动态几何综合问题分析_抛物线论文

动态几何综合题分析,本文主要内容关键词为:几何论文,综合题论文,动态论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。

动态几何的问题,主要研究的是点动、线动、面动,从数学实践的操作上,有平移、旋转、翻折、滚动等。这些问题,它们常常集几何、代数知识于一体,数形结合,有较强的综合性,试题灵活、多变,动静结合,较好地渗透了分类讨论、数形结合、转化等数学思想,是考查学生综合能力的有效方法。下面我们一起探讨几个问题。

一、单动点形

例1 (湖北省黄冈市2009年中考试题)如图1,在海面上生成了一股强台风,台风中心(记作点M)位于滨海市(记作点A)的南偏西15°,距离为千米,且位于临海市(记作点B)正西方向千米处。台风中心正以72千米/时的速度沿北偏东60°的方向移动(假设台风在移动过程中的风力保持不变),距离台风中心60千米的图形区域内均受到此次强台风的侵袭。

图1

(1)滨海市、临海市是否会受到此次台风的侵袭,请说明理由。

(2)若受到此次台风的侵袭,该城市受到此台风侵袭的持续时间有多少小时?

分析:判断两市是否受此次台风的侵袭,关键是求出此两市到射线MN的距离是否大于60千米,我们用计算的方法来完成。

解:(1)设台风中心运行的路线为射线MN,于是

∠=AMN=60°-15°=45°,

∠BMN=90°-60°=30°。

化实际问题为数学问题,用恰当的数学方法来处理,这是解应用题常用的方法。

二、双动点形

例2 (广东省2009年中考数学题)如图2,正方形ABCD的边长为4,M、N分别是BC、CD上的两个动点,当M点在BC上滚动时,保持AM与MN垂直。

图2

(1)证明:Rt△ABM∽Rt△MCN。

(2)设BM=x,梯形ABCN的面积为y,求y与x之间的函数关系式,当M点运动到什么位置时,四边形ABCN的面积最大,并求出最大面积。

(3)当点M运动到什么位置时,Rt△ABM∽Rt△AMN,求此时x的值。

分析:(1)略。

(2)要求y与x之间的函数关系式,关键是用x的代数式表示出线段MN的长,几何题中往往后面的小题要用到前面的小题的结论。

由于Rt△ABM∽Rt△MCN,

所以当点M运动到BC中点时,Rt△ABM∽Rt△AMN,此时x=2。

探索动点移动的规律时,不是把x的值逐一尝试,而是先假设Rt△ABM∽Rt△AMN成立,根据已有的结论,得到合理的结果。

三、动点、动线相结合

例3 (沈阳市2009年中考数学试题)如图3,平面直角坐标系中,点O为坐标原点,Rt△OAB的斜边在x轴的正半轴上,点A的坐标为(2,0),点B在第一象限内,且,∠OBA=90°,以边OB所在的直线折叠Rt∠OAB,使点A落在点C处,

图3

(1)求证:△OAC为等边三角形。

(2)点D在x轴正半轴上,且点D的坐标为(4,0),点P是线段OC上一点,(点P不与0点重合),连接PA、PD,设PC=x,△PAD的面积为y,求y与x之间的函数关系式。

所以此二次函数的图像关于x轴对称。

要证明二次函数的图像具有某些几何性质,必须把参数k求出来,利用数形结合,应用计算的方法证明了结论。

四、动线型

例4 (成都市2009年中考数学试题)在平面直角坐标系xoy中,已知抛物线(a>0)与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,其顶点为M,若直线MC的函数表达式为y=kx-3,与x轴的交点为N、且

(1)求此抛物线的函数表达式。

(2)在此抛物线上是否存在异于点C的点P,使以N、P、C为顶点的三角形是以NC为一条直角边的直角三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由。

(3)过点A作x轴的垂线,交直线MC于Q,若将抛物线沿其对称轴上下平移,使抛物线与线段NQ总有公共点,则抛物线最多可平移多少个单位长度?

分析:(1)由图4,要求抛物线的解析式,关键是确定a、c的值,也就是求出B、C两点的坐标。

因为直线MC的解析式为y=kx-3,所以C(0,-3)。

图4

(2)结论没有给出,对考生来说,无疑增加了难度。探索性试题,我们假设满足结论点P存在,如果经过推理,得到合理的结果,说明满足条件的点P的确存在,如果推理得出矛盾,说明满足条件的点P不存在。下面我们运用分类讨论的方法来处理。

假设在抛物线上存在异于点C的点P,使以N、P、C为顶点的三角形是以NC为一条直角边的直角三角形。

①若PN为另一条直角边,因为点M(-1,-4)在直线MC上,

所以-4=-k-3,即k=1。

所以直线MC的函数表达式为y=x-3,易得直线MC与x轴的交点N的坐标为N(3,0)。

因为|OC|=|ON|,

所以∠OCN=45°,∠PNC=90°。

设直线ND的函数表达式为y=mx+n,

(3)抛物线上、下平移时,二次函数的解析式y仅是加上一个非零常数,我们再次对上、下两种平移进行分类讨论。

①若抛物线沿其对称轴向上平移,设向上平移b(b>0)个单位,可设函数表达式为

所以0<b≤12,即b的最大值为12,

所以抛物线向下最多可平移12个单位长度。

综上可知,若将抛物线沿其对称轴上下平移,使抛物线与线段NQ总有公共点,则向上最多可平移个单位长度,向下最多可平移12个单位长度。

数缺形时少直观,形缺数时少入微。数形结合,是解决某些综合题的法宝。

标签:;  ;  ;  

动态几何综合问题分析_抛物线论文
下载Doc文档

猜你喜欢