李煥輝
初中幾何中的最值問題是指在一定條件下,求平面幾何圖形中某個意義明確的量(如線段的長度、角度大小、圖形面積等)的最大值或最小值,幾何最值問題屬于中考題中的熱點(diǎn)問題,其中,求線段的最值問題是近幾年常見的題型,且這類問題內(nèi)容豐富,知識點(diǎn)多,涉及面廣,解法靈活多樣,具有一定的難度,本文擬例談這類問題的求解策略,
策略1利用“兩點(diǎn)之間,線段最短”求線段最值
例1如圖1,圓柱底面半徑為2cm,高為9兀cm,點(diǎn)A,B分別是圓柱兩底面圓周上的點(diǎn),且A,B在同一母線上,用一棉線從A順著圓柱側(cè)面繞3圈到B,求棉線長度最短為____.
解析要求圓柱體中兩點(diǎn)之間的最短路徑,最直接的做法就是將圓柱體展開,然后利用“兩點(diǎn)之間線段最短”解答,如圖2,將圓柱展開后可見,棉線最短是三條斜線的長度,第一條斜線與底面圓周長、圓柱的三分之一高組成直角三角形,由周長公式知底面圓一周長為47ccm,圓柱的三分之一高為37cm,根據(jù)勾股定理,得一條斜線長為57cm,根據(jù)平行四邊形的性質(zhì),棉線長度最短為157ccm.
解析如圖6,連接BD可證明AABE ADBF,得到BE= BF,進(jìn)而證明出不論點(diǎn)E,F(xiàn)的位置如何變化,ABEF是正三角形,所以EF= BE,要求線段EF的最大(?。┲?,實(shí)際就是求線段BE的最大(小)值,由已知可知,當(dāng)點(diǎn)E與點(diǎn)A重合時,即BE= BA=4時,此時為EF的最大值,又根據(jù)“垂線段最短”,當(dāng)BE上AD時,線段BE最小,即為EF的最小值,答案為2√3.
例5如圖9,在邊長為2的菱形ABCD中, A= 600,點(diǎn)M是AD邊的中點(diǎn),點(diǎn)Ⅳ是AB邊上一動點(diǎn),將AAMN沿MN所在的直線翻折得到Mn,連結(jié)AC,則AC長度的最小值是,
解析連接MC,根據(jù)“三角形三邊關(guān)系:任意兩邊之差小于第三邊”,即,由于都是定值,所以根據(jù)圖形特征,只有當(dāng)A在MC上時,A'C才可取最小值,具體解題思路如圖10所示,答案為√7 -1.
策略4利用“直角三角形中的性質(zhì)”求線段最值
例6如圖11,在RtAAOB中,OA:OB:3,的半徑為l,點(diǎn)P是AB邊上的動點(diǎn),過點(diǎn)P作的一條切線PO(點(diǎn)Q為切點(diǎn)),則切線PO的最小值為,
解析從近幾年中考看,動線段的取值范圍求解經(jīng)常出現(xiàn)在試卷中,這種題型解法,首先要會分析判斷線段取最大(?。┑奈恢们闆r,利用線段達(dá)到的極值情況去求范圍,本題由于點(diǎn)E G,H分別在正方形ABCD邊AB, CD,DA上運(yùn)動,四邊形EFGH是菱形,所以可判斷當(dāng)點(diǎn)E與點(diǎn)B重合時,此時線段EH= GH最大,線段DG也最大,從而線段GC最小;當(dāng)點(diǎn)G與點(diǎn)D重合時,此時線段GH=EH=4最小,線段DG=0也最小,從而線段GC:6最大,答案為6—2√6≤GC≤6.
總之,線段最值問題(或線段取值范圍)的解題關(guān)鍵就是要結(jié)合題意,借助相關(guān)的概念、圖形的性質(zhì),將最值問題轉(zhuǎn)化成相應(yīng)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析與突破,