求解中考压轴题的四种常见思想方法 湖北省黄石市下陆中学宋毓彬湖北省黄石市二十一中皮学军 1.中考数学压轴题概述 1.1压轴题的概念 中考数学试卷中的试题排列顺序通常都遵循着“从简单 到复杂、从易到难”的原则。中考试题中按题型分类的排列 顺序一般是:一、选择题(客观题,有些地方将其称作“第 I卷”);二、填空题(形式简单的主观题);三、解答题 (二、三也合称第Ⅱ卷)。在这三类题型中,思维难度较大 的题目一般都设置在各类题型的最后一题,被称作压轴题。 中考压轴题按其题型的区别及在整个试卷中的位置情 况又可分为两类:选择题和填空题型的压轴题,常被称作小 压轴题;解答题型压轴题(也即整个试卷的最后一题),叫 大压轴题,通常所说的压轴题一般都指大压轴题。 1.2压轴题的特点 中考数学压轴题的设计,大都有以下共同特点:知识点 多、覆盖面广、条件隐蔽、关系复杂、思路难觅、解法灵活。 纵观近几年全国各地数学中考压轴题,呈现了百花齐放的局 面,就题型而言,除传统的函数综合题外,还有操作题、开
求解中考压轴题的四种常见思想方法 湖北省黄石市下陆中学 宋毓彬 湖北省黄石市二十一中 皮学军 1.中考数学压轴题概述 1.1 压轴题的概念 中考数学试卷中的试题排列顺序通常都遵循着“从简单 到复杂、从易到难”的原则。中考试题中按题型分类的排列 顺序一般是:一、选择题(客观题,有些地方将其称作“第 Ⅰ卷”);二、填空题(形式简单的主观题);三、解答题 (二、三也合称第Ⅱ卷)。在这三类题型中,思维难度较大 的题目一般都设置在各类题型的最后一题,被称作压轴题。 中考压轴题按其题型的区别及在整个试卷中的位置情 况又可分为两类:选择题和填空题型的压轴题,常被称作小 压轴题;解答题型压轴题(也即整个试卷的最后一题),叫 大压轴题,通常所说的压轴题一般都指大压轴题。 1.2 压轴题的特点 中考数学压轴题的设计,大都有以下共同特点:知识点 多、覆盖面广、条件隐蔽、关系复杂、思路难觅、解法灵活。 纵观近几年全国各地数学中考压轴题,呈现了百花齐放的局 面,就题型而言,除传统的函数综合题外,还有操作题、开
放题、图表信息题、动态几何题、新定义题型、探索题型等, 令人赏心悦目。 中考压轴题主要是为考察考生综合运用知识的能力而设计的题目,其思维难 度高,综合性强,往往都具有较强的选拔功能,是为了有效地区分数学学科中 尖子学生与一般学生的试题。 在课程改革不断向前推进的形势下,全国各地近年涌现出了大量的精彩的压 轴题。丰富的、公平的背景、精巧优美的结构,综合体现出多种解答数学问题 的思想方法,贴近生活、关注热点、常中见拙、拙中藏巧、一题多问、层层递 进,为不同层次的学生展示自己的才华创设了平台。 1.3压轴题应对策略 针对近年全国各地中考数学压轴题的特点,在中考复习阶段,我们要狠抓基 础知识的落实,因为基础知识是“不变量”,而所谓的考试“热点”只是与题 目的形式有关。要有效地解答中考压轴题,关键是要以不变应万变。加大综合 题的训练力度,加强解题方法的训练,加强数学思想方法的渗透,注重“基本 模式”的积累与变化,调适学生心理,增强学生信心。 学生在压轴题上的困难可能来自多方面的原因,如:基础知识和基本技能的 欠缺、解题经验的缺失或训练程度不够、自信心不足等。学生在压轴题上的具 体困难则可能是: “不知从何处下手,不知向何方前进” 在求解中考数学压轴题时,重视一些数学思想方法的灵活应用,是解好压轴 题的重要工具,也是保证压轴题能求解得“对而全、全而美”的重要前提。下 就2009年全国各地部分中考压轴题为例,简要分析一些重 要的数学思想方法在求解中考压轴题时的重要作用。 2.求解中考压轴题的常见思想方法 2.1分类讨论思想 代表性题型:动态几何问题,存在性讨论问题。 例1.(2009年重庆)已知:如图,在平面直角坐标系x0 中,矩形OABC的边OA在y轴的正半轴上,0C在x轴的正半 轴上,OA=2,0C=3。过原点0作∠A0C的平分线交AB于点D, 连接DC,过点D作DE⊥DC,交OA于点E
