近年来各地的中考题中,越来越多的出现"新定义问题",着重考查学生的学习能力、应用知识水平和创新意识。
所谓"新定义问题",是给出一个学生没有接触过的的事物的新定义,现学现用,去解决问题;主要包括以下几种类型:①概念的"新定义";②运算的"新定义";③规则的"新定义" ;④实验操作的"新定义";⑤几何图形的新定义.
题型分析中考数学卷中"新定义"问题一直深受出题人的青睐,但同时也是很多学生望而生畏的题型。所谓"新定义"题型,即是在考试题目中,定义了初中数学教材上没有的概念、运算法则等等。它将"新定义"的理解、数学阅读和数学探究有机结合的一类试题。这就要求学生要在短时间内读懂定义、看懂规则,并运用此概念、规则解决相关问题。这类问题不仅考查学生的自主学习能力、创新能力、运算能力、推理能力,还考查更高层次的抽象思维能力,直指数学学科核心素养。解决这类问题的关键在于学生要能抽象出新概念中的核心原则,类比所学知识的思想和方法,最终完成解答。
【解析】:本题题是一道圆的综合题,考查了圆的性质,弧长计算,直角三角形性质等,给出了"三角形中内弧"新定义,要求学生能够正确理解新概念,并应用新概念解题.
(2)如图3,由垂径定理可知,圆心一定在线段DE的垂直平分线上,连接DE,作DE垂直平分线FP,作EG⊥AC交FP于G,
①当t=1/2时,C(2,0),∴D(0,1),E(1,1),F(1/2,1),
设P(1/2,m)由三角形中内弧定义可知,圆心在线段DE上方射线FP上均可,∴m≥1,
∵OA=OC,∠AOC=90°∴∠ACO=45°,
∵DE∥OC,∴∠AED=∠ACO=45°
作EG⊥AC交直线FP于G,FG=EF=1/2,根据三角形中内弧的定义可知,圆心在点G的下方(含点G)直线FP上时也符合要求;∴m≤1/2.
综上所述,m≤1/2或m≥1.
②如图4,设圆心P在AC上,
∵P在DE中垂线上,∴P为AE中点,作PM⊥OC于M,则PM=3/2,
∴P(t,3/2),
∵DE∥BC,∴∠ADE=∠AOB=90°
方法点评:
本题以中内弧的新定义为背景,第1问,给定特殊的等腰直角三角形,找中位线产生的最长的中内弧,各种特殊的设定,大大降低了难度,让考生先认识、体会中内弧的定义和特点:中内弧是定弦、但圆心不定情况下产生的所有点在三角形内部或边上的一组弧;
遵循由"特殊到一般"的思想,第2问,三角形的背景变成了平面直角坐标系下的直角三角形,同样是中位线产生的中内弧,但因为点坐标含参数t而多了很多不确定性;在第2问中,题目有梯度的设计,第①小问给定t值,求圆心纵坐标的取值范围,这时需要注意到中内弧可能在上下两个方向,因此圆心的纵坐标需要分类讨论; 第②小问难度较大,因为t值不确定,需要进行分类讨论,然后再寻找临界情况,以此确定t的取值范围,对圆的性质的考察提出了较高的要求.
2.(2018•北京)对于平面直角坐标系xOy中的图形M,N,给出如下定义:P为图形M上任意一点,Q为图形N上任意一点,如果P,Q两点间的距离有最小值,那么称这个最小值为图形M,N间的"闭距离",记作d(M,N).
已知点A(﹣2,6),B(﹣2,﹣2),C(6,﹣2).
(1)求d(点O,△ABC);
(2)记函数y=kx(﹣1≤x≤1,k≠0)的图象为图形G.若d(G,△ABC)=1,直接写出k的取值范围;
(3)⊙T的圆心为T(t,0),半径为1.若d(⊙T,△ABC)=1,直接写出t的取值范围.
【解析】本题主要考查圆的综合问题,解题的关键是理解并掌握"闭距离"的定义与直线与圆的位置关系和分类讨论思想的运用.
