与抛物线有关的动点问题解法赏析
2018-01-20韩乐
韩乐
摘 要:动点问题一直是中考的难点和热点,考查起点较高,具有很大的挑战性和思维价值,全面考查了学生数形结合、函数与方程、分类讨论等多种数学思想,对学生的综合运用能力要求较高。主要介绍了构成特殊图形的动点问题几种情况,希望对实际教学及中考复习有一定的帮助。
关键词:动点;转化;分类
动点问题是历年来中考命题的热点,也是学生学习过程中感觉最难的题型,所谓“动点问题”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题目。这类问题的解法策略有:(1)“动中求静,以静制动”是解决动态几何最有效的方法;(2)在“动”中找到最恰当的位置“静”下来是解决问题的起点;(3)在“静”下来后,能抓住“静”时的特征,寻找解决问题的突破口,是我们迈向成功的关键。
下面具体介绍几种动点问题的解法以供大家参考。
一、点动构成平行四边形
这种题常常需要根据平行四边形的性质“对角线互相平分”或平行四边形判定定理中的“一组对边平行且相等的四边形为平行四边形”,结合两点之间的距离公式(或勾股定理)、中点公式、两条直线平行的条件以及点在函数图象上的含义来求解。
例1.如图1所示,抛物线y=x2+x-4与x轴交于A、C两点,与y轴交于点B,点P为抛物线上的动点,点Q是直线y=-x上的动点,试探讨:当点Q在什么位置时,以P、Q、B、O为顶点的四边形为平行四边形?
分析:这里有两个动点,初步审题也许会感到无从下手,但仔细观察会发现,这里有一个“不变量”OB,其只可能有两种身份:(1)平行四边形的边;(2)平行四边形的对角线。设Q(m,-m),当OB是平行四边形的边时,线段PQ也为平行四边形的边,且OB与PQ为对边,所以OBPQ,所以P(m,-m+4)或P(m,-m-4)。由于P在抛物线上,所以P点横、纵坐标满足函数解析式,分别代入求解,注意排除Q与O重合的情况;当OB为平行四边形的对角线时,PQ也为平行四边形的对角线,所以线段OB的中点也是线段PQ的中点,根据中点公式可以利用线段OB的中点坐标和点Q的坐标来表示出点P的坐标,同样根据点P在抛物线上这一条件也可求出相应的m的值。
二、点动构成梯形
这类题型通常根据梯形的定义(只有一组对边平行)、直线平行(不平行)条件、直线倾斜程度(斜率)k以及函数图象交点坐标求法来解答。
例2.如图2所示,抛物线y=x2-x与x轴交于A、O两点,点D(3,-2)为抛物线上的定点,点M为抛物线上的动点,试探讨:当点M在什么位置时,以O、A、D、M为顶点的四边形为
梯形?
分析:这里有三条定线段:OA、OD、AD,他们均可能作为梯形的底边,因此讨论的依据就是他们分别作为梯形的底边时点M应满足的条件。以OD为梯形的底边为例,当OD为梯形的底边时,线段AM也为梯形的底边,所以OD∥AM,且AD不平行OM,从而kOD=kAM,结合点A的坐标,求出直线AM的函数解析式,将其与抛物线的解析式联立,求得M点的坐标,再检验kAD是否等于kOM,如果kAD≠kOM,则所求出的点M的坐标满足题意,否则舍去该种情形。其余两种情况依此进行,问题即可迎刃而解。
三、实际问题应用
(2012年安徽中考)如图3,排球运动员站在点O处練习发球,将球从O点正上方2m的A处发出,把球看成点,其运行的高度y(m)与运行的水平距离x(m)满足关系式y=a(x-6)2+h。已知球网与O点的水平距离为9m,高度为2.43m,球场的边界距O点的水平距离为18m。
(1)当h=2.6时,求y与x的关系式(不要求写出自变量x的取值范围)
(2)当h=2.6时,球能否越过球网?球会不会出界?请说明理由;
(3)若球一定能越过球网,又不出边界,求h的取值范围。
我们只解答第(3)问,通过分析观察,我们会发现这里的h实际上指的就是排球在运动过程中所能达到的最大高度,随着h的变化,排球的运动轨迹(抛物线的位置)也在随之不断发生变化,这样就给我们的解题带来了一定的难度。但是只要我们认真分析就会发现,这里恰好有两个相对静止状态:①排球恰好过网;②排球恰好不过界(落地时恰好落在边界线上)。排球恰好过网,则当排球到达球网正上方时,排球的高度要比球网高,即×9+h>2.43;而要恰不过界,则排球的落地点离出发点的距离要不比18米大或当x=18时y小于或等于0。即即×144+h≤0,二者结合得h≥。
动点问题作为中考考点已经成为必然趋势,问题的背景是特殊图形,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,特别需要注意关注图形的特殊性(特殊角、特殊图形的性质、图形的特殊位置关系)。在复习过程中,我们应做好这方面的复习工作。
参考文献:
[1]葛香虎.中考数学“动点”型问题的解法剖析[J].新高考(升学考试),2015(12):28-29.
[2]明欣.兵分三路,去抢占中考数学“动点”问题的制高点[J].新高考(升学考试),2016(12):12-13.
[3]马涛.中考数学动点问题研究[J].数学学习与研究,2011(12):47-48.
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