張濤
近幾年中考試卷和模擬卷中出現(xiàn)了很多動態(tài)型問題,它們立意新穎,靈活多變,集幾何、代數(shù)知識于一體,考查學(xué)生思維的靈活性、嚴密性、創(chuàng)新性,解決這類試題時,需要用運動和發(fā)展的眼光去分析問題,把握運動的全過程,尤其需要關(guān)注其中的不變量,這里的不變量,是指在運動過程中,保持不變的數(shù)量或關(guān)系,可以分為數(shù)值不變量和圖形不變量,利用不變量解決動態(tài)問題,往往能收到事半功倍的效果,下面舉例說明之.
1 數(shù)值不變量
數(shù)值不變量是指在運動過程中,線段長度、角的大小、圖形的周長、圖形的面積保持不變,或者這些量的和差倍分關(guān)系保持不變.
例1(2012年揚州中考題)如圖1,線段AB長為4,C為AB上一個動點,分別以AC,BC為斜邊在AB的同側(cè)作兩個等腰直角三角形△ACD和△BCE,那么DE長的最小值是
分析 D,E分別在線段AC,BC的垂直平分線上,所以D,E的水平距離是不變量.
點評 相對于建立函數(shù)關(guān)系式求最小值,利用線段MN這個不變量求解避免復(fù)雜的計算,巧妙簡潔.
分析 P在運動時,∠PAB=∠PBC,則∠PAB+∠PBA=∠PBC+∠PBA=90。,則∠P=90。,所以∠P是不變量,從而得出點P的軌跡是以AB為直徑的一段弧,化隱為顯.
點評 若動點對定線段所成的張角是不變量時,動點的軌跡是圓弧.
分析線段BB',CC',DD'的大小隨著P的運動而變化,但三條線段始終滿足BB'+CC'=DD',三條線段的數(shù)量關(guān)系是第一個不變量,此外,由于點P在BC上運動,BC∥AD,則△ADP的面積也是不變量.
點評 復(fù)雜的運動和圖形中可能蘊含了多個不變量,解題時應(yīng)充分挖掘不變量.
2 圖形不變量
圖形不變量是指在運動過程中,圖形的形狀、相互關(guān)系(全等、相似)、位置關(guān)系(平行、垂直、夾角的大?。┍3植蛔?
點評 通過△AMN這個不變量,巧妙地將雙動點問題轉(zhuǎn)化成了單個動點的問題,化繁為簡.
點評 通過構(gòu)造基本圖形得到不變量,體現(xiàn)了不變量的生成性.
點評 平行或者垂直這類位置關(guān)系的不變量是比較直觀易找的.
一般來說,求解動態(tài)問題時應(yīng)先找到主動點、從動點,從整體上把握運動的全過程,進而有目標、有意識地尋找圖形中是否蘊含不變量,借助于不變量去分析問題,若圖形和運動比較復(fù)雜,應(yīng)充分挖掘與所求量相關(guān)的不變量,若原有圖形中缺少不變量,有時也可以借助基本圖形來構(gòu)造不變量,總之,只要在變化中抓住不變量,化隱為顯,化動為靜,化繁為簡,就可以簡潔巧妙地破解很多動態(tài)問題.