探讨动态几何压轴题
2020-03-10胡海洋
胡海洋
点动、线动、面动构成的问题称为几何动态问题,也一直是中考压轴题命题的热点。这类问题的特征是,以运动中的几何图形为载体构建成综合题,把几何、三角、函数、方程等知识集于一身,题型新颖,综合性强,能力要求高。遇到这类问题,要把握好一般与特殊的关系;在分析过程中,要特别关注图形的特殊性(特殊角、特殊图形的性质、图形的特殊位置)。如何准确、快速地解决此类问题呢?关键是把握解决此类题型的规律与方法——以静制动。
例题 (2018.江苏宿迁)如图1,在边长为1的正方形ABCD中,动点E、F分别在边AB、CD上。将正方形ABCD沿直线EF折叠,使点B的对应点M始终落在边AD上(点M不与点A、D重合),点C落在点Ⅳ处,MN与CD交于点P,设BE=x。
(1)当AM=-时,求x的值;
(2)随着点M在边AD上位置的变化,△PDM的周长是否发生变化?如变化,请说明理由;如不变,请求出该定值;
(3)设四边形BEFC的面积为S,求S与x之间的函数表达式,并求出S的最小值。
【解析】(1)由折叠性质可知BE=ME=x,结合已知条件知AE=1-x,在Rt△AME中,根据勾股定理,得(1一x)2+(1/2)2=x2,解得x=5/9。
(2)△PDM的周长不变,为定值2。
方法一:连接BM、BP,过点B作BH⊥MN,如图2。根据折叠性质知BE=ME,由等边对等角得∠EBM=∠EMB,由等角的余角相等得∠M BC=∠BMN,由全等三角形的判定AAS得Rt△ABM-Rt△HBM,根据全等三角形的性质,得AM=HM,AB=HB=BC,又根据全等三角形的判定HL得Rt△BH P≌Rt△BCP,根據全等三角形的性质,得HP=CP,由三角形周长和等量代换即可得出△PDM周长为定值2。
方法二:设AM=a,由EM2=AE2+AM2,得x2=(l-x)2+a2,∴a2=2x一1。
由△AEM-△DMP,得
△AEM周长AE l-x
△DPM周长 MD l-a
(3)方法一:过点F作FQ⊥AB,垂足为Q,连接BM。由折叠性质可知∠BEF=∠MEF,BM⊥EF,由等角的余角相等得∠EBM=∠EMB=∠QFE,由全等三角形的判定ASA得Rt△ABM≌Rt△QFE,据全等三角形的性质,得AM=QE。设AM长为a,在Rt△AEM中,根据勾股定理,得(1-x)2+a2=x2,从而得AM=QE=
,根据梯形的面积公式代入即可得出S与x之间的函数表达式。又由(1一x)2+a2=x2,得x=a2+1/2=BE,BQ=CF=a2+1/2-a(O
∵0
方法二:设AM=a,MD=l-a,由勾股定理,得a2=2x-l。利用△AEM-△DMP-△NFP得比例式,求出FN。由FC=FN得S=1/2(FC+BE).BC,表示成关于a的函数表达式求解。
方法三:连接FM、BM、BF。由折叠性质知EF垂直平分BM,则FM=BF。
设AM=a,FC=y,则FD=l-y。由勾股定理,得a2=2x-l,x=a2+1/2,FC2+BC2=DF2+DM2,
图形运动问题一般与图形变换相结合。图形在运动过程中只是位置发生变化,大小、形状一般不变,因此我们在解答这类问题时往往可以运用平移、旋转、对称、平行、全等、等腰三角形等知识。本题考查了折叠的性质、勾股定理、三角形全等、相似三角形、二次函数等知识点,综合性较强,特别是第(3)问的解题思路,看似清晰,处理起来却很困难且比较复杂。计算量大,即对计算技巧要求很高,因此处理复杂问题也是我们必备的能力。
(作者单位:江苏省泗阳致远中学)