在△ABC中,EF= BC= a,故動(dòng)點(diǎn)P的路徑長為 a。 “夾角定位”法(又稱“旋轉(zhuǎn)+直線型”) 理論依據(jù):平面內(nèi),過定點(diǎn)并且與定直線的夾角為定值的點(diǎn)在直線上運(yùn)動(dòng)。如圖15,已知直線l與定點(diǎn)A,若直線BA與直線l的夾角α確定,則動(dòng)點(diǎn)B始終在直線AB上。 如圖16,在△ABC中,AB=AC,∠BAC=90,點(diǎn)P為BC上一動(dòng)點(diǎn),AP=AD,∠PAD=90,線段BC長為定值,在點(diǎn)P從點(diǎn)B向點(diǎn)C運(yùn)動(dòng)的過程中,動(dòng)點(diǎn)D運(yùn)動(dòng)的路線是什么,長度等于多少?,解答題專項(xiàng),【問題解決】 易證△ABP≌△ACD,故動(dòng)點(diǎn)D的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條 9、線段,該線段所在直線垂直于BC,且點(diǎn)D運(yùn)動(dòng)的路線的長度為BC長。 此類問題分三步進(jìn)行思考:(1)找準(zhǔn)主動(dòng)點(diǎn)、從動(dòng)點(diǎn)以及繞哪一定點(diǎn)運(yùn)動(dòng);(2)由旋轉(zhuǎn)不變性可知,主動(dòng)點(diǎn)的軌跡和從動(dòng)點(diǎn)的軌跡相同,位置不同。分析從動(dòng)點(diǎn)、主動(dòng)點(diǎn)與定點(diǎn)之間的數(shù)量關(guān)系(比值),從而由一個(gè)動(dòng)點(diǎn)確定另一個(gè)動(dòng)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡的長度;(3)整體捆綁,畫出圖形,解決問題。,解答題專項(xiàng),例1 (2018陜西中考)【問題提出】 (1)如圖①,在△ABC中,∠A=120,AB=AC=5,則△ABC的外接圓的半徑R的值為 。 【問題探究】 (2)如圖②,⊙O的半徑為13,弦AB=24,M是AB 的中點(diǎn),P是⊙O上一動(dòng)點(diǎn),求PM的最大值。 【問題 10、解決】 (3)如圖③,AB,AC, 是某新區(qū)的三條規(guī)劃路, 其中AB=6 km,AC=3 km,∠BAC=60, 所 對(duì)的圓心角為60。新區(qū)管委會(huì)想在 路邊建物資總站點(diǎn)P,在AB,AC路邊分別建物資分站點(diǎn)E,F(xiàn),也就是,分別在 ,線段AB和AC上選取點(diǎn)P,E,F(xiàn)。由于總站工作人員每天都要將物資在各物資站點(diǎn)間按P→E→F→P的路徑進(jìn)行運(yùn)輸,因此要在各物資站點(diǎn)之間規(guī)劃道路PE,EF和FP。為了快捷、環(huán)保和節(jié)約成本,要使線段PE,EF,F(xiàn)P之和最短,試求PE+EF+FP的最小值。(各物資站點(diǎn)與所在道路之間的距離、路寬均忽略不計(jì)),解答題專項(xiàng),解答題專項(xiàng),解答題專項(xiàng),類型2 探究圖形面積的最值問題 核 11、心素養(yǎng)及解題思想和方法 1.核心素養(yǎng):數(shù)學(xué)抽象、數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)運(yùn)算、直觀想象。 2.數(shù)學(xué)思想方法:數(shù)形結(jié)合思想、分類討論思想、轉(zhuǎn)化思想。 3.常用解題方法:代數(shù)法和幾何法。 常見模型一 【問題情境】 1.如圖①,在△ABC中,BC=a,∠A=α,那么△ABC的面積和周長是 否有最值? 