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利用正方形的性質(zhì)求動(dòng)點(diǎn)的運動(dòng)軌跡是初二數學(xué)的重要題型,本文就例題詳細解析這類(lèi)題型的解題方法,希望能給初二學(xué)生的數學(xué)學(xué)習帶來(lái)幫助。
例題
如圖,在平面直角坐標系中,邊長(cháng)為a(a為大于0的常數)的正方形ABCD的對角線(xiàn)AC,BD交于點(diǎn)P,頂點(diǎn)A在x軸正半軸上運動(dòng),頂點(diǎn)B在y軸正半軸上運動(dòng)(x軸的正半軸,y軸的正半軸都不包含原點(diǎn)O),頂點(diǎn)C,D在第一象限
(1)當∠BAO=45°時(shí),求點(diǎn)P的坐標;
(2)求證:無(wú)論點(diǎn)A在x軸正半軸上、點(diǎn)B在y軸正半軸上怎樣運動(dòng),點(diǎn)P都在∠AOB的平分線(xiàn)上。
解題過(guò)程:
1、當∠BAO=45°時(shí),求點(diǎn)P的坐標
根據正方形的性質(zhì)和題目中的條件:四邊形ABCD為正方形,則AC平分∠BAD,∠BAD=90°,AC⊥BD,AP=BP;
根據結論:AC平分∠BAD,∠BAD=90°,則∠BAC=∠BAD/2=45°;
根據題目中的條件和結論:∠BAO=45°,∠BAC=45°,則∠OAP=∠BAC ∠BAO=90°,即AC⊥x軸;
根據平行線(xiàn)的判定和結論:AC⊥BD,AC⊥x軸,則BD∥x軸;
根據平行線(xiàn)的性質(zhì)和結論:BD∥x軸,∠AOB=90°,則∠DBO ∠AOB=180°,即∠DBO=90°,BP⊥y軸;
根據勾股定理和結論:AB=a,BP=AP,AB^2=AP^2 BP^2,則AP=BP=√2/2a;
根據結論:AP=BP=√2/2a,BP⊥y軸,AC⊥x軸,則點(diǎn)P的坐標為(√2/2a,√2/2a);
2、證明:點(diǎn)P都在∠AOB的平分線(xiàn)上
過(guò)點(diǎn)P作PE⊥x軸,PF⊥y軸
根據題目中的條件:PE⊥x軸,PF⊥y軸,AC⊥BD,則∠PEA=∠PFB=∠PEO=∠APB=90°;
根據結論:∠PFB=∠PEO=90°,∠AOB=90°,則∠FPE=90°;
根據結論:∠FPE=∠APB=90°,∠FPE=∠BPE ∠BPF,∠APB=∠BPE ∠APE,則∠BPF=∠APE;
根據全等三角形的判定和結論:∠BPF=∠APE,∠PFB=∠PEA,BP=AP,則△BFP≌△AEP;
根據全等三角形的性質(zhì)和結論:△BFP≌△AEP,則PE=PF;
根據角平分線(xiàn)的判定和結論:PE⊥x軸,PF⊥y軸,PE=PF,則點(diǎn)P在∠AOB的平分線(xiàn)上。
結語(yǔ)
解決本題的關(guān)鍵是利用正方形的性質(zhì)得到線(xiàn)段、角度間的數量關(guān)系,通過(guò)構造全等三角形得到線(xiàn)段間的等量關(guān)系,進(jìn)而證明到題目需要的結論。