九年級數學,動點路徑長之彎曲路徑,定線定角模型的應用

2020-12-04 勤十二談數學

動點路徑長問題一般有直路徑、彎曲路徑和來迴路徑,直路徑常用知識點有中位線、平行四邊形等,彎曲路徑一般能與隱形圓模型相結合,比如定點+定長、定線+定角,來迴路徑的顯著特點為起點位置和終點位置是同一個點。本篇主要介紹定線定角模型在動點路徑長問題中的應用。

路徑長問題中一般有兩個動點,一個為主動點,另外一個為從動點。在解析時,我們可以先找出主動點的起始位置和終點位置,然後找到從動點的起始位置和終點位置,再找從動點中任意一個點的位置,通過這三個點確定是直路徑還是彎路徑。如果是彎路徑,還要確定該段弧所在圓的圓心、半徑和圓心角的度數,通過弧長公式求出路徑長。

例題1:如圖,AB為⊙O的直徑,且AB=4,點C在半圓上,OC⊥AB,垂足為點O,P為半圓上任意一點,過P點作PE⊥OC於點E,設△OPE的內心為M,連接OM、PM.當點P在半圓上從點B運動到點A時,求內心M所經過的路徑長。

分析:分兩種情況,當點M在扇形BOC和扇形AOC內。

A.分析動點

動點 P 與 M 的關係:點 P 叫做主動點,點 M 叫做從動點;

B.找到從動點的起點位置、終點位置和任意一個位置(可能中點位置、可能特殊位置)

當點 P 在點 B時,三角形不存在,點M的起始位置在點 O處;當點 P 在點 C時,三角形也不存在,點M的終點位置在點C處,圖中已知的點M即為任意位置;

C.猜測運動路徑(「直」路徑還是「彎」路徑)

根據所畫的起點位置、終點位置和特殊位置(題目所給位置)猜測路徑可能是彎曲的;

D.驗證運動路徑

根據內心的性質可知,MO、MP為三角形內角平分線,根據兩內角平分線模型,可以求得∠OMP=135°。連接CM,根據「SAS」可證明△COM≌△POM,那麼∠CMO=∠OMP=135°。由此在運動的過程中,可以發現,OC為半徑不變(定線),∠OMP=135°不變(定角),那麼點M在以OC為弦,並且所對的圓周角為135°的劣弧上。

本題考查的知識點較多,解題的關鍵在於確定路徑長,以及該段弧所在的圓的確定。

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