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搞定“两圆一线”和“两线一圆”模型,中考再难的“存在性问题”也不丢分!

洋葱君 洋葱卓越教师 2022-05-06


教研支持|刘羽

文编|洋葱君


在近几年中考中,有这样一类热点题型:它的题意构思非常精巧,解题方法非常灵活,同时对学生分析问题能力要求也非常高。


不论是中考还是平时模拟考试,它也总是学生最容易丢分的题型之一。


就连不少平时学的还不错的学生,在考试面对这类题型时,也大多有过这样的经历:

每次在考场上,看到题目时总是信心满满,答起卷子来更是“下笔如有神助”。但出考场一对答案就会猛地一拍大腿:“哎呦,天哪!还有一种情况呢,我当时咋就给忽略了呢?


没错,相信您已经猜到了,这类问题就是“存在性问题”。


存在性问题属于动点问题的一个分支,要求在图形运动过程中,找到一个瞬间,构成特殊图形或特殊图形关系。这类问题的知识覆盖面广,综合性强,是近几年中考非常热门的题型。


01

有多热?

2019年40多个省市地区都在考


那么,这类问题到底多受中考命题人青睐呢?洋葱君初步统计了一下,仅2019年,就有40个以上的省、市地区的中考压轴题,都在考查这个存在性问题。


四川

成都、南充、宜宾、巴中、广安、攀枝花,泸州,眉山、资阳

山东

济南、德州、泰安、淄博、聊城、莱芜、菏泽、

山西

省统考卷

广东

省统考卷、深圳卷(广州、深圳卷独立命题、广东省其他地区统考)

江苏

徐州、宿迁、常州、无锡、盐城、苏州、连云港、镇江

江西

省统考卷

河南

省统考卷

浙江

湖州、温州、衢州

湖北

咸宁、孝感、恩施、荆州、襄阳、鄂州、随州、黄冈

湖南

娄底、岳阳、常德、邵阳、郴州、

重庆

重庆

陕西

省统考卷

▲ 不完全统计的40多个省市地区
在中考都会考查“存在性”问题


在这40多个省市地区的中考试题中,洋葱君特意找出了下面这8道题,可以说是其中非常典型的题目了,你能看出这些题都有什么特点吗?大致可以分为几类呢?





 ▲ 8道典型的中考“存在性问题”


经过洋葱君的总结,这8道中考题可以归为以下四类:


(1)“特殊三角形”存在性

  • 等腰三角形的存在性

  • 直角三角形(90°角)的存在性

(2)“特殊四边形”存在性

  • 平行四边形的存在性

  • 菱形的存在性

  • 矩形的存在性

(3)“特殊模型”存在性

  • 等边三角形的存在性

  • 等腰直角三角形(45°角、正方形)的存在性

(4)“特殊图形关系”存在性

  • 相似三角形的存在性

  • 其它特殊关系的存在性


基于上面四种类型,洋葱君也将分4篇文章,来为您详细拆解每类题型背后的解题策略和思考逻辑。


 ▲ 将分为4种类型、4篇文章来讲解


今天,洋葱君将为您带来第一篇,关于“特殊三角形存在性问题”(主要讲等腰三角形和直角三角形)。在阅读本文前,建议学生先能理解动点问题的“三步分析法”(点击这里查看)。


02

“存在性问题”有哪些难点?


说起存在性问题,学生的第一反应通常是“想不全,爱丢解”。具体说来,学生总是丢解的原因主要有下面这3点:


(1)对图形特征不熟悉,对动点运动规律不了解


比如,对于等腰三角形的存在性:已知一条边不动,另一个点会“跑”,但是“跑到哪呢?”学生很难理解透彻。


(2)很难将图形和函数结合分析


存在性问题,通常都要求学生既要了解图形特征,又要了解函数性质,对学生综合能力要求较高。


(3)几何规律的代数表示


在解题过程中,经常需要把几何意义用坐标的形式表示,学生在认知和理解上存在障碍。


那么,对于等腰三角形和直角三角形的存在性问题,有什么比较好的解题方法呢?洋葱君今天带来的“两圆一线”和“两线一圆”模型,一定能帮助到您。


03

“两圆一线”模型:

解决等腰三角形存在性问题


对于等腰三角形,学生最容易遇到的一类存在性问题,就是“已知等腰△ABC的一边AB,问点C的位置该怎么找?”


