专题09 动态几何定值问题(解析版).docx
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1、专题九动态几何定值问题【考题研究】数学因运动而充满活力,数学因变化而精彩纷呈,动态题是近年来中考的的个热点问题.以运动的观点探窕几何图形的变化规律问应,称之为动态几何问题.随之产生的动态几何试时就是研究在几何图形的运动中,伴随着出现一定的图形位置,数量关系的“变”与“不变”性的试题.就其运动对象而言,有点动、线动、面动三大类,就其运动形式而言.有轴对称(翻折).平移、旋转(中心对称、滚动)等,就问题类型而言,有函数关系和图象问题、面枳问题、最值问题、和差问鹿、定值问他和存在性问题等。解这类题目要“以静制动”,即把动态间遨,变为睁态问SS来解,而静态问SS又是动态问题的特殊情况。以动态几何问题为
2、猫架而精心设计的考时,可谓掖琛夺目、精彩四射,【解题攻略】动态几何形成的定值和恒等问题是动态几何中的常见问题,其考点包括战段(和差)为定伯问鹿;角度(和屋为定值同应:面积(和娃)为定伯问应:其它定位问8S.解答动态几何定Cft问题的方法,一般有两种:第一种是分两步完成:先探求定值.它要用跑中同行的几何量表示.再证明它能成立.探求的方法,常用特殊位置定值法,即把动点放在特殊的位置,找出定值的表达式,然后写出证明.第二种是枭用综合法,宜接万出证明.【解题类型及其思路】在中考中,动态几何形成的定值和恒等问题命胭形式主要为解答题,在中考压轴题中,动态几何之定俏(恒等问题的Ht点是践段和差为定位何题,句
3、题的玳点在于准确应用适当的定理和方法进行探究。【典例指引】类型一【线段及线段的和差为定值】【兵例指引1】已知必48C是答直角三角形,NM(=90,将AA8(货点CjK时针方向旋转得到AAHC,记旋转角为。,当知VaVI80时,作An1.4C,垂足为。,与肥?交于点.NCOENFOA.COEFOA,.ZFO=ZOEC=60.二ZSACF是等边三角形,CF=CA,=AT.VfcM=EC,ZCEM=6(.CEM是等边:角形.NECM=60%CM=CE.VZFCZMCE=60,ZFCM=ZA,CE.FCMACEAB,6Rt(BM.CB=BC=2AB2.NMCB=300.B,M=-CB,=1.2CM=3
4、.说明理由:(2)类比探究,如图,在旋转过程中,篝的值是否为定值?若是,请求出该定值I若不是,请说明理Eb:(3)拓展砥伸,设AK一/时,EPF的面积为S,试用含;的代数式表示51旋转过程中,若,二1时.求对应的EP厂的面积I旋转过程中,当ACT平的面积为4.2时,求对应的,的值.【答案】相M忑值,而=q:(3)2.r=2-于KMtff1.(I根据“两角相等的两个三角形相似”即可得出答案;PFRP(2)由Af8P-V/出大u=77,乂FG=AB=28P=I:PkGb先设AE=I.BE=2(,S4f=S卑11Attur5mef一一SafH)?;:,S=/2-4/+5将=i代入S=产一4/+5中求
5、科即可行出,答案;符1.2代入S=产-+5中求耨即可行,|,;【详解】(1相似H1.1由:,ZP+NBpA=90.ZCPD+NBPA=9(?,ZfiAP=ZCPD.Z,NABP=NpCDHIRP-NCD.PE在旋转过程中而的值为定仪.理由如下:过工F作FG1.BCI八G;ZBEP=NGPF,PEBPEBP=Z.PGF=9(f:.EBP-PGF,,=PFGF;四边形ABCD为彷形,.四边形ABGF为电形.:.FG=AB=2,BP=I,PE1=一PF2PFPFI即伸.,:.苛的值为定俏,僚=:BFPFI(3)由(2)知:ESP-PGFPG=PF=2乂:AE=1.BE=2,:.PB=2(2-t)=4
6、-2,HG=A/=/?+/g=2(5-2r)-(5-2)-1.(2-r)-2(4-2)=r2-4r+5即:s=r-4+5:(Dnit=I时,7,F的曲枳S=/4X1+5=2.当SACTT=4.2时,/一山+5=4.2蝌得:“2-毡,/,=2+逑(i,525,当/手的面枳为4.2时.t=2-:5【名师点】本SS考森的是几何综合,难度系数较离,涉及到了相似以及矩形等和关知识点,第三问解建关键在于求出面积AE的函数关系式.【举一反三】如图启知心.与抛物叫=N交于A、B两点A在B的左儡M轴于点C(2再抛物线上存在点1)(不与A,BK合段Co=gA8或U的取值范围如图2*,kx+2与Ii物线交于点E、F
