全国100套中考数学压轴题分类解析汇编专题[最新]-37页精选文档
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2013年全国100套中考数学压轴题分类解析汇编
专题2:动点问题
1. (2012上海市14分)如图,在半径为2的扇形AOB 中,∠AOB =90°,点C 是弧AB 上的一个动点(不与点A 、B 重合)OD ⊥BC ,OE ⊥AC ,垂足分别为D 、E .
(1)当BC =1时,求线段OD 的长;
(2)在△DOE 中是否存在长度保持不变的边?如果存在,请指出并求其长度,如果不存在,请说明理由;
(3)设BD =x ,△DOE 的面积为y ,求y 关于x 的函数关系式,并写出它的定义域.
【答案】解:(1)∵点O 是圆心,OD ⊥BC ,BC =1,∴BD =12BC =12。
又∵OB =2
,∴==。
(2)存在,DE 是不变的。
如图,连接AB ,
则=。
∵D 和E 是中点,∴DE
=12
(3)∵BD =x ,
∴OD =。
∵∠1=∠2,∠3=∠4,∠AOB =900。
∴∠2+∠3=45°。
过D
作DF ⊥OE ,垂足为点F 。
∴DF =OF。
由△BOD ∽△EDF ,得BD OD
=
EF DF
,即x EF EF
x 。
∴OE
2. (2012福建南平14分)如图,在△ABC 中,点D 、E 分别在边BC 、AC 上,连接AD 、DE ,且∠1=∠B =∠C .
(1)由题设条件,请写出三个正确结论:(要求不再添加其他字母和辅
助线,找结论过程中添加的字母和辅助线不能出现在结论中,不必证明) 答:结论一: ;结论二: ;结论三: .
(2)若∠B =45°,BC =2,当点D 在BC 上运动时(点D 不与B 、C 重合), ①求CE 的最大值;
②若△ADE 是等腰三角形,求此时BD 的长.
(注意:在第(2)的求解过程中,若有运用(1)中得出的结论,须加以证明)
【答案】解:(1)AB =AC ;∠AED =∠ADC ;△ADE ∽△ACD 。
(2)①∵∠B =∠C ,∠B =45°,∴△ACB 为等腰直角三角形。
∵∠1=∠C ,∠DAE =∠CAD ,∴△ADE ∽△ACD 。
∴AD :AC =AE :AD ,∴22AD AE AC 2
==22
AD 2= 。
当AD 最小时,AE 最小,此时AD ⊥BC ,AD =1
2
BC =1。
∴AE 的最小值为 2221⨯=。
∴CE 的最大值= 222-=。
②当
AD =AE 时,∴∠1=∠AED =45°,
∴∠DAE =90°。
∴点D 与B 重合,不合题意舍去。
当EA =ED 时,如图1,∴∠EAD =∠1=45°。
∴AD 平分∠BAC ,∴AD 垂直平分BC 。
∴BD =1。
当DA =DE 时,如图2,
∵△ADE ∽△ACD ,∴DA :AC =DE :DC 。
∴DC =CA =2。
∴BD =BC -DC =2-2。
综上所述,当△ADE 是等腰三角形时,BD 的长的长为1
或2。
3. (2012甘肃兰州12分)如图,Rt △ABO 的两直角边OA 、OB 分别在x 轴的负半轴和y 轴的正半轴上,O 为坐标原点,A 、B 两点的坐标分别为(-3,0)、(0,4),抛物线y =2
3
x 2
+bx +c 经过点B ,且顶点在直线x =52
上. (1)求抛物线对应的函数关系式;
(2)若把△ABO 沿x 轴向右平移得到△DCE ,点A 、B 、O 的对应点分别是D 、C 、E ,当四边形ABCD 是菱形时,试判断点C 和点D 是否在该抛物线上,并说明理由;
(3)在(2)的条件下,连接BD ,已知对称轴上存在一点P 使得△PBD 的周长最小,求出P 点的坐标;
(4)在(2)、(3)的条件下,若点M 是线段OB 上的一个动点(点M 与点O 、B 不重合),过点M 作∥BD 交x 轴于点N ,连接PM 、PN ,设OM 的长为t ,△PMN 的面积为S ,求S 和t 的函数关系式,并写出自变量t 的取值范围,S 是否存在最大值?若存在,求出最大值和此时M 点的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】解:(1)∵抛物线y =23
x 2+bx +c 经过点B (0,4),∴c =4。
∵顶点在直线x =5
2
上,∴b 5=
2223-
⋅,解得10b=3
-。
∴所求函数关系式为2210
y=x x+433
-。
(2)在Rt △ABO 中,OA =3,OB =4
,∴AB 5。
∵四边形ABCD 是菱形,∴BC =CD =DA =AB =5。
