2.结论开放与探索

给出问题的条件,让解题者根据条件探索相应的结论,并且符合条件的结论往往呈现多样性,或者相应的结论的“存在性”需要解题者进行推断,甚至要求解题者探求条件在变化中的结论,这些问题都是结论开放性问题。它要求解题者充分利用条件进行大胆而合理的猜想,发现规律,得出结论,这类题主要考查解题者的发散性思维和所学基本知识的应用能力。

[例1]  (吉林省中考题)将两块完全相同的等腰直角三角形摆成如图的样子,假设图形中的所有点、线都在同一平面内,

回答下列问题:

⑴图中共有多少个三角形?把它们一

一写出来;

⑵图中有相似(不包括全等)三角形

吗?如果有,就把它们一一写出来。

[解析]:⑴先看△ABC中,一一数来共有6个三

角形,再加上△AFG,共七个三角形;⑵由于∠DAE

=∠B=∠C=45°,∠ADE=∠B+∠1=45°+∠1=∠BAE,同理∠AED=∠CAD,可得出△ADE∽△BAE∽△CDA

⑴共有七个三角形,它们是:

ABD、△ABE、△ABC、△ADE、△ADC、△AEC、△AFG

⑵有相似三角形,它们是:

ADE∽△BAE,△BAE∽△CDA,△ADE∽△CDA(或△ADE∽△BAE∽△CDA)。

[评注]:本题为考生提供了广阔的探究空间,通过分析、判断,有利于学生创新意识的形成和思维能力的培养。

[例2]  如图,⊙O的弦ABCD的延长线相交于点E。请你根据上述条件,

写出一个正确的结论(所写的结论不能自行再添加新的线段及标注其他字母),并给出证明(证明时允许自行添加辅助线)。


 

 
[解析]:根据图形易得以下结论:

;②ACBC;③AEDE;……

可以得出的结论及证明如下:

如图连结ADBC,∵∠A=∠C,∠E=∠E


 

 
∴△AED∽△CEB   ∴,即

ACBC

如图,连结AD, 


 

 
∵∠1是△ADE的外角,∠A是△ADE的内角


 

 
∴∠A>∠1  ∵∠1所对的弧是AC,∠A所对的弧是BD

ACBC

AEDE

证法一:如图,连结ADBDBC

∵∠2是△BCD的外角,∠C是△BCD的内角,

∴∠2>∠C。而∠ADE>∠2,∠C>∠A

∴在△ADE中,∠ADE>∠A。∴AEDE

证法二:∵EA·EBEA2ED·ECED2

EA·EB ED·EC  EA2ED2,即EAED

[评注]:这是一道以探索结论为目的的开放型试题,它不限结论,而是让考生根据条件去探索结论。因此,这类考题对开阔视野、启迪智慧、培养发散思维能力大有好处。

[例3] (北京市东城区中考题)有一个二次函数的图象,三位学生分别说出它们的一些特点:

甲:对称轴是

乙:与轴两个交点的横坐标都是整数;

丙:与轴交点的纵坐标也是整数,且以三个交点为顶点的三角形面积为3。

请你写出满足上述全部特点的一个二次函数的解析式:___________________。

[解析]:此题是一道结论开放型试题,题目条件已确定,而所要求的结论不惟一。本题以二次函数基本知识的掌握,同时也考查了学生发散思维的能力和数形结合的思想。由二次函数图象的对称性及已知条件不难分析得出,若与轴两个交点的坐标分别是(3,0),(5,0),则与轴交点为(0,3)或(0,),此时二次函数的解析式为;若与轴两个交点的坐标分别是(1,0),(7,0),则与轴交点为(0,1)或(0,),此时二次函数的解析式为,只要得出一个答案即可。