【通解通法】 知識(shí)必備:(1)三角形的面積公式;(2)同弧所對(duì)的圓周角相等。 【問題解決】 如圖②,BC確定,BC邊所對(duì)的角確定,故點(diǎn)A在△ABC的外接圓的 上。因?yàn)锽C為定值,所以當(dāng)BC邊上的高最大時(shí)△ABC的面積最大,而當(dāng)點(diǎn)A在 的中點(diǎn)A′時(shí),△ABC為等腰三角形(BC為底邊),此時(shí)BC邊上的高最大,則△AB 12、C的面積最大。,解答題專項(xiàng),如圖③,延長BA到點(diǎn)C′,使AC′=AC,連接C′C,取BC的中點(diǎn)O,以O(shè)為圓心,OB長為半徑作⊙O,延長BO交⊙O于點(diǎn)D,連接DC,則∠D=∠C′,B,C,C′,D四點(diǎn)共圓。因?yàn)锽D為直徑,所以當(dāng)點(diǎn)A在點(diǎn)O時(shí),△ABC為等腰三角形(BC為底邊),此時(shí)△ABC的周長最大。 結(jié)論:定邊對(duì)定角,等腰時(shí)面積最大,周長最大。 常見模型二 【問題情境】 如圖④,在△ABC中,∠BAC=45,高AD=4,則線段BC的最小值為多少,△ABC的面積的最小值是多少? 【通解通法】 知識(shí)必備:(1)三角形的面積公式;(2)同弧所對(duì)的圓周角相等;(3)同弧所對(duì)的圓心角是圓周角的2倍;(4 13、)垂徑定理。,解答題專項(xiàng),【問題解決】 如圖⑤,作△ABC的外接圓⊙O,連接OA,OB,OC,過點(diǎn)O作OE⊥BC交BC于點(diǎn)E。 設(shè)BC=2x,則在Rt△BOE中,BE=OE=x,∴OB=OA= x?!郞A+OE≥AD,即 x+x≥4,解得x≥4( -1),即BCmin=8( -1)。 ∵高AD為定值,∴△ABC的面積的最小值為16( -1),此時(shí)AB=AC, △ABC為等腰三角形,此時(shí),易證△ABC的周長也最小。 結(jié)論:定角夾定高,等腰時(shí)面積最小,周長最小。 常見模型三 【問題情境】如圖⑥,在△ABC中,AB=c,BC=a,∠B=α,高AD=h, 求S△ABC的定值和最值。 【通解通 14、法】知識(shí)必備:解直角三角形及銳角三角函數(shù)。 【問題解決】如圖⑥,在Rt△ABD中,h=csin α,所以S△ABC= ah= acsin α。 所以S△ABC的定值為 acsin α,最大值為 ac。 注:sin α≤1,當(dāng)sin α=1時(shí),α=90。,解答題專項(xiàng),常見模型四 【問題情境】 如圖⑦,在四邊形ABCD中,對(duì)角線AC=m,BD=n,∠AOB=α,求四邊形ABCD的面積的最大值。 【通解通法】 知識(shí)必備:(1)解直角三角形;(2)斜大于直。 【問題解決】 如圖⑧,分別過點(diǎn)A,C作AF⊥BD,CG⊥BD,垂 足分別為F,G,則S四邊形ABCD=S△ABD+S△BCD。 在Rt△AOF 15、和Rt△COG中,AF=OAsin α,CG=OCsin α, ∴S四邊形ABCD= BDAF+ BDCG= n(AF+CG)= (OA+OC)n sin α= mn sin α。 ∴四邊形ABCD的面積的最大值為 mn。,解答題專項(xiàng),注:sin α≤1,當(dāng)sin α=1時(shí),α=90。 面積定值或最值問題常見其他考點(diǎn):面積與圖形變換(旋轉(zhuǎn)、平移、對(duì)稱、位似)相結(jié)合;面積與函數(shù)相結(jié)合等等。 知識(shí)必備:(1)相似三角形的相似比等于對(duì)應(yīng)高的比;,解答題專項(xiàng),例2 (2016陜西中考)【問題提出】 (1)如圖①,已知△ABC,請(qǐng)畫出△ABC關(guān)于直線AC對(duì)稱的三角形。 