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中考数学解题策略大盘点(3)

 xyz3i 2019-04-10
三、解题的常用方法
3.化折为直
化折为直:定点间的几条折线段在一条直线上时,其和最小。另有:点到直线的所有连线中垂线段最小。这里的“直”理解为“直线”或“垂直”。注意:化折为直的前提是“几条连续折线在两个定点之间,或在定点与定线之间”,若不满足需先进行变换转化。

例13.(1)如图①,RtΔABC中,∠C=90°,AC=3,BC=4,点P是边上任意一点,则PC的最小值为        .

(2)如图②,矩形ABCD中,AB=3,BC=4,点M、点N分别在BD、BC上,求CM+MN的最小值.

(3)如图③,矩形ABCD中,AB=3,BC=4,点E是AB边上一点,且AE=2,点F是BC边上的任意一点,把ΔBEF沿EF翻折,点B的对应点为P点,连接AP、CP,四边形APCD的面积是否存在最小值,若存在,求这个最小值及此时BF的长度;若不存在,请说明理由.

问题(1)直接求点C到AB的距离。
问题(2)中折线CM、MN居于轨迹线BD同侧,无法化直,所以要先把CM或MN翻折变换到另一侧,以便化直,这样转化为点到线的最短路径问题。如下图,CM+MN=C′M+MN,C′N′即为其最小值,在ΔCC′N′中利用三角函数可求得为24/5×4/5=96/25。

同样可以把MN沿BD翻折至MN′,N′的轨迹即是把BC翻折后的BC′,转化为求C点到直线BC′的最短路径,即CH的长。

问题(3)中可先确定P点轨迹为以E为圆心以BE为半径的圆弧,把四边形APCD面积最小转化为ΔAPC面积最小,再转化为高PH最小,即求圆E到直线AC的最短路径,过E作AC的垂线,所得PH即为最小值,求得四边形APCD的面积最小值为15/2。

4.改斜归正
改斜归正:由于坐标的本质是水平竖直方向的距离,所以坐标系中往往把斜向线段的关系转化为正向(水平竖直方向)线段的关系解决。

例14.抛物线y=0.5x2+1.5x-2与x轴交于点A、B,与y轴交于点C,点P为抛物线在第三象限的一个动点,作PH⊥BC于H.

(1)求PH的最大值;(2)若∠HPC=2∠ABC,求点P的横坐标.

问题(1)中PH的长不易表示,可以作PN⊥x轴交BC于M,设P(x,0.5x2-1.5x-2),M(x,-0.5x-2),则PM=-0.5x2+x,PH=2√5/5PM,转化为求PM的最大值。

问题(2)可先确定∠HPC=2∠ABC的大小,再作K形相似把斜向关系转化为正向关系解决。如下图,作∠ODC=2∠ABC,易得tan∠ODC=4/3:

再以改斜归正法构造相似形,如下图,相似比为HC:HP=4/3,即可把斜线段的关系转化为直角边的关系(这就是改斜归正的最大优越性),易得P(-11a,-2-2a),代入函数表达式即可求得P点横坐标为-29/11。

5.移花接木

移花接木: 问题中的表面形式变化而主体条件不变时,其方法思路完全相同,可以相互迁移;或后续问题包含前题模型,可以直接套用前题模型得出结论。

例15.已知:△ABC是等腰直角三角形,动点P在斜边AB所在的直线上,以PC为直角边作等腰直角三角形PCQ,其中∠PCQ=90°,探究并解决下列问题:

(1)如图①,若点P在线段AB上,且AC=1+√3,PA=√2,则:

①线段PB=       ,PC=       ;

②猜想:PA、PB、PQ三者之间的数量关系为           ;

(2)如图②,若点P在AB的延长线上,在(1)中所猜想的结论成立吗,请说明理由;

(3)若动点P满足PA/PB=1/3,求PC/AC的值.

问题(1)(2)所含模型及思路方法完全相同:手拉手全等得RtΔBPQ,易知PA2+PB2=PQ2

问题(3)直接用前面结论求PQ,注意分类讨论:设PA=a,PB=3a,PQ=√10a,PC/AC=PQ/AB=√10/4或√10/2。

6.运动变换
运动变换:问题中条件孤立无联系,所含模型隐蔽,通过把关键图形运动变换以产生新关系新模型以解决问题。常见运动变换的识别线索有:(1)共点等线用旋转;(2)共线等角用翻折;(3)平行线间用平移;(4)倍分关系用缩放;(5)和差关系用截补。
例16.如图,四边形ABCD中,AB=AC,E是BC的中点,∠BAE=∠ADC,AB:AD=2:3,BC=2,CD=5,求BD的长.

题中条件分散联系较少,由∠BAE=∠ADC导角得∠ABC+∠ADC=90°,以此想到作∠ADF=∠ABC可构造直角(和差关系用截补),由AB:AD=2:3想到构造ΔADF与ΔABC相似(倍分关系用缩放),由AB=AC想到旋转ΔABD或ΔACD(共点等线用旋转),上述几个线索都指向下面的构造方法:

上述构造都出现了一对全等三角形,一对相似三角形(等腰),一个直角三角形(ΔCDF或ΔBDF),从而获得完整的模型建立关系,易求BD的长为√34。
例17.如图,四边形ABCD中,BD平分∠ABC,BD⊥CD,AC=4,BC-AB=3,当ΔACD的面积最大时,AD=      .

题中有角平分线BD,由“共线等角用翻折”把ΔBCD沿BD翻折到ΔBED;也可根据条件BC-AB=3,由“和差关系用截补”把BA延长截AE=3则得BE=BC,它们指向同一种图形构造,如下图,ΔACD的面积为ΔACE面积的一半,转化为求ΔACE的面积最大值,AE、AC为定值,显然当AE⊥AC时其面积最大,易得此时AD=1/2CE=2.5。

7.分类讨论
分类讨论:当问题存在多种可能情况时,按不同情况分类分别解决。注意分类应不重不漏,严谨全面,并指明数量的取值范围或图形的位置范围。

例18.已知,如图:在平面直角坐标系中,O为坐标原点,四边形OABC是矩形,点A、C的坐标分别为A(10,0)、C(0,4),点D是OA的中点,点P在BC边上运动,当△ODP是腰长为5的等腰三角形时,点P的坐标为     .

分类:(1)OP=OD=5,(2)PD=OD=5,(3)OP=PD=5(不存在)。用轨迹定位法作圆可知OP=OD时有一个点;PD=OD时存在两个点:

构造直角三角形分别求得P点坐标为(3,4)、(2,4)、(8,4)。
例19.将矩形ABCD绕点A顺时针旋转α(0°<α<360°),得到矩形AEFG,当α为何值时,GC=GB?画出图形,并说明理由.

由旋转知G点轨迹是以A为圆心以AG为半径的圆,由GC=GB知G点轨迹是BC的垂直平分线,两轨相交可知存在两种情况,旋转角分别为60°和300°。

注:分类讨论问题中用轨迹定位法可使所求未知点一览无余没有遗漏!

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