el表达式动态取值中括号内两点_中考热点:旧瓶新酒,解题新策略分析之玩转动态型热点题型...
动态型试题一般是指以几何知识和图形为背景,渗透运动变化观点的一类试题,常见的运动对象有点动、线动、图动;其运动形式有平动、旋转、翻折、滚动等.动态型试题其特点是集几何、代数知识于一体,数形结合,有较强的综合性.题目灵活多变,动中有静,动静结合.能够在运动变化中发展同学们的空间想象能力,是近几年中考命题的热点题型,常考常新,很多题目好似曾相识燕归来,旧瓶新酒,一般是以选择填空或解答题压轴题的形式出现.
【例1】.(2018•锦州中考题)如图,在△ABC中,∠C=90°,AC=BC=3cm,动点P从点A出发,以√2cm/s的速度沿AB方向运动到点B,动点Q同时从点A出发,以1cm/s的速度沿折线AC→CB方向运动到点B.设△APQ的面积为y(cm2),运动时间为x(s),则下列图象能反映y与x之间关系的是( )
【分析】作QD⊥AB,分点Q在AC、CB上运动这两种情况,由直角三角形的性质表示出QD的长,利用三角形面积公式得出函数解析式即可判断.
【解答】(1)过点Q作QD⊥AB于点D,
①如图1,当点Q在AC上运动时,即0≤x≤3,
由题意知AQ=x、AP=√2 x,
∵∠A=45°,∴QD=√2/2 AQ=√2x/2,则y=1/2 •√2x•√2/2x=1/2x2;
②如图2,当点Q在CB上运动时,即3<x≤6,此时点P与点B重合,
由题意知BQ=6﹣x、AP=AB=3√2,
∵∠B=45°,∴QD=√2/2BQ=√2/2 (6﹣x),
则y=1/2×3√2×√2/2(6﹣x)=﹣3/2x+9;故选:D.
【点评】本题主要考查动点问题的函数图象,解题的关键是根据题意弄清两点的运动路线,据此分类讨论并得出函数解析式.
【例1的变式2】.(2018•河北区二模)如图,正方形ABCD的边长为4,点M是CD的中点动点E从点B出发,沿BC运动,到点C时停止运动,速度为每秒1个长度单位;动点F从点M出发,沿M→D→A远动,速度也为每秒1个长度单位:动点G从点D出发,沿DA运动,速度为每秒2个长度单位,到点A后沿AD返回,返回时速度为每秒1个长度单位,三个点的运动同时开始,同时结束.设点E的运动时间为x,△EFG的面积为y,下列能表示y与x的函数关系的图象是( )
【分析】(1)当x≤2时,各点位置与原图所示,则y=S△EFG=S正方形ABCD﹣S梯形ABGE﹣S△EFC﹣S△EFD;(2)当x≤2时,y=S△EFG直接计算即可.
【解答】(1)当x≤2时,各点位置与原图所示,此时,BE=x,MF=x,GD=2x,
则y=S△EFG=S正方形ABCD﹣S梯形ABGE﹣S△EFC﹣S△GFD,
将有关数据代入整理得:y=S△EFG=1.5x2﹣x+4,对应图象是二次函数;
(2)当x>2时,各点位置与下图所示,
此时y=S△EFG=1/2•GF•AB=﹣4t+16,对应图象是直线,故选:A.
【点评】本题考查的是动点问题图象,此类问题主要是分清楚x时刻点所处的位置,把求解图象面积用分割组合的方式确定出来即可求解.
【例1的变式2】.(2018•长丰县一模)如图1,△ABC中,∠A=30°,点P从点A出发以2m/s的速度沿折线A→C→B运动,点Q从点A出发以a(cm/s)的速度沿AB运动,P,Q两点同时出发,当某一点运动到点B时,两点同时停止运动.设运动时间为x(s),△APQ的面积为y(cm2),y关于x的函数图象由C1,C2两段组成,如图2所示,下列结论中,错误的是( )
【解答】根据图象确定点Q的速度,AB长,再由锐角三角函数用∠B的正弦值和x表示y将(4,4/3)代入问题可解.
