中考复习研讨会:众里再寻“它”——与圆有关的共线最值问题 详案

老师的话:每个人的心里,都藏着一个了不起的自己!只要你不颓废,不消极,一直悄悄酝酿着乐观,培养着豁达,保持着自信,坚持着目标,只要上路,总会遇见庆典!

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【教学目标】

1.让学生直观感受圆内(外)一点与圆上一点的最近或最远位置。

2.了解其最近或最远的理论依据

3.学会运用运用“共线最值”求线段的最大或最小值。

【教学设计】

一、导入新课(小视频引入—出示课题两个点位置动画)

二、基本结论(证明达成)

三、基础应用(三个变式)

四、拓展提升1(1.P定点旋转最值,2.P动点旋转最值,以静制动)拓展提升2(折叠对称,定点定长)

五、梳理构建(3-2-2)—治学三境界(激励挑战)

六、挑战自己(正向、逆向思维大PK)

【课前准备】:几何画板  画三个圆 板书322序号 学案提早下发

【教学过程】

一、导入新课

        小视频引入(流浪地球)

同学们,刚刚给大家看的“小视频”是寒假里非常火爆的一部电影叫——流浪地球,这部电影引发了人们对太空的不断探索和思考。

今天,我们也来蹭一蹭这波热度,请思考下面的这个问题:

【问1】:在月球公转的过程中,何时日月距离最近?(生若说:三点共线,追问:哪三点?)

二、基本结论

      我们可以把它抽象成数学问题,如果我们把地球看成点O,因为月球围绕着地球公转,月球看成圆O上的点A,太阳看成点P。这题就转化了:求圆外一点P与圆上一点A的何时距离最近?

追问1.1:你能找到最近的那个点吗?让我们一起来画一画?并试着证明。完成基本结论部分1、2

学生活动:完成导学案中的基础图形证明

追问1.2:(找个做对的学生)你能试着说一说吗?为什么这个点最近?生说证明过程,教师板书。这位同学,巧妙的把三点之间的连线转化成三角形三边关系。很好的解决了这个问题。这种数学思想叫“化归或转化”思想。(板书:转化)

【问2】:那如果点P不在圆外,而在圆内呢?(生:三点共线)你能找到吗?

【教师板书】:圆心、动点、定点

归纳:通过刚才的证明,我们发现,当圆心、动点、定点三点共线的时候,线段AP可以取到最值。简称“共线最值”

追问2.1:我们这个结论,要用它,需要找到什么条件? 那更具体一点,是那三个点呢?(圆心、动点(动点与圆心连线是定值),定点(与圆两种位置,这个定点可能在圆外、也可能在圆内)

过渡2-3:现在让我们用这个基本结论,来完成基础应用1

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三、基础应用

  让学生先独立完成基础应用,请学生分析第一题。

师:要想确定线段的取值范围,我们应先找线段最大最小值(也就是找点取到最值的特殊位置)。

【变式1】

师:如果我给这道题目添上一个直角坐标系,大家还能做吗?

学生回答,师作图,请你来分析解题过程。

师:这位同学,写得很详细,思路也很清晰,你来说一说。生讲师板书。

【变式2】

师:刚才的两个题目,我们都是知道了定点和圆求最值。现在你能根据线段最值求圆的半径吗?

【变式3】(西沃助手 展示学生答错的题目)纠错提醒:位置不确定,所以需要分类(板书2分类讨论)师:请这位同学说你是怎么做的?生口答

【问3】:变式2和变式3一样吗?哪里不一样?条件“圆外”一点和“平面上”一点不一样。

追3.1:这个不一样导致了什么?(不一样,条件“圆外一点”和“平面上一点”)你来讲一讲?分为点P在圆外时和点P在圆内时两种位置情况。强调 变式3 需分类讨论(找一个做错的同学投影)

过渡:同学们,以上题目大家比较容易找到圆心、定点、动点,我们运用这个基本结论最重要的是:在背景图形中,先要找到圆心与动点形成的轨迹圆以及圆外或圆内的定点,之后利用三点共线求最值。但有的题目背景复杂,看似无“圆”实则有“圆”,让我们带着这个经验完成下一题。

