
动点问题,是中考的热点题型之一,它以几何图形为载体,运动变化为主线,集多个知识点为一体,聚多种解题思想于一题,综合性较强,能力要求较高,解题的关键是:"动"中求"静".在"静"中探求"动"的一般规律,用相关字母表示几何图形中的长度,点的坐标等,运用勾股定理,相似,三角函数,三角形面积公式等建立方程,从而解决问题.所用的数学思想一般有:分类思想,函数思想,方程思想,数形结合思想,转化思想.下面以初二四边形的知识逐一说明.
一.平行四边形中的动点问题
1.如图,在平行四边形ABCD中,E,F两点在对角线BD上运动(E,F两点不重合),且保持BE=DF,连接AE,CF,请你猜想AE与CF有怎样的数量关系和位置关系,并加以证明.

【分析】本题不难,动点E,F运动单一,只在BD上运动,但不管如何变化,始终保持BE=DF这一"静"态特征,结合平行四边形ABCD,AB=CD,AB∥CD,∠ABE=∠CDF,∴可得△ABE≌△CDF,∴AE=CF,∠AEB=∠CFD,∴∠AEF=∠CFE,∴AE∥CF,即AE=CF,AE∥CF.
2.如图,在梯形ABCD中,AD∥BC,AD=24㎝,BC=30㎝,点P自点A向D以1㎝/s的速度运动,到D点即停止,点Q自点C向B以2㎝/s的速度运动,到B点即停止,直线PQ截梯形为两个四边形,P,Q同时出发,几秒后其中一个四边形是平行四边形?

【分析】题中只有两个动点,按各自的速度做直线运动,若设t秒中其中一个四边形为平行四边形,所以有两种情况,尽管P,Q两点在动,但他们所行的路程可用数量关系表示出来,即AP=t,PD=24一t,CQ=2t,BQ=30一2t,∵AD∥BC,若要其中一个四边形为平行四边形,只须对边相等即可,所以可分两种情况列方程即可.①当四边形ABQP为平行四边形时,则,AP=BQ,即t=30一2t,解得t=10,②当四边形PQCD为平行四边形时,则,PD=CQ,即24一t=2t,解得t=8,所以当10s或8s后其中一个四边形是平行四边形.
二,菱形中的动点问题
3.如图,在Rt△ABC中,∠B=90°,AC=60㎝,∠A=60°,点D从点C出发沿CA方向以4㎝/s的速度向点A匀速运动,同时点E从点A出发沿AB方向以2㎝/s的速度向点B匀速运动,当其中一个点到达终点时,另一个点也随之停止运动,设点D,E运动的时间是ts(0≤t≤15),过点D作DF⊥BC于点F,连接EF,若四边形AEFD为菱形,求t的值.

【分析】∵Rt△ABC,∠B=90°,∠A=60°,∴∠C=30°,∵DF⊥BC,∴∠DFC=∠B=90°,∴AE∥DF,且DF=CD/2,∵运动时间为t,∴CD=4t,则AD=60一4t,DF=2t,而AE=2t,∴运动过程中AE=DF,又AE∥DF,∴四边形AEFD为平行四边形,若要四边形AEFD为菱形,只须AD=AE即可,∴60一4t=2t,解得t=10,所以当t=10时,四边形AEFD为菱形.
4.在边长为10的菱形ABCD中,对角线BD=16,对角线AC,BD相交于点G,点O是直线BD上的动点,OE⊥AB于E,OF⊥AD于F.
(1)求对角线AC的长及菱形ABCD的面积.
(2)如图①,当点O在对角线BD上运动时,OE+OF的值是否发生变化?请说明理由.
(3)如图②,当点O在对角线BD的延长线上时,OE+OF的值是否发生变化?若不变,请说明理由;若变化,请探究OE,OF之间的数量关系,并说明理由.

【分析】(1)在菱形ABCD中,AC⊥BD于G,BG=BD/2=16×1/2=8,在Rt△ABG中,由勾股定理,得AG=6,∴AC=2AG=12,菱形的面积=1/2×AC×BD=1/2×12×16=96.
(2)OE+OF的值不发生变化.理由如下:如下图①
连接AO,则S△ABD=S△ABO十S△ADO,∴1/2×BD×AG=1/2×AB×OE+1/2×AD×OF,即1/2×16×6=1/2×10×OE+1/2×10×OF,解得OE+OF=9.6是定值,不变.
(3)OE+OF的值发生变化,OE与OF的数量关系为OE一OF=9.6,理由如下:
如下图②,连接AO,则S△ABD=S△ABO一S△ADO,∴1/2×BD×AG=1/2×AB×OE一1/2×AD×OF,即1/2×16×6=1/2×10×OE一1/2×10×OF,解得OE一OF=9.6是定值,不变.