当点P在AC上运动时,y=1/2AP·AQ·sin∠A=1/2×2x·ax·1/2=1/2 ax2
当x=1,y=1/2时,a=1
由图象可知,PQ同时到达B,则AB=5,AC+CB=10
当P在BC上时y=1/2·x·(10-2x) sin∠B,
当x=4,y=4/3时,代入解得sin∠B=1/3,
∴y=1/2·x·(10-2x) ·1/3=﹣1/3x2+5/3x
当x=﹣b/2a=5/2时,y最大=25/12,故选:C.
【点评】本题时动点问题的函数图象探究题,考查了分段表示函数关系式,应用了锐角三角函数,解答关键是理解图象反映出来的数学关系.
【解题策略】 解答此类问题的策略可以归纳为三步:"看""写" "选".(1)"看"就是认真观察几何图形,彻底弄清楚动点从何点开始出发,运动到何点停止,整个运动过程分为不同的几段,何点(时刻)是特殊点(时刻),这是准确解答的前提和关键;(2)"写"就是计算、写出动点在不同路段的函数解析式,注意一定要注明自变量的取值范围,求出在特殊点的函数数值和自变量的值;(3)"选"就是根据解析式选择准确的函数图象或答案,多用排除法。首先,排除不符合函数类形的图象选项,其次,对于相同函数类型的函数图象选项,再用自变量的取值范围或函数数值的最大和最小值进行排除,选出准确答案.
【例2】.(2018秋•包河区校级月考)已知如图在边长为2√2的正方形OABC中,直线m始终沿着与OB垂直的方向从点O平移到点B停止,速度是1,记直线m在正方形中扫过的区域面积为y,直线运动的时间为x,下列正确的反映y与x函数关系的图象是( )
【分析】根据题意可以求得AC的长,从而可以求得各段对应的函数解析式,进而得到相应的函数图象,本题得以解决.
【解答】∵正方形OABC的边长为2√2,∴对角线AC的长为4,
【点评】本题考查动点问题的函数图象,解答本题的关键是明确题意,利用二次函数的性质和数形结合的思想解答.
【例2的变式】.(2018•莱芜中考题)如图,边长为2的正△ABC的边BC在直线l上,两条距离为1的平行直线a和b垂直于直线l,a和b同时向右移动(a的起始位置在B点),速度均为每秒1个单位,运动时间为t(秒),直到b到达C点停止,在a和b向右移动的过程中,记△ABC夹在a和b之间的部分的面积为s,则s关于t的函数图象大致为( )
【分析】依据a和b同时向右移动,分三种情况讨论,求得函数解析式,进而得到当0≤t<1时,函数图象为开口向上的抛物线的一部分,当1≤t<2时,函数图象为开口向下的抛物线的一部分,当2≤t≤3时,函数图象为开口向上的抛物线的一部分.
【解答】如图①,当0≤t<1时,BE=t,DE=√3t,
∴s=S△BDE=1/2×t×√3t=√3/2 t2;
如图②,当1≤t<2时,CE=2﹣t,BG=t﹣1,
∴DE=√3(2﹣t),FG=√3(t﹣1),
∴s=S五边形AFGED=S△ABC﹣S△BGF﹣S△CDE=1/2×2×√3﹣1/2×(t﹣1)×√3(t﹣1)﹣1/2×(2﹣t)×√3(2﹣t)=﹣√3 t2+3√3t﹣3√3/2;
如图③,当2≤t≤3时,CG=3﹣t,GF=√3(3﹣t),
∴s=S△CFG=1/2×(3﹣t)×√3(3﹣t)=√3/2 t2﹣3√3t+9√3/2,
综上所述,当0≤t<1时,函数图象为开口向上的抛物线的一部分;当1≤t<2时,函数图象为开口向下的抛物线的一部分;当2≤t≤3时,函数图象为开口向上的抛物线的一部分,故选B.
