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摘 要:以动点变化产生的特殊图形问题已成为中考数学精神、思想、方法的重要载体,是考察数学定义、定理、法则、公式的具体体现.通过对由动点变化产生的特殊图形的模式与构图的分析,不仅让学生明晰了这类题型的解题思路、方法和技巧,也提升了教师自身研究试题的水平和教学能力.
关键词:特殊图形;模式化;构图
近年来, 以动点变化产生的特殊图形问题已成为中考数学精神、思想、方法的重要载体,也是考查数学定义、定理、法则、公式的具体体现,因此,解决动点变化产生的特殊图形的问题,常常被命制成中考压轴题,倍受中考命题者的青睐.但学生往往在动点变化产生的特殊图形的构图上存在很大的障碍,教师在教学中,若不能很好地引导学生进行模式训练,提升学生的思维能力,易造成年年考,年年考不好的现象.为了突破这一障碍,起到举一反三之效,笔者经过多年教学实践与研究,并结合中考命题的经验,对数学中考中动点变化产生的图形的模式与构图进行剖析,以求对教学有所启迪和帮助.
1 动点变化产生的等腰三角形问题
例1 (2012年江苏扬州中考题)已知抛物线y=ax2 by c经过A(-1,0),B(3,0),C(0,3)三点,直线l是抛物线的对称轴如图1.
(1)求抛物线的解析式.
(2)设点P是直线l上的一个动点,当△PAC周长最小时,求P点的坐标.
(3)在直线l上的一个动点M,使△MAC为等腰三角形?若存在,直接写出所有符合条件的点M的坐标;若不存在,请说明理由.
1.1 等腰三角形存在性问题的模式识别
在等腰三角形问题中,通常是确定一条边,但这条边可能作为腰,也可能作为底,则出现二种模式:如图2
1.2 等腰三角形存在性问题的剖析图
构成等腰三角形的作图法为:(1)分别以定边长的两个端点为圆心,以定边长为半径画图,如图3、图4;(2)作定边长的垂直平分线,如图5所示.
1.3 解题思路点拨
(1)直接将A、B、C三点坐标代入抛物线的解析式中,求出待定系数即可.(2)由于A、B两点关于抛物线的对称轴对称,那么根据抛物线的对称性以及两点之间线段最短可知:若连接BC,那么BC与直线l的交点即为符合条件的点p.(3)由于△MAC的腰和底没有明确,因此要分三种情况来讨论:①MA=AC,②MA=MC,③AC=MC;可先设出点M的坐标,然后用M点的纵坐标表示△MAC的三边长,再按上面的三种情况列式求解.
2 动点变化产生的直角三角形问题
例2 (2012年海南省中考)如图6所示,顶点为P(4,-4)的二次函数图像经过原点(0,0),点A在该图像上,OA交其对称轴L于点M,点M、N关于点P对称,连接AN、ON.
(1)求该二次函数的关系式.
(2)若点A的坐标是(6,-3),求△ANO的面积.
(3)当点A在对称轴L右侧的二次函数图像上运动,请解答下列问题:
①证明:∠ANM=∠ONM.
②△ANO能否为直角三角形?如果能,请求出所有符合条件的点A的坐标,如果不能,请说明理由.
2.1 直角三角形存在性问题的模式识别
在直角三角形问题中,通常会确定一条边,但这条边可能是直角边,也可能是斜边,则出现二种模式:如图7
2.2 直角三角形存在性问题的剖析图
构成直角三角形的作图法为:①以定边长为直角边,两端点处角为直角如图8,图9;②以定边长为直径作圆.如图10
2.3 解题思维点拨
(1)由于二次函数顶点为P(4,-4)以及经过原点,可设顶点式,由待定系数法即可求得.(2)求出直线OA的解析式,从而得到点M的坐标,根据对称点N的坐标,求得MN的长,从而得到△ANO的面积.(3) 根据正切函数的定义,分别求∠ANM和∠ ONM正切值即可证明等式成立.(4)分∠AON是直角,∠NAO是直角和∠AND是直角三种情况讨论,即可得到结论.
3 动点变化产生的相似三角形问题
例3(2012年湖南常德中考)如图11,已知二次函数y=(x 2)(ax b)的图像过A(-4,3),B(4,4).
(1)求二次函数的解析式.
(2)求证:△ACB是直角三角形.
(3)若点P在第二象限,且是抛物线上的一动点,过P点作PH垂直x轴于点H,是否存在以P、H、D为顶点的三角形与△ABC相似?若存在,求出点P坐标;若不存在,请说明理由.
3.1 相似三角形存在性问题的模式识别:
通常在相似三角形问题中,会确定一对应角相等,则可能出现另一对应角相等或相等的角的对应边成比例两种模式:如图12.
3.2 存在相似三角形问题的剖析图
构成相似三角形的作图方法:在已知一对应角相等的情况下,只要互换另二个对应角相等.如图13,图14.
3.3 解题思维点拨
(1)求二次函数的解析式,也就是要求y=(x 2)(ax b)中的a、b的值,只要把A(-4,3)、B(4,4)代入即可.
(2)求证:△ACB是直角三角形,只要求出AC、BC、AB的长度,然后用勾股定理及其逆定理去考查.