(1)如图所示,点O到△ABC的距离的最小值为2,
∴d(点O,△ABC)=2;
(2)y=kx(k≠0)经过原点,在﹣1≤x≤1范围内,函数图象为线段,
当y=kx(﹣1≤x≤1,k≠0)经过(1,﹣1)时,k=﹣1,此时d(G,△ABC)=1;
当y=kx(﹣1≤x≤1,k≠0)经过(﹣1,﹣1)时,k=1,此时d(G,△ABC)=1;
∴﹣1≤k≤1,
∵k≠0,∴﹣1≤k≤1且k≠0;
(3)⊙T与△ABC的位置关系分三种情况:
①当⊙T在△ABC的左侧时,由d(⊙T,△ABC)=1知此时t=﹣4;
②当⊙T在△ABC内部时,
当点T与原点重合时,d(⊙T,△ABC)=1,知此时t=0;
3.(2019•宁波)定义:有两个相邻内角互余的四边形称为邻余四边形,这两个角的夹边称为邻余线.
(1)如图1,在△ABC中,AB=AC,AD是△ABC的角平分线,E,F分别是BD,AD上的点.
求证:四边形ABEF是邻余四边形.
(2)如图2,在5×4的方格纸中,A,B在格点上,请画出一个符合条件的邻余四边形ABEF,使AB是邻余线,E,F在格点上.
(3)如图3,在(1)的条件下,取EF中点M,连结DM并延长交AB于点Q,延长EF交AC于点N.若N为AC的中点,DE=2BE,QB=3,求邻余线AB的长.
【解析】(1)AB=AC,AD是△ABC的角平分线,又AD⊥BC,则∠ADB=90°,则∠FAB与∠EBA互余,即可求解;
(2)如图所示(答案不唯一),四边形AFEB为所求;
(3)∵AB=AC,AD是△ABC的角平分线,∴BD=CD,
∵DE=2BE,∴BD=CD=3BE,∴CE=CD DE=5BE,
∵∠EDF=90°,点M是EF的中点,
∴DM=ME,∴∠MDE=∠MED,
∵AB=AC,∴∠B=∠C,∴△DBQ∽△ECN,∴QB/NC=BD/CE,
∵QB=3,∴NC=5,
∵AN=CN,∴AC=2CN=10,∴AB=AC=10.
4.(2017•咸宁)定义:
数学活动课上,李老师给出如下定义:如果一个三角形有一边上的中线等于这条边的一半,那么称这个三角形为"智慧三角形".
理解:
(1)如图1,已知A、B是⊙O上两点,请在圆上找出满足条件的点C,使△ABC为"智慧三角形"(画出点C的位置,保留作图痕迹);
(2)如图2,在正方形ABCD中,E是BC的中点,F是CD上一点,且CF=1/4CD,试判断△AEF是否为"智慧三角形",并说明理由;
运用:
(3)如图3,在平面直角坐标系xOy中,⊙O的半径为1,点Q是直线y=3上的一点,若在⊙O上存在一点P,使得△OPQ为"智慧三角形",当其面积取得最小值时,直接写出此时点P的坐标.
【解析】(1)连结AO并且延长交圆于C1,连结BO并且延长交圆于C2,即可求解;
(2)设正方形的边长为4a,表示出DF、CF以及EC、BE的长,然后根据勾股定理列式表示出AF2、EF2、AE2,再根据勾股定理逆定理判定△AEF是直角三角形,由直角三角形的性质可得△AEF为"智慧三角形";
(3)如图3所示:
由"智慧三角形"的定义可得△OPQ为直角三角形,
根据题意可得一条直角边OP=1,∴PQ最小时,△POQ的面积最小,即OQ最小,由垂线段最短可得斜边最小为3,
5.(2017•宁波)有两个内角分别是它们对角的一半的四边形叫做半对角四边形.