【点评】本题主要考查了动点问题的函数图象,函数图象是典型的数形结合,通过看图获取信息,不仅可以解决生活中的实际问题,还可以提高分析问题、解决问题的能力.
【解题策略】 解答此类题先要画出各个关键时刻的图形,再由"动"变"静"设法分别求解.用分类思想画图的方法在解动态几何题中非常有效,它可帮助我们理清思路,突破难点。
例3.(2018秋•石景山区期末)如图,等边三角形和正方形的边长均为a,点B,C,D,E在同一直线上,点C与点D重合.△ABC以每秒1个单位长度的速度沿BE向右匀速运动.当点C与点E重合时停止运动.设△ABC的运动时间为t秒,△ABC与正方形DEFG重叠部分的面积为S,则下列图象中,能表示S与t的函数关系的图象大致是( )
【分析】分t≤1/2a、t>1/2a两种情况,分别列出S与t的函数关系即可求解.
【解答】如图所示,设△ABC平移中与DG交于点H,
当t≤1/2a时,S=S△HCD=1/2CD•HD=1/2t•t•tan60°=√3/2t2,
该函数为开口向上的抛物线;
当t>1/2a时,
该函数为开口向下的抛物线;故选:C.
【点评】本题是运动型综合题,考查了动点问题的函数图象、解直角三角形、图形面积等知识点.解题关键是深刻理解动点的函数图象,了解图象中关键点所代表的实际意义,理解动点的完整运动过程.
【例4】.如图1,在△ABC中,AB=AC,∠BAC=120°,点D,E分别在边AB,AC上,AD=AE,连接DC,点M,P,N分别为DE,DC,BC的中点.
(1)观察猜想
图1中,线段PM与PN的数量关系是______,∠MPN的度数是______ ;
(2)探究证明
把△ADE绕点A逆时针方向旋转到图2的位置,连接MN,BD,CE,判断△PMN的形状,并说明理由;
(3)拓展延伸
把△ADE绕点A在平面内自由旋转,若AD=4,AB=8,请直接写出△PMN面积的取值范围.
【分析】(1)利用三角形的中位线得出PM=1/2CE,PN=1/2BD,进而判断出BD=CE,即可得出结论,再利用三角形的中位线得出PM∥CE得出∠DPM=∠DCA,最后用互余即可得出结论;
(2)先判断出△ABD≌△ACE,得出BD=CE,同(1)的方法得出PM=1/2BD,PN=1/2BD,即可得出PM=PN,同(1)的方法即可得出结论;
(3)先判断出BD最大时,△PMN的面积最大,而BD最大是AB+AD=12,再判断出BD最小时,△PMN最小,即可得出结论.
【解答】(1)∵点P,N是BC,CD的中点,∴PN∥BD,PN=1/2BD,
∵点P,M是CD,DE的中点,∴PM∥CE,PM=1/2CE,
∵AB=AC,AD=AE,∴BD=CE,∴PM=PN,
∵PN∥BD,∴∠DPN=∠ADC,
∵PM∥CE,∴∠DPM=∠DCA,
∵∠BAC=90°,∴∠ADC+∠ACD=90°,
∴∠MPN=∠DPM+∠DPN=∠DCA+∠ADC=90°,∴PM⊥PN,
故答案为:PM=PN,PM⊥PN;
(2)△PMN是等腰直角三角形.
