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从动点到函数图象

2022-05-30刘顿

初中生学习指导·提升版 2022年7期
关键词:菱形过点动点

刘顿

从动点到函数图象,是指点在几何图形上运动,引起线段长度、面积大小等变化的函数图象问题. 解题思路为:找出代表问题变化的两个变量,由动点运动痕迹判断趋势或特殊点.

一、由函数关系描述函数图象

例1 (2021·新疆)如图1,在矩形ABCD中,AB = 8 cm,AD = 6 cm,点P从点A出发,以2 cm/s的速度在矩形的边上沿A→B→C→D运动,点P与点D重合时停止运动. 设运动的时间为t(单位:s),△APD的面积为S(单位:cm2),则S随t变化的函数图象大致为().

解析:当点P在线段AB上运动时,AP = 2t,S = [ 12] × 6 × 2t = 6t,S随t呈直线变化,排除选项B;当点P在线段BC上运动时,S = [ 12] × 6 × 8 = 24;当点P在线段CD上运动时,DP = 8 + 6 + 8 - 2t = 22 - 2t,S = [ 12] × AD × DP = [ 12] × 6 × (22 - 2t) = 66 - 6t,S随t呈直线变化,排除选项A和选项C,只有选项D符合题意. 故选D.

二、由函数图象描述函数关系

例2 (2021·湖南·郴州)如图2,在边长为4的菱形ABCD中,∠A = 60°,点P从点A出发,沿路线A→B→C→D运动. 设点P经过的路程为x,以点A,D,P为顶点的三角形的面积为y,则下列图象能反映y与x的函数关系的是().

解析:过点B作BE⊥AD于点 E,如图3,

∵四边形ABCD是菱形,∴AB = AD = BC = 4.

∵∠A = 60°,∴∠ABE = 30°,∴AE = 2,BE = 2[].

在点P从点A向点B运动的过程中,过点P作PF⊥AD于点F,如图4,

∵AP = x,∴AF = [ 12]x,PF = [ 32]x,∴S△ADP = [ 12]·AD·PF = [ 12] × 4 × [ 32]x = [ 3]x,

∴S△ADP逐渐增大.

当点P在线段BC上时,S△ADP = [ 12]·AD·BE = [ 12] × 4 × 2[ 3] = 4[ 3],S△ADP不变.

当点P在线段CD上时,如图5,过点P作PM⊥AD,交AD的延长线于点M,

则AB + BC + CP = x,∴DP = 12 - x,DM = 6 - [ 12]x,PM = [ 3]DM = 6[ 3] -[ 32]x,

∴S△ADP = [ 12]·AD·PM = [ 12] × 4 × [63-32x] = 12[ 3] -[ 3]x,且S△ADP逐漸减小.

故选A.

分层作业

难度系数:★★★★解题时间:10分钟

(2021·湖南·衡阳)如图6①,菱形ABCD的对角线AC与BD相交于点O,P,Q两点同时从点O出发,以1厘米/秒的速度在菱形的对角线及边上运动. 点P的运动路线为O→A→D→O,点Q的运动路线为O→C→B→O.设运动的时间为x秒,P,Q间的距离为y厘米,y与x的函数关系图象大致如图6②所示,当点P在A→D段上运动且P,Q两点间的距离最短时,P,Q两点的运动路程之和为____厘米. (答案见第37页)

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