欢迎来到百家号“米粉老师说数学”,初中几何压轴题型当中,点的运动路径问题估计是最后一个专题,初三下学完《圆》章节之后,数学题中就会出现这些题型。点的运动轨迹问题,顾名思义,指的是求动点在自身运动或随着图形运动的路程,由于点的运动位置不确定,要刻画并求出它的运动路径,是解决这类题型的一大难点,今天,我们就如何确定动点的运动路线特点及求解方法做出交流与探讨,与大家一起分享。
总体解题思路
极端情况考虑,抓住点运动的特殊位置,找出运动路线,再依题目条件解题;
解题技巧
抓住动点运动过程中的三个特殊位置点(起始位置、中途任意位置、结束位置),并把这三点连线,确定运动路线,再求出它的长度;
范例精讲
例1.点P、Q是正方形ABCD边AB和BC上的动点,且PQ=AB=8,若点Q从点B出发沿BC边向点C运动,则点P随之沿AB下滑,当B到达C点时停止运动,则点Q在B到C的运动过程中,PQ的中点O所经过的路径长为_____
解析:很明显,O点在以B为圆心,
BO(即PQ/2=AB/2=4)
为半径的1/4圆上运动,
路径长=1/4×2×4Л=2Л
例2.如图,在扇形AOB中,OA、OB是,且OA=4,∠AOB=120°,点P是弧AB上一动点,连接AP、BP,分别作OC⊥PA于点C,OD⊥PB于点D,连接CD.(1)如图1,在点P的移动过程中,线段CD的长是否会发生变化,若不发生变化,求出CD的长;若发生变化,请说明理由;(2)如图2,若点M、N为弧AB的三等分点,点Q为△DOC的外心,当点P从点M运动到点N运动,点Q所经过的路径长为__________.(直接写出结果)
解析:(1)如图3,连接OP,AB,
作OH⊥AB于点H。
∵OA=OB=OP,OC⊥PA,OD⊥PB,
∴C、D是中点,∴CD=AB/2,
AH=BH,∠AOH=60°,
∴CD=AH=2√3,
是定值,不会发生变化。
(2)如图4,当P与M重合时,取OP的中点Q,
∵∠OCP=∠ODP=90°,
∴QO=QD=QC=OP/2,
∴点Q是△OCD的内心。
由图5可知,当P从M运动到N点时,
Q的运动轨迹为以O为圆心,OQ为半径,
圆心角∠QOQ`=40°的圆弧,
∴运动路径长=40°÷360°×2Л×2=(4/9)Л.
例3. 如图,正方形ABCD的边长为4,点E,F分别从点A、D以相同的速度同时出发,点E从点A向点D运动,点F从D 向点C运动,点E运动到D点时,E、F停止运动,连接BE、AF相交于点G,连接CG,有下列结论:①AF⊥BE;②点G随着点E、F的运动而运动,且点G的运动路径的长度为Л;③线段DG的最小值为2√5-2;④当线段DG最小时,S△BCG=8+(8/5)√5,其中正确的命题有__________
解析:①先证△ABE≌△DAF(AAS),
可得∠ABE=∠DAF,
∵∠DAF+∠BAG=90°,
∴∠ABE+∠BAG=90°,
即AF⊥BE;
②∵∠AGB保持90°不变,
∴G点在以AB中点O为圆心,AO为半径的圆弧,
由运动知,点E运动到点D时停止,
同时点F运动到点C,
∴点G的运动路径是以AB为直径的圆所在的圆弧所对的圆心角为90°,
∴长度为90Л×2÷180=Л.
③∵OG=AB/2=2,固定长,
∴要求DG最短,即求OG+DG最短,
当O、G、D在同一条直线上时,DG取最小值,
OD=2√5,
∴DG的最小值为OC﹣OG=2√5﹣2,
故③正确;
④过G作BC 垂线与AD相交相交于点M,与BC相交于点N,
∴GM//OA,∴GM:OA=DG:DO,
∴GM=2-0.4√5,∴GN=2+0.4√5,
∴S△BCG=4+0.4√5,
∴故④错误;
例4.(1)如图.已知正三角形ABC的中心O,边长为2,将其沿直线向右翻滚,当正三角形翻滚一周时,其中心O经过的路径长是___________(2)如图.已知正四边形ABCD的中心O,边长为2,将其沿直线向右翻滚,当正三角形翻滚一周时,其中心O经过的路径长是___________
解析:(1)如图2,O点的运动轨迹是三个半径为(2/3)√3,
圆心角为120°的扇形,
所以路径长=3×120÷360×2Л×(2/3)√3
=(4/3)√3Л.
(2)如图2,O点的运动轨迹是四个半径为√2 ,
圆心角为90°的扇形,
所以路径长=4×90÷360×2Л×√2
=2√2Л
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