中考数学直角三角形的边角关系综合题及答案解析

中考数学直角三角形的边角关系综合题及答案解析
一、直角三角形的边角关系
1．图1是一种折叠式晾衣架．晾衣时，该晾衣架左右晾衣臂张开后示意图如图2所示，两支脚OC＝OD＝10分米，展开角∠COD＝60°，晾衣臂OA＝OB＝10分米，晾衣臂支架HG ＝FE＝6分米，且HO＝FO＝4分米．当∠AOC＝90°时，点A离地面的距离AM为_______分米；当OB从水平状态旋转到OB′（在CO延长线上）时，点E绕点F随之旋转至OB′上的点E′处，则B′E′﹣BE为_________分米．
【答案】553
【解析】
【分析】
如图，作OP⊥CD于P，OQ⊥AM于Q，FK⊥OB于K，FJ⊥OC于J．解直角三角形求出MQ，AQ即可求出AM，再分别求出BE，B′E′即可．
【详解】
解：如图，作OP⊥CD于P，OQ⊥AM于Q，FK⊥OB于K，FJ⊥OC于J．
∵AM⊥CD，
∴∠QMP＝∠MPO＝∠OQM＝90°，
∴四边形OQMP是矩形，
∴QM＝OP，
∵OC＝OD＝10，∠COD＝60°，
∴△COD是等边三角形，
∵OP⊥CD，
∠COD＝30°，
∴∠COP＝1
2
∴QM＝OP＝OC•cos30°＝3
∵∠AOC＝∠QOP＝90°，
∴∠AOQ＝∠COP＝30°，
∴AQ＝1
OA＝5（分米），
2
∴AM＝AQ＋MQ＝5＋3
∵OB∥CD，
∴∠BOD＝∠ODC＝60°
在Rt△OFK中，KO＝OF•cos60°＝2（分米），FK＝OF•sin60°＝23（分米），
在Rt△PKE中，EK＝22
-＝26（分米），
EF FK
∴BE＝10−2−26＝（8−26）（分米），
在Rt△OFJ中，OJ＝OF•cos60°＝2（分米），FJ＝23（分米），
在Rt△FJE′中，E′J＝22
-（2）＝26，
63
∴B′E′＝10−（26−2）＝12−26，
∴B′E′−BE＝4．
故答案为：5＋53，4．
【点睛】
本题考查解直角三角形的应用，解题的关键是学会添加常用辅助线，构造直角三角形解决问题，属于中考常考题型．
2．已知：如图，在四边形 ABCD 中， AB∥CD，∠ACB =90°， AB=10cm， BC=8cm， OD 垂直平分 A C．点 P 从点 B 出发，沿 BA 方向匀速运动，速度为 1cm/s；同时，点 Q 从点 D 出发，沿 DC 方向匀速运动，速度为 1cm/s；当一个点停止运动，另一个点也停止运动．过点P作 PE⊥AB，交 BC 于点 E，过点 Q 作 QF∥AC，分别交 AD， OD 于点 F， G．连接 OP，EG．设运动时间为 t ( s )（0＜t＜5），解答下列问题：
（1）当 t 为何值时，点 E 在BAC 的平分线上？
（2）设四边形 PEGO 的面积为 S(cm2) ，求 S 与 t 的函数关系式；
（3）在运动过程中，是否存在某一时刻 t ，使四边形 PEGO 的面积最大？若存在，求出t 的值；若不存在，请说明理由；
（4）连接 OE， OQ，在运动过程中，是否存在某一时刻 t ，使 OE⊥OQ？若存在，求出t 的值；若不存在，请说明理由．
【答案】（1）4s t =；（2）PEGO S 四边形23
15688
t t =-++ ，(05)t <<；（3）52t =时，PEGO S 四边形取得最大值；（4）165
t =
时，OE OQ ⊥. 【解析】
【分析】 （1）当点E 在∠BAC 的平分线上时，因为EP ⊥AB ，EC ⊥AC ，可得PE=EC ，由此构建方程即可解决问题．
（2）根据S 四边形OPEG =S △OEG +S △OPE =S △OEG +（S △OPC +S △PCE -S △OEC ）构建函数关系式即可． （3）利用二次函数的性质解决问题即可．
（4）证明∠EOC=∠QOG ，可得tan ∠EOC=tan ∠QOG ，推出
EC GQ OC OG =，由此构建方程即可解决问题．
【详解】
（1）在Rt △ABC 中，∵∠ACB=90°，AB=10cm ，BC=8cm ，
∴=6（cm ），
∵OD 垂直平分线段AC ，
∴OC=OA=3（cm ），∠DOC=90°，
∵CD ∥AB ，
∴∠BAC=∠DCO ，
∵∠DOC=∠ACB ，
∴△DOC ∽△BCA ， ∴
AC AB BC OC CD OD ==， ∴61083CD OD
==， ∴CD=5（cm ），OD=4（cm ），
∵PB=t ，PE ⊥AB ，
