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初中数学:动点最值问题解题方法,旋转平移法,主从联动模型(瓜豆原理)

G老师 数学解题技巧 2022年05月11日 16:01

动点最值问题是初中数学的难点了,将军饮马、阿氏圆、胡不归、费马点、隐圆模型、瓜豆原理等,考点挺多,需要同学们总结不同模型的特征,题目给出一些条件符合哪个模型,我们就可以快速解题。


最近在网上看到某附中的中考模拟题,答案给的思路不太典型,一般同学们不太容易想到,这里介绍另一种思路。


数学题本质就是解读条件或者结论,跟所学相联系,去求解。


例题:图片

(视频讲解在文末

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分析:这个题目初看条件非常简单,毫无头绪,结论这里非常典型,√2AB+AC最大值,这个结论形式类似阿氏圆、胡不归的最值类型,那就可以类比同样的方法把√2AB去转化到某条线段,再与AC结合求最值。


①√2AB怎么转化呢?√2一般是等腰直角三角形中出现的比例关系,所以构造以AB为直角边的等腰直角三角形;


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②如上图,AB绕点A顺时针旋转90度,得到等腰直角三角形ABD,BD=√2AB;


③BD=√2AB,但是BD与AC不相连,不符合阿氏圆、胡不归的三点共线最值类型,那得想个办法让BD和AC连起来;

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④如上图,把BD从点B平移到点A,得到平行四边形ABDE,AE=BD=√2AB;


这个题目巧的是,E、A、C三点始终共线,∠EAD=45°,∠DAB=90°,∠BAC=45°,这三个角加起来刚好是平角180°;


分析到这里,这道题目中要求的√2AB+AC最大值就转化到求EC的最大值,点C是定点,找出点E的轨迹,就可以得到EC最大值;


接下来,熟悉主从联动模型(瓜豆原理)的同学就笑了,点E的轨迹不就是个圆嘛,因为点A这里定角定长,A的轨迹是圆,那么点E轨迹也是圆。


不妨简单证明一下,如果∠BEC是定角,那么点E轨迹是圆。

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连接EB,交AD与点F,因为∠BEA不好直接求度数,可以迂回一下;

∠DEA=45°,如果∠DEF度数是定值,那么BEA度数也是定值了;


DF=DA/2=DE/2;
tan∠DEF=1/2;
∠DEF度数是定值,
所以BEA度数也是定值;
E轨迹是圆;


当EC是直径是,EC长度最大!

此时∠EBC=90°


直接求EC长度,初中常考两种方法,一是勾股定理,二是相似三角形;勾股定理只有一个BC=4,没办法求,所以考虑相似三角形。


过点F作FG⊥EA于点G,为什么选点F呢,F点周围的线段长度之比容易求出来,而且△EFG∽△ECB

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如上如所示,即可求出EC长为4√10

即√2AB+AC最大值为4√10


-视频讲解-


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