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纵观多年的中考数学命题,运动型问题常作中考数学压轴题,这类题目集中体现了知识的综合性及解决问题方法的综合性,这类压轴题多数体现为函数运动型综合题和几何运动型综合题。
函数型综合题:是给定直角坐标系和几何图形,先求函数的解析式,再进行图形的研究,求点的坐标或研究图形的某些性质。求已知函数的解析式主要方法是待定系数法,关键是求点的坐标,而求点的坐标基本方法是几何法(图形法)和代数法(解析法)。
几何型综合题:是先给定几何图形,根据已知条件进行计算,然后有动点(或动线段)运动,对应产生线段、面积等的变化,求对应的(未知)函数的解析式,求函数的自变量的取值范围,最后根据所求的函数关系进行探索研究。解答这类问题,关键是掌握几种常用的数学思想方法:一是运用函数与方程思想;二是运用分类讨论的思想;三是运用转化的数学思想。下面举几个例子就上述的思想来进行探讨,借以提高教学能力。
一、质点的运动问题
(1)求AB的长。
(2)当t为何值时,△ACD与△AOB相似?并直接写出此时点C的坐标。
(3)△ACD的面积是否有最大值?若有,此时t为何值?
若没有,请说明理由。
【评析】本题是一道压轴题,此题既考查分析问题的能力,又考查学生综合运用一次函数、相似三角形、方程等基本知识。这里设计了一个开放的,动点运动的数学问题,为学生灵活运用基础知识,分析问题,解决问题留下了广阔的探索、创新的思维空间。
解:
(3)略。
质点的运动问题是动中有静,静中有动,处理的关键是通过“执果索因”找出它的特殊位置,先让它在特殊位置的地方停下来,然后讨论符合题意的可能结果。
二、线的运动问题
例:如图2,正方形ABCD的边长为6,AC是对角线,点A(0,6),點E从B出发,以每秒2个单位的速度沿着直线B→C→D运动,过点E作直线L1∥AC交正方形的边于点M,2秒后,点F从D出发以每秒1个单位的速度沿路线DA运动,过点F作直线L2∥AC交正方形的边于点N,设点E运动时间为t秒(0≤t≤4.5),直线L1,和L2截得正方形所得图形的面积为S。
三、图形的运动问题
例如图3,Rt△PMN中,∠P=90°,PM=PN,MN=8cm,矩形ABCD的长和宽分别为8cm和2cm,C点和M点重合,BC和MN在一条直线上。令Rt△PMN不动,矩形ABCD沿MN所在直线向右以每秒1cm的速度移动(如图4),直到C点与N点重合为止。设移动x秒后,矩形ABCD与△PMN重叠部分的面积为y cm2。求y与x之间的函数关系式。
因此,矩形ABCD以每秒1cm的速度由开始向右移动到停止,和Rt△PMN重叠部分的形状可分为下列三种情况:
解决图形的运动型问题的关键也是要“以静制动”,即把动态问题,变为静态问题来解。首先找出图形在运动过程中的重叠部分形状的特殊变化,然后通过数形综合、分类讨论的思想对问题逐步突破。
函数型综合题:是给定直角坐标系和几何图形,先求函数的解析式,再进行图形的研究,求点的坐标或研究图形的某些性质。求已知函数的解析式主要方法是待定系数法,关键是求点的坐标,而求点的坐标基本方法是几何法(图形法)和代数法(解析法)。
几何型综合题:是先给定几何图形,根据已知条件进行计算,然后有动点(或动线段)运动,对应产生线段、面积等的变化,求对应的(未知)函数的解析式,求函数的自变量的取值范围,最后根据所求的函数关系进行探索研究。解答这类问题,关键是掌握几种常用的数学思想方法:一是运用函数与方程思想;二是运用分类讨论的思想;三是运用转化的数学思想。下面举几个例子就上述的思想来进行探讨,借以提高教学能力。
一、质点的运动问题
(1)求AB的长。
(2)当t为何值时,△ACD与△AOB相似?并直接写出此时点C的坐标。
(3)△ACD的面积是否有最大值?若有,此时t为何值?
若没有,请说明理由。
【评析】本题是一道压轴题,此题既考查分析问题的能力,又考查学生综合运用一次函数、相似三角形、方程等基本知识。这里设计了一个开放的,动点运动的数学问题,为学生灵活运用基础知识,分析问题,解决问题留下了广阔的探索、创新的思维空间。
解:
(3)略。
质点的运动问题是动中有静,静中有动,处理的关键是通过“执果索因”找出它的特殊位置,先让它在特殊位置的地方停下来,然后讨论符合题意的可能结果。
二、线的运动问题
例:如图2,正方形ABCD的边长为6,AC是对角线,点A(0,6),點E从B出发,以每秒2个单位的速度沿着直线B→C→D运动,过点E作直线L1∥AC交正方形的边于点M,2秒后,点F从D出发以每秒1个单位的速度沿路线DA运动,过点F作直线L2∥AC交正方形的边于点N,设点E运动时间为t秒(0≤t≤4.5),直线L1,和L2截得正方形所得图形的面积为S。
三、图形的运动问题
例如图3,Rt△PMN中,∠P=90°,PM=PN,MN=8cm,矩形ABCD的长和宽分别为8cm和2cm,C点和M点重合,BC和MN在一条直线上。令Rt△PMN不动,矩形ABCD沿MN所在直线向右以每秒1cm的速度移动(如图4),直到C点与N点重合为止。设移动x秒后,矩形ABCD与△PMN重叠部分的面积为y cm2。求y与x之间的函数关系式。
因此,矩形ABCD以每秒1cm的速度由开始向右移动到停止,和Rt△PMN重叠部分的形状可分为下列三种情况:
解决图形的运动型问题的关键也是要“以静制动”,即把动态问题,变为静态问题来解。首先找出图形在运动过程中的重叠部分形状的特殊变化,然后通过数形综合、分类讨论的思想对问题逐步突破。