【問題探究】 (2)如圖②,在矩 16、形ABCD中,AB=4,AD=6,AE=4,AF=2,是否在邊BC,CD上分別存在點(diǎn)G,H,使四邊形EFGH的周長最小?若存在,求出它的周長的最小值;若不存在,請(qǐng)說明理由。 【問題解決】 (3)如圖③,有一矩形板材ABCD,AB=3 m, AD=6 m?,F(xiàn)想從此板材中裁出一個(gè)面積盡可 能大的四邊形EFGH部件,使∠EFG=90, EF=FG= m,∠EHG=45。經(jīng)研究,只 有當(dāng)點(diǎn)E,F(xiàn),G分別在邊AD,AB,BC上,且AF<BF,并滿足點(diǎn)H在矩形ABCD內(nèi)部或邊上時(shí),才有可能裁出符合要求的部件。試問:能否裁得符合要求的面積盡可能大的四邊形EFGH部件?若能,求出裁得的四邊形EFGH部件的面積 17、;若不能,請(qǐng)說明理由。,解答題專項(xiàng),解答題專項(xiàng),解答題專項(xiàng),解答題專項(xiàng),類型3 探究圖形面積的分割問題 核心素養(yǎng)及解題思想和方法 1.核心素養(yǎng):數(shù)學(xué)抽象、數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)運(yùn)算、直觀想象。 2.數(shù)學(xué)思想:數(shù)形結(jié)合思想、分類討論思想、轉(zhuǎn)化思想。 3.解題方法:代數(shù)法和幾何法。 (一) 過定點(diǎn)的三角形面積等分線 常見模型一 1.如圖①,在△ABC中 ,過點(diǎn)A作一條直線,將 三角形的面積平分。 【通法通解】 (1)理論依據(jù):等底同高的三角形的面積相等。 (2)作法:如圖②,找出BC邊的中點(diǎn)D,過AD作一條直線即可平分△ABC的面積。,解答題專項(xiàng),常見模型二 三角形等積變換(又稱“蝴蝶型”) 如圖③,已知 18、△ABC,求作△DBC,使S△ABC=S△DBC。 理論依據(jù):同底等高的三角形的面積相等。 作法: 如圖③,過點(diǎn)A作線段BC的平行線l,直線l上(點(diǎn)A除外)的任何一點(diǎn)滿足題目要求。易證S△BOD=S△AOC。 模型拓展 中線+蝴蝶型1 如圖④,在△ABC中,D為BC上一點(diǎn),過點(diǎn)D作一條直線,把△ABC的面積平分。,解答題專項(xiàng),【通法通解】 (1)理論依據(jù):①等底同高的三角形的面積相等;②同底等高的三角形的面積相等。 (2)作法:找出邊BC上的中線AE,連接AD,過點(diǎn)E作EF∥AD,連接DF,DF即為所求。 (3)說理:運(yùn)用轉(zhuǎn)化思想,找出BC的中點(diǎn)E,則S△ABE=S△ACE。由EF∥AD,得 19、S△DEF=S△AEF,故S△FDC=S△ACE。即直線DF即為所求。 模型拓展 中線+蝴蝶型2 如圖⑤,在四邊形ABCD中,過點(diǎn)A作一條直線,把四邊形 ABCD的面積平分。 (1)理論依據(jù):同上例。 (2)作法:連接AC,過點(diǎn)D作DE∥AC交BC的延長線于點(diǎn)E,連接AE,作△ABE的邊BE上的中線AF,直線AF即為所求。 【結(jié)論】三角形的中線將三角形的面積平分,對(duì)于多邊形來說,經(jīng)過特定點(diǎn)的一條直線將面積平分等問題往往是“中線+蝴蝶型”的應(yīng)用,它是平面圖形面積平分的有效方法之一。,解答題專項(xiàng),(二)中心對(duì)稱圖形的面積等分線 如圖⑥,在平行四邊形ABCD中,對(duì)角線AC,BD相交于點(diǎn)O,過點(diǎn)O作一 20、條直線,將四邊形ABCD的面積平分。 【通法通解】 (1)理論依據(jù):①中心對(duì)稱圖形的性質(zhì);②全等三角形的 面積相等。 (2)作法:過點(diǎn)O任作一條直線,即可將其面積平分。 (3)說理:易證S△AOE=S△COF,S△DOE=S△BOF,S△AOB=S△DOC,故EF平分平行四邊形的面積。 【結(jié)論】平行四邊形是中心對(duì)稱圖形,對(duì)稱中心是兩條對(duì)角線的交點(diǎn),過對(duì)角線交點(diǎn)的任何一條直線,都可以將平行四邊形的面積平分。矩形、菱形、正方形等特殊的平行四邊形,同樣可以采用此法將其面積平分。 模型拓展 組合圖形面積平分,解答題專項(xiàng),【通法通解】 (1)理論依據(jù):中心對(duì)稱圖形的性質(zhì)。 (2)作法:對(duì)于組合圖形,只要 21、我們把它分割成兩個(gè)常見基本圖形,如圖⑦,可分割成兩個(gè)平行四邊形,分別找出每個(gè)圖形的對(duì)稱中心,然后過兩個(gè)對(duì)稱中心作直線,該直線即可將組合圖形的面積平分。 (三)軸對(duì)稱圖形的面積等分線 常見模型三 如圖⑧,正五邊形的對(duì)稱軸將正五邊形的面積平分。 【通法通解】 (1)理論依據(jù):軸對(duì)稱圖形的性質(zhì)。 (2)作法:根據(jù)圖形的特點(diǎn),畫出它的對(duì)稱軸。 軸對(duì)稱圖形的對(duì)稱軸是它的面積平分線。,解答題專項(xiàng),【模型特例】 等分積周線 軸對(duì)稱圖形:它的對(duì)稱軸既平分它的面積又平分它的周長;中心對(duì)稱圖形:過對(duì)稱中心的任何一條直線既平分它的面積又平分它的周長。這樣的線叫做這個(gè)圖形的等分積周線。 以三角形為例:一般三角形,是否 22、有等分積周線? 如圖⑨,作△ABC的BC邊上的中線AD,由模型一可知,AD平 分△ABC的面積。又∵AB≠AC,BD=DC,∴△ABD與△ACD 的周長不相等?!噙^定點(diǎn)不存在這樣的線。,解答題專項(xiàng),分類討論思想: 如圖⑩,假設(shè)存在這樣一條直線EF,與邊BC,AB分別交于E,F(xiàn)兩點(diǎn),并且平分△ABC的周長,作FG⊥BC,AH⊥BC。設(shè)△ABC的面積為S,AB=c,BC=a,AC=b,則周長C=a+b+c。 ∵EF平分△ABC的周長,∴BF+BE= ,AH= 。設(shè)BE=x,則BF= 。 易證△BGF∽△BHA,則 ,即 ,∴FG= ,當(dāng)S△BFE= S△ABC時(shí), 23、建立方程,即 。 若有解,則EF為等分積周線。若無解,則AB, AC上不存在等分積周線。同理在AB,AC;AC,BC邊上分別尋找 滿足條件的直線。其他兩種情況,請(qǐng)同學(xué)們自己完成求解過程。,解答題專項(xiàng),例3 (2017陜西中考)【問題提出】 (1)如圖①,△ABC是等邊三角形,AB=12,若點(diǎn)O是△ABC的內(nèi)心,則OA的長為 。 【問題探究】 (2)如圖②,在矩形ABCD中,AB=12,AD=18,如果P是AD邊上一點(diǎn),且AP=3,那么BC邊上是否存在一點(diǎn)Q,使得線段PQ將矩形ABCD的面積平分?若存在,求出PQ的長;若不存在,請(qǐng)說明理由。 【問題解決】 (3)某城市街角有一草 24、坪,草坪是由△ABM草地和弦AB與其所對(duì)的劣弧圍成的草地組成,如圖③。管理員王師傅在M處的水管上安裝了一噴灌龍頭,以后,他想只用噴灌龍頭,解答題專項(xiàng),來給這塊草坪澆水,并且在用噴灌龍頭澆水時(shí),既要能確保草坪的每個(gè)角落都能澆上水,又能節(jié)約用水。于是,他讓噴灌龍頭的轉(zhuǎn)角正好等于∠AMB(即每次噴灌時(shí)噴灌龍頭由MA轉(zhuǎn)到MB,再轉(zhuǎn)回,這樣往復(fù)噴灌),同時(shí),再合理設(shè)計(jì)好噴灌龍頭噴水的射程就可以了。 如圖③,已測出AB=24 m,MB=10 m,△AMB的面積為96 m2;過弦AB的中點(diǎn)D作DE⊥AB交 于點(diǎn)E,又測得DE=8 m。 