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第14讲 四边形中的动态问题解题策略(原卷版)
专题诠释:动态问题一直是中考的热点,动态问题的求解方法也是中学数学教学中一个重点和难度内容.以四边形为背景的动态问题往往与最值问题及动点运动时间相关.分析过程中,特别要关注图形的特性(特殊角、特殊图形的性质、图形的特殊位置).解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,学会利用参数解决问题.核心是要把握特殊与一般的辩证关系和分类讨论思想.
第一部分 专题典例解析及针对训练
类型一 平行四边形动态问题
典例1(2021春•济阳区期末)如图,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,∠B=60°,AB=1,点P为BC上任意一点,连接PA,以PA、PC为邻边作▱PAQC,连接PQ,则PQ的最小值为 .
针对训练1:
1.(2021春•交城县期末)如图,▱ABCD的对角线AC、BD相交于点O,AB⊥AC,AB=3,BC=5,点P从点A出发,沿AD以每秒1个单位的速度向终点D运动.连接PO并延长交BC于点Q.设点P的运动时间为t秒.
(1)求BQ的长,(用含t的代数式表示)
(2)当四边形ABQP是平行四边形时,求t的值
(3)当点O在线段AP的垂直平分线上时,直接写出t的值.
类型二 矩形动态问题
典例2 已知,在矩形ABCD中,AB=4cm,BC=8cm,AC的垂直平分线EF分别交AD、BC于点E、F,垂足为O.
(1)如图1,连接AF、CE,求证四边形AFCE为菱形,并求AF的长;
(2)如图2,动点P、Q分别从A、C两点同时出发,沿△AFB和△CDE各边匀速运动一周,即点P自A→F→B→A停止,点Q自C→D→E→C停止,在运动过程中,点P的速度为每秒1cm,设运动时间为t秒.
①问在运动的过程中,以A、P、C、Q四点为顶点的四边形有可能是矩形吗?若有可能,请求出运动时间t和点Q的速度;若不可能,请说明理由;
②若点Q的速度为每秒0.8cm,当A、P、C、Q四点为顶点的四边形是平行四边形时,求t的值.
针对训练2
2.在矩形ABCD中,AB=3cm,BC=4cm,E,F是对角线AC上的两个动点,分别从A,C同时出发相向而行,速度均为1cm/s,运动时间为t秒,当其中一个动点到达后就停止运动.
(1)若G,H分别是AB,DC中点,求证:四边形EGFH始终是平行四边形.
(2)在(1)条件下,当t为何值时,四边形EGFH为矩形.
(3)若G,H分别是折线A﹣B﹣C,C﹣D﹣A上的动点,与E,F相同的速度同时出发,当t为何值时,四边形EGFH为菱形.
类型三 菱形动态问题
典例3 (2021春•仙桃期末)如图,在菱形ABCD中,AB=5cm,∠ADC=120°,点E、F同时由A、C两点出发,分别沿AB、CB方向向点B匀速移动(到点B为止),点E的速度为1cm/s,点F的速度为2cm/s,经过t秒△DEF为等边三角形,则t的值为( )
A. B. C. D.
针对练习3:
3.(2021春•梁山县期末)如图,在菱形ABCD中,∠A=60°,AD=4,点P是AB边上的一个动点,点E,F分别是DP,BP的中点,则线段EF的长为( )
A.2 B.4 C.2 D.2
4.(2021秋•惠来县月考)如图,在菱形ABCD中,P是对角线AC上一动点,过点P作PE⊥BC于点E.PF⊥AB于点F.若菱形ABCD的周长为24,面积为24,则PE+PF的值为( )
A.4 B. C.6 D.
类型四 正方形动态问题
典例4 (2021春•江都区月考)如图,矩形ABCD中,AB=10,AD=4,点E从D向C以每秒1个单位的速度运动,以AE为一边在AE的右下方作正方形AEFG.同时垂直于CD的直线MN也从C向D以每秒2个单位的速度运动,当经过( )秒时,直线MN和正方形AEFG开始有公共点.
A.2 B.2.5 C.3 D.3.5
针对训练4
5.(2019•鞍山二模)如图,矩形ABCD中,AB=10,AD=4,点E从D向C以每秒1个单位的速度运动,以AE为一边在AE的左上方作正方形AEFG.同时垂直于CD的直线MN也从C向D以每秒2个单位的速度运动,当点F落在直线MN上,设运动的时间为t,则t的值为( )
A. B. C.4 D.1
6.(2020•泰山区一模)如图,M、N是正方形ABCD的边CD上的两个动点,满足AM=BN,连接AC交BN于点E,连接DE交AM于点F,连接CF,若正方形的边长为2,则线段CF的最小值是( )
A.2 B.1 C.1 D.2
第2部分 专题提优训练
1.(2021秋•迁安市期末)如图,在长方形ABCD中,AB=CD=8cm,BC=12cm,点P从点B出发,以2cm/秒的速度沿BC向点C运动,同时,点Q由点C出发,以相同的速度沿CD向点D运动,设点P的运动时间为t秒,当△ABP≌