劉華為
對(duì)于平面直角坐標(biāo)系中的平行四邊形(頂點(diǎn)字母順序非給定)存在性問(wèn)題,文[1]從“平行四邊形對(duì)角線(xiàn)互相平分”的性質(zhì)入手,以“哪條線(xiàn)段為對(duì)角線(xiàn)”作分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)確定所求點(diǎn)的位置,并運(yùn)用中點(diǎn)坐標(biāo)公式求其坐標(biāo).讀后受益匪淺,也深受啟發(fā),現(xiàn)介紹另一種處理策略,以供參考.1知識(shí)剖析
1.1如何適當(dāng)分類(lèi)圖1
問(wèn)題已知直角坐標(biāo)系中三點(diǎn)A、B、C,試確定點(diǎn)D使以A、B、C、D為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形.
眾所周知,符合條件的點(diǎn)D有三個(gè),如圖1所示.至于如何分類(lèi)并確定點(diǎn)D位置,除了文[1]介紹的“對(duì)角線(xiàn)劃分法”外,還可以哪兩邊為鄰邊來(lái)分類(lèi)(如以BA與BC為鄰邊得ABCD1、以AB與AC為鄰邊得ABD2C、以CA與CB為鄰邊得BCAD3);或以哪個(gè)角為內(nèi)角來(lái)分類(lèi)(如以∠ABC為內(nèi)角得ABCD1、以∠BAC為內(nèi)角得ABD2C、以∠ACB為內(nèi)角得BCAD3);另外也可以頂點(diǎn)字母順序分類(lèi),如ABCD1、ABD2C和BCAD3.
事實(shí)上,若以連接某兩點(diǎn)的線(xiàn)段的類(lèi)型(邊或?qū)蔷€(xiàn))來(lái)分類(lèi)操作性更強(qiáng).如以線(xiàn)段AB為例,當(dāng)AB為平行四邊形的邊時(shí),將其向右平移,當(dāng)點(diǎn)B與點(diǎn)C重合時(shí)得ABCD1,當(dāng)點(diǎn)A與點(diǎn)C重合時(shí)得ABD2C;若AB為對(duì)角線(xiàn),取其中點(diǎn)E,連接CE并倍長(zhǎng)得BCAD3.
1.2如何求點(diǎn)坐標(biāo)
設(shè)A、B、C三點(diǎn)坐標(biāo)分別為(xA,yA)、(xB,yB)、(xC,yC),點(diǎn)Di的坐標(biāo)為(xi,yi)(i=1,2,3),由平移的性質(zhì)可知平移前后對(duì)應(yīng)點(diǎn)在水平和豎直方向上平移的距離是相等的.所以對(duì)于D1,則有x1-xA=xC-xB且y1-yA=yC-yB;對(duì)于D2,則有x2-xB=xC-xA且y2-yB=yC-yA;對(duì)于點(diǎn)D3,則有x3-xA=xB-xC且y3-yA=yB-yC.運(yùn)用上述方程(組)求對(duì)應(yīng)點(diǎn)坐標(biāo)顯然有化繁為簡(jiǎn)化難為易之妙.2例題解析
2.1三定一動(dòng)型圖2
例1(2012年齊齊哈爾市)如圖2,在平面直角坐標(biāo)系中,已知Rt△AOB的兩條直角邊OA、OB分別在y軸和x軸上,并且OA、OB的長(zhǎng)分別是方程x2-7x+12=0的兩根(OA (1)求A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo). (2)求當(dāng)t為何值時(shí),△APQ與△AOB相似,并直接寫(xiě)出此時(shí)點(diǎn)Q的坐標(biāo). (3)當(dāng)t=2時(shí),在坐標(biāo)平面內(nèi),是否存在點(diǎn)M,使以A、P、Q、M為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形?若存在,請(qǐng)直接寫(xiě)出M點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由. 簡(jiǎn)析(1)A(0,3)、B(4,0);(2)當(dāng)△APQ∽△AOB時(shí),t=1511,Q(2011,1811);當(dāng)△APQ∽△ABO時(shí),t=2513,Q(1213,3013); (3)顯然當(dāng)t=2時(shí),點(diǎn)P、Q坐標(biāo)分別為(0,1)、(45,125).設(shè)M的坐標(biāo)為(m,n), 當(dāng)AP為邊時(shí)(如圖2),對(duì)于A(yíng)PM1Q可視作把AP平移至QM1(點(diǎn)A與Q重合)而得,則m-0=45-0且n-1=125-3,得m=45,n=25;對(duì)于A(yíng)PQM2可視作把AP平移至QM2(A與M2重合)處而得,則m-0=45-0且n-3=125-1,得m=45,n=225; 當(dāng)AP為對(duì)角線(xiàn)時(shí),對(duì)于A(yíng)QPM3可視作把AQ平移至M3P(點(diǎn)A與M3重合)所得,則m-0=0-45且n-3=1-125,得m=-45,n=85. 