所谓动点型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。这类试题以运动的点、线段、变化的角、图形的面积为基本条件,给出一个或多个变量,要求确定变量与其他量之间的关系,或变量在一定条件为定值时,进行相关的几何计算和综合解答,解答这类题目,一般要根据点的运动和图形的变化过程,对其不同情况进行分类求解。下文主要针对多动点问题进行分析讲解。 解题策略 解决此类与运动、变化有关的问题,重在运动中分析,变化中求解。 首先,要把握运动规律,先固定一动点,然后寻求运动中的特殊位置,在动中求静,在静中探求动的一般规律。 其次,通过探索、归纳、猜想,获得图形在运动过程中是否保留或具有某种性质,要用运动的眼光观察出各种可能的情况分类讨论,较为精确地将每种情况一一呈现出来。 最后,要学会将动态问题静态化,即将动态情境化为几个静态的情境,从中寻找两个变量间的关系,用相关字母去表示几何图形中的长度、点的坐标等,很多情况下是与三角形的相似和勾股定理等联系在一起的,在整个解题过程中,要深刻理解分类讨论、数形结合、化归、相似等数学思想。 经典考题 1。如图1,在锐角ABC中,AB5,AC42,ACB45 (1)计算:求BC的长; (2)操作:将图1中的ABC绕点B按逆时针方向旋转,得到A1BC1如图2,当点C1在线段CA的延长线上时,求CC1A1的度数; (3)探究:如图3,点E为线段AB中点,点P是线段AC上的动点,在ABC绕点B按逆时针方向旋转所得到的A1BC1中,点P的对应点是点P1,求线段EP1长度的最大值与最小值 【解析】(1)如图1中,作AHBC于H解直角三角形求出AH,CH,BH即可解决问题BCBHCH347 (2)利用旋转的性质解决问题即可求CC1A90 (3)本题我们发现有两个运动状态:旋转运动:ABC绕着点B旋转;点P在线段AC上运动,旋转后的对应点为P 逐步分析,以静制动,我们先让点P安静点不要乱动! 然后可知在ABC旋转的过程中,点P的轨迹是以B为圆心,BP长为半径的一个圆(如图1)。 如图2,过点B作BDAC,D为垂足, ABC为锐角三角形,点D在线段AC上, 在RtBCD中,BDBCsin45722, 此时容易分析出,当P在AC上运动,BP与AC垂直的时候,ABC绕点B旋转,使点P的对应点P1在线段AB上时,EP1最小,最小值为:EP1BP1BEBDBE72252; 当P在AC上运动至点C,ABC绕点B旋转,使点P的对应点P1在线段AB的延长线上时,EP1最大,最大值为:EP1BCBE527192 2如图,菱形ABCD中,A60,AB3,A、B的半径分别为2和1,P、E、F分别是边CD、A和B上的动点,则PEPF的最小值是 【分析】本题更厉害,直接三个动点,这题虽然动点较多,但是仍然可延续上面一题的思想,先固定,后放开 本题我们先固定点P,那么当点P固定时,PEPF的最小值自然是PE、PF同时取得最小时的情况,此时PF的最小值为PBBF,PE的最小值为PAAE,所以PEPF的最小值为PBPA3 此时,点E、F两个动点转化到A、B两个定点上去了,问题就变为了求PAPB将军饮马问题,通过这种方式从而求得解题思路! 【解答】:作A点关于直线DC的对称点A,连接BD,DA, 可得AADC,则BAA90,故A30, 则ABA60,ADNADN60, ABAD,BAD60, ABD是等边三角形,ADB60, ADBADA180, A,D,B在一条直线上, 由题意可得出:此时P与D重合,E点在AD上,F在BD上,此时PEPF最小, 菱形ABCD中,A60, ABAD,则ABD是等边三角形,BDABAD3, A、B的半径分别为2和1,PE1,DF2, PEPF的最小值是3 故答案为:3 变式如图,菱形ABCD中,A60,AB6,A、B的半径分别为4和2,P、E、F分别是边CD、A和B上的动点,则PEPF的最大值是() A6312B6316C18D6 【分析】如图,连接PB,延长PB交B于F,连接PA交A于E,要求PEPF的最大值,可以转化为求PAPB的最大值通过寻找特殊点,发现当点P与点C重合时,PA、PB同时取得最大值,此时PAPB的值最大 【解答】:如图,连接PB,延长PB交B于F,连接PA交A于E, 要求PEPF的最大值,可以转化为求PAPB的最大值 点P在线段CD上, 当点P与点C重合时,PA最大,(因为ACDADC,所以,点C是小角点); 当点P与点C或者点D重合时,PB最大(因为ACDADC,所以,点C、D均是小角点)所以,根据、可知,当点P与点C重合时,PA、PB同时取得最大值,此时PAPB的值最大, 在ACD中,ADC120,ADDC6, AC263263, PEPF的最大值ACAEBCBF6312 故选:A 3在矩形ABCD中,AB4,AD3,先将纸片折叠,点D的对应点记为点P,折痕为EF(点E、F是折痕与矩形的边的交点),再将纸片还原 (1)若点P落在矩形ABCD的边AB上(如图1) 当点P与点A重合时,DEF,当点E与点A重合时,DEF 当点E在AB上时,点F在DC上时(如图2),若AP72,求四边形EPFD的周长 (2)若点F与点C重合,点E在AD上,线段BA与线段FP交于点M(如图3),当AMDE时,请求出线段AE的长度 (3)若点P落在矩形的内部(如图4),且点E、F分别在AD、DC边上,请直接写出AP的最小值 【解析】(1)当点P与点A重合时,EF是AD的中垂线,可得结论;当点E与点A重合时,如图2,则EF平分DAB,故答案为90,45; 如图3中,证明DOFPOE(ASA)得DFPE,根据一组对边平行且相等得:四边形DEPF是平行四边形,加上对角线互相垂直可得DEPF为菱形,当AP72时,设菱形的边长为x,根据勾股定理列方程得:32(72x)2x2,求出x8528,所以菱形的周长857; (2)如图3中,连接EM,设AEx 由折叠知PEDE,CDBEPM90,CDCP4, AMDEA90EMEM, RtAEMRtPME(HL),AEPMx, CM4x,BMABAMABDE4(3x)1x, 在RtBCM中,BMBCCM, 3(1x)(4x), 解得,x0。6AE0。6 (3)在本问中,存在E、F两个动点,两个动点一起运动时,研究问题相对较麻烦,所以常常先固定一个动点,然后在该点固定的背景下来研究另外一个动点,依次达到减小思维量、简化问题的功能! 比如可先固定点E不动,让点F先动,于是可知,点P的轨迹在以点E为圆心,ED为半径的圆上运动,发现随着点F越靠近点C,AP越小,所以可知,当点F运动到与点C重合时,AP最小。 当点F与点C重合时,本题就变得常规了,此时点P在以C(F)为圆心,CD(即4)为半径的圆上运动,所以当A、P、C共线时,AP最小,此时AP541。 初中阶段的同学,可以从三角形三边关系去分析,也可以作图操作探究出点F在点C位置时点P靠点A最近。因此有如此求解过程。 如图41中,连接PF,AP,AC PAFAFP,FDFP, PAFAFD,此时PA的最小值FAFD, (FAFD)(ACCD)FADFACDFCFFACFAC0, ACCDFAFD, 当F与C重合时,FAFD的值最小,由折叠得:CDPC4, 由勾股定理得:AC5, PAACPC, 当P,A,C共线时,AP有最小值,AP541, 则AP的最小值是1 4。如图是一副三角板,其中BE90,AC45,F30,ACEF2把两个三角板ABC和DEF叠放在一起(如图),且使三角板DEF的直角顶点E与三角板ABC的斜边中点O重合,DE和OC重合现将三角板DEF绕O点顺时针旋转(旋转角满足条件:090),四边形BGEH是旋转过程中两三角板的重叠部分(如图) (1)当旋转角度为45时,EG和AB之间的数量关系为 (2)当DF经过三角板ABC的顶点B,求旋转角的度数 (3)在三角板DEF绕O点旋转的过程中,在DF上是否存在一点P,使得APC90,若存在,请利用直尺和圆规在DF上画出这个点,并说明理由,若不存在,请说明理由 (4)在射线EF上取一点M,过M作DF的平行线交射线ED于点N(如图),若直线MN上始终存在两个点P、Q,使得APCAQC90,求EM的取值范围 【分析】(1)旋转角度为45时,EG是ABC的中位线,根据三角形的中位线定理即可得出EG和AB之间的数量关系 (2)当DF经过三角板ABC的顶点B,求旋转角的度数,即求ECD的度数,通过作辅助线可以得到P点与B点重合,从而得到答案 (3)实际上是圆的切线的性质及判定的运用 (4)题意告诉我们存在的点要在AC为直径的圆上,所以MN就应该是圆的弦从而得到EM应小于AC的一半 【解答】:(1)AB2EG (2)过点E作EPDF,垂足是P, B90,AC45,AC2 EB1 FED90,F30,EF2 EP1 当DF经过三角板ABC的顶点B时,点P与点B重合, 此时PED30,CED60 即旋转角为60; (3)以E为圆心,EC为半径画圆,与DF相切于点P,P点即为所求的点 FED90,F30,EF2,EP1。P点在E上, AC是E直径,APC90; (4)以E为圆心,EC为半径画圆 当EM2时,直线MN和E交于P、Q两点,APCAQC90 反思总结 “让动点先不要动”,主要出现在多重动态问题当中,体现出的是一种解题思维,即对问题逐步分析,逐步解决,然后各个击破!这种思想在生活与学习当中也可运用!也是正如华罗庚先生所言,遇到困难的问题,学会退,退到最简单的情况,以获得启发,进而找到解决问题的正确途径。 当我们上学时,在学校往往由于所学科目太多,作业太多,来不及处理学习中的问题时,可以让一些问题先安静点,先解决掉重要的、紧急的问题动起来,然后再去解决次要问题! 当工作时遇见一大堆事无法处理的时候,先抛开一些问题,先去解决重要的、较紧急的事,解决后再去解决次要的问题!人脑CPU就那么点处理量,如果顾忌的东西越多,那么往往只会得不偿失。