(1)如图1,在半对角四边形ABCD中,∠B=1/2∠D,∠C=1/2∠A,求∠B与∠C的度数之和;
(2)如图2,锐角△ABC内接于⊙O,若边AB上存在一点D,使得BD=BO,∠OBA的平分线交OA于点E,连结DE并延长交AC于点F,∠AFE=2∠EAF.求证:四边形DBCF是半对角四边形;
(3)如图3,在(2)的条件下,过点D作DG⊥OB于点H,交BC于点G,当DH=BG时,求△BGH与△ABC的面积之比.
【解析】(1)根据题意得出∠B=1/2∠D,∠C=1/2∠A,代入∠A ∠B ∠C ∠D=360°求出即可;
(2)求出△BED≌△BEO,根据全等得出∠BDE=∠BOE,连接OC,设∠EAF=α,则∠AFE=2∠EAF=2α,求出∠EFC=180°﹣2α,∠AOC=180°﹣2α,即可得出等答案;
(3)解:过点O作OM⊥BC于M,
∵四边形DBCF是半对角四边形,∴∠ABC ∠ACB=120°,
∴∠BAC=60°,∴∠BOC=2∠BAC=120°,
∵OB=OC,∴∠OBC=∠OCB=30°,
∴BC=2BM=√3BO=√3BD,
∵DG⊥OB,∴∠HGB=∠BAC=60°,
∵∠DBG=∠CBA,∴△DBG∽△CBA,
6.(2018•宁波)若一个三角形一条边的平方等于另两条边的乘积,我们把这个三角形叫做比例三角形.
(1)已知△ABC是比例三角形,AB=2,BC=3,请直接写出所有满足条件的AC的长;
(2)如图1,在四边形ABCD中,AD∥BC,对角线BD平分∠ABC,∠BAC=∠ADC.求证:△ABC是比例三角形.
(3)如图2,在(2)的条件下,当∠ADC=90°时,求BD/DC的值.
【解析】(1)根据比例三角形的定义分AB2=BC•AC、BC2=AB•AC、AC2=AB•BC三种情况分别代入计算可得;
(2)先证△ABC∽△DCA得CA2=BC•AD,再由∠ADB=∠CBD=∠ABD知AB=AD即可得;
(3)如图,过点A作AH⊥BD于点H,
∵AB=AD,∴BH=1/2BD,
∵AD∥BC,∠ADC=90°,∴∠BCD=90°,∴∠BHA=∠BCD=90°,
又∵∠ABH=∠DBC,
1.定义:如果一个三角形中有两个内角α,β满足α 2β=90°,那我们称这个三角形为"近直角三角形".
(1)若△ABC是"近直角三角形",∠B>90°,∠C=50°,则∠A=_____度;
(2)如图1,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=3,AC=4.若BD是∠ABC的平分线,
①求证:△BDC是"近直角三角形";
②在边AC上是否存在点E(异于点D),使得△BCE也是"近直角三角形"?若存在,请求出CE的长;若不存在,请说明理由.
(3)如图2,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,点D为AC边上一点,以BD为直径的圆交BC于点E,连结AE交BD于点F,若△BCD为"近直角三角形",且AB=5,AF=3,求tan∠C的值.
【解析】(1)∠B不可能是α或β,当∠A=α时,∠C=β=50°,α 2β=90°,不成立;故∠A=β,∠C=α,α 2β=90°,则β=20°,答案为20;
(2)①如图1,设∠=ABD∠DBC=β,∠C=α,则α 2β=90°,故△BDC是"近直角三角形";
②存在,理由:
在边AC上是否存在点E(异于点D),使得△BCE是"近直角三角形",
AB=3,AC=4,则BC=5,
则∠ABE=∠C,则△ABC∽△AEB,
即AB/AE=AC/AB,即3/AE=4/3,解得:AE=9/4,则CE=4﹣9/4=7/4;
(3)①如图2所示,当∠ABD=∠DBC=β时,
则AE⊥BF,则AF=FE=3,则AE=6,
AB=BE=5,
过点A作AH⊥BC于点H,
设BH=x,则HE=5﹣x,
②如图3所示,当∠ABD=∠C=β时,
过点A作AH⊥BE交BE于点H,交BD于点G,则点G是圆的圆心(BE的中垂线与直径的交点),
∵∠AEB=∠DAE ∠C=α β=∠ABC,故AE=AB=5,则EF=AE﹣AF=5﹣3=2,
∵DE⊥BC,AH⊥BC,∴ED∥AH,则AF:EF=AG:GE=2:3,
则DE=2k,则AG=3k=R(圆的半径)=BG,点H是BE的中点,则GH=1/2DE=k,
2.我们不妨约定:对角线互相垂直的凸四边形叫做"十字形".
