謝保銀 熊志新 湯軍榮
中圖分類號:G633.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1002-7661(2016)20-0097-01
近年來,最值問題已成了中考壓軸題的趨勢。它要求學(xué)生具有很強(qiáng)的分析能力與綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)知識、數(shù)學(xué)解題能力。本文以2014年無錫市的填空壓軸最值題為例,對這類最值問題進(jìn)行探究。
例題(2014·無錫)如圖1,菱形ABCD中,∠A=60?,AB=3,⊙A、⊙B的半徑分別為2和1,P、E、F分別是邊CD、⊙A和⊙B上的動點(diǎn),則PE+PF的最小值是 。
原題解析:(摘自網(wǎng)絡(luò))
考點(diǎn):軸對稱——最短路線問題;菱形的性質(zhì);相切兩圓的性質(zhì)。
分析:利用菱形的性質(zhì)以及相切兩圓的性質(zhì)得出P與D重合時PE+PF的最小值,進(jìn)而求出即可。
解答:由題意可得出:當(dāng)P與D重合時,E點(diǎn)在AD上,F(xiàn)在BD上,此時PE+PF最小,連接BD,如圖2。
∵菱形ABCD中,∠A=60埃郃B=AD,則△ABD是等邊三角形,
∴BD=AB=AD=3,∵⊙A、⊙B的半徑分別為2和1,
∴PE=1,DF=2,∴PE+PF的最小值是3。故答案為:3。
探究:上述問題是2014年無錫中考的壓軸填空題,考生看到題目后束手無策,究其原因,其表面現(xiàn)象由三個動點(diǎn)求最小值,這種氣勢頗為嚇人。分析以后發(fā)現(xiàn),對于這個問題,上面網(wǎng)絡(luò)的解析,不夠全面縝密。其實(shí)這個問題真正考的重要知識點(diǎn)有兩個,一是軸對稱最短路線問題,二是圓外一點(diǎn)到圓的最小距離問題。
為了真正透徹理解這個問題,我們對前面所說的兩個知識點(diǎn)作進(jìn)一步解釋如下:
首先,在一定直線上找一動點(diǎn),使得這個動點(diǎn)到直線同旁的兩個頂點(diǎn)距離最短,這就是考的軸對稱最短線路問題。如圖3,在直線AB上找一點(diǎn)P使得PC+PD最小,其作法是先作C、D中的任意一點(diǎn)關(guān)于直線AB的對稱點(diǎn),然后連接另一個端點(diǎn),連線與AB的交點(diǎn)就是所要找的P點(diǎn)。
其次,定圓外一定點(diǎn)與圓上各點(diǎn)連線段中哪條最短。如圖4,⊙O外一定點(diǎn)P,在⊙O上找一點(diǎn)M,使得PM最短,則M點(diǎn)是線段PO與⊙O的交點(diǎn)。圓上的其它點(diǎn)與P點(diǎn)的連線段都要大于PM。
如果是已知兩個定圓和兩圓外一定點(diǎn),要在兩個已知圓上各找一點(diǎn)與這個圓外的點(diǎn)連線段的和最小呢?如圖5,點(diǎn)P是⊙O1和⊙O2外一點(diǎn),在⊙O1和⊙O2分別找一點(diǎn)N、M使得PM+PN最短。其作圖方法是連接PO1和PO2,PO1和PO2與⊙O1和⊙O2交點(diǎn)就是N、M。
顯然這個問題可以推廣到n個定圓和圓外一定點(diǎn),要在n個圓上分別找一點(diǎn)與圓外這點(diǎn)的連線段和最小,解法思想是相同的。
在前面知識的基礎(chǔ)上,2014年無錫的這個壓軸填空題就可以理解了。要在CD上找一點(diǎn)P,使得點(diǎn)P與⊙A和⊙B上的動點(diǎn)E、F連接后,PE+PF最小。如果P是CD上的定點(diǎn)那就秒殺了,只要連接PA、PB即可。但現(xiàn)在P是CD上的動點(diǎn),通過分析可以知道如果PA、PB的和能最短,那么PE+PF也就最小了,因?yàn)镋A和FB半徑是定值。作B點(diǎn)關(guān)于CD的對稱點(diǎn),然后連接A點(diǎn),與CD的交點(diǎn)就是P點(diǎn),在連接PA、PB與兩圓的交點(diǎn)就是E點(diǎn)和F點(diǎn)。PE+PF的最小值就等于(PA+PB)減去兩圓的半徑和,從而這個問題迎刃而解。由于原問題中,“60傲廡巍鋇奶厥廡裕賈略諶〉米钚≈凳保鉖剛好是點(diǎn)D。
啟發(fā):最值問題作為壓軸題一直是困擾教師和學(xué)生的難點(diǎn),本文列舉2014年無錫中考最值問題進(jìn)行探究。將較為復(fù)雜的動點(diǎn)最值問題,化動為靜、由淺入深使這類問題變得簡單易懂,從而調(diào)動學(xué)生積極性,啟發(fā)學(xué)生思維,提高學(xué)生的解題能力和探索能力。
(責(zé)任編輯 陳 利)