第二部分 发散思考
【思考1】
如图所示,菱形ABCD的边长为6厘米,?B?60°.从初始时刻开始,点P、Q同时从A点出发,点P以1厘米/秒的速度沿A?C?B的方向运动,点Q以2厘米/秒的速度沿
A?B?C?D的方向运动,当点Q运动到D点时,P、Q两点同时停止运动,设P、
Q运动的时间为x秒时,△APQ与△ABC重叠部分的面积为y平方厘米(这里规定:点
和线段是面积为O的三角形),解答下列问题: (1)点P、Q从出发到相遇所用时间是 秒;
Q从开始运动到停止的过程中,(2)点P、当△APQ是等边三角形时x的值是 秒;
(3)求y与x之间的函数关系式.
【思路分析】此题一二问不用多说,第三问是比较少见的分段函数。需要将x运动分成三个阶段,第一个阶段是0≤X≤3,到3时刚好Q到B.第二阶段是3≤X≤6,Q从B返回来.第三阶段则是再折回去.根据各个分段运动过程中图形性质的不同分别列出函数式即可.
【思考2】
已知直角坐标系中菱形ABCD的位置如图,C,D两点的坐标分别为(4,0),(0,3).现有两动点P,Q分别从A,C同时出发,点P沿线段AD向终点D运动,点Q沿折线CBA向终点A运动,设运动时间为t秒.
(1)填空:菱形ABCD的边长是 、面积是 、 高BE的长是 ; (2)探究下列问题:
①若点P的速度为每秒1个单位,点Q的速度为每秒2个单位.当点Q在线段BA上时,求△APQ的面积S关于t的函数关系式,以及S的最大值;
②若点P的速度为每秒1个单位,点Q的速度变为每秒k个单位,在运动过程中,任何时刻都有相应的k值,使得△APQ沿它的一边翻折,翻折前后两个三角形组成的四边形为菱形.请探究当t=4秒时的情形,并求出k的值.
yDEA OCxB
【思路分析】依然是面积和时间的函数关系,依然是先做垂线,然后利用三角形的比例关系去列函数式。注意这里这个函数式的自变量取值范围是要去求的,然后在范围中去求得S的最大值。最后一问翻折后若要构成菱形,则需三角形APQ为等腰三角形即可,于是继续分情况去讨论就行了。
【思考3】
已知:等边三角形ABC的边长为4厘米,长为1厘米的线段MN在△ABC的边AB上沿
AB方向以1厘米/秒的速度向B点运动(运动开始时,点M与点A重合,点N到达点B时运动终止),过点M、N分别作AB边的垂线,与△ABC的其它边交于P、Q两点,线
段MN运动的时间为t秒.
(1)线段MN在运动的过程中,t为何值时,四边形MNQP恰为矩形?并求出该矩形的面积;
(2)线段MN在运动的过程中,四边形MNQP的面积为S,运动的时间为t.求四边形
MNQP的面积S随运动时间t变化的函数关系式,并写出自变量t的取值范围.
【思路分析】 第一问就是看运动到特殊图形那一瞬间的静止状态,当成正常的几何题去求解。因为要成为矩形只有一种情况就是PM=QN,所以此时MN刚好被三角形的高线垂直平分,不难。第二问也是较为明显的分段函数问题。首先是N过AB中点之前,其次是N过中点之后同时M没有过中点,最后是M,N都过了中点,按照这三种情况去分解题目讨论。需要注意的就是四边形始终是个梯形,且高MN是不变的,所以PM和QN的长度就成为了求面积S中变化的部分。
这一类题目计算繁琐,思路多样,所以希望大家仔细琢磨这8个经典题型就可以了,中考中总逃不出这些题型的。只要研究透了,面对它们的时候思路上来的就快,做题自然不在话下了。
第三部分 思考题解析
【思考1解析】 解:(1)6. (2)8.
P B
Q C A M N
(3)①当0≤x?3时,
A
Q1
B
P1 P2 E D
O Q3
C
P3
Q2
y?S△APQ?1311332AP·AQ·sin60??·x·2x·?x. 112222②当3≤x?6时,
y?S△APQ=12?1AP2?P2Q22
1AP2·CQ2·sin60?213?x·(12-2x·)22=?32x?33x. 2③当6≤x≤9时,设PQ33与AC交于点O. (解法一)
过Q3作Q3E∥CB,则△CQ3E为等边三角形.
?Q3E?CE?CQ3?2x?12.Q3E∥CB.?△COP3∽△EOQ3
?OCCP3x?61???,OEEQ32x?12211?OC?CE?(2x?12),33
y?S△AQP3?S△ACP3-S△COP311?CP3·AC·sin60°?OC·CP3·sin60°2213113. ?(x?6)·6???(2x?12)(x?6)?22232??3273x?x?153 62
(解法二)
如右图,过点O作OF?CP3于点F,OG?CQ3,于点G, 过点P3作P3H?DC交DC延长线于点H.
?ACB??ACD,
?OF?OG.又CP3?x?6,CQ3,?2x?12?2(x?6),
?S△CQP3?1S△COQ3 2Q3
D
G
C
H F
1?S△COP3?S△CP3Q3,311??·CQ3·P3H32113??(2x?12)(x?6)·322?O P3
A
B
3(x?6)2.61·AC·sin60° 又S△ACP3?CP3213?(x?6)?6?22
33?(x?6).2
?y?S△AOP3 ?S△ACP3?S△OCP3 3332?(x?6)?(x?6)26??
3273x?x?153. 62【思考2解析】 解:(1)5 , 24,
24 5yDPGAQB(图1) (2)①由题意,得AP=t,AQ=10-2t.
如图1,过点Q作QG⊥AD,垂足为G,由QG∥BE得 △AQG∽△ABE,∴∴QG=∴S?QGQA?, BEBAEOCx4848t?, …………………………1分 525124245AP?QG??t2?t(≤t≤5).
22255……1分 ∵S??∴当t=
2455(t?)2?6(≤t≤5).(这个自变量的范围很重要)
22525时,S最大值为6. 2yPEAMFOCxD② 要使△APQ沿它的一边翻折,翻折前后的两个三角形组 成的四边形为菱形,根据轴对称的性质,只需△APQ为等腰三角形即可.
当t=4秒时,∵点P的速度为每秒1个单位,∴AP=4. 以下分两种情况讨论:
第一种情况:当点Q在CB上时, ∵PQ≥BE>PA,∴只存在点Q1,使Q1A=Q1P.
如图2,过点Q1作Q1M⊥AP,垂足为点M,Q1M交AC于点 F,则AM=
BQ1(图2)1AP?2.由△AMF∽△AOD∽△CQ1F,得 2
FMAM?Q1FCQ?OD?3, ∴FM?3, 1AO42∴Q331F?MQ1?FM?10. ∴CQ1=4221?tAPCQ1113QF=5.则k?t?CQ, ∴k?AP?10 . 1第二种情况:当点Q在BA上时,存在两点Q2,Q3, 分别使A P= A Q2,PA=PQ3.
①若AP=AQ2,如图3,CB+BQ2=10-4=6. 则
1?tAPCB?k?t?CB?BQ,∴k?BQ2?32. 2AP②若PA=PQ3,如图4,过点P作PN⊥AB,垂足为N, 由△ANP∽△AEB,得
ANAE?APAB. ∵AE=AB2?BE2?7285 , ∴AN=25. ∴AQ3=2AN=565619425, ∴BC+BQ3=10-25?25 则1?tAPCB?BQ3k?t?CB?BQ.∴k??97. 3AP50