申華娟
近幾年中考的數學壓軸題題型多、題意創新,總體來說,大都呈現“起點低、坡度緩、尾巴略翹”的趨勢,綜合考查了學生分析問題和解決問題的能力.因此,教師平時在綜合題的教學中,須和學生一起分析壓軸題的結構及所考查的知識點.通過教師的解析和點評,引導學生探索各種題型的解題規律,準確把握解題思路、方法和技巧,以減輕學生解壓軸題的心理壓力.下面以2010年浙江臺州市中考數學壓軸題為例,談談中考數學壓軸題的教學設計.
(2010 浙江臺州市)如圖1,Rt△ABC中,∠C = 90°,BC = 6,AC = 8.點P,Q都是斜邊AB上的動點,點P從B 向A運動(不與點B重合),點Q從A向B運動,BP = AQ.點D,E分別是點A,B以Q,P為對稱中心的對稱點,HQ⊥AB于Q,交AC于點H. 當點E到達頂點A時,P,Q同時停止運動.設BP的長為x,△HDE的面積為y.
(1)求證:△DHQ∽△ABC;
(2)求y關于x的函數解析式,并求y的最大值;
(3)當x為何值時,△HDE為等腰三角形?
分析 第(1)問是基礎題,求兩個三角形相似,起點低,絕大部分學生能比較輕松地給予解答. 根據A,D關于點Q成中心對稱,可證∠HDQ = ∠A,即可得出結論.
第(2)問難度不大,自然想到用面積公式表示△HDE的面積,利用第(1)小題的結論,列出比例式,尋求HQ與DQ的關系,從而建立y與x的函數解析式. 通過學生操作活動,自剪紙片,按照題意折疊紙片,容易發現:隨著動點P,Q的運動,x隨之變化,點D,E的位置也會變化,因此必須分類討論.
第(3)問有一定的難度,根據第(2)問的分析,很容易想到要根據x的取值范圍進行分類討論. △HDE為等腰三角形,沒有說明哪條邊是腰,哪條邊是底邊,因此還要根據等腰三角形的腰和底邊分類討論,須防止漏解.
簡解
(1) ∵ A,D關于點Q成中心對稱,HQ⊥AB,
∴ ∠HQD = ∠C = 90°,HD = HA,∴∠HDQ = ∠A,
∴ △DHQ∽△ABC.
(2)①如圖2,當0 < x ≤ 2.5時,
ED = 10 - 4x,QH = AQ tan A = ■x,
此時y = ■(10 - 4x) × ■x = -■x2 + ■x .
當x = ■時,最大值y = ■.
②如圖3,當2.5< x ≤ 5時,
ED = 4x - 10,QH = AQ tan∠A = ■x,
此時y = ■(4x - 10) × ■x = ■x2 - ■x.
當x = 5時,最大值y = ■.
∴ y與x之間的函數解析式為
y = -■x2 + ■x(0 < x ≤ 2.5),■x2 - ■x(2.5 < x ≤ 5).
y的最大值是■.
(3)①如圖2,當0 < x ≤ 2.5時,
若DE = DH,∵ DH = AH = ■ = ■x,DE = 10 - 4x,
∴ 10 - 4x = ■x,x = ■.
顯然ED = EH,HD = HE不可能;
②如圖3,當2.5 < x ≤ 5時,
若DE = DH,4x - 10 = ■x,x = ■;
若HD = HE,此時點D,E分別與點B,A重合,x = 5;
若ED = EH,則△EDH∽△HDA,
∴ ■ = ■,■ = ■,x = ■.
∴當x的值為■,■,5,■時,△HDE是等腰三角形.
點評 本題集方程、函數、幾何證明于一身,有計算、有證明,具有較強的綜合性.可見,本例題的重點知識點是:(1)勾股定理;(2)三角形面積公式;(3)等腰三角形性質定理;(4)三角函數概念或相似三角形性質定理;(5)二次函數表達式及用配方法或公式法求二次函數的最值.本題貫徹的數學思想是:(1)運動觀點;(2)方程思想;(3)數形結合思想;(4)分類思想;(5)轉化思想.
另外,分類討論時要做到既不重復又不遺漏,等腰三角形常以腰和底邊為分類標準.動點的討論,常以運動過程中的特殊位置為分界點.
拓展 Rt△ABC中,∠C = 90°,BC = 6,AC = 8. 點Q是斜邊AB上的動點,點Q從A向B運動,點D是點A以Q為對稱中心的對稱點, HQ⊥AB于Q,交AC于點H.當△HDC是直角三角形時,求AQ的長度.
學生討論后教師點撥:△HDC是直角三角形,要抓住直角頂點進行討論:當∠DCH = 90°時,點D與點B重合,此時點Q為AB的中點,AQ=5;當∠CDH = 90°時,由對稱知識可知,∠A = ∠ADH,從而可以證明∠CDB = ∠B,即CB = CD.過C作CG⊥AB于G,由相似三角形的知識可求出BG = DG = 3.6,AQ = DQ = 1.4;當∠CHD = 90°時,由外角知識可知∠A = 45°,即這種情況不存在.
課后演練 Rt△ABC中,∠C = 90°,BC = 6,AC = 8.點Q是斜邊AB上的動點,點Q從A向B運動,點D在射線AB上,且是點A以Q為對稱中心的對稱點, HQ⊥AB于Q,交AC于點H.設AQ = x,△HDQ與△ABC重疊部分的面積為y,求y與x的函數關系式,并寫出x的取值范圍.