理解动态图形求最值——2025年安徽省中考数学第10题

B站影视 韩国电影 2025-09-15 17:33 1

摘要:在动态几何图形中,动点、动线均可视为因变量,受它们影响,图形的其它部分也随之发生变化,以动点为例,点在直线上、点在射线上、点在线段上意味着因变量本身存在一个范围,相应的,随之变化的点、线,也可能存在一个变化范围,这就是几何最值产生的原因。

理解动态图形求最值——2025年安徽省中考数学第10题

在动态几何图形中,动点、动线均可视为因变量,受它们影响,图形的其它部分也随之发生变化,以动点为例,点在直线上、点在射线上、点在线段上意味着因变量本身存在一个范围,相应的,随之变化的点、线,也可能存在一个变化范围,这就是几何最值产生的原因。

在此类题目中,构图是最关键的步骤,虽然题目会给出参考图,是静态图形,通过阅读题目条件,想像点、线的运动状态,找准关键点(临界点),并以此为突破口,解决最值问题。

题目

如图,在四边形ABCD中,∠A=∠ABC=90°,AB=4,BC=3,AD=1,点E为边AB上的动点,将线段DE绕点D逆时针旋转90°得到线段DF,连接FB,FC,EC,则下列结论错误的是

A.EC-ED的最大值是2√5 B.FB的最小值是√10

C.EC+ED的最小值是4√2 D.FC的最大值是√13

解析:

对于四边形ABCD而言,它是一个直角梯形,且各边长度均为定值,源动点是点E,它带动点F运动,同时线段ED、EC、FB、FC随之改变长度。

观察ED和EC,当点E在线段AB上由A到B,当E与A重合时ED最短为1,EC最长为5,当E与B重合时ED最长为√17,EC最短为3,所以EC-ED存在最大值4;

判断选项A错误;

当点E在线段AB上运动时,点F沿经过点F且垂直于AB的直线运动,如下图:

我们将△ADE也绕点D逆时针旋转90°,得△GDF,由于点E运动受限,在线段AB上,所以点F也存在一个范围,我们知道BF最短时,理应是当BF⊥FG,这意味着点F在AB上,但点F不能到达AB,它最低点就是点G,此时点E与A重合,我们可求出FB的最小值就是图中的BG,我们不妨连接BG,如下图:

利用勾股定理,求得BG=√10;

判断选项B正确;

两条线段和的最值,基本思路是转移到同一条线段上,具体方法是利用轴对称,如下图:

作点D关于AB的对称点D',连接CD',此时CD'的长度就是EC+ED的最小值,同样可由勾股定理求得CD'=4√2;

判断选项C正确;

在前面选项A的探究过程中,我们知道FC的长度存在最小值,但本选项是探索最大值,因此我们考虑两个临界点,即E与A重合,E与B重合时FC的长;

当E与A重合时,求得FC长度是√13;

当E与B重合时,易证△ADE≌△HDF,于是AE=HF=4,可求出FI=5,减掉GI后,得FG=2,在Rt△FGC中由勾股定理求出FC=√13;

判断选项D正确;

因此,除A错误外,其余均正确,本题选A.

解题思考:

作为选择题压轴题,考最值很常见,但这道题属于半开放题型,并没有指定某个最值,而是让学生判断四个选项中的最值是否存在,相当于学生要判断四次,这就不简单了。

而这道题也有快捷解答方式,就是让图在学生脑子里动起来,我们在课堂上探究动态几何问题的时候,有一个很重要的目的,就是让学生学会看动图,看懂动图,究竟纸上的图形如何在学生脑子里动起来,老师的引导很重要,包括教学语言、肢体语言等,这些语言传递给学生之后,产生的作用是形成动画,学生可通过描述自已想像中的动画,让老师来判断是否符合题意,这个过程在课堂教学中必不可少。

不少数学课堂上都涉及到动态几何图形,尤其是在解题课教学中,老师的表达很关键,准确说出几何图形如何动,并用学生能理解的语言进行描述,还要能听懂学生的描述,了解图形在学生脑子里是如何动的,这是双向理解,任何一个方面出现理解偏差,这个教学环节就无法落实。

让学生懂,再懂学生,学、教、评在这一刻,是一致的,千万不要拿动画演示一遍就完事。

来源:爱数学做数学一点号

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