动态几何中的定值问题
中考数学动态几何之定值问题
中考数学动态几何之定值问题一、线段（和差）为定值问题：1、已知：在矩形ABCD中，AB=6cm，AD=9cm，点P从点B出发，沿射线BC方向以每秒2cm的速度移动，同时，点Q从点D出发，沿线段DA以每秒1cm的速度向点A方向移动（当点Q到达点A时，点P与点Q同时停止移动），PQ交BD于点E．求证：在点P、Q的移动过程中，线段BE的长度保持不变．2、如图，已知二次函数L1：y=x2﹣4x+3与x轴交于A、B两点（点A在点B左边），与y轴交于点C，顶点坐标为P．（1）写出二次函数L1的开口方向、对称轴和顶点坐标；（2）研究二次函数L2：y=kx2﹣4kx+3k（k≠0）．①写出二次函数L2与二次函数L1有关图象的两条相同的性质；②是否存在实数k，使△ABP为等边三角形？如果存在，请求出k的值；如不存在，请说明理由；③若直线y=8k与抛物线L2交于E、F两点，问线段EF的长度是否发生变化？如果不会，请求出EF的长度；如果会，请说明理由．3、如图，Rt△ABC中，∠A=30°，BC=10cm，点Q在线段BC上从B向C运动，点P在线段BA上从B 向A运动．Q、P两点同时出发，运动的速度相同，当点Q到达点C时，两点都停止运动．作PM⊥PQ交CA于点M，过点P分别作BC、CA的垂线，垂足分别为E、F．（1）求证：△PQE∽△PMF；（2）当点P、Q运动时，请猜想线段PM与MA的大小有怎样的关系？并证明你的猜想；（3）设BP=x，△PEM的面积为y，求y关于x的函数关系式，当x为何值时，y有最大值，并将这个值求出来．4、已知正方形ABCD，点P是对角线AC所在直线上的动点，点E在DC边上所在直线上，且随着点P运动而运动，PE＝PD总成立．(1)如图(1)，当点P在对角线AC上时，请你通过测量、观察，猜想PE与PB有怎样的关系？(直接写出结论不必证明)；(2)如图(2)，当点P运动到CA的延长线上时，(1)中猜想的结论是否成立？如果成立，请给出证明；如果不成立，请说明理由；(3)如图(3)，当点P运动到CA的反向延长线上时，请你利用图(3)画出满足条件的图形，并判断此时PE与PB有怎样的关系？(直接写出结论不必证明)(1)(2) (3)5、如图，梯形ABCD中，AD∥BC，BC＝20cm，AD＝10cm，现有两个动点P、Q分别从B、D两点同时．．出发，点P以每秒2cm的速度沿BC向终点C移动，点Q以每秒1cm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于点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：秒，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．6、已知：A、B、C不在同一直线上.（1）若点A、B、C均在半径为R的⊙O上，i）如图一，当∠A=45°时，R=1，求∠BOC的度数和BC的长度；ii）如图二，当∠A为锐角时，求证sin∠A= BC2R；（2）.若定长线段．．．．BC的两个端点分别在∠MAN的两边AM、AN（B、C均与点A不重合）滑动，如图三，当∠MAN=60°，BC=2时，分别作BP⊥AM，CP⊥AN，交点为点P，试探索：在整个滑动过程中，P、A 两点的距离是否保持不变？请说明理由.二、面积（和差）为定值问题：1、如图，在梯形ABCD中，AD∥BC，E、F分别是AB、DC边的中点，AB=4，∠B=60°，（1）求点E到BC边的距离；（2）点P为线段EF上的一个动点，过P作PM⊥BC，垂足为M，过点M作MN∥AB交线段AD于点N，连接PN、探究：当点P在线段EF上运动时，△PMN的面积是否发生变化？若不变，请求出△PMN的面积；若变化，请说明理由．2、如图，在平面直角坐标系x O y中，矩形AOCD的顶点A的坐标是（0,4），现有两动点P、Q，点P从点O出发沿线段OC（不包括端点O，C）以每秒2个单位长度的速度，匀速向点C运动，点Q从点C出发沿线段CD（不包括端点C，D）以每秒1个单位长度的速度匀速向点D运动.点P，Q同时出发，同时停止，设运动时间为t秒，当t=2秒时PQ=52.（1）求点D的坐标，并直接写出t的取值范围；（2）连接AQ并延长交x轴于点E,把AE沿AD翻折交CD延长线于点F,连接EF，则△AEF的面积S是否随t的变化而变化？若变化，求出S与t的函数关系式；若不变化，求出S的值.（3）在（2）的条件下，t为何值时，四边形APQF是梯形？练习题：1．如图1，在△ABC中，AB=AC=5，BC=6，D、E分别是AB、AC的中点，F、G为BC上的两点，FG=3，线段DG，EF的交点为O，当线段FG在线段BC上移动时，三角形FGO的面积与四边ADOE的面积之和恒为定值，则这个定值是．2．如图2，在矩形ABCD 中，AD=5，AB=4，点E 、G 、H 、F 分别在AB 、BC 、CD 、AD 上，且AF=CG=2，BE=DH=1，点P 是直线EF 、GH 之间任意一点，连接PE 、PF 、PG 、PH ，则△PEF 和△PGH 的面积和等于 _________ ．图1 图23.如图所示，四边形OABC 是矩形．点A 、C 的坐标分别为(30-，)，(0，1)，点D 是线段BC 上的动点(与端点B 、C 不重含)，过点D 作直线12y x b =+交折线OAB 于点E 。
2019-2020年中考数学动态几何中的定值问题
2019-2020年中考数学动态几何中的定值问题动态几何类问题是近几年中考命题的热点，题目灵活、多变，能够全面考查同学们的综合分析和解决问题的能力。
这类问题中就有一类是定值问题，下面通过例题来探究这类问题的解答方法。
【问题1】已知一等腰直角三角形的两直角边AB=AC=1，P 是斜边BC 上的一动点，过P 作PE ⊥AB 于E ，PF ⊥AC 于F ，则PE+PF=。
方法1：特殊值法：把P 点放在特殊的B 点或C 点或BC 中点。
此种方法只适合小题。
方法2：等量转化法：这是绝大部分同学能够想到的方法，PF=AE,PE=BE,所以PE+PF=BE+AE 。
方法3：等面积法：连接AP ，ABCABPAPCSSSAB AC AB PE AC PFAB PE PF总结语：这虽然是一道动态几何问题，难吗？不难，在解决过程中（方法2抓住了边长AB 的不变性和PE,PF 与BE,AE 的不变关系；方法3抓住了面积的不变性），使得问题迎刃而解。
设计：大部分学生都能想到方法2，若其他两种方法学生没有想到，也不要深究，更不要自己讲掉。
此题可叫差生或中等偏下的学生回答。
（设计意图：由简到难，让程度最差的同学也有在课堂上展示自我的机会。
）过渡：这道题太简单了，因为等腰直角三角形太特殊了，我若把等腰直角三角形换成一般的等腰三角形，问题有没有变化，又该如何解决？请看：【变式1】若把问题1中的等腰直角三角形改为等腰三角形，且两腰AB=AC=5，底边BC=6，过P 作PE ⊥AB 于E ，PF ⊥AC 于F ，则PE+PF 还是定值吗？若是，是多少？若不是，为什么?方法1：三角形相似进行量的转化ABMPBEPCF,AM PE PFAM PB AM PC PE PFAB PB PCABAB()462455AM PBPC AM BC PEPFABAB（板书）（M 为BC 中点）（解题要点：等腰三角形中，底边上的中线是常作的辅助线，抓住这条线的长度是不变量这个特点，建立PE,PF 与AM 之间的联系，化动为静）方法2：等面积法：ABCABPAPCS SSBC AM AB PE AC PF642455BC AM PEPFAB（M 为BC 中点）（板书）（解题要点：抓住三角形面积是个不变量，用等面积法求解，这是在三角形中求解与垂线段有关的量的常用方法。
中考压轴冲刺二 动态几何定值问题解析
