朱鳴
平面直角坐標(biāo)系可以刻畫物體的位置,它建立了數(shù)與形之間的緊密聯(lián)系,也是中考必考內(nèi)容之一。下面以一道中考改編題為例,通過解構(gòu)基本圖形的方式來進(jìn)行分析、變式,希望能為大家?guī)硪恍┙梃b和思考。
例1 (2020.黑龍江綏化改編)如圖1,在矩形OABC中,AB=2,BC=4,點(diǎn)D是邊AB的中點(diǎn),點(diǎn)E是邊BC的中點(diǎn),直線y2=mx+n(m≠0)經(jīng)過D、E兩點(diǎn)。
(1)求直線DE的解析式;
(2)在y軸上找一點(diǎn)P,使△PDE的周長最小,求出此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)在(2)的條件下,△PDE的周長最小值是_____。
【解析】(1)∵點(diǎn)D是邊AB的中點(diǎn),點(diǎn)E是邊BC的中點(diǎn),AB=2,BC=4,四邊形OABC是矩形.
【小結(jié)】在平面直角坐標(biāo)系中,對于常見的確定直線的問題,可以將其圖形簡化為圖1,一般解決的策略是先確定交點(diǎn)坐標(biāo),然后借助二元一次方程組。在本例中,D、E兩點(diǎn)的坐標(biāo)是解決問題的鑰匙。
(2)如圖2,作點(diǎn)D關(guān)于y軸的對稱點(diǎn)D,連接D'E交y軸于JP,連接PD,此時(shí),△PDE的周長最小。
【總結(jié)】第二題是一個(gè)“兩定一動(dòng)”、確定動(dòng)點(diǎn)的問題,可將圖像簡化為圖2的情形。我們也可以把它稱為“將軍飲馬”模型,利用“垂直平分線”的性質(zhì)來解決。過D點(diǎn),向y軸作高,找到對稱點(diǎn)D',連接D'E,該直線與y軸的交點(diǎn)就是要求的P點(diǎn)。隨著點(diǎn)P的確定,△PDE的周長最小值也能輕松求出。
變式在上述條件下,請?jiān)趚軸上找一點(diǎn)P,使得分別以A、C、P為頂點(diǎn)的三角形是等腰三角形。
【解析】(情況1)如圖3,以點(diǎn)A為等腰三角形頂點(diǎn),使AP=AC,易知P點(diǎn)坐標(biāo)為(-2,0)。
(情況2)如圖4,以點(diǎn)P為等腰三角形頂點(diǎn),使PA=PC,可設(shè)點(diǎn)P坐標(biāo)為(x,0),利用勾股定理,將問題放在△AOP中解決,得P點(diǎn)坐標(biāo)為(一3,0)。
(情況3)如圖5、6,以點(diǎn)C為等腰三角形頂點(diǎn),使CA=CP,易得P(2-2√5,0)或P(2+2√5,0)。
【總結(jié)】在平面直角坐標(biāo)系中,對于等腰三角形的存在性問題,通常需要分類討論——確定3個(gè)頂點(diǎn)后,要不重復(fù)、不遺漏地將多種情況分別表示出來。
(作者單位:江蘇省太倉市實(shí)驗(yàn)中學(xué))