動點有關綜合問題是指圖形中存在一個或多個動點,它們是在某條線段、射線或弧線上運動的,從而引起另一圖形的變化,從運動變化的角度來研究、探索發現圖形性質及圖形變化,在解題過程中滲透空間觀念和合情推理,是一類開放性題目。對考生的觀察能力和創新能力要求較高,題目的難度一般比較大,是全國各省市中考數學試題的熱點題型。
不出意外的話,估計此類試題依然是今年中考命題的熱點,解決這類問題的關鍵是動中求靜,在變化中找到不變的性質是解決動點問題的基本思路,這也是動點有關綜合問題中最核心的解題思想。
動點有關綜合問題其特點是集幾何、函數等知識於一體,藴含數形結合等數學思想方法,綜合性非常的強。此類問題靈活多變,動中有靜,動靜結合。
中考通過試題的設置,能夠在運動變化中考查考生的空間想象能力,起到選拔人才的效果,已經成為中考數學命題的熱點,大多數情況都是以壓軸題的形式出現。
我們通過對試題的分析和研究,發現解動點有關綜合問題基本策略:
一是學會動中求靜,即在運動變化中探索問題中的不變性;
二是學會動靜互化,抓住“靜”的瞬間,找出導致圖形或變化規律發生改變的特殊時刻;同時在運動變化的過程中尋找不變性及變化規律。
簡單地説,解決此類問題要先畫出各個關鍵時刻的圖形,再由“動”變“靜”設法分別求解。有時候還需要用到分類討論的思想去解決問題,畫出不同種情況的圖形,可以幫助我們理清思路,突破關鍵難點。
動點有關綜合問題講解,典型例題分析1:
如圖,在平面直角座標系中,四邊形OABC是平行四邊形,直線l經過O、C兩點,點A的座標為(8,0),點B的座標為(11,4),動點P在線段OA上從點O出發以每秒1個單位的速度向點A運動,同時動點Q從點A出發以每秒2個單位的速度沿A B C的方向向點C運動,過點P作PM垂直於x軸,與折線O—C—B相交於點M,當P、Q兩點中有一點到達終點時,另一點也隨之停止運動,設點P、Q運動的時間為t秒(t > 0),△MPQ的面積為S.
(1)點C的座標為____________,直線l的解析式為_____________;
(2)試求點Q與點M相遇前S與t的函數關係式,並寫出相應的t的取值範圍.
(3)試求題(2)中當t為何值時,S的值最大,並求出S的最大值.
(4)隨着P、Q兩點的運動,當點M在線段BC上運動時,設PM的延長線與直線l相交於點N.試探究:當t為何值時,△QMN為等腰三角形?請直接寫出t的值.
考點分析:
二次函數;一次函數;三角形面積;最值;分類討論;壓軸題。
題幹分析:
⑴由題意不難得出點C的座標為(3,4).因為直線l經過O、C兩點,所以設其解析式,將點C(3,4)代入,解得k=4/3,所以直線l 的解析式為y=4x/3.
⑵求 S與t的函數關係式,關鍵是確定MP及點Q到MP的距離.根據題意,得OP=t, AQ=2t, 根據動點的運動過程,需分三種情況來討論.
⑶根據題(2)中S與t的函數關係,先分別求出①當0<t≤5/2時;②當5/2<t≤3時;③當3<t<16/3時, t為何值時,S的值最大,並求出S的最大值.最後綜合上述各情況判斷得出t為何值時, S的最大值.
⑷當NM=MQ時,△QMN為等腰三角形.
考點分析:
根據題意合理分類,是學生解題中遇到的難點,也是易錯點.用分類討論的思想來研究動態型題是解此類問題常用的方法.
解答動點有關綜合問題,我們要認真觀察幾何圖形,徹底弄清楚動點從何點開始出發,運動到何點停止,整個運動過程分為不同的幾段,何點(時刻)是特殊點(時刻),這是準確解答的前提和關鍵。
動點有關的綜合問題講解,典型例題分析2:
已知二次函數的圖象經過A(2,0)、C(0,12) 兩點,且對稱軸為直線x=4.設頂點為點P,與x軸的另一交點為點B.
(1)求二次函數的解析式及頂點P的座標;
(2)如圖1,在直線 y=2x上是否存在點D,使四邊形OPBD為等腰梯形?若存在,求出點D的座標;若不存在,請説明理由;
(3)如圖2,點M是線段OP上的一個動點(O、P兩點除外),以每秒√2個單位長度的速度由點P向點O 運動,過點M作直線MN∥x軸,交PB於點N.將△PMN沿直線MN對摺,得到△P1MN.在動點M的運動過程中,設△P1MN與梯形OMNB的重疊部分的面積為S,運動時間為t秒.求S關於t的函數關係式.
考點分析:
二次函數綜合題;綜合題。
題幹分析:
(1)利用對稱軸公式,A、C兩點座標,列方程組求a、b、c的值即可;
(2)存在.由(1)可求直線PB解析式為y=2x-12,可知PB∥OD,利用BD=PO,列方程求解,注意排除平行四邊形的情形;
(3)由P(4,-4)可知直線OP解析式為y=-x,當P1落在x軸上時,M、N的縱座標為-2,此時t=2,按照0<t≤2,2<t<4兩種情形,分別表示重合部分面積.
解題反思:
本題考查了二次函數的綜合運用.求出二次函數解析式,研究二次函數的頂點座標及相關圖形的特點,是解題的關鍵。值得注意的是在計算動點在不同路段的函數解析式,一定要注意註明自變量的取值範圍,求出在特殊點的函數數值和自變量的值。
動點有關的綜合問題一般是指以幾何知識和圖形為背景,滲透運動變化觀點的一類試題,常見的運動對象有點動、線動、圖動;其運動形式有平動、旋轉、翻折、滾動等。
特別是跟函數有關的動點問題,當點運動到某一特殊位置時,利用某一線段長度或某一圖形的面積達到最值,或與某些點構成一個特殊的圖形。解題利用函數圖象上點座標的對應關係,用動點的座標表示出要求圖形的數量特徵(如線段的長度或圖形面積),再利用函數性質或方程進行求解。