一道動態幾何中有關求線段最大值與最小值的差的題目解法歸納總結

2020-12-18 李潤澤聊數學

在動態幾何中,因為有動點出現,必然會產生動線段,所以就會線段最值問題。下面先看一下這個題目:

如圖,線段AB=8,P為平面內一個動點,且BP=2,連接AP,以AP為斜邊在AP上方作直角△ACP,使得CA=CP.∠ACP=90°,連接BC,則BC的最大值和最小值之差為________。

【思路一】用「瓜豆原理」,通過主動點的運動軌跡分析出從動點的運動軌跡是解題的關鍵.

以AB為斜邊,在AB上方作等腰直角三角形ABD,連接CD.證明△CAD∽△PAB,從而得到CD值,根據P點運動軌跡,分析出C點運動軌跡,分析出C、D兩點位置變化引起的BC最值,找到最大值和最小值即可解決問題.

【解法】

【思路二】用「三爪圖」利用旋轉構建手拉手模型

【解法】

把△CPB繞點C順時針旋轉90°得到△CAB『,當點B『、A、B共線時,

①點B『在BA延長線上時BB『最大,此時最大值為8+2=10,

∴BC=10/√2=5√2

②點B『在AB上時BB『最小,此時最小值為8-2=6,

∴BC=6/√2=3√2

故BC的最大值與最小值的差為5√2-3√2=2√2

【挑戰自我】

如圖(1),在平面直角坐標系中,△ABC為等腰直角三角形,∠B=90°,已知點A的坐標為(1,1),點B的坐標為(1,0)

(1)求C點坐標;

(2)如圖(2),點P是X軸上的一個動點,是否存在點P,使AP+CP的值最小?如果存在,請求出點P的坐標:如果不存在,請說明理由;

(3)如圖(3),過點C分別向x軸、y軸作垂線優CE,CF,垂足分別為點E,F.CF交EB的延長線於點G,以EG為斜邊向y軸的左側作等腰Rt△EHG.使∠EHG=90°,EH交x軸於點K,連接KG,試猜想出CG,OK,KG線段間的數量關係並證明.

【分析】本題屬於三角形綜合題,主要考查了全等三角形的判定、等腰直角三角形的性質和坐標與圖形性質的綜合應用,解題的關鍵是學會添加常用輔助線,構造全等三角形並根據線段的和差關係解決問題.

(1)如圖1中,作AN⊥x軸於N,CM⊥x軸於M.只要證明△ABN≌△BCM即可解決問題;

(2)存在.如圖2中,作A關於x軸的對稱點A′連接CA′交x軸於P,連接PA,此時PA+PC的值最小.求出直線CA′的解析式即可解決問題;

(3)結論:CG=OK+CK.在CM上截取CR=OK.只要證明△GER≌△GEK即可解決問題;

【解題過程】

解:(1)如圖1中,作AN⊥x軸於N,CM⊥x軸於M.

∵∠ANB=∠CMB=∠ABC=90°,

∴∠NAB+∠ABN=90°,∠ABN+∠CBM=90°,

∴∠NAB=∠CBN,

∵AB=BC,

∴△ABN≌△BCM,

∴BM=AN=1,CM=BN=2,

∵OB=1,

∴OM=2,

∴C(2,2)

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