楊春霞
圖形與幾何問題一直是初中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的重點和難點。在眾多幾何問題中,以圓為背景考查的試題則更具有綜合性。當圓與三角形、四邊形等圖形結(jié)合時還加入了圖形運動,眾多同學(xué)會感覺很困難,無從下手。下面結(jié)合例題對兩類動圓問題進行剖析。
一、看得見的圓在動,看不見的位置在變
例1 如圖1,已知射線DE與x軸和y軸分別交于點D(3,0)和點E(0,4)。動點C從點M(5,0)出發(fā),以1個單位長度/秒的速度沿x軸向左做勻速運動,與此同時,動點P從點D出發(fā),也以1個單位長度/秒的速度沿射線DE的方向做勻速運動。設(shè)運動時間為t秒。
(1)請用含t的代數(shù)式分別表示出點C與點P的坐標。
(2)以點C為圓心、[12t]個單位長度為半徑的圓,與x軸交于A、B兩點(點A在點B的左側(cè)),連接PA、PB。
①當⊙C與射線DE有公共點時,求t的取值范圍;
②當△PAB為等腰三角形時,求t的值。
【分析】第(1)問是為第(2)問服務(wù)的,用t表示點C、P的坐標,實際上是用含t的代數(shù)式來表示兩點到坐標軸的距離。第(2)問首先要有一種“遇動會變、分類相隨”的意識。這樣的分類在條件中是可以捕捉到信息的,比如“當△PAB為等腰三角形時”。這種說法對等腰三角形沒有指明要素關(guān)系,即不知道哪兩邊是腰。因而,在具有分類意識的情況下,我們對動圓狀態(tài)的研究就要細致,讓圓慢慢地動,尋找靜的臨界時刻。
【分析】第(1)問以小明的作法為基礎(chǔ)考查菱形的證明,需要同學(xué)們先理解作法,再結(jié)合菱形的判定定理進行邏輯推理證明。第(2)問是沿著小明的思路進一步探索菱形的個數(shù)與點D的位置關(guān)系。在探索過程中,同學(xué)們首先要借助直觀想象發(fā)現(xiàn)點E在以點D為圓心、DG為半徑的動圓上,因此,菱形的個數(shù)一方面受動圓與線段AB的交點情況的制約,另一方面受AB長度的制約,考查思維的全面性。
(作者單位:江蘇省南京市第二十九中學(xué)初中部)