易知：PE=34
t ，BE=54t ， 当点E 在∠BAC 的平分线上时，
∵EP ⊥AB ，EC ⊥AC ，
∴PE=EC ， ∴
34t=8-54t ， ∴t=4． ∴当t 为4秒时，点E 在∠BAC 的平分线上．
（2）如图，连接OE ，PC ．
S 四边形OPEG =S △OEG +S △OPE =S △OEG +（S △OPC +S △PCE -S △OEC ） =1414153154338838252
524524t t t t t ⎡⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫⨯-⨯+⨯⨯-+⨯-⨯-⨯⨯- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣ =28
1516(05)33
t t t -+
+<<． （3）存在． ∵2
8568(05)323S t t ⎛⎫=--+<< ⎪⎝⎭， ∴t=
52
时，四边形OPEG 的面积最大，最大值为683． （4）存在．如图，连接OQ ．
∵OE ⊥OQ ，
∴∠EOC+∠QOC=90°，
∵∠QOC+∠QOG=90°，
∴∠EOC=∠QOG ，
∴tan ∠EOC=tan ∠QOG ， ∴EC GQ OC OG =， ∴358544345
t t t -=-， 整理得：5t 2-66t+160=0， 解得165t =
或10（舍弃） ∴当165
t =秒时，OE ⊥OQ ． 【点睛】
本题属于四边形综合题，考查了解直角三角形，相似三角形的判定和性质，锐角三角函数，多边形的面积等知识，解题的关键是学会利用参数构建方程解决问题.
3．如图，从地面上的点A 看一山坡上的电线杆PQ ，测得杆顶端点P 的仰角是45°，向前
走6m到达B点，测得杆顶端点P和杆底端点Q的仰角分别是60°和30°．
（1）求∠BPQ的度数；
（2）求该电线杆PQ的高度（结果精确到1m）．备用数据：，
【答案】（1）∠BPQ=30°；
（2）该电线杆PQ的高度约为9m．
【解析】
试题分析：（1）延长PQ交直线AB于点E，根据直角三角形两锐角互余求得即可；
（2）设PE=x米，在直角△APE和直角△BPE中，根据三角函数利用x表示出AE和BE，根据AB=AE-BE即可列出方程求得x的值，再在直角△BQE中利用三角函数求得QE的长，则PQ的长度即可求解．
试题解析：延长PQ交直线AB于点E，
（1）∠BPQ=90°-60°=30°；
（2）设PE=x米．
在直角△APE中，∠A=45°，
则AE=PE=x米；
∵∠PBE=60°
∴∠BPE=30°
在直角△BPE中，33
米，
∵AB=AE-BE=6米，
则x-
3
3
x=6，
解得：3
则BE=（3）米．
在直角△BEQ中，QE=
3
3
BE=
3
3
（3+3）=（3）米．
∴PQ=PE-QE=9+33-（3+3）=6+23≈9（米）．
答：电线杆PQ 的高度约9米．
考点：解直角三角形的应用-仰角俯角问题．
4．如图，某校数学兴趣小组为测量校园主教学楼AB 的高度，由于教学楼底部不能直接到达，故兴趣小组在平地上选择一点C ，用测角器测得主教学楼顶端A 的仰角为30°，再向主教学楼的方向前进24米，到达点E 处（C ，E ，B 三点在同一直线上），又测得主教学楼顶端A 的仰角为60°，已知测角器CD 的高度为1.6米，请计算主教学楼AB 的高度．（3≈1.73，结果精确到0.1米）
【答案】22.4m
【解析】
【分析】
首先分析图形，根据题意构造直角三角形．本题涉及多个直角三角形，应利用其公共边构造等量关系，进而求解．
【详解】
解：在Rt △AFG 中，tan ∠AFG 3，
∴FG =tan 3
AG AFG =∠， 在Rt △ACG 中，tan ∠ACG =
AG CG ， ∴CG =tan AG ACG
∠=3． 又∵CG ﹣FG =24m ，
33
=24m ， ∴AG 3，
∴AB 3+1.6≈22.4m ．
5．如图，已知，在O e 中，弦AB 与弦CD 相交于点E ，且»»AC BD
=. （1）求证：AB CD =；
（2）如图，若直径FG 经过点E ，求证：EO 平分AED ∠；
（3）如图，在（2）的条件下，点P 在»CG
上，连接FP 交AB 于点M ，连接MG ，若AB CD ⊥，MG 平分PMB ∠，2MG =，FMG ∆的面积为2，求O e 的半径的长.
