中考数学开放探索问题复习导学案

1 / 23 中考数学开放探索问题复习导学案 本资料为 WoRD 文档，请点击下载地址下载全文下载地址 第 5 课 开放探索问题 第一部分讲解部分 一、专题诠释 开放探究型问题，可分为开放型问题和探究型问题两类 开放型问题是相对于有明确条件和明确结论的封闭型问题而言的，它是条件或结论给定不完全、答案不唯一的一类问题这类试题已成为近年中考的热点，重在考查同学们分析、探索能力以及思维的发散性，但难度适中根据其特征大致可分为：条件开放型、结论开放型、方法开放型和编制开放型等四类 探究型问题是指命题中缺少一定 的条件或无明确的结论，需要经过推断，补充并加以证明的一类问题根据其特征大致可分为：条件探究型、结论探究型、规律探究型和存在性探究型等四类 二、解题策略与解法精讲 由于开放探究型试题的知识覆盖面较大，综合性较强，灵活选择方法的要求较高，再加上题意新颖，构思精巧，具有相当的深度和难度，所以要求同学们在复习时，首先对于基础知识一定要复习全面，并力求扎实牢靠；其次是要加强对解答这类试题的练习，注意各知识点之间的因果联系，选择合2 / 23 适的解题途径完成最后的解答由于题型新颖、综合性强、结构独特等，此类问题的一般解题 思路并无固定模式或套路，但是可以从以下几个角度考虑： 1利用特殊值（特殊点、特殊数量、特殊线段、特殊位置等）进行归纳、概括，从特殊到一般，从而得出规律 2反演推理法（反证法），即假设结论成立 ,根据假设进行推理，看是推导出矛盾还是能与已知条件一致 3分类讨论法当命题的题设和结论不惟一确定，难以统一解答时，则需要按可能出现的情况做到既不重复也不遗漏，分门别类加以讨论求解，将不同结论综合归纳得出正确结果 4类比猜想法即由一个问题的结论或解决方法类比猜想出另一个类似问题的结论或解决方法，并 加以严密的论证 以上所述并不能全面概括此类命题的解题策略，因而具体操作时，应更注重数学思想方法的综合运用 三、考点精讲 （一）开放型问题 考点一：条件开放型： 条件开放题是指结论给定，条件未知或不全，需探求与结论相对应的条件解这种开放问题的一般思路是：由已知的结论反思题目应具备怎样的条件，即从题目的结论出发，逆向3 / 23 追索，逐步探求 例 1：（ XX 江苏淮安）在四边形 ABcD 中， AB=Dc， AD=Bc.请再添加一个条件，使四边形 ABcD 是矩形 .你添加的条件是 .(写出一种即可 ) 分析：已知两组对边相等，如果其对角线相等可得到ABDABcADcBcD ，进而得到，A=B=c=D=90 ，使四边形 ABcD是矩形 解：若四边形 ABcD 的对角线相等， 则由 AB=Dc， AD=Bc 可得 ABDABcADcBcD ， 所以四边形 ABcD的四个内角相等分别等于 90 即直角， 所以四边形 ABcD是矩形， 故答案为：对角线相等 评注：此题属开放型题，考查的是矩形的判定，根据矩形的判定，关键是是要得到四个内角相等即直角 考点二：结论开放型： 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，这些问题都是结论开放问题这类问题的解题思路是：充分利用已知条件或图形特征，进行猜想、类比、联想、归纳，透彻分析出给定条件下可能存在的结论，然后经过论证作出取舍 例 2：（ XX天津）已知一次函数的图象经过点（ 0， 1），且满4 / 23 足 y随 x的增大而增大，则该一次函数的解析式可以为 分析：先设出一次函数的解析式，再根据一次函数的图象经过点（ 0， 1）可确定出 b 的值，再根据 y 随 x 的增大而增大确定出 k 的符号即可 解：设一次函数的解 析式为： y=kx+b（ k0 ）， 一次函数的图象经过点（ 0， 1）， b=1 ， y 随 x 的增大而增大， k 0， 故答案为 y=x+1（答案不唯一，可以是形如 y=kx+1， k 0的一次函数） 评注：本题考查的是一次函数的性质，即一次函数 y=kx+b（ k0 ）中， k 0， y 随 x 的增大而增大，与 y 轴交于（ 