楊永金
近年,中考試題中常有動態(tài)幾何問題,它包括點動、線動、圖形動三種類型。二次函數(shù)是初中解決極值問題的基本方法。二者結(jié)合,增添了動態(tài)幾何的趣味和解決方法,提高了學(xué)生思維深度和廣度。現(xiàn)舉三個例子進(jìn)行分析。
一、單一動點與二次函數(shù)
例lA、B、C三點在平面直角坐標(biāo)系中,其中A點在X軸負(fù)半軸上,B點在X軸負(fù)半軸上,且AB=10(OA (1)求線段OA、OB的長和經(jīng)過點A、B、C的三點拋物線的解析式。 (2)點D的坐標(biāo)為(4,0),點E(m,n)是該拋物線上的一個動點(且m>0,n>0,連接DE交BC于點F。 ①當(dāng)△BDF為等腰三角形時,寫出F點的坐標(biāo)。 ②連結(jié)CD、CE,△CDE是否有最大面積?如有,求出△CDE的最大面積和此時點E的坐標(biāo);如沒有,說明理由。 分析:(1)根據(jù)直角三角形相似對應(yīng)線段成比例求出OA、OB的長,再通過ABC三點確定拋物線的解析式。(2)△BDE為等腰三角形,可分三種情況分析:BD=DE、DE=BE、BD=BE。結(jié)合等腰三角形三線合一來解決。求△BDE的最大面積,與二次函數(shù)的最值聯(lián)系起來。 二、兩個動點與二次函數(shù) 例2在平面直角坐標(biāo)系中,已知矩形ABCD的四個個頂點A(8,8)B(8,O)、C16,0)、D(16,16)。拋物線過A、C兩點。 (1)求出過A、C兩點拋物線的解析式。 (2)動點P從點A出發(fā),沿線段AB向點B運動,同時動點Q從點C出發(fā),沿線段CD向終點D運動,速度均為每秒2個單位長度,運動時間為t秒,過點P作PE垂直于AB交AC于點E。 ①過點E作EF垂直于AD于點F,交拋物線于點G。當(dāng)t為何值時,線段EG最長? ②連接EQ,在點P、Q運動的過程中,判斷當(dāng)T為何值時使得△CEG是等腰二角形?請直接寫出相應(yīng)的t值。 分析:隨著點P、Q的運動,EF與拋物線的交點G始終在點E的上方,故EG的長等于YE-YE,所以可以建立二次函數(shù)來求最值。對于△CEG等腰三角形,根據(jù)P、Q兩點的運動分三種情況討論即可。 三、單一動點的圖形變化 例3在平行四邊形ABCD中∠B=60°,M是BC上不與B點重合的點,AB=8,AD=6,過M作垂直于AB于點Q,交DC的延長線于點N,設(shè)BM=X,△MDQ的面積為Y,求與之間的函數(shù)關(guān)系式。 分析:要求面積只需取某條線段為底,再找一條高,它們要么是常量要么是關(guān)于自變量的代數(shù)式,因此,以EF為底DG為高,求解。 (1)設(shè)t=x,用含x的代數(shù)式表示BM和MQ。 (2)如Q點在BD上移動。 (3)Q運動時能否與M、D夠成直角三角形,如能,求出 其值。 分析:(1)中求線段之間的關(guān)系可用比例線段求得。(2)中求三角形的面積只需找底與高即可。底與高可能為常量,也可能為含x的代數(shù)式。DQ為底,PC為高。(3)可假設(shè)能夠成直角三角形,把各線段的長求出來,再用勾股定理求解。 通過以上例子,我們可以看到動態(tài)問題對學(xué)生的綜合能力要求較高,解題方法靈活多變,其中所含的數(shù)學(xué)思想和方法豐富,有數(shù)型結(jié)合思想、方程思想、函數(shù)思想、分類討論思想、數(shù)學(xué)建模等思想方法。這樣,既考查了學(xué)生利用動靜結(jié)合、圖形變換的規(guī)律分析、解決問題的能力,又考查了學(xué)生觀察、猜想、歸納、驗證、推理等思維能力。因此,我們應(yīng)要求學(xué)生要會將問題各個時刻的圖形分類畫圖,由“動”變“靜”,還要善于抓住在運動過程中某一特殊位置的等量關(guān)系和變量關(guān)系。 (安龍縣篤山中學(xué))