初中数学的最小值问题及其应用

从运动的角度探索几何图形变化规律的试题称为动态几何试题。动态几何试题以运动为载体,融合了许多代数和几何知识,渗透了分类讨论、化归约、数形结合、函数方程等重要的数学思想。动态几何中的最大值和最小值问题,往往是在图形变换过程中利用变量和不变量,在运动中求静,利用变量的相关性质来解决的。

动态几何试题中求最大值的问题,大多出现在中考期末考试中。常见的动态几何试题有三种类型:点动试题、线动试题、形动试题。

解决问题的关键是把握以下三点:

借助图形在运动中产生的函数关系,探索几何图形的变化规律。借助于四个变换(平移、旋转、折叠、相似)过程中的变量和不变量,可以在运动中求静,利用变换的相关性质解决一些几何图形的极大值问题。在求解过程中,往往需要综合运用化归思想、分类讨论思想、数形结合、方程思想、函数思想等多种数学思想。1.点对点试题:这类试题通常在三角形、四边形、函数图像等一些几何图形上设计一个或几个运动点,研究和考察伴随这些点运动变化过程中的等价关系、变量关系、图形的特殊状态以及图形之间的特殊关系。点动试题往往融合了几何和代数知识,数形结合,综合性很强。

例如,如图所示,在平面直角坐标系中,一条顶点为(4,-1)的抛物线在A点与Y轴相交,在B、C两点与X轴相交(B点在C点的左侧),A点的坐标为(0,3)。如果P点是抛物线上的一个动点,位于A点和C点之间,问:当P点移动到什么位置时,△PAC的面积最大?得到了点P的坐标和△PAC的最大面积。

解析:作一条直线平行于Y轴交点P和AC交点Q,然后用割补法可得:S△PAC=S△PAQ+S△PCQ,最后将问题转化为S△PAC=?PQ×OC溶液。

回答流程:

点评:考题看似普通,但仔细品味,却隐藏着“精彩”的东西,尤其是关于最大面积的探索。如果分析方向不正确,就很难找到思路。此外,试题对函数与方程、变换与转化、数形结合、待定系数法等重要数学思想方法有很好的体现。

2.线性动态试题:这类试题通过线条的移动或旋转来揭示图形的本质和变化规律。

点评:试题以直角坐标系为基础,以对称性和二次函数为载体。起点不高,但要求全面,融合了动态几何的变与不变、数形结合、化归等数学思想。要想很好的解决这个问题,除了扎实的基础知识,还必须具备良好的思维习惯和心理素质。

三、移形试题:这类试题主要包括图形的平移、旋转、折叠、滑动四大类。

点评:本题目结合矩形的性质和三角形的相似性考察二次函数的应用。用数形结合的方法来解决,是这个题目的基本思想。

总之,在初中几何图形的动点问题中求最大值,往往意味着化繁为简,动中求静,运用数形结合、方程思维、函数思维等多种思路解题。