由旋转知,∠BAD=∠CAE,
∵AB=AC,AD=AE,∴△ABD≌△ACE(SAS),
∴∠ABD=∠ACE,BD=CE,
利用三角形的中位线得,PN=1/2BD,PM=1/2CE,
∴PM=PN,∴△PMN是等腰三角形,
同(1)的方法得,PM∥CE,∴∠DPM=∠DCE,
同(1)的方法得,PN∥BD,∴∠PNC=∠DBC,
∵∠DPN=∠DCB+∠PNC=∠DCB+∠DBC,
∴∠MPN=∠DPM+∠DPN=∠DCE+∠DCB+∠DBC
=∠BCE+∠DBC=∠ACB+∠ACE+∠DBC
=∠ACB+∠ABD+∠DBC=∠ACB+∠ABC,
∵∠BAC=90°,∴∠ACB+∠ABC=90°,∴∠MPN=90°,
∴△PMN是等腰直角三角形;
(3)由(2)知,△PMN是等腰直角三角形,PM=PN=1/2BD,
∴PM最大时,△PMN面积最大,PM最小时,△PMN面积最小
∴点D在BA的延长线上,△PMN的面积最大,
∴BD=AB+AD=12,∴PM=6,
∴S△PMN最大=1/2PM2=1/2×62=18,
当点D在线段AB上时,△PMN的面积最小,
∴BD=AB﹣AD=4,∴PM=2,
S△PMN最小=1/2PM2=1/2×22=2,∴2≤S△PMN≤18.
【点评】此题属于几何变换综合题,主要考查了三角形的中位线定理,等腰直角三角形的判定和性质,全等三角形的判断和性质,直角三角形的性质的综合运用;解(1)的关键是判断出PM=1/2CE,PN=1/2BD,解(2)的关键是判断出△ABD≌△ACE,解(3)的关键是点D在线段AB和BA的延长线上时,△PMN的面积最小和最大.
牛刀小试:
1.如图,在矩形ABCD中,AB=1,AD=√3,点P和点Q分别从点B和点C以相同速度出发,点Q沿射线BC方向运动,点P沿路径B﹣C﹣D运动,点P运动到D点时,P、Q两点同时停止运动.过点Q作QH⊥直线BD,垂足为H,连接PH,设点P运动的路程为x,△BPH的面积为S,则能反映S与x之间的函数关系的图象大致为( )
2.(2018•安徽中考题)如图,直线l1,l2都与直线l垂直,垂足分别为M,N,MN=1.正方形ABCD的边长为√2,对角线AC在直线l上,且点C位于点M处.将正方形ABCD沿l向右平移,直到点A与点N重合为止.记点C平移的距离为x,正方形ABCD的边位于l1,l2之间部分的长度和为y,则y关于x的函数图象大致为( )
3.如图1,在Rt△ABC中,∠A=90°,AB=AC,点D、E分别在边AB、AC上,AD=AE,连接DC,点M、P、N分别为DE、DC、BC的中点.
(1)观察猜想:如图1中,△PMN是______ 三角形;
(2)探究证明:把△ADE绕点A逆时针方向旋转到图2的位置,连接MN,BD,CE.判断△PMN的形状,并说明理由;
(3)拓展延伸:将△ADE绕点A在平面内自由旋转,若AD=4,AB=10,请求出△PMN面积的取值范围.
【练习答案及提示】1.B. 提示:本题为动点问题的函数图象问题,根据题意找到临界点,画出满足条件的一般图形是解题关键、
2.A 提示:当0≤x≤1时,y=2√2x,当1<x≤2时,y=2√2,当2<x≤3时,y=﹣2√2x+6√2
,由此即可判断;
3. 9/2≤S△PMN≤49/2
提示:本题考查了几何变换综合题,等腰直角三角形性质和判定,三角形中位线定理,熟练运用等腰直角三角形的性质是本题的关键.
(1)由题意可得BD=CE,根据三角形中位线定理,可证MP=PN,根据角的数量关系可求∠MPN=90°,即可证△PMN是等腰直角三角形;
(2)由题意可证△ABD≌△ACE,可得BD=CE,根据三角形中位线定理,可证MP=PN,根据角的数量关系可求∠MPN=90°,即可证△PMN是等腰直角三角形;
(3)由题意可得S△PMN=1/2PN2=1/2×(1/2BD)2=1/8BD2,当点D在线段AB上时,BD最短;当点D在线段BA的延长线上时,BD最长,即可求△PMN面积的取值范围.
总之,解答动态型试题策略是:(1)动中求静,即在运动变化中探索问题中的不变性;(2)动静互化,抓住"静"的瞬间,找出导致图形或变化规律发生改变的特殊时刻;同时在运动变化的过程中寻找不变性及变化规律.
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