一次函数背景下的菱形存在性问题

在解决一次函数背景下的菱形的存在性问题,我们需要先厘清菱形的判定:
(1)一组邻边相等的平行四边形是菱形;
(2)四条边都相等的四边是菱形;
(3)对角线互相垂足平分的四边形是菱形。
在目前的问题中,涉及的是:两个定点+一个半动点+一个全动点问题或一个定点,三个半动点的问题。

解题思路:

思路1:先平四,再菱形

先根据平行四边形的存在性,利用中点坐标公式确定一组方程,再利用邻边相等,即利用距离公式列出一个方程,联立求解。

思路2:先菱形,再平四

在构成菱形的4个点中取2个定点和1个半动点,构成等腰三角形,利用距离公式求出半动点的坐标。再根据平行四边形的存在性,利用中点坐标公式求出另一个全动点的坐标。

分析:根据题意,先标出四个点的坐标,A(1,1),B(5,4),C(m,0),D(x,y),再依据思路1和思路2分析解答。

以思路1为例:先平四,再等腰
以AB为对角线为例,先计算AB、CD中点,再利用AC=BC,可以得到C、D坐标。

以此类推,得出另外两种情况,即以AC、AD为对角线,解关于m,x,y的三元一次方程组,进而得到点的坐标。

以思路2为例:先等腰,再平四

先求点C,点C满足由A、B、C构成的三角形一定是等腰三角形,用等腰三角形的存在性问题确定点C,在确定点D。

以AB=AC为例,利用距离公式求出点C坐标,然后再利用平行四边形的存在性,计算BC、AD的中点,求出点D坐标。

以此类推,得到另外两种情况,即AC=BC,AB=BC。先求出m的值,再解关于x,y的二元一次方程组。

但是针对具体的问题要具体分析,画出图形,看能否简便运算。

分析:两个定点+一个半动点+一个全动点。根据题意,可知A(2,0),B(0,2√3),P(0,y),Q(m,n)。由于点P在y轴上,则根据“先等腰,再平四”的法则,根据图形特征求出点Q坐标。

①AB=AP,以A为圆心,AB为半径画弧,得到P,再以AB、AP为邻边画出菱形ABPQ。由于菱形对角线互相平分,得到Q(-2,0).

②AB=BP,以B为圆心,AB为半径画弧,得到两个P点,再以AB、BP为邻边画出菱形ABPQ。由于AQ//y轴,并且AQ=AB=4,故Q(2,4)或Q(2,-4)。
③AP=BP,此时设点Q(2,y),利用BQ=AQ,求出点Q(2,4√3/3)
除了按照相等邻边分类外,本题也可以以AB为边,或AB为对角线分类讨论。①、②两种情况是按照AB为边进行分类,③是按照AB为对角线进行分类。
由此可见,对于具体问题,可以先画图确定图形位置,再根据图形特点确立点的坐标,根据图形,具体问题具体分析。若本题直接使用距离公式或中点坐标设元来做就显得复杂了。
分析:两个定点+一个半动点+一个全动点。根据题意,可知A(6,0),B(0,12),C(3,6),则直线OC的解析式为y=2x。则D(2,4),则直线AD的解析式为y=-x+6。则菱形四个顶点的坐标分别为O(0,0)、A(6,0)、P(x,-x+6)、Q(a,b)。以定线段OA为边或对角线进行分类讨论。
分析:一个定点+三个半动点。根据题意,菱形的四个顶点坐标分别表示为E(0,6)、M(0,a)、N(2,b)、P(x,-2x+6)。由于点M在E的上方,限定了ME的位置,同时过点N的直线已与ME平行,因此以ME为边只有在第一象限的情况,此时P与C重合;以ME为对角线也只有一种情况。
分析:一个定点+三个半动点。根据题意,画出图形,通过设出点M和点N的坐标,根据“菱形的邻边相等”以及“菱形的对角线互相平分”得到M的坐标,进而得到点C的坐标。

对于平面直角坐标系中菱形的存在性问题,①先设点,②按照边或对角线分类,③画出图形,④依据一组邻边相等,利用距离公式求出坐标。

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