中考压轴冲刺二动态几何定值问题解析类型一【线段及线段的和差为定值】例1、已知：△ABC是等腰直角三角形，∠BAC＝90°，将△ABC绕点C顺时针方向旋转得到△A′B′C，记旋转角为α，当90°＜α＜180°时，作A′D⊥AC，垂足为D，A′D与B′C交于点E．（1）如图1，当∠CA′D＝15°时，作∠A′EC的平分线EF交BC于点F．①写出旋转角α的度数；②求证：EA′+EC＝EF；（2）如图2，在（1）的条件下，设P是直线A′D上的一个动点，连接P A，PF，若AB，求线段P A+PF的最小值．（结果保留根号）【详解】①解：由∠CA′D＝15°，可知∠A′CD=90°-15°=75°，所以∠A′CA=180°-75°=105°即旋转角α为105°．②证明：连接A′F，设EF交CA′于点O．在EF时截取EM＝EC，连接CM．∵∠CED＝∠A′CE+∠CA′E＝45°+15°＝60°，∴∠CEA′＝120°，∵FE平分∠CEA′，∴∠CEF＝∠FEA′＝60°，∵∠FCO＝180°﹣45°﹣75°＝60°，∴∠FCO＝∠A′EO，∵∠FOC＝∠A′OE，∴△FOC∽△A′OE，∴OFA O'＝OCOE，∴OFOC＝A OOE'，∵∠COE＝∠FOA′，∴△COE∽△FOA′，∴∠F A′O＝∠OEC＝60°，∴△A′CF是等边三角形，∴CF＝CA′＝A′F，∵EM＝EC，∠CEM＝60°，∴△CEM是等边三角形，∠ECM＝60°，CM＝CE，∵∠FCA′＝∠MCE＝60°，∴∠FCM＝∠A′CE，∴△FCM≌△A′CE（SAS），∴FM＝A′E，∴CE+A′E＝EM+FM＝EF．（2）解：如图2中，连接A′F，PB′，AB′，作B′M⊥AC交AC的延长线于M．由②可知，∠EA′F＝′EA′B′＝75°，A′E＝A′E，A′F＝A′B′，∴△A′EF≌△A′EB′，∴EF＝EB′，∴B′，F关于A′E对称，∴PF＝PB′，∴P A+PF＝P A+PB′≥AB′，在Rt △CB ′M 中，CB ′＝BC AB ＝2，∠MCB ′＝30°，∴B ′M ＝12CB ′＝1，CM∴AB ′2∴P A +PF类型二 【线段的积或商为定值】例2、如图①，矩形ABCD 中，2,5,1AB BC BP ===，090MPN ∠=，将MPN ∠绕点P 从PB 处开始按顺时针方向旋转，PM 交边AB （或AD ）于点E ，PN 交边AD （或CD ）于点F .当PN 旋转至PC 处时，MPN ∠的旋转随即停止.（1）特殊情形：如图②，发现当PM 过点A 时，PN 也恰好过点D ，此时ABP ∆是否与PCD ∆相似？并说明理由；（2）类比探究：如图③，在旋转过程中，PEPF的值是否为定值？若是，请求出该定值；若不是，请说明理由；（3）拓展延伸：设AE t =时，EPF ∆的面积为S ，试用含t 的代数式表示S ； ①在旋转过程中，若1t =时，求对应的EPF ∆的面积； ②在旋转过程中，当EPF ∆的面积为4.2时，求对应的t 的值.【详解】（1）相似理由：∵090BAP BPA ∠+∠=，090CPD BPA ∠+∠=， ∴BAP CPD ∠=∠， 又∵090ABP PCD ∠=∠=， ∴ABP PCD ∆∆:； （2）在旋转过程中PEPF的值为定值， 理由如下：过点F 作FG BC ⊥于点G ，∵BEP GPF ∠=∠，90EBP PGF ∠=∠=，∴EBP PGF ∆∆:，∴PE BPPF GF=， ∵四边形ABCD 为矩形，∴四边形ABGF 为矩形， ∴2,1FG AB BP === ∴12PE PF = 即在旋转过程中，PE PF 的值为定值，12PE PF =； （3）由（2）知：EBP PGF ∆∆:，∴12BE PE PG PF ==， 又∵,2AE t BE t ==-，∴()2242PB t t =-=-，()14252BG AF BP PG t t ==+=+-=-， ∴EPF AEF BEP PFG ABGF S S S S S ∆∆∆∆=---矩形()()()()2111252521224245222t t t t t t t =--⨯--⨯⨯--⨯⨯-=-+即：245S t t =-+；①当1t =时，EPF ∆的面积214152S =-⨯+=， ②当 4.2EPF S ∆=时，∴245 4.2t t -+=解得：12t =-，22t =（舍去）∴当EPF ∆的面积为4.2时，25t =-； 类型三 【角及角的和差定值】例3、如图，在△ABC 中，∠ABC ＞60°，∠BAC ＜60°，以AB 为边作等边△ABD （点C 、D 在边AB 的同侧），连接CD．（1）若∠ABC=90°，∠BAC=30°，求∠BDC的度数；（2）当∠BAC=2∠BDC时，请判断△ABC的形状并说明理由；（3）当∠BCD等于多少度时，∠BAC=2∠BDC恒成立．【详解】（1）∵△ABD为等边三角形，∴∠BAD=∠ABD=60°，AB=AD，又∵∠BAC=30°，∴AC平分∠BAD，∴AC垂直平分BD，∴CD=BC，∴∠BDC=∠DBC=∠ABC-∠ABD=90°-60°=30°；（2）△ABC是等腰三角形，理由：设∠BDC=x，则∠BAC=2x，有∠CAD=60°-2x，∠ADC=60°+x，∴∠ACD=180°-∠CAD-∠ADC=60°+x，∴∠ACD=∠ADC，∴AC=AD，又∵AB=AD，∴AB=AC，即△ABC是等腰三角形；（3）当∠BCD=150°时，∠BAC=2∠BDC恒成立，如图，作等边△BCE，连接DE，∴BC=EC，∠BCE=60°.∵∠BCD=150°，∴∠ECD=360°-∠BCD-∠BCE=150°，∴∠DCE=∠DCB.又∵CD=CD，∴△BCD≌△ECD.∴∠BDC=∠EDC，即∠BDE=2∠BDC.又∵△ABD为等边三角形，∴AB=BD，∠ABD=∠CBE=60°，∴∠ABC=∠DBE=60°+∠DBC.又∵BC=BE，∴△BDE≌△BAC.∴∠BAC=∠BDE，∴∠BAC=2∠BDC.类型四【三角形的周长为定值】例4、如图，现有一张边长为的正方形ABCD，点P为正方形AD边上的一点（不与点A、点D重合），将正方形纸片折叠，使点B落在P处，点C落在G处，PG交DC于H，折痕为EF，连接BP，BH.∠=∠；（1）求证：EPB EBP∠=∠；（2）求证：APB BPH（3）当点P在边AD上移动时，△PDH的周长是否发生变化？不变化，求出周长，若变化，说明理由；（4）设AP为x，四边形EFGP的面积为S，求出S与x的函数关系式.【详解】（1）证明：∵四边形EPGF由四边形EFCB折叠而来，EB与EP重叠∴EP = EB∴∠EPB = ∠EBP（2）证明∵四边形EPGF由四边形EFCB折叠而来，EB与EP重叠，PG与BC重叠∴∠EPG = ∠EBC又∵∠EPB = ∠EBP∴∠EPG - ∠EPB = ∠EBC - ∠EBP，即∠BPH = ∠PBC∵AD∥BC,∴∠APB = ∠PBC,∴∠APB = ∠BPH（3）解：△PDH的周长不发生变化.如图所示，过点B作BQ丄PG于点Q.在△BP A和△BPQ中，∵APB QPB PB PBA PQB∠=∠⎧⎪=⎨⎪∠=∠⎩，∴()BPA BPQ ASA ≅V V ∴ ,,PQ AP AB BQ == ∴BQ BC =Rt BHQ V 和Rt BHC V ，∵BQ BCBH BH =⎧⎨=⎩∴ ()Rt BHQ Rt BHC HL V V ≌ ∴QH =HC∴△PDH的周长为：PD DH PH PD AP DH HC AD l BC =++=+++=+=为固定值，固定不变.如图，过点F 作FM 垂直AB 于点M .∵90,90BEF ABP BEF MFE ︒︒∠+∠=∠+∠=∴MFE ABP ∠=∠ 在△ABP 和△MFE 中∵,A EMF AB MFABP MFE ∠=∠⎧⎪=⎨⎪∠=∠⎩∴()ABP MFE ASA V V ≌ ∴ ME AP x ==在△AEP 中，根据勾股定理，可得：222(4)x BE BE +-=解得：228x BE =+∴1()2EFCB S S CF BE BC ==+⨯四边形 ，即 2221224288=282x x S x x x ⎛⎫=⨯-+++⨯ ⎪⎝⎭-+ 即S 关于x 的关系式为：2282x S x =-+类型五 【三角形的面积及和差为定值】例5、综合与实践：矩形的旋转 问题情境：在综合与实践课上，老师让同学们以“矩形的旋转”为主题开展数学活动．