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文檔簡介

最低系列之瓜豆原理在輔助圓問題中,我們了解了求關于動點最值問題的方式之一——求出動點軌跡,即可求出關于動點的最值.本文繼續討論另一類動點引發的最值問題,在此類題目中,題目或許先描述的是動點P,但最終問題問的可以是另一點Q,當然P、。之間存在某種聯系,從P點出發探討。點運動軌跡并求出最值,為常規思路.一、軌跡之圓篇引例I:如圖,尸是圓。上一個動點,人為定點,連接AP,。為金一中點.考慮:當點。在圓。上運動時,。點軌跡是?【分析】觀察動圖可知點Q軌跡是個圓,而我們還需確定的是此圓與圓。有什么關系?考慮到。點始終為AP中點,連接AQ取人。中點M,則用點即為。點軌跡圓圓心,半徑A1Q是。P一半,任意時刻,均有△AMQs/vAORQM.PO=A().AP=[.2.p【小結】確定。點軌跡圓即確定其圓心與半徑,由A、Q、P始終共線可得:人M、。三點共線,由。為A尸中點可得:AM=[/yX(),。點軌跡相當于是P點軌跡成比例縮放.根據動點之間的相對位置關系分析同心的相對位置關系;根據動點之間的數量關系分析軌跡圓半徑數量關系.

引例2:如圖,P是圓。上一個動點,A為定點,連接AP,作AQL4P且AQ"P.考慮:當點/,在圓。上運動時,。點軌跡是?GT【分析】Q點軌跡是個圓,可理解為將AP繞點A逆時針旋轉9()。得AQ,故Q點軌跡與P點軌跡都是圓.接下來確定圓心與半徑.考慮APLAQ,可得Q點軌跡圓圓心M滿足力必,工。;考慮八〃二A。,可得。點軌跡圓圓心M滿足八仰且可得半徑即可確定圓"位置,任意時刻均有△APOg/^AQM.引例3:如圖,AAPQ是直角三角形,N/24Q=9O。且八〃=2月。,當,在圓。運動時,。點軌跡是?【分析】考慮AP^AQ,可得。點軌跡圓圓心”滿足八MJ_A。;考慮AP:A0=2:1,可得。點軌跡圓圓心”滿足AO.AM=2:[.即可確定圓〃位置,任意時刻均有△APOsaAQW,且相似比為2.

【模型總結】為了便于區分動點P、Q,【模型總結】為了便于區分動點P、Q,可稱點P為??主動點”,點。為??從動點,此類問題的必要條件:兩個定量主動點、從動點與定點連線的夾角是定量(/附。是定值);主動點、、從動點到定點的距離之比是定量(4八八。是定值).【結論】(I)主、從動點與定點連線的夾角等于兩圓心與定點連線的夾角:(2)主、從動點與定點的距離之比等于兩圓心到定點的距離之比:AP.AQ=AO.AM,也等于兩圓半徑之比.按以上兩點即可確定從動點軌跡圓,。與P的關系相當于旋轉+伸縮.古人云:種瓜得瓜,種豆得豆.“種”圓得圓,"種.'線得線,謂之“瓜豆原理工【思考I】:如圖,尸是圓。上一個動點,A為定點,連接AF,以AF為一邊作等邊考慮:當點夕在圓。上運動時,。點軌跡是?【分析】。點滿足(1)N以。=60。:(2)故。點軌跡是個圓:考慮/由。=60。,可得。點軌跡圓圓心A1滿足/MAO二6()。;考慮AP=AQ,可得。點軌跡圓圓心歷滿足AM”。,且可得半徑例。=尸。.即可確定圓M位置,任意時刻均有△“POwZvi0M.【小結】可以理解A。由八〃旋轉得來,故圓M亦由圓。旋轉得來,旋轉角度與縮放比例均等于AP與AQ的位置和數量關系.【思考2】如圖,2是圓。上一個動點,八為定點,連接八R以八戶為斜邊作等展直角&IP。.考慮:當點?在圓。上運動時,如何作出。點軌跡?Q【分析】。點滿足(1)/以0=45。;(2)APAQ=42:1,故。點軌跡是個圓.連接AO,構造NOAM=45。且AO:4W=JL|.例點即為0點軌跡圓圓心,此時任意時刻均有△工。Ps》MQ.即可確定點。的軌跡圓.

