广州中考数学一模第16题的深度挖掘

四季读书网 1 0
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。
  • 法一:
看中点想中位线
广州中考数学一模第16题的深度挖掘 第1张
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
  • 法二:
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'
广州中考数学一模第16题的深度挖掘 第2张
接下去有不同的做法
广州中考数学一模第16题的深度挖掘 第3张
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
  • 法三
广州中考数学一模第16题的深度挖掘 第4张
也可以证图中两个三角形全等(SAS)
  • 法四
建系(平面直角坐标系)
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。
  • 法五
建系(斜坐标系)
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
广州中考数学一模第16题的深度挖掘 第5张
同样根据中点坐标公式得到P点坐标
消去参数t,得到直线方程 y=3/2-x/2
画出该直线,发现是AB中垂线
  • 法六:
旋心+手拉手+四点共圆
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.
广州中考数学一模第16题的深度挖掘 第6张
我们现在来找到这个固定的“旋心” O
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
广州中考数学一模第16题的深度挖掘 第7张
我们把对应的三角形涂色看的更清楚
广州中考数学一模第16题的深度挖掘 第8张
此时两个三角形根据我们的推理是相似的。
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。
广州中考数学一模第16题的深度挖掘 第9张
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
  • 法七
用物理的方法
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。
广州中考数学一模第16题的深度挖掘 第10张
广州中考数学一模第16题的深度挖掘 第11张
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

抱歉,评论功能暂时关闭!