【答案】（1）见解析；（2）见解析；（3）O e 10.
【解析】
【分析】
(1) 利用相等的弧所对的弦相等进行证明；
（2）连接AO 、DO ，过点O 作OJ AB ⊥于点J ，OQ CD ⊥于点Q ，证明AOJ DOQ ∆≅∆得出OJ OQ =，根据角平分线的判定定理可得结论；
（3）如图，延长GM 交O e 于点H ，连接HF ，求出2FH =，在HG 上取点L ，使HL FH =，延长FL 交O e 于点K ，连接KG ，求出22FL =HM n =，则有
22LK KG n ==，2222
FK FL LK n =+=+，再证明KFG EMG HMF ∠=∠=∠，从而得到tan tan KFG HMF ∠=∠，
KG HF FK HM
=，再代入LK 和FK 的值可得n=4,再求得FG 的长，最后得到圆的半径为10．
【详解】 解：（1）证明：∵»»AC BD =，∴»»»»AC CB
BD CB +=+， ∴»»AB CD =，
∴AB CD =.
（2）证明：如图，连接AO 、DO ，过点O 作OJ AB ⊥于点J ，OQ CD ⊥于点Q ，
∴90AJO DQO ∠=∠=︒，1122
AJ AB CD DQ =
==， 又∵AO DO =，
∴AOJ DOQ ∆≅∆，
∴OJ OQ =，
又∵OJ AB ⊥，OQ CD ⊥，
∴EO 平分AED ∠.
（3）解：∵CD AB ⊥，∴90AED ∠=︒，
由（2）知，1452
AEF AED ∠=
∠=︒， 如图，延长GM 交O e 于点H ，连接HF ，
∵FG 为直径，∴90H ∠=︒，122
MFG S MG FH ∆=
⨯⋅=， ∵2MG =，∴2FH =， 在HG 上取点L ，使HL FH =，延长FL 交O e 于点K ，连接KG ，
∴45HFL HLF ∠=∠=︒，45KLG HLF ∠=∠=︒，
∵FG 为直径，∴90K ∠=︒，
∴9045KGL KLG KLG ∠=︒-∠=︒=∠，∴LK KG =，
在Rt FHL ∆中，222FL FH HL =+，22FL =
设HM n =，2HL MG ==，
∴GL LM MG HL LM HM n =+=+==，
在Rt LGK ∆中，222LG LK KG =+，22
LK KG ==，222FK FL LK =+=， ∵GMP GMB ∠=∠，∵PMG HMF ∠=∠，∴HMF GMB ∠=∠， ∵1452
AEF AED ∠=∠=︒， ∴45MGF EMG MEF ∠+∠=∠=︒，45MGF KFG HLF ∠+∠=∠=︒， ∴KFG EMG HMF ∠=∠=∠，
∴tan tan KFG HMF ∠=∠， ∴KG HF FK HM =，∴2222222n
n =+，4n =， ∴6HG HM MG =+=，
在Rt HFG ∆中，222FG FH HG =+，210FG =10FO =
即O e 10
【点睛】
考查了圆的综合题，本题是垂径定理、圆周角定理以及三角函数等的综合应用，适当的添
加辅助线是解题的关键．
6．如图，直线y＝1 2
x+2与x轴交于点A，与y轴交于点B，抛物线y＝﹣
1
2
x2+bx+c经过A、B两点，与x轴的另一个交点为C．
（1）求抛物线的解析式；
（2）根据图象，直接写出满足
1
2
x+2≥﹣
1
2
x2+bx+c的x的取值范围；
（3）设点D为该抛物线上的一点、连结AD，若∠DAC＝∠CBO，求点D的坐标．
【答案】（1）2
13
2
22
y x x
=--+；（2）当x≥0或x≤﹣4；（3）D点坐标为（0，2）或（2，﹣3）．
【解析】
【分析】
（1）由直线y＝
1
2
