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四边形中动点问题的解题策略

四边形中动点问题的解题策略
动点问题集代数、几何知识于一体,有较强的综合性,题型灵活多变,解题方法渗透了分类讨论、数形结合、转化等数学思想.本文以四边形中的动点问题为例,谈谈此类问题的解题策略,供读者参考.
策略一动中寻静
在“静”中探求“动”的一般规律,获得图形在运动过程中具有的某种性质,从而抓住变化中的不变因素.
例1 如图1,在四边形ABCD中,点E、F分别是AP、BP的中点,当点P在线段CD上从点C向点D移动时,线段EF的长度将______.(填“变大”、“变小”或“不变”)
分析当点P在CD上运动时,线段E F始终为△ABP的中位线,所以,总有EF=1
AB,因此线段EF的长度不变.
2
例2 如图2,在Rt△ABC中,∠B=90°,AB=3,BC=4,点D是BC上一动点,以AC为对角线的所有≌ABCD中,DE最小的值为( )
(A)2 (B)3 (C)4 (D)5
分析 当点D 在BC 上运动时,在□ABCD 中总有DE =2OD .易知,OD 取最小值时
OD 上BC ,且此时OD =12AB ,这样,DE 最小值=2·12
AB =AB =3. 注 例1中抓住不变量EF =12AB ,例2中抓住不变量DE =2OD .这些等量关系不随动点位置的改变而改变.
策略二 化动为静
“静”只是“动”的瞬间,化动为静就是抓住动的瞬间,将一般转化为特殊,从而找到动与静的关系.
例3 如图3,已知正方形ABCD 的边长为8,点M 在
DC 上,且DM =2,点N 在线段AC 上运动,求DN +MN
的最小值.
分析 结合正方形的性质和轴对称相关知识,不难找到
DN +MN 取最小值时点N 的位置,如图4.此时,
DN +MN =BN +MN =BM .
在Rt △BMC 中,根据勾股定理,得
22BD BC MC =+
()
()222288210
BC CD DM =+-=+-=
∴(DN +MN)最小值=BM =10.
注 处理好动态几何中的最值问题,不能被动点所迷惑,要通过猜想与证明,确定满
足条件的动点位置,将一般情形转化为特殊情形.
策略三以静制动
当图形中点的位置的改变导致线段间数量关系发生变化时,可寻找变量间的关系,建立函数或方程模型,以不变应万变.
例4 如图5,在直角梯形ABCD中,AD∥BC,∠B=90°,AD=24cm,AB=8cm,BC=26cm,动点P从点A开始沿AD边向点D以1cm/s的速度运动,动点Q从点C开始沿边CB向点B以3cm/s的速度运动,点P、Q同时出发,当其中一点到达端点时,另外一点也随之停止运动,设运动时间为t(s).
(1)当t为何值时,四边形PQCD为平行四边形?
(2)当t为何值时,四边形PQCD为等腰梯形?
(3)当t为何值时,四边形PQCD为直角梯形?
分析如图6,当PD=QC时,四边形PQCD为平行四边形;
如图7,当QC-PD=2CE时,四边形PQCD为等腰梯形;
如图8,当QC-PD=CE时,四边形PQCD为直角梯形.
所有的关系式都可用含有t的方程来表示,即此题只需解三个方程即可.
由题意,可知
0≤t≤26
3
,PD=24-t,
QC=3t,CE=2.
分别列出方程:
(1)24-t=3t;
(2)3t-(24-t)=4;
(3)3t-(24-t)=2.
解得(1)t=6;(2)t=7;(3)t=6.5.
所以当f=6时,四边形PQCD为平行四边形;
当t=7时,四边形PQCD为等腰梯形;
当t=6.5时,四边形PQCD为直角梯形.
注本例中动点有两个,动点位置的改变会导致图形形状的改变,反过来,找出不同形状下线段之间的关系便能迅速确定动点位置;而不论动点运动到何处,线段长度的表达式不变,列出不同情形下的关系式,便能解决问题.
从以上各例的解题思路来看,处理四边形中的动点问题时,要在变化中抓住不变量,在变化中探求不变的本质,不要被“动”所迷惑,而要在动中求静,化动为静,寻找确定的关系,这样便能找到解决问题的途径.。

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