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【线段的和差最值问题探究】 线段的中点计算问题探究

时间:2019-01-16 来源:东星资源网 本文已影响 手机版

   线段的和差最值问题是最近几年中考的一个热点,承担着区分学生能力差异、分层选拔人才的功能,而最值问题因其问法多样化、条件隐含化、解法多元化,学生往往不易发现问题的本质,难以找到有效的解题方法,故教师在教学时,应注重分析条件与结论的联系,渗透解题思想的类比,解题方法的迁移,从而启发学生的思维,让他们解题时总有"似曾相识"之感,快速准确地找到解法。 ?
  模型一.已知直线上的一个动点P,和直线同侧的两个定点A和B,求PA+PB的最小值。?
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  分析:这个模型在课本上的原创题是:在一条笔直的公路(用直线1表示)的同一旁有两个村庄(用A、B表示),现要在公路边建一个自来水厂,为了使自来水厂向两个村庄铺设的水管道总长最短,则水厂应建在什么位置处??
  要解决这个问题,找出点A关于直线l的对称点 ,连结 交直线 于点P,则点P就是到A、B两村庄的距离之和最短的点的位置。根据三角形两边之和大于第三边的结论很容易证明这其中的道理。这是轴对称问题中一个典型的题目。在此基础上衍变出许多与之相关的问题,我们只需要透过外表看到问题的本质,即找到这些问题的数学模型,就可顺利解决问题,现将有关的应用举例如下:?
  (1)把此模型隐藏在正方形中:正方形ABCD的面积为28,△ABE是等边三角形,点E在正方形ABCD内,在对角线AC上有一动点P,求PD+PE的最小值。?
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   解:在正方形ABCD中,点D关于直线AC的对称点是点B,连接BE,交AC与点P,则PD=PB,PD+PE=PB+PE=BE,?
  ∵正方形的面积为28,∴边长为2√7 ∵△ABE是等边三角形,∴BE=AB=2√7 ∴PD+PE最小值是2√7 ?
  (2)此模型在圆柱形中的应用:已知蚂蚁从圆柱形的桶外壁A点爬到桶内壁的B点去寻找食物,A点到桶口的最短距离AC为12cm,B点桶口的最短距离BD为8cm,弧CD的长为15cm,则蚂蚁爬行的最短距离是多少??
  分析:首先把立体图形转化为平面图形。把圆柱的侧面展开为一个长方形。?
  解:如图是圆柱的侧面展开图:?
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  作A点关于CD的对称点 ,连接 A?`B,交CD与P点,则蚂蚁经过点P时,爬行的距离最短。构造如图所示的?
  RT△ A?`BE,BE=8+12=20, A?`E=15,则 A?`B=25?
  所以蚂蚁爬行的最短距离是25cm.?
  (3)此模型在梯形中应用:如图,在梯形ABCD中,AD∥BC,AB=CD=AD=1,∠B=60°,直线MN为梯形ABCD的对称轴,P为MN上的一点,那么PC+PD的最小值是多少??
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  解:∵直线MN为梯形ABCD的对称轴?
  ∴D点关于直线MN的对称点是A点?
  连结AC,交MN与P?` ,则 P?`A= P?`D,?
  ∴PC+PD的最小值是P?`A+ P?`D=AC∵AB=CD=AD=1,∠B=60°?
  ∴梯形ABCD是等腰梯形,∠BAD=∠CDA=120°?
  ∴∠DAB=30°∴∠BAD=90°∴AC= √3 即PC+PD的最小值是√3?
  (4)此模型在圆中的应用:如图,MN是半径为1的⊙O的直径,点A、B在⊙O上,∠AMN=30°,点B为AN弧的中点,点P是直径MN上的一个动点,则PA+PB的最小值为√2。?
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  解:作点B关于MN的对称点B`,连结AB`交MN与P`,连结 PB`,则PA+PB的最小值为P`A+P`B=AB,连结OA、OB` 。?
  ∵∠AMN=30°, 点B为AN弧的中点,?
  ∴∠AON=60°,∠B`ON=30°∴∠AO =90°?
  ∵OA=OB` =1∴AB`=√2即PA+PB的最小值为√2?
  (5)此模型在菱形ABCD中的应用:如图所示,在菱形ABCD中,AB=2,∠BAD=60°,E是BC的中点,P是对角线AC上一个动点,则△PBE周长的最小值是 1√3。?
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  解:在菱形ABCD中,点B关于AC的对称点是点D,连结BD、DE,交AC与点O、点P`,连结 P`B,?
  ∵DC=BC,∠BAD=∠BCD=60°∴△CDB为等边三角形?
  ∵点E为BC边的中点∴DE⊥BC?
  在RT△CDE中,DC=AB=2, ∠BCD=60°?
  ∴DE=√3 ∴△PBE周长的最小值是1+√3?
  (6)此模型的引申应用:如图,∠AOB=45°,P是∠AOB内一点,PO=10,Q、R分别是OA、OB上的动点,求△PQR周长的最小值。?
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  解:作点P关于OB、OA的对称点P`、B``,连结P`p``分别交OB、OA与点R、Q. 则三角形PRQ的周长PR+PQ+RQ=P`p``,连结OP` 、Op``,因为∠AOB=45°?
  ∴∠ O =90°,OP=O =O =10?
  ∴p``P` =10√3 ,∴三角形PRQ的周长10√3?
  模型二:已知平面内的一个动点P和两个定点A和B(1)求PA+PB的最小值;(2)求PA-PB的最大值?
  分析:解决这类问题,主要是弄清楚P点的具体位置。?
  点P在平面内,可以分为三 类:?
  (1)点P在直线AB外,如图,?
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  根据三角形的三边关系,PA+PB>AB;PA-PB<AB?
  (2) 点P在直线AB上,但在线段AB外,如图?
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  PA+PB>AB;PA-PB≤AB?
  (3)点P在线段AB上,如图?
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  PA+PB=AB;PA-PB<AB?
  综上所述,点P在线段AB上时,PA+PB有最小值,最小值等于线段AB的长;点P在线段AB的延长线上时,PA-PB有最大值,最大值等于线段AB的长。?
  例:已知抛物线 y=ax?2+bx(a≠0)的顶点在直线?y=12x-1?上,且过点A(4,0).⑴求这个抛物线的解析式;?
  (2)设点C(1,-3),请在抛物线的对称轴确定一点D,使|AD-CD|的值最大,请直接写出点D的坐标. ?
  解:(1) y=12x?2 (2)D(2,-2)?
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  总之,数学的教学应留给学生充足的思考空间,教师应引导学生展开想象的翅膀,多观察,多类比,多归纳,多总结。把一些共性的问题通过数学建模使之公式化,便于学生理解记忆,灵活应用。
  

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