2025 九年級(jí)數(shù)學(xué)下冊(cè)相似三角形動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題分類(lèi)討論示例課件_第1頁(yè)
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一、相似三角形動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題的核心特征與分析框架演講人相似三角形動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題的核心特征與分析框架01相似三角形動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題的解題策略總結(jié)與思維提升02相似三角形動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題的分類(lèi)示例與解法突破03結(jié)語(yǔ):在動(dòng)態(tài)中尋找不變,于分類(lèi)中培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)04目錄2025九年級(jí)數(shù)學(xué)下冊(cè)相似三角形動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題分類(lèi)討論示例課件同學(xué)們,今天我們要共同探討九年級(jí)數(shù)學(xué)中一個(gè)既重要又有挑戰(zhàn)性的專(zhuān)題——相似三角形動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題的分類(lèi)討論。作為中考數(shù)學(xué)的高頻考點(diǎn),這類(lèi)問(wèn)題不僅需要我們熟練掌握相似三角形的判定與性質(zhì),更需要具備動(dòng)態(tài)分析、分類(lèi)討論的數(shù)學(xué)思維。在多年的教學(xué)實(shí)踐中,我深刻體會(huì)到:動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題的難點(diǎn)在于“動(dòng)”與“靜”的轉(zhuǎn)化,而分類(lèi)討論的關(guān)鍵在于“變”與“不變”的辨析。接下來(lái),我們將從基礎(chǔ)概念出發(fā),逐步深入,通過(guò)典型示例系統(tǒng)梳理這類(lèi)問(wèn)題的解題邏輯。01相似三角形動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題的核心特征與分析框架相似三角形動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題的核心特征與分析框架要解決動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題,首先需要明確其核心特征:點(diǎn)的位置隨時(shí)間(或參數(shù))變化,導(dǎo)致圖形的形狀、大小或位置關(guān)系發(fā)生改變,而相似三角形的判定條件(AA、SAS、SSS)需要在動(dòng)態(tài)過(guò)程中重新驗(yàn)證。因此,我們的分析框架可以概括為“三步驟”:1明確動(dòng)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)要素動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題的“動(dòng)”由三個(gè)基本要素決定:起點(diǎn):動(dòng)點(diǎn)初始位置(通常為線段端點(diǎn)或圖形頂點(diǎn));路徑:動(dòng)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡(直線、折線或圓弧,九年級(jí)階段以直線為主);速度:動(dòng)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度(單位時(shí)間移動(dòng)的距離,常用v表示,若未明確則需用參數(shù)t表示時(shí)間)。例如,在△ABC中,點(diǎn)P從A出發(fā)沿AB向B運(yùn)動(dòng),速度為1cm/s,那么t秒后AP的長(zhǎng)度即為tcm(假設(shè)AB長(zhǎng)度為acm,則t的取值范圍為0≤t≤a)。