具体要求：如图1，将长与宽都相等的两个矩形纸片ABCD 和EFGH 叠放在一起，这时对角线AC 和EG 互相重合．固定矩形ABCD ，将矩形EFGH 绕AC 的中点O 逆时针方向旋转，直到点E 与点B 重合时停止，在此过程中开展探究活动． 操作发现：（1）雄鹰小组初步发现：在旋转过程中，当边AB 与EF 交于点M ，边CD 与GH 交于点N ，如图2、图3所示，则线段AM 与CN 始终存在的数量关系是 ．（2）雄鹰小组继续探究发现：在旋转开始后，当两个矩形纸片重叠部分为四边形QMRN 时，如图3所示，四边形QMRN 为菱形，请你证明这个结论．（3）雄鹰小组还发现在问题（2）中的四边形QMRN 中∠MQN 与旋转角∠AOE 存在着特定的数量关系，请你写出这一关系，并说明理由． 实践探究：（4）在图3中，随着矩形纸片EFGH 的旋转，四边形QMRN的面积会发生变化．若矩形纸片的长为，请你帮助雄鹰小组探究当旋转角∠AOE 为多少度时，四边形QMRN 的面积最大？最大面积是多少？（直接写出答案）【详解】（1）结论：AM＝CN．理由：如图2中，设AB交EG于K，CD交EG于J．∵四边形ABCD是矩形，四边形EFGH是矩形，∴AB∥CD，EF∥EG，OA＝OC＝OE＝OG，∴∠MEK＝∠JGN，∠OAK＝∠OAJ，∵∠AOK＝∠AOJ，∴△AOK≌△AOJ（ASA），∴OK＝OJ，AK＝CJ，∠AOK＝∠AJO，∴EK＝JG，∵∠EKM＝∠AKO，∠GJN＝∠CJO，∴∠EKM＝∠GJN，∴△EKM≌△GJN（ASA），∴KM＝JN，∴AM＝AN．（2）证明：过点Q作QK⊥EF，QL⊥CD，垂足分别为点K，L．由题可知：矩形ABCD≌矩形EFGH，∴AD＝EH，AB∥CD，EF∥HG，∴四边形QMRN为平行四边形，∵QK⊥EF，QL⊥CD，∴QK＝EH，QL＝AD，∠QKM＝∠QLN＝90°，∴QK＝QL，又∵AB∥CD，EF∥HG，∴∠KMQ＝∠MQN，∠MQN＝∠LNQ，∴∠KMQ＝∠LNQ，∴△QKM≌△QLN（AAS），∴MQ＝NQ∴四边形QMRN为菱形．（3）结论：∠MQN＝∠AOE．理由：如图3﹣1中，∵∠QND＝∠1+∠2，∠AOE＝∠1+∠3，又由题意可知旋转前∠2与∠3重合，∴∠2＝∠3，∴∠QND═∠AOE，∵AB∥CD，∴∠MQN＝∠QND，∴∠MQN＝∠AOE．（4）如图3﹣2中，连接BD，在DC上取一点J，使得DJ＝AD，则AJ＝2，∵CD＝，∴CJ＝AJ＝2，∴∠JCA＝∠JAC，∵∠AJD＝45°＝∠JCA+∠JAC，∴∠ACJ＝22.5°，∵OC＝OD，∴∠OCD＝∠ODC＝22.5°，∴∠BOC＝45°，观察图象可知，当点F与点C重合或点G与点D重合时，四边形QMRN的面积最大，最大值＝∴∠AOE＝45°或135°时，四边形QMRN面积最大为．练习：1．已知在平行四边形ABCD中，AB=6，BC=10，∠BAD=120°，E为线段BC上的一个动点（不与B，C 重合），过E作直线AB的垂线，垂足为F，FE与DC的延长线相交于点G，（1）如图1，当AE⊥BC时，求线段BE、CG的长度．（2）如图2，点E在线段BC上运动时，连接DE，DF，△BEF与△CEG的周长之和是否是一个定值，若是请求出定值，若不是请说明理由．（3）如图2，设BE=x，△DEF的面积为y，试求出y关于x的函数关系式．【详解】（1）∵四边形ABCD是平行四边形，∴AD∥BC，AB∥CD，∴∠BAD +∠B =180°， ∵∠BAD =120°， ∴∠B =60°， ∵AE ⊥BC 于E ，在Rt △ABE 中，∠BAE =30°，AB =6，∴BE =3，AE ∵EF ⊥AB ， ∴∠BFE =90°，在Rt △BEF 中，∠BEF =30°，∴BF =12BE =32，EF ， ∵S ▱ABCD =BC ×AE =AB ×FG ，∴=6FG ，∴FG∴EG =FG ﹣EF ； （2）如图2，过点A 作AH ⊥BC 于H ， ∵∠B =60°，∴BH =3，AH∵∠AHB =∠BFE =90°，∠B =∠B ， ∴△ABH ∽△EBF ，∴AB BH AHBE BF EF==， 设BE =a ，∴63a BF EF==， ∴BF =12a ，EF， ∵AB ∥CD ， ∴△BEF ∽△CEG ，∴BF BE EF CG CEEG ==， ∴132210a a a CG a EG==-， ∴CG =12（10﹣a ），EG =2（10﹣a ）， ∴C △BEF +C △CEG =BE +BF +EF +CE +CG +EG =a +12a +10﹣a +12（10﹣a ）10﹣a ）（3）同（2）的方法得，EF ，CG =12（10﹣x ），∴DG =CD +CG =6+5﹣12x =11﹣12x ， ∴S △DEF =12EF ×DG =12×2x ×（11﹣12x ）=﹣8x 2+4（0＜x ＜10）． 2．如图，边长为8的正方形OABC 的两边在坐标轴上，以点C 为顶点的抛物线经过点A ，点P 是抛物线上点A 、C 间的一个动点（含端点），过点P 作PF ⊥BC 于点F ，点D 、E 的坐标分别为（0，6），（﹣4，0），连接PD ，PE ，DE ．（1）求抛物线的解析式；（2）小明探究点P的位置是发现：当点P与点A或点C重合时，PD与PF的差为定值，进而猜想：对于任意一点P，PD与PF的差为定值，请你判定该猜想是否正确，并说明理由；（3）请直接写出△PDE周长的最大值和最小值．【详解】（1）∵边长为8的正方形OABC的两边在坐标轴上，以点C为顶点的抛物线经过点A，∴C（0，8），A（﹣8，0），设抛物线解析式为：y＝ax2+c，则8640 ca c=⎧⎨+=⎩，解得：188ac⎧=-⎪⎨⎪=⎩．∴抛物线解析式为y＝﹣18x2+8．（2）设P（x，﹣18x2+8），则F（x，8），则PF＝8﹣（﹣18x2+8）＝18x2．PD2＝x2+[6﹣（﹣18x2+8）]2＝164x4+12x2+4＝（18x2+2）2∴PD＝18x2+2，∴d＝|PD﹣PF|＝|18x2+2﹣18x2|＝2∴d＝|PD﹣PF|为定值2；（3）如图，过点E作EF⊥x轴，交抛物线于点P，由d＝|PD﹣PF|为定值2，得C△PDE＝ED+PE+PD＝ED+PE+PF+2＝ED+2+（PE+PF），又∵D（0，6），E（﹣4，0）∴DE==∴C△PDE＝（PE+PF），当PE和PF在同一直线时PE+PF最小，得C△PDE最小值＝＝2 ．设P为抛物线AC上异于点A的任意一点，过P作PM∥x轴，交AB于点M，连接ME，如图2．由于E是AO的中点，易证得ME≥PE（当点P接近点A时，在△PME中，显然∠MPE是钝角，故ME≥PE，与A重合时，等号成立），而ME≤AE+AM，所以PE≤AE+AM．所以当P与A重合时，PE+PF最大，AE＝8﹣4＝4，PD=10．得C△PDE最大值＝＝．综上所述，△PDE周长的最大值是，最小值是．3．如图，四边形ABCD中，AD∥BC，∠ABC=90°．(1)直接填空：∠BAD=______°.(2)点P在CD上，连结AP，AM平分∠DAP，AN平分∠P AB，AM、AN分别与射线BP交于点M、N．设∠DAM=α°．①求∠BAN的度数(用含α的代数式表示)．②若AN⊥BM，试探究∠AMB的度数是否为定值？若为定值，请求出该定值；若不为定值，请用α的代数式表示它．【详解】解：(1)∵AD∥BC，∠ABC=90°，∴∠BAD=180°-90°=90°．故答案为：90；(2)①∵AM平分∠DAP，∠DAM=α°，∴∠DAP=2α°，∵∠BAD=90°，∴∠BAP=(90-2α)°，∵AN平分∠P AB，∴∠BAN=12(90-2α)°=(45-α)°；②∵AM平分∠DAP，AN平分∠P AB，∴∠P AM=12∠P AD，∠P AN=12∠P AB，∴∠MAN=∠MAP+∠P AN=12∠P AD+∠12∠P AB=1290°=45°，∵AN⊥BM，∴∠ANM=90°，∴∠AMB=180°-90°-45°=45°．