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半角模型與定角定高的完美結(jié)合

 黃河清 2025-04-24 發(fā)布于河南

以上是四川省宜賓市2024年中考,填空題壓軸題18題,涉及幾何最值問(wèn)題,即求MN的最小值。

我們先回顧一篇文章:正方形半角模型15大結(jié)論

首先,讀完這道題,學(xué)生就應(yīng)該能想到半角模型,并且是正方形中的半角模型,正方形的半角模型有以上15個(gè)結(jié)論,個(gè)個(gè)經(jīng)典;

其次,當(dāng)曉得是半角模型之后,就曉得輔助線是旋轉(zhuǎn),不管是繞點(diǎn)A順時(shí)針90°旋轉(zhuǎn)△DAN,還是繞點(diǎn)A逆時(shí)針90°旋轉(zhuǎn)△BAN,反正就是要旋轉(zhuǎn),得到MN=GN;

然后,通過(guò)上圖,我們可以發(fā)現(xiàn)在△GAN中,∠GAN=45°為定值,AD=1為定值,所以GN的最小值,即當(dāng)D為GN的中點(diǎn)時(shí)取得。

在這里,需要回顧上一篇文章:

最后,我們求解GN的長(zhǎng)度即可,最終求得MN=GN=2√2-2。同時(shí),在這里涉及22.5°角的計(jì)算,不熟悉的同學(xué)可以回顧這篇文章:一題多解|tan15°幾何構(gòu)造11種方法,把這篇文章讀懂了,其實(shí)再去做22.5°的正切值,也就難了。

既然我們已經(jīng)用定角定高求最值了,并且我們對(duì)于半角模型的結(jié)論有了一定的認(rèn)識(shí),那么我們?cè)俜祷貋?lái)看這道題:

由半角模型的結(jié)論,其實(shí)我們能反推得到AE為定值就等于邊長(zhǎng)(在這里,作AE⊥MN),然后我們就得到AE=1為定值,∠MAN=45°為定值,所以當(dāng)E、F重合時(shí),MN有最小值2√2-2。

最后,再來(lái)看一下這道題的升級(jí)版本:

如圖,在矩形ABCD中,AB=1,BC=2,E為邊CD上的動(dòng)點(diǎn),F(xiàn)為AE的中點(diǎn),點(diǎn)G在邊BC上,∠AFG=∠AED,則FG的最小值為_(kāi)__。

圖片

下面是這道題的最終呈現(xiàn),其實(shí)看結(jié)果就是2024年宜賓中考數(shù)學(xué)第18題的變形,出題者在這個(gè)基礎(chǔ)上,把原條件抹去,需要我們重新構(gòu)造得到原題,這道題就出來(lái)了,當(dāng)然結(jié)果還是不變,最小值2√2-2。

圖片

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