0，b），当 b 0 时，（ 0， b）在 y 轴的正半轴上 考点三：条件和结论都开放的问题： 此类问题没有明确的条件和结论，并且符合条件的结论具有多样性，因此必须认真观察与思考，将已知的信息 集中分析，挖掘问题成立的条件或特定条件下的结论，多方面、多角度、多层次探索条件和结论，并进行证明或判断 例 3：（ XX玉溪）如图，在平行四边形 ABcD中， E 是AD的中点，请添加适当条件后，构造出一对全等的三角形，并说明理由 5 / 23 分析：先连接 BE，再过 D 作 DFBE 交 Bc于 F，可构造全等三角形 ABE 和 cDF 利用 ABcD 是平行四边形，可得出两个条件，再结合 DEBF ， BEDF ，又可得一个平行四边形，那么利用其性质，可得 DE=BF，结合 AD=Bc，等量减等量差相等，可证 AE=cF，利用 SAS可证三角形全等 解：添加的条件是连接 BE，过 D 作 DFBE 交 Bc于点 F，构造的全等三角形是 ABE 与 cDF 理由： 平行四边形 ABcD，AE=ED， 在 ABE 与 cDF 中， AB=cD， EAB=FcD ， 又 DEBF ， DFBE ， 四边形 BFDE是平行四边形， DE=BF ， 又 AD=Bc， AD DE=Bc BF， 即 AE=cF， ABEcDF （答案不唯一，也可增加其它条件） 评注：本题利用了平行四边形的性质和判定、全等三角形的判定、以及等量 减等量差相等等知识 6 / 23 考点四：编制开放型： 此类问题是指条件、结论、解题方法都不全或未知，而仅提供一种问题情境，需要我们补充条件，设计结论，寻求解法的一类题，它更具有开放性 例 4：（ XX 年江苏盐城中考题）某校九年级两个班各为玉树地震灾区捐款 1800 元已知 2 班比 1 班人均捐款多 4 元， 2班的人数比 1 班的人数少 10%请你根据上述信息，就这两个班级的 “ 人数 ” 或 “ 人均捐款 ” 提出一个用分式方程解决的问题，并写出解题过程 分析：本题的等量关系是：两班捐款数之和为 1800 元； 2班捐款数 -1 班捐款数 =4元； 1 班人数 =2班人数 90% ，从而提问解答即可 解：解法一：求两个班人均捐款各多少元？ 设 1 班人均捐款 x 元，则 2 班人均捐款（ x+4）元，根据题意得 1800x90%=1800x+4 解得 x=36经检验 x=36是原方程的根 x+4=40 答： 1 班人均捐 36元， 2 班人均捐 40元 解法二：求两个班人数各多少人？ 设 1 班有 x 人，则根据题意得 1800x+4=180090x% 7 / 23 解得 x=50，经检验 x=50是原方程的根 90x%=45 答： 1 班有 50人， 2 班有 45人 评 注：对于此类编制开放型问题，是一类新型的开放型问题，它要求学生的思维较发散，写出符合题意的正确答案即可，难度要求不大，但学生容易犯想当然的错误，叙述不够准确，如单位的问题、符合实际等要求，在解题中应该注意防范 （二）探究型问题 考点五：动态探索型： 此类问题结论明确，而需探究发现使结论成立的条件的题目 例 5：（ XX临沂）如图 1，将三角板放在正方形 ABcD上，使三角板的直角顶点 E 与正方形 ABcD 的顶点 A 重合，三角扳的一边交 cD于点 F另一边交 cB的延长线于点 G （ 1） 求证： EF=EG； （ 2）如图 2，移动三角板，使顶点 E 始终在正方形 ABcD的对角线 Ac上，其他条件不变，（ 1）中的结论是否仍然成立？