Qp【練習】如圖,點〃(3.4),圓〃半徑為2,4(2.8,0),"(560),點時是圓〃上的動點,點C是A"的中點,則A。的最小值是 .【分析】M點為主動點,。點為從動點,/,點為定點.考慮C是AM中點,可知C點軌跡:取5P中點。,以。為圓心,0c為半徑作圓,即為點C軌跡.當4U。三點共線且點。在線段上時,AC取到最小值,根據從P坐標求。,利用兩點間距離公式求得。工再減去即可.X

X【2016武漢中考】如圖,在等膜R3A3C中,AC=BC=?6,點尸在以斜邊A4為直徑的半圓上,,必為PC的中點,當半圓從點A運動至點。時,點M運動的路徑長為.【分析】考慮C、M、P共線及M是C『中點,可確定M點軌跡:取AB中點O,連接CO取CO中點D,以D為圓心,DM為半徑作圓D分別交AC、8C于E、尸兩點,則弧E尸即為時點軌跡.CBCB當然,若能理解.仞點與“點軌跡關系,可直接得到M點的軌跡長為P點軌跡長半,即可解決問題.【2()18南通中考】如圖,正方形A4CQ中,A4=2",。是4c邊的中點,點£是正方形內一動點,()E=2,連接。&將線段DE繞點。逆時針旋轉9()。得。尸,連接AE、CF,求線段OF長的最小值.【分析】七是主動點,廠是從動點,。是定點,E點滿足七0二2,故七點軌跡是以。為圓心,2為半徑的圓.考慮DE_LDF且DE=DF,故作DM_LDO且0M=DO,尸點軌跡是以點“為圓心,2為半徑的圓.直接連接OM,與圓M交點即為尸點、,此時。尸最小,可構造三垂直全等求線段長,再利用勾股定理求得0M,減去M廠即可得到0尸的最小值.

【練習】AMC中,八3=4,AC=2.以4。為邊在乙44?外作正方形式;DE,3D、C£交于點O,則線段AO的最大值為.【分析】考慮到A/?、AC均為定值,可以固定其中一個,比如固定4",將AC看成動線段,由此引發正方形8CEO的變化,求得線段,4。的最大值.根據47=2,可得C點軌跡是以點A為圓心,2為半徑的圓.接下來題目求八。的最大值,所以確定。點軌跡即可,觀察△BOC是等腰直角三角形,銳角頂點c的軌跡是以點4為圓心,2為半徑的圓,所以。點軌跡也是圓,以A8為斜邊構造等腰直角三角形,直角頂點M即為點。軌,跡圓圓心.

連接八M并延長與圓M交點即為所求的點°,此時a。最大,根據A"先求4必,再根據4。與40的比值可得圓〃的半徑與圓從半徑的比值,得到mo,相加即得AO.此題方法也不止這一種,比如可以如下構造旋轉,當a、C、*共線時,可得ao最大值.或者直接利用托勒密定理可得最大值.二、軌跡之線段篇引例:如圖,P是直線6c上一動點,連接AP,取a尸中點Q,當點尸在上運動時,。點軌跡是?可以這樣理解:分別過A、。向6。作垂線,垂足分別為M、N,在運動過程中,因為AP=2AQ,所以QN始終為A"的一半,即。點到6c的距離是定值,故。點軌跡是一條直線.【引例】如圖,ZkAP。是等腰直角三角形,/山。=?)0。且AP=AQ,當點P在直線BC上運動時,求。點軌跡?【分析】當AP與八。夾角固定且人外從。為定值的話,P、。軌跡是同一種圖形.當確定軌跡是線段的時候,可以任取兩個時刻的Q點的位置,連線即可,比如Q點的起始位置和終點位置,連接即得。點軌跡線段.【模型總結】必要條件:主動點、從動點與定點連線的夾角是定量(/附。是定值);主動點、從動點到定點的距離之比是定量(八尸:八。是定值).結論:入。兩點軌跡所在直線的夾角等于/心。(當/用Q09O。時,/心。等于MN與"C夾角)P、。兩點軌跡長度之比等于”3。(由△WCszMMV,可得":aq=/?qmao[2017姑蘇區二模】如圖,在等邊中,"=10,"。=4,催=2,點P從點E出發沿£人方向運動,連結以),以尸。為邊,在的右側按如圖所示的方式作等邊△/?£當點。從點E運動到點八時,點廠運動的路徑長是.【分析】根據△。尸尸是等邊三角形,所以可知"點運動路徑長與P點相同,P從E點運動到工點路徑長為8,故此題答案為8.【2013湖州中考】如圖,已知點A是第一象限內橫坐標為2逐的一個定點,ACL工軸于點壞交直線于點N,若點P是線段ON上的一個動點,/AP8=3()。,BA1PA,則點P在線段on上運動時,工點不變,8點隨之運動.求當點P從點。運動到點N時,點"運動的路徑長是 .【分析】根據/以厲=9()。,/,4=3()。可得:AP:"=":1,故"點軌跡也是線段,且P點軌跡路徑長與/,點軌跡路徑長之比也為6:1,P點軌跡長。N為26,故4點軌跡長為2n5.【練習】如圖,在平面直角坐標系中,A(?3.0),點3是,軸正半軸上一動點,點。、。在元正半軸上,以4,為邊在川的下方作等邊"臺匕點4在¥軸上運動時,求。夕的最小值.【分析】求OP最小值需先作出P點軌跡,根據△A8P是等邊三角形且B點在直線上運動,故可知尸點軌跡也是直線.取兩特殊時刻:(1)當點8與點。重合時,作出尸點位置尸1:(2)當點6在k軸上方且A4與x軸夾角為60。時,作出〃點位置夕2.連接,1夕2,即為夕點軌跡.,V八\/>t-

