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瓜豆原理系列1(轨迹?构造手拉手模型?)评析2020.1越秀区八年级上期末压轴题

主持本公众号的笔者坚持的数学问题探索过程一般基于两点:
1、你是怎么想到的?
2、怎么样更好的教给学生?


关于瓜豆原理是最近网络上出现的一个热门的词语,没有听过的觉得“不懂”,知道或了解的又觉得“真简单”,群众的智慧是无穷的。
其实高中教材出现过类似的问题。当时我们称为主动点和被动点的轨迹问题。(相关点法)
笔者也对这样的问题研究过类似的问题:(点击可以打开)
“想清”动点轨迹,解决相关压轴题
手拉手模型的两个最值问题(适合初二以上)‘’


最近广州市某区八年级上期末就出现了这样的问题,非常好玩。

这里主要分析学生感觉比较困难的第(3)问。
基本解法:

如图2,

第一步,以OB为边,作等边三角形BOP,得到第一组共顶点O的手拉手相似的等边三角形;

(但这里不需要用相似,只需用等量代换来证明某个顶角相等而已)

第二步,连接PN,产生第二组全等的手拉手全等的三角形,即(SAS);

第三步,由全等证出BM=PN,由此说明:因为点M的起点为点B,点N的起点为点P,点M运动的终点是点C,所以点N的路径长度与点M的路径长度相等,

第四步,即点N的路径长度为BC=18。

反思1:这个解法太神奇了!

但是学生会问,你怎么想得到第一步“以OB为边,作等边三角形BOP”呢?

或者学生还会提问:你怎么知道或证明点N的运动轨迹是条线段呢

反思2:第二个疑问,可以用四点共圆来证明点N的运动轨迹是线段,即证明∠PCN=60°,如下图:

对于第一个疑问,的确原理就是“瓜豆原理”!

那么,什么是瓜豆原理呢?先看两个动态图

瓜豆原理可简单概括为:

一条折线段,固定其折点,邻边定比例,夹角不改变.

有三点:主动点、固定点和从动点,若主动点在直线上动,则从动点在直线上动;

若主动点在圆上动,则从动点在圆上动;

还可以进一步推广:若主动点在双曲线上动,则从动点也在双曲线在上动;

…………



 此所谓:“种瓜得瓜,种豆得豆”。

如何证明呢?初中可以用旋转相似来证明,高可以用解析几何来证明。

这真是一个非常神奇好玩的东东!

……

题目2:

还有一个热门的问题:

初中的方法:构造手拉手相似,如下图,注意正方形为幌子,真正有用的是等腰直角三角形BOC,

所以以AB为斜边构造等腰直角三角形BHA,则这两个等腰直角三角形有公共的顶点B,我们称之为手拉手模型。它们有一组同顶点的相等的角,
所以这两个等腰直角三角形相似(AA),

反思3:原理上本质是暗含瓜豆原理,但是上述的写法可以避免用上它,这样就和考试用到的解题标准是一样的啦。

……

关于瓜豆,例如2019年广西桂林中考、2018年南通中考的压轴题就是以这个为背景!

有时间我会继续写系列2,3……敬请期待

更多文章请点击文章开头的蓝字“初中数学综合题的教与学”或下面的文章集:

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点亮“好看”一起学习吧!

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