若成立，请给予证明：若不成立请说明理由： （ 3）如图 3，将（ 2）中的 “ 正方形 ABcD” 改为 “ 矩形 ABcD” ，且使三角板的一边经过点 B，其他条件不变，若 AB=a、 Bc=b，求的值 8 / 23 分析：（ 1）由 GEB+BEF=90 ， DEF+BEF=90 ，可得DEF=GEB ，又由正方形的性质，可利用 SAS 证得RtFEDRtGEB ，则问题得证； （ 2）首先点 E 分别作 Bc、 cD 的垂线，垂足分别为 H、 I，然后利用 SAS证得 RtFEIRtGEH ，则问题得证； （ 3）首先过点 E 分别作 Bc、 cD的垂线，垂足分别为 m、 N，易 证 得 EmAB ， ENAD ， 则 可 证 得 cENcAD ，cEmcAB ，又由有两角对应相等的三角形相似，证得GmEFNE ，根据相似三角形的对应边成比例，即可求得答案 解：（ 1）证明： GEB+BEF=90 ， DEF+BEF=90 ， DEF=GEB ， 又 ED=BE ， RtFEDRtGEB ， EF=EG ； （ 2）成立 证明：如图，过点 E 分别作 Bc、 cD的垂线，垂足分别为 H、I， 则 EH=EI， HEI=90 ， GEH+HEF=90 ， IEF+HEF=90 ， IEF=GEH ， 9 / 23 RtFEIRtGEH ， EF=EG ； （ 3）解：如图，过点 E 分别作 Bc、 cD的垂线，垂足分别为m、 N， 则 mEN=90 ， EmAB ， ENAD cENcAD ， cEmcAB ， ， ，即， IEF+FEm=GEm+FEm=90 ， GE m=FEN ， GmE=FNE=90 ， GmEFNE ， ， 评注：此题考查了正方形，矩形的性质，以及全等三角形与相似三角形的判定与性质此题综合性较强，注意数形结合思想的应用 考点六：结论探究型： 此类问题给定条件但无明确结论或结论不惟一，而需探索发现与之相应的结论的题目 10 / 23 例 6：（ XX 福建省三明市）在矩形 ABcD 中，点 P 在 AD 上，AB=2， AP=1将直角尺的顶点放在 P 处，直角尺的两边分别交 AB， Bc于点 E， F，连接 EF（如图 ） （ 1）当点 E 与点 B 重合时，点 F 恰好与点 c 重合（如图 ），求 Pc的长； （ 2）探究：将直尺从图 中的位置开始，绕点 P 顺时针旋转，当点 E 和点 A 重合时停止在这个过程中，请你观察、猜想，并解答： tanPEF 的值是否发生变化？请说明理由； 直接写出从开始到停止，线段 EF的中点经过的路线长 分析：（ 1）由勾股定理求 PB，利用互余关系证明APBDcP ，利用相似比求 Pc； （ 2） tanPEF 的值不变过 F 作 FGAD ，垂足为 G，同（ 1）的方法证明 APBDcP ，得相似比 =2，再利用锐角三角函数的定义 求值； （ 3）如图 3，画出起始位置和终点位置时，线段 EF的中点o1， o2，连接 o1o2，线段 o1o2即为线段 EF的中点经过的路线长，也就是 BPc 的中位线 解：（ 1）在矩形 ABcD中， A=D=90 ， AP=1， cD=AB=2，则 PB=， ABP+APB=90 ， 11 / 23 又 BPc=90 ， APB+DPc=90 ， ABP=DPc ， APBDcP ， 即， Pc=2 ； （ 2） tanPEF 的值不变 理由：过 F 作 FGAD ，垂足为 G， 则四边形 ABFG是矩形， A=PFG=90 ， GF=AB=2， AEP+APE=90 ， 又 EPF=90 ， APE+GPF=90 ， AEP=GPF ， APEGPF ， =2 ， RtEPF 中， tanPEF=2 ， tanPEF 的值不变； （ 3）线段 EF的中点经过的路线长为 评注：本题考查了相似三角形的判定与性质，矩形的性质，12 / 23 解直角三角形关键是利用互余关系证明相似三角形 考点七：规律探究型： 规律探索问题是指由几个具体结论通过类比、猜想、推理等一系列的数学思维过程，来探求一般性结论的问题，解决这类问题的一般思路是通过对所给的具体的结论进行全面、细致的观察、分析、比较，从中发现其变化的规律，并猜想出一般性的结论，然后再给出合理的证明或加以运用 . 