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一、中考动态 纵观近年全国中考试题,操作型问题已逐渐成为中 考热点之一。 1、三年中考数据分析表(不完全统计): 年 份 试卷数 2005年 72份 有操作问题的试卷 数 23题 操作问题的试卷所占比 例 33% 2006年 94份 46题 49% 2007年 96份 63题 65% 2、为什么实验操作题如此备受青睐? 随着新课程的实施,考试内容不仅仅关注“基 础知识与基本技能”,还把“数学活动过程”、 “数学思考”和“解决问题”作为考查的主要方面。 数学学业考查,非常关注以下四个方面: (1)能否通过不同的方式探索研究对象的有关性质——包括观察、折叠、 变换、图形的分解与组合、逻辑推演等。 (2)能否在自己的头脑里进行数学实验——借助图形、想象和逻辑推演 从事几何对象的各种“操作”。 (3)能否通过观察、实验、归纳、类比等活动获得数学猜想,并证明猜 想的正确性。 (4)能否积极有效地观察所探索的对象——通过对若干具体情况的观察 而发现存在于探索对象背后的数学现象。 由此可见,数学试题在“知识立意”、“能力立意” 基础上加入“过程立意”。 操作问题能让学生经历观察、操作、实验、猜想、 验证的探究过程,可以有效地培养学生的动手能力, 发展学生的空间观念,和理性精神,为考查学生观察、 实验、归纳、探索、推理论证能力提供了平台。 操作问题“易入手,难深入”的特点为考查不同层 次的学生的学习风格、学习状况和思维水平提供了平 台。 二、问题分类解析 (一)基本作图和格点作图 尺规作图统领作图题的局面,近年有所改变。其他 工具作图、格点作图问题,提供了一个问题情景,要求 学生自主选择所学知识解决问题,具有很大的思考空间, 能够有效地考查学生的实践能力和解决问题的能力。 例1 作∠AOB的平分线。 (1)给你一把带有刻度的直尺,你能作出图1中∠AOB的 平分线吗?请写出三种方法。并以其中一种作法为例,说 明理由。 (2)如果只有一把没有刻度的直尺,你又如何作图2中 ∠AOB的平分线呢? (3)如图3,已知方格纸中的每个小方格都是全等的正 方形,∠AOB画在方格纸上,请作出∠AOB的平分线。 A O B 图1 A O B 图2 图3 思路点拨: (1)中的有刻度直尺可以量、可以作直线的平行线。所以 可以用全等三角形、等腰三角形的知识解决问题。(如图4、 5、6) (2)中的直尺没有刻度,故只能作平行线,所以作OA、 OB的平行线交于点P,作射线OP即可。因为OMPN是菱形。 (如图7) B B N A M R P 图4 B M M O B P M N P P O S 图5 N A O A 图6 O N 图7 A (3)在图8中OA=OB,可以找到P1、P2、P3到A、B 的距离相等,由全等的知识可知作射线OP,则OP平分 ∠AOB。 图8 例2正方形网格中,小格的顶点叫做格点。小华 按下列要求作图:①在正方形网格的三条不同的 实线上各取一个格点,使其中任意两点不在同一 条实线上;②连结三个格点,使之构成直角三角 形。小华在左边的正方形网格中作出了Rt⊿ABC 。请你按照同样的要求,在右边的两个正方形网 格中各画出一个直角三角形,并使三个网格中的 直角三角形互不全等。 例3.如图,正方形网格中的每个小正方形边长都 是1,每个小格的顶点叫做格点,以格点为顶点 分别按下列要求画三角形: (1)使三角形的三边长分别为3、2 2、5 (在图 (1)中画一个即可); (2)使三角形为钝角三角形且面积为4(在图 (2)中画一个即可)。 二、展开与折叠 折叠和展开是认识、研究立体图形的一个重要 方法。折叠和展开是一个互逆的操作过程过程,解 决这类问题可以直接操作,也可以通过头脑想象操 作的过程(思维实验),从而解决问题。 