摘 要:中考數(shù)學(xué)試卷中經(jīng)常出現(xiàn)動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題.動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題可以以選擇、填空、解析等多種題型呈現(xiàn).學(xué)生面對(duì)動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題時(shí),常常不知道如何下手.突破動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題這一教學(xué)難點(diǎn)成為初中數(shù)學(xué)教學(xué)的重要任務(wù).本文將初中數(shù)學(xué)中的動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題分為一條線段最值問(wèn)題、兩條線段最值問(wèn)題兩大類(lèi),進(jìn)行歸類(lèi)分析,并提出教學(xué)建議.
關(guān)鍵詞:初中數(shù)學(xué);動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題;歸類(lèi)分析
中圖分類(lèi)號(hào):G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1008-0333(2020)11-0036-02
一、動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題歸類(lèi)分析
1.一條線段最值問(wèn)題
(1)單動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題
例題1 如圖1所示,存在一個(gè)圓O,已經(jīng)知道圓的半徑為2.存在一條直線l,圓心到l的距離為3.假如在直線l上有動(dòng)點(diǎn)P,PQ切圓O于Q點(diǎn),則PQ的最小值是多少?
解析 根據(jù)題意可知,線PQ相切于圓O,OQ⊥PQ,∠OQP=90°,△OPQ為直角三角形.PQ的長(zhǎng)度可以由OQ和OP計(jì)算出來(lái).而OQ的值恒為2,OP取值越小,PQ取值也越小.當(dāng)OP⊥l時(shí),OP最小.可以知道OP=3時(shí)PQ最小.對(duì)△OPQ運(yùn)用勾股定理得PQ=√(OP-OQ)=√5.
點(diǎn)評(píng) 本題是一道單動(dòng)點(diǎn)的一條線段最值問(wèn)題,其難度不是太大,關(guān)鍵是學(xué)生能夠根據(jù)勾股定理分析出決定PQ最小值的線段OP何時(shí)最小.
(2)雙動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題
例題2 三角形△ABC三條邊分別為AB、AC和BC,它們的長(zhǎng)度分別為10、8和6,動(dòng)圓經(jīng)過(guò)C點(diǎn),它和AB邊相切,如圖2所示.已知?jiǎng)訄A與CA,CB相交于P、Q.請(qǐng)問(wèn)PQ能夠取得的最小值為多少?
解析 AB、AC和BC長(zhǎng)為10、8、6,滿(mǎn)足勾股定理,△ABC是直角三角形,∠C=90°.∠C=90°可以說(shuō)明線PQ為圓F的直徑.假設(shè)點(diǎn)F是QP的中點(diǎn),點(diǎn)D是圓F與線AB的切點(diǎn).因?yàn)閳AF和AB相切,有FD⊥AB.從圖中可以看出,F(xiàn)C+FD=PQ.在三角形FCD中,F(xiàn)C+FD>CD.從圖中可以看出,點(diǎn)F在△ABC高上時(shí),CD能夠取到最小值,PQ也為最小值.使用面積法,得CD=BC·AC/AB=4.8.因而,線段PQ的最小值是4.8.
點(diǎn)評(píng) 本題是一道雙動(dòng)點(diǎn)的一條線段最值問(wèn)題.因?yàn)閱?wèn)題以動(dòng)態(tài)圓的形式出現(xiàn),學(xué)生不易分析出線段PQ取最小值時(shí)的條件.在解決這道題時(shí)需要學(xué)生通過(guò)找圓心,繪制輔助線的方式來(lái)尋找突破口.
2.兩條線段最值問(wèn)題
(1)單動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題
例題3 有一個(gè)直角三角形ABC,邊AB的長(zhǎng)度和邊BC的長(zhǎng)度相等,都等于4,∠B=90°.M是直角邊BC上的一個(gè)點(diǎn).已經(jīng)知道BM為1,N是AC上的動(dòng)點(diǎn).求BN和MN之和的最小值.
解析 作B關(guān)于AC的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)B′,并且連接MB′,過(guò)點(diǎn)B′作B′E,使B′E和BC垂直,如圖5所示.根據(jù)點(diǎn)B與B′的對(duì)稱(chēng)關(guān)系,BB′⊥AC,BD=DB′.因?yàn)椤螦BC=90°,AB=BC=4,所以AC=√(AB+BC)=4√2.而B(niǎo)D=√(AB-AD)=2√2,則BB′=2BD=4√2,因而EB=EB′=4,ME=4-1=3.在Rt△MB′E中使用勾股定理,得到B′M=5.所以BN+MN的最小值是5.
