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甘志国老师一道几何最值问题解析

 许康华竞赛优学 2020-08-26

xkh3121@sina.com;1090841758@qq.com

许康华老师联系方式:

微信(xkh3121);QQ(1090841758)


单墫著《初中数学指津:数的故事与灵活策略》

上海辞书出版社,2014


全书分数的故事、数的知识、不定方程、奇偶分析、谁能获胜、计数、存在性和灵活的策略8章。作者从故事入手,以生动的语言、形象的比喻,详细阐述了关于数的概念与知识,以及数学中的一些重要定理,此外,每章还带有练习与解答,旨在以此提高学生的数学想象能力,是一本非常实用的初中数学教辅书。


数学竞赛讲座22几何最值问题之3

甘志国老师一道几何最值问题解析

相伟 骆来根 万时凯

近日甘志国老师在群中问到如下一道几何最值问题

万时凯老师利用柯西不等式给出一个比较简洁的方法甘志国老师利用三角方法也给出了一解答两个方法见附录.

此题笔者联想到单墫老师《初中数学指津——平面几何的知识与问题》(上海辞书出版社)一书中P6427

书中单墫老师利用中线长公式给出证明.

事实上, 此题也可从以下熟知的结论立马得证

小结论: 如图, 给定矩形ABCD及平面内任意一点P,

构建平面直角坐标系, 不难证明.

回到甘老师问题: (相伟老师给出)

不妨将A视为定点, 如图所示.

此题实际上还可从运动的观点来看问题: (骆来根老师给出)

分析由于圆的旋转对称性故可使PQ的中点M从半径OB上由BO运动(不失一般性), PQ的长度逐渐增大. 作以PQ为直径的圆M则圆M与圆O的位置关系是从相离到外切相交, 内切,内含共五种状态. 因此AP垂直于AQ只能在圆M与圆O(A)的位置关系为外切或相交、内切时. 不难知道当圆M与圆O内切时PQ有最大值

:

(1)上述两个方法不难求得PQ的最小值为2.

(2) 西安交大附中金磊老师指出, PQ的中点轨迹是以OA中点为圆心的定圆, 后面可转化为三角形法则, 读者朋友们可以尝试完成证明.

(3) 许康华老师指出, 此题曾作为浙江富阳中学高中自主招生试题考过.

在《轻松考上高中实验班数学》(许康华编浙江大学出版社)一书出中, 田开斌老师给出过类似骆来根老师的方法.

最后附一道类似题目供读者朋友们练习.

练习

(上海市青浦区2018届高三一模选择最后一题)

读者朋友关于此问题, 有其它好的想法可以在文章后面留言或联系我们和大家交流.

附录一: 万时凯老师方法

附录二: 甘志国老师方法


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