2024广东省中考数学第22题第3问:点G有多少个?(以几何为背景的代数推理题),关键词:画图,推理
笔者在上文探讨了如下的问题:
22.【知识技能】
(1) 如题 22-1 图,在 △ABC 中,DE 是 △ABC 的中位线. 连接 CD ,将△ADC 绕点D 按逆时针方向旋转,得到 △AD'C' . 当点E 的对应点 E' 与点A 重合时,求证:AB=BC .
题 22-1 图
【数学理解】
(2)如题 22-2 图,在 △ABC 中(AB<BC) ,DE是△ABC 的中位线. 连接CD ,将 △ADC 绕点D 按逆时针方向旋转,得到△AD’C‘ ,连接 A’B ,C‘C ,作 △A’BD 的中线DF . 求证: .
题 22-2 图
【拓展探索】
(3)如题 22-3 图,在△ABC 中,tanB=4/3 ,点D 在AB 上,AD=32/5 . 过点 D 作 DE⊥BC, 垂足为 E,BE=3, CE=32/3 . 在四边形 ADEC 内是否存在点G ,使得 ∠AGD ∠CGE=180°? 若存在,请给出证明; 若不存在, 请说明理由.
题 22-3 图
此题的前两个问题还算中档题,但是第3小问,看起来题目的数据等条件不少,背景“新颖”,给学生一个一下难以“想到”的情境——真的是无情境不命题的思路!
的确此题值得我们研究。
为了让题目变得好做一点(降低难度),命题者只提到“是否存在”,即学生只要找到一个特殊点G,满足∠AGD ∠CGE=180°,即可!
如果进一步问:这样的点G有多少个?轨迹是什么?
则是比双曲线的方程还难的问题——似乎也体现了初高中衔接的影子。
笔者比较赞成文海平老师写的思路:
分析我们先在四边形中取一点,假设这点满足。以为弦作一个圆,在优弧上取一点,则,所以。如果我们也将视为以为弦的圆上的圆周角,即圆上的圆周角。则圆中弦所对的圆心角与圆中弦所对的圆心角相等。故易证,且相似比为。
图2
分别在圆和圆上,作与的高(也是弦心距)与,则。
解题和作图过程与这个分析过程相反。先作的垂直平分线,交于。在垂直平分线上取一点,以为圆心,为半径作圆。作的垂直平分线,交于。在的垂直平分线上截取,以为圆心,为半径作圆,则两圆的交点为题目要求的点。
图3
动图1
从上面的动画可以看出我们的做法是正确的。
接下来只需要证明线段,则有存在符合要求的点。为了方便证明,可以以为原点建立直角坐标系。
但是该文的证明方法,利用建系——代数的方法进行计算,数值很大!
笔者更加喜欢如下的证明:(利用几何背景,减少计算量)
对于此题的准确作图,则是如下的效果:
具体效果可以:
https://www.toutiao.com/video/7387618214458425908/
笔者的好友,中山的高建彪老师利用网络画板制作的效果也不错!
网址如下:
https://www.netpad.net.cn/svg.html#posts/1111603
反思1:此题从我们研究的结果来看,真的是一个好题!
对于改进我们的教学,引导学生进行解题的探究性学习,而不是反复的套题型练习,有一定的启发作用!
即笔者非常赞成波利亚和罗增儒的解题思想,陈品德教授则在此基础上写成了中国化的本土成果,部分章节如下:
……
我觉得这个工作非常好,很有必要!
笔者也在陈教授的邀请下进行初一案例的选择和撰写,这些工作可以让我们更好的整理平时教学的案例,启智增慧!
最后,是2024年广东省中考试题数学的解答:(来源于网络,不一定是全对的,也不是评分标准,仅供参考)