内容正文:
专题五
动态问题
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题型1
点动问题
EXAM KEY POINTS
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点动、线动、形动构成的问题称为动态问题,它主要以几何图形为载体,运动变化为主线,集多个知识点为一体,集各种解题思想于一题.这类题综合性强,能力要求高,它全面地考查学生的实践操作能力、空间想象能力以及分析和解决问题的能力.动态问题的特点——问题背景是特殊图形,考查问题也是特殊图形,所以要把握好一般与特殊的关系.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).动点问题一直是考试热点.
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【例 1】(2021·广州)如图,在菱形ABCD中,∠DAB=60°,AB=2,E为边AB上一个动点,延长BA到点F,使AF=AE,且CF,DE相交于点G.
(1)当点E运动到AB的中点时,证明:四边形DFEC是平行四边形;
(2)当CG=2时,求AE的长;
(3)当点E从点A开始向右运动到点B时,求点G运动路径的长度.
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(1)证明:连接DF,CE.
∵E为AB中点,∴AE=AF=AB.
∴EF=AB=CD.
∵四边形ABCD是菱形,∴AB∥CD.∴EF∥CD.∴四边形DFEC是平行四边形.
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(2)解:过点C作CH⊥AB交AB延长线于点H,设AE=AF=m.
∵四边形ABCD是菱形,∴CD∥EF.
∴△CDG∽△FEG.
∴
,BH=1.
在Rt△CFH中,CF=2+2m,CH=
)2+(3+m)2,
整理,得3m2+2m-8=0. 解得m1=.
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(3)解:如图1,连接AG并延长,交CD于点P.∵四边形ABCD是菱形,∴BF∥CD.
∴△DPG∽△EAG,△PGC∽△AGF.∴
.
∵AE=AF,∴DP=CP=1.∴点G在直线AP上
运动.当点E与点A重合时,点G与点A重合.
如图2,当点E与点B重合时,点G在BD上,
点G运动路径长度为AG.过点G作GH⊥AB于点H.
图1
图2
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∵四边形ABCD为菱形,∠DAB=60°,AB=2,
∴CD∥BF,BD=2.∴△CDG∽△FBG.
∴
,∠DBA=60°,
∴GH=
.
∴AG=.
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题型2
线动问题
EXAM KEY POINTS
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【例 2】如图,P是双曲线y=(x<0)上一动点,动直线与x轴、y轴正半轴分别交于点A,B,过点A与AB垂直的直线交y轴于点E,F是AE的中点,FO的延长线交过点B与AB垂直的直线于点Q,若点O到AB的距离等于OP的最小值,则 的值是( )
A. B.
C. D.
C
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题型3
形动问题
EXAM KEY POINTS
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【例 3】(2023·广东)综合探究
如图1,在矩形ABCD中(AB>AD),对角线AC,BD相交于点O,点A关于BD的对称点为A',连接AA'交BD于点E,连接CA'.
(1)求证:AA'⊥CA';
(2)以点O为圆心,OE为半径作圆.
①如图2,☉O与CD相切,求证:AA'=CA';
②如图3,☉O与CA'相切,AD=1,求☉O的面积.
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(1)证明:∵点A关于BD的对称点为A',
∴E是AA'的中点,∠AEO=90°.
又∵四边形ABCD是矩形,
∴O是AC的中点.∴OE是△ACA'的中位线.∴OE∥A'C.∴∠AA'C=∠AEO=90°.∴AA'⊥CA'.
(2)证明:①过点O作OF⊥AB于点F,
延长FO交CD于点G,则∠OFA=90°.
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∵四边形ABCD是矩形,∴AB∥CD,AO=BO=CO=DO.
∴∠OCG=∠OAF,∠OGC=∠OFA=90°.
∵∠OCG=∠OAF,∠OGC=∠OFA=90°,AO=CO,
∴△OCG≌△OAF(AAS).∴OG=OF.
∵☉O与CD相切,OE为半径,∠OGC=90°,
∴OG=OE.∴OE=OF.
又∵∠AEO=90°,即OE⊥AE,OF⊥AB.
∴AO是∠EAF的平分线,即∠OAE=∠OAF.
设∠OAE=∠OAF=x,则∠OCG=∠OAF=x.
又∵CO=DO,∴∠OCG=∠ODG=x.
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∴∠AOE=∠OCG+∠ODG=2x.
又∵∠AEO=90°,即△AEO是直角三角形,
∴∠AOE+∠OAE=90°,即2x+x=90°.
解得x=30°.∴∠OAE=30°,即∠A'AC=30°.
在Rt△A'AC中,∠A'AC=30°,∠AA'C=90°,∴AC=2CA'.∴AA'=CA'.
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②解:过点O作OH⊥A'C于点H.
∵☉O与CA'相切,∴OE=OH,∠A'HO=90°.
∵∠AA'C=∠AEO=∠A'EO=∠A'HO=90°,∴四边形A'EOH是矩形.
又∵OE=OH,∴四边形A'EOH是正方形.∴OE=OH=A'H.
又∵OE是△ACA'的中位线,∴OE=A'C.∴OH=CH.
又∵∠A'HO=90°,∴∠OCH=45°.又∵OE∥A'C,∴∠AOE=45°.
又∵∠AEO=90°,∴△AEO是等腰直角三角形,AE=OE.
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设AE=OE=r,则AO=DO=-1)r.
在Rt△ADE中,AE2+DE2=AD2,AD=1,即r2+(-1)2r2=12.
∴r2=π.
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