7、.点P是抛物战上的动点.延长PE、PF分别交直h-2于MsN两点,MN交、,于Q点.求QMQN的值.【答案】(1)。=1:(2114:(3)【解析】(1)将两个函数解析式联立,解元:次方程求得A、B的横坐标.进而表示出AB.即可解答:2i1.1.U)11WCD=jAB=2设D(屈,】).达士D作DHh如AHF川因收足刑UJ知DHz-CH2=CDz:iE(x.-x2).F(,v,.-,P,分别&示EP和FP的解析式,当歹=一2时,求得4*44zu.-8nr,-81,1,4“二闩.XN=I-,联立y=:厂和y=k+2寿到二/一-2=0,幻二次方札i+in+X244系助为J%+.0=44.0=-8,
8、代入0射0=一乙.5即3解答.【佯解】(1联立-K.)=:X2=a怦得?xx-2&,x2-2yi,AB=Xff-a=4=4=15嬴M本牌为二次函数与一次函数绘合他,碓度大.主要名筐二次函数与一次函数交点问题.还涉及广一元二次方程和勾取定界等知识,熟嫌掌握一次函数与.次函数的性质和相关知识点是解题关键.类型三【角及角的和差定值】典例指羽3】如图.在AABC中,ZBC60atNBACV60、以A8为动作等功A八/“)(点C,O在边“J的同0,连接).(1)若N.48C=90,ZBAC=M,求NZWM的度数1(2)当NZMC=2N”C时,请判断AAbC的形状并说明理由I(3)当N4CO等于多少度时,
9、NBAC=2NBDC恒成立.【答案】1)30;(2)AABC是等腰三%形,理由见解析:(3)UBCD=150Bt,NBAC=2NBDC恒成立.【解析】(D证明AC垂直平分BD,从而可用CD=BC.继而将BDC=30o:(2)设NBDC=X.则BAC=2x.证明NACD=NADC,从而褥AC=AD.可根拉;AB=AD可得AB=AC.从而得AABC是等腰三角形:3)如图,伸等边ABCE,连接DE,证明ABCDgAECD后可得到BDE=2NBDC,再通过证明BDE94BAC得到NBAC=/BDE,从而得BAC=2BDC.【详解】(I).CABD为等边三角形,ZBAD=ZABD=60o,AB=AD,丈
10、:ZBAC=300,AC平分/BAD.AC垂荏平分BD.CD=BC./BDC=NDBC=NABC-NABD=Wy=W:又;AABD为等边三角形.AB=BD.NABD=NCBE=60%ABC=DBE=6()个单位得到Ii物线,如图2,记Ii物线W,的JI点为A,与轴负半轴的交点为。,与射线3C的交点为G.向,在平移的过程中,m),G是否值为定值?若是,请求出,/RC,的值I若不是,请说明理由.【答案】y=2x-2:(2)=-2s5/8恒为定伯;.【解析】C)由弛物线蟀析式可褥顶点A坐标为(0.-2),利用待定系数法即可得直视AB解析式:2如图,过点5作8V1.JN.根生:mJ性质可用BE=BN,
11、由/BND=/CHD=帅.ZBND=ZCDen;.i1.jVVD:VCE设BE=x,BD=y,根楙相似用彩的CE=2x.CD=2y.BOBEDB.三,AOCE2CD设BE=.*BD=y.VACE=2CD=2y.CD2=DE2+CE24j2=(.v+y)24x2.(.r+y)(5x-3y)=0.:.y=X.,3.JC(x+,2x),由01-:乂0),C.D足附物殴w:,v=r-2I2x=(x+1.):-20=“一*)-2x0.(3)QtNAC1.8”为定值,刘国如卜、y=2x-2,1.C,产/一2fx=4=0斜得:/或.(),=6y=-2aC(4.6),a(0.-2),.GC=6,DG=OO+O
12、G=2+4=6,DG=CG.HeG1.M.ZGDC=45o=ZC1D1H.C1.D1./CD.ZD1C1B=ZDCR,:.fan/ID1C1B=IanNDCB,:NCDB=45.BF1.CD.BD=OD+OB=2+=3.FDB=NFBD=*:.DF=BF.DB=近DF=3,DF=BF=2点。(-2.0).点C(4.6).;.CD=/(-2-4):+(0-6)2=6y2.9J7CF=CD-DF=-2BFI1.NDGB=IanADCB=2;=-工ianZDCBa为定电.EP=EBZEPB=ZEBB(2)证明;四边形EpGF由四边形EFCB折免而来,EB与EP量叠,PG与BCm段ZEPG=ZEBC又
13、丁/EPB=/EBPZEKi-ZEPB=ZEBC-ZEBP,IEPZBPH=ZPBCVAD/7BC.ZAPB=ZPBC.,NAPB=/BPH(3)解:APDH的周长不发生变化.如图所示,过点B札BQJ.PG于点Q.在4BPA和&BPQ中,NAPB=NQPB:PB=PB,NA=ZPQB:.BPA=ABPQ(ASA):.PQ=AP.AB=BQ.:.BQ=BCRaBHQ和RtdBHC.jBQ=BCBH=BH:.RjBHgRsBHC(H1.)AQH=HC.PDUI=PD+DH+PH=PD+AP+DH+HC=AD+BC=42为冏定值.固定不变.如图.过点F作FM垂直AB于点M.:NBEF+ZABP=90
