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求几何最值,看转化策略

2019-12-09张照国

学校教育研究 2019年22期
关键词:短距离结合法扇形

张照国

在全国各地近几年的中考中,平面几何最值问题经常受到命题者关注。几何中的最值问题,是指变动的图形中某些几何元素的几何量发生变化,或几何元素的某些几何性质或位置关系发生变化,其中每个确定量(如线段长度、角度大小、图形面积等)的最大值或者最小值。由于这类问题具有极强的探索性,且目标不一定明确。此类问题的频繁出现,让很多同学束手无策,望而生畏。其实解最值问题的关键是结合题意,借助相关的概念、图形的性质,将最值问题转化或化归为相应的数学模型进行理解与分析,一般都能找到相关的解决办法。求几何最值常见的基本方法:1.特殊位置与极端位置法;2.几何定理(公理)法;3.数形结合法等。现结合近年中考试题特点进行剖析,希望能给大家一些启示与帮助。

4.用转化,化立体为平面

例4 圆锥底面半径为10cm,高为10 cm,

(1)求圆锥的表面积;

(2)若一只蚂蚁从底面一点A出发绕圆锥一周回到SA上一点M处,且SM=3AM,求它所走的最短距离。

思路点拨:利用底面半径、高及母线组成的直角三角形构造勾股定理求出母线长,进而借助扇形面积公式求出表面积;蚂蚁在圆锥表面上行走一圈,而圆锥侧面展开后为扇形,故可在展开图(扇形)上求点A到M的最短距离(即AM的长)。

注:对于立体图形中要计算圆锥曲面上两点之间的最短距离,一般把立体的圆锥的侧面展开成扇形,转化为平面图形借助线段公理计算。将立体图形转化为平面图形是初中阶段常用的基本方法与思想。

5.引参数,化几何为代数

例6 如图,在△ABC中∠B=90?,AB=12cm,BC=24cm,动点P从A开始沿AB边以2cm/s的速度向B运动,动点Q从B开始沿BC边以4cm/s的速度向C运动,如果P、Q分别从A、B同时出发。如果P、Q两点在分别到达B、C两点后就停止移动.当t为何值時, △PBQ的面积S最大,最大值是多少?

思路点拨:设时间为t,则PA=2x,BQ=4x,建立S,x的关系式,运用代数的方法求S的最大值.

注:数形结合法解几何最值问题,即适当地选取变量,建立几何元素之间的函数、方程、不等式等关系,再运用相应的代数知识方法求解。常见的解题途径是:(1)利用一元二次方程必定有解的代数模型,运用判别式求几何最值;(2)构造二次函数求几何最值。

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