動點問題是初中數學,尤其是幾何部分的重點與難點。這類問題往往綜合性強,要求學生具備動態想象、數形結合以及分類討論的能力。下面整理幾類典型例題,并附上詳細解析,供同學們學習參考。
一、 單動點與線段長度問題
例題1: 如圖,在矩形ABCD中,AB=6cm,BC=8cm。點P從點A出發,沿邊AB、BC以2cm/s的速度向點C移動,到點C停止。設點P的運動時間為t秒,△APC的面積為S cm2。
1. 求S與t之間的函數關系式;
2. 當t為何值時,△APC的面積等于矩形面積的三分之一?
解析:
1. 分段討論是關鍵。點P的路徑為A→B→C。
- 當 0 ≤ t ≤ 3 時,點P在線段AB上,AP=2t。此時S = 1/2 AP BC = 1/2 2t 8 = 8t。
- 當 3 < t ≤ 7 時,點P在線段BC上,此時PC = AB+BC-2t = 14-2t。△APC的底為PC,高為AB。故S = 1/2 PC AB = 1/2 (14-2t) 6 = 42 - 6t。 - 令 42-6t = 16,得 t = 13/3 ≈ 4.33,在3 思路點撥: 解決動點路徑問題,首要步驟是明確動點的運動階段,并分段建立函數模型。 例題2: 如圖,在梯形ABCD中,AD∥BC,∠B=90°,AB=8cm,AD=24cm,BC=26cm。點P從A出發,以1cm/s的速度向D運動;點Q從C同時出發,以3cm/s的速度向B運動。規定其中一個動點到達端點時,另一個動點也隨之停止。設運動時間為t秒。 解析: 首先確定運動時間范圍。P到D需24秒,Q到B需26/3≈8.67秒,故運動總時間t ≤ 26/3秒。 2. 等腰梯形判定:當PQ=CD且PD≠QC時,為等腰梯形。常通過作高構造直角三角形求解。 思路點撥: 雙動點問題需明確各點位置關系,將幾何圖形的判定條件(如對邊相等、腰相等)轉化為關于時間t的方程。等腰梯形問題常需作輔助線(高)來建立等量關系。 例題3: 如圖,在菱形ABCD中,AB=2,∠BAD=60°,點E是AB邊的中點,點P是對角線AC上的一個動點。求PE+PB的最小值。 解析: 這是經典的“將軍飲馬”模型。 思路點撥: 動點最值問題,尤其是線段和最小,核心思想是轉化與對稱。先判斷模型,再通過作對稱點將“折線”化為“直線”求解。 希望以上例題解析能幫助大家理清思路,掌握方法。動點問題雖有難度,但只要勤加練習,善于歸納,定能攻克。同學們可以收藏本文,結合自身薄弱環節,進行針對性訓練。
∴ S = { 8t (0≤t≤3); 42-6t (3
二、 雙動點與特殊圖形問題
1. t為何值時,四邊形PQCD是平行四邊形?
2. t為何值時,四邊形PQCD是等腰梯形?
1. 平行四邊形判定:當PD=QC時,PQCD為平行四邊形。
PD = AD - AP = 24 - t;
QC = 3t。
令 24 - t = 3t,解得 t = 6。
驗證:t=6 < 26/3,符合。
過D、Q分別作DM⊥BC于M,QN⊥AD于N。易知BM=AD=24,CM=BC-BM=2,AB=DM=8。
在Rt△DCM中,CD = √(DM2+CM2) = √(82+22) = 2√17。
當四邊形PQCD為等腰梯形時,有PD ≠ QC,且PQ=CD。此時,QN=AB=8,PN = |PD - QN|? 不,應是構造全等。更直接的方法是:當四邊形PQCD為等腰梯形時,PD與QC不相等,但由軸對稱性,有PD = QC + 2CM(因為QC比PD少了兩個CM的長度)。
即:24 - t = 3t + 4。
解得 t = 5。
驗證:t=5 < 26/3,且此時PD=19,QC=15,PD≠QC,符合。三、 動點與最值問題
1. 識別模型:點B和點E在直線AC的同側,求AC上一動點P到這兩點的距離和最小值。
2. 轉化:作點B關于對角線AC的對稱點。由于菱形是軸對稱圖形,AC所在直線是其對稱軸,因此點B關于AC的對稱點即為點D。
3. 求解:連接DE,交AC于點P,則此時PE+PB = PE+PD = DE,此即為最小值。
4. 計算:在△ADE中,AD=2,AE=1(E為AB中點),∠DAE=∠BAD=60°。
由余弦定理:DE2 = AD2 + AE2 - 2·AD·AE·cos60° = 4 + 1 - 221*(1/2) = 3。
故 DE = √3。
∴ PE+PB的最小值為√3。與建議