徐 強
探究類問題是近年來中考中的一個熱點和亮點之一,由于解決這類問題既要有較強的想象能力,也要有基礎(chǔ)知識和基本技能靈活運用的應(yīng)變能力(遷移能力),有時還需加上一定的猜想能力. 因此,在解題時,稍有不慎,往往就會出現(xiàn)漏解或錯解. 那么,如何完整合理地解決這類問題呢?本文就列舉關(guān)于滿足某條件的點的探究題為例,談點探究方法,供參考.
1 作弧探究法
例1 在等邊△ABC所在的平面內(nèi),同時滿足△PAB、△PBC、△PAC都是等腰三角形的點P的個數(shù)有幾個?
解 根據(jù)線段垂直平分線上的點到這條線段兩個端點的距離相等性質(zhì),所以在如圖1中,分別畫出線段AB、BC、AC的中垂線,則三條中垂線的交點就是符合條件的一個P1點,再以A為圓心,以AC長為半徑畫弧與直線AP1交于P2,與直線CP1交于P3,與直線P1A交于P4. 同樣,以點B、點C分別為圓心,以AC長為半徑,畫弧后則又可得到符合條件的另6個點. 因此,滿足題中條件的點有10個.
例2 如圖2,正方形ABCD所在平面上有點P,(如圖中所畫的點P1)使△PAB、△PBC、△PCD、△PAD都是等腰三角形,問具有這樣性質(zhì)的點P有多少個?在圖中畫出來.
解 在圖中分別過正方形對邊中點作直線EF、GH,再以點A、點C分別為圓心,以正方形ABCD的邊長為半徑畫弧,則可得正方形內(nèi)部與兩條對邊中點的連線交點P2、P3、P4、P5,在兩條直線外部可得交點P6、P7、P8、P9. 因此,具有這樣性質(zhì)的點P共有9個.
例3 直線y=x-1與坐標(biāo)軸交于A、B兩點,點C在坐標(biāo)軸上,△ABC為等腰三角形,則滿足條件的點C最多有個.
A.4 B.5 C.7 D.8
解 先作出直線y=x-1在坐標(biāo)軸中的圖像. 如圖3,因為A(0,-1),B(1,0),所以O(shè)A=OB,則點O處就是滿足條件的點C,另外,以點B為圓心,AB長為半徑時,畫弧與坐標(biāo)軸相交的有三個C2、C3、C4;同樣以點A為圓心,AB長為半徑畫弧又可得另三個交點C5、C6、C7. 因此,滿足條件的點C最多有7個,故選C.
2 分類討論法
圖4例4 如圖4,點M是直線y=2x+3上的動點,過點M作MN垂直x軸于點N,y軸上是否存在點P,使以M、N、P為頂點的三角形為等腰直角三角形,小明發(fā)現(xiàn):當(dāng)動點M運動到(-1,1)時,y軸上存在點P(0,1),此時有MN=MP,能使△NMP為等腰直角三角形,在y軸和直線上還存在符合條件的點P和點M,請你寫出其它符合條件的點P的坐標(biāo).
解 由題意,根據(jù)小明的發(fā)現(xiàn),當(dāng)M運動到(-1,1)時,ON=1,MN=1,因為MN⊥x軸,所以由ON=MN可知,(0,0)就是符合條件的一個P點. 又當(dāng)M運動到第三象限時,要MN=MP,且PM⊥MN,設(shè)點M(x,2x+3),則有-x=-(2x+3),解得x=-3,所以點P坐標(biāo)為(0,-3).
如若MN為斜邊時,則∠ONP=45°,所以O(shè)N=OP,設(shè)點M(x,2x+3),則有-x=-12(2x+3),化簡得-2x=-2x-3,這方程無解,所以這時不存在符合條件的P點.
又當(dāng)點M在第二象限,MN為斜邊時,這時NP=MP,∠MNM=45°,設(shè)點M(x,2x+3),則OP=ON,而OP=-12MN,所以有-x=-12(2x+3),解得x=-34,這時點P的坐標(biāo)為(0,34).
