动点几何问题一直是中考的热点,也一直是学生学习几何的一大难点.如何帮助学生掌握此类问题的特点,建立动态几何的空间观念,并找到解决此类问题的方法,培养学生观察、分析和解决问题的能力,一直是我们教学中急需突破和解决的一大难题。下面,我就几何综合题多边形中动点问题做一点探讨.
一、从动态的图形中找出不变的量和关系
如图1,在Rt△ABC中,AB=AC,P是边AB(含端点)上的动点,过P作BC的垂线PR,R为垂足,∠PRB的平分线与AB相交于点S.
问题:请你探究在点P移动的过程中有哪些相等的线段.
解:BR=RP,BS=SR=SP
方法:通过直观判断,从动态的图形中找出不变的量和关系.
图1 图2
二、动点问题最终要转化为静态图形问题
变式1:接上述,如图2,在线段RS上存在一点T,连接PT,过点P作线段PT的垂线PF交AC于F,且有PT=PF.
问题:(1)请你探究线段TS与PA的长度之间的关系;
(2)连接RF,请你探究四边形FASR是什么特殊的四边形.
解:(1)TS=PA,易证△TSP≌△PAF
(2)矩形。由(1)可得AF=SP,又由SR=SP,可得SR=AF,易得SR与AF平行,
得平行四边形FASR,又由∠A=90°,得到矩形FASR。
方法:通过简单的推理论证(三角形全等、线段相等、平行四边形、矩形),明白动点问题最终要转化为静态图形问题。
三、在运动中确定形成特殊图形或位置(正方形)时动点的位置
变式2:过T、P、F三点作⊙O.
问题:(1)请你探究点R与圆的位置关系;
(2)若圆与BC交于另一个点E,请你探究四边形PTEF是什么特殊的四边形.
解:(1)点R在圆上;
(2)正方形。通过证明三个角是直角,得到矩形PTEF,由TP=PF,得到正方形PTEF.
方法:把握动点运动的特点,特别是在运动中确定形成特殊图形或位置时动点的位置.
四、以“静”制“动”,通过运动中静态的图形找出等量关系,利用方程、函数的思想求出符合题意的解
变式3:若AB=1,设AP=x.
问题:(1)请你探究x的取值范围;
(2)请你探究⊙O面积的最小值和最大值.
解:(1)如图4,当点P运动使得T与R重合时,PA=TS为最大.
易证等腰Rt△PAF≌等腰Rt△PSR≌等腰Rt△BSR,
∴PA= ∴PA的取值范围是0≤x≤ .
(2)由题意,RS是等腰Rt△PRB的底边PB上的高,
图5
∴PS=BS, ∴BS+PS+PA=1,∴PS= = =AF.
设⊙O的面积为y,则y=π×( )2,
PF2=PA2+AF2,易证TF= PF,
得y=π( )2= [x2+( )2],
即y= x2- x+ = (x- )2+ ,
根据二次函数的性质,当x= 时,y有最小值为 .
∴①当x的值由0增大到 时,y的值由 减小到 .
∴②当x的值由 增大到 时,y的值由 增大到 .
∵ < < ,
∴在点P的运动过程中,⊙O的面积y的最小值是 ,最大值是 .
方法:通过对动点运动的条件分析,推理出线段的长度的变化情况;利用等式、方程的思想构建出圆的面积的函数关系;并通过在一定范围内确定二次函数的极值的讨论,培养学生的逻辑思维能力.
五、充分利用几何画板等工具,演示动点问题在变化过程中静态欲动的关系,特别是动点在运动到特殊位置的特点,帮助学生建立动点几何的空间观念
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本文标题:几何综合题中动点问题浅谈
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