例4.如图,是一个正方体的展开图,每个面内 都标注了字母,则展开前与面E相对的是 ( ). (A)面A (B)面B (C)面C (D)面D 例5.将一张矩形纸对折再对折(如图),然后沿 着图中的虚线剪下,得到①、②两部分,将①展 开后得到的平面图形是( ). (A)矩形 (B)三角形 (C)梯形 (D)菱形 例6 图①是由五个边长都是1的正方形纸片拼接而 成的,过点 A1的直线分别与BC1、BE交于点M、N, MN与CC2交于点G,且图①被直线 MN 分成面积相等的 1 1 上、下两部分。(1)求 MB NB的值;(2)求MB 、NB的长;(3)将图①沿虚线折成一个无盖的正 方体纸盒(图②)后,求两点M、N间的距离。 E C D A B B1 F C2 D2 A1 M D1 图① C1 A C D B N G A1 D1 图② B1 M C1 C N B 图②中BN等于图①中的EN的长, 所以 C1 M B1 3 5 BN=EN= 2 = B1 M ,所以 MN=1。 三、几何变换 翻折、平移和旋转是基本的全等变换,题目条件的 给出简单,但隐含的信息较多,解决这类问题,要帮助 学生理清基本关系,抓住问题的本质,归纳一般的规律。 解题时需要我们把计算、推理与合情想象有机结合起来。 例7.如图,矩形A1BlC1D1沿EF折叠,使B1点落在A1D1边上的B 处;沿BG折叠,使D1点落在D处且BD过F点, (1)求证:四边形BEFG是平行四边形; (2)连结B1B;判断△B1BG的形状,并写出判断过程。 例8.如图20,在正方形ABCD中,AB=1,弧AC是点B 为圆心,AB长为半径的圆的一段弧。点E是边AD上的 任意一点(点E与点A、D不重合),过E作弧AC所在 圆的切线,交边DC于点F,G为切点: (1)当∠DEF=45º时,求证:点G为线段EF的中点; (2)设AE=x,FC=y,求y关于x的函数解析式,并 写出函数的定义域; (3)将△DEF沿直线EF翻折后得△D/EF,如图,当EF =时,讨论△AD/D与△ED/F是否相似,如果相似,请 加以证明;如果不相似,只要求写出结论,不要求写出 理由。 E A D M D/ B F C E A D M D/ B F C 1 当 AE= x 2 时,∠ADD/=∠DFE=∠D/FE。AE =ED=ED/,∠AD/D=∠ED/F=90°也可以通过证明 1 DD / FD / / / x 时, 。故△AD D∽△ED F;当 AE= 3 DA FE 类似地研究。 例9.已知矩形ABCD的长AB=4,宽AD=3,按如图放置在直线 AP上,然后不滑动地转动,当它转动一周时( A到A/),顶点A所 经过的路线长等于 。 例10.如图,正三角形ABC的中心O恰好为扇形ODE的圆心, 且点B在扇形内,要使扇形ODE绕点O无论怎样转动, 1 △ABC与扇形重叠部分的面积总等于△ABC的面积的,扇 3 形的圆心角应为多少度?说明你的理由. 四、图形割补 分割图形和图形的重新组合问题由于 解题策略多样,方法多样,剪裁线的不定 性,使得组合图形变得多姿多彩,分割和 组合其实是思考的结果,理性的思考是解 题的关键。解决问题的方法有实验法、分 析法、类比法、联想法和验证法。 例11.已知,如图,△ABC中,AB=AC,∠A=360, 仿照图(1),请你再设计两种不同的分法,将 △ABC分割成3个三角形,使得每个三角形都是等 腰三角形,(图(2)、图(3)供画图用,作图 工具不限,不要求写出画法,不要求证明;要求 标出所分得的每个等腰三角形三个内角的度数) A A A 360 360 360 1080 360 360 B 360 360 1080 720 720 图(1) C B C 图(2) B C 图(3) A B C B C A A B A A C B C B C 例12.