李小蘭
[摘要]平行四邊形存在性問題可用通性通法和中點(diǎn)公式的特殊解法求解.每一類數(shù)學(xué)問題都有通法和一些特殊方法,教學(xué)中教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生善于總結(jié),勤于歸納,做到心中有題,題中有妙法.
[關(guān)鍵詞]平行四邊形;函數(shù);存在性問題;中點(diǎn)公式
[中圖分類號(hào)]G633.6
[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A
[文章編號(hào)] 1674-6058( 2020)35-0024-02
函數(shù)背景下平行四邊形存在性問題是歷年中考數(shù)學(xué)的重要考點(diǎn)之一,將幾何圖形與函數(shù)相結(jié)合進(jìn)行考查更是一個(gè)熱點(diǎn)問題,如何突破幾何中的重點(diǎn)章節(jié)(平行四邊形)和代數(shù)中的重點(diǎn)知識(shí)(函數(shù))相結(jié)合的考點(diǎn),是中考數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)的重點(diǎn),因此,掌握方法,找到突破口,把問題輕松解決,是教師和學(xué)生的急切需要,下面筆者以特殊的平行四邊形——菱形和一般平行四邊形為例討論函數(shù)背景下平行四邊形存在性問題的解法,
一、函數(shù)背景下菱形存在性問題
菱形中已知三個(gè)定點(diǎn)求一個(gè)動(dòng)點(diǎn)的題目難度系數(shù)較低,一般不會(huì)在大題中出現(xiàn),所以本文只論述兩個(gè)定點(diǎn)、兩個(gè)動(dòng)點(diǎn)的情況.
菱形存在性問題大多是以“兩定兩動(dòng)”為設(shè)問方式,其中“兩定”指的是四邊形四個(gè)頂點(diǎn),其中有兩個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)是確定的或者是可求解的;“兩動(dòng)”指的是其中一個(gè)動(dòng)點(diǎn)在一條直線或者拋物線上,另一個(gè)動(dòng)點(diǎn)是平面內(nèi)任意一點(diǎn)或者該動(dòng)點(diǎn)也在一條直線或者拋物線上,
探究菱形存在性問題的具體方法如下:
(1)根據(jù)題意找出兩個(gè)定點(diǎn);
(2)分情況討論:已知兩個(gè)定點(diǎn)去探究菱形時(shí),以兩個(gè)定點(diǎn)確定的線段作為要探究的菱形的對(duì)角線或邊長(zhǎng)畫出符合題意的菱形,結(jié)合題于要求找出滿足條件的菱形;
(3)利用菱形的性質(zhì)得出等量或列方程求點(diǎn)的坐標(biāo),要具體情況具體分析,有時(shí)也可利用直線的解析式聯(lián)立方程組,根據(jù)方程組的解為交點(diǎn)坐標(biāo)或由平移得到點(diǎn)的坐標(biāo),
現(xiàn)列舉幾例加以說明.
[案例1]點(diǎn)A和點(diǎn)B為平面內(nèi)兩個(gè)定點(diǎn),點(diǎn)C是直線Z上一個(gè)動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)D是平面內(nèi)的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),畫出滿足題意的菱形,
方法:要畫出滿足題意的所有菱形,可以轉(zhuǎn)化為畫等腰三角形,
如圖1,以AB為菱形的邊時(shí),以B為圓心、AB為半徑畫圓,
如圖2,以AB為菱形的邊時(shí),以A為圓心、AB為半徑畫圓.
如圖3,以AB為菱形的對(duì)角線時(shí),畫AB的垂直平分線.
[案例2]如圖4,拋物線y=ax2+bx+c(a≠0)與x軸、y軸分別交于點(diǎn)A(-1,0)、B(3,0)、C(0,3)三點(diǎn).