(3)是否存在以P、H、D为顶点的三角形与△ABC相似?先要选择一点P,然后自P作垂线,构成Rt△PHD,把两个三角形相似用条件,运用三角形相似的性质去构建关于点P的横坐标的方程.
(未完待续)
关键词:特殊图形;模式化;构图
近年来, 以动点变化产生的特殊图形问题已成为中考数学精神、思想、方法的重要载体,也是考查数学定义、定理、法则、公式的具体体现,因此,解决动点变化产生的特殊图形的问题,常常被命制成中考压轴题,倍受中考命题者的青睐.但学生往往在动点变化产生的特殊图形的构图上存在很大的障碍,教师在教学中,若不能很好地引导学生进行模式训练,提升学生的思维能力,易造成年年考,年年考不好的现象.为了突破这一障碍,起到举一反三之效,笔者经过多年教学实践与研究,并结合中考命题的经验,对数学中考中动点变化产生的图形的模式与构图进行剖析,以求对教学有所启迪和帮助.
1 动点变化产生的等腰三角形问题
例1 (2012年江苏扬州中考题)已知抛物线y=ax2 by c经过A(-1,0),B(3,0),C(0,3)三点,直线l是抛物线的对称轴如图1.
(1)求抛物线的解析式.
(2)设点P是直线l上的一个动点,当△PAC周长最小时,求P点的坐标.
(3)在直线l上的一个动点M,使△MAC为等腰三角形?若存在,直接写出所有符合条件的点M的坐标;若不存在,请说明理由.
1.1 等腰三角形存在性问题的模式识别
在等腰三角形问题中,通常是确定一条边,但这条边可能作为腰,也可能作为底,则出现二种模式:如图2
1.2 等腰三角形存在性问题的剖析图
构成等腰三角形的作图法为:(1)分别以定边长的两个端点为圆心,以定边长为半径画图,如图3、图4;(2)作定边长的垂直平分线,如图5所示.
1.3 解题思路点拨
(1)直接将A、B、C三点坐标代入抛物线的解析式中,求出待定系数即可.(2)由于A、B两点关于抛物线的对称轴对称,那么根据抛物线的对称性以及两点之间线段最短可知:若连接BC,那么BC与直线l的交点即为符合条件的点p.(3)由于△MAC的腰和底没有明确,因此要分三种情况来讨论:①MA=AC,②MA=MC,③AC=MC;可先设出点M的坐标,然后用M点的纵坐标表示△MAC的三边长,再按上面的三种情况列式求解.
2 动点变化产生的直角三角形问题
例2 (2012年海南省中考)如图6所示,顶点为P(4,-4)的二次函数图像经过原点(0,0),点A在该图像上,OA交其对称轴L于点M,点M、N关于点P对称,连接AN、ON.
(1)求该二次函数的关系式.
(2)若点A的坐标是(6,-3),求△ANO的面积.
(3)当点A在对称轴L右侧的二次函数图像上运动,请解答下列问题:
①证明:∠ANM=∠ONM.
②△ANO能否为直角三角形?如果能,请求出所有符合条件的点A的坐标,如果不能,请说明理由.
2.1 直角三角形存在性问题的模式识别
在直角三角形问题中,通常会确定一条边,但这条边可能是直角边,也可能是斜边,则出现二种模式:如图7
2.2 直角三角形存在性问题的剖析图
构成直角三角形的作图法为:①以定边长为直角边,两端点处角为直角如图8,图9;②以定边长为直径作圆.如图10
2.3 解题思维点拨
(1)由于二次函数顶点为P(4,-4)以及经过原点,可设顶点式,由待定系数法即可求得.(2)求出直线OA的解析式,从而得到点M的坐标,根据对称点N的坐标,求得MN的长,从而得到△ANO的面积.(3) 根据正切函数的定义,分别求∠ANM和∠ ONM正切值即可证明等式成立.(4)分∠AON是直角,∠NAO是直角和∠AND是直角三种情况讨论,即可得到结论.
3 动点变化产生的相似三角形问题
例3(2012年湖南常德中考)如图11,已知二次函数y=(x 2)(ax b)的图像过A(-4,3),B(4,4).
(1)求二次函数的解析式.
(2)求证:△ACB是直角三角形.
(3)若点P在第二象限,且是抛物线上的一动点,过P点作PH垂直x轴于点H,是否存在以P、H、D为顶点的三角形与△ABC相似?若存在,求出点P坐标;若不存在,请说明理由.
3.1 相似三角形存在性问题的模式识别:
通常在相似三角形问题中,会确定一对应角相等,则可能出现另一对应角相等或相等的角的对应边成比例两种模式:如图12.
3.2 存在相似三角形问题的剖析图
构成相似三角形的作图方法:在已知一对应角相等的情况下,只要互换另二个对应角相等.如图13,图14.
3.3 解题思维点拨
(1)求二次函数的解析式,也就是要求y=(x 2)(ax b)中的a、b的值,只要把A(-4,3)、B(4,4)代入即可.
(2)求证:△ACB是直角三角形,只要求出AC、BC、AB的长度,然后用勾股定理及其逆定理去考查.
(3)是否存在以P、H、D为顶点的三角形与△ABC相似?先要选择一点P,然后自P作垂线,构成Rt△PHD,把两个三角形相似用条件,运用三角形相似的性质去构建关于点P的横坐标的方程.
(未完待续)