林致桐
摘 要:以動點變化產生的特殊圖形問題已成為中考數學精神、思想、方法的重要載體,是考察數學定義、定理、法則、公式的具體體現.通過對由動點變化產生的特殊圖形的模式與構圖的分析,不僅讓學生明晰了這類題型的解題思路、方法和技巧,也提升了教師自身研究試題的水平和教學能力.
關鍵詞:特殊圖形;模式化;構圖
近年來, 以動點變化產生的特殊圖形問題已成為中考數學精神、思想、方法的重要載體,也是考查數學定義、定理、法則、公式的具體體現,因此,解決動點變化產生的特殊圖形的問題,常常被命制成中考壓軸題,倍受中考命題者的青睞.但學生往往在動點變化產生的特殊圖形的構圖上存在很大的障礙,教師在教學中,若不能很好地引導學生進行模式訓練,提升學生的思維能力,易造成年年考,年年考不好的現象.為了突破這一障礙,起到舉一反三之效,筆者經過多年教學實踐與研究,并結合中考命題的經驗,對數學中考中動點變化產生的圖形的模式與構圖進行剖析,以求對教學有所啟迪和幫助.
1 動點變化產生的等腰三角形問題
例1 (2012年江蘇揚州中考題)已知拋物線y=ax2+by+c經過A(-1,0),B(3,0),C(0,3)三點,直線l是拋物線的對稱軸如圖1.
(1)求拋物線的解析式.
(2)設點P是直線l上的一個動點,當△PAC周長最小時,求P點的坐標.
(3)在直線l上的一個動點M,使△MAC為等腰三角形?若存在,直接寫出所有符合條件的點M的坐標;若不存在,請說明理由.
1.1 等腰三角形存在性問題的模式識別
在等腰三角形問題中,通常是確定一條邊,但這條邊可能作為腰,也可能作為底,則出現二種模式:如圖2
1.2 等腰三角形存在性問題的剖析圖
構成等腰三角形的作圖法為:(1)分別以定邊長的兩個端點為圓心,以定邊長為半徑畫圖,如圖3、圖4;(2)作定邊長的垂直平分線,如圖5所示.
1.3 解題思路點撥
(1)直接將A、B、C三點坐標代入拋物線的解析式中,求出待定系數即可.(2)由于A、B兩點關于拋物線的對稱軸對稱,那么根據拋物線的對稱性以及兩點之間線段最短可知:若連接BC,那么BC與直線l的交點即為符合條件的點p.(3)由于△MAC的腰和底沒有明確,因此要分三種情況來討論:①MA=AC,②MA=MC,③AC=MC;可先設出點M的坐標,然后用M點的縱坐標表示△MAC的三邊長,再按上面的三種情況列式求解.
2 動點變化產生的直角三角形問題
例2 (2012年海南省中考)如圖6所示,頂點為P(4,-4)的二次函數圖像經過原點(0,0),點A在該圖像上,OA交其對稱軸L于點M,點M、N關于點P對稱,連接AN、ON.
(1)求該二次函數的關系式.
(2)若點A的坐標是(6,-3),求△ANO的面積.
(3)當點A在對稱軸L右側的二次函數圖像上運動,請解答下列問題:
①證明:∠ANM=∠ONM.
②△ANO能否為直角三角形?如果能,請求出所有符合條件的點A的坐標,如果不能,請說明理由.
2.1 直角三角形存在性問題的模式識別
在直角三角形問題中,通常會確定一條邊,但這條邊可能是直角邊,也可能是斜邊,則出現二種模式:如圖7
2.2 直角三角形存在性問題的剖析圖
構成直角三角形的作圖法為:①以定邊長為直角邊,兩端點處角為直角如圖8,圖9;②以定邊長為直徑作圓.如圖10
2.3 解題思維點撥
(1)由于二次函數頂點為P(4,-4)以及經過原點,可設頂點式,由待定系數法即可求得.(2)求出直線OA的解析式,從而得到點M的坐標,根據對稱點N的坐標,求得MN的長,從而得到△ANO的面積.(3) 根據正切函數的定義,分別求∠ANM和∠ ONM正切值即可證明等式成立.(4)分∠AON是直角,∠NAO是直角和∠AND是直角三種情況討論,即可得到結論.
3 動點變化產生的相似三角形問題
例3(2012年湖南常德中考)如圖11,已知二次函數y=(x+2)(ax+b)的圖像過A(-4,3),B(4,4).
(1)求二次函數的解析式.
(2)求證:△ACB是直角三角形.
(3)若點P在第二象限,且是拋物線上的一動點,過P點作PH垂直x軸于點H,是否存在以P、H、D為頂點的三角形與△ABC相似?若存在,求出點P坐標;若不存在,請說明理由.
3.1 相似三角形存在性問題的模式識別:
通常在相似三角形問題中,會確定一對應角相等,則可能出現另一對應角相等或相等的角的對應邊成比例兩種模式:如圖12.
3.2 存在相似三角形問題的剖析圖
構成相似三角形的作圖方法:在已知一對應角相等的情況下,只要互換另二個對應角相等.如圖13,圖14.
3.3 解題思維點撥
(1)求二次函數的解析式,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)求證:△ACB是直角三角形,只要求出AC、BC、AB的長度,然后用勾股定理及其逆定理去考查.
(3)是否存在以P、H、D為頂點的三角形與△ABC相似?先要選擇一點P,然后自P作垂線,構成Rt△PHD,把兩個三角形相似用條件,運用三角形相似的性質去構建關于點P的橫坐標的方程.
(未完待續(xù))