種瓜得瓜,種豆得豆。
用瓜豆原理可以解決什麼問題可以确定動點的軌迹是直線還是圓,從而求取線段最值。
使用瓜豆原理,必須滿足的條件主動地點、被動的點與定點連線的夾角是定量;
主動的點、被動的點到定點的距離之比是定量;
請記住這3種點:主動運動地點、被動的點、定點;
這三種點是解題關鍵。
主動的點運動的軌迹與被動的點運動軌迹一緻,要麼都是直線,要麼都是圓。
從兩種軌迹,來說明瓜豆原理軌迹為直線一、看下圖(1):
圖(1)瓜豆1
如圖,點A為定點,點P是主動運動的點,在BC上運動,點Q為被動運動的點,AP:AQ=2,符合瓜豆原理。點P運動為直線,所以點Q運動也為直線。△PQF與△PAG始終相似,QF始終等于AG的一半。
二、看下圖(2):
圖形(2)瓜豆2
如圖,點A為定點,點P是主動運動的點,在BC上運動,點Q為被動運動的點,AP:AQ=1.
∠PAQ為定值,符合瓜豆原理。點P運動為直線,所以點Q運動也為直線。
必記結論,如圖(2)中右圖:
P、Q兩點軌迹所在直線的夾角等于∠PAQ(當∠PAQ≤90°時,∠PAQ等于MN與BC夾角)
三、例題
如下圖,2019年宿遷中考真題:
例題
第一步:判斷是否符合瓜豆模型:判斷出定點為點E,主動運動的點F,被動的點為點G,∠FEG為定值60°,EF:EG為定值1。符合瓜豆模型,所以點G運動為直線。
第二步确定這條直線:兩點确定一條直線,所以取兩個特殊的位置就可以了。
如下圖:
例題圖(1)
可取點F在B點處和FG∥BC時兩種特殊位置,可确定點G運動的軌迹。
第三步:解題:點到直線,垂直線段最短。
請看下圖:
例題圖(2)
由瓜豆原理可得∠GHA=GEF=60°,從而易求得∠LCB=60°,因為∠GEB=∠LCB=60°,所以GE與LC平行。如圖構造一個矩形和含60°角的直角三角形。可得CG'=1 1.5=2.5.
動态演示如下圖:
動态演示
舉一反三:
舉一反三
可以做做試試。
另,以上的宿遷的中考真題,确定軌迹後,如想不到構造矩形和特殊角直角三角形,可考慮構造平面直角坐标系,用一次函數來求G'的坐标來求。
可以試試,可參考我的文章《賽老師:九年級,備戰中考,建立平面直角坐标系,速求線段長度》。
軌迹為圓一、看下圖(3):
瓜豆圖形(3)
如上圖,點A為定點,點C是主動運動的點,在圓O上運動,點B為被動運動的點,AC:AB=2,符合瓜豆原理。點C運動為圓,所以點B運動也為圓。
難點在于确定被動點圓心和半徑,設被動點的圓心為E,未提到角度問題,所以點E在AO上,AO:AE=AC:AB,它們之間的半徑必也等于AC:AB,可得出半徑和圓心。
二、看下圖(4)
瓜豆圖形(4)
如上圖,點A為定點,點P是主動運動的點,在圓O上運動,點Q為被動運動的點,AP:AQ為定值k,∠PAQ為定值a°,符合瓜豆原理。點P運動為圓,所以點Q運動也為圓。
怎麼确定被動點的圓心和半徑?
設被動點的圓心為E,AO旋轉a°到AE,AO:AE=AP:AQ=OP:QE,可确定圓心和半徑,從而能畫出點Q的運動軌迹。
三、例題
如下圖:
例2
第一步:判斷是否符合瓜豆原理,點A為定點,點P為主動運動的點,點B為被動運動的點,AB:AB=1,∠PAB=60°為定值,符合瓜豆原理。所以點B運動的軌迹與點P運動的軌迹相同,均為圓。
第二步:因為AB:AB=1,所以兩個圓的半徑相同。
第三步:求出答案,B點運動的軌迹為一個半徑為2的圓,求出它的周長,即可。
動态演示,如下圖:
動态演示2
舉一反三:
如下圖:
舉一反三2
可以試試,做一做。
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