2建立動(dòng)態(tài)中的靜態(tài)模型STEP4STEP3STEP2STEP1“以靜制動(dòng)”是解決動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題的關(guān)鍵思想。無(wú)論點(diǎn)如何運(yùn)動(dòng),在任意時(shí)刻t,圖形都可視為一個(gè)靜態(tài)圖形。我們需要:用t表示各動(dòng)點(diǎn)的位置(如坐標(biāo)或線段長(zhǎng)度);標(biāo)記已知的角度、邊長(zhǎng)等固定量;分析可能滿足相似條件的位置關(guān)系。3分類(lèi)討論的觸發(fā)條件角度的對(duì)應(yīng)關(guān)系變化(如銳角與鈍角的區(qū)分,導(dǎo)致AA判定的條件不同)。相似三角形的對(duì)應(yīng)頂點(diǎn)不同(如△ABC∽△DEF與△ABC∽△DFE是兩種情況);動(dòng)點(diǎn)是否到達(dá)路徑端點(diǎn)(如從線段AB的起點(diǎn)到終點(diǎn),t的臨界值為AB長(zhǎng)度);相似三角形的對(duì)應(yīng)關(guān)系可能因動(dòng)點(diǎn)位置不同而變化,常見(jiàn)的分類(lèi)依據(jù)包括:CBAD02相似三角形動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題的分類(lèi)示例與解法突破相似三角形動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題的分類(lèi)示例與解法突破根據(jù)動(dòng)點(diǎn)數(shù)量、運(yùn)動(dòng)路徑及相似對(duì)應(yīng)關(guān)系的明確性,我們將問(wèn)題分為三類(lèi)逐一分析。通過(guò)具體示例,掌握“分析—建?!蠼狻?yàn)證”的完整流程。1單動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題:路徑明確,對(duì)應(yīng)關(guān)系需謹(jǐn)慎辨析示例1:如圖1,在△ABC中,∠C=90,AC=6cm,BC=8cm,點(diǎn)P從C出發(fā)沿CB向B運(yùn)動(dòng),速度為2cm/s,設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t秒(0≤t≤4)。是否存在t,使得△ACP與△ABC相似?若存在,求t的值。分析過(guò)程:(1)確定動(dòng)點(diǎn)要素:P的起點(diǎn)為C,路徑為CB(長(zhǎng)度8cm),速度2cm/s,故CP=2t,PB=8-2t(t∈[0,4])。(2)建立靜態(tài)模型:在t時(shí)刻,△ACP中,∠C=90(與△ABC共角),AC=6,CP=2t;△ABC中,AC=6,BC=8,AB=10(勾股定理)。(3)相似判定:由于∠C是公共角,若△ACP∽△ABC,需滿足夾邊成比例,即有兩1單動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題:路徑明確,對(duì)應(yīng)關(guān)系需謹(jǐn)慎辨析種可能:-情況1:AC/BC=CP/AC(對(duì)應(yīng)頂點(diǎn)A→A,C→B,P→C),即6/8=2t/6→t=(6×6)/(8×2)=2.25;-情況2:AC/AC=CP/BC(對(duì)應(yīng)頂點(diǎn)A→B,C→A,P→C),即6/6=2t/8→t=4(此時(shí)P與B重合,△ACP退化為線段,不構(gòu)成三角形,舍去)。結(jié)論:當(dāng)t=2.25秒時(shí),△ACP∽△ABC。關(guān)鍵提醒:?jiǎn)蝿?dòng)點(diǎn)問(wèn)題中,雖然只有一個(gè)點(diǎn)運(yùn)動(dòng),但相似的對(duì)應(yīng)頂點(diǎn)可能不同,需通過(guò)比例關(guān)系逐一驗(yàn)證,同時(shí)注意三角形存在的條件(邊長(zhǎng)大于0,角度合理)。2雙動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題:協(xié)同運(yùn)動(dòng),臨界狀態(tài)需全面覆蓋示例2:如圖2,在矩形ABCD中,AB=4,AD=6,點(diǎn)E從A出發(fā)沿AB向B運(yùn)動(dòng)(速度1cm/s),點(diǎn)F從D出發(fā)沿DC向C運(yùn)動(dòng)(速度2cm/s),設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t秒(0≤t≤2)。