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2017-2018年度福建泉州九上质检倒一题解析

2018-02-07 永泰一中 张祖冬 初中数学延伸课堂


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(2017-2018泉州九上质检倒一)



已知一次函数y=kx-2√3的图象与x轴交于点A(-2,0),与y轴交于点B,点P的坐标为(0,m).

(1)求k的值;

(2)当m为何值时,△POA∽△AOB?

(3)求√2PA+PB的最小值.

【图文解析】

(1)常规题,只需直接代入,即可求出,答案为:k=-√3.

(2)画出符合条件的图,如下图示,

(由于本题中的两三角形相似已经对应好,答案相对简单些)

显然两答案(点P和点P’)是关于x轴对称,如下图示:

下面求解第一种情况的点P坐标,显然图中有常见的图形(子母Rt△形,即Rt△形斜边上的高),不论用三角函数的定义或相似或勾股定理,均可轻松求出(本公众号已有多篇文章分析),本文仅用三角函数的定义求解,其他方法略去.

由已知条件不难求得B(0,-2√3),且A(-2,0),得到OA=2,OB=2√3,可得tan∠ABO=√3/3,如下图示,

不难得到∠1=∠ABO,因此tan∠1=OP/OA=tan∠ABO=√3/3,得到OP=OA×(√3/3)=2√3/3.

即m=2√3/3.

另一个答案为-2√3/3.

(当然,本题直接利用相似三角形的性质求解,类似,也很简便)

(3)分析:类似“求√2PA+PB的最小值”的最值问题常见的思路有两种,一是通过几何方法找出最值的点;二是通过建立函数,转化为求函数的最值问题.

      本题可以通过几何方法找出最值的点(本公众号已有多篇文章解析),下面通过两种方法找出最值点,并求之.显然应先将“√2PA+PB”化为常规的“线段的和差问题”为此有以下两种解决办法.

      法一:因为√2PA+PB=√2(PA+√2/2×PB),而PB在y轴上(“直”线段),√2/2容易想到450的正余弦值,由此可以构造以PB为斜边的等腰直角三角形,因B点是固定的,因此可以先以B为450的角的顶点,PB为一边向右侧(左侧也可,但会给书写带来麻烦)作等腰直角三角形PBC,另一边与x轴交于E点,如下图示:

      不难得到:△OBE也是等直角三角形,OE=OB=2√3,得E(2√3,0).此时有PC=(√2/2)PB,因此问题就转化为求PA+PC的最小值.

      此时求PA+PC的最小值问题,只是个基本常规题,若过A点作AD⊥BE于D,则有PA+PC≤AD(根据“垂线段最短”),如下图示:

      当P点与F点(AD与y轴的交点)重合时,PA+PC=AD的值最小,此时AD可通过等腰直角△ADE求得,如下图示:



      法二:直接将“√2PA+PB”转化为常规的两线段和,为此可直接作一个以A为直角顶点、PA为直角边的等腰直角三角形,为此可通过将PA绕A点逆时针旋转900得到,如下图示:

此时√2PA+PB=PP’+PB.

      下面说明:当点P在y轴上运动时,点P’总是在经过点(0,2)且平行于x轴的直线上运动.(先观察动画演示).

      结合如下图示的辅助线,通过全等,不难证得yP=MP‘=OA=2(定值),因此点P‘均在过(0,2)且平行于x轴的直线上.

PP’+PB≤BP’≤BK=2+2√3.

      即√2PA+PB≤2+2√3.

      因此所求的最小值为2+2√3.

      下面通过建立函数关系,转化为求函数中的最值问题.

法三:解析法(建立函数关系)

      如下图示:

直接求出其最值显然有困难,但可通过函数关系,转化为“判别式相关“,问题就能迎刃而解了,本公众号也有多篇相关”用判别式求解最值“的问题,如中考压轴题(函数相关)图文解析 ——(2017福建倒一)初高中衔接相关知识图文例析(4)—判别式的妙用2017年广西玉林崇左中考填选压轴(抛物线及判别式)等等(可点击标题直接打开).



【反思与拓展】

1.熟练掌握特殊角的三角函数值,并利用三角函数定义解题往往带来计算方便,书写简练、思维(逻辑)层次也清晰.

2.最后一可拓展为更一般情况,如可求出“mPA+nPB的最小值(其中m、n为任意正实数均可)“,均可用上述三种方法进行转化成常规的“线段和差的最值问题”,注意体会其中的解题思路.

特别说明

进入公众号,回复“1,2,3,4……13”中的任意一个数字,可查找到相应资料.



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