标题 | 相似三角形与动点问题 |
范文 | 张升 【基金项目】甘肃省“十三五”教育科学规划2016年度《初中数学动点问题分析研究》课题(课题立项号:GS[2016]GHB0653)成果. 所谓“动点问题”是指题设图形中,存在一个或多个动点,它们在线段、射线或弧线上运动的一类开放性题目.解决这类问题的关键是动中求静,在变化中找到不变的性质.下面通过具体的例子说明. 例1如图1所示,在平面直角坐标系内,已知点A(0,6),B(8,0),动点P从A开始在线段AO上以每秒1个单位长度的速度向点O运动,同时动点Q从点B开始在线段BA上以每秒2个单位长度的速度向点A移动.设点P,Q运动的时间为t秒.当t为何值时,△APQ与△AOB相似,并求出此时点P的坐标. 解∵A(0,6),B(8,0),∴OA=6,OB=8. 在Rt△AOB中,AB=62+82=10. 由题意可知AP=t,AQ=10-2t, ① 如图1所示,∠APQ=∠AOB,△APQ∽△ABC. ∴APAO=AQAB,即t6=10-2t10. 解得t=3011,即AP=3011. ∴PO=AO-AP=6-3011=3611,即P0,3611. ② 如图2所示,当∠AQP=∠AOB时,△AQP∽△AOB. ∴APAB=AQAO,即t10=10-2t6,解得t=5013,即AP=5013. ∴PO=AO-AP=6-5013=2813,即P0,2813. 综上所述P0,3611或P0,2811. 例2如图3所示,在Rt△ABC中,∠C=90°,AB=10 cm,AC∶BC=4∶3,點P从点A出发沿AB方向向点B运动,速度为1 cm/s,同时点Q从点B出发沿B→C→A方向向点A运动,速度为2 cm/s,当一个动点到达终点时,另一个运动点也随之停止运动.设点P的运动时间为x(秒),△PBQ的面积为y(cm2),当△PBQ存在时,求y与x的函数关系式,并写出自变量x的取值范围. 图3 图4 解设AC=4x,BC=3x. 在Rt△ABC中,由勾股定理知AC2+BC2=AB2, 即(4x)2+(3x)2=102,解得x=2, 所以AC=8 cm,BC=4 cm. ① 如图3所示,当Q在边BC上运动时,过Q作QH⊥AB于H. 由题可知AP=x,则BP=10-x,BQ=2x. ∵QH⊥AB,∴∠QHB=90°,∴∠QHB=∠C. ∵∠B=∠B,∴△QHB∽△ACB. ∴QHAC=QBAB,即QH8=2x10,故QH=85x. ∴S△PBQ=y=12BP·QH=12(10-x)·85x =-45x2+8x(0 ② 如图4所示,当点Q在边CA上运动时,过Q做QH′⊥AB于H′. ∵AP=x,∴BP=10-x,AQ=14-2x. ∵QH′⊥AB,∴∠QH′A=90°,∴∠QH′A=∠C. ∵∠A=∠A,∴△AQH′∽△ABC. ∴AQAB=QH′BC,即14-2x10=QH′6, 解得QH′=35(14-2x). ∴y=12PB·QH′=12(10-2x)·35(14-2x) =35x2-515x+42(3 综上所述,y与x的函数关系式为 y=-45x2+8x(0 |
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