广州中考数学一模第16题的深度挖掘
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广州中考数学一模第16题的深度挖掘
这道题因为是填空压轴题,在考试中可以把动点P多画几个出来,猜到P的轨迹后秒掉。但这道题考核的很全面,如果只满足于得到答案,就暴殄天物了:将军饮马+隐圆+手拉手+中位线+圆上一点到直线的最小距离+勾股定理+中垂线+建系+中点距离公式+质心的运动速度+斜坐标系+旋心+四点共圆 。。。,不同的选择会带来丰富多彩的方法,不啻是一道经典的母题模型。过F做FL⊥AB, 过P做PH⊥AB,易得图中两条红色线段等长,由中位线, EH=LH,则得H为AB中点,且PH⊥AB,即P的轨迹为AB的中垂线看到中点就会联想1️⃣倍长中心 2️⃣中位线,那就朝这个方向试探一下,倍长AP至A'在三角形BFA'中,可以解出来∠A'为直角,倒角可以得到∠1+∠3=90°,即ABA'为直角三角形,P为斜边上的中点,则直角三角形内斜边上的中线等于斜边的一半,即可证得AP=A'P根据坐标系中的中点公式,得到P的坐标,此时消去参数t,就可以得到P点轨迹方程,发现是AB的中垂线。坐标系不一定是直角坐标系,还可以是斜坐标系,只要满足平行四边形法则即可联想一:E点向左下方运动,F点水平向右运动,E和F似乎绕着一个点(在E和F的右上方某个位置)在旋转。联想二:向量AE和向量BF长度比为1:2,因为向量可以平移,平移后发现E,F固定和一个点成120°夹角。综合以上联想, E,F固定绕着某点O旋转,OE和OF的夹角固定为120度。(叉开的角度)OF=2OE.1:当E点还未出发的时候在A点,此时F点也没有出发,F在B点,那么这个旋转的点O在以AB为弦的,所对着圆周角为120度的圆弧上,我们先画出第一个紫色的圆2:当E点出发后到任一时刻,此时以EF为弦,所对圆周角为120°画圆,O点在这个蓝色的圆上3:所以O为紫色圆和蓝色圆的交点,我们顺利地找到了点O当然也可以用数学证明一下。由EBFO四点共圆可证得:三角形AEO 相似 三角形BFO(AA).由手拉手的一转成双,可得三角形EOF相似三角形AOB.两个三角形相似,则它们对应的内部三角形也相似,各自取长边的中点P和H,所以三角形EOP相似于三角形AOH,由相似可知EHPO四点共圆。由于三角形EOF的形状固定,两边之比为1:2,夹角120°,所以∠EOP也是固定的,通过计算可知为直角,则∠PHE固定为直角。即动点P固定在AB的中垂线上运动。则AP可以用BP代替,AP+BP=折线APD,最小值显然为角平分线BD。拓展,如果P点不是EF的中点,譬如是三分之一点,则根据上面的判断,P对应的H点(也是三分之一点)也是固定的,∠AHP也是固定的(∠EOP的补角),即也可以求出P点的轨迹为PH的连线E和F均为运动的质点,它们连线的中点的速度等于他们两个速度矢量和的一半对速度进行正交分解,取AB中点H,建系,可以发现E,F的中点的纵坐标(沿AB方向)始终不变,为0,横坐标是F点的X方向的分量的一半,即EF中点P的轨迹在坐标系的X轴上。即P点轨迹为AB的中垂线。如有培优需求联系教务老师,地点:汉溪长隆地铁G出口附近
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