(1)在平行四边形、矩形、菱形、正方形中,一定是"十字形"的有_______.
(2)如图1,在四边形ABCD中,AB=AD,且CB=CD
①证明:四边形ABCD是"十字形";
②若AB=2.∠BAD=60°,∠BCD=90°,求四边形ABCD的面积.
(3)如图2.A、B、C、D是半径为1的⊙O上按逆时针方向排列的四个动点,AC与BD交于点E,若∠ADB﹣∠CDB=∠ABD﹣∠CBD.满足AC BD=3,求线段OE的取值范围.
【解析】(1)利用"十字形"的定义判断即可;
(2)①连接AC和BD,运用垂直平分线的判定即可;
②先判断出∠ADB ∠CAD=∠ABD ∠CAB,进而判断出∠AED=∠AEB=90°,即:AC⊥BD,再判断出四边形OMEN是矩形,进而得出OE²=2﹣(AC² BD²),设AC=m,列出二次函数分析即可.
(3)由已知条件推知,AC⊥BD.过点O作OM⊥AC于M,ON⊥BD于N,
∵∠ADB ∠CBD=∠ABD ∠CDB,∠CBD=∠CAD,
∴∠ADB ∠CAD=∠ABD ∠CAB,
∴180°﹣∠AED=180°﹣∠AEB,
∴∠AED=∠AEB=90°,∴AC⊥BD,
过点O作OM⊥AC于M,ON⊥BD于N,连接OA,OD,
3.用一条直线分割一个三角形,如果能分割出等腰三角形,那么就称这条直线为该三角形的一条等腰分割线.在直角三角形ABC中,∠C=90°,AC=8,BC=6.
(1)如图(1),若O为AB的中点,则直线OC______△ABC的等腰分割线(填"是"或"不是")
(2)如图(2)已知△ABC的一条等腰分割线BP交边AC于点P,且PB=PA,请求出CP的长度.
(3)如图(3),在△ABC中,点Q是边AB上的一点,如果直线CQ是△ABC的等腰分割线,求线段BQ的长度等于______.(直接写出答案).
【解析】:(1)如图(1),是.
∵∠ACB=90°,O为AB中点,
在Rt△ACB中,OC=1/2AB=AO=BO,
∴得等腰△AOC和等腰△BOC.
则直线OC是△ABC的等腰分割线
故答案为:是;
(2)由题可知PA=PB,BC=6,
设CP=x,则PA=PB=8﹣x,
(3)BQ=5或2或6或36/5.
①若△ACQ为等腰三角形,
如图(3),当AC=AQ时,AQ=8,BQ=AB﹣AQ=2,
如图(4),当QC=QA时,Q为AB中点,BQ=1/2AB=5.
当CA=CQ时,Q不在线段AB上,舍去.
②若△BCQ为等腰三角形.
如图(5),当CQ=CB时,过C作CM⊥AB于M,此时M为BQ的中点,
如图(6),当BC=BQ时,BQ=BC=6.如图(7),当QC=QB时,Q为AB中点,BQ=1/2AB=5.综上,BQ=2或5或36/5或6.
