初二数学动点问题归类复习(含例题、练习及答案)
所谓“动点型问题”是指题设图形中存在一个或多个动点,它们在线段、射线或弧线上运动的一类开放性题目.解决这类问题的关键是动中求静,灵活运用有关数学知识解决问题.
关键:动中求静.
数学思想:分类思想 数形结合思想 转化思想
本文将初一至二学习过的有关知识,结合动点问题进行归类复习,希望对同学们能有所帮助。 一、等腰三角形类:因动点产生的等腰三角形问题 例1:(2013年上海市虹口区中考模拟第25题)如图1,在Rt△ABC中,∠A=90°,AB=6,AC=8,点D为边BC的中点,DE⊥BC交边AC于点E,点P为射线AB上的一动点,点Q为边AC上的一动点,且∠PDQ=90°.
(1)求ED、EC的长;
(2)若BP=2,求CQ的长;
(3)记线段PQ与线段DE的交点为F,若△PDF为等腰三角形,求BP的长.
图1 备用图
思路点拨
1.第(2)题BP=2分两种情况.
2.解第(2)题时,画准确的示意图有利于理解题意,观察线段之间的和差关系. 3.第(3)题探求等腰三角形PDF时,根据相似三角形的传递性,转化为探求等腰三角形CDQ. 解答:(1)在Rt△ABC中, AB=6,AC=8,所以BC=10.
在Rt△CDE中,CD=5,所以ED?CD?tan?C?5?31525,EC?. ?444(2)如图2,过点D作DM⊥AB,DN⊥AC,垂足分别为M、N,那么DM、DN是
△ABC的两条中位线,DM=4,DN=3.
由∠PDQ=90°,∠MDN=90°,可得∠PDM=∠QDN. 因此△PDM∽△QDN.
所以
34PMDM4??.所以QN?PM,PM?QN.
43QNDN3
图2 图3 图4
①如图3,当BP=2,P在BM上时,PM=1. 此时QN?33319PM?.所以CQ?CN?QN?4??. 4444②如图4,当BP=2,P在MB的延长线上时,PM=5.
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3151531PM?.所以CQ?CN?QN?4??. 4444QDDN3(3)如图5,如图2,在Rt△PDQ中,tan?QPD???.
PDDM4BA3在Rt△ABC中,tan?C??.所以∠QPD=∠C.
CA4此时QN?由∠PDQ=90°,∠CDE=90°,可得∠PDF=∠CDQ. 因此△PDF∽△CDQ.
当△PDF是等腰三角形时,△CDQ也是等腰三角形.
①如图5,当CQ=CD=5时,QN=CQ-CN=5-4=1(如图3所示). 此时PM?4445QN?.所以BP?BM?PM?3??. 33335425CH,可得CQ???.
258CQ②如图6,当QC=QD时,由cosC?所以QN=CN-CQ=4?此时PM?257. ?(如图2所示)
8847725. QN?.所以BP?BM?PM?3??3666③不存在DP=DF的情况.这是因为∠DFP≥∠DQP>∠DPQ(如图5,图6所示).
图5 图6
考点伸展:如图6,当△CDQ是等腰三角形时,根据等角的余角相等,可以得到△BDP也是等腰三角形,PB=PD.在△BDP中可以直接求解BP?25. 64x?4和x轴、y轴的交点分别为B、C,点3二、直角三角形:因动点产生的直角三角形问题 例2:(2008年河南省中考第23题)如图1,直线y??A的坐标是(-2,0).
(1)试说明△ABC是等腰三角形;
(2)动点M从A出发沿x轴向点B运动,同时动点N从点B出发沿线段BC向点C运动,运动的速度均为每秒1个单位长度.当其中一个动点到达终点时,他们都停止运动.设M运动t秒时,△MON的面积为S. ① 求S与t的函数关系式;
② 设点M在线段OB上运动时,是否存在S=4的情形?若存在,求出对应的t值;若不
存在请说明理由;
③在运动过程中,当△MON为直角三角形时,求t的值.
