存在性问题的经典方法

存在性问题是动态几何中的基本类型,包括等腰(边)三角形存在问题;直角三角形存在问题;平行四边形存在问题;矩形、菱形、正方形存在问题;全等三角形存在问题;相似三角形存在问题;其它存在问题等。函数综合题中,存在性问题是各地中考的热点。这类题目中图形复杂,不确定因素较多,对学生的知识运用分析能力要求较高,且有一定的难度。

本节介绍几种存在性问题的经典方法,为以后一次函数、二次函数中的存在性问题的解决提供帮助。

一、等腰三角形存在性问题

解决等腰三角形存在性问题一般有几何法和代数法两种方法,把几何法和代数法相结合,可以使得解题又好又快。

1. 代数法(盲解盲算法)

如果△ABC是等腰三角形,那么存在①AB=AC,②BA=BC,③CA=CB三种情况.

代数法的一般步骤:

罗列三边长(的平方),分类列方程,解方程并检验.

2. 几何法(“两圆一线”法)

如图,已知线段AB,在平面内找一点C,使得△ABC为等腰三角形,满足条件的点C的集合如下图所示(在以点A,B为圆心,AB长为半径的圆和线段AB的垂直平分线上,除了与AB在同一直线上的点外的所有点

【例题分析】

【例1】在平面直角坐标系xOy中,已知点A(2,3),在坐标轴上找一点P,使得△AOP是等腰三角形,求满足条件的点P的坐标。

【解答】解法一:代数法,盲解盲算

由于动点P在坐标轴上,本题需先分两大类,即点P在x轴上或点P在y轴上.

情形一:当点P在x轴上时,

第一步:写出或设出三角形三个顶点的坐标;

由题可知A(2,3),O(0,0),设P(t,0);坐标已有,接下来就是计算;

第二步:利用两点间距离公式,计算三边长的平方;

上述代数解法的最大优势是实现了盲解盲算,只要写出或设出三个顶点的坐标,后续只剩相关计算而已,但最后必须要进行取舍,养成解后检验或验算的好习惯.

解法二:“两圆一线”法

二、直角三角形存在性问题

解决直角三角形存在性问题一般有几何法和代数法两种方法,把几何法和代数法相结合,可以使得解题又好又快。

1. 代数法(盲解盲算法)

如果△ABC是直角三角形,那么存在①∠A为直角,②∠B为直角,③∠C为直角三种情况.

代数法的一般步骤:罗列三边长(的平方),分类列方程,解方程并检验.

2. 几何法(“两线一圆”法

如果已知两个定点A、B,在平面内求找一点C,使得△ABC为直角三角形:分别过已知线段AB的两个端点作线段AB的垂线,再以已知线段AB为直径作圆,这两条直线和这个圆上(除了和A、B在同一直线上)的所有点均满足条件,如下图所示:

【例题分析】

【例1】在平面直角坐标系中有两点A(−2,2),B(3,2),C是坐标轴上的一点,若△ABC是直角三角形,求满足条件的点C的坐标。

【简析】解法一:代数法,盲解盲算

此类直角三角形存在性问题与等腰三角形存在性问题同根同源,解法雷同,均可借助两点间距离公式,实现盲解盲算,具体如下:

由于动点C在坐标轴上,本题仍需先分两大类,即点C在x轴上或点C在y轴上.

情形一:当点C在x轴上时,

第一步:出三角形三个顶点的坐标;

由题可知A(−2,2),B(3,2),设C(t,0);坐标已有,接下来就是计算了;

第二步:计算三条边长的平方;

三、平行四边形存在性问题

解平行四边形的存在性问题一般分三步:

第一步寻找分类标准,第二步画图,第三步计算.

难点在于寻找分类标准,分类标准寻找的恰当,可以使得解的个数不重复不遗漏,也可以使计算又好又快.

已知定点的个数不同,选用的方法也不同,通常有以下两种情况:

1. 如果已知三个定点,探寻平行四边形的第四个顶点,符合条件的有3个点:以已知三个定点为三角形的顶点,过每个点画对边的平行线,三条直线两两相交,产生3个交点.

2. 如果已知两个定点,一般是把确定的一条线段按照边或对角线分为两种情况.

方法一、平移坐标法(已知三个定点可选用这种方法)

如图,点A、B、C是坐标平面内不在同一直线上的三点。平面直角坐标系中是否存在点D,使得以A、B、C、D四点为顶点的四边形为平行四边形,如果存在,请找出点D的位置。

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