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2022廣州中考數(shù)學(xué)壓軸題分析1:瓜豆模型與幾何最值

 一個大風子 2022-08-21 發(fā)布于黑龍江

本題選自2022年廣州中考數(shù)學(xué)填空壓軸題,考查動點產(chǎn)生的幾何最值問題,是之前討論比較多的瓜豆模型。雖然是小題,但是值得練練手。

【題目】

(2022·廣州)如圖,在矩形ABCD中,BC=2AB,點P為邊AD上的一個動點,線段BP繞點B順時針旋轉(zhuǎn)60°得到線段BP′,連接PP′,CP′.當點P′落在邊BC上時,∠PP′C的度數(shù)為          ° ;當線段CP′的長度最小時,∠PP′C的度數(shù)為         ° .

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【分析】

(1)第一問比較直接,當點P′落在BC上時,可以得到∠PP′C=120°。

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(2)第二問有一定難度,因為需要確定點P′的軌跡,然后再得到CP′ 的最小值,求出此時∠PP′C的度數(shù)。

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從題目的條件可以得到△BPP′始終為等邊三角形,而點P在邊AD上運動,那么△BPP′的大小一直在變,但是形狀不變。

這其實就是前面介紹過的非常常見的一種類型,就是大家常說的瓜豆模型。

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通過上方的動圖,很明顯觀察到點P′的軌跡是線段,那么就可以得到當CP′與點P′的軌跡垂直時最小,因為垂線段最短。此時只需要畫出圖形,求出角度即可。

那為什么軌跡是線段呢,如何說明?

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如圖,當點P與A重合時,點P′落在點O處,也就是起始位置。以AB為邊在右側(cè)構(gòu)造等邊三角形ABO,那么可以得到一組手拉手等邊三角形,此時根據(jù)SAS可以得到△ABP≌△OBP′(SAS),可以發(fā)現(xiàn)∠BOP′=∠BAP=90°。

而BO固定不變,那么OP′始終與BO垂直,點P′的軌跡就是BO的垂線段。

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如下圖所示,此時可以得到BO與CP′平行,那么可以得到∠BCP′=∠CBO=30°,那么就可以得到OP′=1/2BC=AB=BO,此時可以得到△BOP′ 為等腰直角三角形。

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所以此時∠PP′C=∠BP′C-∠BP′P

                       =∠BP′O+∠OP′C-∠BP′P

                       =45°+90°﹣60°

                       =75°。


當然,其實還可以有其他的突破口。

我們知道,遇到等長共點的圖形的時候,常??紤]旋轉(zhuǎn)構(gòu)造輔助線。

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如圖,將△BCP′逆時針旋轉(zhuǎn)60°至△BC′P,那么就可以得到CP′=C′P,而點C′的位置是確定的,點P在AD上運動,當C′P⊥AD時C′P最小,即此時CP′最小。

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由于△BCC′為等邊三角形,可以得到此時點P為AD的中點,得到△ABP為等腰直角三角形,那么就可以得到∠BP′C=∠BPC′=45°+90°=135°,那么此時

∠PP′C=∠BP′C-∠BP′P=135°-60°=75°。


【總結(jié)】

遇到等腰、等邊等“等長共點”的圖形時??紤]旋轉(zhuǎn)進行構(gòu)造輔助線。遇到幾何最值問題,常需要確定動點的軌跡,再根據(jù)“兩點之間,線段最短”或者“垂線段最短”進行判斷。

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