最值问题分析求解的两个角度,高分必备

最值问题分代数最值和几何最值两类,其中代数最值主要考查方程与不等式及函数的性质,而几何最值涉及到图形的性质、图形的变化、图形与坐标多个维度.解决此类问题的常规方法是:建模——识模——用模.下面通过一道经典问题来说一说几何最值分析求解之道。本

最值问题分代数最值和几何最值两类,其中代数最值主要考查方程与不等式及函数的性质,而几何最值涉及到图形的性质、图形的变化、图形与坐标多个维度.因其既能考查学生知识的灵活运用能力,又能更好的体现试题的区分度和效度,成为近几年数学学科中考命题教师偏爱的压轴题型之一.

初中数学几何最值问题考查的知识要点主要有以下四个方面(1)公理:两点之间线段最短(”将军饮马”问题、”蚂蚁爬行”问题、”阿氏圆”问题、”两边之差”问题)(2)公理:垂线段最短(”跳远”问题、”胡不归”问题)(3)定圆中的最长弦是直径(”不定圆”问题)(4)点和圆的位置关系(”360°旋转”问题、”轨迹隐圆”问题).

解决此类问题的常规方法是:建模——识模——用模.下面通过一道经典问题来说一说几何最值分析求解之道。

问题:在△ABC中,∠ACB=90°,∠ABC=30°,将△ABC绕顶点C顺时针旋转,旋转角为θ(0°<θ<180°),得到△A₁B₁C.

(1)如图1,当AB∥CB₁时,设A1B1与BC相交于D.证明:△A₁CD是等边三角形;

(2)如图2,连接AA₁、BB₁,设△ACA1和△BCB1的面积分别为S₁、S₂.求证:S₁:S₂=1:3;

(3)如图3,设AC中点为E,A₁B₁中点为P,AC=a,连接EP,当θ= °时,EP长度最大,最大值为 _____.

【分析】(1)当AB∥CB₁时,∠BCB₁=∠B=∠B₁=30°,则∠A₁CD=90°﹣∠BCB₁=60°,∠A1DC=∠BCB1+∠B1=60°,可证:△A1CD是等边三角形;

(2)由旋转的性质可证△ACA₁∽△BCB₁,利用相似三角形的面积比等于相似比的平方求解;

(3)连接CP,当E、C、P三点共线时,EP最长,当△ABC旋转到△A₁B₁C的位置时,此时θ=∠ACA₁=120°,EP=EC+CP=1/2a+a=3/2a.根据图形求出此时的旋转角及EP的长.

本题考查了旋转的性质,特殊三角形的判定与性质,相似三角形的判断与性质.关键是根据旋转及特殊三角形的性质证明问题.

【解答】(1)证明:如图,∵AB∥CB₁,

∴∠BCB₁=∠B=∠B₁=30°,

∴∠A₁CD=90°﹣∠BCB1=60°,∠A₁DC=∠BCB₁+∠B₁=60°,

∴△A₁CD是等边三角形;

(2)证明:由旋转的性质可知AC=CA₁,∠ACA₁=∠BCB₁,BC=CB₁,

∴△ACA₁∽△BCB₁,

∴S₁:S₂=AC²:BC²=1²:(√3)²=1:3;

(3):如图,连接CP,当△ABC旋转到△A₁B₁C的位置时,

此时θ=∠ACA₁=120°,EP=EC+CP=1/2a+a=3/2a.

故答案为:120,3/2a.

【收获检测】

如图,直角边长为6的等腰Rt△ABC中,点D、E分别在直角边AC、BC上,DE∥AB,EC=4.

(1)如图1,将△DEC沿射线AC方向平移,得到△D₁E₁C₁,边D₁E₁与BC的交点为M,连接BE₁,当CC₁多大时,△BME1是等腰直角三角形?并说明理由.

(2)如图2,将△DEC绕点C旋转∠α(0°<α<360°),得到△D1E1C,连接AD₁、BE₁、边D₁E₁的中点为F.

①在旋转过程中,AD₁和BE₁有怎样的数量关系?并说明理由;

②连接BF,当BF最大时,求AD1的值.(结果保留根号)

【提示】(1)如图1中,连接EE₁,当CC₁=2时jquery获取最大值,△BME1是等腰直角三角形.利用平移不变性解决问题即可.

(2)①AD₁和BE₁相等.证明△BE₁C≌△AD₁C,即可解决问题.

②当点F在BC的延长线上时,BF最大为6+2√2.

【解题反思】

1、从”数”的角度——构造与所求线段长有关的不等关系

用来求最值的常规模型就是不等式,而与线段长有关的不等关系,最常见的就是三角形的三边关系。所以上述三题,核心思路都是构造出与目标线段有关的三角形jquery获取最大值,然后借助三角形的三边关系列出与目标线段有关的不等式进行求解。本题由三边关系得EP≤CE+CP(共线时相等),本题中CE、CP为定值(思考为什么CP是定值),所以EP最大=CE+CP。从数的角度看,本题借助几何关系构造与变化线段有关的不等关系,解题的本源模型是不等式。虽是几何题,但离不开代数的技能。

2、从”形”的角度——分析动点的运动轨迹,直观感受线段的长短变化

深入思考后,我们可以描述出题目中动点的运动轨迹,想象出线段长短变化的动态过程。先通过动图直观感受下。

通过动态描述,更能够直观感受到线段长短变化的过程,并形象的验证了之前借助不等式所获得的数量结论。请同学们思考题中动点的运动轨迹应该如何描述,为什么是这样的轨迹?

本文到此结束,希望对大家有所帮助。

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