例 7：（ XX四川成都）设 , 设，则 S _(用含 n 的代数式表示，其中 n 为正整数 ) 分析：由 ，求，得出一般规律 解： 故答案为： 评注：本题考查了二次根式的化简求值关键是由 Sn变形，得出一般规律，寻找抵 消规律 考点八：存在探索型： 此类问题在一定的条件下，需探究发现某种数学关系是否存在的题目 例 8：（ XX 辽宁大连）如图 15，抛物线 y ax2+bx+c 经过 A（ 1， 0）、 B（ 3， 0）、 c（ 0， 3）三点，对称轴与抛物线相13 / 23 交于点 P、与直线 Bc相交于点 m，连接 PB （ 1）求该抛物线的解析式； （ 2）抛物线上是否存在一点 Q，使 QmB 与 PmB 的面积相等，若存在，求点 Q 的坐标；若不存在，说明理由； （ 3）在第一象限、对称轴右侧的抛物线上是否存在一点 R，使 RPm 与 RmB 的面积相等，若存在 ，直接写出点 R 的坐标；若不存在，说明理由 分析：（ 1）利用待定系数法求解；（ 2）若想求 Q 点坐标， Q到 mB的距离应该等于 P 到 mB的距离，所以 Q 点应该在经过P 点且平行于 Bm 的直线上，或者在这条直线关于 Bm 对称的直线上，因此，求出这两条直线的解析式，其与抛物线的交点即为所求 Q 点；（ 3）设出 R 点坐标，分别用其横坐标表示出 RPm 与 RmB 的面积，利用相等列出方程即可求出 R 点坐标 解：（ 1） （ 2） P （ 1， 4） Bc：， m（ 1， 2） P（ 1， 4）； PB：， 当 PQBc 时： 设 PQ1： P （ 1， 4）在直线 PQ上； PQ1 ： 14 / 23 解得， ：（ 2， 3）； 将 PQ向下平移 4 个单位得到 解得， ：（，）；：（，） （ 3）存在，设 R 的坐标为（，） P （ 1， 4）， m（ 1， 2） 解得，（舍） 当时， R （， 2） 评注：求面积相等问题通常是利用过顶点的平行线完成；在表示面积问题时，对于边不在特殊线上的通常要分割 四、真题演练 1（ XX山东潍坊）一个 y 关于 x 的函数同时满足两个条件： 图象过 (2， 1)点； 当时 y 随 x 的增大而减小，这个函数解析式为 _(写出一个即可 ) 2（ XX山西）如图，四边形 ABcD是平行四边形，添加一个条件： _ 15 / 23 _，可使它成为矩形 3（ XX泰州） “ 一根弹簧原长 10cm，在弹性限度内最多可挂质量为 5kg的物体，挂上物体后弹簧伸长的长度与所挂物体的质量成正比，则弹簧的总长度 y（ cm）与所挂物体质量 x（ kg）之间的函数关系式为 y=10+（ 0x5 ） ” 王刚同学在阅读上面材料时发现部分内容被墨迹污染， 被污染的部分是确定函数关系式的一个条件，你认为该条件可以是： （只需写出 1 个） 3（ 4（ XX广西百色）已知矩形 ABcD的对角线相交于点 o， m、N 分别是 oD、 oc 上异于 o、 c、 D 的点 （ 1）请你在下列条件 Dm=cN ， om=oN ， mN 是 ocD 的中位线， mNAB 中任选一个添加条件（或添加一个你认为更满意的其他条件），使四边形 ABNm 为等腰梯形，你添加的条件是 （ 2）添加条件后，请证明四边形 ABNm是等腰梯形 第二部分练习部分 1（ XX贺州）写出一个正比例 函数，使其图象经过第二、四象限： y= x（答案不唯一） 分析：先设出此正比例函数的解析式，再根据正比例函数的图象经过二、四象限确定出 k 的符号，再写出符合条件的正16 / 23 比例函数即可 解答：解： 2（ XX湖南张家界）在 ABc 中， AB=8， Ac=6，在DEF 中， DE=4， DF=3，要使 ABc 与 DEF 相似，则需添加的一个条件是 （写出一种情况即可） 分析： 解答：解：则需添加的一个条件是： Bc： EF=2： 1 在 ABc 中， AB=8， Ac=6，在 DEF 中， DE=4， DF=3， AB ： DE=2： 1， Ac： DF=2： 1， Bc ： EF=2： 1 ABcDEF 故答案为： 3（ XX江苏连云港中考题）若关于 x 的方程 x2 mx 3 0 有实数根，则 m 的值可以为 _ (任意给出一个符合条件的值即可 ) 4（ XX广东湛江）如图，点 B， c， F， E 在同直线上，1=2 ， Bc=EF， 1_ （填 “ 是 ” 或 “ 不是 ” ） 