申华娟
近几年中考的数学压轴题题型多、题意创新,总体来说,大都呈现“起点低、坡度缓、尾巴略翘”的趋势,综合考查了学生分析问题和解决问题的能力.因此,教师平时在综合题的教学中,须和学生一起分析压轴题的结构及所考查的知识点.通过教师的解析和点评,引导学生探索各种题型的解题规律,准确把握解题思路、方法和技巧,以减轻学生解压轴题的心理压力.下面以2010年浙江台州市中考数学压轴题为例,谈谈中考数学压轴题的教学设计.
(2010 浙江台州市)如图1,Rt△ABC中,∠C = 90°,BC = 6,AC = 8.点P,Q都是斜边AB上的动点,点P从B 向A运动(不与点B重合),点Q从A向B运动,BP = AQ.点D,E分别是点A,B以Q,P为对称中心的对称点,HQ⊥AB于Q,交AC于点H. 当点E到达顶点A时,P,Q同时停止运动.设BP的长为x,△HDE的面积为y.
(1)求证:△DHQ∽△ABC;
(2)求y关于x的函数解析式,并求y的最大值;
(3)当x为何值时,△HDE为等腰三角形?
分析 第(1)问是基础题,求两个三角形相似,起点低,绝大部分学生能比较轻松地给予解答. 根据A,D关于点Q成中心对称,可证∠HDQ = ∠A,即可得出结论.
第(2)问难度不大,自然想到用面积公式表示△HDE的面积,利用第(1)小题的结论,列出比例式,寻求HQ与DQ的关系,从而建立y与x的函数解析式. 通过学生操作活动,自剪纸片,按照题意折叠纸片,容易发现:随着动点P,Q的运动,x随之变化,点D,E的位置也会变化,因此必须分类讨论.
第(3)问有一定的难度,根据第(2)问的分析,很容易想到要根据x的取值范围进行分类讨论. △HDE为等腰三角形,没有说明哪条边是腰,哪条边是底边,因此还要根据等腰三角形的腰和底边分类讨论,须防止漏解.
简解
(1) ∵ A,D关于点Q成中心对称,HQ⊥AB,
∴ ∠HQD = ∠C = 90°,HD = HA,∴∠HDQ = ∠A,
∴ △DHQ∽△ABC.
(2)①如图2,当0 < x ≤ 2.5时,
ED = 10 - 4x,QH = AQ tan A = ■x,
此时y = ■(10 - 4x) × ■x = -■x2 + ■x .
当x = ■时,最大值y = ■.
②如图3,当2.5< x ≤ 5时,
ED = 4x - 10,QH = AQ tan∠A = ■x,
此时y = ■(4x - 10) × ■x = ■x2 - ■x.
当x = 5时,最大值y = ■.
∴ y与x之间的函数解析式为
y = -■x2 + ■x(0 < x ≤ 2.5),■x2 - ■x(2.5 < x ≤ 5).
y的最大值是■.
(3)①如图2,当0 < x ≤ 2.5时,
若DE = DH,∵ DH = AH = ■ = ■x,DE = 10 - 4x,
∴ 10 - 4x = ■x,x = ■.
显然ED = EH,HD = HE不可能;
②如图3,当2.5 < x ≤ 5时,
若DE = DH,4x - 10 = ■x,x = ■;
若HD = HE,此时点D,E分别与点B,A重合,x = 5;
若ED = EH,则△EDH∽△HDA,
∴ ■ = ■,■ = ■,x = ■.
∴当x的值为■,■,5,■时,△HDE是等腰三角形.
点评 本题集方程、函数、几何证明于一身,有计算、有证明,具有较强的综合性.可见,本例题的重点知识点是:(1)勾股定理;(2)三角形面积公式;(3)等腰三角形性质定理;(4)三角函数概念或相似三角形性质定理;(5)二次函数表达式及用配方法或公式法求二次函数的最值.本题贯彻的数学思想是:(1)运动观点;(2)方程思想;(3)数形结合思想;(4)分类思想;(5)转化思想.
另外,分类讨论时要做到既不重复又不遗漏,等腰三角形常以腰和底边为分类标准.动点的讨论,常以运动过程中的特殊位置为分界点.
拓展 Rt△ABC中,∠C = 90°,BC = 6,AC = 8. 点Q是斜边AB上的动点,点Q从A向B运动,点D是点A以Q为对称中心的对称点, HQ⊥AB于Q,交AC于点H.当△HDC是直角三角形时,求AQ的长度.
学生讨论后教师点拨:△HDC是直角三角形,要抓住直角顶点进行讨论:当∠DCH = 90°时,点D与点B重合,此时点Q为AB的中点,AQ=5;当∠CDH = 90°时,由对称知识可知,∠A = ∠ADH,从而可以证明∠CDB = ∠B,即CB = CD.过C作CG⊥AB于G,由相似三角形的知识可求出BG = DG = 3.6,AQ = DQ = 1.4;当∠CHD = 90°时,由外角知识可知∠A = 45°,即这种情况不存在.
课后演练 Rt△ABC中,∠C = 90°,BC = 6,AC = 8.点Q是斜边AB上的动点,点Q从A向B运动,点D在射线AB上,且是点A以Q为对称中心的对称点, HQ⊥AB于Q,交AC于点H.设AQ = x,△HDQ与△ABC重叠部分的面积为y,求y与x的函数关系式,并写出x的取值范围.