放题、图表信息题、动态几何题、新定义题型、探索题型等, 令人赏心悦目。 中考压轴题主要是为考察考生综合运用知识的能力而设计的题目,其思维难 度高,综合性强,往往都具有较强的选拔功能,是为了有效地区分数学学科中 尖子学生与一般学生的试题。 在课程改革不断向前推进的形势下,全国各地近年涌现出了大量的精彩的压 轴题。丰富的、公平的背景、精巧优美的结构,综合体现出多种解答数学问题 的思想方法,贴近生活、关注热点、常中见拙、拙中藏巧、一题多问、层层递 进,为不同层次的学生展示自己的才华创设了平台。 1.3 压轴题应对策略 针对近年全国各地中考数学压轴题的特点,在中考复习阶段,我们要狠抓基 础知识的落实,因为基础知识是“不变量”,而所谓的考试“热点”只是与题 目的形式有关。要有效地解答中考压轴题,关键是要以不变应万变。加大综合 题的训练力度,加强解题方法的训练,加强数学思想方法的渗透,注重“基本 模式”的积累与变化,调适学生心理,增强学生信心。 学生在压轴题上的困难可能来自多方面的原因,如:基础知识和基本技能的 欠缺、解题经验的缺失或训练程度不够、自信心不足等。学生在压轴题上的具 体困难则可能是:“不知从何处下手,不知向何方前进”。 在求解中考数学压轴题时,重视一些数学思想方法的灵活应用,是解好压轴 题的重要工具,也是保证压轴题能求解得“对而全、全而美”的重要前提。下 就 2009 年全国各地部分中考压轴题为例,简要分析一些重 要的数学思想方法在求解中考压轴题时的重要作用。 2.求解中考压轴题的常见思想方法 2.1 分类讨论思想 代表性题型:动态几何问题,存在性讨论问题。 例 1.(2009 年重庆)已知:如图,在平面直角坐标系 中,矩形 OABC 的边 OA 在 轴的正半轴上,OC 在 轴的正半 轴上,OA=2,OC=3。过原点 O 作∠AOC 的平分线交 AB 于点 D, 连接 DC,过点 D 作 DE⊥DC,交 OA 于点 E
(1)求过点E、D、C的抛物线的解析式; (2)将∠EDC绕点D按顺时针方向旋转后,角的一边与y 轴的正半轴交于点F,另一边与线段OC交于点G。如果DF 与(1)中的抛物线交于另一点M,点M的横坐标为5,那么 EF=2G0是否成立?若成立,请给予证明;若不成立,请说明 理由; 0 (3)对于(2)中的点G,在位于第一象限内的该抛物线 上是否存在点Q,使得直线GQ与AB的交点P与点C、G构成 的△PCG是等腰三角形?若存在,请求出点Q的坐标;若不 存在,请说明理由。 解析:(1)由△ADE∽△BCD,及已知条件求得E、D、C坐 标,进而求出过点E、D、C的抛物线的解析式: ol (2)EF=2G0成立. ”点M在该抛物线上,且它的横坐标为, .点M的纵坐标为二.设DM的解析式为y=:+b依≠O) 将点D、M的坐标分别代入,得