因此,其他符合條件的點P坐標(biāo)是(0,0),(0,34),(0,-3).
3 推理論證法
例5 如圖5,矩形ABCG(AB A.0 B.1 C.2 D.3 解 此題實質(zhì)是直線BD與以AE為直徑的圓的位置關(guān)系問題. 連結(jié)AE,并設(shè)矩形長為a,寬為b,由勾股定理,則AE=(a+b)2+(a-b)2=2a2+2b2 . 所以此圓半徑長為12AE,即122a2+2b2. 因為圓心到直線BD的距離等于梯形ABDE的中位線長,即12(a+b),比較2a2+2b2與(a+b)的大小,只要比較2a2+2b2與(a+b)2的大小. 因為2a2+2b2-(a+b)2=(a-b)2. 因為a≠b,且a>b,所以(a-b)2>0,則BD與以AE為直徑的圓有兩個交點,即使∠APE為直角的點P的個數(shù)是2個,故應(yīng)選C. 例6 如圖6,在直角坐標(biāo)系xOy中,O是坐標(biāo)原點,拋物線y=x2-x-6與x軸交于A、B兩點(點A在點B的左側(cè)),與y軸交于點C. 如果點M在y軸右側(cè)的拋物線上. S△AMO=23S△COB,那么點M的坐標(biāo)是. 解 因為y=0時,x2-x-6=0,解這方程得x1=-2,x2=3. 所以A(-2,0),B(3,0). 所以O(shè)A=2,OB=3,又由y=x2-x-6,當(dāng)x=0時,y=-6,所以O(shè)C=6. 因為OC⊥OB,S△AMO=23S△COB,所以S△AMO=23×12OC. OB=6,設(shè)M(x璏,y璏). 則S△AMO=12×OA×|y璏|=6,因為點M在拋物線上,所以當(dāng)y璏=-6時,有x2璏-x璏-6=-6,解得x璏=1或x璏=0(已有點C,不合題意,舍去),所以M1(1,-6). 又當(dāng)y璏=6時,x2璏-x璏-6=-6,解得x璏=4或x璏=-3(不合題意,舍去),所以M2(4,6). 因此,符合條件的點M有(1,-6)和(4,6). 4 綜合法 例7 在勞技課上,老師請同學(xué)們在一張長為17厘米,寬為16厘米的長方形紙上,剪下一個腰長為10厘米的等腰三角形(要求等腰三角形的一個頂點與長方形的一個頂點重合,其余的兩個頂點在長方形的邊上),請你幫助同學(xué)們畫出示意圖,并計算剪下的等腰三角形的面積. 解 因為等腰三角形的一個頂點與長方形的一個頂點重合,另兩個頂點又在長方形邊上,17>10,16>10,所以如圖7①就是符合條件的一種情況,這時三角形的面積為S△=12×10×10=50(cm2). 又當(dāng)?shù)妊切我谎c長方形雙重合量,如圖7②,因為AD=17,所以ED=7,因為EF=10,由勾股定理得DF=51,所以S△=12×10×51=551(cm2). 同樣,AE落在AB邊上時,以點E為圓心,以10cm長為半徑畫弧,與BC邊交于點F,則△AEF就是符合條件的三角形,此時三角形面積為12AE·BF,因為BE=6,EF=10,所以BF=8,所以S△=12×10×8=40(cm2)(如圖7③). 由此看來,找三角形可轉(zhuǎn)化為一邊先確定,再找出符合條件的另一個頂點. 作者簡介:徐強,1978年10月,中教二級,大學(xué)本科,主要研究初中數(shù)學(xué)的解題方法的總結(jié)以及怎樣培養(yǎng)學(xué)生的探究.歸納等各種數(shù)學(xué)思想. “本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文”
中學(xué)數(shù)學(xué)雜志(初中版)2008年2期