x+2求得A、B的坐标，然后根据待定系数法即可求得抛物线的解析式；
（2）观察图象，找出直线在抛物线上方的x的取值范围；
（3）如图，过D点作x轴的垂线，交x轴于点E，先求出CO＝1，AO＝4，再由∠DAC＝
∠CBO，得出tan∠DAC＝tan∠CBO，从而有，DE CO
AE BO
=,最后分类讨论确定点D的坐标．【详解】
解：（1）由y＝
1
2
x+2可得：
当x＝0时，y＝2；当y＝0时，x＝﹣4，
∴A（﹣4，0），B（0，2），
把A、B的坐标代入y＝﹣
1
2
x2+bx+c得：
3
2
2
b
c
⎧
=-
⎪
⎨
⎪=
⎩
，，
∴抛物线的解析式为：2
13
2
22
y x x
=--+
（2）当x≥0或x≤﹣4时，
1
2
x+2≥﹣
1
2
x2+bx+c
（3）如图，过D 点作x 轴的垂线，交x 轴于点E ， 由213222y x x =-+令y ＝
0， 解得：x 1＝1，x 2＝﹣4，
∴CO ＝1，AO ＝4，
设点D 的坐标为（m ，213222
m m --+）， ∵∠DAC ＝∠CBO ，
∴tan ∠DAC ＝tan ∠CBO ，
∴在Rt △ADE 和Rt △BOC 中有DE CO AE BO =， 当D 在x 轴上方时，213212242
--+=+m m m 解得：m 1＝0，m 2＝﹣4（不合题意，舍去），
∴点D 的坐标为（0，2）．
当D 在x 轴下方时，213(2)12242
---+=+m m m 解得：m 1＝2，m 2＝﹣4（不合题意，舍去），
∴点D 的坐标为（2，﹣3），
故满足条件的D 点坐标为（0，2）或（2，﹣3）．
【点睛】
本题是二次函数综合题型，主要考查了一次函数图象上点的坐标特征，待定系数法求二次函数解析式．解题的关键是能够熟练掌握一次函数和二次函数的有关知识解决问题，分类讨论是第（3）题的难点．
7．如图（1），已知正方形ABCD 在直线MN 的上方BC 在直线MN 上，E 是BC 上一点，以AE 为边在直线MN 的上方作正方形AEFG ．
（1）连接GD ，求证：△ADG ≌△ABE ；
（2）连接FC ，观察并直接写出∠FCN 的度数（不要写出解答过程）
（3）如图（2），将图中正方形ABCD 改为矩形ABCD ，AB ＝6，BC ＝8，E 是线段BC 上一动点（不含端点B 、C ），以AE 为边在直线MN 的上方作矩形AEFG ，使顶点G 恰好落在射
线CD 上．判断当点E 由B 向C 运动时，∠FCN 的大小是否总保持不变，若∠FCN 的大小不变，请求出tan ∠FCN 的值．若∠FCN 的大小发生改变，请举例说明．
【答案】（1）见解析；（2）∠FCN ＝45°，理由见解析；（3）当点E 由B 向C 运动时，∠FCN 的大小总保持不变，tan ∠FCN
＝43
．理由见解析. 【解析】
【分析】
（1）根据三角形判定方法进行证明即可．
（2）作FH ⊥MN 于H ．先证△ABE ≌△EHF ，得到对应边相等，从而推出△CHF 是等腰直角三角形，∠FCH 的度数就可以求得了．
（3）解法同（2），结合（1）（2）得：△EFH ≌△GAD ，△EFH ∽△ABE ，得出EH=AD=BC=8，由三角函数定义即可得出结论．
【详解】
（1）证明：∵四边形ABCD 和四边形AEFG 是正方形，
∴AB ＝AD ，AE ＝AG ＝EF ，∠BAD ＝∠EAG ＝∠ADC ＝90°，
∴∠BAE +∠EAD ＝∠DAG +∠EAD ，∠ADG ＝90°＝∠ABE ，
∴∠BAE ＝∠DAG ，
在△ADG 和△ABE 中， ADG ABE DAG BAE AD AB ∠=∠⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩
，
∴△ADG ≌△ABE （AAS ）．
（2）解：∠FCN ＝45°，理由如下：
作FH ⊥MN 于H ，如图1所示：
则∠EHF ＝90°＝∠ABE ，
∵∠AEF ＝∠ABE ＝90°，
∴∠BAE +∠AEB ＝90°，∠FEH +∠AEB ＝90°，
∴∠FEH ＝∠BAE ，在△EFH 和△ABE 中，
EHF ABE FEH BAE AE EF ∠=∠⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩
，
∴△EFH ≌△ABE （AAS ），
∴FH ＝BE ，EH ＝AB ＝BC ，
∴CH ＝BE ＝FH ，
∵∠FHC ＝90°，
∴∠FCN ＝45°．
（3）当点E 由B 向C 运动时，∠FCN 的大小总保持不变，理由如下：
作FH ⊥MN 于H ，如图2所示：
由已知可得∠EAG ＝∠BAD ＝∠AEF ＝90°，
结合（1）（2）得：△EFH ≌△GAD ，△EFH ∽△ABE ，
∴EH ＝AD ＝BC ＝8，
∴CH ＝BE ， ∴EH FH FH AB BE CH
==； 在Rt △FEH 中，tan ∠FCN ＝8463
FH EH CH AB ===， ∴当点E 由B 向C 运动时，∠FCN 的大小总保持不变，tan ∠FCN ＝
43． 【点睛】
本题是四边形综合题目，考查了正方形，矩形的判定及全等三角形的判定方法等知识点的综合运用，其重点是通过证三角形全等或相似来得出线段的相等或成比例．
8．如图，在▱ABCD 中，AC 与BD 交于点O ，AC ⊥BC 于点C ，将△ABC 沿AC 翻折得到△AEC ，连接DE ．
（1）求证：四边形ACED 是矩形；
（2）若AC ＝4，BC ＝3，求sin ∠ABD 的值．
【答案】（1）证明见解析（2）613 【解析】
【分析】 （1）根据▱ABCD 中，AC ⊥BC ，而△ABC ≌△AEC ，不难证明；
（2）依据已知条件，在△ABD 或△AOC 作垂线AF 或OF ，求出相应边的长度，即可求出∠ABD 的正弦值．
【详解】
（1）证明：∵将△ABC 沿AC 翻折得到△AEC ，
∴BC ＝CE ，AC ⊥CE ，
∵四边形ABCD 是平行四边形，
∴AD ∥BC ，AD ＝BC ，
∴AD ＝CE ，AD ∥CE ， ∴四边形ACED 是平行四边形，
∵AC ⊥CE ，
∴四边形ACED 是矩形．
（2）解：方法一、如图1所示，过点A 作AF ⊥BD 于点F ，
∵BE ＝2BC ＝2×3＝6，DE ＝AC ＝4，
∴在Rt △BDE 中，
2222BD BE DE 64213=+=+=∵S △BDE ＝12×DE•AD ＝12
AF•BD ， ∴AF 61313213
=， ∵Rt △ABC 中，AB 2234+5，
∴Rt △ABF 中，
sin ∠ABF ＝sin ∠ABD ＝6136135
AF AB ==
方法二、如图2所示，过点O 作OF ⊥AB 于点F ，
同理可得，OB ＝
1132BD = ∵S △AOB ＝11OF AB OA BC 22
⋅=⋅，
∴OF ＝23655⨯=， ∵在Rt △BOF 中， sin ∠FBO ＝0613513F OB ==， ∴sin ∠ABD ＝
613．
【点睛】
本题考查直角三角形翻折变化后所得图形的性质，矩形的判定和性质，平行四边形的性质和解直角三角形求线段的长度，关键是正确添加辅助线和三角形面积的计算公式求出sin ∠ABD ．