4．将在同一平面内如图放置的两块三角板绕公共顶点A旋转，连接BC，DE．探究S△ABC与S△ADC的比是否为定值．（1）两块三角板是完全相同的等腰直角三角板时，S△ABC：S△ADE是否为定值？如果是，求出此定值，如果不是，说明理由．（图①）（2）一块是等腰直角三角板，另一块是含有30°角的直角三角板时，S△ABC：S△ADE是否为定值？如果是，求出此定值，如果不是，说明理由．（图②）（3）两块三角板中，∠BAE+∠CAD＝180°，AB＝a，AE＝b，AC＝m，AD＝n（a，b，m，n为常数），S△ABC：S△ADE是否为定值？如果是，用含a，b，m，n的式子表示此定值（直接写出结论，不写推理过程），如果不是，说明理由．（图③）【详解】（1）结论：S△ABC：S△ADE＝定值．理由：如图1中，作DH⊥AE于H，CG⊥BA交BA的延长线于G．∵∠BAE ＝∠CAD ＝90°，∴∠BAC +∠EAD ＝180°，∠BAC +∠CAG ＝180°， ∴∠DAE ＝∠CAG ， ∵AB ＝AE ＝AD ＝AC ，∴1212ABC AEDAB AC sin CAG S S AE AD sin DAE ⋅⋅⋅∠==⋅⋅⋅∠V V 1． （2）如图2中，S △ABC ：S △ADE ＝定值．理由：如图1中，作DH ⊥AE 于H ，CG ⊥BA 交BA 的延长线于G ．不妨设∠ADC ＝30°，则AD =，AE ＝AB ， ∵∠BAE ＝∠CAD ＝90°，∴∠BAC +∠EAD ＝180°，∠BAC +∠CAG ＝180°， ∴∠DAE ＝∠CAG ，∴12132ABC AEDAB AC sin CAGS S AE AD sin DAE ⋅⋅⋅∠==⋅⋅⋅∠V V ．（3）如图3中，如图2中，S △ABC ：S △ADE ＝定值．理由：如图1中，作DH ⊥AE 于H ，CG ⊥BA 交BA 的延长线于G ．∵∠BAE ＝∠CAD ＝90°，∴∠BAC +∠EAD ＝180°，∠BAC +∠CAG ＝180°， ∴∠DAE ＝∠CAG ，∵AB ＝a ，AE ＝b ，AC ＝m ，AD ＝n∴1212ABC AEDAB AC sin CAGS maS nb AE AD sin DAE ⋅⋅⋅∠==⋅⋅⋅∠V V ． 5.（解决问题）如图1，在ABC ∆中，10AB AC ==，CG AB ⊥于点G ．点P 是BC 边上任意一点，过点P 作PE AB ⊥，PF AC ⊥，垂足分别为点E ，点F ．（1）若3PE =，5PF =，则ABP ∆的面积是______，CG =______． （2）猜想线段PE ，PF ，CG 的数量关系，并说明理由．（3）（变式探究）如图2，在ABC ∆中，若10AB AC BC ===，点P 是ABC ∆内任意一点，且PE BC ⊥，PF AC ⊥，PG AB ⊥，垂足分别为点E ，点F ，点G ，求PE PF PG ++的值．（4）（拓展延伸）如图3，将长方形ABCD 沿EF 折叠，使点D 落在点B 上，点C 落在点C '处，点P 为折痕EF 上的任意一点，过点P 作PG BE ⊥，PH BC ⊥，垂足分别为点G ，点H ．若8AD =，3CF =，直接写出PG PH +的值．【详解】解：（1）∵PE AB ⊥，10AB =，3PE =， ∴ABP ∆的面积111031522AB PE =⨯=⨯⨯=， ∵PE AB ⊥，PF AC ⊥，CG AB ⊥， 且ABC ABP ACP S S S ∆∆∆=+， ∴AB CG AB PE AC PF ⋅=⋅+⋅， ∵AB AC =，∴358CG PE PF =+=+=. 故答案为：15，8.（2）∵PE AB ⊥，PF AC ⊥，CG AB ⊥， 且ABC ABP ACP S S S ∆∆∆=+， ∴AB CG AB PE AC PF ⋅=⋅+⋅，∵AB AC =， ∴CG PE PF =+.（3）连接PA 、PB 、PC ，作AM BC ⊥于M ，如图2所示：∵10AB AC BC ===， ∴ABC ∆是等边三角形， ∵AM BC ⊥， ∴152BM BC ==，∴AM ==∴ABC ∆的面积111022BC AM =⨯=⨯⨯= ∵PE BC ⊥，PF AC ⊥，PG AB ⊥，∴ABC ∆的面积BCP =∆的面积ACP +∆的面积APB +∆的面积111222BC PE AC PF AB PG =⨯+⨯+⨯1()2AB PE PF PG =++=∴210PE PF PG ⨯++==. （4）过点E 作EQ BC ⊥，垂足为Q ，如图3所示：∵四边形ABCD 是矩形，∴AD BC =，90C ADC ∠=∠=︒， ∵8AD =，3CF =，∴5BF BC CF AD CF =-=-=，由折叠可得：5DF BF ==，BEF DEF ∠=∠， ∵90C ∠=︒，∴4DC ===，∵EQ BC ⊥，90C ADC ∠=∠=︒， ∴90EQC C ADC ∠=︒=∠=∠， ∴四边形EQCD 是矩形， ∴4EQ DC ==， ∵//AD BC ， ∴DEF EFB ∠=∠， ∵BEF DEF ∠=∠， ∴BEF EFB ∠=∠， ∴BE BF =，由解决问题（1）可得：PG PH EQ +=， ∴4PG PH +=，即PG PH +的值为4.6．如图，已知锐角△ABC 中，AB 、AC 边的中垂线交于点O（1）若∠A =α（0°＜α＜90°），求∠BOC ；（2）试判断∠ABO +∠ACB 是否为定值；若是，求出定值，若不是，请说明理由． 解：（1）AB 、AC 边的中垂线交于点O ， ∴AO =BO =CO ，∴∠OAB =∠OBA ，∠OCA =∠OAC ，∴∠AOB+∠AOC=（180°﹣∠OAB﹣∠OBA）+（180°﹣∠OAC﹣∠OCA），∴∠AOB+∠AOC=（180°﹣2∠OAB）+（180°﹣2∠OAC）=360°﹣2（∠OAB+∠OAC）=360°﹣2∠A=360°﹣2α，∴∠BOC=360°﹣（∠AOB+∠AOC）=2α；（2）∠ABO+∠ACB为定值，∵BO=CO，∴∠OBC=∠OCB，∵∠OAB=∠OBA，∠OCA=∠OAC，∴∠OBC=（180°﹣2∠A）=90°﹣α，∵∠ABO+∠ACB+∠OBC+∠A=180°，∴∠ABO+∠ACB=180°﹣α﹣（90°﹣α）=90°．7．⊙O的直径AB＝15cm，有一条定长为9cm的动弦，CD在弧AB上滑动（点C和A、点D与B不重合），且CE⊥CD交AB于E，DF⊥CD交AB于F．（1）求证：AE＝BF（2）在动弦CD滑动过程中，四边形CDFE的面积是否为定值，若是定值，请给出证明，并求这个定值，若不是，请说明理由.【详解】（1）如图，过O作OG⊥CD于G，则G为CD的中点,又EC⊥CD，FD⊥CD,∴EC∥OG∥FD,∴O为EF的中点，即OE=OF,又AB为⊙O的直径,∴OA=OB,∴AE=BF（等式性质）,(2)四边形CDFE的面积是定值,理由如下：过点O作OG⊥CD于G，连接OD.则14.5cm.2DG CD==在△OGD中,190,7.5cm2OGD OD AB∠===o，根据勾股定理得6cmOG==，则GD=4.5cm.∵OD、DG是定值，∴OG是定值,∵CE∥OG∥DF，G为CD中点，∴O为EF中点，①当CD与AB不平行时．∴OG为梯形CDFE的中位线，∴CE+DF=2OG=2×6=12cm，∵梯形的高也是定值9cm，∴梯形的面积是定值=12×9÷2=54cm2.②当CD∥AB时，四边形ECDF是矩形，OG=EC=FD=6，∴矩形的面积=6×9=54cm2是定值.综上所述，四边形CDFE的面积是定值.8．在平面直角坐标系中，点A和点B分别在x轴的正半轴和y轴的正半轴上，且OA=6，OB=8，点D是AB的中点．