[例4] 关于的方程,是否存在负数,使方程的两个实数根的倒数和等于4?若存在,求出满足条件的的值;若不存在,说明理由。

[解析]:先假设存在有满足条件的值,利用一元二次方程根与系数的关系,结合题意得出关于的方程。若能求出符合题意的值,则存在,否则不存在。

设方程的两个实数根是,由根与系数的关系,得

由题意得 

  ∴

<0, ∴,此时△=20>0成立, ∴

[例5] (淮安市中考题)在平面直角坐标系O中,已知抛物线

的对称轴为,设抛物线与轴交于A点,与轴交于BC两点(B点在C点的左边),锐角△ABC的高BEAO于点H

⑴求抛物线的解析式;

⑵在⑴中抛物线上是否存在点P,使BP将△ABH的面积分成1∶3两部分?如果存在,求出P点的坐标;如果不存在,请说明理由。

[解析]:⑴略;⑵解本题的方法是先假设这样的抛物线存在,然后根据题中的条件进行求解。

⑴抛物线的解析式为

⑵令,即,得 ∴A(0,6),B(,0),C(3,0),由题意,有Rt△BHO∽Rt△ACO,得,即

,故

假设在抛物线上存在点P,使BP将△ABH的面积分成1∶3两部分,则BP必过点(0,5)或(0,3)。

BP过点(,0)和(0,5)时,设BP的解析式为

,则,解得

。由解得,∴P点坐标为()

BP过点(,0)和(0,3)时,设BP的解析式为,则,解得

。由解得, ∴P点坐标为()

故抛物线上存在两点(),(),使BP分△ABH的面积为1∶3。

[评注]:探索存在性问题的基本思路是,可先假设结论存在或成立,以此为前提进行运算或推理,若推出矛盾可否定假设,否则给出肯定的证明。

[例6]  (湖北黄冈中考题)已知:如图,ABCDCDBD

垂足分别为BDADBC相交于点EEFBD,垂足为F

我们可以证明成立(不要求考生证明)。

若将图中的垂直改为斜交,如图,ABCDADBC

相交于点E,过点EEFAB,交BD于点F,则:

还成立吗?如果成立,请给出证明;如果不成立,请说明理由;

⑵请找出SABDSBCDSBED间的关系式,并给出证明。

  [解析]:右图所表示的是一般情况,在探索结论的过程中,应

设法将之转化为上图这样的特殊情况,故可过AEC

BD的垂线。

仍成立。

证明:过点AEC点作BD的垂线,交BD或其延长线于点MNK

易证Rt△ABM∽Rt△EFN∽Rt△CDK

ABEFCD=AMENCK

由题设  ,知成立。

⑵由题设 

又 ∵SABD SBCD SBED

[评注]:本题从特殊情形入手,通过图形的变换,寻找数量上的内在规律,颇具新意。

[例7]  (福州市中考题)已知△ABC中,AB=5,BC=3,AC=4,PQABP点在AC上(与点AC不重合),Q点在BC上。

⑴当△PQC的面积与四边形PABQ的面积相等时,求CP的长;

⑵当△PQC的周长与四边形PABQ的周长相等时,求CP的长;

试问,在AB上是否存在点M,使得△PQM为等腰直角三角形?若不存在,请说明理由;若存在,请求出PQ的长;

[解析]:本题是纯几何探索性问题,解这类题时,是先假设结论存在。若从已知条件和定义、定理出发,进行推理或计算得出相应的结论,则结论确实存在;若推证出矛盾或计算无解,则结论不存在。

⑴、⑵略。

⑶如图,△PQM为等腰直角三角形可能有两种情况:

①由右图假设,∠MPN=90°,PMPQ时,由勾股定理逆定理则得∠C=90°。

∴△ABCAB上的高为

PMPQ,∵PQAB,∴△CPQ∽△CAB

,解之得 ,即 

当∠MQP=90°,QPQM′时,同理得 

②由右图,假设∠PMQ=90°,MPMQ时,

MPQ的距离为PQ

PQ,∵PQAB,∴△CPQ∽△CAB

,解之得 ,即 

∴综上所述,在AB上存在点M,使△PQM为等腰直角三角形。

[评注]:“存在性”探索题,往往与传统的综合题相结合,来加大对考生分析、探索能力的考查,这类问题的情景新颖,富有挑战性,是启迪智慧的好素材。

 [题型设计与能力训练]

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