2022年平原县第五中学中考数学二轮复习专题《第13课时综合与实践专题》精讲+专练.pdf
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1、中考二轮复习综合与实践专题第一部分讲解部分一、专题诠释“综合与实践”是以一类问题为载体,学生主动参与的学习活动,是帮助学生积累数学活动经验的重要途径,其具体目标是:通过对有关问题的探讨,了解所学过的数与代数、图形与几何、 统计与概率知识之间的关联;初步获得发现问题和提出问题的经验;结合实际背景,在给定目标下,设计解决问题的方案,进一步体验分析问题和解决问题的过程,发展相应的能力“综合与实践”试题一般由问题情景、操作发现、 提出问题、 问题解决和应用拓展等部分构成,可以从不同角度综合考查学生基本活动技能和活动经验,以及学生在活动中形成数学思想和数学方法的能力、探究能力、创新能力和运用能力二解题策
2、略和解法精讲“综合与实践”试题关键要把握两点:一是掌握问题原型的特点及其问题解决的思想方法;二是根据问题情景的变化,通过类比和引申,合理进行思想方法的迁移三考点精讲考点 1探索应用型例 1(2010恩施 )(1)计算 : 如图 , 直径为a的三等圆 O1、 O2、 O3两两外切,切点分别为 A、B、C,求 O1A的长( 用含a的代数式表示). 探索 : 若干个直径为a的圆圈分别按如图所示的方案一和如图所示的方案二的方式排放,探索并求出这两种方案中n层圆圈的高度nh和( 用含n、a的代数式表示 ). 应用 : 现有长方体集装箱,其内空长为5 米,宽为 3.1 米,高为 3.1 米. 用这样的集装
3、箱装运长为 5 米,底面直径 ( 横截面的外圆直径) 为 0.1 米的圆柱形钢管, 你认为采用中的哪种方案在该集装箱中装运钢管数最多?并求出一个这样的集装箱最多能装运多少根钢管?(31.73)【分析】 (1) 三个两两外切的圆的圆心构成一个边长为圆的直径的正三角形,因此可由勾股定理求解;(2)按如图 10所示的方案一的方式排放,n层圆圈的高度nh就是 n 个圆的直径,按如图10所示的方案二的方式排放,n层圆圈的高度可由(1)证得来;(3)方案一:即按图 10的方式排放钢管,放置根数为每层排放31 根, 可放 31 层,则共放 3131941精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - -
4、 - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页,共 14 页 - - - - - - - - - - 根钢管,而方案二:即:按图10的方式排放钢管,第一层排放31 根,第二层排放30 根,设钢管的放置层数为n, 可得310.10.13.12n解得35.68n得可放35 层,则共放3118+3017=1068 根钢管由此可得方案二装运钢管最多【解】 (1) O1、O2、 O3两两外切, O1O2=O2O3=O1O3=a,又 O2A=O3A,O1AO2O3, O1A=2214aa=32anh=na,=aan123,方案二:装运钢管最多即:按图的方式排放钢
5、管,放置根数最多. 根据题意,第一层排放31 根,第二层排放30 根,设钢管的放置层数为n, 可得310.10.13.12n,解得35.68n,n为正整数n=35,钢管放置的最多根数为:3118+3017=1068(根) 【评注】图是图和图的“单元”,(1) 的计算问题是后继问题的原型; (2) 中的方案一很容易找到一般的规律,方案二需要将问题(1) 中找到的等边三角形的模型迁移过来,通过对/1h,/2h,/3h,/4h进行计算,得到一个猜想“圆圈的高度就是能形成的最大的等边三角形的高加上一个圆圈的直径”;然后再选择n 大于 4 的情况验证我们结论的正确性,例如n=5,我们在右侧再添加一列对圆
6、圈的高度不产生任何影响,( 不妨问自己三个问题:如何构造直角三角形?直角三角形的斜边与n 有着怎样的联系?等边三角形的高与圆圈的高度有着怎样的联系?) ;本题的探究过程真正体现“特殊一般特殊”的认知规律问题(3) 是在问题 (2) 基础上的进一步引申,既是对上述认识的运用,又是对问题的深入探索考点 2. 拓广应用型例 2(2 010青岛 ) 问题再现现实生活中, 镶嵌图案在地面、 墙面乃至于服装面料设计中随处可见在八年级课题学习“平面图形的镶嵌”中,对于单种多边形的镶嵌,主要研究了三角形、四边形、正六边形的镶嵌问题今天我们把正多边形的镶嵌作为研究问题的切入点,提出其中几个问题,共同来探究 .
