内容正文:
一、山东中考培优——模型方法篇
专题十七 主从联动模型(瓜豆模型)
山东数学
数学
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类型1 直线型轨迹问题
模型梳理
问题:(1)如图①,点 是直线 外一定点,点 是直线 上一动点,连接
,取 的中点 ,当点 在直线 上运动时,点 的轨迹是什么图形?
图①
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(2)如图②,点 是直线 外一定点,点 是直线 上一动点,连接 ,
以 为腰作等腰三角形 ,且 ,当点 在直线 上运动时,
点 的轨迹是什么图形?
图②
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思路:(1)定点到定直线的距离相等;(2)定角等比构造全等.
作法:(1)如图③,过点 , 分别作直线 的垂线 , ,则
,且 , 是定值, 是定值,即点 到直线
的距离始终相等, 点 的轨迹是平行于直线 的一条直线.
图③
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(2)如图④,当点 运动到点 时,以 为腰作等腰三角形 ,
且 , , , ,
, ,
, 直线
与直线 的夹角为 ,即点 的轨迹为直线 .
图④
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总结:定点 为直线(线段)外一点,主动点 为直线上一点,从动点 为任意一点,若 为定角, 为定值,则从动点 的轨迹为一条直线(线段).如问题(1)中定角为0,定值为 ;问题(2)中定角为 ,定值为1.
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典例精析
例题图
例 如图,在矩形 中, , ,
点 是对角线 上的一个动点,连接 ,以 为
斜边作 的直角三角形 ,使点 和点
位于 两侧,点 从点 到点 的运动过程中,点
的运动路径长是_ ___.
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例题解图
【思路点拨】点 从点 到点 ,运动轨迹为线
段, 是定值,且 是定值, 点 的轨迹
也是一条线段,起点为点 与点 重合时点 的位
置,终点为点 与点 重合时点 的位置,如解图
所示,再通过解直角三角形求得轨迹 的长.
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例题解图
【解析】 如解图①,由题意知,在
运动过程中
,
, ,
, 都在线段 上, , 也
在同一条线段上.如解图②,点 的运动轨迹为线段 ,
, , , ,当
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点 与点 重合时,在 中, , ,
, , ;当点 与点 重合时,
, , , 在
中, .
针对训练
第1题图
1.如图,正方形 的边长为4, 为 上一点,且
, 为 边上的一个动点,连接 ,以 为边
在正方形 内部作等边 ,连接 ,则 的最
小值为_ _.
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第1题解图
【解析】 为定角, 为定值,点
在线段 上运动, 点 的运动轨迹也为线段,如解
图, ,过点 作 于点 ,
即 的最小值为 ,过点 作 于点 ,易证
四边形 为矩形, , ,
则 .
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第2题图
2.(多解法)如图,在矩形 中, ,
,点 是 上的动点,连接 ,将
绕点 顺时针旋转 得到线段 ,连接 .点
从点 向点 运动过程中, 的最小值为_ ___.
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第2题解图
解法一 (一般解法):如解图①,在
上截取 ,连接 , ,
,则 和 均为等腰
直角三角形,易得 ,
, 点
在运动过程中始终有 , 点 在垂直于 的直线上运动,
的最小值为点 到直线 的距离,
, 当 时, 为等
腰直角三角形, , 为等腰直角三角形,
, , , 即 的最小值
为 .
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解法二(特殊解法):如解图②,过点 作 于点 , 四边形
是矩形, , 绕点 顺时针旋转 得到
线段 , , ,
, ,
, , ,设
,则 ,在 中,
,
当 时, 取得最小值,最小值为2, , 的最小值是
.
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第3题图
3.[2022日照16题3分]如图,在平面直角坐标系 中,
点 的坐标为 , 是 轴上一动点,把线段 绕
点 顺时针旋转 得到线段 ,连接 ,则线段
长的最小值是___.
2
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第3题解图
【解析】 如解图,构造等边三角形 ,连接 , ,
则 和 均为等边三角形,易得
, 点 在运动过程中始终有
, 点 在垂直于 的直线上运
动, 的最小值为点 到直线 的距离,如解图,当
点 在 处时