七年级的动态几何图形问题
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七年级的动态几何图形问题
摘要:动态几何这类问题,已成为初中生他们日常学习中的重难点以及考试中的失分点。本文将通过一些具体的实例重点介绍七年级动态几何问题的分类、特点以及解题方法,并对这类问题进行归纳与总结,从解决几个典型例子中找出解决七年级动态几何问题的一般规律,帮助他们解决数学的一大障碍。
关键词:动点;数形结合;数轴;类比
七年级的动态几何问题主要有“点动”和“角动”这两类。
例1.已知数轴上三点M,O,N对应的数分别为-3,0,1,点P为数轴上任意一点,其对应的数为x.
(1)如果点P到点M,点N的距离相等,那么x的值是_____
(2)如果点P以每分钟3个单位长度的速度从点O向左运动时,点M和点N分别以每分钟1个单位长度和每分钟4个单位长度的速度也向左运动,且三点同时出发,那么几分钟时点P到点M,N的距
离相等?
分析:这是一道典型的数轴上的动点问题,如果能利用数轴上的“中点”公式()、和动态点的数量表
示即起始点数a,向右(左)运动,速度为b,时间为t,就可表示为a+bt(a-bt),解决起来就容易得多。
解析:(1)点P到点M,点N的距离,P即为MN的中点,点P对应的值即为
(2)此题如果用一般的方法去解决,即先画图再分析数量关系,势必要画出运动过程的点的动态图形,例如图(2)
而图2只是其中一种图形而已,三个动点运动之后,还会出现图(3)、图(4)、图(5)
但是如果利用数轴上的中点公式和点的数量表示,P到点M,N的距离即分为两种情况,其1运动后的点P是点M’和N’的中点,,t=2;其2就是M’与N’两点重合,.
总结:解决动点问题要数形结合,巧用数轴“中点”公式和动态点的数量表示。
例2.如图1,A是数轴上一定点,A表示的数是5,B是数轴上一动点,B从原点O出发沿数轴正方向运动,速度为每秒1个单位长度,点C在点B的右侧,BC=1,点D在点B的左侧,BD=2AC,设B 运动的时间为t秒。
(1)若点B在线段OA上运动,且CD=2,求t
的值.
(2)整个运动过程中,当OD=AC时,写出点D所表示的数。
分析:(1)如果先画图,图形情况不一,C在A 的左边,C在A的右边,两种情况下D可能在O的左边,也可能在O的右边,学生需要先算出各种临界值,来判断各种情况是否存在。如果利用前面例1提到的数轴上点的数量表示法,先表示出C,D,马上就能迎刃而解。
解析:点C:t+1,由题意点D即可表示为:t-1,那么BD=t-(t-1)=1,AC=0.5,再根据C有两种可能的位置,t+1=4.5,t+1=5.5,求出t=3.5或4.5.
分析:(2)类似于(1),如果先考虑图形,将会有四种可能的情况,同样情况复杂,如果利用数轴上的距离公式即,先一网打尽,再分类求解即可。
解析:C:t+1,,BD=2AC,
BD=2t-4,D=t-2t-4,OD=t-2t-4-0,即可得方程:t-2t-4-0=t-4,然后再分类讨论解决绝对值方程。
总结:七年级的动态问题,不必急于画图,学会用绝对值方程一网打尽。
例3 如图,教室里挂的时钟,时针、分针、秒针均按时匀速转动,分别用OB,OA,OC来表示,(1)秒针的速度为____度/秒;分针的速度为
____度/秒;时针的速度为_____度/秒
(2)从4点到6点有几次∠AOB等于60°,分别是几时几分?
(3)从4点整开始,若秒针OC从12的位置上开始,经过多少秒,OC第一平分∠AOB.
分析:第(2)中,根据OA和OB的运动速度,它们的位置关系一定会出现两种情况,再根据4点到5点,5点到6点两个时间段,将出现4种可能。每一种图形中,根据其中角的和差关系建立方程,对于七年级的学生来说难度是比较大的。但是如果把射线的运动类比作“追及问题”,那么解决起来就一点都不难了。
解析:追及问题的公式:,4点整即为初始位置,∠AOB为120°,若∠AOB变为60°,“路程差”即为60°或180°,,或是.如果换成5点到6点之间,那么起始位置的∠AOB=150°,或是。
分析:第(3)题中,OA,OB,OC三条射线都在运动,由图像得出角的和差关系,显然难度很大,如果把角的角平分线类比作“中点”,将12时的位置
看作数轴上的原点,那么问题就很好解决。秒针的速度为6度/秒,分针的速度为0.1度/秒,时针的速度为度/秒,类比于数轴上点的表示,可以把射线OA 表示作:0+0.1t,射线OB表示作:,射线OC表示为:0+6t,射线OC平分∠AOB即可类比作C是A 和B的中点,利用“中点公式”,可得,即可解得。
总结:角的动态问题即射线运动,可以类比为点的“追及问题”;角平分线问题也可类比为“中点问题”。
例4:如图1,∠AOB=30°,∠BOC为∠AOB外的一个锐角,且∠BOC=80°
(1)如图2若OM平分∠BOC,ON平分
∠AOC,求∠MON的度数。
(2)如图,射线OP从OC处以10°/分的速度绕点O开始逆时针旋转一周,同时射线OQ从OB
处以相同的速度绕点O逆时针也旋转一周,OM平分∠POQ,ON平分∠POA,求多少分钟时,
∠MON的度数是30°?直接写出答案。[注:本题所涉及的角都是小于180°的角]
分析:(1)可以根据角平分线的和差关系解决;第(2)问,很多同学也是先画出图形,然后再根据
角的和差关系去解决,难度是相大的,因为有两条动态的射线,进而又产生两条动态的角平分线,图形虽然已有,但角的和差关系还是十分复杂。在解决完第(1)后,如果能进一步推导∠MON的角度的规律,∠MON的度数一定等于∠AOB的一半,那么将可以非常简单地解决第(2)问。
解析:不妨先来推导一下(1)的一般规律:设∠AOB=a,∠BOC=b,∠AOC=a+b,,,那么,也就是说:原来两个角的差为a,各自的角平分线所形成的角的度数即为;其实还可推广到:原来两个角的和为a,各自的角平分线所形成的角的度数也为。
有了这个规律,第(2)中∠MON的度数是30°,可以反推出∠AOQ=60°,那么本来是要考虑4条动态射线的问题只要考虑OQ一条即可。OQ可以表示为:30+10t,∠AOQ=60°,30+10t=60或者
30+10t=300.
总结:两条角平分线的问题经常会存在规律,如果根据数量关系将规律总结出来,可以帮助解复杂的动态问题。
通过对以上四道题的分析,七年级的动态几何图形显然不同于中考复习中的动点问题,不要急于画出动态的分类图形,而是要学会数形结合,灵活运用数