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中考數(shù)學(xué)解題策略大盤點(diǎn)(3)

 xyz3i 2019-04-10
三、解題的常用方法
3.化折為直
化折為直:定點(diǎn)間的幾條折線段在一條直線上時,其和最小。另有:點(diǎn)到直線的所有連線中垂線段最小。這里的“直”理解為“直線”或“垂直”。注意:化折為直的前提是“幾條連續(xù)折線在兩個定點(diǎn)之間,或在定點(diǎn)與定線之間”,若不滿足需先進(jìn)行變換轉(zhuǎn)化。

例13.(1)如圖①,RtΔABC中,∠C=90°,AC=3,BC=4,點(diǎn)P是邊上任意一點(diǎn),則PC的最小值為        .

(2)如圖②,矩形ABCD中,AB=3,BC=4,點(diǎn)M、點(diǎn)N分別在BD、BC上,求CM+MN的最小值.

(3)如圖③,矩形ABCD中,AB=3,BC=4,點(diǎn)E是AB邊上一點(diǎn),且AE=2,點(diǎn)F是BC邊上的任意一點(diǎn),把ΔBEF沿EF翻折,點(diǎn)B的對應(yīng)點(diǎn)為P點(diǎn),連接AP、CP,四邊形APCD的面積是否存在最小值,若存在,求這個最小值及此時BF的長度;若不存在,請說明理由.

問題(1)直接求點(diǎn)C到AB的距離。
問題(2)中折線CM、MN居于軌跡線BD同側(cè),無法化直,所以要先把CM或MN翻折變換到另一側(cè),以便化直,這樣轉(zhuǎn)化為點(diǎn)到線的最短路徑問題。如下圖,CM+MN=C′M+MN,C′N′即為其最小值,在ΔCC′N′中利用三角函數(shù)可求得為24/5×4/5=96/25。

同樣可以把MN沿BD翻折至MN′,N′的軌跡即是把BC翻折后的BC′,轉(zhuǎn)化為求C點(diǎn)到直線BC′的最短路徑,即CH的長。

問題(3)中可先確定P點(diǎn)軌跡為以E為圓心以BE為半徑的圓弧,把四邊形APCD面積最小轉(zhuǎn)化為ΔAPC面積最小,再轉(zhuǎn)化為高PH最小,即求圓E到直線AC的最短路徑,過E作AC的垂線,所得PH即為最小值,求得四邊形APCD的面積最小值為15/2。

4.改斜歸正
改斜歸正:由于坐標(biāo)的本質(zhì)是水平豎直方向的距離,所以坐標(biāo)系中往往把斜向線段的關(guān)系轉(zhuǎn)化為正向(水平豎直方向)線段的關(guān)系解決。

例14.拋物線y=0.5x2+1.5x-2與x軸交于點(diǎn)A、B,與y軸交于點(diǎn)C,點(diǎn)P為拋物線在第三象限的一個動點(diǎn),作PH⊥BC于H.

(1)求PH的最大值;(2)若∠HPC=2∠ABC,求點(diǎn)P的橫坐標(biāo).

問題(1)中PH的長不易表示,可以作PN⊥x軸交BC于M,設(shè)P(x,0.5x2-1.5x-2),M(x,-0.5x-2),則PM=-0.5x2+x,PH=2√5/5PM,轉(zhuǎn)化為求PM的最大值。

問題(2)可先確定∠HPC=2∠ABC的大小,再作K形相似把斜向關(guān)系轉(zhuǎn)化為正向關(guān)系解決。如下圖,作∠ODC=2∠ABC,易得tan∠ODC=4/3:

再以改斜歸正法構(gòu)造相似形,如下圖,相似比為HC:HP=4/3,即可把斜線段的關(guān)系轉(zhuǎn)化為直角邊的關(guān)系(這就是改斜歸正的最大優(yōu)越性),易得P(-11a,-2-2a),代入函數(shù)表達(dá)式即可求得P點(diǎn)橫坐標(biāo)為-29/11。

5.移花接木

移花接木: 問題中的表面形式變化而主體條件不變時,其方法思路完全相同,可以相互遷移;或后續(xù)問題包含前題模型,可以直接套用前題模型得出結(jié)論。

例15.已知:△ABC是等腰直角三角形,動點(diǎn)P在斜邊AB所在的直線上,以PC為直角邊作等腰直角三角形PCQ,其中∠PCQ=90°,探究并解決下列問題:

(1)如圖①,若點(diǎn)P在線段AB上,且AC=1+√3,PA=√2,則:

①線段PB=       ,PC=       ;

②猜想:PA、PB、PQ三者之間的數(shù)量關(guān)系為           ;

(2)如圖②,若點(diǎn)P在AB的延長線上,在(1)中所猜想的結(jié)論成立嗎,請說明理由;

(3)若動點(diǎn)P滿足PA/PB=1/3,求PC/AC的值.

