内容正文:
专题19.3 平行四边形中的动点问题
· 思维方法
正向思维:是一类常规性的、传统的思维形式,指的是大家按照自上而下,由近及远、从左到右、从可知到未知等一般而言的线性方向做出探究问题的思维途径。
逆向思维:是指在剖析、破解数学难题进程中,可以灵活转换思维方向,从常规思维的相反方向出发进行探索的思维方式,比如正向思维无法解决问题时可反其道而行采取逆向思维,直接证明有困难时可采用间接证明。
分类讨论思想:当问题所给的对象不能进行统一研究时,我们就需要对研究对象进行分类,然后对每一类分别进行研究,得出每一类的结论,最后综合各类的结果,得到整个问题的解答。分类讨论的分类并非是随心所欲的,而是要遵循以下基本原则:
1. 不重(互斥性)不漏(完备性);
2. 按同一标准划分(同一性);
3. 逐级分类(逐级性)。
· 典例分析
【典例1】在矩形中, ,,E、F是直线上的两个动点,分别从A、C两点同时出发相向而行,速度均为每秒2个单位长度,运动时间为t秒,其中().
(1)如图1,M、N分别是、中点,当四边形是矩形时,求t的值.
(2)若G、H分别从点A、C沿折线A—B—C,C—D—A运动,与E、F相同的速度同时出发.
①如图2,若四边形为菱形,求t的值;
②如图3,作的垂直平分线交、于点P、Q,当四边形的面积是矩形面积的,则t的值是 .
③如图4,在异于G、H所在矩形边上取P、Q,使得,顺次连接P、G、Q、H,请直接写出四边形周长的最小值是 .
【思路点拨】
(1)根据条件证明四边形是平行四边形,连接,求出t的值即可;
(2)①连接,,根据菱形的性质和题中条件证出,从而得到即可求解;
②连接,根据题中条件和①中结论证明,从而得到是平行四边形,即可求出答案;
③根据求最小路径的方法作出点G关于的对称点,过点作于K,连接,,再根据“三角形两边之和大于第三边”即可求解.
【解题过程】
(1)解:∵四边形是矩形,
∴,
∴,
∵M、N分别是、中点,
∴,
∵E、F是直线上的两个动点,分别从A、C两点同时出发相向而行,速度均为每秒2个单位长度,
∴,
∴,
∴,,
∴,
∴,
∴四边形是平行四边形,
如图1,连接,
∵四边形是矩形,M、N分别是、中点,、,
∴四边形是矩形,
∵,,
∴, ,
∵四边形是平行四边形,
∴当时,四边形是矩形,
∴或,
解得或;
(2)解:①由(1)知:,
∴,,
∴,
如图2,连接,,
∵四边形菱形,
∴,,
∴,
∴,
∵,,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴;
②如图3,连接,如图所示,
由①同理得:,,
由①知:,
∴,
∵G、H分别从点A、C沿折线A﹣B﹣C,C﹣D﹣A运动,
∴,
又∵,
∴,
∴,
同理可证,
∴四边形是平行四边形,
∵四边形的面积是矩形面积的,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴;
故答案为:;
③如图4,作点G关于的对称点,过点作于K,连接,,则,,
∵,
∴,
∵,
∴,
由②知:四边形是平行四边形,
∴四边形的周长,
当G',Q,H三点共线时,四边形周长有最小值,且最小值是.
故答案为:.
· 学霸必刷
1.(22-23九年级上·福建漳州·期中)如图,在中,,,,点D从点C出发沿方向以秒的速度向点A匀速运动,同时点E从点A出发沿方向以秒的速度向点B匀速运动,当其中一个点到达终点时,另一个点也随之停止运动.设点D、E运动的时间是t秒.过点D作于点F,连接、,当为直角三角形时,t的值为( )
A.5 B. C.5或8 D.5或8或
2.(2023·河北·二模)如图,在四边形中,,,,点从点出发,以的速度向点运动,点从点同时出发,以相同的速度向点运动,当其中一个动点到达端点时,两个动点同时停止运动.设点的运动时间为(单位:),下列结论正确的是( )
A.当时,四边形为矩形 B.当时,四边形为平行四边形
C.当时, D.当时,或
3.(22-23八年级下·全国·期末)如图,在正方形中,点E从点B出发,沿边方向向终点C运动,交于点F,以,为邻边构造平行四边形,连接,则的度数的变化情况是( )
A.一直减小 B.一直减小后增大
C.一直不变 D.先增大后减小
4.(2023·河北保定·一模)如图,在菱形中,,P为对角线上的一个动点,过点作的垂线,交或于点,交或于点,点从点出发以cm/s的速度向终点运动,设运动时间为,以为折线将菱形向右折叠,若重合部分面积为,求t的值,对于其答案,甲答:,乙答:,丙答:,则正确的是( )
A.只有甲答的对 B.甲、乙答案合在一起才完整
C.甲、丙答案合在一起才完整 D.三人答案合在一起才充整
5.(22-23八年级下·湖