内容正文:
专题九 实践操作问题专题
【专题解读】
实验操作问题是指通过动手操作对某种现象获得感性认识,再利用数学知识进行归纳、探究,运用逻辑推理解决问题.解题者在解题过程中感受数学学习的情趣与价值,经历“数学化”和“再创造”的过程,不断提高自己的创新意识和实践能力.
【专题讲解】
考点一 尺规作图
例1.(2024•扬州)如图,已知∠PAQ及AP边上一点C.
(1)用无刻度直尺和圆规在射线AQ上求作点O,使得∠COQ=2∠CAQ;(保留作图痕迹,不写作法)
(2)在(1)的条件下,以点O为圆心,以OA为半径的圆交射线AQ于点B,用无刻度直尺和圆规在射线CP上求作点M,使点M到点C的距离与点M到射线AQ的距离相等;(保留作图痕迹,不写作法)
(3)在(1)、(2)的条件下,若sinA,CM=12,求BM的长.
考点二 折叠与旋转
例2.(2023•通辽)综合与实践课上,老师让同学们以“正方形的折叠”为主题开展数学活动,有一位同学操作过程如下:
操作一:对折正方形纸片ABCD,使AD与BC重合,得到折痕EF,把纸片展平;
操作二:在AD上选一点P,沿BP折叠,使点A落在正方形内部点M处,把纸片展平,连接PM,BM,延长PM交CD于点Q,连接BQ.
(1)如图1,当点M在EF上时,∠EMB= 度;
(2)改变点P在AD上的位置(点P不与点A,D重合)如图2,判断∠MBQ与∠CBQ的数量关系,并说明理由.
例3.(2024•东营)在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=1,BC=3.
(1)问题发现
如图1,将△CAB绕点C按逆时针方向旋转90°得到△CDE,连接AD,BE,线段AD与BE的数量关系是 ,AD与BE的位置关系是 ;
(2)类比探究
将△CAB绕点C按逆时针方向旋转任意角度得到△CDE,连接AD,BE,线段AD与BE的数量关系,位置关系与(1)中结论是否一致?若AD交CE于点N,请结合图2说明理由;
(3)迁移应用
如图3,将△CAB绕点C旋转一定角度得到△CDE,当点D落到AB边上时,连接BE,求线段BE的长.
考点三 综合与实践
例4(2024•贵州)综合与实践:小星学习解直角三角形知识后,结合光的折射规律进行了如下综合性学习.
【实验操作】第一步:将长方体空水槽放置在水平桌面上,一束光线从水槽边沿A处投射到底部B处,入射光线与水槽内壁AC的夹角为∠A;
第二步:向水槽注水,水面上升到AC的中点E处时,停止注水.(直线NN′为法线,AO为入射光线,OD为折射光线.)
【测量数据】如图,点A,B,C,D,E,F,O,N,N′在同一平面内,测得AC=20cm,∠A=45°,折射角∠DON=32°.
【问题解决】根据以上实验操作和测量的数据,解答下列问题:
(1)求BC的长;
(2)求B,D之间的距离(结果精确到0.1cm).
(参考数据:sin32°≈0.52,cos32°≈0.84,tan32°≈0.62)
例5(2024•淄博)在综合与实践活动课上,小明以“圆”为主题开展研究性学习.
【操作发现】小明作出了⊙O的内接等腰三角形ABC,AB=AC.并在BC边上任取一点D(不与点B,C重合),连接AD,然后将△ABD绕点A逆时针旋转得到△ACE.如图①
小明发现:CE与⊙O的位置关系是 ,请说明理由:
【实践探究】连接DE,与AC相交于点F.如图②,小明又发现:当△ABC确定时,线段CF的长存在最大值.请求出当AB=3,BC=6时,CF长的最大值;
【问题解决】在图②中,小明进一步发现:点D分线段BC所成的比CD:DB与点F分线段DE所成的比DF:FE始终相等.请予以证明.
【专题训练】
1.(2023•福建)阅读以下作图步骤:
①在OA和OB上分别截取OC,OD,使OC=OD;
②分别以C,D为圆心,以大于CD的长为半径作弧,两弧在∠AOB内交于点M;
③作射线OM,连接CM,DM,如图所示.
