中考动点问题类型及解题策略

2014-04-29 03:23袁万萍
数学学习与研究 2014年6期
关键词:动点四边形抛物线

袁万萍

近年来,中考数学中的动点问题成为考查学生的热点题型,这类题型不仅涉及知识点多,而且能将几何知识和代数知识紧密结合,既考查了学生的基本运算能力,又考查了学生的思维能力和空间想象能力,较综合地体现了中考数学对学生的素质要求. 但是由于这类题型往往信息较多,综合难度较大,学生得分情况很不理想,如何在平时教学中逐步渗透,培养学生认识、分析此类题型的能力,理解动与静的辩证关系,达到提高思维品质的目的,成为我们一线教师值得思考的问题.

一、了解动点问题

所谓“动点问题”是指题设图形中存在一个或多个动点,它们在线段、射线或弧线上运动的一类开放性题目. 解决这类问题的关键是动中求静,灵活运用有关数学知识解决问题. 二、动点问题的类别与解题策略

动点问题按动点的个数分类可以分为:一个动点问题、两个动点问题、多个动点问题. 按运动轨迹分类可以分为:直线上的动点问题、曲线(比如抛物线、圆)上的动点问题、平面上的动点问题.

动点问题一直是中考热点,近几年考查探究运动中的特殊性,如等腰三角形、直角三角形、相似三角形、平行四边形、梯形、特殊角或其三角函数、线段或面积的最值. 下面就此问题的常见题型作简单介绍,关键给以点拨.

(一)三角形边上动点

例1 (2012贵州遵义)如图1,△ABC是边长为6的等边三角形,P是AC边上一动点,由A向C运动(与A,C不重合),Q是CB延长线上一点,与点P同时以相同的速度由B向CB延长线方向运动(Q不与B重合),过P作PE⊥AB于E,连接PQ交AB于D.

(1)当∠BQD = 30°时,求AP的长;

(2)运动过程中线段ED的长是否发生变化?如果不变,求出线段ED的长;如果变化,请说明理由.

考点 动点问题,等边三角形的性质,全等三角形的判定和性质,含30°度角的直角三角形的性质.

分析 (1)由△ABC是边长为6的等边三角形,可知∠ACB = 60°,再由∠BQD = 30°,可知∠QPC = 90°,设AP = x,则PC = 6 - x,QB = x,在Rt△QCP中,∠BQD = 30°,PC = QC,即6 - x = (6 + x),解得x = 2.

(2)作QF⊥AB,交线段AB的延长线于点F,连接QE,PF,由点P,Q做匀速运动且速度相同,可知AP = BQ,再根据全等三角形的判定定理得出△APE ≌ △BQF,再由AE = BF,PE = QF且PE∥QF,可知四边形PEQF是平行四边形,进而可得出EB + AE = BE + BF = AB,DE = AB,由等边三角形ABC的边长为6可得出DE = 3,故当点P,Q运动时,线段DE的长度不会改变.

(二)四边形边上动点

例2 (2011贵州遵义)如图2,梯形ABCD中,AD∥BC,BC = 20 cm,AD = 10 cm,现有两个动点P,Q分别从B,D两点同时出发,点P以每秒2 cm的速度沿BC向终点C移动,点Q以每秒1 cm的速度沿DA向终点A移动,线段PQ与BD相交于点E,过E作EF∥BC交CD于點F,射线QF交BC的延长线于点H,设动点P,Q移动的时间为t(单位:s,0 < t < 10).

(1)当t为何值时,四边形PCDQ为平行四边形?

(2)在P,Q移动的过程中,线段PH的长是否发生改变?如果不变,求出线段PH的长;如果改变,请说明理由.

考点 动点问题,相似三角形的判定与性质,平行四边形的性质,梯形.

分析 (1)如果四边形PCDQ为平行四边形,则DQ = CP,根据P,Q两点的运动速度,结合运动时间t,求出DQ,CP的长度表达式,解方程即可.

(2)PH的长度不变,根据P,Q两点的速度比,即可推出QD ∶ BP = 1 ∶ 2,根据平行线的性质推出三角形相似,得出相似比,即可推出PH = 20.

(三)抛物线上动点

例3 (2010贵州遵义)如图3,已知抛物线y = ax2 + bx + c(a ≠ 0)的顶点坐标为Q(2,-1),且与y轴交于点C(0,3),与x轴交于A,B两点(点A在点B的右侧),点P是该抛物线上一动点,从点C沿抛物线向点A运动(点P与点A不重合),过点P作PD∥y轴,交AC于点D.

(1)求该抛物线的函数关系式;

(2)当△ADP是直角三角形时,求点P的坐标;

(3)在问题(2)的结论下,若点E在x轴上,点F在抛物线上,问:是否存在以A,P,E,F为顶点的平行四边形?若存在,求点F的坐标;若不存在,请说明理由.

考点 动点问题,抛物线,直角三角形,四边形.

分析 (1)将Q(2,-1),C(0,3)分别代入y = ax2 + bx + c(a ≠ 0)中即可确定a的值,然后配方后即可确定该抛物线的函数关系式.

(2)分两种情况:当点P1为直角顶点时,点P1与点B重合;当点A为△APD2的直角顶点时,分别计算得P1(1,0),P2(2,-1).

(3)当点P的坐标为P1(1,0)时,不能构成平行四边形;当点P的坐标为P2(2,-1)(即顶点Q)时,平移直线AP(如图)交x轴于点E,交抛物线于点F. 当AP = FE时,四边形PAFE是平行四边形.

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