請(qǐng)你根據(jù)以上提供的信息,幫助王師傅計(jì)算噴灌龍頭的射程至少多少米時(shí),才能 25、實(shí)現(xiàn)他的想法?為什么?(結(jié)果保留根號(hào)或精確到0.01 m),解答題專項(xiàng),解答題專項(xiàng),解答題專項(xiàng),類型4 探究符合條件的點(diǎn)的問題 核心素養(yǎng)及解題思想和方法 1.核心素養(yǎng):數(shù)學(xué)抽象、數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)運(yùn)算、直觀想象。 2.數(shù)學(xué)思想方法:數(shù)形結(jié)合思想、分類討論思想、轉(zhuǎn)化思想。 3.解題方法:代數(shù)法和幾何法。 (一)圖形中符合條件的點(diǎn)的問題 常見模型一 1.滿足最大張角(視野)的點(diǎn)的問題(米勒張角) 1471年,德國數(shù)學(xué)家米勒向諾德爾教授提出了一個(gè)有趣問題:在地球表面的什么部位,一根垂直的懸桿最長?即在什么部位,視角最大?最大視角問題是數(shù)學(xué)史上100個(gè)著名的極值問題中的第一個(gè)極值問題。因?yàn)榈聡鴶?shù)學(xué)家米勒曾 26、提出這個(gè)問題,所以最大視角問題又稱為“米勒問題”,更一般的米勒問題如下: 如圖①,已知點(diǎn)A,B是∠MON的邊ON上的兩個(gè)定點(diǎn),在OM邊上求作一點(diǎn)P,使得∠APB最大。,解答題專項(xiàng),【通法通解】 (1)知識(shí)必備:①射影定理;②圓的切線判定;③圓中同弧所對(duì)圓內(nèi) 角、圓周角、圓外角的關(guān)系。 (2)找點(diǎn):①如圖②,以O(shè)B的長為直徑作圓;②過點(diǎn)A作ON的垂線交 前圓于點(diǎn)D;③連接OD,以點(diǎn)O′為圓心,以O(shè)′B的長為半徑畫弧, OM于點(diǎn)P;④連接PA,PB,則點(diǎn)P就是所要求作的點(diǎn)。 (3)說理:以P,A,B為三點(diǎn)作圓,連接BD,則∠ODB=90。又∵DA⊥OB,易證△OAD∽△ODB,∴OD2=OAOB。 27、又∵OD=OP,∴OP2=OAOB,得 。又∵∠POA=∠BOP,∴△OPA∽△OBP,∴∠OPA=∠PBO,∴OP為⊙O′的切線,P為切點(diǎn),根據(jù)同弧所對(duì)圓周角大于圓外角,故∠APB最大。 【反思】最大視角問題在近幾年中考中頻頻亮相,常常以解析幾何、平面幾何和實(shí)際應(yīng)用為背景進(jìn)行考查,若能從題設(shè)中挖掘出其中的米勒問題模型,并能直接運(yùn)用米勒定理解題,這將會(huì)突破思維瓶頸,大大減少運(yùn)算量,降低思維難度,縮短解題長度,從而使問題順利解決。否則,這類問題會(huì)成為學(xué)生的一道難題甚至一籌莫展,即使求得結(jié)果也費(fèi)時(shí)費(fèi)力,在此,我們繼續(xù)強(qiáng)化數(shù)學(xué)建模思想在壓軸題中的運(yùn)用。,解答題專項(xiàng),常見模型二 2.圖中符合條件的定 28、角問題 在矩形ABCD中,以AB為一邊,AB=a,AD≥a,在其他三邊上是否存在點(diǎn)P,使∠APB=45,若存在,請(qǐng)找出點(diǎn)P,若不存在,請(qǐng)說明理由。 【通法通解】 (1)知識(shí)必備:圓中圓心角與圓周角的關(guān)系。 (2) 找點(diǎn):①如圖③,以AB為斜邊作等腰直角三角形ABO,使∠AOB=90;②過點(diǎn)A以點(diǎn)O為圓心,以O(shè)A的長為半徑畫弧,分別交AD,DC,BC于點(diǎn)P;④連接PA,PB,則點(diǎn)P就是所要求作的點(diǎn)。 (3)說理:(分類討論)∵AB=a,AD=BC≥a,故以點(diǎn)O為圓心, OA(或OB)為半徑的圓與AD,BC必有交點(diǎn)。當(dāng)a<AD< 時(shí), 與BC邊有兩個(gè)交點(diǎn)P;當(dāng)AD= 時(shí),與DC邊有一個(gè)交點(diǎn); 29、當(dāng) AD> 時(shí),與DC沒有交點(diǎn)。,解答題專項(xiàng),【反思】“數(shù)無形時(shí)難直觀,形缺數(shù)時(shí)難入微”,根據(jù)條件運(yùn)用基本知識(shí)點(diǎn)借助“隱圓”找點(diǎn),再通過相關(guān)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確地判斷滿足條件的點(diǎn)的個(gè)數(shù),達(dá)到數(shù)形結(jié)合萬般好的效果,實(shí)現(xiàn)逢河架橋、逢山開路之境界! 隱形圓的判定:1.到定點(diǎn)距離等于定長的點(diǎn)共圓;2.一組對(duì)角互補(bǔ)的四邊形共圓; 3.一個(gè)外角等于和它不相鄰的內(nèi)對(duì)角的四邊形共圓;4.蝴蝶型對(duì)應(yīng)角相等;5.定邊對(duì)定角、定高對(duì)定角必有隱形圓。,(二)平面中符合條件的其他圖形的點(diǎn)的存在性問題 符合條件的圖形的點(diǎn)及解的問題處理策略: 等腰三角形:利用“兩圓一線”法找點(diǎn),建立坐標(biāo)系或用方程解決問題; 直角三角形:“兩線一圓” 30、法找點(diǎn),利用勾股定理或相似解決問題; 平行四邊形:“平行線構(gòu)造”法或“對(duì)角線互相平分”法找點(diǎn),利用平移規(guī)律、中點(diǎn)坐標(biāo)公式、全等解決問題。 以上模型,前文已有詳細(xì)講解,此處不再贅述。,解答題專項(xiàng),【小技巧】(1)60角考慮等邊三角形或特殊直角三角形,探究點(diǎn)的問題,常見“隱圓”常做腳手架;(2)當(dāng)出現(xiàn)90角的問題,常與“隱圓”、相似、三角函數(shù)轉(zhuǎn)移角結(jié)合;(3)點(diǎn)的特殊性決定角或邊的情況,分類討論是靈魂。 相似三角形中的幾個(gè)重要結(jié)論和模型: 1.如圖④,普通母子型,結(jié)論:AC2 =ADAB。 2.如圖⑤,射影定理(特殊母子型) 結(jié)論:AC2 =ADAB;BC2 =BDAB;CD2 =BDAD。 3. 31、一線三等角 如圖⑥,三垂直(∠C=∠ABE=∠D),△ACB∽△BDE。 如圖⑦,三個(gè)60(∠B=∠ADE=∠C),△ABD∽△DCE。 如圖⑧,三等角(∠B=∠ACE=∠D), △ABC∽△CDE。,解答題專項(xiàng),例4 【問題探究】 (1)如圖①,在矩形ABCD中,AB=2,BC=4,如果BC邊上存在點(diǎn)P,使△APD為直角三角形,那么請(qǐng)畫出滿足條件的一個(gè)直角三角形,并求出此時(shí)AP的長; (2)如圖②,在四邊形ABCD中,AB∥CD,∠B=90,AD=10,AB=7,CD=1,點(diǎn)P在邊BC上,且∠APD=90,求BP的長。 【問題解決】 (3)如圖③,在平面直角坐標(biāo)系中,點(diǎn)A,B,C分 別是某單位的門房及兩個(gè)倉庫,其中OA=100 m, AB=200 m,OC=300 m,單位負(fù)責(zé)人想選一點(diǎn)P安裝 監(jiān)控裝置,用來監(jiān)控AB,使△APB的面積最大,且 ∠APB=2∠ACB,是否存在滿足條件的點(diǎn)P?若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由。,解答題專項(xiàng),
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