9．如图1，在Rt △ABC 中，∠ACB ＝90°，AC ＝3，BC ＝4，动点P 在线段BC 上，点Q 在线段AB 上，且PQ ＝BQ ，延长QP 交射线AC 于点D ．
（1）求证：QA ＝QD ；
（2）设∠BAP ＝α，当2tanα是正整数时，求PC 的长；
（3）作点Q 关于AC 的对称点Q′，连结QQ′，AQ′，DQ′，延长BC 交线段DQ′于点E ，连结AE ，QQ′分别与AP ，AE 交于点M ，N （如图2所示）．若存在常数k ，满足k•MN ＝PE•QQ′，求k 的值．
【答案】（1）证明见解析（2）PC的长为3
7
或
3
2
（3）8
【解析】
【分析】
（1）由等腰三角形的性质得出∠B＝∠BPQ＝∠CPD，由直角三角形的性质得出∠BAC＝∠D，即可得出结论；
（2）过点P作PH⊥AB于H，设PH＝3x，BH＝4x，BP＝5x，由题意知tanα＝1或1
2
，当
tanα＝1时，HA＝PH＝3x，与勾股定理得出3x+4x＝5，解得x＝5
7
，即可求出PC长；
当tanα＝1
2
时，HA＝2PH﹣6x，得出6x+4x＝5，解得x＝
1
2
，即可求出PC长；
（3）设QQ′与AD交于点O，由轴对称的性质得出AQ′＝AQ＝DQ＝DQ′，得出四边形
AQDQ′是菱形，由菱形的性质得出QQ′⊥AD，AO＝1
2
AD，证出四边形BEQ'Q是平行四边
形，得出QQ′＝BE，设CD＝3m，则PC＝4m，AD＝3+3m，即QQ′﹣BE＝4m+4，PE＝8m，
由三角函数得出MO
AO
＝tan∠PAC＝
PC
AC
，即可得出结果．
【详解】
（1）证明：∵PQ＝BQ，
∴∠B＝∠BPQ＝∠CPD，
∵∠ACB＝∠PCD＝90°，
∴∠A+∠BAC＝90°，∠D+∠CPD＝90°，
∴∠BAC＝∠D，
∴QA＝QD；
（2）解：过点P作PH⊥AB于H，如图1所示：设PH＝3x，BH＝4x，BP＝5x，
由题意得：tan∠BAC＝4
3
，∠BAP＜∠BAC，
∴2tanα是正整数时，tanα＝1或1
2
，当tanα＝1时，HA＝PH＝3x，
∴3x+4x
5，
∴x ＝57
， 即PC ＝4﹣5x ＝
37； 当tanα＝12
时，HA ＝2PH ﹣6x ， ∴6x+4x ＝5，
∴x ＝12
， 即PC ＝4﹣5x ＝32
； 综上所述，PC 的长为
37或32； （3）解：设QQ′与AD 交于点O ，如图2所示：
由轴对称的性质得：AQ′＝AQ ＝DQ ＝DQ′，
∴四边形AQDQ′是菱形，
∴QQ′⊥AD ，AO ＝
12AD ， ∵BC ⊥AC ，
∴QQ′∥BE ，
∵BQ ∥EQ′，
∴四边形BEQ'Q 是平行四边形，
∴QQ′＝BE ，
设CD ＝3m ，则PC ＝4m ，AD ＝3+3m ，
即QQ′﹣BE ＝4m+4，PE ＝8m ， ∵MO AO ＝tan ∠PAC ＝PC AC
， ∴332
MO m +＝43m ， 即MN ＝2MO ＝4m （1+m ），
∴k ＝PE QQ MN
g ′＝8(44)4(1)m m m m ++＝8．
【点睛】
本题是三角形综合题目，考查了等腰三角形的性质与判定、三角函数、勾股定理、菱形的判定与性质、平行线的性质以及分类讨论等知识；本题综合性强，熟练掌握等腰三角形的判定与性质，灵活运用三角函数是解题关键．
10．抛物线y=ax²+bx+4（a≠0）过点A(1, ﹣1)，B(5, ﹣1)，与y轴交于点C．
（1）求抛物线表达式；
（2）如图1，连接CB，以CB为边作▱CBPQ，若点P在直线BC下方的抛物线上，Q为坐标平面内的一点，且▱CBPQ的面积为30，
①求点P坐标;
②过此二点的直线交y轴于F, 此直线上一动点G,当GB+
2
GF
2
最小时,求点G坐标.