三.矩形中的动点问题
5.如图,在矩形ABCD中,AB=4㎝,BC=8㎝,AC的垂直平分线EF分别交AD,BC于点E,F,垂足为点O.
(1)连接AF,CE,试证明四边形AFCE为菱形,并求AF的长.
(2)动点P,Q分别从A,C两点同时出发,沿△AFB和△CDE各边匀速运动一周,即点P自A→F→B→A停止,点Q自C→D→E→C停止,在运动过程中,已知点P的速度为5㎝/s,点Q的速度为4㎝/s,运动时间为ts,当以A,C,P,Q四点为顶点的四边形是平行四边形时,求t的值.

【分析】(1)∵四边形ABCD是矩形,∴AD∥BC,∴∠CAD=∠ACB,∠AEF=∠CFE,∵EF垂直平分AC,垂足为O,∴OA=OC,∴△AOE≌△COF,∴OE=OF,∴四边形AFCE是平行四边形,又∵EF⊥AC,∴四边形AFCE是菱形.设AF=CF=x㎝,则BF=(8一x)㎝,在Rt△ABF中,AB=4㎝,由勾股定理得,4²+(8一x)²=x²,解得x=5,∴AF=5㎝.
(2)当点P在AF上,由于AF=5,即0≤t≤1时,点P在AF上运动,同时,0≤t≤1时,点Q在CD上运动,显然,以A,C,P,D四点为顶点构不成平行四边形;易知BF=DE=3,当1<t≤8/5时点P在BF上,当1<t≤7/4时点Q在DE上,若AQ=PC,因AD∥BC,则以,A,C,P,D四点为顶点可构成平行四边形,此时PC=AF+PF=5t,AQ=AD+DC一CQ=12一4t,∴5t=12一4t,解得t=4/3,∵1<4/3<7/4,符合题意,∴当t=4/3时,以A,C,P,D四点为顶点可构成平行四边形;当t>8/5时,点P在AB上,当t>7/4时,点Q在EC上,以A,C,P,D四点为顶点显然不能构成平行四边形.
综上,当t=4/3时,以A,C,P,D为顶点可构成平行四边形.
6.如图,点P是矩形ABCD的边AD上一动点,矩形的两条边,AB,BC的长分别为3和4,那么点P到矩形的两条对角线AC和BD的距离之和是多少?

【分析】要求动点P到两条对角线距离之和,作PE⊥AC于E,PF⊥BD于F,连接PO,如图

虽然点P是动点,PE,PF是动线段,有静态面积关系,即1/4S矩形ABCD=S△AOD=S△APO+S△DPO,∴1/4×AB×AD=1/2×AO×PE+1/2×DO×PF,∵AO=DO=1/2×AC=5/2,(AC可由勾股定理算出),∴1/4×3×4=1/2×5/2×PE+1/2×5/2×PF,解得PE+PF=12/5.
四,正方形中的动点问题
7.如图,F是正方形ABCD的边CD上的一个动点,BF的垂直平分线交对角线AC于点E,连接BE,EF,求∠EBF的度数.

【分析】F是动点,M也就是动点,但BE=EF始终不变,而AC是正方形的对角线,∴CA平分∠BCD,∴过E点作GH∥BC,交AB于G,交C刀于H,过E点作EQ⊥BC于Q,则EH=EQ,易证EQ=BG,∴EH=BG,又BE=EF,而∠BGE=∠EHF=90°,∴Rt△BGE≌Rt△EHF,∴∠GBE=∠HEF,而∠GBE+∠GEB=90°,∴∠HEF+∠GEB=90°,∴∠BEF=90°,而EM垂直平分BF,∴∠EBF=45°.
8.如图,正方形ABCD中,AC是对角线,有一大直角三角板一边始终经过点B,直角顶点P在射线AC上移动,另一边交DC于Q.
(1)如图①,当点Q在DC边上时,猜想并写出PB与PQ所满足的数量关系,并加以证明;
(2)如图②,当点Q落在DC的延长线上时,猜想并写出PB与PQ满足的数量关系,并证明你的猜想.

【分析】(1)PB=PQ,理由如下,过点P作PE⊥BC于E,PF⊥CD于F,如下图①,

因P,C为正方形对角线AC上的点,∴PC平分∠DCB,∠DCB=90°,∴PF=PE,∴四边形PECF为正方形,∵∠BPE十∠QPE=90°,∠QPE+∠QPF=90°,∴∠BPE=∠QPF,∴Rt△PQF≌Rt△PBE,∴PB=PQ.
(2)PB=PQ,过P作PE⊥BC于E,PF⊥CD于F,如上图②,证法与①相同,不再叙述.
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