新定义型试题是建立在学生己学知识及思想方法的基础之上,解这类问题时,首先要求学生具有良好的学习新知的能力,准确理解定义的含义,再联系已学的思想方法解决闻题.基于反比例函数为背景的新定义问题仅仅是新定义问题中的一类,新定义问题形式多样,涉及内容广泛,无论代数还是几何,均可涉及.比如:新定义数、新定义函数,新定义运算、新定义变换、新定义图形等等,但从上例中我们可以得到解决这类问题的一般思路。
(1)紧扣定义,理清题意求解任何一道题,首先应理解题意,明确题目中已知与未知。而对于新定义问题更是如此,一个陌生的概念或法则.需要解析题目中定义了什么,能得到什么,怎么用等.比如例题中定义了"眸"及"眸径",挖据定义可以得到其实质是函数图像交点问题,因此,交点坐标是解题关键,那么点的坐标可以怎么求呢?
(2)回归教材,寻求方法新定义问题虽然新颖,但是当我们理解定义的定义后,联系题目中的其他条件,不难发现新定义题型都与教材知识紧密相连,比如上面考题就涉及到教材中的反比例函数与一次函数图像交点,图形平移中点的坐标及函数解析式的变化规律,解方程(组)等内容.
(3)尝试解题,择优选择一个问题的思考角度不同,解决方法亦会不同。在具体问题中,我们不难发现一些思路理论上可以解决问题,但实际操作起来非常困难.数学解题的原则是将复杂问题简单化,因此,择优选取方法、转化问题,简洁、正确地解决问题.比如例题中的两种解法,其关键都是P、Q两点坐标,解法1由函数解析式表示出交点坐标建立方程的方式故然没错,但在解题中不难发现其运算量很大.因此,再次分析题目,思考已知的条件之间有什么联系,能够得到什么。是否可以转化问题,不难找到解法2的思路。
3. 把握新定义问题的最大三个特点,
特点之一:思想和能力立意( 万变不离其宗)
新定义问题一般第一问相对较易,引用毛主席1948年说过的话要从战略上藐视敌人,战术上重视敌人,战略上藐视就是新定义问题这只狐狸不就是四大思想、四大能力吗?除了这个再也整不出新花样了!
特点之二:具体到做第一问阅读理解问题时,要舍得花时间,尽量发现新概念中所研究对象的本质特征,因为照猫画虎也好、照猫画豹子也好,首先要把猫的特征理解把握明确,才能游刃有余的发挥,而不是只满足于得到了送的分就沾沾自喜,这也是所谓的战术上重视敌人。
这里,我还想强调这句话:世界上没有无缘无故的恨,也没有无缘无故的爱,更没有无缘无故的第(1)问
特点之三:抓特殊位置、特殊值、临界点,这是永恒不变的主题,也是有效得分的技巧。
其实,我们冷静的想一想,既然新定义问题是代几综合,几何图形一旦出现圆,如果涉及到计算,就要转化为直角三角形或相似,而要想得到直角三角形,就必然用到垂径定理、直径所对的圆周角是90度、切线的性质定理。这样找特殊位置也就不难想到了。而代几综合也肯定涉及到函数,涉及到函数的计算大部分都要求点的坐标,当然我们要找特殊点代入了。
我还想强调教学中要抓住新定义代几综合题的特点:数形结合,尤其是要引导学生重视形的作用,以形助数、才能化抽象为直观,才能化繁为简,才能四两拨千斤。敢于动手、敢于画图、敢于画出边界线,以静制动、才有了抓手。教学中还要强调考试技巧,提示同学根据新定义问题的特点和自己的实力,敢于出击也要勇于放弃,首先,要通过练习,鼓励同学们要有挑战的勇气,第一问的分势在必得,第二问尽量拿分,第三问使完自己的三板斧-------紧抓特殊、以形助数、方程思想,打的赢就打,打不赢就走,最后在检查全卷其他题没有问题的情况下,可以继续冲刺钻研。
可以说,新定义题型构思巧妙,立意新颖,重在考查学生学习能力、实践能力及创新精神,很好地体现了新课标的理念.但无论题目以何种方式早现,其本质都是源于教材的核心知识,解决这类问题,关键在于紧扣定义,联系已学知识和数学思想方法.