（3）如图2，⊙O1过点A、B、C三点，AE为直径，点M为上的一动点（不与点A，E重合），∠MBN为直角，边BN与ME的延长线交于N，求线段BN长度的最大值
【答案】（1）y=x²﹣6x+4（2）①P(2, -4)或P(3, -5) ②G(0, -2)（3）313
【解析】
【分析】
（1）把点A（1，-1），B（5，-1）代入抛物线y=ax2+bx+4解析式，即可得出抛物线的表达式；
（2）①如图，连接PC，过点P作y轴的平行线交直线BC于R，可求得直线BC的解析式
为：y=-x+4，设点P（t，t2-6t+4），R（t，-t+4），因为▱CBPQ的面积为30，所以S△PBC=1 2
×(−t+4−t2+6t−4)×5＝15，解得t的值，即可得出点P的坐标；②当点P为（2，-4）时，求
得直线QP的解析式为：y=-x-2，得F（0，-2），∠GOR=45°，因为GB+
2 2
GF=GB+GR，所以当G于F重合时，GB+GR最小，即可得出点G的坐标；当点P为（3，-5）时，同理可求；
（3）先用面积法求出sin∠ACB=
213
，tan∠ACB=
2
3
，在Rt△ABE中，求得圆的直径，因为MB⊥NB，可得∠N=∠AEB=∠ACB，因为tanN=
MB
BN
＝
2
3
，所以BN=
3
2
MB，当MB为直径时，BN的长度最大．
【详解】
(1) 解：（1）∵抛物线y=ax2+bx+4（a≠0）过点A（1，-1），B（5，-1），
∴
14
12554
a b
a b
-++
⎧
⎨
-++
⎩
＝
，
＝
解得
1
6
a
b
⎧
⎨
-
⎩
＝
，
＝
∴抛物线表达式为y=x²﹣6x+4．
(2)①如图，连接PC，过点P作y轴的平行线交直线BC于R，
设直线BC的解析式为y=kx+m，
∵B（5，-1），C（0，4），
∴
15
4
k m
m
-+
⎧
⎨
⎩
＝
＝
，解得
1
4
k
m
＝
，
＝
-
⎧
⎨
⎩
∴直线BC的解析式为：y=-x+4，
设点P（t，t2-6t+4），R（t，-t+4），
∵▱CBPQ的面积为30，
∴S△PBC=1
2
×(−t+4−t2+6t−4)×5＝15，
解得t=2或t=3，
当t=2时，y=-4
当t=3时，y=-5，
∴点P坐标为（2，-4）或（3，-5）；
②当点P为（2，-4）时，
∵直线BC解析式为：y=-x+4， QP∥BC，
设直线QP的解析式为：y=-x+n，
将点P代入，得-4=-2+n，n=-2，
∴直线QP的解析式为：y=-x-2，
∴F（0，-2），∠GOR=45°，
∴GB+2GF=GB+GR
当G于F重合时，GB+GR最小，此时点G的坐标为（0，-2），同理，当点P为（3，-5）时，直线QP的解析式为：y=-x-2，
同理可得点G的坐标为（0，-2），
(3) ）∵A（1，-1），B（5，-1）C（0，4），
∴AC=26，BC=52，
∵S△ABC=1
2AC×BCsin∠ACB＝
1
2
AB×5，
∴sin∠ACB=213，tan∠ACB=2
3
，∵AE为直径，AB=4，
∴∠ABE=90°，
∵sin∠AEB=sin∠ACB=213＝4
AE
，∴AE=213，
∵MB⊥NB，∠NMB=∠EAB，
∴∠N=∠AEB=∠ACB，
∴tanN=MB
BN ＝
2
3
，
∴BN=3
2
MB，
当MB为直径时，BN的长度最大，为313．
【点睛】
题考查用到待定系数法求二次函数解析式和一次函数解析式，圆周角定理，锐角三角函数定义，平行四边形性质．解决（3）问的关键是找到BN与BM之间的数量关系．
11．在Rt△ABC中，∠ACB＝90°，CD是AB边的中线，DE⊥BC于E，连结CD，点P在射
线CB上（与B，C不重合）
（1）如果∠A＝30°，
①如图1，∠DCB等于多少度；
②如图2，点P在线段CB上，连结DP，将线段DP绕点D逆时针旋转60°，得到线段DF，连结BF，补全图2猜想CP、BF之间的数量关系，并证明你的结论；
（2）如图3，若点P在线段CB 的延长线上，且∠A＝α（0°＜α＜90°），连结DP，将线段DP绕点逆时针旋转2α得到线段DF，连结BF，请直接写出DE、BF、BP三者的数量关系（不需证明）
【答案】（1）①∠DCB＝60°．②结论：CP＝BF．理由见解析；（2）结论：BF﹣BP＝
2DE•tanα．理由见解析．
【解析】
【分析】
（1）①根据直角三角形斜边中线的性质，结合∠A＝30°，只要证明△CDB是等边三角形即可；
②根据全等三角形的判定推出△DCP≌△DBF，根据全等的性质得出CP＝BF，
（2）求出DC＝DB＝AD，DE∥AC，求出∠FDB＝∠CDP＝2α+∠PDB，DP＝DF，根据全等三角形的判定得出△DCP≌△DBF，求出CP＝BF，推出BF﹣BP＝BC，解直角三角形求出CE＝DEtanα即可．
【详解】
（1）①∵∠A＝30°，∠ACB＝90°，
∴∠B＝60°，
∵AD＝DB，
∴CD＝AD＝DB，
∴△CDB是等边三角形，
∴∠DCB＝60°．
②如图1，结论：CP＝BF．理由如下：
∵∠ACB＝90°，D是AB的中点，DE⊥BC，∠DCB＝60°，
∴△CDB 为等边三角形.