7、我们知道,可以单独用正三角形、正方形或正六边形镶嵌平面如右图中,用正方形镶嵌平面,可以发现在一个顶点O周围围绕着4 个正方形的内角. 试想:如果用正六边形来镶嵌平面,在一个顶点周围应该围绕着_个正六边形的内角问题提出如果我们要同时用两种不同的正多边形镶嵌平面,可能设计出几种不同的组合方案?问题解决猜想 1:是否可以同时用正方形、正八边形两种正多边形组合进行平面镶嵌?分析: 我们可以将此问题转化为数学问题来解决从平面图形的镶嵌中可以发现,解决问题的关键在于分析能同时用于完整镶嵌平面的两种正多边形的内角特点具体地说, 就是在镶嵌平面时,一个顶点周围围绕的各个正多边形的内角恰好拼成一个周角O 精品资
8、料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页,共 14 页 - - - - - - - - - - 验证 1:在镶嵌平面时,设围绕某一点有x 个正方形和y 个正八边形的内角可以拼成一个周角根据题意,可得方程:82180903608xyg,整理得:238xy,我们可以找到惟一一组适合方程的正整数解为12xy结论 1:镶嵌平面时,在一个顶点周围围绕着1 个正方形和2 个正八边形的内角可以拼成一个周角,所以同时用正方形和正八边形两种正多边形组合可以进行平面镶嵌猜想 2:是否可以同时用正三角形和正六边形两种正
9、多边形组合进行平面镶嵌?若能,请按照上述方法进行验证,并写出所有可能的方案;若不能,请说明理由验证 2:结论 2: 上面,我们探究了同时用两种不同的正多边形组合镶嵌平面的部分情况,仅仅得到了一部分组合方案,相信同学们用同样的方法,一定会找到其它可能的组合方案问题拓广请你仿照上面的研究方式,探索出一个同时用三种不同的正多边形组合进行平面镶嵌的方案,并写出验证过程猜想 3:验证 3:结论 3:【分析】 要使正多边形形成平面镶嵌,需满足的条件是在一个顶点周围围绕着的正多边形的内角恰好能拼成一个周角。由此可知用正六边形(内角为120)来镶嵌平面,在一个顶点周围应该围绕着3 个正六边形的内角; 同时用正
10、三角形和正六边形两种正多边形组合进行平面镶嵌, 可转化为一个二元一次方程求正整数解的问题,如用正三角形和正六边形两种正多边形组合进行平面镶嵌,可设围绕某一点有a 个正三角形和b 个正六边形的内角,转化为求方程:60120360ab的正整数解;同时用三种不同的正多边形组合进行平面镶嵌,则同理可转化为一个三元一次方程求正整数解的问题【解】验证2:在镶嵌平面时,设围绕某一点有a 个正三角形和b 个正六边形的内角可以拼成一个周角根据题意,可得方程:60120360ab整理得:26ab,可以找到两组适合方程的正整数解为22ab和41ab结论 2:镶嵌平面时,在一个顶点周围围绕着2 个正三角形和2 个正六
11、边形的内角或者围绕着 4 个正三角形和1 个正六边形的内角可以拼成一个周角,所以同时用正三角形和正六边形两种正多边形组合可以进行平面镶嵌猜想 3:是否可以同时用正三角形、正方形和正六边形三种正多边形组合进行平面镶嵌?验证 3:在镶嵌平面时,设围绕某一点有m个正三角形、n 个正方形和c 个正六边形的内角可以拼成一个周角.根据题意,可得方程:6090120360mnc, 整理得:23412mnc,可以找到惟一一组适合方程的正整数解为121mnc. 结论 3:镶嵌平面时,在一个顶点周围围绕着1 个正三角形、2 个正方形和1 个正六边形的精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - -
12、- - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页,共 14 页 - - - - - - - - - - 内角可以拼成一个周角,所以同时用正三角形、正方形和正六边形三种正多边形组合可以进行平面镶嵌 . 【评注】 “问题再现”由四边形的镶嵌问题发现规律,正六边形的镶嵌是对前面问题的一个变式,通过这两个问题的研究发现“能够镶嵌需要满足:一个顶点的周围绕着的正多边形的内角能拼成一个周角”“问题解决”中是两种不同的正多边形的组合镶嵌问题,我们应该类比一种多边形的镶嵌问题解决问题的方法,从而得到结论“两种正多边形组合镶嵌应满足:围绕一个顶点的多种正多边形的内角能拼成一个周角