(1)求过点 E、D、C 的抛物线的解析式; (2)将∠EDC 绕点 D 按顺时针方向旋转后,角的一边与 轴的正半轴交于点 F,另一边与线段 OC 交于点 G。如果 DF 与(1)中的抛物线交于另一点 M,点 M 的横坐标为 ,那么 EF=2GO 是否成立?若成立,请给予证明;若不成立,请说明 理由; (3)对于(2)中的点 G,在位于第一象限内的该抛物线 上是否存在点 Q,使得直线 GQ 与 AB 的交点 P 与点 C、G 构成 的△PCG 是等腰三角形?若存在,请求出点 Q 的坐标;若不 存在,请说明理由。 解析:(1)由△ADE∽△BCD,及已知条件求得 E、D、C 坐 标,进而求出过点 E、D、C 的抛物线的解析式: 5 13 2 1 6 6 y x x = − + + (2)EF=2GO 成立. 点 M 在该抛物线上,且它的横坐标为 6 5 , ∴点 M 的纵坐标为 12 5 .设 DM 的解析式为 1 y kx b k = + ( 0) 将点 D、M 的坐标分别代入,得
2k+b=2 g+4-号 解得=- ∴.DM的解析式为 b=3 y=-x+3 .F(0,3),EF=2. 过点D作DK⊥OC于点K,则DA=DK △DAF≌△DKG,KG=AF=1,G0=1 .∴.EF=2G0. (3)点P在AB上,G(1,0),C(3,0),则设P(t, 2). ∴.PG2=(t-1)2+22,PC2=(3-t)2+22,GC=2 A g(9D7n ①若PG=PC,则(t一1)2+2=(3一t)3+2 解得t=2.P(2,2),此时点Q与点D重合,Q(2,2) ②若PG=GC,则(t一1)2+22=22,解得t=1,P(1,2), 此时GP⊥x轴. GP与该抛物线在第一象限内的交点Q的横坐标为1, .点Q的纵坐标为3.Q(1,3) ③若PC=GC,则(3-t)2+22=22,解得t=3,P(3,2) 此时PC=GC=2,P与B重合 过点Q作QH⊥x轴于点H, 则QH=GH,设QHh,∴Q(h+1,h)a号a+0=a 12 解得4宁2(舍去)·Q(5,5) 综上所述,存在三个满足条件的点Q,即Q(2,2)或Q(1, 127 3)或Q(5,5) 思想方法解读:这道压轴题是将二次函数与平面几何相 结合的函数综合题
1 1 2 2 6 12 5 5 k b k b + = + = 解 得 1 1 2 3 k b = − = ∴ DM 的 解 析 式 为 1 3 2 y x = − + ∴F(0,3), EF=2. 过点 D 作 DK⊥OC 于点 K,则 DA=DK. △DAF≌△DKG,KG=AF=1,GO=1 ∴EF=2GO. (3) 点 P 在 AB 上,G(1,0),C(3,0),则设 P(t, 2). ∴PG =(t-1) +2 ,PC =(3-t) +2 ,GC=2 ①若 PG=PC,则(t-1) +2 =(3-t) +2 解得 t=2.∴P(2,2),此时点 Q 与点 D 重合,Q(2,2). ②若 PG=GC,则(t-1) +2 =2 ,解得 t=1,P(1,2), 此时 GP⊥x 轴. GP 与该抛物线在第一象限内的交点 Q 的横坐标为 1, ∴点 Q 的纵坐标为 .Q(1, ) ③若 PC=GC,则(3-t) +2 =2 ,解得 t=3,∴P(3,2) 此时 PC=GC=2,P 与 B 重合 过点 Q 作 QH⊥x 轴于点 H, 则 QH=GH,设 QH=h,∴Q(h+1,h) . 解得 (舍去).∴Q( , ) 综上所述,存在三个满足条件的点 Q,即 Q(2,2)或 Q(1, )或 Q( , ) 思想方法解读:这道压轴题是将二次函数与平面几何相 结合的函数综合题
