第01讲 动态几何(一)(教师版)A4-精品文档整理.docx
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1、高斯教育学科教师辅导讲义学员姓名:年 级:辅导科目:学科教师:五块石1上课时间授课主题第01讲 动态几何(一)知识图谱错题回顾顾题回顾动态几何(一)知识精讲一与函数结合动点问题反映的是一种函数思想,由于某一个点或某图形的有条件地运动变化,引起未知量与知量间的一种变化关系,这种变化关系就是动点问题中的函数关系那么,我们一般用以下几种方法建立函数:(1)应用勾股定理建立函数解析式;(2)应用比例式建立函数解析式;(3)应用求图形面积的方法建立函数关系式二动态几何型压轴题动态几何特点-问题背景是特殊图形,考查问题也是特殊图形,所以要把握好一般与特殊的关系;分析过程中,特别要关注图形的特性(特殊角、特
2、殊图形的性质、图形的特殊位置)动点问题一直是中考热点,近几年考查探究运动中的特殊性:等腰三角形、直角三角形、相似三角形、平行四边形、梯形、特殊角或其三角函数、线段或面积的最值动态几何常见的题型有三大类:(1)点动问题;(2)线动问题;(3)面动问题解决动态几何问题的常见方法有:(1)特殊探路,一般推证;(2)动手实践,操作确认;(3)建立联系,计算说明动态几何习题的共性:1代数、几何的高度综合(数形结合);着力于数学本质及核心内容的考查;四大数学思想:数学结合、分类讨论、方程、函数;2以形为载体,研究数量关系;通过设、表、列获得函数关系式;研究特殊情况下的函数值三双动点问题 点动、线动、形动构
3、成的问题称之为动态几何问题它主要以几何图形为载体,运动变化为主线,集多个知识点为一体,集多种解题思想于一题这类题综合性强,能力要求高,它能全面的考查学生的实践操作能力,空间想象能力以及分析问题和解决问题的能力,其中以灵活多变而著称的双动点问题更成为今年中考试题的热点常以双动点为载体,探求函数图象问题、探求结论开放性问题、探求存在性问题、探求函数最值问题 双动点问题的动态问题是近几年来中考数学的热点题型这类试题信息量大,对同学们获取信息和处理信息的能力要求较高;解题时需要用运动和变化的眼光去观察和研究问题,挖掘运动、变化的全过程,并特别关注运动与变化中的不变量、不变关系或特殊关系,动中取静,静中
4、求动三点剖析一考点:1三角形、四边形与函数综合问题;2三角形、四边形中的动点问题二重难点:1三角形、四边形与函数综合问题;2三角形、四边形中的动点问题1三角形、四边形与函数综合问题;2三角形、四边形中的动点问题题模精讲题模一:三角形与动点问题例1.1.1如图1,在ABC中,ACB=90,点P为ABC内一点(1)连接PB,PC,将BCP沿射线CA方向平移,得到DAE,点B,C,P的对应点分别为点D,A,E,连接CE依题意,请在图2中补全图形;如果BPCE,BP=3,AB=6,求CE的长(2)如图3,连接PA,PB,PC,求PA+PB+PC的最小值小慧的作法是:以点A为旋转中心,将ABP顺时针旋转
5、60得到AMN,那么就将PA+PB+PC的值转化为CP+PM+MN的值,连接CN,当点P落在CN上时,此题可解请你参考小慧的思路,在图3中证明PA+PB+PC=CP+PM+MN并直接写出当AC=BC=4时,PA+PB+PC的最小值【答案】(1)3(2)见解析,【解析】(1)补全图形如图所示;如图,连接BD、CDBCP沿射线CA方向平移,得到DAE,BCAD且BC=AD,ACB=90,四边形BCAD是矩形,CD=AB=6,BP=3,DE=BP=3,BPCE,BPDE,DECE,在RtDCE中,CE=;(2)证明:如图所示,以点A为旋转中心,将ABP顺时针旋转60得到AMN,连接BN由旋转可得,A
6、MNABP,MN=BP,PA=AM,PAM=60=BAN,AB=AN,PAM、ABN都是等边三角形,PA=PM,PA+PB+PC=CP+PM+MN,当AC=BC=4时,AB=4,当C、P、M、N四点共线时,由CA=CB,NA=NB可得CN垂直平分AB,AQ=AB=2=CQ,NQ=AQ=2,此时CN=CP+PM+MN=PA+PB+PC=例1.1.2以平面上一点O为直角顶点,分别画出两个直角三角形,记作AOB和COD,其中(1)点E、F、M分别是AC、CD、DB的中点,连接FM、EM如图1,当点D、C分别在AO、BO的延长线上时,=_;如图2,将图1中的AOB绕点O沿顺时针方向旋转角(),其他条件