根據NA3P=6()。可知:片「與y軸夾角為6()。,作OP,11,所得OP長度即為最小值,。「2二。八二3,所以OP=N.【2019宿遷中考】如圖,正方形ABC。的邊長為4,E為BC上一點,且&F為AB邊上的一個動點,連接EF,以EF為邊向右側作等邊△EFG,連接CG,則CG的最小值為.A D【分析】同樣是作等邊三角形,區別于上一題求動點路徑長,本題是求最小值,可以將尸點看成是由點4向點從運動,由此作出G點軌跡:考慮到尸點軌跡是線段,故3點軌跡也是線段,取起點和終點即可確定線段位置,初始時刻G點在q位置,最終G點在G,位置(G、不一定在CD邊),GQ.即為G點運動軌跡.CG最小值即當CGIGG,的時候取到,作CH±GG,于點H,CH即為所求的最小值.

根據模型可知:qq與43夾角為60。,故q.LEq.過點石作政,。”于點尸,則〃F=G£=i,CF=1CE=12 2所以C"=2,因此CG的最小值為*.2 2三、軌跡之其他圖形篇所謂?,瓜豆原理”,就是主動點的軌跡與從動點的軌跡是相似性.,根據主、從動點與定點連線形成的夾角以及主、從動點到定點的距離之比,可確定從動點的軌跡,而當主動點軌跡是其他圖形時,從動點軌跡必然也是.【2016樂山中考】如圖,在反比例函數>=-2的圖像上有一個動點A,連接40A并延長交圖像的另一支于點、出在第一象限內有一點C,滿足當點A運動時,點C始終在函數y=9的圖像上運動,若5/CW=2,貝產的值為( )rA.2C.6B.4A.2C.6B.4D.8【分析】NAOC=90。且工顯然點。的軌跡也是一條雙曲線,分別作AM、CN垂直二軸,垂足分別為M、N,連接0C,易證△AMOsAQVC,??.CW=20M,ON=2AW,:.CN.CN=W4.()M,故心4x2=8.【思考】若將條件“〃/NCM=2"改為"A4C是等邊三角形”,k會是多少?【練習】如圖,A B(-1.4),。(-5.4〉,點P是△工5。邊上一動點,連接OP,以。P為斜邊在。P的右上方作等腰直角△OPQ,當點P在aA4c邊上運動一周時,點。的軌跡形成的封閉圖形面積為 .【分析】根據△OPQ是等腰直角三角形可得:。點運動軌跡與尸點軌跡形狀相同,根據。尸:。。二夜:1,可得產點軌跡圖形與Q點軌跡圖形相似比為0:1,故面積比為2:1,A/WC面積為[/2x3x4=6,故。點軌跡形

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