是否存在t,使得△AEF與△BCF相似?分析過(guò)程:(1)確定動(dòng)點(diǎn)要素:E的坐標(biāo)為(t,0)(設(shè)A為原點(diǎn),AB在x軸,AD在y軸),F(xiàn)的坐標(biāo)為(4-2t,6)(DC長(zhǎng)度4,F(xiàn)從D(0,6)出發(fā)向C(4,6)運(yùn)動(dòng),速度2cm/s,故DF=2t,F(xiàn)C=4-2t)。(2)標(biāo)記相關(guān)邊長(zhǎng):AE=t,BF=√[(4-t)^2+6^2](B點(diǎn)坐標(biāo)(4,0),F(xiàn)點(diǎn)(4-2t,6)),CF=4-2t,BC=6,EF=√[(4-3t)^2+6^2](E(t,0)到F(4-2t,6)的距離)。2雙動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題:協(xié)同運(yùn)動(dòng),臨界狀態(tài)需全面覆蓋(3)相似判定:△AEF與△BCF均為三角形,需考慮角的對(duì)應(yīng)關(guān)系:-情況1:∠EAF=∠BCF(均為直角?不,∠EAF是∠A=90,∠BCF是矩形的角=90,可能),則需AE/BC=AF/CF。但AF是A(0,0)到F(4-2t,6)的距離=√[(4-2t)^2+6^2],BC=6,AE=t,CF=4-2t,此比例可能復(fù)雜,換用坐標(biāo)法更直觀。-情況2:利用坐標(biāo)計(jì)算斜率,判斷角相等?!鰽EF的邊AE在x軸,AF的斜率為6/(4-2t);△BCF的邊BC在y軸,CF在x軸,故∠BCF=90,若△AEF∽△BCF,則△AEF也需為直角三角形,可能的直角頂點(diǎn)為E或F:-若∠AEF=90,則AE⊥EF,斜率乘積為-1:(6-0)/(4-2t-t)×(0-0)/(t-t)無(wú)意義,舍去;2雙動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題:協(xié)同運(yùn)動(dòng),臨界狀態(tài)需全面覆蓋-若∠AFE=90,則AF⊥EF,斜率乘積為-1:[6/(4-2t)]×[6/(4-3t)]=-1→36=-(4-2t)(4-3t),無(wú)實(shí)數(shù)解;-若∠EAF=90(已滿足),則需△AEF∽△BCF(直角三角形相似),即AE/BC=AF/CF或AE/CF=AF/BC:-情況1:t/6=√[(4-2t)^2+6^2]/(4-2t),兩邊平方得t2/36=[(4-2t)^2+36]/(4-2t)^2→t2(4-2t)^2=36[(4-2t)^2+36],展開(kāi)后化簡(jiǎn)為(4-2t)^2(t2-36)=1296,無(wú)合理解;2雙動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題:協(xié)同運(yùn)動(dòng),臨界狀態(tài)需全面覆蓋-情況2:t/(4-2t)=√[(4-2t)^2+6^2]/6,平方得t2/(4-2t)^2=[(4-2t)^2+36]/36→36t2=(4-2t)^4+36(4-2t)^2,令u=4-2t(u∈[0,4]),則36t2=u^4+36u2,而t=(4-u)/2,代入得36×(4-u)^2/4=u^4+36u2→9(16-8u+u2)=u^4+36u2→u^4+27u2+72u-144=0,試u=2,得16+108+144-144=124≠0;u=1,1+27+72-144=-44≠0;u=3,81+243+216-144=396≠0,無(wú)實(shí)數(shù)解。結(jié)論:不存在這樣的t值。2雙動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題:協(xié)同運(yùn)動(dòng),臨界狀態(tài)需全面覆蓋關(guān)鍵提醒:雙動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題中,兩個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)相互影響,需同時(shí)考慮它們的位置關(guān)系,通過(guò)坐標(biāo)法或向量法將幾何問(wèn)題代數(shù)化,能更系統(tǒng)地分析相似條件。同時(shí),臨界狀態(tài)(如點(diǎn)到達(dá)端點(diǎn))需作為分類(lèi)的邊界,避免遺漏。