13、”,根据这个规律构造二元一次方程的模型解决问题“问题拓广”是在前面两种类型的问题的基础上进一步的拓展,转化成3 种不同的正多边形的镶嵌问题, 此时先确定3 种正多边形, 类比两种正多边形组合镶嵌的方法构造出三元一次方程解决问题考点 3变式应用型例 3(2010威海) 探究新知:如图,已知AD BC , AD BC,点 M ,N是直线 CD上任意两点求证: ABM与ABN的面积相等如图,已知AD BE , AD BE ,AB CD EF ,点M是直线CD上任一点,点G是直线 EF上任一点试判断 ABM 与ABG的面积是否相等,并说明理由结论应用:如图, 抛物线cbxaxy2的顶点为 C(1,4)
14、 ,交 x 轴于点 A(3,0) ,交 y 轴于点 D试探究在抛物线cbxaxy2上是否存在除点C以外的点E,使得 ADE与ACD的面积相等?若存在,请求出此时点E的坐标,若不存在,请说明理由友情提示:解答本问题过程中,可以直接使用“探究新知”中的结论【分析】(1)只要证明AB CD ,根据平行线间的距离处处相等,再根据等底等高的三角ABDCMN图 A备用图CDBOxyA图CDBOxyC图ABDMFEG精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页,共 14 页 - - - - - - - - -
15、 - 形面积相等即可证明 ABM 与ABN的面积相等;两个三角形的底都是AB ,只要能够证明这两个三角形的高相等即可证明面积相等;(2)先确定抛物线的表达式,再确定抛物线上点的坐标,然后通过点来确定直线,关键是运用( 1)来探索平行线,探索平行线与抛物线的交点,就是所求的点,求出坐标即可探索时,要仿照(1)从两个方面考虑,防止漏解解:证明:分别过点M ,N作 ME AB ,NF AB ,垂足分别为点E,FAD BC , AD BC,四边形 ABCD为平行四边形AB CD ME=NF SABM MEAB21,SABN NFAB21,SABM SABN 相等理由如下:分别过点D,E作 DH AB
16、,EK AB ,垂足分别为H,K则DHA= EKB=90 AD BE ,DAH= EBK AD BE ,DAH EBK DH=EK CD AB EF ,SABM DHAB21,SABG EKAB21,SABM SABG.答:存在因为抛物线的顶点坐标是C(1,4) ,所以,可设抛物线的表达式为4)1(2xay. 又因为抛物线经过点A(3 ,0) ,将其坐标代入上式,得41302a,解得1a. 该抛物线的表达式为4)1(2xy,即322xxyD 点坐标为 (0 ,3) 设直线 AD的表达式为3kxy,代入点 A的坐标,得330k,解得1k. 直线 AD的表达式为3xy过 C点作 CG x轴,垂足为
17、G ,交 AD于点 H则 H点的纵坐标为231CH CG HG 422设点 E的横坐标为m ,则点 E的纵坐标为223mm过 E点作 EF x轴,垂足为F,交 AD于点 P,则点 P的纵坐标为m3,EF CG 由 1可知:若EP CH ,则ADE与ADC的面积相等若 E点在直线 AD的上方如图-1 ,则 PF=m3,EF 322mmEP EFPF223(3)mmm=23mm232mm解得12m,21m当2m时, PF=3 21,EF=1+23E 点坐标为 (2 ,3) 同理当 m=1时, E点坐标为 (1,4) ,与 C点重合若 E点在直线 AD的下方如图 2, 3,则22(3)(23)3PE
18、mmmmmABDCMN图 EFHC图ABDMFEGKA图 -1 CDBOxyHGFPE精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页,共 14 页 - - - - - - - - - - 232mm解得33172m,43172m当3172m时, E点的纵坐标为3171173222;当3172m时,E点的纵坐标为3171173222在抛物线上存在除点C以外的点E,使得 ADE与ACD的面积相等, E点的 坐标为 E1(2,3) ;2317117()22E,;3317117()22E,【评注】根据“平
19、行线间的距离相等”可以得知 ABM 与ABN具有相同的底与相等的高,很容易得到两个三角形面积相等是对的简单变式,可以从以下两种不同的思路去解决:将“平行线间具有相同底边的两个三角形面积相等”迁移到本题很简单就能解决;将“具有同底等高的两个三角形面积相等”这个基本模型迁移到本题,( 在使用这个模型解决问题的时候不妨问自己两个问题:如何构造等高呢?) 如何验证两个高相等呢?) “结论应用”改变了问题背景,在抛物线找到一点E使得 ADE与ACD的面积相等,从而联想到“探究新知”的两个基本模型,这样就要构造出线段AD的平行线,根据分类讨论的思想,作出的平行线可能分布在线段AD的两侧,这样就可以将“探究
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