（1）直接写出点D的坐标及AB的长；（2）若直角∠NDM绕点D旋转，射线DP分别交x轴、y轴于点P、N，射线DM交x轴于点M，连接MN．①当点P和点N分别在x轴的负半轴和y轴的正半轴时，若△PDM∽△MON，求点N的坐标；②在直角∠NDM绕点D旋转的过程中，∠DMN的大小是否会发生变化？请说明理由．【详解】（1）∵OA＝6，OB＝8，点D是AB的中点，∴点D的坐标为（3，4），AB==10；（2）①如图，过点D作DC⊥y轴于C，作DE⊥x轴于E，则CD＝3＝OE，DE＝4＝CO，∠DCN＝∠DEM＝90°，设ON＝x，则CN＝4﹣x．∵∠CDE＝∠PDM＝90°，∴∠CDN＝∠EDM，∴△CDN∽△EDM，∴CD CNED EM=，即344xEM-=，∴EM43=（4﹣x）．∵CD∥PO，∴△CDN∽△OPN，∴CD CNOP ON=，即34xOP x-=，∴OP34xx=-．∵△PDM∽△MON，∴∠NPO＝∠NMO，∴PN＝MN．∵NO⊥PM，∴PO＝MO，即34343xx=+-（4﹣x），解得：x1＝10（舍去），x252=，∴ON52=，∴点N的坐标为（0，52）；②在直角∠NDM绕点D旋转的过程中，∠DMN的大小不会发生变化．理由如下：由①可得：△CDN∽△EDM，∴CD DNED DM=，即34DNDM=．又∵OA＝6，OB＝8，∴34OAOB=，∴DN OADM OB=，即DN DMAO OB=．又∵∠AOB＝∠NDM＝90°，∴△AOB∽△NDM，∴∠DMN＝∠OBA．∵∠OBA大小不变，∴∠DMN的大小不会发生变化．9．如图，在菱形ABCD中，∠ABC＝60°，AB＝2．过点A作对角线BD的平行线与边CD的延长线相交于点E．P为边BD上的一个动点（不与端点B，D重合），连接P A，PE，AC．（1）求证：四边形ABDE是平行四边形；（2）求四边形ABDE的周长和面积；（3）记△ABP的周长和面积分别为C1和S1，△PDE的周长和面积分别为C2和S2，在点P的运动过程中，试探究下列两个式子的值或范围：①C1+C2，②S1+S2，如果是定值的，请直接写出这个定值；如果不是定值的，请直接写出它的取值范围．【详解】（1）证明：∵四边形ABCD是菱形，∴AB∥CD，即AB∥DE．∵BD∥AE，∴四边形ABDE是平行四边形．（2）解：设对角线AC与BD相交于点O．∵四边形ABCD是菱形，∠ABC＝60°，∴∠ABD＝∠CBP＝12∠ABC＝30°，AC⊥BD．在Rt△AOB中，AO＝12AB＝1，∴OB∴BD＝2BO＝∴Y ABDE的周长为：2AB+2BD＝YABDE的面积为：BD•AO＝＝（3）①∵C1+C2＝AB+PB+AP+PD+PE+DE＝2AB+BD+AP+PE＝AP+PE，∵C和A关于直线BD对称，∴当P在D处时，AP+PE的值最小，最小值是2+2＝4，当P 在点B 处时，AP +PE 的值最大，如图2， 过E 作EG ⊥BD ，交BD 的延长线于G ， ∵∠BDE ＝150°， ∴∠EDG ＝30°， ∵DE ＝2，∴EG ＝1，DGRt △PEG 中，BG ＝由勾股定理得：PE ==∴AP +PE 的最大值是：∵P 为边BD 上的一个动点（不与端点B ，D 重合），∴C 1+C 2＜C 1+C 2＜ （写对一边的范围给一分）②S 1+S 2理由是：S 1+S 2＝1111BP AO PD AO AO()12222BP PD ⋅+⋅=+=⨯=10．如图，抛物线的顶点坐标为C （0，8），并且经过A （8，0），点P 是抛物线上点A ，C 间的一个动点（含端点），过点P 作直线y =8的垂线，垂足为点F ，点D ，E 的坐标分别为（0，6），（4，0），连接PD ，PE ，DE ．（1）求抛物线的解析式；（2）猜想并探究：对于任意一点P ，PD 与PF 的差是否为固定值？如果是，请求出此定值；如果不是，请说明理由；（3）求：①当△PDE 的周长最小时的点P 坐标；②使△PDE 的面积为整数的点P 的个数．【答案】（1）抛物线的解析式为y =﹣18x 2+8；（2）PD 与PF 的差是定值，PD ﹣PF =2；（3）①P （4，6），此时△PDE 的周长最小；②共有11个令S △DPE 为整数的点． 【解析】（1）设抛物线的解析式为y =a （x +h ）2+k ∵点C （0，8）是它的顶点坐标， ∴y =ax 2+8 又∵经过点A （8，0）， 有64a +8=0，解得a =1-8故抛物线的解析式为：y =1-8x 2+8； （2）是定值，解答如下：设P （a ，1-8a 2+8），则F （a ，8）， ∵D （0，6），∴PD 2128a ==+ PF =22118888a a ⎛⎫--+=⎪⎝⎭， ∴PD ﹣PF =2；（3）当点P 运动时，DE 大小不变，则PE 与PD 的和最小时，△PDE 的周长最小， ∵PD ﹣PF =2，∴PD =PF +2，∴PE +PD =PE +PF +2，∴当P 、E 、F 三点共线时，PE +PF 最小， 此时点P ，E 的横坐标都为4， 将x =4代入y =1-8x 2+8，得y =6， ∴P （4，6），此时△PDE 的周长最小． 过点P 做PH ⊥x 轴，垂足为H ． 设P （a ，1-8a 2+8）∴PH =1-8a 2+8，EH =a -4，OH =a S △DPE =S 梯形PHOD -S △PHE -S △DOE=()2211111-86?844628282a a a a ⎛⎫⎛⎫++--+--⨯⨯ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=21-344a a ++ =21-6)134a -+（ ∵点P 是抛物线上点A ，C 间的一个动点（含端点） ∴0≤a ≤8当a =6时，S △DPE 取最大值为13． 当a =0时，S △DPE 取最小值为4． 即4≤S △DPE ≤13其中，当S △DPE =12时，有两个点P ． 所以，共有11个令S △DPE 为整数的点．。
“定值型”问题——动态几何题之二
每 秒 ３个 单 位 的 速 度 沿 Ａ 一 ０ ＼ ＼ Ｃ 一 Ｂ 运 动 ，当 其 中 一 个 点 到 达
终 点 时 ， 一 个 点也 随 即停 止． 另
（ ） （ ）略 ； １ 、２
图 ５
（ ） 断 Ａ Ｂ 是 否 为 定 值 ？ 是 ， 出 ２ 判 Ｃ 若 求 Ａ Ｂ 的 大小 ； 则 ， 说 明理 由； Ｃ 否 请
（ ０ ｏ年 重 庆 ） ２１
・
２５ ・
《 理 天 地 》 中版 数 初
中 考 数 学 高 分 之 路
２ １ 年第 １ ０ １ 期
解 （ ） （ ） ． １ 、２ 略 （） Ｂ Ｎ 的周长不 变． ３△ Ｍ 如 图 ６ 延 长 Ｂ 至 点 Ｆ， ， Ａ 使
ＡＦ 一 （Ｍ ， 接 Ｃ ） 连 Ｆ．
在 Ｒｔ Ｏ Ａ ＡＦ 中 ，
Ａ 一、 Ｆ＿ 一 厂—专 一／ Ｆ ＝ — （） ’ ＝ √ 一 ， — ３
所以
图 １
点， ＡＢ 一 ３， － ４， 点 Ｐ 到 ＢＣ 一 求 矩 形 的 两 条 对 角 线 ＡＣ 和 ＢＤ
的 距 离 之 和 ． （Ｏ ｏ年 山 东聊 城 ） ２ｌ
（ ３）略 ． （ ０ ０年 广 东 广 州 ） ２１
（ ）如 图 ５ 现 有 Ｍ Ｃ 一 ６ 。其 两 边 分 ３ ， Ｎ ０，
别 与 ∞ 、 ＡＢ 交 于 点 Ｍ 、 ， 连 接 Ｍ Ｎ ． 将 Ｎ
解 （ ）连 接 Ｏ ， Ｏ 与 ＡＢ 的 交 点 为 １ Ａ 设 Ｐ
Ｆ， Ｃ 一 １ 则 ．
所 以 连 接 ＡＤ 、 Ｄ ， Ｂ 则
ＣＡＢ 一 ２ ＤＡ Ｅ ， ＣＢＡ 一 ２ ＤＢＡ ，
动态几何之定值问题
