


【摘要】本文對2017~2024年這8年的安徽省中考數學選擇壓軸題,進行梳理歸納總結,可以發現呈現一定的傳承性與創新性,在此基礎上挖掘問題的數學價值,可以提升學生的數學核心素養與實踐能力.
【關鍵詞】最值問題;初中數學;解題技巧
1問題背景
近幾年中考數學選擇壓軸題主要以幾何最值、函數圖象分析、幾何圖形多結論等為主.其中幾何最值問題考查居多,內涵也很豐富,可謂匠心獨運,一般處于第10題的位置,作為選擇壓軸題.下面以安徽省中考試卷為例,從2017~2024年這8年中,幾何最值問題考查了4次.本類題型重在考查學生的邏輯推理能力、探索能力以及邏輯表達能力.本文闡述深入研討此類問題后的收獲.
2真題剖析
例1(2017安徽·10)如圖1,在矩形ABCD中,AB=5,AD=3,動點P滿足S△PAB=13S矩形ABCD,則點P到A,B兩點距離之和PA+PB的最小值為()
(A)29.(B)34.(C)52.(D)41.
分析首先由S△PAB=13S矩形ABCD,得出動點P在與AB平行且與AB的距離是2的直線l上,兩線段和的最小值從而轉化為“將軍飲馬”問題,此問題的本質是確定“河”的位置或軌跡是核心.
解答設△ABP中AB邊上的高是h.
因為S△PAB=13S矩形ABCD,
所以12AB·h=13AB·AD,
所以h=23AD=2,
所以動點P在與AB平行且與AB的距離是2的直線l上,如圖2,作A關于直線l的對稱點E,連接AE,連接BE,則BE的長就是所求的最短距離.
在Rt△ABE中,因為AB=5,AE=2+2=4,
所以BE=AB2+AE2=52+42=41,即PA+PB的最小值為41.
故選(D).
例2(2019安徽·10)如圖3,在正方形ABCD中,點E,F將對角線AC三等分,且AC=12,點P在正方形的邊上,則滿足PE+PF=9的點P的個數是()
(A)0.(B)4.(C)6.(D)8.
分析本題考查了正方形的性質,以及最短路徑問題,與2017年的考查點有相似之處,但也有創新之處,沒有明確求兩條線段和的最小值,而是給出一個定值讓學生去判斷分析,所以在BC上找到點H,使點H到點E和點F的距離之和最小是本題的關鍵.
解答如圖4,作點F關于BC的對稱點M,連接FM交BC于點N,連接EM,交BC于點H.
因為點E,F將對角線AC三等分,且AC=12,
所以EC=8,FC=4=AE.
因為點M與點F關于BC對稱,
所以CF=CM=4,∠ACB=∠BCM=45°,
所以∠ACM=90°,則在線段BC存在點H到點E和點F的距離之和最小為45<9.
在點H右側,當點P與點C重合時,則PE+PF=12,
所以點P在CH上時,45<PE+PF≤12,
在點H左側,當點P與點B重合時,BF=FN2+BN2=210.
因為AB=BC,CF=AE,∠BAE=∠BCF,
所以△ABE≌△CBF(SAS),
所以BE=BF=210,
所以PE+PF=410,
所以點P在BH上時,45<PE+PF<410,
所以在線段BC上點H的左右兩邊各有一個點P,使PE+PF=9,同理在線段AB,AD,CD上都存在兩個點使PE+PF=9.
即共有8個點P滿足PE+PF=9,故選(D).
例3(2022安徽·10)已知點O是邊長為6的等邊△ABC的中心,點P在△ABC外,△ABC,△PAB,△PBC,△PCA的面積分別記為S0,S1,S2,S3.若S1+S2+S3=2S0,則線段OP長的最小值是()
(A)332.(B)532.
(C)33.(D)732.
分析本題考查等邊三角形的性質、解直角三角形、三角形的面積等知識,解題的關鍵是自主畫出圖形,證明△PAB的面積是定值.如圖5,不妨假設點P在AB的左側,證明△PAB的面積是定值,過點P作AB的平行線PM,連接CO延長CO交AB于點R,交PM于點T.因為△PAB的面積是定值,推出點P的運動軌跡是直線PM,求出OT的值,可得結論.
解答如圖5,不妨假設點P在AB的左側,
因為S△PAB+S△ABC=S△PBC+S△PAC,
所以S1+S0=S2+S3,
因為S1+S2+S3=2S0,
所以S1+S1+S0=2S0,
所以S1=12S0,
因為△ABC是等邊三角形,邊長為6,
所以S0=34×62=93,
所以S1=932,過點P作AB的平行線PM,連接CO,并延長CO交AB于點R,交PM于點T.
