劉華為
對于平面直角坐標(biāo)系中的平行四邊形(頂點字母順序非給定)存在性問題,文[1]從“平行四邊形對角線互相平分”的性質(zhì)入手,以“哪條線段為對角線”作分類標(biāo)準(zhǔn)確定所求點的位置,并運用中點坐標(biāo)公式求其坐標(biāo).讀后受益匪淺,也深受啟發(fā),現(xiàn)介紹另一種處理策略,以供參考.1知識剖析
1.1如何適當(dāng)分類圖1
問題已知直角坐標(biāo)系中三點A、B、C,試確定點D使以A、B、C、D為頂點的四邊形是平行四邊形.
眾所周知,符合條件的點D有三個,如圖1所示.至于如何分類并確定點D位置,除了文[1]介紹的“對角線劃分法”外,還可以哪兩邊為鄰邊來分類(如以BA與BC為鄰邊得ABCD1、以AB與AC為鄰邊得ABD2C、以CA與CB為鄰邊得BCAD3);或以哪個角為內(nèi)角來分類(如以∠ABC為內(nèi)角得ABCD1、以∠BAC為內(nèi)角得ABD2C、以∠ACB為內(nèi)角得BCAD3);另外也可以頂點字母順序分類,如ABCD1、ABD2C和BCAD3.
事實上,若以連接某兩點的線段的類型(邊或?qū)蔷€)來分類操作性更強.如以線段AB為例,當(dāng)AB為平行四邊形的邊時,將其向右平移,當(dāng)點B與點C重合時得ABCD1,當(dāng)點A與點C重合時得ABD2C;若AB為對角線,取其中點E,連接CE并倍長得BCAD3.
1.2如何求點坐標(biāo)
設(shè)A、B、C三點坐標(biāo)分別為(xA,yA)、(xB,yB)、(xC,yC),點Di的坐標(biāo)為(xi,yi)(i=1,2,3),由平移的性質(zhì)可知平移前后對應(yīng)點在水平和豎直方向上平移的距離是相等的.所以對于D1,則有x1-xA=xC-xB且y1-yA=yC-yB;對于D2,則有x2-xB=xC-xA且y2-yB=yC-yA;對于點D3,則有x3-xA=xB-xC且y3-yA=yB-yC.運用上述方程(組)求對應(yīng)點坐標(biāo)顯然有化繁為簡化難為易之妙.2例題解析
2.1三定一動型圖2
例1(2012年齊齊哈爾市)如圖2,在平面直角坐標(biāo)系中,已知Rt△AOB的兩條直角邊OA、OB分別在y軸和x軸上,并且OA、OB的長分別是方程x2-7x+12=0的兩根(OA (1)求A、B兩點的坐標(biāo). (2)求當(dāng)t為何值時,△APQ與△AOB相似,并直接寫出此時點Q的坐標(biāo). (3)當(dāng)t=2時,在坐標(biāo)平面內(nèi),是否存在點M,使以A、P、Q、M為頂點的四邊形是平行四邊形?若存在,請直接寫出M點的坐標(biāo);若不存在,請說明理由. 簡析(1)A(0,3)、B(4,0);(2)當(dāng)△APQ∽△AOB時,t=1511,Q(2011,1811);當(dāng)△APQ∽△ABO時,t=2513,Q(1213,3013); (3)顯然當(dāng)t=2時,點P、Q坐標(biāo)分別為(0,1)、(45,125).設(shè)M的坐標(biāo)為(m,n), 當(dāng)AP為邊時(如圖2),對于APM1Q可視作把AP平移至QM1(點A與Q重合)而得,則m-0=45-0且n-1=125-3,得m=45,n=25;對于APQM2可視作把AP平移至QM2(A與M2重合)處而得,則m-0=45-0且n-3=125-1,得m=45,n=225; 當(dāng)AP為對角線時,對于AQPM3可視作把AQ平移至M3P(點A與M3重合)所得,則m-0=0-45且n-3=1-125,得m=-45,n=85. 故滿足題意的點M共有三個,分別為M1(45,25)、M2(45,225)和M3(-45,85). 2.2兩定兩動型圖3 例2(2015年荊門市)如圖3,在矩形OABC中,OA=5,AB=4,點D為邊AB上一點,將△BCD沿直線CD折疊,使點B恰好落在邊OA上的點E處,分別以O(shè)C,OA所在的直線為x軸,y軸建立平面直角坐標(biāo)系. (1)求OE的長及經(jīng)過O,D,C三點拋物線的解析式; (2)一動點P從點C出發(fā),沿CB以每秒2個單位長度的速度向點B運動,同時動點Q從E點出發(fā),沿EC以每秒1個單位長度的速度向點C運動,當(dāng)點P到達點B時,兩點同時停止運動,設(shè)運動時間為t秒,當(dāng)t為何值時,DP=DQ; (3)若點N在(1)中拋物線的對稱軸上,點M在拋物線上,是否存在這樣的點M與點N,使M,N,C,E為頂點的四邊形是平行四邊形?若存在,請求出M點坐標(biāo);若不存在,請說明理由. 簡析(1)OE=3、y=43x2+163x;(2)t=53; (3)由于點C、E是定點,M、N為待定點,所以應(yīng)以線段CE為分類對象,設(shè)M的橫坐標(biāo)為m. 當(dāng)CE為平行四邊形對角線時,由于拋物線的對稱軸直線x=-2平分CE,所以M必為拋物線的頂點(-2,-163);圖4 當(dāng)CE為平行四邊形的邊時,則所求平行四邊形一定是把CE沿某一方向平移而得,顯然向下平移無法找到符合條件的平行四邊形,故只能向上平移.若把點C平移到對稱軸直線x=-2上(點E在拋物線上),則得CEMN(如圖4).此時m-0=-2-(-4),即m=2,代入拋物線解析式求得M(2,16);若把點E平移到對稱軸直線x=-2上(點C在拋物線上),則得ECMN.此時m-(-4)=-2-0,即m=-6,代入拋物線解析式求得M(-6,16). 與文[1]相比,本處理策略有兩大優(yōu)勢:其一便于作圖.不僅在已知三點時能準(zhǔn)確確定第四點的位置,而且在已知兩定點情形下也能運用自如,更凸顯其作圖的優(yōu)越性.如例2若按文[1]的對角線確定法來確定兩個動點M、N的位置就比較棘手了,但以CE為邊或?qū)蔷€分類,對應(yīng)圖形一目了然.其二便于求點的坐標(biāo).根據(jù)平移性質(zhì)可直接列出關(guān)于平行四邊形四個頂點橫縱坐標(biāo)的方程(組),不需要借助于中點坐標(biāo)公式(應(yīng)當(dāng)指出的是,中點坐標(biāo)公式是高中學(xué)習(xí)內(nèi)容,此處運用屬于超綱要求)或其他知識.因此,不僅計算量銳減,而且難度也大大降低,可謂一舉多得! 參考文獻 [1]胡柳青.平行四邊形存在性問題的解題策略[J].中學(xué)數(shù)學(xué)雜志,2015(12):40-42
中學(xué)數(shù)學(xué)雜志(初中版)2016年2期