2的对顶角，要使 ABcDEF ，还需添加一个条件，可以是_（只需写出一个） 5（ XX福建省漳州市， 19,8分）如图， B=D ，请在不增加辅助线的情况下，添加一个适当的条件，使17 / 23 ABcADE ，并证明 （ 1）添加的条件是 ； （ 2）证明： 6（ XX浙江杭州中考题）给出下列命题： 命题 1点 (1,1)是直线 y x 与双曲线 y的一个交点 ; 命题 2点 (2,4)是直线 y 2x与双曲线 y的一个交点 ; 命题 3点 (3,9)是直线 y 3x与双曲线 y的一个交点 ; （ 1）请观察上面命题，猜想出命题 (是正整数 ); （ 2）证明你猜想的命题 n 是正确的 7（ XX德州） 观察计算 当 a=5， b=3时，与的大小关系是 当 a=4， b=4时，与的大小关系是 = 探究证明 如图所示， ABc 为圆 o 的内接三角形， AB为直径，过 c 作cDAB 于 D，设 AD=a， BD=b （ 1）分别用 a， b 表示线段 oc， cD； （ 2）探求 oc与 cD表达式之间存在的关系（用含 a， b 的式子表示） 归纳结论 18 / 23 根据上面的观察计算、探究证明，你能得出与的大小关系是： 实践应用 要制作面积为 1 平方米的长方形镜框，直接利用探究得出的结论，求出镜 框周长的最小值 8（ XX 浙江绍兴）数学课上，李老师出示了如下框中的题目 在等边三角形 ABc 中，点 E 在 AB 上，点 D 在 cB的延长线上，且 ED=Ec，如图试确定线段 AE 与 DB 的大小关系，并说明理由 小敏与同桌小聪讨论后，进行了如下解答： （ 1）特殊情况 探索结论 当点 E 为 AB 的中点时，如图 1，确定线段 AE 与的 DB 大小关系请你直接写出结论： AE = DB（填 “ ” ， “ ”或 “=” ） （ 2）特例启发，解答題目 解：题目中， AE与 DB的大小关系是： AE = DB（填 “ ” ，“ ” 或 “=” ）理由如下： 如图 2，过点 E 作 EFBc ，交 Ac于点 F，（请你完成以下解答过程） 19 / 23 （ 3）拓展结论，设计新题 在等边三角形 ABc 中，点 E 在直线 AB上，点 D 在直线 Bc上，且 ED=Ec若 ABc 的边长为 1， AE=2，求 cD 的长（请你直接写出结果） “ 真题演练 ” 参考答案 1【分析】本题的函数没有指定是什么具体的函数，可以从一次函数，反比例函数，二次函数三方面考虑，只要符合条件 即可 【答案】符合题意的函数解析式可以是 y=， y=-x+3， y=-x2+5等，（本题答案不唯 一） 故答案为： y=， y=-x+3， y=-x2+5 等 2【分析】：由有一个角是直角的平行四边形是矩形想到添加 ABc 90 ；由对角线相等的平行四边形是矩形想到添加 Ac BD 【答案】 ABc 90 （或 Ac BD等） 3解：根据弹簧的总长度 y（ cm）与所挂物体质量 x（ kg）之间的函数关系式为 y=10+（ 0x5 ）可以得到： 当 x=1时，弹簧总长为， 当 x=2时，弹簧总长为 11cm， 每增加 1 千克重物弹簧伸长， 故答案为：每增加 1 千克重物弹簧伸长 20 / 23 4解：（ 1） 选择 Dm=cN ； （ 2）证明： AD=Bc ， ADm=BcN ， Dm=cN ANDBcN ， Am=BN ，由 oD=oc 知 om=oN， mNcDAB ，且 mNAB 四边形 ABNm是等腰梯形 “ 练习部分 ” 参考答案 1【分析】设此正比例函数的解析式为 y=kx（ k0 ）， 此正比例函数的图象经过二、四象限， k 0， 符合条件的正比例函数解析式可以为： y= x（答案不唯一） 【答案】故答案为： y= x（答案不唯一） 2【分析】因 为两三角形三边对应成比例，那么这两个三角形就相似，从题目知道有两组个对应边的比为 2： 1，所以第三组也满足这个比例即可 【答案】 Bc： EF=2： 1 3【分析】由于这个方程有实数根，因此 0 ，即 m212 【答案】答案不唯一