點(diǎn)評(píng) 本題是一道單動(dòng)點(diǎn)的兩條線段的最值問(wèn)題.在本題的解決過(guò)程中,使用到鏡像法,這是一種比較難以掌握的幾何技巧,需要學(xué)生對(duì)圖形有一定的感覺(jué).因?yàn)椋瑢W(xué)生在解題時(shí)要具有鏡像法的應(yīng)用基本能力.
(2)雙動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題
例題4 矩形 ABCD在一個(gè)平面直角坐標(biāo)系中,如圖6,矩形的頂點(diǎn) A、B、C 的坐標(biāo)是(0,0)、(20,0)、(20,10).線段 AC上有動(dòng)點(diǎn)M,AB 上有動(dòng)點(diǎn) N.當(dāng) BM和MN和有最小值時(shí),求點(diǎn) M 的坐標(biāo).
解析 作點(diǎn)B關(guān)于AC的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)B′,如圖7.過(guò)點(diǎn)B′作OB的垂線,垂線B′N(xiāo)與MC相交于M點(diǎn).從圖中可以看出,B′N(xiāo)=B′M+MN,則B′N(xiāo)=BM+MN.BM+MN的最小值等于B′N(xiāo)的長(zhǎng)度.將O點(diǎn)B′點(diǎn)連接起來(lái),和DC交于P點(diǎn).ABCD是一個(gè)矩形,則DC∥AB,有∠BAC=∠PCA.B和B’對(duì)稱(chēng),所以∠PAC=∠BAC,則∠PAC=∠PCA,所以PA=PC.現(xiàn)在令PA=x,則PC=x,而PD=20-x.在直角三角形ADP中,有PA=PD+AD,代入長(zhǎng)度有x=(20-x)+10,解方程得x=12.5.因?yàn)閏os∠B′ON=cos∠OPD,所以O(shè)N∶OB′=DP∶OP,有ON∶20=7.5∶12.5,則ON=12.因?yàn)閠an∠MON=tan∠OCD,所以MN∶ON=OD∶CD,有MN∶12=10∶20,解得MN=6.因而點(diǎn)M的坐標(biāo)是(12,6).
點(diǎn)評(píng) 本題是一道雙動(dòng)點(diǎn)的兩條線段的最值問(wèn)題,具有較大的難度.在解題過(guò)程中,學(xué)生要采用鏡像法畫(huà)出B點(diǎn)關(guān)于AC的對(duì)稱(chēng)點(diǎn),并使用勾股定理、三角函數(shù)、比例等方面的知識(shí).
二、動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題教學(xué)建議
1.強(qiáng)化基礎(chǔ)教學(xué)
動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題是一類(lèi)綜合性的問(wèn)題,其涉及到初中數(shù)學(xué)中的幾何變換、函數(shù)、比例、等數(shù)學(xué)知識(shí).因而學(xué)生深入理解數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)是解決動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題的基礎(chǔ).在教學(xué)中,教師講清楚數(shù)學(xué)知識(shí)的來(lái)龍去脈,并能夠理解這些概念和規(guī)律的內(nèi)涵和外延.在學(xué)生充分建構(gòu)起對(duì)基本概念和規(guī)律的理解后,教師還要引導(dǎo)學(xué)生解決一定量的問(wèn)題,以保證學(xué)生遇到不同問(wèn)題時(shí)能夠選擇對(duì)應(yīng)的解題方法.
2.開(kāi)展針對(duì)訓(xùn)練
動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題類(lèi)型較多,每一個(gè)類(lèi)型有其獨(dú)特的解題方法.針對(duì)這個(gè)狀況,教師可以將初中數(shù)學(xué)中經(jīng)常出現(xiàn)的動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行歸類(lèi),并開(kāi)設(shè)習(xí)題課分類(lèi)講解.教師在講解動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題時(shí),可以讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)新的解題方法,并將仔細(xì)體會(huì)這些解題方法.在課外,教師可以布置一定量的作業(yè)讓學(xué)生練習(xí),以形成解題技巧的內(nèi)化.
參考文獻(xiàn):
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[3]施錦華.動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題教學(xué)之我見(jiàn)[J].中學(xué)教研(數(shù)學(xué)版),2010(6):18-20.
[責(zé)任編輯:李 璟]
收稿日期:2020-01-15
作者簡(jiǎn)介:張小娟(1980.10-) ,女,本科,中學(xué)一級(jí)教師,從事中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)研究.