动态几何之定值问题例1：如图，点E 是矩形ABCD 的对角线BD 上的一点，且BE =BC ，AB =3，BC =4，点P 为直线EC 上的一点，且PQ ⊥BC 于点Q ，PR ⊥BD 于点R ．（1）如图1，当点P 为线段EC 中点时，易证：PR +PQ =512（不需证明）． （2）如图2，当点P 为线段EC 上的任意一点（不与点E 、点C 重合）时，其它条件不变，则（1）中的结论是否仍然成立？若成立，请给予证明；若不成立，请说明理由．（3）如图3，当点P 为线段EC 延长线上的任意一点时，其它条件不变，则PR 与PQ 之间又具有怎样的数量关系？请直接写出你的猜想．例2：如图，O 是正△ABC 内一点，OA =3，OB =4，OC =5，将线段BO 以点B 为旋转中心逆时针旋转60°得到线段BO ′，下列结论：①△BO ′A 可以由△BOC 绕点B 逆时针旋转60°得到；②点O 与O ′的距离为4；③∠AOB =150°；④AOBO S =6+33四形边；⑤AOC AOB 93S S 6+4+= ．其中正确的结论是___________例3：如图所示，现有一张边长为4的正方形纸片ABCD ，点P 为正方形AD 边上的一点（不与点A 、点D 重合）将正方形纸片折叠，使点B 落在P 处，点C 落在G 处，PG 交DC 于H ，折痕为EF ，连接BP 、BH ． （1）求证：∠APB =∠BPH ；（2）当点P 在边AD 上移动时，△PDH 的周长是否发生变化？并证明你的结论；（3）设AP 为x ，四边形EFGP 的面积为S ，求出S 与x 的函数关系式，试问S 是否存在最小值？若存在，求出这个最小值；若不存在，请说明理由．例4:已知正方形ABCD，点P是对角线AC所在直线上的动点，点E在DC边所在直线上，且随着点P的运动而运动，PE＝PD总成立．(1)如图(1)，当点P在对角线AC上时，请你通过测量、观察，猜想PE与PB有怎样的关系？(直接写出结论不必证明)；(2)如图(2)，当点P运动到CA的延长线上时，(1)中猜想的结论是否成立？如果成立，请给出证明；如果不成立，请说明理由；(3)如图(3)，当点P运动到CA的反向延长线上时，请你利用图(3)画出满足条件的图形，并判断此时PE与PB有怎样的关系？(直接写出结论不必证明)(1)(2)1.在正方形ABCD中，动点E，F分别从D，C两点同时出发，以相同的速度在直线DC，CB上移动．（1）如图①，当点E自D向C，点F自C向B移动时，连接AE和DF交于点P，请你写出AE与DF的位置关系，并说明理由；（2）如图②，当E，F分别移动到边DC，CB的延长线上时，连接AE和DF，（1）中的结论还成立吗？（请你直接回答“是”或“否”，不需证明）（3）如图③，当E，F分别在边CD，BC的延长线上移动时，连接AE，DF，（1）中的结论还成立吗？请说明理由；（4）如图④，当E，F分别在边DC，CB上移动时，连接AE和DF交于点P，由于点E，F的移动，使得点P也随之运动，请你画出点P运动路径的草图．若AD=2，试求出线段CP的最小值．2. 已知菱形ABCD的边长为1．∠ADC=60°，等边△AEF两边分别交边DC、CB于点E、F。
动态几何之定值(
• 模拟题7．已知抛物线C1： （ ）经过点A（﹣1，0）和B （3，0）． • （1）求抛物线C1的解析式，并写出其顶点C的坐标； • （2）如图1，把抛物线C1沿着直线AC方向平移到某处时 得到抛物线C2，此时点A，C分别平移到点D，E处．设点 F在抛物线C1上且在x轴的下方，若△DEF是以EF为底的 等腰直角三角形，求点F的坐标； • （3）如图2，在（2）的条件下，设点M是线段BC上一 动点，EN⊥EM交直线BF于点N，点P为线段MN的中点， 当点M从点B向点C运动时： • ①tan∠ENM的值如何变化？请说明理由； • ②点M到达点C时，直接写出点P经过的路线长．
• 模拟题8．如图，四边形OABC是边长为4的正方形， 点P为OA边上任意一点（与点O、A不重合），连 接CP，过点P作PM⊥CP交AB于点D，且PM=CP，过 点M作MN∥OA，交BO于点N，连接ND、BM，设 OP=t． • （1）求点M的坐标（用含t的代数式表示）． • （2）试判断线段MN的长度是否随点P的位置的变 化而改变？并说明理由． • （3）当t为何值时，四边形BNDM的面积最小．
• 模拟题4．如图，正方形ABCD的边长为8cm，E、 F、G、H分别是AB、BC、CD、DA上的动点，且 AE=BF=CG=DH． • （1）求证：四边形EFGH是正方形； • （2）判断直线EG是否经过一个定点，并说明理 由； • （3）求四边形EFGH面积的最小值．
• 原创模拟预测题5．如图1，二次函数
• 原创模拟预测题6．如图，已知BC是⊙O的弦，A是 ⊙O外一点，△ABC为正三角形，D为BC的中点，M为 ⊙O上一点，并且∠BMC=60°． • （1）求证：AB是⊙O的切线； • （2）若E，F分别是边AB，AC上的两个动点，且 ∠EDF=120°，⊙O的半径为2，试问BE+CF的值是否 为定值？若是，求出这个定值；若不是，请说明理 由．
剖析立体几何中的“动态”问题
ʏ沈建良所谓动态立体几何问题,是指在点㊁线㊁面运动变化的几何图形中,探寻点㊁线㊁面的位置关系或进行有关角与距离的计算㊂立体几何中常求解一些固定不变的点㊁线㊁面的关系,若给静态的立体几何问题赋予 活力 ,渗透了 动态 的点㊁线㊁面元素,立意会更新颖㊁更灵活,能培养同学们的空间想象能力㊂下面是对破解立体几何 动态 问题的一些思考,以期抛砖引玉㊂一㊁ 动态 问题之轨迹问题例1如图1,在边长为a的正方体A B C D-A1B1C1D1中,E,F,G,H,N分别是C C1,C1D1,D D1,C D,B C的中点,M在四边形E F G H边上及其内部运动,若MNʊ面A1B D,则点M轨迹的长度是()㊂图1A.3aB.2aC.32aD.22a解:因为在边长为a的正方体A B C D-A1B1C1D1中,E,F,G,H分别是C C1, C1D1,D D1,C D的中点,N是B C的中点,则G HʊB A1,HNʊB D㊂又G H⊄面A1B D, B A1⊂面A1B D,所以G Hʊ面A1B D㊂同理可得,NHʊ面A1B D㊂又G HɘHN=H,所以面A1B Dʊ面G HN㊂因为点M在四边形E F G H上及其内部运动,MNʊ面A1B D,所以点M一定在线段G H上运动,即满足条件㊂易得G H=22a㊂故点M轨迹的长度是22a㊂应选D㊂本题利用线面平行㊁面面平行,在动态问题中提炼一些不变的 静态 的量,建立不变量与动点之间的关系,从而确定动点的轨迹长度㊂二㊁ 动态 问题之定值问题例2如图2,在单位正方体A B C D-A1B1C1D1中,点P在线段A D1上运动㊂图2给出以下四个命题:①异面直线A1P与B C1间的距离为定值;②三棱锥D-B P C1的体积为定值;③异面直线C1P与C B1所成的角为定值;④二面角P-B C1-D的大小为定值㊂其中真命题的序号是()㊂A.①②B.③④C.①②③D.①②③④解:对于①,异面直线A1P与B C1间的距离即为两平行平面A D D1A1和平面B C C1B1间的距离,即为正方体的棱长,为定值,①正确㊂对于②,V D-B P C1=V P-D B C1,因为SәD B C1为定值,点PɪA D1,A D1ʊ平面B D C1,所以点P到平面B D C1的距离即为正方体的棱长,所以三棱锥D-B P C1的体积为定值,②正确㊂对于③,在正方体A B C D-A1B1C1D1中,因为B1Cʅ平面A B C1D1,而C1P⊂平面A B C1D1,所以B1CʅC1P,即这0 1数学部分㊃知识结构与拓展高一使用2022年4月Copyright©博看网. All Rights Reserved.