2.3隱含對(duì)應(yīng)關(guān)系問(wèn)題:多解可能,需窮舉所有相似情況示例3:如圖3,在△ABC中,AB=AC=5,BC=6,點(diǎn)D在BC上(BD=2),點(diǎn)P從B出發(fā)沿BA向A運(yùn)動(dòng)(速度1cm/s),點(diǎn)Q從C出發(fā)沿CB向B運(yùn)動(dòng)(速度2cm/s),設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t秒(0≤t≤5)。當(dāng)t為何值時(shí),△DPQ與△ABC相似?分析過(guò)程:2雙動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題:協(xié)同運(yùn)動(dòng),臨界狀態(tài)需全面覆蓋(1)確定動(dòng)點(diǎn)要素:P的位置:BP=t(BA長(zhǎng)度5,故t∈[0,5]),AP=5-t;Q的位置:CQ=2t(CB長(zhǎng)度6,故t∈[0,3],超過(guò)3秒Q到達(dá)B,需分t∈[0,3]和t∈(3,5]討論);D的位置:BD=2,DC=4。(2)計(jì)算相關(guān)邊長(zhǎng):在△DPQ中,DQ=BD-BQ=2-(6-2t)=2t-4(當(dāng)t≥2時(shí),DQ=2t-4;t<2時(shí),DQ=4-2t);BP=t,BA=5,由余弦定理得∠B的余弦值:cosB=(AB2+BC2-AC2)/(2×AB×BC)=(25+36-25)/(2×5×6)=36/60=0.6,故BP=t時(shí),P到BC的距離=BP×sinB=t×√(1-0.62)=t×0.8=0.8t;Q到BC的距離為0(Q在BC上),故△DPQ的高為0.8t,底為DQ=|2t-4|,面積=0.5×|2t-4|×0.8t=0.4t|2t-4|。2雙動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題:協(xié)同運(yùn)動(dòng),臨界狀態(tài)需全面覆蓋(3)相似判定:△ABC為等腰三角形(AB=AC),△DPQ需與它相似,可能的對(duì)應(yīng)關(guān)系有:-情況1:△DPQ∽△ABC(對(duì)應(yīng)頂點(diǎn)D→A,P→B,Q→C),則需∠D=∠A,且DP/AB=DQ/AC=PQ/BC。但∠A=∠BAC,可計(jì)算cosA=(AB2+AC2-BC2)/(2×AB×AC)=(25+25-36)/(2×5×5)=14/50=0.28,∠D是△DPB中的角,需驗(yàn)證是否可能相等;-情況2:△DPQ∽△ACB(對(duì)應(yīng)頂點(diǎn)D→A,P→C,Q→B),則需∠D=∠A,DP/AC=DQ/AB=PQ/BC;-情況3:△DPQ∽△BCA(對(duì)應(yīng)頂點(diǎn)D→B,P→C,Q→A),此時(shí)∠D=∠B,需DP/BC=DQ/CA=PQ/AB;2雙動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題:協(xié)同運(yùn)動(dòng),臨界狀態(tài)需全面覆蓋-情況4:△DPQ∽△CBA(對(duì)應(yīng)頂點(diǎn)D→B,P→A,Q→C),∠D=∠B,DP/BA=DQ/BC=PQ/CA。由于直接計(jì)算角度較復(fù)雜,改用邊長(zhǎng)比例法:△ABC的三邊比為AB:AC:BC=5:5:6,故相似三角形的三邊比也應(yīng)為5:5:6或其排列(如5:6:5等)?!鱀PQ中,DP的長(zhǎng)度:在△DBP中,BD=2,BP=t,∠B的余弦值0.6,故DP2=BD2+BP2-2×BD×BP×cosB=4+t2-2×2×t×0.6=t2-2.4t+4;DQ=|2t-4|;2雙動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題:協(xié)同運(yùn)動(dòng),臨界狀態(tài)需全面覆蓋PQ的長(zhǎng)度:在△BPQ中,BQ=6-2t(t∈[0,3]),BP=t,∠B=arccos0.6,故PQ2=BP2+BQ2-2×BP×BQ×cosB=t2+(6-2t)^2-2×t×(6-2t)×0.6=t2+36-24t+4t2-7.2t+2.4t2=7.4t2-31.2t+36。