14、,Zf1.EF+ZMFE=90ZMFE=ZABP住AABP和AMFE中ZA=ZEMFVAB=MF.ABP=Z1.MFE:.aA?心7(ASA).ME=AP=X在AREP中,根据勾股定理,可得:X2+(4-BE)i=BE2解得:BE=-+28S=Sm)aFc1.1.=:(CF+BE)xBC即S=JX仁-工+2+/2)4I=42+82即S关于X的关系式为:S=-2x+8点册】本的考查了折登的性质、勾股定理、三角形全等,:次函数,媒合性较强,解决本遨的关雄是熟练常梅折盛的性质、直角三角形各边长之间关系及三角形全等的判定方法.【举一反三】如图,在等直角三角形ABC中,NC90.AH80,点。是AB的中
15、点.将一个边长足够大的RtADEF的亶角顶点E放在点。处,并将其稣点。旋转,始终保持DE与AC边交于点G,EF与Bc边交于点H.当点G在AC边什么也事时,四边形CGOH是正方形.(2噂腰直角三角ABC的物被RtDEFM部分的两条线段CG与CH的长度之和是否会发生变化,如不发生变化,请求出CG与CH之和的值:如发生支化,请说明理由.【答案】1)点G在AC的中点时,四边形CGOH是正方形:(2)CG1.jCH的和不会发生变化,CG+CH=8.【解析】UI由体除,.一W:()GBC.OG=1.bc.叮证四边形CGoH1.w杉.由等震;2形的性质可得NAeo=NCOG=45。,TiJfHCG=GO,可
16、得结论:(2)由“ASA”可证GOCHOB.可得CG=BH.即可f!JCG+CH-HB+CH-BC-8.【详解】解:(1)当点G在AC的中点时,四边形CGOH是正方形.连接CO.;0为AB的中点.点G是AC中点.OGBC.OG-BC.2ZCGO=ZC=90.,:ZGOF=9(r.(I)U小组初步发现:在旋转过程中,当边A8与E交于点M,边C。与G/交于点N,如图2、图3所示,Je线段4M与CN始终存在的数量关JK是(2) *小Ift1.t媒探究发现I在旋转开始后,当两个矩粉R片汽费部分为四边形QMRN时,如图3所示,四边形QMRN为菱形.请你证明这个结婚.(3)1小Ifi坯发现在问题(2)中的
17、四边形QMKN中NMQN与旋转角NAE存在着待定的敷盘关系.请你写出这一关系,井说明理由.实或探究,(4)在Bg3中,着矩形纸片EKiH的旋转,四边形QMRN的面枳会发生变化.若矩形成片的长为2+J1.就为JJ,请你精助U小粗探充当旋转角NA,E为多少度时,四边形。MKN的面积量大?量大面枳是多少?(直接写出答案)【答案】-1)结论:AAf=CM理由见解析:(2)证明见解析:(3)结论:ZMQN=ZAOe,理由见解析:4)NAO=4夕或135M四边形QWW面枳啦大为2五.【解析】先证明AAoK!ZiAQJ(ASA).推出OK=OJ,AK=CJ.ZA()K=ZAJO.再证明EKMMAGJN(AS
18、A)即可的耨:(2)过点Q作QK_1.EF.Q1._1.CD.垂足分别为点K.1.先证明四边形QMRN始平行四边形,再证明QMQN即可的斛:(3)由:地形的外角的性质以及平行找的性质即可解决问时:(4)如图32中.连接BD,在DC上取一点J.UiDJ=AD=y2.则=2,通1.:角形求出NBOC的度数,再结合图象即可得解.【详解】(D结论:AM=CN.理由:如图2中,设AB交EGFK,CD交.EG于1.MQ-NQ.四边形QNRN为菱形.3)结论:NMQN=NAOE.理由:如图3-1中.YNQND=NI+N2.ZOE=ZI+Z3.又由即意UJ知脆转闸/2与N3市合,.2=3,.0VXAOEJBC
19、D.,NAfQN=NQNC.:.4MQN=NAOE.:ZUD=450=NJeA+NJAC/八7=22.5。,JOC=OD.:.Z:OCD=Z.ODC=22.5a,:.ZOC=45o.观察图象可知.;fC!1-成点G与点D,网油卜O八忙前次JS尢最大值=20ZAOE4501.135。时,四边形。MRNIh闻址大为201名师点Wn本鹿考查矩形的性质、菱形的性质和判定,解克地1地形和全等三角形等知识,解遨的关雄是能正确找到EAB=DC.NA=ND=90%VEAD中点,AE-DE,BAECDE,BE=CE.图2III(I)可知,AEBC是等腰直角三角形.ZEBC=ZECB=45o,;/ABO/BCDE
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