怎么找呢?这里洋葱君告诉大家一个模型——“两圆一线”模型。


什么意思呢?就是点C分别在“以A、B两点为圆心,AB为半径的两个圆、以及AB的垂直平分线上”。如下图所示,虚线上的所有点(除了重合和共线的情况)都满足等腰三角形,这就是两圆一线。


 ▲等腰三角形的“两圆一线”模型


下面以2019年山东济南的等腰三角形存在性问题为例来说明:



仔细分析题目之后,你会发现这道题目可以简化成:已知点A(0,8)、B(2,4),C和D分别从A,B出发向右运动,运动距离为m,问m为何值时△BCD是等腰三角形?



看过动点问题的分析方法后,我们应该知道要“先写出随着m变化,点C,D的坐标,分别为(m,8)和(m+2,4)。”


接下来重点问题来了,我们该怎么找等腰三角形呢?


这时,就要想到“两圆一线”模型,根据模型来找顶点的位置。



观察图形,我们发现在运动过程中,点B有三次落在虚线上,也就是有三个瞬间能构成等腰三角形,画出图形列方程就可以解出m的值。


 ▲左滑查看全部三种情况


但细心的同学可能发现,这个模型说起来比较简单,但对学生的想象能力要求还是挺高的。那如果学生直观想象力不好,想象不出来图形运动状态该怎么办?


这里洋葱君再教大家一种代数的方法,这种方法对几何直观的依赖性比较小,适合作为“通法”来使用


 ▲洋葱解题课中介绍了一种解决问题的“通法”,

完整视频请扫描二维码查看


 ▲扫描上方二维码查看完整视频

(如不能查看,请在洋葱APP-初中数学人教版-中考二轮-存在性-等腰三角形存在性问题-构成等腰三角形查看)


从上面的视频,我们可以看到:原来解决这类问题,还可以先表示长度,然后分类讨论列方程,最后再画图检验、舍掉不符合的情况。



这种“通法”适合大部分学生,你学会了吗,快来试一试吧。


04

“两线一圆”模型:

解决直角三角形存在性问题


对于直角三角形存在性问题,同样有一个常用模型——“两线一圆”模型。


即以AB为边构造直角三角形,点C的位置就在过点A和点B做线段AB的两条垂线上,以及以AB为直径的圆上。即AB与下图中虚线上的所有点(除去重合和共线的情况)都可以构成直角三角形。


 ▲直角三角形的“两线一圆”模型


下面以2019年河南题目为例,来为您做详细说明。



首先,还是可以将问题简化为“已知点C坐标(0,-2),点P在抛物线y=1/4x²+1/2x-2上运动,点M在直线y=-1/2x-2上运动,且P,M横坐标都为m,问m为何值时,△PCM是直角三角形。



然后,先明确点P和点M的运动方式,或者说P和M的坐标分别为:(m,1/2m²+1/4m-2)和(m,-1/2m-2)。


同样,我们需要先找到构成直角三角形时,点P的位置。根据“两线一圆”模型,可以做下图这样的思考。



观察图形,我们发现在运动过程中,点P有两次落在虚线上(不考虑重合的情况),也就是有两个瞬间能构成直角三角形,画出图形列方程就能解出m的值。


 ▲左滑查看第二种情况


同样,为了照顾直观想象能力相对较弱的学生,洋葱君在这里再教大家一种万能的“通法”。


▲ 完整视频及更多题型请在洋葱APP中观看,视频位置:

初中数学人教版-中考二轮-最新中考压轴题-存在性-特殊直线的存在性


从视频中,我们可以看到,这个问题还可以先分类讨论直角顶点的位置;再画图检验、舍掉不符合的情况;最后再列方程求解。



看过这篇文章后,学生考试再遇到这类问题时,能不能轻松想到“两圆一线”和“两线一圆”呢?万一找不到,能不能想起两个视频中的“通法”呢?


欢迎持续关注公号,学习后续三种“存在性”问题的解题策略哦~


-END-

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