第)问结合“形”的特征,求出点D、E、C的坐标,再 设二次函数一般式,用待定系数法可求得二次函数解析式。 体现了解函数问题时常用到的“数形结合”思想。 第(2)由D、M所在直线与y轴相交于F,可求得F点坐 标,并求出EF的长度,并由旋转过程中的角度相等关系, 设法构造全等求出OG。得证结论。解决第(2)问的关系是将 EF、OG转化为可求的已知量,得到其长度关系。体现出数 学解题中的“化归思想”。 本题的第(3)问讨论存在性问题。要使△PCG是等腰三角 形,其中G、C为定点,P为不确定的点,因此应考虑GC 为腰、GC为底,并考虑G、C、P分别为顶点等多种情况进 行分类讨论。假设存在P点,结合P点的位置,通过设置P 点坐标参数,用所设参数表示出相应三角形边长,由等腰三 角形的性质,构造相应方程,可求出P点坐标。第()问不仅 体现了分类讨论思想,还考察了用方程建模的能力。 2.2化归、转化思想 代表性题型:面积问题,二函数图象与坐标轴的交点距离、二次函数与一次 函数交点距离、反比例函数与一次函数交点距离问题(与一元二次方程根的系 数关系转化)。 例2.已知:Rt△ABC的斜边长为5,斜边上的高为2,将这个直角三角形 放置在平面直角坐标系中,使其斜边AB与x轴重合(其中OA0),连接DP交BC于点E。 ①当△BDE是等腰三角形时,直接写出此时点E的坐标。(3分)
第⑴问结合“形”的特征,求出点 D、E、C 的坐标,再 设二次函数一般式,用待定系数法可求得二次函数解析式。 体现了解函数问题时常用到的“数形结合”思想。 第⑵由 D、M 所在直线与 y 轴相交于 F,可求得 F 点坐 标,并求出 EF 的长度,并由旋转过程中的角度相等关系, 设法构造全等求出 OG。得证结论。解决第⑵问的关系是将 EF、OG 转化为可求的已知量,得到其长度关系。体现出数 学解题中的“化归思想”。 本题的第⑶问讨论存在性问题。要使△PCG 是等腰三角 形,其中 G、C 为定点,P 为不确定的点,因此应考虑 GC 为腰、GC 为底,并考虑 G、C、P 分别为顶点等多种情况进 行分类讨论。假设存在 P 点,结合 P 点的位置,通过设置 P 点坐标参数,用所设参数表示出相应三角形边长,由等腰三 角形的性质,构造相应方程,可求出 P 点坐标。第⑶问不仅 体现了分类讨论思想,还考察了用方程建模的能力。 2.2 化归、转化思想 代表性题型:面积问题,二函数图象与坐标轴的交点距离、二次函数与一次 函数交点距离、反比例函数与一次函数交点距离问题(与一元二次方程根的系 数关系转化)。 例 2.已知:Rt△ABC 的斜边长为 5,斜边上的高为 2,将这个直角三角形 放置在平面直角坐标系中,使其斜边 AB 与 x 轴重合(其中 OA0,n>0),连接 DP 交 BC 于点 E。 ①当△BDE 是等腰三角形时,直接写出此时点 E 的坐标。(3 分)
②又连接CD、CP(如图3),△CDP是否有最大面积?若有,求出△CDP的 最大面积和此时点P的坐标;若没有,请说明理由。(3分) A O AO D B 图2 图3 解析:(I)由Rt△A0C∽Rt△COB易知,C0=0A.0B-0A(AB-0A),可求0A=1,0B=4 ∴.A(-1,0)B(4,0)C(0,2)可设解析式为Fa(x+1)(x-4, 将点C(0,2》代入,可求a=2 +号+2为所求 m862,马号3马-5号同 挑示:@0B时,过E作即垂线,可得马6 ②直线BC的解折式为=2+2 ,设8(,八,利用勾股定理和点8(x,》在 1 =-2+2 =-2+2 直线BC上,可得两个方程组2-x小2+y2=2 4-x2+=2分别可求 和马。 (③)方法1:连0P。如图4。 图4 y P(m,2 SAcw-Sae一SA
