張照國(guó)
在全國(guó)各地近幾年的中考中,平面幾何最值問(wèn)題經(jīng)常受到命題者關(guān)注。幾何中的最值問(wèn)題,是指變動(dòng)的圖形中某些幾何元素的幾何量發(fā)生變化,或幾何元素的某些幾何性質(zhì)或位置關(guān)系發(fā)生變化,其中每個(gè)確定量(如線(xiàn)段長(zhǎng)度、角度大小、圖形面積等)的最大值或者最小值。由于這類(lèi)問(wèn)題具有極強(qiáng)的探索性,且目標(biāo)不一定明確。此類(lèi)問(wèn)題的頻繁出現(xiàn),讓很多同學(xué)束手無(wú)策,望而生畏。其實(shí)解最值問(wèn)題的關(guān)鍵是結(jié)合題意,借助相關(guān)的概念、圖形的性質(zhì),將最值問(wèn)題轉(zhuǎn)化或化歸為相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行理解與分析,一般都能找到相關(guān)的解決辦法。求幾何最值常見(jiàn)的基本方法:1.特殊位置與極端位置法;2.幾何定理(公理)法;3.數(shù)形結(jié)合法等。現(xiàn)結(jié)合近年中考試題特點(diǎn)進(jìn)行剖析,希望能給大家一些啟示與幫助。
4.用轉(zhuǎn)化,化立體為平面
例4 圓錐底面半徑為10cm,高為10 cm,
(1)求圓錐的表面積;
(2)若一只螞蟻從底面一點(diǎn)A出發(fā)繞圓錐一周回到SA上一點(diǎn)M處,且SM=3AM,求它所走的最短距離。
思路點(diǎn)撥:利用底面半徑、高及母線(xiàn)組成的直角三角形構(gòu)造勾股定理求出母線(xiàn)長(zhǎng),進(jìn)而借助扇形面積公式求出表面積;螞蟻在圓錐表面上行走一圈,而圓錐側(cè)面展開(kāi)后為扇形,故可在展開(kāi)圖(扇形)上求點(diǎn)A到M的最短距離(即AM的長(zhǎng))。
注:對(duì)于立體圖形中要計(jì)算圓錐曲面上兩點(diǎn)之間的最短距離,一般把立體的圓錐的側(cè)面展開(kāi)成扇形,轉(zhuǎn)化為平面圖形借助線(xiàn)段公理計(jì)算。將立體圖形轉(zhuǎn)化為平面圖形是初中階段常用的基本方法與思想。
5.引參數(shù),化幾何為代數(shù)
例6 如圖,在△ABC中∠B=90?,AB=12cm,BC=24cm,動(dòng)點(diǎn)P從A開(kāi)始沿AB邊以2cm/s的速度向B運(yùn)動(dòng),動(dòng)點(diǎn)Q從B開(kāi)始沿BC邊以4cm/s的速度向C運(yùn)動(dòng),如果P、Q分別從A、B同時(shí)出發(fā)。如果P、Q兩點(diǎn)在分別到達(dá)B、C兩點(diǎn)后就停止移動(dòng).當(dāng)t為何值時(shí), △PBQ的面積S最大,最大值是多少?
思路點(diǎn)撥:設(shè)時(shí)間為t,則PA=2x,BQ=4x,建立S,x的關(guān)系式,運(yùn)用代數(shù)的方法求S的最大值.
注:數(shù)形結(jié)合法解幾何最值問(wèn)題,即適當(dāng)?shù)剡x取變量,建立幾何元素之間的函數(shù)、方程、不等式等關(guān)系,再運(yùn)用相應(yīng)的代數(shù)知識(shí)方法求解。常見(jiàn)的解題途徑是:(1)利用一元二次方程必定有解的代數(shù)模型,運(yùn)用判別式求幾何最值;(2)構(gòu)造二次函數(shù)求幾何最值。