楊格瑞
摘 要:在三角形中,如果這個(gè)三角形的一個(gè)角確定,由這個(gè)角的頂點(diǎn)向?qū)呉拇咕€即高也確定,則此時(shí)這個(gè)三角形面積會(huì)存在最小值。如右圖1,直線BC外一點(diǎn)A,A到直線BC距離AD為定值(定高),∠BAC為定角。則BC有最小值。ΔABC的面積由BC決定,BC有最小值,所以ΔABC的面積有最小值。像探照燈一樣所以也叫探照燈模型。這就是“隱形圓”中重要的定角定高模型,定角定高模型主要解決面積最小問題。
關(guān)鍵詞:定角定角;隱形圓;面積最小;數(shù)學(xué)建模
定角定高問題是初中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)問題,也是中考考查的重點(diǎn)。所以近年來,各大名校的??碱}中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)“隱形圓”中“定角定高”求最值的問題。如2019年陜西省西安市西工大附中一模壓軸25題。此類問題綜合性強(qiáng),常常會(huì)與三角形,四邊形進(jìn)行結(jié)合起來,隱蔽性強(qiáng),大多數(shù)學(xué)生不容易想到,加上部分題目的計(jì)算量大,就很容易造成學(xué)生的丟分。很多學(xué)生面對(duì)定角定高求最值問題時(shí)往往無從下手,其實(shí)是他們沒有掌握解決這一問題的方法和策略,也就是數(shù)學(xué)模型,基于此,在2018屆和2019屆初三復(fù)習(xí)課中,筆者對(duì)“隱形圓”中“定角定高”模型進(jìn)行潛心研究,旨在探索出解決這類問題的有效措施,并且應(yīng)用于課堂當(dāng)中,使得學(xué)生在模型中掌握知識(shí)和技能,提高解決問題的能力,在中考中得到了很好的應(yīng)用,學(xué)生反映良好。
一、模型建立
我們可以先猜想一下,AD過圓心的時(shí)候,這個(gè)外接圓是最小的,也就是,BC的長(zhǎng)是最小的,從而三角形ABC的面積也是最小的。(定長(zhǎng)可用圓處理,特別,定長(zhǎng)作為高可用兩條平行線處理)
二、模型證明
四、模型總結(jié)
定角定高問題常應(yīng)用于求此三角形底邊長(zhǎng)的最小值,繼而求三角形面積的最小值,問題的關(guān)鍵就在作這個(gè)動(dòng)三角形的外接圓,根據(jù)“半徑+弦心距定高”求出半徑的最小值,那底邊存在最小值,面積存在最小值。由于底邊的長(zhǎng)在變化,此外接圓“隱形圓”的大小也會(huì)發(fā)生變化,但是在運(yùn)動(dòng)過程中于找到“隱形圓”半徑最小值,找到此處為突破口,建立數(shù)學(xué)模型,綜合性問題就迎刃而解?!岸ń嵌ǜ唠[形圓數(shù)學(xué)模型”在初三二輪復(fù)習(xí)時(shí)作為“隱形圓”非常重要的模型,他的價(jià)值在于積累聯(lián)想原型,啟迪解題方向,為隱形圓綜合性問題找到更快更準(zhǔn)確的解決方法促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)思維的發(fā)展和數(shù)學(xué)素養(yǎng)的提升。