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图1
思路点拨:
1.第(1)题说明△ABC是等腰三角形,暗示了两个动点M、N同时出发,同时到达终点. 2.不论M在AO上还是在OB上,用含有t的式子表示OM边上的高都是相同的,用含有t的式子表示OM要分类讨论.
3.将S=4代入对应的函数解析式,解关于t的方程.
4.分类讨论△MON为直角三角形,不存在∠ONM=90°的可能. 解答:
(1)直线y??4x?4与x轴的交点为B(3,0)、与y轴的交点C(0,4). 3Rt△BOC中,OB=3,OC=4,所以BC=5.点A的坐标是(-2,0),所以BA=5. 因此BC=BA,所以△ABC是等腰三角形.
(2)①如图2,图3,过点N作NH⊥AB,垂足为H. 在Rt△BNH中,BN=t,sinB?44,所以NH?t. 55如图2,当M在AO上时,OM=2-t,此时
S?11424?OM?NH?(2?t)?t??t2?t.定义域为0<t≤2. 2255511424?OM?NH?(t?2)?t?t2?t.定义域为2<t≤5. 22555如图3,当M在OB上时,OM=t-2,此时
S?
图2 图3
②把S=4代入S?
22424t?t,得t2?t?4. 5555解得t1?2?11,t2?2?11(舍去负值).
因此,当点M在线段OB上运动时,存在S=4的情形,此时t?2?11. ③如图4,当∠OMN=90°时,在Rt△BNM中,BN=t,BM ?5?t,cosB?3, 5 3
所以
5?t325?.解得t?. t58如图5,当∠OMN=90°时,N与C重合,t?5. 不存在∠ONM=90°的可能. 所以,当t?25或者t?5时,△MON为直角三角形. 8
图4 图5
考点伸展:在本题情景下,如果△MON的边与AC平行,求t的值.如图6,当ON//AC时,t=3;如图7,当MN//AC时,t=2.5.
图6 图7
三、平行四边形问题:因动点产生的平行四边形问题 例3:(2010年山西省中考第26题)在直角梯形OABC中,CB//OA,∠COA=90°,CB=3,OA=6,BA=35.分别以OA、OC边所在直线为x轴、y轴建立如图1所示的平面直角坐标系. (1)求点B的坐标;
(2)已知D、E分别为线段OC、OB上的点,OD=5,OE=2EB,直线DE交x轴于点F.求直线DE的解析式;
(3)点M是(2)中直线DE上的一个动点,在x轴上方的平面内是否存在另一点N,使以O、D、M、N为顶点的四边形是菱形?若存在,请求出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
图1 图2
思路点拨:1.第(1)题和第(2)题蕴含了OB与DF垂直的结论,为第(3)题讨论菱形提供了计算基础.
2.讨论菱形要进行两次(两级)分类,先按照DO为边和对角线分类,再进行二级分类,
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DO与DM、DO与DN为邻边.
解答:(1)如图2,作BH⊥x轴,垂足为H,那么四边形BCOH为矩形,OH=CB=3.
在Rt△ABH中,AH=3,BA=35,所以BH=6.因此点B的坐标为(3,6). (2) 因为OE=2EB,所以xE?22xB?2,yE?yB?4,E(2,4). 33设直线DE的解析式为y=kx+b,代入D(0,5),E(2,4),得?以直线DE的解析式为y??(3) 由y???b?5,1 解得k??,b?5.所
2?2k?b?4.1x?5. 21x?5,知直线DE与x轴交于点F(10,0),OF=10,DF=55. 2①如图3,当DO为菱形的对角线时,MN与DO互相垂直平分,点M是DF的中点.此时点M的坐标为(5,
55),点N的坐标为(-5,). 22②如图4,当DO、DN为菱形的邻边时,点N与点O关于点E对称,此时点N的坐标为(4,8).
③如图5,当DO、DM为菱形的邻边时,NO=5,延长MN交x轴于P. 由△NPO∽△DOF,得
NPPO??DOOFNONPPO5??,即.解得NP?5,
DF51055PO?25.此时点N的坐标为(?25,5).
图3 图4
考点伸展
如果第(3)题没有限定点N在x轴上方的平面内,那么菱形还有如图6的情形.
图5 图6
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