故滿(mǎn)足題意的點(diǎn)M共有三個(gè),分別為M1(45,25)、M2(45,225)和M3(-45,85). 2.2兩定兩動(dòng)型圖3 例2(2015年荊門(mén)市)如圖3,在矩形OABC中,OA=5,AB=4,點(diǎn)D為邊AB上一點(diǎn),將△BCD沿直線(xiàn)CD折疊,使點(diǎn)B恰好落在邊OA上的點(diǎn)E處,分別以O(shè)C,OA所在的直線(xiàn)為x軸,y軸建立平面直角坐標(biāo)系. (1)求OE的長(zhǎng)及經(jīng)過(guò)O,D,C三點(diǎn)拋物線(xiàn)的解析式; (2)一動(dòng)點(diǎn)P從點(diǎn)C出發(fā),沿CB以每秒2個(gè)單位長(zhǎng)度的速度向點(diǎn)B運(yùn)動(dòng),同時(shí)動(dòng)點(diǎn)Q從E點(diǎn)出發(fā),沿EC以每秒1個(gè)單位長(zhǎng)度的速度向點(diǎn)C運(yùn)動(dòng),當(dāng)點(diǎn)P到達(dá)點(diǎn)B時(shí),兩點(diǎn)同時(shí)停止運(yùn)動(dòng),設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t秒,當(dāng)t為何值時(shí),DP=DQ; (3)若點(diǎn)N在(1)中拋物線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)軸上,點(diǎn)M在拋物線(xiàn)上,是否存在這樣的點(diǎn)M與點(diǎn)N,使M,N,C,E為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形?若存在,請(qǐng)求出M點(diǎn)坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由. 簡(jiǎn)析(1)OE=3、y=43x2+163x;(2)t=53; (3)由于點(diǎn)C、E是定點(diǎn),M、N為待定點(diǎn),所以應(yīng)以線(xiàn)段CE為分類(lèi)對(duì)象,設(shè)M的橫坐標(biāo)為m. 當(dāng)CE為平行四邊形對(duì)角線(xiàn)時(shí),由于拋物線(xiàn)的對(duì)稱(chēng)軸直線(xiàn)x=-2平分CE,所以M必為拋物線(xiàn)的頂點(diǎn)(-2,-163);圖4 當(dāng)CE為平行四邊形的邊時(shí),則所求平行四邊形一定是把CE沿某一方向平移而得,顯然向下平移無(wú)法找到符合條件的平行四邊形,故只能向上平移.若把點(diǎn)C平移到對(duì)稱(chēng)軸直線(xiàn)x=-2上(點(diǎn)E在拋物線(xiàn)上),則得CEMN(如圖4).此時(shí)m-0=-2-(-4),即m=2,代入拋物線(xiàn)解析式求得M(2,16);若把點(diǎn)E平移到對(duì)稱(chēng)軸直線(xiàn)x=-2上(點(diǎn)C在拋物線(xiàn)上),則得ECMN.此時(shí)m-(-4)=-2-0,即m=-6,代入拋物線(xiàn)解析式求得M(-6,16). 與文[1]相比,本處理策略有兩大優(yōu)勢(shì):其一便于作圖.不僅在已知三點(diǎn)時(shí)能準(zhǔn)確確定第四點(diǎn)的位置,而且在已知兩定點(diǎn)情形下也能運(yùn)用自如,更凸顯其作圖的優(yōu)越性.如例2若按文[1]的對(duì)角線(xiàn)確定法來(lái)確定兩個(gè)動(dòng)點(diǎn)M、N的位置就比較棘手了,但以CE為邊或?qū)蔷€(xiàn)分類(lèi),對(duì)應(yīng)圖形一目了然.其二便于求點(diǎn)的坐標(biāo).根據(jù)平移性質(zhì)可直接列出關(guān)于平行四邊形四個(gè)頂點(diǎn)橫縱坐標(biāo)的方程(組),不需要借助于中點(diǎn)坐標(biāo)公式(應(yīng)當(dāng)指出的是,中點(diǎn)坐標(biāo)公式是高中學(xué)習(xí)內(nèi)容,此處運(yùn)用屬于超綱要求)或其他知識(shí).因此,不僅計(jì)算量銳減,而且難度也大大降低,可謂一舉多得! 參考文獻(xiàn) [1]胡柳青.平行四邊形存在性問(wèn)題的解題策略[J].中學(xué)數(shù)學(xué)雜志,2015(12):40-42
中學(xué)數(shù)學(xué)雜志(初中版)2016年2期