7、不变,判断的值是否发生变化,并对你的结论进行证明;(2)如图3,若,点N在线段OD上,且点P是线段AB上的一个动点,在将AOB绕点O旋转的过程中,线段PN长度的最小值为_,最大值为_【答案】(1)的值不变(2);【解析】该题考查旋转与相似(1)连接EF,点E、F、M分别是AC、CD、DB的中位线,EF、FM分别是ACD和DBC的中位线,EF/AD,FM/CB,,EFM是直角三角形EM/CD,结论:的值不变.连接EF、AD、BC.(如图8)RtAOB中,.RtCOD中,.又,AODBOC,.点E、F、M分别是AC、CD、DB的中点,EFAD,FMCB,且,.,,,即在RtEFM中,.(2)过O作
8、于E,,当点P在点E处时,点P到O点的距离最近为,这时当旋转到OE与OD重合时,NP取最小值为,当点P在点B处时,且当旋转到OB在DO的延长线时,NP的最大值例1.1.3在ABC中,将ABC绕顶点C顺时针旋转,旋转角为(),得到(1)如图1,当AC时,设与AB相交于点D证明:BCD是等边三角形;(2)如图2,连接、,设和的面积分别为和求:与的比;(3)如图3,设AC中点为E,中点为P,连接EP,求:角为多少度时,EP长度最大,并求出EP的最大值【答案】(1)见解析;(2);(3)角时,EP长度最大,其最大值是【解析】(1)证明:如图1,在ABC中,(直角三角形的两个锐角互余)AC,又由旋转的性
9、质知,即,在CDB中,BCD是等边三角形;(2)解:如图2,由旋转的性质可知,又由旋转的性质知,;(3)解:如图,连接CP,当ABC旋转到的位置时,此时,即角时,EP长度最大,其最大值是例1.1.4用如图,所示的两个直角三角形(部分边长及角的度数在图中已标出),完成以下两个探究问题:探究一:将以上两个三角形如图拼接(BC和ED重合),在BC边上有一动点P(1)当点P运动到CFB的角平分线上时,连接AP,求线段AP的长;(2)当点P在运动的过程中出现时,求PAB的度数探究二:如图,将DEF的顶点D放在ABC的BC边上的中点处,并以点D为旋转中心旋转DEF,使DEF的两直角边与ABC的两直角边分别
10、交于M、N两点,连接MN在旋转DEF的过程中,AMN的周长是否存在有最小值?若存在,求出它的最小值;若不存在,请说明理由【答案】见解析【解析】探究一:(1)依题意画出图形,如图所示:由题意,得,FP为角平分线,则过点A作AGBC于点G,则,在RtAPG中,由勾股定理得:(2)由(1)可知,如图所示,以点A为圆心,以长为半径画弧,与BC交于点、,则过点A过AGBC于点G,则,在RtAGP1中,同理求得,PAB的度数为15或75探究二:AMN的周长存在有最小值如图所示,连接AD,ABC为等腰直角三角形,点D为斜边BC的中点,在AMD与CND中,AMDCND(ASA)设,则,在RtAMN中,由勾股定
11、理得:,AMN的周长为: 当时,有最小值,最小值为AMN周长的最小值为例1.1.5如图,在ABC中,AB=AC=10cm,BC=16cm,DE=4cm动线段DE(端点D从点B开始)沿BC边以1cm/s的速度向点C运动,当端点E到达点C时运动停止过点E作EFAC交AB于点F(当点E与点C重合时,EF与CA重合),连接DF,设运动的时间为t秒(t0)(1)直接写出用含t的代数式表示线段BE、EF的长;(2)在这个运动过程中,DEF能否为等腰三角形?若能,请求出t的值;若不能,请说明理由;(3)设M、N分别是DF、EF的中点,求整个运动过程中,MN所扫过的面积【答案】(1)BE=EF=(t+4)(c
12、m)(2)t=0、或(3)【解析】(1)BD=tcm,DE=4cm,BE=BD+DE=(t+4)cm,EFAC,BEFBCA,EF:CA=BE:BC,即EF:10=(t+4):16,解得:EF=(t+4)(cm);(2)分三种情况讨论:如图1,当DF=EF时,EDF=DEF,AB=AC,B=C,EFAC,DEF=C,EDF=B,点B与点D重合,t=0;如图2,当DE=EF时,则4=(t+4),解得:t=;如图3,当DE=DF时,有DFE=DEF=B=C,DEFABC,即,解得:t=;综上所述,当t=0、或秒时,DEF为等腰三角形(3)如图4,设P是AC的中点,连接BP,EFAC,FBEABC,
13、又BEN=C,NBEPBC,NBE=PBC点B,N,P共线,点N沿直线BP运动,MN也随之平移如图5,设MN从ST位置运动到PQ位置,则四边形PQST是平行四边形M、N分别是DF、EF的中点,MNDE,且ST=MN=DE=2分别过点T、P作TKBC,垂足为K,PLBC,垂足为L,延长ST交PL于点R,则四边形TKLR是矩形,当t=0时,EF=(0+4)=,TK=EFsinDEF=;当t=12时,EF=AC=10,PL=ACsinC=10=3PR=PLRL=PLTK=3=S平行四边形PQST=STPR=2=整个运动过程中,MN所扫过的面积为cm2题模二:四边形与动点问题例1.2.1如图,四边形A