根据以上作图,一定可以推得的结论是( )
A.∠1=∠2且CM=DM B.∠1=∠3且CM=DM
C.∠1=∠2且OD=DM D.∠2=∠3且OD=DM
2.(2024•牡丹江)小明同学手中有一张矩形纸片ABCD,AD=12cm,CD=10cm,他进行了如下操作:
第一步,如图①,将矩形纸片对折,使AD与BC重合,得到折痕MN,将纸片展平.
第二步,如图②,再一次折叠纸片,把△ADN沿AN折叠得到△AD′N,AD′交折痕MN于点E,则线段EN的长为( )
A.8cm B.
C. D.
3.(2024•泰安)在综合实践课上,数学兴趣小组用所学数学知识测量大汶河某河段的宽度.他们在河岸一侧的瞭望台上放飞一只无人机.如图,无人机在河上方距水面高60米的点P处测得瞭望台正对岸A处的俯角为50°,测得瞭望台顶端C处的俯角为63.6°,已知瞭望台BC高12米(图中点A,B,C,P在同一平面内).那么大汶河此河段的宽AB为 米.(参考数据:sin40°,sin63.6°,tan50°,tan63.6°≈2)
4.(2024•黑龙江)如图,在平面直角坐标系中,正方形OMNP顶点M的坐标为(3,0),△OAB是等边三角形,点B坐标是(1,0),△OAB在正方形OMNP内部紧靠正方形OMNP的边(方向为O→M→N→P→O→M(→…)做无滑动滚动,第一次滚动后,点A的对应点记为A1,A1的坐标是(2,0);第二次滚动后,A1的对应点记为A2,A2的坐标是(2,0);第三次滚动后,A2的对应点记为A3,A3的坐标是(3,);如此下去,……,则A2024的坐标是 .
5.(2024•天津)综合与实践活动中,要用测角仪测量天津海河上一座桥的桥塔AB的高度(如图①).某学习小组设计了一个方案:如图②,点C,D,E依次在同一条水平直线上,DE=36m,EC⊥AB,垂足为C.在D处测得桥塔顶部B的仰角(∠CDB)为45°,测得桥塔底部A的俯角(∠CDA)为6°,又在E处测得桥塔顶部B的仰角(∠CEB)为31°.
(Ⅰ)求线段CD的长(结果取整数);
(Ⅱ)求桥塔AB的高度(结果取整数).参考数据:tan31°≈0.6,tan6°≈0.1.
6.(2024•泰安)综合与实践
为了研究折纸过程蕴含的数学知识,某校九年级数学兴趣小组的同学进行了数学折纸探究活动.
【探究发现】(1)同学们对一张矩形纸片进行折叠,如图1,把矩形纸片ABCD翻折,使矩形顶点B的对应点G恰好落在矩形的一边CD上,折痕为EF,将纸片展平,连结BG.EF与BG相交于点H.同学们发现图形中四条线段成比例,即,请你判断同学们的发现是否正确,并说明理由.
【拓展延伸】(2)同学们对老师给出的一张平行四边形纸片进行研究,如图2,BD是平行四边形纸片ABCD的一条对角线,同学们将该平行四边形纸片翻折,使点A的对应点G,点C的对应点H都落在对角线BD上,折痕分别是BE和DF.将纸片展平,连结EG,FH,FG.同学们探究后发现,若FG∥CD,那么点G恰好是对角线BD的一个“黄金分割点”,即BG2=BD•GD.请你判断同学们的发现是否正确,并说明理由.
7.(2024•兰州)综合与实践
【问题情境】在数学综合实践课上,同学们以特殊三角形为背景.探究动点运动的几何问题.如图,在△ABC中,点M,N分别为AB,AC上的动点(不含端点),且AN=BM.
【初步尝试】(1)如图1,当△ABC为等边三角形时,小颜发现:将MA绕点M逆时针旋转120°得到MD,连接BD,则MN=DB,请思考并证明;
【类比探究】(2)小梁尝试改变三角形的形状后进一步探究:如图2,在△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,AE⊥MN于点E,交BC于点F,将MA绕点M逆时针旋转90°得到MD,连接DA,DB.试猜想四边形AFBD的形状,并说明理由;
【拓展延伸】(3)孙老师提出新的探究方向:如图3,在△ABC中,AB=AC=4,∠BAC=90°,连接BN,CM,请直接写出BN+CM的最小值.
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