如图,把大小为4×4的正方形方格图形分割 成两个全等图形,例如图1。请在下图中,沿着虚 线画出四种不同的分法,把4×4的正方形方格图 形分割成两个全等图形。 例13.现有一块形如母子正方形的板材,木工师傅 想先把它分割成几块,然后适当拼接,制成某种 特殊形状的板面(要求板材不能有剩余,拼接时 不重叠、无空隙),请你按下列要求,帮助木工 师傅分别设计一种方案: (1)板面形状为非正方形的中心对称图形; (2)板面形状为等腰梯形; (3)板面形状为正方形。 请在方格纸中的图形上画出分割线,在相应的下 边的方格纸上面拼接后的图形。 (1) (2) (3) 五、图案设计 完成方案和图案设计问题的关键是看清要 求,大胆思索,仔细验证。 例14.请你在下面3个网格(两相邻格点的距离均 为1个单位长度)内,分别设计1个图案,要求: 在⑴中所设计的图案是面积等于 的轴对称图形; 3 在⑵中所设计的图案是面积等于2 的中心对称 3 图形;在⑶中所设计的图案既是轴对称图形又是 中心对称图形,并且面积等于3 .将你设计的 3 图案用铅笔涂黑. ⑴ ⑵ ⑶ 例15 在一次实践活动中,某课题学习小组用测角 器、皮尺测量旗杆高度,他们设计了如下方案: (1)在测点A处安置了测角仪器,测得旗杆的顶 部M的仰角∠MCE= ; (2)量出测点A到旗杆底部N的水平距离AN= m; (3)量出测角仪器的高度AC= h 。根据上述条 件测量数据,即可求出旗杆的高度MN。 M C A E N 例15 在一次实践活动中,某课题学习小组用测角 器、皮尺测量旗杆高度,他们设计了如下方案: (1)在测点A处安置了测角仪器,测得旗杆的顶 部M的仰角∠MCE= ; (2)量出测点A到旗杆底部N的水平距离AN= m; (3)量出测角仪器的高度AC= h 。根据上述条 件测量数据,即可求出旗杆的高度MN。 M C A E N 如果测量工具不变,请仿照上述过程,设计一个测量 某小山高度的方案: (1)在图35中画出测量小山高度MN的示意图(添上适当 的字母); (2)写出你设计的方案。 M N M C D A B E N 量出 AB=m,∠MCD= ,∠MDE= ,AC=n, 可以求出 MN m tan tan n。 tan tan M C E D B N A 量出 AB=BC=m,∠MBD= ,∠MCE= ,可求 出 2m tan m tan MN= tan tan 。 六、操作探究 操作探究题通过提供实验操作的情境,让学 生探索图形变化过程中,线段、角、三角形的位 置或数量之间的关系。这类问题已成为几何综合 的一个亮点和方向,它能考查学生综合应用代数、 几何知识解决问题的能力,能考查学生对方程、 函数、数形结合等数学思想的领悟情况。这里操 作是理解题意的重要措施,正确作图是解题的关 键,认真分析、大胆猜想、小心求证是解题的核 心。 例16 操作:在△ABC中,AC=BC=2,∠C=90°, 将一块等腰直角三角板的直角顶点放在斜边AB的 中点P处。将三角板绕P点旋转,三角板的两直角 边分别交射线AC,CB于D、E两点。图38、39、40 是旋转三角板得到的图形中的3种。 探究: (1)三角板绕P点旋转,观察线段PD和PE之间有 什么大小关系?它们的大小关系是 , 并以图39为例,加以证明。 A A P P D A A M P D C E B C E B C D B E C B (2)三角板绕P点旋转。△PBE是否能成为等腰 三角形?若能,指出所有情况(即求出CE的长); 若不能,请说明理由。 (3)若将三角板放在斜边AB上的M处,且AM:MB =1:3,和前面一样操作,试问线段MD和ME之间 又有什么关系?请直接写出结论,不必证明(图 4供操作用)。结论为 。 A P E B A M P C D B E C B