捆绑旋转和瓜豆原理以及旋转放缩(手拉手)相似的关联
捆绑旋转和瓜豆原理以及旋转放缩相似,看似名称不同实则是一个原理。
我最早发现的时候给他起名叫定角定长比原理。
之前做过一次关于瓜豆现象的例题分析
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那么今天主要来说以说这个现象怎么转化为课本上支持的内容(毕竟课本上没有),也就是转化成旋转相似也就是手拉手相似。我们要了解,手拉手的相似三角形会“生出”一对新的相似。
之前也发过手拉手的详细解说视频
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有了这些作为基础,接下来我们看两道题,一道是直线型瓜豆,一道是圆弧型瓜豆(基本初中的动点轨迹考察的就是这两种,当然也有额外的比如函数图像型轨迹瓜豆)
第一题,直线型
根据瓜豆原理看动图
做辅助线,就可以变为手拉手相似如图。
定住看看
那么这个构造有什么规律可寻啊,当然有的。下面就来总结一下。
我之所以叫做定角定长比原理,就是因为运动过程中,主动点和从动点,到某个定点的距离之比为定值(简称主从比),连线夹角为定值(简称主从角),这就是发生瓜豆的条件,一般题目里会给一个形状不变的三角形。(还有0度特殊情况)。如图标出了主从动点。我们可以看图。主动点D,从动点E,固定三角形DEA,这里A是那个定点(把A叫瓜蒂,瞎起的为了好记住),DA比EA为定长比,DA到EA为逆时针45度(这里区分顺逆,我是从主动点连线转到从动点连线,也可以称为主从角)
这题问的是到C的距离,C也是一个关键点,叫做从距离点(因研究的是EC)。我们构造相似把从距CE转画为主距,就要找到主距点。非常简单,主从距点到瓜蒂A的长度比和角度是和主从动点一样的。所以找到主距点F,也可以看做是把C绕A顺时针转45度,再放大根号2倍,(或者说是做一个三角形等直ACF,因为原题目李的固定三角形就是等直)
然后ADE和AFC两三角形就构成了手拉手相似,还会生出一对相似,根据生出的相似比也为主从比。EC可以转化为DF如下图。
然后其实直线型轨迹,主从轨迹的夹角也是主从角。如下图
而且轨迹到瓜蒂A的距离之比和夹角也是:下图
我们总结一下就是主动点,从动点,瓜蒂组成一个固定形状的三角形,然后由从距离点,找到主距离点,主距点,从距点,瓜蒂,也是一个相同固定形状三角型,(大小也固定),这两个三角形手拉手,产生相似,CE最小也就是DF最小。这里注意,所以考写过程的时候,无需画出E的轨迹,也不需要说明E的轨迹是直线(自己心里知道就行了)。也就避免了提瓜豆原理
我们再看一个圆弧轨迹题目
首先先做处理,可以把AB,或AC按住不动,
如果按住AC 不动,那么,点B绕A转圆周(AB为半径定值)
按住AB类似,不动如下图
我这里就按住AB不动,那么可以看出C为主动点,O为从动点,正方形只是一个背景打酱油,主要是固定的三角形BCO
显然也满足定角定长比。B为瓜蒂,圆弧轨迹重要的就是找圆心,这里主动点的圆心是A,根据角度和长度比可以找到从动点的圆心。
两个圆心依然符合定角定长比。
这里的主从角是顺时针45度,长度比是跟号2比1,所以主从轨迹圆心,也是符合这个,相当于把A绕瓜蒂B顺时针转45度再缩小跟号2倍。
主动点,从动点,瓜蒂和主心,从心,瓜蒂分别构成两个形状相同的三角形,并且是手拉手,生相似,通过生出的相似可以得到,两个圆的半径比,也等于定长比。然后根据点圆距离就可以做题了。当然如果万一考了。不需要画圆轨迹(自己心里知道就行了),只构造相似,然后,利用AH定长,HO定长,三角形三边关系说明最大和最小值。
特别注意这道题研究的是从动点O是到A的距离,也就是其实主动点圆心,和从动点的距点是同一个点A。如果不是的,依然可以利用定角定长比,找到另一个距点,构造手拉手。
以上就是如何通过构造相似,把瓜豆原理,转为书本上的知识,大题写过程就可以放心的写了。
如下题是2018南通中考,就考察的这个知识点,大家可以练一练,如何构造,避免提瓜豆。
提示:定角90度,定长比1:1