②又连接 CD、CP(如图 3),△CDP 是否有最大面积?若有,求出△CDP 的 最大面积和此时点 P 的坐标;若没有,请说明理由。(3 分) 解析:⑴由 Rt△AOC∽Rt△COB 易知,CO2 =OA.OB=OA(AB-OA),可求 OA=1,OB=4 ∴A(-1,0) B(4,0) C(0,2) 可设解析式为 y=a(x+1)(x-4), 将点 C(0,2)代入,可求 a= ∴ 为所求 ⑵ ; 提示:①ED=EB 时,过 E 作 BD 垂线,可得 ②直线 BC 的解析式为 ,设 ,利用勾股定理和点 在 直线 BC 上,可得两个方程组 分别可求 和 。 ⑶方法 1:连 OP。如图 4。 P(m,n)在抛物线 上 ∴P(m, ) S△C PO =S 四边形 ODPC-S△OCD
1 =SAc+Sap0-Saa=20C·lx,l+20D·|y,l-20C·0D xamx (2xx 1 1 1 151525 =-2m2+2mF-2(m-2)2+8 525 当m=2时,SAa0面积最大,此时P(2,8) 方法2:过D作X轴的垂线,交PC于M,如图5。 1图5 马袋折式州学:权,具 ,故 S.cm=om()-yp) -w-m2a4+约=m+a-2 =m+(m2+2m+2习-2 + 当-时.马e台,明 思想方法解读:本题是一道二次函数与平面几何综合的压轴题.第()问由三 角形形似(或射影定理)求出相关线段的长,写出相应点的坐标。然后灵活设置 二次函数式,用待定系数法求出二次函数式
=S△POC+ S△PDO-S△OCD= OC·|xp|+ OD·|yp|— OC·OD = ×2m+ ×2( )- ×2×2 =- m + m=- (m- ) + 当 m= 时,S△CP O面积最大,此时 P( , ) 方法 2:过 D 作 X 轴的垂线,交 PC 于 M,如图 5。 易求 PC 的解析式为 ,且 ,故 ∴当 时, , 思想方法解读:本题是一道二次函数与平面几何综合的压轴题.第⑴问由三 角形形似(或射影定理)求出相关线段的长,写出相应点的坐标。然后灵活设置 二次函数式,用待定系数法求出二次函数式
第(2问,虽然题目要求是直接写出点E的坐标。但点E的坐标必须通过计算 得到。而在计算的过程中,要考虑符合要求的等腰三角形的多样性,需分类讨论 顶点、腰的对应情况。 第()问是本题的难点。题中的面积表示,要结合P(m,n)在抛物线上, 充分利用点的坐标的几何意义,或是利用平面几何的性质,有效表示△BCD的面 积,将不能直接表示的三角形缅积转化为能用已知线段和P点坐标表示的面积。 方法1是将四边形分割成两个三角形△P0C、△P0D,方法2,是通过过D点作 垂线,直接将△BDC转化为△PDM、△CDM。 2.3极端值思想 代表性题型:动态几何问题,动态函数问题。 例3.已知∠ABC=90,AB=2,BC=3AD∥BC,P为线段BD上 的动点,点心在射线上,且满是器岩(如图1所示). (1)当AD=2,且点P与点B重合时(如图2所示),求 线段F℃的长,(2)在图1中,联结P.当4D-,且点e在 线段上时,设点Q之间的距离为,其中 表示△APP的面积,a表示△PBC的面积,求y关于x的函数 解析式,并写出函数定义域:
第⑵问,虽然题目要求是直接写出点 E 的坐标。但点 E 的坐标必须通过计算 得到。而在计算的过程中,要考虑符合要求的等腰三角形的多样性,需分类讨论 顶点、腰的对应情况。 第⑶问是本题的难点。题中的面积表示,要结合 P(m,n)在抛物线上, 充分利用点的坐标的几何意义,或是利用平面几何的性质,有效表示△BCD 的面 积,将不能直接表示的三角形面积转化为能用已知线段和 P 点坐标表示的面积。 方法 1 是将四边形分割成两个三角形△POC、△POD,方法 2,是通过过 D 点作 垂线,直接将△BDC 转化为△PDM、△CDM。 2.3 极端值思想 代表性题型:动态几何问题,动态函数问题。 例 3.已知 为线段 上 的动点,点 在射线 上,且满足 (如图 1 所示). (1)当 ,且点 与点 重合时(如图 2 所示),求 线段 的长;(2)在图 1 中,联结 .当 ,且点 在 线段 上时,设点 之间的距离为 , ,其中 表示 的面积, 表示 的面积,求 关于 的函数 解析式,并写出函数定义域;
