解读闭距离,体验北京中考新定义型压轴

解读“闭距离”,体验北京中考新定义型压轴题

年北京中考数学压轴题,是一道7分题,分值不高,属于新定义型几何图,门槛就是理解新定义,读懂了,后面的难度一下子就降低了许多,当然,解决此类问题同样对基本作图有一定要求,准确使用尺规作图是必要技能之一。

题目

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:

(1)按题目所给的三个点绘图,得到△ABC,再根据定义来求“闭距离”,如下图:

从图中可知,点O与△ABC的边AB和BC,最短距离为2,而与斜边AC距离超过2,因此d(点O,△ABC)=2;

作为起始小题,难度较低,但这个所谓的低难度也要建立在正确理解“闭距离”基础上;

(2)与上一个小题相比,略作变化,还是那个三角形,现在将定点O换成了经过它的动直线y=kx,这是一条经过原点的直线,影响它位置的只有一个参数k,但加上x取值限制后,它就不再是直线了,而是一条经过原点的线段。当这条线段绕点O转动过程中,位于不△ABC内部,且夹在-1和1之间的区域,就是线段扫过的地方,在题目条件“闭距离”为1的前提下,线段上任意一点距离△ABC的边不能太近,不妨考虑这条线段的两种特殊位置,即分别当k=1或-1时的情况,如下图:

线段PQ即符合条件的y=kx上的线段,当k=1时,点P到边AB和BC的距离最小,均为1,当k逐渐增大时,点P会靠近边BC,此时d(G,△ABC)1,不符合,因此k只能逐渐减小,P点远离BC,而Q点逐渐靠近BC;减小至当k=-1时,点Q到边BC的距离最小;

(3)考虑圆和三角形之间的“闭距离”,实质上仍然是直线与圆的位置关系,在⊙T由左至右的逐渐移动过程中,它先后与AB、AC存在离、切、交三种状态,题目要求“闭距离”为1,则存在圆在AB左,圆在AB右,圆在AC左,圆在AC右四种情况,如下图:

上述四种特殊位置的T点坐标分别是(-4,0),(0,0),(4-2√2,0),(4+2√2,0),在三角形内部,圆与BC边始终保持距离为1,因此,t的取值范围为0≤t≤4-2√2,再加t=-4和t=4+2√2.

解题反思:

总体而言,本题不算难,但这一切都建立在正确理解“闭距离”这个新定义上,特别是当圆在三角形内部时,利用新定义找准取值范围,这是很容易被学生漏掉的情况。从另一个侧面也考察了学生对新定义的理解深刻程度。若仅仅停留在字面上,那么本题解起来举步维艰,真的透彻了,自然行云流水。




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