中考数学复习动点问题的解题技巧
知四边形OECF为正方形,设正方形边长为x.由比例式求出点C的坐标(
4
分线可得直线OC的解析式y=x;联立方程组轻松解得点C的坐标(4
在运动中分析在静态中求解
动态几何问题已成为中考试题的一大热点题型.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,本文以2014年江苏无锡卷
第28题为例,谈谈此类问题的思路突破与解题反思,希望能给大家一些启发.题目如图1,已知点A(2,0),B(0,4),∠AOB的平分线交AB于点C,一动点P 从O点出发,以每秒2个单位长度的速度,沿y轴向点B作匀速运动,过点P且平行于AB的直线交x轴于点Q,作点P、Q关于直线OC的对称点M、N.设点P运动的时间为t(0 (1)求C点的坐标,并直接写出点M、N的坐标(用含t的代数式表示). (2)设△MNC与△OAB重叠部分的面积为S. ①试求S关于t的函数关系式; ②在直角坐标系中,画出S关于t的函数图象,并回答:S是否 有最大值?若有,写出S的最大值;若没有,请说明理由. 一、探求解题思路 1.利用基础知识轻松求解 由题意不难发现第1问是对基础知识的考查,有多种方法,考生可自行选择解法, 简解1可通过作辅助线,过点C作CF上x轴于点F,CE⊥y轴于点E,由题意,易 4 ,). 33简解2由点A、B的坐标可得直线AB的解析式y=-2x+4;由OC是∠AOB的平 4 ,). 33关于求点M、N的坐标,是对相似及对称性的考查,根据相似可得P(0,2t),Q(t,0),根据对称性可得M(2t,0),N(0,t).这样,第1问轻松获解. 结合点 C 的坐标( 4 S = ? 1 ? t 2 - 2t + (1 < t < 2) 2.动静结合找界点,分类讨论细演算 第 2 问的第一小题中,所求函数关系式为分段函数,需要分类讨论,这是本题的难点 之一;而关键是动静结合找界点,得出 t =1 时重叠部分的关系会发生变化,这是本题的难 点之二.解答时需动手画出草图,随着点 M 、N 的位置的变化,△MNC 的位置也随之发 生变化,△MNC 与△OAB 重叠部分的面积 S 也发生变化.S 可能会存在两种情形:①△OAB 将△MNC 全部覆盖;②△OAB 将△MNC 部分覆盖;点 M 从点 O 出发运动到点 A 时,即 t =1 时重叠部分的关系会发生变化,函数关系式也随之改变. 由 t =1 这个界点确定两个范围,以此界值进行分类讨论: 当 0 △S CMN =S 四边形 CMON -△S OMN . 4 , ),可得 3 3 △S CMN =-t 2+2t ; 当 1 OAB 将△MNC 部分 覆盖,则重叠部分面积为 S △CDN. 另一个关键是要用 t 的代数式表示 D 点的横坐标,即△BDN 的高,这是本题的难点之 三. 由 M (2t ,0),N (0,t)可先用 t 的代数式表示直线 MN 的解析式 y =- 1 2 x +t . 8 - 2t 再结合直线 AB 的解析式 y =-2x +4,联立方程组,解出 D 点的横坐标为 ,则 3 重叠部分面积为 △S CDN =△S BDN -S △BCN 1 8 = t 2 - 2t + 3 3 综上所述, ?-t 2 + 2t (0 < y ≤ 1) ? 8 ? 3 3 由函数解析式及其自变量的取值范围可画出函数图象,观察图象可知,当t=1时,S 有最大值,最大值为1. 二、规范解答问题 (1)如图2,过点C作CF⊥x轴于点F,CE⊥y轴于点E,由题意,易知四边形OECF 为正方形,设正方形边长为x. ∴OP=2DQ. ∵P(0,2t),∴Q(t,0). ∵对称轴OC为第一象限的角平分线, ∴对称点坐标为:M(2t,0),N(0,t). (2)①当0 当1 设直线MN的解析式为y=kx+b,将M(2t,0)、N(0,t)代入,得 ?b = t S = ? 1 ? t 2 - 2t + (1 < t < 2) ?2tk + b = 0 ? 综上所述, ?-t 2 + 2t (0 < y ≤ 1) ? 8 ? 3 3 ②画出函数图象,如图 5 所示: 观察图象可知,当 t =1 时,S 有最大值,最大值为 1. 三、解题反思 1、关键的一步 本题在突破第 2 问时,能否得出 t =1 时重叠部分的关系会发生变化,这是决定性的一 步,否则就不知该如何分类讨论,解题就难以找到前进的方向. 2、解题难点 解决本题的主要困难首先是分类讨论,依据题意知点 P 运动的时间为 t(0 以确定点肘、N 运动过程中的三类点,即起点、界点(有的题中存在多个界点)和终点, 由界点值划分范围,确定分类标准(通常情况下,为了书写方便简洁,可将界点值归入动态的范围),然后进行分类计算(对于几何图形问题,通常需要根据相似、三角函数、勾 股定理以及图形面积建立方程等数学模型计算).其次是重叠面积分类,当1 们面对的困难是如何对重叠部分的面积进行分割;如何用t的代数式表示点D的横坐标;得出△S CDN=△S BDN-S△BCN也是比较困难的;再者分类后的计算,稍不注意也可能出错. 3、解题收获 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,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.再次,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.