在代数问题中,我们通常会用设参数的方法,理清那些较复杂的数量关系,使一些难于正面解决的问题迎刃而解。而所设的参数往往最后可以消去,达到了设而不求的目的。可见,参数法给解题带来诸多方便,使得解题方法化繁为简。在几何问题中,我们同样可以设某一个几何量为参数,利用参数法解决一些几何问题也是非常奏效的。
下面列举几个实例,读者可以领略一下参数法解题的风采。
一、设参数巧求点的运动路径长
例题:如图,在边长为2的正方形ABCD中,点P在边OC上从点O向点C运动,点Q在边CB上从点C向点B运动,P、Q两点的运动速度均为每秒2个单位,连接PQ的中点为M,求点M运动的路径长。
分析:以O为原点,分别以OC和OA所在直线为x轴,y轴,建立平面直角坐标系,设点P和Q运动时间为t,可知OP=CQ=2t
点P坐标为(2t,0),点Q坐标为(2,2t),由中点坐标公式可知点M坐标为(t+1,t),设M坐标为(x,y),则x=t+1,y=t,通过消去参数t ,可得点M在直线y=x-1上,从而得出点M的运动轨迹是OC和BC的中点连线段,即可求出点M的运动路径长。
二、设参数巧求最值
例题:如图,在平面直角坐标系内,矩形OABC的顶点A.?C分别落在x轴、y轴上,且OA=5,OC=4,O为边OA上一点,且OD=2,点P为直线CB上的一个动点,在PD右侧作PQ⊥PD,且PQ=PD,在点P沿直线运动的过程中,求使得CQ+DQ值最小的点Q的坐标,并求出这个最小值。
分析:设点P横坐标为a,如图1过点P作PE⊥OA,QF⊥BC.先证明△PED≌△PBQ,由全等三角形的性质可知:PB=PE=4,QF=DE=2-a,故此可得到点Q的坐标为(a+4,6-a);
令x=a+4,y=6-a,消去字母a从而得到y=-x+10;如图2所示:可知点Q为直线y=-x+10上的一个动点,CQ+DQ的最小值可转化为“将军饮马问题”,即作点C关于直线y=-x+10的对称点M,连接MD,交直线y=-x+10与点Q.先求得点M的坐标为(6,10),从而可求得直线DM的解析式为与y=-x+10联立可解得点Q坐标,由轴对称的性质可知CQ+DQ的最小值为MD= =
三、设参数巧证三角形面积相等
例题:某数学兴趣小组对线段上的动点问题进行探究,已知AB=8.如图,点P为线段AB上的一个动点,分别以AP、BP为边在同侧作正方形APDC、BPEF.分别连结AD、DF、AF,AF交DP于点K,当点P运动时,在△APK、△ADK、△DFK中,是否存在两个面积始终相等的三角形?请说明理由.
分析:以A点为原点,AB方向为x轴正半轴,AC方向为y轴正半轴,建立直角坐标系。设AP=a,则点P(a,0),D(a,a),F(8,8-a)
直线AF的解析式为,解得点K坐标为,所以PK=, DK=,∴= , ,∴
结束语:在解几何题的过程中,我们往往会遇到一些不能直接求解或直接求解困难,或较繁琐的变数问题时,常会通过引入条件中原来没有的辅助参数,使问题转化从而得到解决。应用参数法解几何题要恰当选取参数,就会收到事倍功半的效果。其次,还要考虑参数本身的取值范围,以及参数并不是直接研究对象,它只是起到“桥梁”和转化作用,所以最后我们还应该回到问题的本质。