羅文武
(重慶市榮昌區(qū)寶城初級中學 402460)
近年來,二次函數(shù)中“線段和最小”的綜合題常見于各地中考壓軸題,這一考點要運用對稱變換來進行處理,但什么時候作對稱點,作哪個點的對稱點,以哪條直線為對稱軸作對稱,這讓我們的老師和同學們很困惑.本文針對幾種問題情景談談自己的觀點,與大家共勉.
問題情景1:已知直線l及兩點A,B,在直線l上作一點P,使PA+PB最?。?/p>
如圖1,點A,B在直線l兩側(cè),我們在直線l上任找一點P,連接PA,PB,這時,PA+PB可以看成路徑“A到P到B”,這個路徑穿過了直線l,我們稱這種情形為順向.顯然,要使PA+PB最小,必須使點A,P,B在同一直線上,故連接AB交直線l于點P,如圖2,則點P使PA+PB最小,這樣,我們可得出:順向連接;如圖3,點A,B在直線l同側(cè),我們在直線l上任找P,連接PA,PB,這時,PA+PB可以看成路徑“A到P到B”,這個路徑通過動點P所在直線l反射到定點A所在的同側(cè)區(qū)域內(nèi),我們稱這種情形為逆向.顯然,要確定點P的位置,我們應該作點B(或點A)的對稱點B1,將逆向的“A到P到B”轉(zhuǎn)化為順向的“A到P到B1”模型,再連接AB1交直線l于點P,連接PB,如圖4,則此時的點P使PA+PB最小,最小值為線段AB1的長度,這樣,我們可得出:逆向?qū)ΨQ.從這簡單的情形就得到“順向連接,逆向?qū)ΨQ”.
思維小結(jié):順向連接,應用“兩點之間,線段最短”的原理,而逆向?qū)ΨQ則是將逆向利用對稱轉(zhuǎn)化為“順向”,同時,要清楚的是作定點A或B的對稱點,是以PA+PB中的動點P所在的直線為對稱軸的.
問題情景2: 已知直線l1,l2及兩定點A,B,在直線l1上作一點M,在l2上作點N.
我們首先看點A,B在兩直線外側(cè)的情形,如圖5,使AN+MN+MB最?。@然,路徑“A到N到M”及路徑“N到M到B”都是逆向,故將定點A,B分別作關(guān)于直線l2,l1的對稱點A1,B1,連接A1B1交l1于M,交l2于N,連接AN,BM,將逆向的“A到N到M到B”轉(zhuǎn)化為順向的“A1到N到M到B1”,則此時AN+MN+MB最小,最小值為A1B1的長度,如圖6(也可將定點A作關(guān)于直線l2的對稱點A1,再作A1關(guān)于直線l1的對稱點A2,連接A2B交l1于點M,連A1M交l2于N,變逆向“A到N到M到B”為順向“A2到M到B”).如果點A,B在兩直線同側(cè),如圖7,要使AM+MN+NB最小,根據(jù)“順向連接,逆向?qū)ΨQ”,我們應該作定點B關(guān)于與它所連的動點N所在直線l2的對稱點B1,連接AB1交l1于點M,交l2于點N,連接BN,變逆向“B到N到M到A”為順向“B1到N到M到A”此時點M,N使AM+MN+NB最小,最小值為AB1的長度,如圖8.
思維小結(jié):對于“逆向”,我們作定點關(guān)于與之相連的動點所在的直線的對稱點,變“逆向”為“順向”,比如圖8,“A到M到N”是順向,不作對稱,而“M到N到B”是逆向,應該作“定點B”的對稱點B1,對稱軸就應該是與這個定點B相連的動點N所在的直線l2,這樣就都轉(zhuǎn)化為“A到M到N到B1”的“順向”,然后連接即可題解,也就水到渠成了.
(1)求直線AE的解析式;
(2)點P為直線CE下方拋物線上的一點,如圖10,連接PC,PE,當△PCE的面積最大時,連接CD,CB,點K是線段CB的中點,點M是CP上的一點,點N是CD上的一點,求KM+MN+NK的最小值.
思維小結(jié):“K到M到N”及“M到N到K”都是逆向,作“定點K”的對稱點,對稱軸分別是M,N所在的直線CP,CD.
例2(2018年重慶中考A卷改編)如圖12,在平面直角坐標系中,點A在拋物線y=-x2+4x上,且橫坐標為1,點B與點A關(guān)于拋物線的對稱軸對稱,直線AB與y軸交于點C,點D為拋物線的頂點,點E的坐標為(1,1).
投出一粒石,激起千層浪.“順向連接,逆向?qū)ΨQ”是我在二次函數(shù)線段和最小值中的一個新發(fā)現(xiàn),也是一大突破點.子曰:“疑是思之始,學之端.”它的每一個環(huán)節(jié),對我來說都是新的嘗試和挑戰(zhàn)!要想在數(shù)學壓軸題中乘風破浪,披荊斬棘,我們必須要有獨到的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新方法,讓創(chuàng)新變得有理可依,更加高效!