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2020年中考數學技巧,幾何最值之造橋選址模型,掌握後輕鬆解題

2022-02-23由 勤十二談數學 發表于 農業

選址問題可以用什麼模型

造橋選址模型是幾何最值模型中的一種,充分體現了平移思想,利用平移思想構造平行四邊形,掌握基礎模型可輕鬆解決問題。如果對這個模型不熟悉的話,題目可能就要變成難題了。

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這是一道比較有趣的問題。如圖,A和B兩地在一條河的兩岸,現要在河上造一座橋MN。橋造在何處才能使從A到B的路徑AMNB最短?(假定河的兩岸是平行的直線,橋要與河垂直)我們將其轉化為數學模型後再來探究。

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如圖1,要使得AMNB最短,即使得AM+MN+MB最短,而河的寬度是不會發生改變的,即求AM+MB最短,但是發現這兩條線段長不在一起,換句話說,不是我們熟悉的將軍飲馬中兩定一動模型,那麼應該這麼處理呢?我們可以想方設法將其轉化為將軍飲馬模型,也就說需要移動其中一條線段,抓住河的寬度保持不變,橋要與河垂直,我們可以構造一個平行四邊形。

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如圖2,過點B作BB′⊥l2,且BB′等於河寬,那麼四邊形BB′MN為平行四邊形,可以將BN轉化為B′M,即求AM+B′M最短,利用兩點之間線段最短即可知點M的位置。連線AB′交l1於點M,作MN⊥l1交l2於點N,則MN就為橋所在的位置。本題後續透過平行四邊形轉化後,也可以利用將軍飲馬模型解題。

2020年中考數學二輪複習專題

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例題:如圖,對稱軸為直線x=2的拋物線經過A(-1,0),C(0,5)兩點,與x軸另一交點為B。已知M(0,1),E(a,0),F(a+1,0),點P是第一象限內的拋物線上的動點.

(1)求此拋物線的解析式;

(2)當a=1時,求四邊形MEFP面積的最大值,並求此時點P的座標;

(3)若△PCM是以點P 為頂點的等腰三角形,求a為何值時,四邊形PMEF周長最小?請說明理由.

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分析:

第1問求拋物線的解析式,直接選擇待定係數法,已知拋物線的對稱軸,因此可以選擇頂點式求解。

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第2問考察了面積的計算,該四邊形不能直接使用公式計算,可以利用割補法,將四邊形先轉化為兩個三角形,求出四邊形的表示式,然後利用二次函式的性質研究最值。

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第3問就是典型的造橋選址問題,需要構造輔助平行四邊形解決。

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可以發現,造橋選址模型的提示點在:有一條動線段,看到有動線段求最值時,可以先想一下是不是造橋選址問題。將軍飲馬模型中雖然也有兩個動點,但不是動線段。