两条异面直线所成的角为90ʎ,③正确㊂对于④,因为二面角P -B C 1-D 的大小即为平面A B C 1D 1与平面B D C 1所成的二面角的大小,而这两个平面位置固定不变,所以二面角P -B C 1-D 的大小为定值,④正确㊂应选D㊂动态立体几何问题,在变化过程中总蕴含着某些不变的因素,因此要认真分析其变化特点,寻找不变的静态因素,从静态因素中,找到解决问题的突破口㊂三㊁ 动态 问题之翻折问题例3 如图3,在长方形A B C D 中,A B =2,B C =1,E 为D C 的中点,F 为线段E C (端点除外)上一动点㊂现将әAF D 沿A F 折起,使平面A B D ʅ平面A B C F ,得到如图4所示的四棱锥D -A B C F ㊂在平面A B D 内过点D 作D K ʅA B ,垂足为K ㊂设A K =t ,则t 的取值范围是㊂图3 图4解:过点F 作F M ʅA B 交A B 于点M (作法略)㊂设F C =x ,0<x <1,则M F =B C =1,M B =F C =x ㊂易知A K <A D =1,A B =2,所以点K 一定在点M 的左边,则MK =2-t -x ㊂在R t әA D K 中,D K 2=1-t2,在R tәF MK 中,F K 2=1+(2-t -x )2㊂因为平面A B D ʅ平面A B C F ,平面A B D ɘ平面A B C F =A B ,D K ʅA B ,D K ⊂平面A B D ,所以D K ʅ平面A B C F ,所以D K ʅF K ㊂在R t әD F K 中,D F =2-x ,D K 2+F K 2=D F 2,所以1-t 2+1+(2-t -x )2=(2-x )2,化简得1-2t +t x =0,即t =12-x㊂又因为t =12-x在(0,1)上单调递增,所以12<t <1,即t 的取值范围为12,1()㊂本题是一个动态的翻折问题,通过发现不变的垂直关系,从而得到相关变量间的关系,最终转化成函数的值域问题㊂解决折叠问题的关键是分清折叠前后图形的位置和数量关系的变与不变的量㊂四㊁ 动态 问题之展开问题例4 已知某圆锥的母线长为3,底面半径为1,则该圆锥的体积为㊂设线段A B 为该圆锥底面圆的一条直径,一质点从A 出发,沿着该圆锥的侧面运动,到达B 点后再沿侧面回到A 点,则该质点运动路径的最短长度为㊂解:易得该圆锥的高h =32-1=22㊂所以该圆锥的体积V =13ˑπˑ12ˑ22=223π㊂将该圆锥侧面沿母线S A 展开,如图5所示㊂图5因为圆锥底面周长为2π,扇形半径为3,所以侧面展开后得到的扇形的圆心角øA S A '=2π3㊂由题意知点B 是圆锥侧面展开后得到的扇形的弧A A '的中点,则øA S B =π3,所以A B =A 'B =A S =3㊂所以该质点运动路径的最短长度为A B +A 'B =6㊂空间动态问题常转化为平面的动态问题求解㊂化曲为直是求解曲面上路径长度最短问题的关键㊂本题是求解圆锥侧面上质点运动路径的最短长度问题,可将圆锥侧面沿一条母线展开成扇形,从而在平面图形中解决问题㊂作者单位:江苏省盐城市时杨中学(责任编辑 郭正华)11数学部分㊃知识结构与拓展高一使用 2022年4月Copyright ©博看网. All Rights Reserved.。
中考数学动态几何题中的定值型问题赏析
中考数学动态几何题中的“定值型”问题赏析在动态几何问题中，当一些元素按照一定的规律在确定的范围内变化时，与它相关的另一些几何元素的某些量或其数量关系保持不变，这类问题称为几何定值问题。
定值问题由于有时甚至不知道定值的结果，而使人难以下手，给问题解决带来困难。
解决这类问题时，要善于运用辩证的观点去思考分析，在“可变”的元素中寻求“不变”的量．一般可采用特殊值或特殊的位置，探得定值，如果需要的话再考虑证明；或直接推理、计算，并在计算中消去变量，从而得到定值。
以下以2010年中考题为例说明具体的求解策略 一、长度定值 例1．（2010山东聊城）如图，点P 是矩形ABCD 的边AD 的一个动点，矩形的两条边AB 、BC 的长分别为3和4，那么点P 到矩形的两条对角线AC 和BD 的距离之和是（ ）A ．125B ．65C ．245D ．不确定解析：因为四边形ABCD 是矩形，由勾股定理得AC =BD =5.过点P 分别作AC 、BD 的垂线PE 、PF ，容易得△PDF ∽△BDA ， ∴PD PF BD AB =，即53PD PF =，∴35PF PD =， 同理35PE PA =，∴PE +PF ＝312()55PA PD +=．故答案为A 。
点评：本题属于矩形中动点定值问题，在选择题中，可以采取特殊点法求解，譬如P 与A 重合、P 与B 重合或P 为AD 的中点等特殊情形下，求出PE ＋PF 的值探求答案． 二、角度定值 例2．（2010年广东广州）如图，⊙O 的半径为1，点P 是⊙O 上一点，弦AB 垂直平分线段OP ，点D 是APB 上任一点（与端点A 、B 不重合），DE ⊥AB 于点E ，以点D 为圆心、DE 长为半径作⊙D ，分别过点A 、B 作⊙D 的切线，两条切线相交于点C ．（1）求弦AB 的长；（2）判断∠ACB 是否为定值，若是，求出∠ACB 的大小；否则，请说明理由； （3）略分析：（1）连接OA ，OP 与AB 的交点为F ，则△OAF 为直角三角形，且OA ＝1，OF ＝12，借助勾股定理可求得AF 的长，根据垂径定理求得AB ；（2）要判断∠ACB 是否为定值，只需判定∠CAB ＋∠ABC 的值是否是定值，由于⊙D 是△ABC 的内切圆，所以AD 和BD 分别为∠CAB 和∠ABC 的角平分线，因此只要∠DAE ＋∠DBA 是定值，而∠DAE ＋∠DBA 等于弧AB 所对的圆周角，这个值等于∠AOB 值的一半，只需看∠AOB 值即可。
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动态几何中的定值问题动态几何类问题是近几年中考命题的热点，题目灵活、多变，能够全面考查同学们的综合分析和解决问题的能力。
这类问题中就有一类是定值问题，下面通过例题来探究这类问题的解答方法。
【问题1】已知一等腰直角三角形的两直角 边AB=AC=1，P 是斜边BC 上的一动点，过P 作PE ⊥AB 于E ，PF ⊥AC 于F ，则 PE+PF= 。
方法1：特殊值法：把P 点放在特殊的B 点或C 点或BC 中点。
此种方法只适合小题。
方法2：等量转化法：这是绝大部分同学能够想到的方法，PF=AE,PE=BE,所以PE+PF=BE+AE 。
方法3：等面积法：连接AP ，ABC ABP APC S S S AB AC AB PE AC PF ∆∆∆=+⇒⋅=⋅+⋅AB PE PF ⇒=+总结语：这虽然是一道动态几何问题，难吗？不难，在解决过程中（方法2抓住了边长AB的不变性和PE,PF 与BE,AE 的不变关系；方法3抓住了面积的不变性），使得问题迎刃而解。
设计：大部分学生都能想到方法2，若其他两种方法学生没有想到，也不要深究，更不要自己讲掉。
此题可叫差生或中等偏下的学生回答。
（设计意图：由简到难，让程度最差的同学也有在课堂上展示自我的机会。
）过渡：这道题太简单了，因为等腰直角三角形太特殊了，我若把等腰直角三角形换成一般的等腰三角形，问题有没有变化，又该如何解决？请看：【变式1】若把问题1中的等腰直角三角形改为等腰三角形，且两腰AB=AC=5，底边BC=6， 过P 作PE ⊥AB 于E ，PF ⊥AC 于F ，则 PE+PF 还是定值吗？若是，是多少？若不是，为什么? 方法1：三角形相似进行量的转化ABM PBE PCF ∆∆∆ ,AM PE PF AM PB AM PC PE PF AB PB PC AB AB⋅⋅⇒==⇒== ()462455AM PB PC AM BC PE PF AB AB +⋅⋅⇒+==== （板书） （M 为BC 中点）（解题要点：等腰三角形中，底边上的中线是常作的辅助线，抓住这条线的长度是不变量这个特点，建立PE,PF 与AM 之间的联系，化动为静）方法2：等面积法：ABC ABP APC S S S BC AM AB PE AC PF ∆∆∆=+⇒⋅=⋅+⋅642455BC AM PE PF AB ⋅⋅⇒+===（M 为BC 中点） （板书） （解题要点：抓住三角形面积是个不变量，用等面积法求解，这是在三角形中求解与垂线段有关的量的常用方法。
）(若学生想不到，可提示：在此题中，不变的东西是什么？不变的这个量和变量PE,PF 之间有什么联系，能不能用一个等式来表示？学生会三角形的边长，角度，周长，面积等都是不变量。
