中考數學壓軸題突破:學會鉛錘大法,輕鬆破解二次函數面積大題!

2020-12-10 毛老師數學課

在中考二次函數的壓軸題中,有一類是關於面積最值的問題,我們知道,關於面積的問題,從小學到中考是都一個高頻考點,常見的處理方法一般有割補法、模型法、整體減空白,難度並不算大。

但是,當它放在二次函數的背景下,再結合動點和最值去考查就變得比較複雜,學生整體失分率比較高。

那麼,中考函數背景下的面積最值問題到底難在哪裡呢?其實,面積問題本身並沒有太大的變化,即便是動點存在性的探究,面積最值的配方求解,都是常規思路,毫無障礙!

真正導致學生失分嚴重的是計算難度的加大,計算又是很多同學的硬傷,而普通方法偏偏會遇到大量的複雜計算。

那麼,如此痛苦的問題有沒有好的解決辦法呢?還真有,用鉛錘定理去解決此類面積問題,就是一個絕佳選擇和必會的方法。

那麼,什麼是鉛錘定理呢?其實鉛錘定理就是一種求三角形面積的特殊方法,主要解決的是斜三角形面積問題。具體公式是:三角形面積等於水平寬和鉛錘高乘積的一半(見上圖)。

所謂鉛錘高和水平寬應該是物理或者建築學上的名詞,三角形的水平寬指的是兩個頂點之間的水平距離,而鉛錘高是指從一個頂點到對邊或者延長線的鉛垂高度。

這種求三角形面積的鉛錘法有何依據呢?怎樣才能快速找到水平寬和鉛錘高呢?

其實,鉛錘法求三角形面積的本質仍然是割補法!所以,我們可以用割補法去證明鉛錘定理的正確性,上圖是最常見的情況,我們暫且稱之為標準情況。這種情況,鉛錘高和水平寬也很容易確定,具體圖例和證明過程請看圖解。

但有時候我們也會遇到上圖這種鈍角三角形的情況,對於這種斜三角形,很多同學就不會找水平寬和鉛錘高了,其實,萬變不離其宗,只要牢記定義和基本圖形,一切都不是問題。

不過這種情況的證明稍顯複雜,上圖的證法利用了整體減空白的思路。其實,比較簡單的證明方法是利用相似三角形,如下圖:

上圖的證明方法就巧妙地利用了相似三角形,然後利用相似比的轉化證明了公式。完成了公式的證明,我們結合幾道例題,看看如何運用鉛錘定理巧解二次函數面積最值問題。

鉛錘定理求面積例1
鉛錘定理求面積例2

這3道例題都是中考模擬題或者真題,比較有代表性。例1、例2是鉛錘定理的標準圖形,中考考查頻率較高,只要熟練公式基本沒什麼問題。而例3這道中考真題就是我們的第二種圖形,很多同學就找不好鉛錘高和水平寬了,而如果用常規解法,此題會非常麻煩,計算量超大,估計大部分同學只能放棄了。請看下圖:

所以,通過以上對比,我們可以很明顯地看出運用鉛錘法解此類題的巨大優勢,對於此類題,學會鉛錘法可以大大增強解題信心,提高解題效率,為取得高分打下基礎。

但是,從知道到做到還有很長的路要走,師傅領進門,修行靠個人,勤加練習才是制勝法寶!所以,最後這兩道配套練習題拿去練習一下吧。

二次函數面積問題練習1

最後補充一點,我們在使用鉛錘定理的時候不要直接使用,很多地區的中考是會扣分的,那怎麼辦呢?很簡單,標準圖形就用割補法就行了,真遇到第二種情況時就用相似簡單證明下,這樣就萬無一失了!

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