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初三培优系列5:隐形圆专题1——2019扬州中考为例

刘护灵 geogebra与数学深度融合 2022-07-17
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编者按:
最近笔者在思考、学习谢明初教授的认知心理学和西蒙数学教学法,也和他的研究生多次微信中探讨交流。西蒙数学教学法和笔者导师吴和贵的“支架式教学”理念相近,也和笔者最近几年探索的“小步子,缓坡度,多活动,快反馈”课堂教学方法类似。
为实现理解而教,为实现迁移而教。
但同时感觉西蒙数学教学法不是学习方法的全部。它主要适用于课堂教学。
做中学,例中学,很有道理。
还应该补充上:书中学。
即阅读和写也是基本的学习方法。例如华罗庚自学的时候,主要靠书中学。
实际上,如果一个人想学会终身学习,书中学(通过阅读和写)是更主要的方法。
笔者当时开设这个公众号的出发点,就是让一些层次好的学生,能阅读笔者的文章,思考和学习在课堂上讲不到或一时讲不清的内容。
下面是笔者在2019年初三备考时摘录的学案部分。现在也补充了2019年中考的实例。

学习目标
1、准确把握圆的有关基础知识和基本定理;
2、在审题中抓住圆的“影子”,利用圆的知识解决数学问题。

学习重点:熟练并准确掌握圆的有关知识是本节的教学重点。
学习难点:抓住题目中的隐形圆将题目顺利解决是本节的难点。
一、圆的两个定义:
1、圆的描述性定义:如图所示,在一个平面内,线段OA绕它固定的一个端点旋转一周,另一个端点A所形成的图形叫做圆.其中固定的端点O叫做圆心,线段OA叫做半径.
2、集合性定义:平面上到定点的距离等于定长的所有点组成的的图形(形成的轨迹)叫做圆.


典型例题1:
【2019扬州中考】
如图,已知等边△ABC的边长为8,点P是AB边上的一个动点(与点A、B不重合).直线l是经过点P的一条直线,把△ABC沿直线l折叠,点B的对应点是点B'.当PB=6时,在直线l变化过程中,求△ACB'面积的最大值.

题意分析:此题中,点P明显是定点,因为PB=6(出题者搞错了?),只有直线l才是变化的。
动画理解一下题意:

静态图是这样的:

此题的难点在于,当直线l运动时,点B'在什么样的轨迹上运动?这是解决问题的关键!

由动态图和圆的定义可知,点B'的轨迹是一个以P为圆心,PB为半径的圆。
如下面的静态图:

解决:

考虑△ACB'面积最大,因为AC是定值,只需B'到AC距离最大即可.过P作作PH⊥AC交AC于H点,与圆的交点即为所求B'点,先求HB',再求面积,相关细节过程请读者思考.



典型例题2:
接下来看广州省实集团2019年一模试题,这道题的确和2019年中考数学题第24题有点类似。

25.(14分)问题探究:

(1)如图①,Rt△ABC中,∠C=90°,AC=3,BC=4,点DAB边上任意一点,则CD的最小值为   .

(2)如图②,矩形ABCD中,AB=3,BC=4,点M、点N分别在BDBC上,求CM+MN的最小值.

(3)如图,矩形ABCD中,AB=3,BC=4,点EAB边上一点,且AE=2,点FBC边上的任意一点,把△BEF沿EF翻折,点B的对应点为G,连接AGCG,四边形AGCD的面积是否存在最小值,若存在,求这个最小值及此时BF的长度.若不存在,请说明理由.

此题十分经典!第2问也是很好的问题,此处主要分析第3问:
动画理解题意:

由折叠知,EB=EG=1,所以点G的轨迹是一个圆!

静态图如下:

解决:∵四边形ABCD是矩形,
CDAB=3,ADBC=4,∠ABC=∠D=90°,根据勾股定理得,AC=5,
AB=3,AE=2,
∴点FBC上的任何位置时,点G始终在AC的下方,
设点GAC的距离为h

S四边形AGCDSACD+SACGAD×CD+AC×h×4×3+×5×hh+6,

∴要四边形AGCD的面积最小,即:h最小,

∵点G是以点E为圆心,BE=1为半径的圆上在矩形ABCD内部的一部分点,

EGAC时,h最小,

由折叠知∠EGF=∠ABC=90°,

延长EGACH,则EHAC



静态图如下:



美丽的数学分形树 


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