崔晓富
在平面几何的动态问题中,当某几何元素在给定条件变动时,求某几何量(如线段的长度、图形的周长或面积、角的度数以及它们的和与差)的最大值或最小值问题,称为几何最值问题。近年,各地中考题常通过几何最值问题考查学生的实践操作能力、空间想象能力、分析问题和解决问题的能力。笔者针对安徽省近两年中考数学的几何最值问题作一探究与分析,希望对大家有所帮助。
一、实例探讨与评点
问题一:(2016年安徽省中考数学第10题)如图,Rt△ABC中,AB⊥BC,AB=6,BC=4,P是△ABC内部的一个动点,且满足∠PAB=∠PBC,则线段CP长的最小值为()
【考点】点与圆的位置关系;圆周角定理。
【分析】首先证明点P在以AB为直径的☉O上,连接OC与☉O交于点P,此时PC最小,利用勾股定理求出OC即可解决问题。
教师运用“几何画板”进行解析,取CQ的中点O,连接OP,当OP⊥AB时,OP最短,所以CQ=2OP取最小值。
二、拓展与引申
阅读下列材料:小华遇到这样一个问题,如图3,△ABC中,∠ACB=30°,BC=6,AC=5,在△ABC内部有一点P,连接PA,PB,PC,求PA+PB+PC的最小值。
小华是这样思考的:要解决这个问题,首先应想办法将这三条端点重合于一点的线段分离,然后将它们连接成一条折线,并让折线的两个端点为定点,这样依据“两点之间,线段最短”,就可以求出这三条线段和的最小值了。他先后尝试了翻折、旋转、平移的方法,发现通过旋转可以解决这个问题。他的做法:如图4,将△APC绕点C顺时针旋转60°,得到△EDC,连接PD,BE,则BE的长即为所求。
(1)请你写出图4中,PA+PB+PC的最小值为____________;
(2)参考小华的思考问题的方法,解决下列问题:
即当PA+PB+PC值最小时PB的长为。
三、归纳小结教学启示
1.解决平面几何最值问题的常用方法
(1)应用两点间线段最短的公理(含应用三角形的三邊关系)求最值;
(2)应用垂线段最短的性质求最值;
(3)应用轴对称的性质求最值;
(4)应用二次函数求最值;
(5)应用其他知识求最值。
2.对教学的启示
(1)教师的数学功底和文字表述水平;
(2)教师应有广阔的视角;
(3)加强“动态几何”训练;
(4)紧扣《数学课程标准》,透析《安徽中考考纲》。
“几何最值问题”试题新颖别致,颇具魅力,成为中考试题中的一朵朵奇葩,但我们寻根溯源,定能殊途同归。让我们共同努力,共同探索,共同为之奋斗!
(作者单位:安徽省南陵县城东实验学校)