若△DPQ∽△ABC(5:5:6),則可能有兩種比例:DP/DQ=5/5=1,即DP=DQ→t2-2.4t+4=(2t-4)^2(t≥2)→t2-2.4t+4=4t2-16t+16→3t2-13.6t+12=0→解得t=(13.6±√(13.62-144))/6=(13.6±√(184.96-144))/6=(13.6±√40.96)/6=(13.6±6.4)/6,t=(20)/6≈3.33(超過(guò)t≤3的范圍,2雙動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題:協(xié)同運(yùn)動(dòng),臨界狀態(tài)需全面覆蓋舍去)或t=7.2/6=1.2(t=1.2<2,DQ=4-2×1.2=1.6,DP=√(1.44-2.88+4)=√2.56=1.6,符合DP=DQ=1.6,此時(shí)三邊比DP:DQ:PQ=1.6:1.6:PQ,需PQ=1.6×(6/5)=1.92。計(jì)算PQ2=7.4×1.44-31.2×1.2+36=10.656-37.44+36=9.216,PQ=3.036≠1.92,不滿足;DP/PQ=5/6,DQ/PQ=5/6→DP=DQ,同上述情況,不成立。若△DPQ∽△ABC(5:6:5),則DP=5k,DQ=6k,PQ=5k,需滿足DP=PQ→t2-2.4t+4=7.4t2-31.2t+36→6.4t2-28.8t+32=0→t2-4.5t+5=0,2雙動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題:協(xié)同運(yùn)動(dòng),臨界狀態(tài)需全面覆蓋判別式=20.25-20=0.25,t=(4.5±0.5)/2,t=2.5或t=2。當(dāng)t=2時(shí),DQ=0(Q與D重合),不構(gòu)成三角形;t=2.5時(shí),DQ=2×2.5-4=1,DP=√(6.25-6+4)=√4.25≈2.06,PQ=√(7.4×6.25-31.2×2.5+36)=√(46.25-78+36)=√4.25≈2.06,三邊比≈2.06:1:2.06,與5:6:5不符。關(guān)鍵提醒:隱含對(duì)應(yīng)關(guān)系的問(wèn)題中,相似的頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)可能不明確,需窮舉所有可能的對(duì)應(yīng)情況(如頂點(diǎn)A對(duì)應(yīng)D、P、Q中的任意一個(gè)),并結(jié)合邊長(zhǎng)比例或角度相等逐一驗(yàn)證,避免漏解。03相似三角形動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題的解題策略總結(jié)與思維提升相似三角形動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題的解題策略總結(jié)與思維提升通過(guò)上述示例,我們可以總結(jié)出解決此類(lèi)問(wèn)題的通用策略,同時(shí)提煉數(shù)學(xué)思維的關(guān)鍵點(diǎn):1解題策略的“四字訣”析:分析相似的可能情況(對(duì)應(yīng)頂點(diǎn)、對(duì)應(yīng)邊、對(duì)應(yīng)角),確定分類(lèi)討論的邊界(如點(diǎn)到達(dá)端點(diǎn)的時(shí)間);驗(yàn):驗(yàn)證解的合理性(是否在t的取值范圍內(nèi),是否構(gòu)成三角形,是否滿足相似條件)。標(biāo):標(biāo)記靜態(tài)圖形中的已知量(邊長(zhǎng)、角度),用t表示動(dòng)點(diǎn)相關(guān)的變量(如線段長(zhǎng)度、坐標(biāo));定:確定動(dòng)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)要素(起點(diǎn)、路徑、速度),明確時(shí)間t的取值范圍;2思維提升的“三個(gè)意識(shí)”動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)靜態(tài)意識(shí):將動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為“時(shí)間t的函數(shù)問(wèn)題”,用代數(shù)方法描述幾何關(guān)系;01分類(lèi)討論意識(shí):根據(jù)動(dòng)點(diǎn)位置變化導(dǎo)致的相似對(duì)應(yīng)關(guān)系變化,明確分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)(如頂點(diǎn)

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