因為△PAB的面積是定值,
所以點P的運動軌跡是直線PM,
因為O是△ABC的中心,
所以CT⊥AB,CT⊥PM,
所以12AB·RT=932,CR=33,OR=3,
所以RT=332,
所以OT=OR+TR=RT=532,
因為OP≥OT,
所以OP的最小值為532,故選(B).
例4(2023安徽·10)如圖6,點E在線段AB上,△ADE和△BCE是位于直線AB同側的兩個等邊三角形,點P,F分別為CD,AB的中點,若AB=4,下列結論錯誤的是()
(A)PA+PB的最小值為33.
(B)PE+PF的最小值為23.
(C)△CDE周長的最小值為6.
(D)四邊形ABCD面積的最小值為33.
分析本題以“雙等邊三角形”為背景,考查等邊三角形的性質,本題的難點在于確定點P的運動路徑,此種思路利用三角形的中位線來確定,從而轉化為“將軍飲馬”問題來進行解決,考查了學生發現問題、提出問題、分析問題、解決問題的能力.
解答如圖7,延長AD,BC交于點G,易得△ABG為邊長為4的等邊三角形,四邊形CEDG為平行四邊形.因為點P為CD的中點,可知點P為平行四邊形CEDG的對角線交點,從而可得G,P,E三點共線,且點P為GE的中點.作PM∥AB交AG于M,交BG于N,由滬科版八下教材第81頁推論得M,N分別為AG,BG中點,故點P在中位線MN上.
如圖8,補全等邊三角形ABG,過點P作AB的平行線,作點B關于直線MN的對稱點B′,連接AB′,則AB′為PA+PB的最小值,FG=BB′=23,AB′=42+(23)2=27,故選(A)選項錯誤.
如圖9,由(1)知,點P在直線MN上,作點E關于直線MN的對稱點E′,則PE=PE′,則PE+PF=PE′+PF≥FG,根據垂線段最短,得PE+PF的最小值為GF=23,故(B)選項結論正確.類似的可得出(C)(D)選項結論正確,所以選(A).
3教學啟示
3.1悟透原理挖本質,培養學生創新思考的能力
新課標下的教學設計要整體規劃,立足于單元整體教學,培養學生的創造性思維.教師不僅要從整體上把握知識點之間的關系、概念之間的關系,還要把握知識的定位.近幾年雖然多以幾何最值為主,但是每年的考題不同,引發學生思考的角度也不同,有傳承也有創新,對于現在學生的要求更高,需要學生站在更高的視角去審視問題,教師也要引導學生理解問題本質,挖掘問題根源,審清題意,找出問題的考查點,深度研究數學問題原型,提升思辨和創新能力.
3.2重視操作技能,提升學生綜合分析的能力
初中學業水平考試命題依據各學科課程標準,在全面檢查學生基礎知識和基本技能的基礎上,注重考查學生綜合運用所學知識分析、解決實際問題能力,引導發展素質教育,體現課程標準中堅持立德樹人目標的根本要求.所以要注重數學學習思維活動的過程,“學會思考”是要自己“悟”出來、自己“學”出來的,教師要教會學生思考問題的方法和策略,自己要能用學到的方法和策略,在解決具有新情境問題的過程中,感悟出如何進行正確的思考,遷移運用,提升學生綜合分析問題和解決問題的能力.幾何離不開畫(作)圖,幾何最值往往需要自己畫圖,或添加適當的輔助線幫助解題,考查學生的動手操作能力,所以平時教師要積極引導學生自主規范畫圖,并提升對圖形的分析能力.
3.3抓住問題結構,培養學生歸納總結的能力
核心素養視域下,教師開展數學教學時,應該積極轉變教學理念,并尊重學生主體地位,積極創新數學教學模式,對于同一類型的數學問題,要引導學生自主歸納總結,從而掌握解決一類問題的基本路徑,培養學生邏輯思維能力,助力提升數學教學質量,從而培養學生的學科核心素養.
【基金項目:1.本文系2023年安徽省合肥市包河區教育規劃課題“基于學科育人的初中數學大單元教學策略實踐研究”的研究成果,立項編號為BJG2318.2.本文系2023年安徽省合肥市教育信息技術課題“信息化助推初中數學學生運算能力提升的實踐探究”的研究成果,立項編號為HDJ23010】
參考文獻:
[1]中華人民共和國教育部.義務教育數學課程標準(2022年版)[M].北京:北京師范大學出版社,2022.
[2]朱浩.自主構建數學模型 促進學生思維生長——以一次函數解決實際問題的教學為例[J].中學數學教學,2022(04):10-14.