一道中考压轴题的另一种解法

更新时间:2024-04-14 作者:用户投稿原创标记本站原创 点赞:3318 浏览:8117

如图,正三角形ABC的边长为3+.

(1)如图①,正方形EFPN的顶点E、F在边AB上,顶点N在边AC上.在正三角形ABC及其内部,以A为位似中心,作正方形EFPN的位似正方形E′F′P′N′,且使正方形E′F′P′N′的面积最大(不要求写作法);

(2)求(1)中作出的正方形E′F′P′N′的边长;

(3)如图②,在正三角形ABC中放入正方形DEMN和正方形EFPH,使得DE、EF在边AB上,点P、N分别在边CB、CA上,求这两个正方形面积和的最大值及最小值,并说明理由.

原解:(1)如图①,正方形E′F′P′N′即为所求.

(2)设正方形E′F′P′N′的边长为x.

∵△ABC为正三角形,

∴AE′等于BF′等于x.

∴x+x等于3+.

∴x等于,即x等于3-3.(没有分母有理化也对,x≈2.20也正确)

(3)如图②,连接EP、PN,则∠NEP等于90°.

设正方形DEMN、正方形EFPH的边长分别为m、n(m≥n),它们的面积和为S,则NE等于m,PE等于n.

∴PN2等于NE2+PE2等于2m2+2n2等于2(m2+n2).

∴S等于m2+n2等于PN2.

延长PH交ND于点G,则PG⊥ND.

在Rt△PGN中,PN2等于PG2+GN2等于(m+n)2+(m-n)2.


∵m+m+n+,即m+n等于3.

∴)当(m-n)2等于0时,即m等于n时,S最小.

∴S最小等于×32等于.

)当(m-n)2最大时,S最大.

即当m最大且n最小时,S最大.

∵m+n等于3,由(2)知,m最大等于3-3.

∴n最小等于3-m最大等于3-(3-3)等于6-3.

∴S最大等于[9+(m最大-n最小)2]等于[9+(3-3-6+3)2]等于99-54.

在陕西省的压轴题的解答中,笔者发现各种版本的资料和《2013中考说明》都用上述办法解答了该问题,但在教学实践中,笔者发现学生普遍对上述(3)的解法感到难以理解,绝大部分学生想不到该方法.因此,笔者和学生根据问题中的条件,尝试建立二次函数这一数学模型,利用学生熟悉的二次函数知识较容易地解决了该问题.在探究过程中,学生多思、善疑、严谨、细致的良好学习品质得到充分体现和提升.(具体解法如下)

解:(3)如图③,设正方形EFPH、正方形DEMN的边长分别为x、y,它们的面积和为S,

则PF等于EF等于x,ND等于DE等于y,

在Rt△PFB中,∠B等于60°,BF等于等于x.

同理:AD等于y.

∵AD+DE+EF+BF等于AB等于3+.

∴x+x+y+y等于3+.

∴x+y等于3即y等于3-x.

∴S等于x2+(3-x)2.

即S等于2x2-6x+9.

此抛物线的顶点坐标为(,).

由(2)知:x与y的最大值均为3-3.

∵x+y等于3.

∴x等于3-y最大等于3-(3-3)等于6-3.

∴6-3≤x≤3-3.

当x等于时,S最小等于.

当x等于3-3或6-3时,S最大等于(3-3)2+(6-3)2等于99-54.

因此,这两个正方形面积和的最大值为99-54,最小值为.

(作者单位:陕西省渭南市临渭区三马路初中)