編者按 近年來,各地中考試題中不斷出現(xiàn)有關(guān)求動點運動的路徑長問題,隱含了解析幾何“求點的運動軌跡方程”的雛形。這類題目中,條件點隨整個幾何圖形的運動而運動,其背景模糊,軌跡不明,計算繁雜,造成學(xué)生的解題思路受阻。這類題目常設(shè)計為填選壓軸題,,顯得極為重要,從動點所經(jīng)過的路徑來分類,常見的有線段和圓弧。本文擬通過典型中考試題加以解析。探究這類問題的解題思路。 原題呈現(xiàn)
(2018荊門)如圖,等腰Rt△ABC中,斜邊AB的長為2,O為AB的中點,P為AC邊上的動點,OQ⊥OP交BC于點Q,M為PQ的中點,當(dāng)點P從點A運動到點C時,點M所經(jīng)過的路線長為( ?。?/p> 01 中垂線定軌跡 根據(jù)“直角三角形斜邊中線,等于斜邊一半”易知MQ=MC,故點M在線段AC的垂直平分線上,當(dāng)點P與點C重合時,點M在點H處,當(dāng)點P與點A重合時,點M在點G處,故點M的運動路徑長也就是△ACB的中位線GH的長。故點M的運動路徑長=1/2AB=1. 02 中位線定軌跡 02 構(gòu)造如圖矩形PCQN,有PQ=CN,故問題可轉(zhuǎn)化為動點N從A到B運動,其中點M的運動路徑長為多少?顯然當(dāng)N與A重合時,點M與AC的中點K重合,在運動過程中始終有M為NC的中點,故KM=1/2AN,所以點M的運動路徑長就等于點N運動路徑長的一半。問題得解。 03 旋轉(zhuǎn)相似定軌跡 03 過點O作OK⊥AC,易證△OKM∽△OAP,且相似比為1:√2,故點P運動的路徑長等于點M運動路徑長的√2倍,由AB=2,可求得AC=√2,則M運動路徑長為1.
連接CO取其中點D,根據(jù)中位線性質(zhì)有DM=1/2PO,由題意易求PO=1,故DM=1/2,點D為定點,DM為定長,故點M運動軌跡為圓弧,應(yīng)為主動點P在半圓上運動,故從定點M運動軌跡長是D為圓心,半徑為1/2的半圓弧長。 初中數(shù)學(xué)中動點軌跡的問題,一般有兩種情況:線段或圓?。谘芯看藛栴}時,可以分三步: (1).利用函數(shù)描點法大膽猜想:即對目標(biāo)點描出它的起點、中點、末點時的位置,連接起來,猜想它是什么形狀; (2)尋找不變量,嚴格證實猜想: 在運動中尋找不變的量,即不變的數(shù)量關(guān)系或位置關(guān)系.如果動點的軌跡是一條線段,那么其中不變的量便是該動點到某條直線的距離始終保持不變;如果動點的軌跡是一段圓弧,則該動點到某個定點的距離始終保持不變.因此,解決此類動點軌跡問題便可轉(zhuǎn)化為尋找定直線或定點. (3)利用特殊值算出動點路徑長 動點軌跡往往是直線或者圓的一部分。①線段。當(dāng)動點到某條直線或線段的距離相等時,動點的軌跡很可能是條線段;②當(dāng)動點是一個固定角的頂點時,軌跡很可能是條弧。③當(dāng)動點到某定點的長度一定時,軌跡是一條圓弧. ? ![]() |
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