14、BCD是正方形,ABE是等边三角形,M为对角线BD(不含B点)上任意一点,连结AM、CM(1) 当M点在何处时,AMCM的值最小;(2)当M点在何处时,AMBMCM的值最小,并说明理由;(3)当AMBMCM的最小值为时,求正方形的边长EBDCAM【答案】(1)见解析(2)见解析(3)【解析】该题考查的是四边形综合(1)当M点落在BD的中点时,的值最小1分(2)如图,连接CE,当M点位于BD与CE的交点处时的值最小2分理由如下:M是正方形ABCD对角线上一点又,ABMCBM3分又在EC上取一点N使得,连结BN又BNEABM3分,又即BMN是等边三角形4分根据“两点之间线段最短”,得最短当M点位于
15、BD与CE的交点处时,的值最小,即等于EC的长5分(3)过E点作交CB的延长线于F设正方形的边长为x,则, 6分在RtEFC中, 解得(舍去负值)正方形的边长为7分例1.2.2如图1,已知线段,点B关于直线AC的对称点是点D,点E为射线CA上一点,且,连接DE,BE(1)依题意补全图1,并证明:BDE为等边三角形;(2)若,点C关于直线BD的对称点为点F,连接FD、FB将CDE绕点D顺时针旋转度()得到,点E的对应点为,点C的对应点为点如图2,当时,连接证明:;如图3,点M为DC中点,点P为线段上的任意一点,试探究:在此旋转过程中,线段PM长度的取值范围?【答案】(1)如图1,证明见解析;(2
16、)见解析;【解析】(1)补全图形,如图1所示;证明:由题意可知:射线CA垂直平分BD又EBD是等边三角形(2)证明:如图2:由题意可知,又点C与点F关于BD对称四边形BCDF为正方形,由(1)BDE为等边三角形,又是由旋转得到的,EDF(SAS)图2线段PM的取值范围是:设射线CA交BD于点O,I:如图3(1)当DC,MP,D、M、P、C共线时,PM有最小值此时,图3(1)II:如图3(2)当点P与点重合,且P、D、M、C共线时,PM有最大值此时,线段PM的取值范围是:图3(2)例1.2.3如图1,在菱形ABCD中,AB=6,tanABC=2,点E从点D出发,以每秒1个单位长度的速度沿着射线D
17、A的方向匀速运动,设运动时间为t(秒),将线段CE绕点C顺时针旋转一个角(=BCD),得到对应线段CF(1)求证:BE=DF;(2)当t=_秒时,DF的长度有最小值,最小值等于_;(3)如图2,连接BD、EF、BD交EC、EF于点P、Q,当t为何值时,EPQ是直角三角形?(4)如图3,将线段CD绕点C顺时针旋转一个角(=BCD),得到对应线段CG在点E的运动过程中,当它的对应点F位于直线AD上方时,直接写出点F到直线AD的距离y关于时间t的函数表达式【答案】(1)见解析(2)6+6,12(3)6秒和6秒(4)y=t12【解析】分析:(1)由ECF=BCD得DCF=BCE,结合DC=BC、CE=
18、CF证DCFBCE即可得;(2)当点E运动至点E时,由DF=BE知此时DF最小,求得BE、AE即可得答案;(3)EQP=90时,由ECF=BCD、BC=DC、EC=FC得BCP=EQP=90,根据AB=CD=6,tanABC=tanADC=2即可求得DE;EPQ=90时,由菱形ABCD的对角线ACBD知EC与AC重合,可得DE=6;(4)连接GF分别交直线AD、BC于点M、N,过点F作FHAD于点H,证DCEGCF可得3=4=1=2,即GFCD,从而知四边形CDMN是平行四边形,由平行四边形得MN=CD=6;再由CGN=DCN=CNG知CN=CG=CD=6,根据tanABC=tanCGN=2可
19、得GM=6+12,由GF=DE=t得FM=t612,利用tanFMH=tanABC=2即可得FH(1)ECF=BCD,即BCE+DCE=DCF+DCE,DCF=BCE,四边形ABCD是菱形,DC=BC,在DCF和BCE中,DCFBCE(SAS),DF=BE;(2)如图1,当点E运动至点E时,DF=BE,此时DF最小,在RtABE中,AB=6,tanABC=tanBAE=2,设AE=x,则BE=2x,AB=x=6,则AE=6DE=6+6,DF=BE=12,故答案为:6+6,12;(3)CE=CF,CEQ90,当EQP=90时,如图2,ECF=BCD,BC=DC,EC=FC,CBD=CEF,BPC
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