文/張君翔
(作者單位:江蘇省太倉市雙鳳中學)
全等三角形和動點相結(jié)合往往會產(chǎn)生意想不到的效果,這時,只知道全等三角形的5 種判定方法已經(jīng)遠遠不能滿足解題的需要。因此,本文選取兩個例題來進行探究,希望對同學們有所幫助。
例1如圖1 所示,△ABC中,AB=AC=12cm,BC=9cm,點D為AB邊上的中點,如果點P在BC邊上以3cm/s 的速度由B向C運動,同時點Q在CA邊上由點C向點A運動。
圖1
(1)若點Q的速度與點P的運動速度相等,1 秒鐘時,△BPD和△CQP是否全等,請說明理由;
(2)若點Q的速度與點P不相等,點Q的速度為多少時,△BPD和△CQP全等?
【解析】本題是以一個等腰三角形為背景,在兩個動點運動的過程中,產(chǎn)生三角形全等。題目已經(jīng)明確了要證明的全等三角形,接下來就是要分析兩個三角形中的相等條件。
(1)如圖1,因為在等腰△ABC中,AB=AC,所以∠B=∠C,這是本題中始終存在的相等條件,和動點的運動無關(guān)。1 秒鐘時,因為點P的速度和點Q的速度相等,所以我們可以求出兩個動點的運動路程,即線段BP和線段CQ的長度,均為3cm,線段PC的長度是6cm,因此可以得到全等的三個相等條件,即BD=PC,∠B=∠C,BP=CQ,所以△BPD≌△CQP。
(2)首先∠B=∠C是仍然成立的,但是此時與第(1)問中不同的是點Q和點P的運動速度不同,那就說明BP≠CQ,那如果三角形△BPD和△CQP全等,則必然會有對應(yīng)相等的關(guān)系。根據(jù)“相等即對應(yīng)”,我們可以分析得出B點與C點對應(yīng),P點和Q點是不對應(yīng)的,那么只可能是點P與點P對應(yīng),點D與點Q對應(yīng),即△BPD≌△CPQ,則有BP=CP,BD=CQ,通過這兩組邊相等,先求出BP=4.5cm,t=1.5s,CQ=6cm,所以點Q的速度為4cm/s。
例2如圖2,在四邊形ABCD中,BC=AD=10cm,AB=CD,BD=14cm。點E從D出發(fā),以2cm/s 的速度沿著DA向終點A勻 速 運 動,點F從 點C出 發(fā),以5cm/s 的速度沿著C→B→C勻速運動,點G從B點出發(fā),向終點D勻速運動。三點同時出發(fā),當有一個點到達終點時,其余兩個點也隨之停止運動,設(shè)運動的時間為t秒。
圖2
(1)證明AD∥BC。
(2)在移動的過程中,有沒有△DEG與△BFG全等的情況出現(xiàn)?請?zhí)骄窟@樣的情況會出現(xiàn)幾次,分別求出此時的運動時間t和G點的運動速度。
【解析】本題是在一個平行四邊形背景中的動點問題。題目中一共有三個動點,要證明△DEG與△BFG全等,首先分析這兩個三角形中已經(jīng)存在的相等條件,然后討論這兩個三角形全等分類的標準,從而確定動點的運動情況。
(1)要證明AD∥BC,只要證明四邊形ABCD是平行四邊形即可。
(2)由(1)可得∠GBC=∠ADB,那么△DEG與△BFG就有一對角對應(yīng)相等,圍繞這一對角相等產(chǎn)生的全等,考慮是“SAS”全等的情況,也就是在BG、BF和DE、DG中出現(xiàn)兩組邊相等,那就有2 種可能,即①BG=DE,BF=DG或者②BG=DG,BF=ED。設(shè)G點的速度為xcm/s,則BG=xt,DG=14-xt,DE=2t,因為C點是從C→B→C,所以BF=10-5t(0≤t≤2)或BF=5t-10(2<t≤4)。