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《广猛说题系列之“平移后将军饮马”模型实战分析》
原创 2017-04-01 高邮赞化 段广猛 广猛文摘
广猛文摘

不定期分享一些本人原创文章、说题短文或者专家系列讲座,主要对象针对初中学生,尤其是初三学生,对于解题研究展开系列探究!

前文《广猛说题系列之“平移后将军饮马”模型介绍》中,介绍了一组有趣的模型,笔者称之为平移后“将军饮马”模型,本文将结合具体实例及中考真题进行实战分析,以期同学们能够熟练应用此模型.

二、实战分析:

题1:(全文摘自好友江苏省无锡市天一实验学校、无锡市乡村初中数学学科带头人培育站金杨建老师发表于《中数参2017年1-2期》上的最值好文,2016年福建龙岩压轴)

点A,B在x轴上,点C坐标为(0,-2).

 (1)求a的值及A,B两点坐标;

(2)点P(m,n)是该抛物线上的动点,当∠CPD为锐角时,请求出m的取值范围;

(3)点E是抛物线的顶点,⊙M沿CD所在直线平移,点C,D的对应点分别为点C′,D′,顺次联结A,C′,D′,E四点,四边形AC′D′E(只考虑凸四边形)的周长是否存在最小值?若存在,请求出此时圆心M′的坐标;若不存在,请说明理由.

简析:解答第(3)问的关键是能否正确的画出图形,并判断出四边形AC′D′E的周长因 C′D′与AE为定长,故其最小值仅与AC′、D′E的和有关.从而将本题转化成两条无公共端点的线段的最小值问题,识别到这是一个典型的平移后“将军饮马”模型,利用平移思想解题即可.

(2)略(提示:易知CD为直径,结合“圆内角”>圆周角>“圆外角”,可知点P位于圆外的抛物线上,即点P位于点C、D两侧,点A、B之间);

反思1:本题是求“定点——动线段端点——定点”间距离和最小的问题,难度相对较大.“将军饮马”问题及其相关变式首先都要通过对称或平移等将其转化成两个定点为端点,动点在中间的折线,然后根据“两点之间,线段最短”求出其最小值.而真正的解题关键是判断“河”在哪里?如果能发现“河”,这类问题也就迎刃而解了.因此,教学时,教师应鼓励和引导学生发现动点的运动规律,从动点运动的位置,判断有没有“河”,“河”在哪里,进而联想、类比到“将军饮马”问题或者平移后“将军饮马”问题.

本题最后一问是一道典型的平移后“将军饮马”模型题,掌握了模型,它就不再那么神秘,反而非常简单易懂了!模型作用巨大,同学们要重视模型的积累及理解!

简析:这是一道典型的平移后“将军饮马”问题,这个题目跟《模型介绍》一文中的变式1如出一辙;   

紧紧抓住不变量MN即可轻松解决:一抓MN长度不变,将三条动线段AM+MN+NB最小值问题转化为两条动线段AM+NB最小值问题;二抓MN方向不变,进行平移转化,将“两定两动型”AM+NB最小值问题转化为“两定一动型”将军饮马模型.

如图2-2,过点A作AC∥MN,并截取AC=MN,即构造平行四边形ACMN,则AM=CN;

要求AM+NB的最小值,只要求CN+NB的最小值,这是典型的异侧型“将军饮马”模型,定直线b是“河”,连接CB与直线b的交点即为所要寻找的点N,如图2-3所示;

问题转化为求CB的长,即为此时的AM+NB的值,接下来利用辅助线“水平线、竖直线”构造直角三角形结合勾股定理计算即可,这种辅助线是非常常见的辅助线,是一种“改斜归正”思想与大法的体现.

反思2:本题是一道典型的平移后“将军饮马”模型,中考涉及这类题都是压轴把关题,但是理解了模型,这类题也就变成了送分题;另外,此题除了平移思想在平移后“将军饮马”模型中的转化思想值得同学们用心体会模型思想的重要作用外,还值得关注这里计算边长时涉及的“改斜归正”思想与大法,这种“水平—竖直”辅助线是一种极其常见的辅助线,尤其是在坐标系里的作用更是巨大,需要同学们用心体悟!

要求AC+DA的最小值,只需求AC+CE的最小值,这就顺利转化为了“两定一动”型“将军饮马”最值模型,如图3-5所示;

定直线OB是“河”,只需作出定点A关于定直线OB的对称点F,连接EF与定直线OB的交点即为所要寻找的点C,如图3-6所示,再找到相应的点D即可;

至于点C的横坐标m的值,可采用“解析法”:求出直线EF的解析式再与直线OB:y=x联立解方程求解;也可以采用“几何法”,过点E向x轴作垂线交直线OB于点M,构造“8字型”相似(其实是全等)求解,不再赘述,同学们可自行解决,结果是m=1.


反思3:本题第(2)小问平行四边形存在性问题的解题策略是抓住不变的平行两边相等,再利用设坐标法求解,关键是发现相互制约的两个动点C与D坐标之间的内在联系,主动寻找这里存在的特殊角与特殊关系是解题的制胜法宝;

第(3)小问非常漂亮,体现了命题人的智慧,题目涉及有三个点及一条定直线,看似“将军饮马”问题,其实有很大区别,本问的三个点是“两动一定”,而后者却是“两定一动”;而解决的关键还是抓不变的CD,一抓其长度不变,将“三动线段”转化为“两动线段”;二抓CD方向及长度不变,利用平移,构造平行四边形,将其转化为“两定一动”型“将军饮马”问题,在动点的数量上减少了1,实现了质的突破,非常巧妙的解决了此问,体现了数学化归思想的巨大魅力所在!

如果再琢磨下去,这个第(3)小问其实就是前文《广猛说题系列之“平移后将军饮马”模型介绍》里的同侧型平移后“将军饮马”模型,只不过定点A与定点B重合为了一个定点A而已,下图就是前文中提及的同侧型平移后“将军饮马”模型,同学们可以对照类比下,非常有趣,你会感叹数学的神奇,你会惊叹解题后反思的巨大效果!

(本文完!)

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