郭鳳
【摘要】動態(tài)幾何是指用運(yùn)動的觀點(diǎn)研究幾何圖形的位置、大小的相互關(guān)系.用動的觀點(diǎn)看幾何定理,??砂褞讉€定理歸為一類.幾何圖形按一定條件運(yùn)動,有的幾何量隨著運(yùn)動的變化而有規(guī)律變化,這就出現(xiàn)了軌跡和極值問題,而有的量卻始終保持不變,這就是定值問題.解答動態(tài)幾何定值問題的方法一般有兩種:第一種是先探求定值.再證明它能成立.探求的方法,常用特殊位置定值法,即把動點(diǎn)放在特殊的位置,找出定值的表達(dá)式,然后寫出證明.第二種是采用綜合法,直接寫出證明.
【關(guān)鍵詞】動點(diǎn);定值
例1如圖1,等腰直角△ABC中,∠A=90°,D點(diǎn)在BC上,作DF⊥BC交AC和BA的延長線于E、F兩點(diǎn),若DE+DF=12,則邊BC的長是.
解法1過點(diǎn)A作AP⊥BC于P.
因?yàn)锳P∥DF,
所以DEAP=CDCP,
DFAP=BDBP=BP+PDBP,
于是DEAP+DFAP=CDCP+BP+PDCP=2,
所以DE+DF=2AP,
即DE+DF=BC=12.
解法2因?yàn)椤鰽BC是等腰直角三角形,
FD⊥BC,
所以△BDF和△DCE也是等腰直角三角形,
于是BD=DF,DE=CD,
所以DE+DF=CD+BD=BC=12.
分析用特位定值法.
(1)把點(diǎn)D放在BC中點(diǎn)上.這時(shí)過點(diǎn)D的垂線與AB,AC的交點(diǎn)都是點(diǎn)A,即點(diǎn)E、F兩點(diǎn)重合于A點(diǎn),得出DE+DF=2DA=BC,從而可確定定值是底邊上的中線的2倍.因此原題可轉(zhuǎn)化求證
DA+DB=2AD=BC(AD為底邊上的中線).
(2)把點(diǎn)D放在點(diǎn)C上.這時(shí)DE=0,DF=2AP=BC(三角形中位線性質(zhì)),結(jié)論與(1)相同.
還可以把定值定為BCtanB.即求證
DE+DF=BCtanB.
推廣在△ABC中,D、E是BC邊上的兩點(diǎn),且AD∥EG,EG交AC于F,交BA的延長線于G.若AD是△ABC的中線.則EF+EG=2AD.
例2如圖2,AD是等腰△ABC的高線,P是BD上的動點(diǎn),過P作BC的垂線,與AB和CA的延長線分別相交于F、E.已知AB=AC=5,BC=6.
(1)設(shè)BP=x,PE=y,請寫出y與x的函數(shù)關(guān)系式;
(2)當(dāng)四邊形ADPE的面積與△ABC的面積相等時(shí),求BP的長.
解(1)在△ABC中,
因?yàn)锳B=AC=5,AD⊥BC,BC=6,
所以BD=CD=3,AD=4,
PC=BC-BP=6-x,且0≤x<3.
又PE⊥BC,
則PE∥AD,
所以△CAD∽△CEP,
所以CDPC=ADPE,
即36-x=4PE,
所以y=PE=43(6-x)=8-43x(0≤x<3).
(2)由(1),得PE=8-43x(0≤x<3),
梯形ADPE的面積為
S=12(AD+PE)·PD
=124+8-43x(3-x)
=23(9-x)(3-x)(0≤x<3),
而△ABC的面積為
12BC·AD=12×6×4=12,
因此,x是方程23(9-x)(3-x)=12的解,
整理得x2-12x+9=0,
配方得(x-6)2=27(注意到0≤x<3),
解得x=6-33,
即BP=6-33.
例3如圖3,平行四邊形ABCD中,AB=5,BC=10,BC邊上的高AM=4,E為 BC邊上的一個動點(diǎn)(不與B、C重合).過E作直線AB的垂線,垂足為F.FE與DC的延長線交于點(diǎn)G,連接DE,DF.當(dāng)點(diǎn)E在線段BC上運(yùn)動時(shí),△BEF和△CEG的周長之間有什么關(guān)系?并說明你的理由.
證明△BEF與△CEG的周長之和為定值.
理由1過點(diǎn)C作FG的平行線交直線AB于H,
因?yàn)镚F⊥AB,
所以四邊形FHCG為矩形.
所以FH=CG,F(xiàn)G=CH,
因此,△BEF與△CEG的周長之和等于
BC+CH+BH.
由BC=10,AB=5,AM=4,
可得CH=8,BH=6,
所以BC+CH+BH=24.
理由2由AB=5,AM=4,可知
在Rt△BEF與Rt△GCE中,有
EF=45BE,BF=35BE,
GE=45CE,GC=35CE,
所以△BEF的周長是125BE,
△ECG的周長是125CE.
又BE+CE=10,
因此△BEF與△CEG的周長之和是24.