四、拓展提升

拓展1

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拓展2

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【拓展提升1】

师:这是一道折叠图,我们可以尝试多画几条折痕,多折叠几次,画几个状态图帮助思考。 学生完成,教师巡视。并指导师先用几何画板展示点B‘的轨迹,并提问学生。

【问4】折叠的的本质是什么?折叠过程中哪些量(可能是点,也可能是线段)是始终保持不变的?(折叠的本质是轴对称,在这个变换中,点E始终是定点,线段EB始终是定长。)在折叠中,我们只要抓住“定点定长”,就可以得出点B的轨迹其实就是一段圆弧。我们要学会找到隐含在里面的圆。

师:小结,我们可以发现在折叠(轴对称)变换中会呈现出圆,那除了折叠,其他的有没有呈现出圆呢?我们来看第2小题。

【问5】在三角形ABC绕点B旋转的过程中,谁可以转化成圆心(提示:旋转中心是?)动点是什么?(提示:线段___的长度是一个定值)?定点是什么?点P 的轨迹是什么?引导学生:P1是动点,绕着B点旋转,由于BP是定值,所以P点的轨迹是圆。

追问5.1:要想找到最值(运用三点共线最值)共线在哪里?(圆心是?定点是?动点是?)师:当图形比较复杂的的时候,我们可以抽丝剥茧,抓住最关键的“三个点”来解决问题。

【问6】我们知道,在上一题中,点B是圆心,在旋转过程中线段PB的长始终是定值。那如果点P是一个动点呢?会怎样?

追问6.1  点P在什么位置的时候,与点B的连线最长,什么位置最短?(几何画板展示不同的圆) 多换几个位置,这样的点有几个?(无数个)

追问6.2  那这些圆中有没有最大的?有没有最小的?谁最小。一条线段旋转形成的是圆环。那么在这个圆环上哪一个点到E点距离最近?(EP是最小的)哪一个点距离最远(使得EP是最大的)。根据经验我们可以连接定长BE

学生解决:点P在C点时,旋转形成的圆最大,当BP⊥AC时,得到圆最小。怎么求最值?

【问7】如果老师把E点的位置往上挪一挪,当BE=2.6时,此时的取值范围会有变化吗?为什么?

接下来我们来梳理一下这节课所学的知识、数学思想及方法。

五、梳理构建

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1.运用“共线最值”这个基本结论,最关键是找到什么?动点、定点、圆。 

2.我们结合(勾股定理、旋转、圆的性质、三角形的三边关系、三角函数)等知识,运用(正向思维、逆向思维)等解题方法,渗透了(分类讨论、数形结合、转化)等数学思想,重点对与圆有关的共线最值进行了探究。

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出示:治学三境界,同学们,接下来,老师要将著名学者王国维的治学三境界送给大家:大家一起来读一读。中考即将来临,奋斗的过程是艰辛的,结果是美好的。让我们一起潜下心来,悬思—苦索—顿悟,进入治学最高境界,定能在六月中考中大获全胜,让我们拿出勇气,一起来完成挑战自我。

六、挑战自我

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主要点播思路,课后探究。提醒解题方法,不要求计算过程。

追问:同学们,在这一题中,你能找到基本结论中的圆心(0)、定长(?)、定点(?)。根据条件出发,我们发现找不到所需的点,不如让我们换个角度。我们仔细观察图形,发现图中有90角和线段AB始终是不变的,符号了“定弦长定张角”的特点,我们可以把点O看成是圆周上运动的一点,运用逆向思维,很好的破解这一题。

方法2:我们也可以利用OD与BD的长是定值,连接OB,转化成三角形三边关系求值。

      小结解题方法:正向思维,由因寻因,逆向思维,由果索因。

      同学们,中考中常见的最值问题有:线段和最小,线段差最大,共线最值问题等。今天这节课,我们结合了勾股定理、旋转、圆的性质、三角形的三边关系等知识点;渗透了数形结合、分类讨论、转化的数学思想;运用了逆向思维、正向思维的解题方法,重点研究了与圆有关的共线最值问题。让我们抓住一个基本结论,两个位置,三种数学思想方法,做题时选择最优的方法,以静制动,以不变应万变。今天这节课上到这里,同学们再见!

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