1 真題重現(xiàn)
2 分析與簡解
這是典型的以圖形變換(旋轉(zhuǎn))為背景的中考動態(tài)壓軸題,三個問題層層遞進(jìn),從確定的特殊狀態(tài),到變化中的不變關(guān)系,最后過渡到變化中的最值問題,體現(xiàn)“變中有恒”、“變中有最”的命題風(fēng)格,這種階梯式的命題方式,既能關(guān)注到試題的信度與效度,也能關(guān)注到考生的區(qū)分度,總體上符合壓軸題的命題要求.
2.1 分析(怎么想)
第(1)①問是一個特殊狀態(tài),整個圖形是確定的,所有的元素(邊、角等)均可求.要求DG的長,一般要將目標(biāo)線段置于可解的(直角)三角形中或轉(zhuǎn)化為其他可求線段.為此,可連接AG構(gòu)造Rt△ADG或者解確定的△BDG.
第(1)②問是一般狀態(tài),需要識別或構(gòu)造基本圖形結(jié)構(gòu),通過線段的轉(zhuǎn)化證明變中不變的關(guān)系.若識別“BF平分∠EBH”結(jié)構(gòu),可利用角平分線的處理策略(構(gòu)造兩條垂線段,得相等);若識別“∠EBH+∠EFH=180°”結(jié)構(gòu),可利用“對角互補(bǔ)”模型,考慮旋轉(zhuǎn)策略(構(gòu)造“共頂角頂點(diǎn)的兩個等腰三角形”,得全等).
第(2)問有動有靜,需要動靜結(jié)合分析,基于點(diǎn)變換與形變換之間的捆綁聯(lián)系(即所謂“瓜豆原理”),可判斷出從動點(diǎn)P在一條射線上運(yùn)動,然后借助“兩點(diǎn)確定一條直線”,主動找點(diǎn),確定目標(biāo)動點(diǎn)P的運(yùn)動軌跡,最終識別所謂“胡不歸”模型.
基于以上圖形結(jié)構(gòu)的分析,下面給出每個小問的幾種思路:
2.2 簡解(怎么解)
點(diǎn)評:基于確定性分析,該問給出了一個確定的特殊狀態(tài),圖中所有邊、角元素都是確定的,必可求.對于線段的長度問題,通常識別或構(gòu)造直角三角形,利用勾股定理求解.前兩種方法都是通過解Rt△ADG實(shí)現(xiàn)的,前者通過導(dǎo)邊導(dǎo)角,利用垂直平分線的性質(zhì)轉(zhuǎn)化線段,后者通過“手拉手”全等結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化線段;方法三則通過解確定的△BDG實(shí)現(xiàn)目標(biāo).對于此類圖形結(jié)構(gòu)確定的問題,確定性分析顯得至關(guān)重要,需要形成確定性分析的意識,養(yǎng)成確定性思考的習(xí)慣.
點(diǎn)評:基于圖形結(jié)構(gòu)分析,該問蘊(yùn)含多種常見的基本圖形,通過不同的結(jié)構(gòu)入手,可獲得不同的解決方法.方法一通過識別角平分線結(jié)構(gòu),利用角平分線的對稱性,作兩條垂線段,構(gòu)造全等轉(zhuǎn)化線段;后兩種方法則通過識別對角互補(bǔ)四邊形,利用旋轉(zhuǎn)策略思構(gòu)輔助線.值得一提的是,由于四邊形BEFH中并未提供相等的鄰邊,這里都借助構(gòu)造等腰三角形(△BFE′或△BFF′)的方式,達(dá)到與旋轉(zhuǎn)同樣效果的輔助結(jié)構(gòu).對于此類基本圖形豐富的問題,識圖、構(gòu)圖顯得至關(guān)重要,需要形成尋找基本圖形結(jié)構(gòu)的意識,養(yǎng)成基本圖形分析的習(xí)慣.
點(diǎn)評:基于點(diǎn)的運(yùn)動分析,從動點(diǎn)P可看作主動點(diǎn)F繞定點(diǎn)E順時針旋轉(zhuǎn)60°得到,再結(jié)合局部(點(diǎn))變換與整體(圖形)變換之間的捆綁聯(lián)系,當(dāng)主動點(diǎn)F在射線QD上運(yùn)動時,從動點(diǎn)P也必然在一條射線上運(yùn)動,并且該射線可看作由射線QD繞定點(diǎn)E順時針旋轉(zhuǎn)60°得到(即所謂“瓜豆原理”),故這里將起點(diǎn)Q繞定點(diǎn)E作相同的旋轉(zhuǎn)變換得到的點(diǎn)M即為從動點(diǎn)P的運(yùn)動起點(diǎn),借助夾角定位法即可說明點(diǎn)P的運(yùn)動軌跡.接下來還要識別系數(shù)不為1的兩線段之和最小值問題,即為所謂的“胡不歸”模型,通過構(gòu)造特殊角,借助正弦處理不為1的系數(shù),最終利用“垂線段最短”原理尋得最值,剩下的就是計(jì)算問題而已.對于此類模型化問題,熟悉“套路”是捷徑,需要理解模型背后的原理,理清來龍去脈,養(yǎng)成“識模、用?!钡牧?xí)慣.
2.3 再思考(還可以怎么解)
至此,這道中考壓軸題看似已經(jīng)完全解決,但若深思下去,“解題處處有奇思”.上面采取了所謂“瓜豆原理”,結(jié)合“胡不歸”模型解決了最后一問,其難點(diǎn)是確定點(diǎn)P的運(yùn)動軌跡,將“隱線”顯現(xiàn)出來,方能解決.那么,有沒有不需要確定點(diǎn)P運(yùn)動軌跡的方法呢?
事實(shí)上,只需要將與目標(biāo)有關(guān)的點(diǎn)作相應(yīng)的反向旋轉(zhuǎn)即可,如圖12所示,可知△MEQ、△ADE、△NEN′均為等邊三角形,則△AEN′≌△DEN(SAS),故AN′=DN=2,∠EAN′=∠EDN=120°,從而AN′∥BC;
點(diǎn)評:基于動點(diǎn)之間變換關(guān)系的分析,然后反其道而行,將與目標(biāo)有關(guān)的所有點(diǎn)、線等圖形作整體反向變換,往往可以“化腐朽為神奇”,給人“處處有精彩”之驚喜.這種整體反向變換思路最大的優(yōu)勢在于無需再將從動點(diǎn)的軌跡顯現(xiàn),從而突破了尋找軌跡的難點(diǎn).這在雙關(guān)的動點(diǎn)最值問題中常常可起到意想不到的簡化之效,需要養(yǎng)成用變換的眼光看“點(diǎn)”想“形”的習(xí)慣.
弗賴登塔爾曾精辟指出,“沒有反思,學(xué)生的理解就不可能從一個水平升華到更高的水平”.波利亞也說過,“好問題類似于采磨菇,采到一個后還應(yīng)四處看看,也許還有更多.”一道題解決后還可以進(jìn)一步反思或者進(jìn)行相關(guān)變式或者與其他問題進(jìn)行類比總結(jié),就本題而言,大家還可以從以下三方面思考:①變結(jié)論;②變條件;③變考題.這樣方能真正提升自己的解題能力,實(shí)現(xiàn)所謂“做一道題、通一類題、變多道題”的效果(時間原因,不再展開,留給大家一個開放型的結(jié)尾,可以讓大家有更多的想象空間)!
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