（设计意图：由特殊到一般，引出求垂线段长度的常用方法：等面积法）（教师行为：出示题之后，让学生做，教师下去看。
叫用方法1的同学先站起来回答，然后再叫用方法2的同学。
以达到过渡到下一题的目的。
）问：我把题中的5改为a ，6改为b ，PE+PF 还是定值吗？你能求出这个定值吗？答：是定值，求解方法不变。
问：由这题，你能得出等腰三角形的一个一般性结论吗？结论：等腰三角形底边上任意一点到两腰的距离之和为定值PE+PF=b h a⋅(a 为腰长,b 为底边长,h 为的边上的高)（等面积法可以求解，注意当顶角为钝角的情况）（设计意图：培养学生探究的精神，养成勤总结的习惯）问题：通过前面几题，你能说说在解答动态几何问题时解题的关键是什么？应该注意什么问题？答：不要被"动"、"变"迷惑，通过观察，分析，动中窥静，变化之中求不变，从而明确图形之间的内在联系，找到不变量或不变关系，找到解题的途径。
在解题过程中要注意点或线在运动的过程中，是否需要讨论。
过渡：上面两题中的动点都是在一定线段或直线上运动，有些同学可能还是觉得不够刺激，下面再来一道刺激一点的，让点在一个区域内运动，请看：【变式2】已知P 为边长为a 的等边三角形ABC 内任意一动点， P 到三边的距离分别为h 1,h 2,h 3,则P 到三边的距离之和是否为定值？为什么？ （由上题的启示，学生可能很容易想到等面积法）ABC ABP ACP BCP S S S S BC AM AB PE AC PF BC∆∆∆∆=++⇒⋅=⋅+⋅+⋅PE PF PD AM ⇒++= 为定值 （M 为BC 中点）（板书） 可以用几何画板度量长度，进行演示（设计意图：使学生更深一步理解等面积法的应用）过渡：研究完了P 在三角形内部运动的情况，我们不防降低对P 点的约束，让这个好动的点P 动到三角形外部去，情况又会有何变化？ 【变式3】已知P 为边长为a 的等边三角形ABC 外任意一点，P 到三边的距离分别为h 1,h 2,h 3,则P 到三边的距离之间有何关系？为什么？图1 图2图3 在几何画板中操作，发现当点P 移出三角形时，h 1＋h 2＋h 3发生改变，那么h 1,h 2,h 3有没有什么一定的关系呢？等面积法还可以用吗？△PAB ，△PBC ，△PAC 的面积有何关系？这三个三角形的面积和不变的三角形ABC 的面积有何关系？CCC（只需讲解一种情况，其它让学生自己去补充）图1：ABC ABP ACP BCP S S S S BC AM AB PE AC PF BC PD ∆∆∆∆=+-⇒⋅=⋅+⋅-⋅PE PF PD AM ⇒+-=为定值 （板书）图2：ABC ACP BCP ABP S S S S BC AM AC PF BC PD AB PE ∆∆∆∆=+-⇒⋅=⋅+⋅-⋅PF PD PE AM ⇒+-=为定值 （只把结论板书）图3：ABC ABP BCP ACP S S S S BC AM AB PE BC PD AC PF ∆∆∆∆=+-⇒⋅=⋅+⋅-⋅PE PD PF AM ⇒+-=为定值 （只把结论板书）图1 图2 图3图1：ABC ACP ABP BCP S S S S BC AM AC PE AB PF BC PD ∆∆∆∆=--⇒⋅=⋅-⋅-⋅PF PE PD AM ⇒--=为定值 （板书）图2：ABC ABP BCP ACP S S S S BC AM AB PE BC PD AC PF ∆∆∆∆=--⇒⋅=⋅-⋅-⋅PE PD PF AM ⇒--=为定值 （只把结论板书）图3：ABC BCP ABP ACP S S S S BC AM BC PD AB PE AC PF ∆∆∆∆=--⇒⋅=⋅-⋅-⋅PD PE PF AM ⇒--=为定值 （只把结论板书）（设计意图：渗透分类讨论思想在平面几何中的应用。
）（教师行为：在几何画板中作出个三角形，填充内部，让学生直观地发现几个三角形之间的面积关系。
）过渡：前面我们研究的都是以三角形为背景的动态几何定值问题，下面再看一道以圆为背景的定值问题。
【问题2】 已知：已知弧AB 为120度，在以AB 为弦的弓形劣弧上取一点M(不包括A 、B 两点)，以M 为圆心作圆M 和AB 相切，分别过A ，B 作⊙M 的切线，两条切线相交于点C.求证：∠ACB 有定值，并求出这个定值.分析：问：这个图形中不变的是什么？不变的角是那一个？ 答： 此题中的不变量是弧AB ，因此∠AMB 也是不变量；不变关系是相切。
问：已知直线和圆已经相切，我们会想到什么？C答：连接圆心与切线方法1：问：要证∠ACB有定值，可以转化为求什么为定值？答：要证∠ACB有定值，只需证∠CAB+∠CBA是定值，只需证∠MAB+∠MBA是定值，只要∠AMB是定值即可。
证明：在△ABC中，∠MAB+∠MBA=180 －∠AMB，∵M是△ABC的内心，∴∠CAB+∠CBA=2(180 －∠AMB).∴∠ACB=180 －（∠CAB+∠CBA）=180 －2(180 －∠AMB)= 2∠AMB－180 ＝60 .∴∠ACB有定值60 .方法2：问：要证∠ACB有定值，可以转化为求什么为定值？答：要证∠ACB有定值，只需证∠EMF是定值，只需证∠EMD+∠FMD是定值，只要∠AMD+∠BMD即∠AMB是定值即可。
证明：在四边形CEMF中，∠C+∠EMF=180 ，∵M是△ABC的内心，∴∠DMA=∠EMA, ∠FMB=∠DMB，∴∠EMD+∠FMD=2∠AMB =240∴∠EMF=120 ∴∠C =180 -∠EMF=60总结：若要证的不变量比较困难，你可以先找找题中比较容易看出的不变量，然后建立两者之间的联系。
（设计意图：多角度，多方位地研究动态几何中的定值问题，本题以圆为背景，研究角的定值问题。
）过渡：上题是道有关定值的证明题，也就是已经明确方向肯定是定值了，若不是证明题呢？【问题3】（2014•苏州）如图，二次函数y=a（x2﹣2mx﹣3m2）（其中a，m是常数，且a＞0，m＞0）的图象与x轴分别交于点A、B（点A位于点B的左侧），与y轴交于C（0，﹣3），点D在二次函数的图象上，CD∥AB，连接AD，过点A作射线AE交二次函数的图象于点E，AB平分∠DAE．（1）用含m的代数式表示a；（2）求证：为定值；（3）设该二次函数图象的顶点为F，探索：在x轴的负半轴上是否存在点G，连接GF，以线段GF、AD、AE的长度为三边长的三角形是直角三角形？如果存在，只要找出一个满足要求的点G即可，并用含m的代数式表示该点的横坐标；如果不存在，请说明理由．分析：（1）由C在二次函数y=a（x2﹣2mx﹣3m2）上，则其横纵坐标必满足方程，代入即可得到a与c的关系式．（2）求证为定值，一般就是计算出AD、AE的值，然后相比．而求其长，过E、D作x轴的垂线段，进而通过设边长，利用直角三角形性质得方程求解，是求解此类问题的常规思路，如此易得定值．（3）要使线段GF、AD、AE的长度为三边长的三角形是直角三角形，且（2）中=，则可考虑若GF使得AD：GF：AE=3：4：5即可．由AD、AE、F点都易固定，且G在x轴的负半轴上，则易得G点大致位置，可连接CF并延长，证明上述比例AD：GF：AE=3：4：5即可．归纳小结：解答动态几何定值探索问题的方法，一般有两种：第一种是分两步完成：①先探求定值.它要用题中固有的几何量表示.②再证明它能成立.探求的方法，常用特殊位置定值法，即把动点放在特殊的位置，找出定值的表达式，然后写出证明.第二种是采用综合法，直接写出证明.结束语：数学因运动不再枯燥，数学因运动而充满活力。
希望同学们能够把握动态几何的解题规律。
【课堂小结】问：这节课我们学习了一类怎么样的问题？用什么方法解决？答：动态几何中的定值问题特点：图形中的某个元素，按某种规律在运动类型：（1）点动（2）线动（3）旋转、平移（4）形变解题思路：不要被"动"、"变"迷惑，通过观察，分析，动中窥静，变化之中求不变，从而明确图形之间的内在联系，找到解题的途径。