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初中数学:动态性问题的解读与训练

时间:2024-02-05 08:18:20

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初中数学:动态性问题的解读与训练

动态型问题是以点、线、面(如三角形、四边形)的运动为情境,探索和发现其中规律和结论的中考题型,由于图形的运动,导致题目的条件不断改变,随之相应的数量关系和结论也可能改变,这样就出现一个事件中蕴含着多个数学问题,既独立又有联系,使题目无论从考查知识上,还是解决方法上都具有较强的综合性,以达到培养和考查学生的观察、试验、空间想象、分析综合等解决问题的能力,在全国的中考试卷中常作为压轴题出现,类型有:

(1)点的运动,(2)线的运动,(3)面(如三角形、四边形)的运动.

解决动态问题的思维与方法:

(1)认清问题中的静态图形和动态图形,并确定动态图形的起始位置和终止位置;

(2)画出不同时刻动态图形与静态图形形成的几何图形,这样就能达到由“动”变“静”,再设法分别求解问题.

一点的运动型问题

例1.(广东省广州市)如图,在四边形ABCD中,∠B=60°,∠D=30°,AB=BC.

(1)求∠A+∠C的度数.

(2)连接BD,探究AD,BD,CD三者之间的数量关系,并说明理由.

(3)若AB=1,点E在四边形ABCD内部运动,且满足

,求点E运动路径的长度.

【考点】等边三角形的判定与性质,勾股定理的逆定理,多边形内角与外角,弧长的计算,旋转的性质

【思路点拨】(1)根据四边形内角和为360度,结合已知条件即可求出答案.

(2)将△BCD绕点B逆时针旋转60°,得到△BAQ,连接DQ(如图),由旋转性质和等边三角形判定得△BDQ是等边三角形,由旋转性质根据角的计算可得△DAQ是直角三角形,根据勾股定理得AD2+AQ2=DQ2 , 即AD2+CD2=BD2.

(3)将△BCE绕点B逆时针旋转60°,得到△BAF,连接EF(如图),由等边三角形判定得△BEF是等边三角形,结合已知条件和等边三角形性质可得AE2=EF2+AF2 , 即∠AFE=90°,从而得出∠BFA=∠BEC=150°,从而得出点E是在以O为圆心,OB为半径的圆周上运动,运动轨迹为BC,根据弧长公式即可得出答案.

【解题过程】解:(1)在四边形ABCD中,∠B=60°,∠D=30°,

∴∠A+∠C=360°-∠B-∠C=360°-60°-30°=270°.

(2)如图,将△BCD绕点B逆时针旋转60°,得到△BAQ,连接DQ,

∵BD=BQ,∠DBQ=60°,

∴△BDQ是等边三角形,

∴BD=DQ,

∵∠BAD+∠C=270°,

∴∠BAD+∠BAQ=270°,

∴∠DAQ=360°-270°=90°,

∴△DAQ是直角三角形

∴AD2+AQ2=DQ2 ,

即AD2+CD2=BD2

(3)如图,将△BCE绕点B逆时针旋转60°,得到△BAF,连接EF,

∵BE=BF,∠EBF=60°,

∴△BEF是等边三角形,

∴EF=BE,∠BFE=60°,

∵AE2=BE2+CE2

∴AE2=EF2+AF2

∴∠AFE=90°

∴∠BFA=∠BFE+∠AFE=60°+90°=150°,

∴∠BEC=150°,

则动点E在四边形ABCD内部运动,满足∠BEC=150°,以BC为边向外作等边△OBC,

则点E是以O为圆心,OB为半径的圆周上运动,运动轨迹为BC,

∵OB=AB=1,

则BC=

=

【名师点睛】此题考查了学生对等边三角形的判定与性质,勾股定理的逆定理,多边形内角与外角,弧长的计算,旋转的性质等知识点的综合运用能力.

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