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念好三字经解题有保证

2015-05-06陈国玉

中学数学杂志(初中版) 2015年2期
关键词:对称点圆心角动点

模拟试题中经常会遇到“两条线段和最小”这类问题.笔者在教学中,指导学生解决这一传统问题时,总结出的解题方法是,作其中一个定点关于直线的对称点,连接对称点与另一个定点,与这条直线的交点即为所求作的动点,利用轴对称的性质把两条线段之和转化为一条线段.后来将其细化为“三环节”进行,学生掌握得可以,也收到了不错的教学效果.这三个“环节”是:①“作”.即作出其中一个定点关于直线的对称点;②“找”.即把这个对称点和另一个已知定点连接起来,与直线相交于一点,当动点移动到与这个交点重合时,根据“两点之间,线段最短.”可知此时的两线段和最小,即利用转化思想,把两条线段和的最小值转化为一条线段的长;③“求”.即利用勾股定理求出这条线段的长,即为两条线段和的最小值.下面通过几例,说说用这“三环节”解决这类问题的具体步骤,供参考.例1如图1,已知CA⊥AB,DB⊥AB,AC=1cm,BD=2cm,AB=4cm.现有一个动点P,从点B向点A运动.当点P运动到何处时PC+PD最小?并求出这个最小值.

指导解法如下:

第一环节:作已知点C关于AB所在直线的对称点C′(如图1);

第二环节:连结C′D,交AB于点P′.

因为AB是CC′的垂直平分线,所以P′C′=P′C,因此当点P运动到和点P′重合时,根据“两点之间,线段最短.”可知PC+PD最小,它的最小值就是线段C′D的长.

第三环节:作C′E∥AB,与DB延长线交于点E.因为CA⊥AB,DB⊥AB,所以四边形AC′EB为矩形,所以C′E=AB=4,BE=AC′=AC=1,DE=2+1=3,在Rt△DEC′中,C′D=C′E2+DE2=42+32=5,所以C′D=C′P′+P′D=5,即PC+PD的最小值为5cm.

例2如图2,AB是半径为1的⊙O的直径,点M在⊙O上,∠MAB=30°,N为弧MB的中点,点P是直径AB上一个动点,求PM+PN的最小值是多少?

指导解法如下:

①作点N关于直径AB的对称点N′,由垂径定理可知,点N′也在⊙O上;

②连接MN′交AB于点P′,当动点P移动到与P′点重合时PM+PN的值最小,即是线段MN′的长.

③连接OM、ON′,因为圆周角∠MAB=30°,所以圆心角∠BOM=60°,

又因为MN=NB=BN′,所以它们所对的圆心角都为30°,即∠BON′=30°,所以∠MON′=90°.

在Rt△MON′中,MN′=12+12=2,即PM+PN的最小值为2.

例3如图3,在平面直角坐标系中,Rt△OAB的顶点A在x轴的正半轴上,顶点B的坐标为(3,3),点C的坐标为(12,0),点P为斜边OB上的一动点,则PA+PC的最小值是多少?

指导解法如下:如图4,

第一步:作A关于OB的对称点D;

第二步:连接CD交OB于P,连接AP,则此时PA+PC的值最小,因为DP=PA,所以PA+PC=PD+PC=CD,PA+PC的最小值为线段CD的长.

第三步:作DN⊥OA于N,因为B(3,3),所以在Rt△OAB中,AB=3,OA=3,∠B=60°,∠BOA=30°.由勾股定理得OB=23,在Rt△OAM中,因为∠BOA=30°,所以AM=12OA=32,所以AD=2×32=3.在Rt△OAM中,因为∠BOA=30°,所以∠OAM=60°.因为DN⊥OA,所以∠NDA=30°,所以AN=12AD=32,由勾股定理得:DN=332,又因为C(12,0),所以CN=AO-AN-OC=3-32-12=1,在Rt△DNC中,由勾股定理得:DC=CN2+DN2=12+(332)2=312,即PA+PC的最小值是312.

作者简介陈国玉,男,中学高级教师.凉州区骨干教师、“教学能手”、“教科研先进个人”,多次荣获学校“优秀教师”、“优秀班主任”称号.有100多篇论文在国家、省市级期刊上发表.

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