摘要:平面內(nèi)圓與多邊形問題是中考,高考常見題型,中考常以平面圖形中幾何方法處理解決,高考中常與三角、不等式、向量等代數(shù)問題結合求解,是一類難度較大的題目.解決此類題目的方法多樣,但選取不同的策略,會造成求解的難度不一,本文一道高三診斷性試題的求解出發(fā),談談此類問題的解題策略.
關鍵詞:最值;圓;策略
中圖分類號:G632文獻標識碼:A 文章編號:1008-0333(2021)28-0031-02
問題呈現(xiàn)如圖1,兩同心圓圓心為O,r=6,r=8,矩形ABCD內(nèi)接于圓,AB,CD分別為兩圓的弦,求矩形ABCD面積最大值?(2021年四川省數(shù)學會高三模擬測試題)
分析本題為2021年四川省數(shù)學會命制的高三文科模擬測試題填空壓軸題,求解本題時學生對平面幾何相關知識忘記太多,對問題轉(zhuǎn)化的能力欠缺,求解四邊形面積策略單一(轉(zhuǎn)化為長度之積),計算量大,利用不等式相關知識不易處理.下面我們從不同角度探究一下本題的解法策略.
評注將四邊形面積轉(zhuǎn)化為三角形面積,利用三角形面積公式S=1/2ah.本題易知三角形AOD的一邊為定值,高在變化過程中有最大值為另一條邊,將面積最值問題轉(zhuǎn)化為三角最值問題,簡潔明了,思維清晰,是初中學生最易想到解決問題的方法.
評注將四邊形面積轉(zhuǎn)化為三角形面積,利用三角形面積公式S=1/2absinC.本題易知三角形AOD有兩條邊為定值,故將三角形面積最值轉(zhuǎn)化為角度的正弦值最值,將面積最值問題轉(zhuǎn)化為三角最值問題,簡潔明了,思維清晰
評注直接利用邊長之積求四邊形面積直觀明晰,利用題目中圓內(nèi)相關關系找到兩邊之間關系,通過同一未知數(shù)代換,這一種求解策略解題時易思維入手,但運算較為不易,若不利用柯西不等式則極不方便求解最值,對考生不等式知識要求較高.
評注將幾何問題轉(zhuǎn)化為代數(shù)中三角問題求解,是由初中到高中思維能力提升的一個標志,利用同一長度建立不同角度之間的等量關系,進而將幾何問題轉(zhuǎn)化為三角函數(shù)最值求解.充分利用角度之間的等量關系,利用三角變換,輔助角公式將三角函數(shù)化為“三個一”(同一角度、同一函數(shù)、一次式)便于求解.
從初中平面幾何到高中解析幾何的學習,實質(zhì)上是從幾何到代數(shù)的一個學習大一統(tǒng),從不同角度去思考平面圖形的相關性質(zhì),充分利用數(shù)形結合,簡化思維,提升運算能力.利用三角,向量,不等式、函數(shù)等策略去思考與圓相關問題,其本質(zhì)上殊途同歸,但能起到事半功倍的效果,雖解法策略有所不同,但本質(zhì)上均利用了化歸與轉(zhuǎn)化的思想,殊途同歸.
參考文獻:
[1]李良.初等數(shù)學最值問題的解法探討[J].中學教學參考,2021(02):20-22.
[責任編輯:李璟]
作者簡介:李小蛟(1984.10-),男,本科,中學高級教師,從事高中數(shù)學教學研究.
基金項目:本文為成都市名師專項課題《初高中數(shù)學銜接與教材整合實踐探究》(編號CY2018M30)研究成果.