∴∠CDB ＝60°
∵线段DP 绕点D 逆时针旋转60°得到线段DF ，
∵∠PDF ＝60°，DP ＝DF ，
∴∠FDB ＝∠CDP ，
在△DCP 和△DBF 中
DC DB CDP BDF DP DF =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩
，
∴△DCP ≌△DBF ，
∴CP ＝BF.
（2）结论：BF ﹣BP ＝2DEtanα．
理由：∵∠ACB ＝90°，D 是AB 的中点，DE ⊥BC ，∠A ＝α，
∴DC ＝DB ＝AD ，DE ∥AC ，
∴∠A ＝∠ACD ＝α，∠EDB ＝∠A ＝α，BC ＝2CE ，
∴∠BDC ＝∠A+∠ACD ＝2α，
∵∠PDF ＝2α，
∴∠FDB ＝∠CDP ＝2α+∠PDB ，
∵线段DP 绕点D 逆时针旋转2α得到线段DF ，
∴DP ＝DF ，
在△DCP 和△DBF 中
DC DB CDP BDF DP DF =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩
，
∴△DCP ≌△DBF ，
∴CP ＝BF ，
而 CP ＝BC+BP ，
∴BF ﹣BP ＝BC ，
在Rt △CDE 中，∠DEC ＝90°，
∴tan ∠CDE ＝
CE DE
， ∴CE ＝DEtanα， ∴BC ＝2CE ＝2DEtanα，
即BF ﹣BP ＝2DEtanα．
【点睛】
本题考查了三角形外角性质，等边三角形的判定和性质，全等三角形的性质和判定，直角三角形的性质，旋转的性质的应用，能推出△DCP ≌△DBF 是解此题的关键，综合性比较强，证明过程类似．
12．如图，在平面直角坐标系xOy中，已知点A（3，0），点B（0，33），点O为原点．动点C、D分别在直线AB、OB上，将△BCD沿着CD折叠，得△B'CD．
（Ⅰ）如图1，若CD⊥AB，点B'恰好落在点A处，求此时点D的坐标；
（Ⅱ）如图2，若BD=AC，点B'恰好落在y轴上，求此时点C的坐标；
（Ⅲ）若点C的横坐标为2，点B'落在x轴上，求点B'的坐标（直接写出结果即可）．【答案】（1）D（032）C（12﹣33﹣18）；（3）B'（13 0），（2130）.
【解析】
【分析】
(1)设OD为x，则3x，在RT△ODA中应用勾股定理即可求解；
(2)由题意易证△BDC∽△BOA，再利用A、B坐标及BD=AC可求解出BD长度，再由特殊角的三角函数即可求解；
(3)过点C作CE⊥AO于E，由A、B坐标及C的横坐标为2，利用相似可求解出BC、CE、OC等长度；分点B’在A点右边和左边两种情况进行讨论，由翻折的对称性可知BC=B’C，再利用特殊角的三角函数可逐一求解.
【详解】
（Ⅰ）设OD为x，
∵点A（3，0），点B（0，33），
∴AO=3，BO=33
∴AB=6
∵折叠
∴BD=DA
在Rt△ADO中，OA2+OD2=DA2．
∴9+OD2=（33﹣OD）2．
∴3
∴D（03）
（Ⅱ）∵折叠
∴∠BDC=∠CDO=90°
∴CD∥OA
∴BD BC BO AB =且BD=AC ， ∴6633
BD -= ∴BD=123﹣18
∴OD=33﹣（123﹣18）=18﹣93
∵tan ∠ABO=3OB AO =， ∴∠ABC=30°，即∠BAO=60°
∵tan ∠ABO=3BD 3
CD =， ∴CD=12﹣63
∴D （12﹣63，123﹣18）
（Ⅲ）如图：过点C 作CE ⊥AO 于E
∵CE ⊥AO
∴OE=2，且AO=3
∴AE=1，
∵CE ⊥AO ，∠CAE=60°
∴∠ACE=30°且CE ⊥AO
∴AC=2，3∵BC=AB ﹣AC
∴BC=6﹣2=4
若点B'落在A 点右边，
∵折叠
∴BC=B'C=4，3CE ⊥OA
∴22'13B C CE -=∴13∴B'（130）
若点B'落在A 点左边，
∵折叠
∴BC=B'C=4，
CE⊥OA
∴
=
∴
2
∴B'（20）
综上所述：B'（0），（20）
【点睛】
本题结合翻折综合考查了三角形相似和特殊角的三角函数，第3问中理解B’点的两种情况是解题关键.。