网1 cB(图2 a 图3 (3)当AD<AB,且点Q在线段AB的延长线上时(如图3所 示),求∠QPC的大小。 PO AD 解析:(1)AD=2,且Q点与B点重合。由PCAB=1, PB(Q)=PC,△PQC为等腰直角三角形,BC=3,PC=Bccos45° 23W2 =3X2=2。 (2)如图:作PE⊥BC,PF⊥AQ。BQ=x,则AQ=2-X。 PF AD 3 由△BPF∽△BDA,BF=AB=4,又BF=PE PF 3 ∴.PE=4,∴,PF=4PE 1 S△APQ=2(2-x)PF,S△PBC=2X3PE .y=4(2-x)
(3)当 ,且点 在线段 的延长线上时(如图 3 所 示),求 的大小。 解析:(1)AD=2,且 Q 点与 B 点重合。由 =1,∴ PB(Q)=PC,△PQC 为等腰直角三角形,BC=3,PC=Bccos45° =3× = 。 (2)如图:作 PE⊥BC,PF⊥AQ。BQ=x,则 AQ=2-x。 由△BPF∽△BDA, = = ,又 BF=PE ∴ = ,∴PF= PE S△APQ= (2-x)PF,S△PBC= ×3PE ∴y= (2-x)
P点与D点重合时,此时CQ取最大值。过D作DH LBC. PQ AD 3 2 15 CD=2,此时PC=AB,2=2,PQ=8,BQAB一AQ8 7 ∴.函数的定义域:0≤x≤8 (3)方法1:PQ/PC=AD/AB,假设PQ不垂直PC,则可以作一 条直线PQ'垂直于PC,与AB交于Q'点,则:B,Q',P, C四点共圆。 由圆周角定理,以及相似三角形的性质得:PQ' /PC=AD/AB, 又由于PQ/PCAD/AB所以,点Q'与点Q重合,所以角 ∠QPC-90° PN AD PO 方法2:如图3,作PM⊥BC,PN⊥AB。由N=AB=PC,即 PN PO PM==PC ∴.△PNQ∽△PMC ∠MPC=∠NPN,.∴.∠QPC=∠MPC+∠ QPB=∠NPQ+∠QPM=90° 思想方法解读:这是一道动态几何的变式综合题。 Pe AD 第)问,线段的比值P℃AB不变,Q在特殊点(与B点 重合),由AD=AB=2,故PQ(B)=PC,△PQC为等腰 直角三角形。利用几何性质可求出PC
P 点与 D 点重合时,此时 CQ 取最大值。过 D 作 DH⊥BC。 CD= ,此时 = , = ,PQ= ,BQ=AB-AQ= ∴函数的定义域:0≤x≤ (3)方法 1:PQ/PC=AD/AB,假设 PQ 不垂直 PC,则可以作一 条直线 PQ′垂直于 PC,与 AB 交于 Q′点,则:B,Q′,P, C 四点共圆。 由 圆 周 角 定 理 , 以 及 相 似 三 角 形 的 性 质 得 : PQ ′ /PC=AD/AB, 又由于 PQ/PC=AD/AB 所以,点 Q′与点 Q 重合,所以角 ∠QPC=90° 方法 2:如图 3,作 PM⊥BC,PN⊥AB。由 = = ,即 == ∴△PNQ∽△PMC ∠MPC=∠NPN,∴∠QPC=∠MPC+∠ QPB=∠NPQ+∠QPM=90° 思想方法解读:这是一道动态几何的变式综合题。 第⑴问,线段的比值 不变,Q 在特殊点(与 B 点 重合),由 AD=AB=2,故 PQ(B)=PC,△PQC 为等腰 直角三角形。利用几何性质可求出 PC