問題(1)(2)所含模型及思路方法完全相同:手拉手全等得RtΔBPQ,易知PA2+PB2=PQ2。

問題(3)直接用前面結(jié)論求PQ,注意分類討論:設(shè)PA=a,PB=3a,PQ=√10a,PC/AC=PQ/AB=√10/4或√10/2。

6.運(yùn)動變換
運(yùn)動變換:問題中條件孤立無聯(lián)系,所含模型隱蔽,通過把關(guān)鍵圖形運(yùn)動變換以產(chǎn)生新關(guān)系新模型以解決問題。常見運(yùn)動變換的識別線索有:(1)共點(diǎn)等線用旋轉(zhuǎn);(2)共線等角用翻折;(3)平行線間用平移;(4)倍分關(guān)系用縮放;(5)和差關(guān)系用截補(bǔ)。
例16.如圖,四邊形ABCD中,AB=AC,E是BC的中點(diǎn),∠BAE=∠ADC,AB:AD=2:3,BC=2,CD=5,求BD的長.

題中條件分散聯(lián)系較少,由∠BAE=∠ADC導(dǎo)角得∠ABC+∠ADC=90°,以此想到作∠ADF=∠ABC可構(gòu)造直角(和差關(guān)系用截補(bǔ)),由AB:AD=2:3想到構(gòu)造ΔADF與ΔABC相似(倍分關(guān)系用縮放),由AB=AC想到旋轉(zhuǎn)ΔABD或ΔACD(共點(diǎn)等線用旋轉(zhuǎn)),上述幾個線索都指向下面的構(gòu)造方法:

上述構(gòu)造都出現(xiàn)了一對全等三角形,一對相似三角形(等腰),一個直角三角形(ΔCDF或ΔBDF),從而獲得完整的模型建立關(guān)系,易求BD的長為√34。
例17.如圖,四邊形ABCD中,BD平分∠ABC,BD⊥CD,AC=4,BC-AB=3,當(dāng)ΔACD的面積最大時,AD=      .

題中有角平分線BD,由“共線等角用翻折”把ΔBCD沿BD翻折到ΔBED;也可根據(jù)條件BC-AB=3,由“和差關(guān)系用截補(bǔ)”把BA延長截AE=3則得BE=BC,它們指向同一種圖形構(gòu)造,如下圖,ΔACD的面積為ΔACE面積的一半,轉(zhuǎn)化為求ΔACE的面積最大值,AE、AC為定值,顯然當(dāng)AE⊥AC時其面積最大,易得此時AD=1/2CE=2.5。

7.分類討論
分類討論:當(dāng)問題存在多種可能情況時,按不同情況分類分別解決。注意分類應(yīng)不重不漏,嚴(yán)謹(jǐn)全面,并指明數(shù)量的取值范圍或圖形的位置范圍。

例18.已知,如圖:在平面直角坐標(biāo)系中,O為坐標(biāo)原點(diǎn),四邊形OABC是矩形,點(diǎn)A、C的坐標(biāo)分別為A(10,0)、C(0,4),點(diǎn)D是OA的中點(diǎn),點(diǎn)P在BC邊上運(yùn)動,當(dāng)△ODP是腰長為5的等腰三角形時,點(diǎn)P的坐標(biāo)為     .

分類:(1)OP=OD=5,(2)PD=OD=5,(3)OP=PD=5(不存在)。用軌跡定位法作圓可知OP=OD時有一個點(diǎn);PD=OD時存在兩個點(diǎn):

構(gòu)造直角三角形分別求得P點(diǎn)坐標(biāo)為(3,4)、(2,4)、(8,4)。
例19.將矩形ABCD繞點(diǎn)A順時針旋轉(zhuǎn)α(0°<α<360°),得到矩形AEFG,當(dāng)α為何值時,GC=GB?畫出圖形,并說明理由.

由旋轉(zhuǎn)知G點(diǎn)軌跡是以A為圓心以AG為半徑的圓,由GC=GB知G點(diǎn)軌跡是BC的垂直平分線,兩軌相交可知存在兩種情況,旋轉(zhuǎn)角分別為60°和300°。

注:分類討論問題中用軌跡定位法可使所求未知點(diǎn)一覽無余沒有遺漏!

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