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研究型学习类试题在近年各地中考试题中频频出现,此类试题常常先提供一个问题情境,让考生在解决问题情境的过程中掌握一个数学方法,然后对这个问题进行变式探究或者拓展应用.
例 (2013·连云港)小明在一次数学兴趣小组活动中,对一个数学问题作如下探究:
【切入点】对于问题情境,可根据题目条件证明三角形全等,再根据图形面积间的关系证S四边形ABCD=S△ABF;对于问题迁移,通过图形变化,转化在问题情境中,利用问题情境中的结论,求出△MON的面积最小时,点P满足的条件;对于实际应用,通过作辅助线,将问题转化,构造出问题迁移中的基本图形来解答;对于拓展延伸,同样利用上面的结论来解答,并注意讨论.
【解答过程】问题情境:
证明:因为AD∥BC,所以∠ADE=∠FCE.
又因为DE=CE,∠AED=∠FEC,所以△ADE≌△FCE,
所以S△ADE=S△FCE,所以S四边形ABCD=S四边形ABCE
+S△ADE=S四边形ABCE+S△FCE=S△ABF.
问题迁移:
当直线旋转到点P是线段MN的中点时,△MON的面积最小.
不妨设PF 由“问题情境”的结论可知,当点P是线段MN的中点时,有S四边形MOFG=S△MON.
因为S四边形MOFG 实际应用:如图6,作PP1⊥OB,MM1⊥OB,垂足分别为P1、M1.
在Rt△OPP1中,PP1=OPsin30°=2,OP1=OPcos30°=2.
由“问题迁移”的结论知,当PM=PN时,△MON的面积最小.
此时MM1=2PP1=4,M1P1=P1N.
在Rt△OMM1中,OM1=≈=,M1P1=OP1-OM1=2-,
ON=OM1+M1P1+P1N=4-.
所以S△MON=MM1·ON=8-≈10.28≈10.3(km2).
拓展延伸:
(1) 当过点P的直线l与四边形OABC的一组对边OC、AB分别交于点M、N时. 延长OC、AB交于点D,易知AD=6,S△OAD=18.
由“问题迁移”的结论知,当PM=PN时,△MND的面积最小,所以此时四边形OANM的面积最大.
由题意易得M1P1=P1A=2,从而OM1=MM1=2. 又因为PP1=2,
所以MN∥OA.
所以S四边形OANM=S△OMM1+S四边形MM1AN=×2×2+2×4=10.
(2) 当过点P的直线l与四边形OABC的另一组对边CB、OA分别交于M、N时.
延长CB交x轴于T点,由B、C的坐标可得直线BC对应的函数关系式为y=-x+9.
则T点的坐标为(9,0).
所以S△OCT=×9×=.
由结论知:当PM=PN时,△MNT的面积最小,所以四边形OCMN的面积最大.
MM1=2PP1=4.
所以点M的横坐标为5,P1M1=NP1=1,TN=6.
所以S△MNT=×6×4=12,S四边形OCMN=S△OCT-S△MNT=-12=<10.
综上所述:截得四边形面积的最大值为10.
【方法总结】本题第2个问题的解决需要用到第1个问题的结论,第3个问题的解决需要用到第2个问题的结论,第4个问题又要用到第3个问题的结论,此类问题在解决的时候,要注意小题与小题之间的联系,千万不要将每个小问题看作独立的个体.
(作者单位:江苏省海安县海陵中学)
例 (2013·连云港)小明在一次数学兴趣小组活动中,对一个数学问题作如下探究:
【切入点】对于问题情境,可根据题目条件证明三角形全等,再根据图形面积间的关系证S四边形ABCD=S△ABF;对于问题迁移,通过图形变化,转化在问题情境中,利用问题情境中的结论,求出△MON的面积最小时,点P满足的条件;对于实际应用,通过作辅助线,将问题转化,构造出问题迁移中的基本图形来解答;对于拓展延伸,同样利用上面的结论来解答,并注意讨论.
【解答过程】问题情境:
证明:因为AD∥BC,所以∠ADE=∠FCE.
又因为DE=CE,∠AED=∠FEC,所以△ADE≌△FCE,
所以S△ADE=S△FCE,所以S四边形ABCD=S四边形ABCE
+S△ADE=S四边形ABCE+S△FCE=S△ABF.
问题迁移:
当直线旋转到点P是线段MN的中点时,△MON的面积最小.
不妨设PF
因为S四边形MOFG
在Rt△OPP1中,PP1=OPsin30°=2,OP1=OPcos30°=2.
由“问题迁移”的结论知,当PM=PN时,△MON的面积最小.
此时MM1=2PP1=4,M1P1=P1N.
在Rt△OMM1中,OM1=≈=,M1P1=OP1-OM1=2-,
ON=OM1+M1P1+P1N=4-.
所以S△MON=MM1·ON=8-≈10.28≈10.3(km2).
拓展延伸:
(1) 当过点P的直线l与四边形OABC的一组对边OC、AB分别交于点M、N时. 延长OC、AB交于点D,易知AD=6,S△OAD=18.
由“问题迁移”的结论知,当PM=PN时,△MND的面积最小,所以此时四边形OANM的面积最大.
由题意易得M1P1=P1A=2,从而OM1=MM1=2. 又因为PP1=2,
所以MN∥OA.
所以S四边形OANM=S△OMM1+S四边形MM1AN=×2×2+2×4=10.
(2) 当过点P的直线l与四边形OABC的另一组对边CB、OA分别交于M、N时.
延长CB交x轴于T点,由B、C的坐标可得直线BC对应的函数关系式为y=-x+9.
则T点的坐标为(9,0).
所以S△OCT=×9×=.
由结论知:当PM=PN时,△MNT的面积最小,所以四边形OCMN的面积最大.
MM1=2PP1=4.
所以点M的横坐标为5,P1M1=NP1=1,TN=6.
所以S△MNT=×6×4=12,S四边形OCMN=S△OCT-S△MNT=-12=<10.
综上所述:截得四边形面积的最大值为10.
【方法总结】本题第2个问题的解决需要用到第1个问题的结论,第3个问题的解决需要用到第2个问题的结论,第4个问题又要用到第3个问题的结论,此类问题在解决的时候,要注意小题与小题之间的联系,千万不要将每个小问题看作独立的个体.
(作者单位:江苏省海安县海陵中学)