(1)求拋物線的解析式;
(2)設(shè)點(diǎn)M是x軸上的動(dòng)點(diǎn),在平面直角坐標(biāo)系中,是否存在點(diǎn)N,使得以點(diǎn)A、C、M、N為頂點(diǎn)的四邊形是菱形?若存在,求出所有符合條件的點(diǎn)Ⅳ坐標(biāo);若不存在,說明理由,
二求點(diǎn),根據(jù)圖形選擇適當(dāng)?shù)姆椒?,比如勾股定理、平移、作相似三角形等?/p>
在作圖過程中,分類討論有助于學(xué)生厘清思路,不重不漏地把圖形準(zhǔn)確地畫出來,解決了作圖這個(gè)難點(diǎn),求點(diǎn)的坐標(biāo)方法比較開放,學(xué)生會(huì)選擇合適的方法求之,
二、平行四邊形存在性問題
平行四邊形中也存在兩種問題,一是“三定一動(dòng)”,即已知三個(gè)定點(diǎn)求一個(gè)動(dòng)點(diǎn)的坐標(biāo)問題,這種情況只要用三定點(diǎn)作出三角形,并以三角形的三邊分別為對(duì)角線作出三個(gè)平行四邊形即可求出動(dòng)點(diǎn)的坐標(biāo),本文只重點(diǎn)討論“兩定兩動(dòng)”的情況,
前面討論的菱形也屬于平行四邊形,所以菱形的方法在平行四邊形中同樣適用,這是通性通法,下面主要討論平行四邊形的特殊解法.
[案例3]如圖8,拋物線經(jīng)過A(-5,0),B(一1,0),C(0,5)三點(diǎn),頂點(diǎn)為們,連接AC,BC,拋物線的對(duì)稱軸為l,l與x軸交點(diǎn)為D,與AC交點(diǎn)為E,
(1)設(shè)點(diǎn)C'是平面內(nèi)一點(diǎn),是否存在以點(diǎn)A,B,C',C為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形?若存在,求出點(diǎn)C'的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由;
解題思路:如圖9至圖11,“三定一動(dòng)”的問題,只要以BC、AC、AB分別為對(duì)角線作平行四邊形,再通過平移的方法求出點(diǎn)C的坐標(biāo)即可.
(2)設(shè)點(diǎn)N是拋物線上一點(diǎn),點(diǎn)S是x軸上一點(diǎn),是否存在點(diǎn)Ⅳ,使得以A,E,N,S為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形?若存在,求出點(diǎn)N的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由,
解題思路:①以AE為平行四邊形的邊,根據(jù)“兩動(dòng)”限制的條件作出NS的三種情況(如圖12).結(jié)合圖形過Ⅳ作NT ⊥x軸,由平行四邊形性質(zhì)得到△SNT≌△AED,從而得到NT= ED=2,即可得到點(diǎn)Ⅳ的坐標(biāo);
②以AE為平行四邊形的對(duì)角線只有圖13 一種情況,由平行四邊形的性質(zhì)可知NE//AS,可得出N與E的縱坐標(biāo)相同,即可求出點(diǎn)Ⅳ的坐標(biāo).
這種解法類同于前面菱形的解法,都是用分類討論的方法作圖,然后根據(jù)圖形選擇適當(dāng)?shù)姆椒ㄇ蟪鳇c(diǎn)的坐標(biāo),既然在坐標(biāo)系中解題,我們可以設(shè)法用中點(diǎn)公式來解決,
評(píng)析:對(duì)于平行四邊形的存在性問題,本題用了兩種方法去解決,即通性通法和中點(diǎn)公式法,所用的通性通法與菱形的解題方法一樣分兩步走,一是畫圖,二是求點(diǎn)的坐標(biāo);利用中點(diǎn)公式的特殊解法是通過中點(diǎn)公式求點(diǎn)的坐標(biāo),這種方法必須先設(shè)出四個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo),即四個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)具有共性,便直接利用公式求點(diǎn),而菱形利用中點(diǎn)公式求點(diǎn)坐標(biāo)卻比較麻煩,因?yàn)榱庑蔚奶厥庑裕恳环N情況的圖形中的坐標(biāo)不一致,所以利用中點(diǎn)公式求點(diǎn)的坐標(biāo)必須分情況計(jì)算,有時(shí)利用通性通法更簡(jiǎn)便,
當(dāng)然,任何一種固定的解法都不利于培養(yǎng)學(xué)生的思維,但每一類數(shù)學(xué)問題都有通性通法和一些特殊方法,我們應(yīng)善于總結(jié),勤于歸納,做到心中有題,題中有妙法.
(責(zé)任編輯 陳昕)