∴C 、D 两点的坐标分别是(5,4)、(2,0),
当x =5时,2210
y=55+4=433⨯-
⨯;
当x =2时,2210
y=22+4=033
⨯-⨯。
∴点C 和点D 都在所求抛物线上。
(3)设CD 与对称轴交于点P ,则P 为所求的点,
设直线CD 对应的函数关系式为y =kx +b ,
则5k+b=42k+b=0⎧⎨⎩,解得,4k=3
8
b=3⎧⎪⎪⎨⎪-⎪⎩。
∴直线CD 对应的函数关系式为48
y=x 33
-。
当x =5
2时,4582y==3233⨯-。
∴P (5223
,)。
(4)∵MN ∥BD ,∴△OMN ∽△OBD 。
∴OM ON OB OD =
,即t ON 42=,得t
ON 2
=。
设
对称轴交x 于点F ,则
()PFOM 112555
S PF OM OF=+t =t+223246
⎛⎫=⋅+⋅⋅⋅ ⎪⎝⎭梯形。
2255115117t+t t+t +t 46466412⎛⎫
=---=- ⎪⎝⎭
(0<t <4)。
∵2
2117117289S=t +t=t +41246144⎛⎫--- ⎪
⎝⎭,1
04
<-,0<
17
6
<4, ∴当17t=
6时,S 取最大值是289144。
此时,点M 的坐标为(0,176)。
4. (2012广东省9分)如图,抛物线213
y=x x 922
--与x 轴交于A 、B 两
点,与y 轴交于点C ,连接BC 、AC . (1)求AB 和OC 的长;
(2)点E 从点A 出发,沿x 轴向点B 运动(点E 与点A 、B 不重合),过点E 作直线l 平行BC ,交AC 于点D .设AE 的长为m ,△ADE 的面积为s ,求s 关于m 的函数关系式,并写出自变量m 的取值范围; (3)在(2)的条件下,连接CE ,求△CDE 面积的最大值;此时,求出以点E 为圆心,与BC 相切的圆的面积(结果保留π).
【答案】解:(1)在213y=x x 922
--中, 令x =0,得y =-9,∴C (0,﹣9);
令y =0,即213x x 9=022
--,解得:x 1=﹣3,x 2=6,∴A (﹣3,0)、B (6,0)。
∴AB =9,OC =9。
(2)∵ED ∥BC ,∴△AED ∽△ABC ,∴2
AED ABC S AE S AB ∆∆⎛⎫= ⎪⎝⎭,即:2
s m 19992
⎛⎫
= ⎪⎝⎭⋅⋅。
∴s =12
m 2(0<m <9)。
(3)∵S △AEC =12
AE •OC =92m ,S △AED =s =1
2m 2,
∴S △EDC =S △AEC ﹣S △AED =﹣12m 2+92m =﹣12(m ﹣92
)2+81
8。
∴△CDE 的最大面积为818,此时,AE =m =9
2
,BE =AB
﹣AE =9
2。
又22BC 6+9=313=,
过E 作EF ⊥BC 于F ,则Rt △BEF ∽Rt △BCO ,得:EF BE OC BC =,即:9
EF
29313
=。
∴27
EF 1326
=。
∴以E 点为圆心,与BC 相切的圆的面积 S ⊙E =π•EF 2=729
52
π。
5. (2012贵州毕节16分)如图,直线l 1经过点A (-1,0),直线l 2
经过点B (3,0), l 1、l 2均为与y 轴交于点C (0,3-),抛物线2y=a x+bx+c(a 0)
≠经过A 、B 、C 三点。
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)抛物线的对称轴依次与x 轴交于点D 、与l 2交于点E 、与抛物线交于点F 、与l 1交于点G 。
求证:DE =EF =FG ;
(3)若l 1⊥l 2于y 轴上的C 点处,点P 为抛物线上一动点,要使△PCG 为等腰三角形,请写出符合条件的点P 的坐标,并简述理由。
【答案】解:(1)∵抛物线2y=ax +bx+c(a 0)≠经过
A (-1,0),
B (3,0),
C (0,3-)三点,
∴ a b c 09a 3b c 0 c 3⎧-+=⎪
++=⎨⎪=-⎩ ,解得3
a 23
b
c 3
⎧=⎪⎪⎪⎪=
⎨⎪⎪=-⎪⎪⎩。
∴抛物线的解析式为:2323
y=
x +x 3-. (2)证明:设直线l 1的解析式为y =kx +b ,由直线l 1经过A (-1,0),C (0,3-),得
∴ k b 0
b 3-+=⎧⎪⎨=-⎪⎩,解得k 3 b 3
⎧=-⎪⎨
=-⎪⎩,∴直线l 1的解析式为:y =-3-x 3- 。
直线l 2经过B (3,0),C (0,3-)两点,同理可求得直线l 2解析式为:
y =
3x 3- 。
∵抛物线()2
2323343y=
x +x 3=x 1---
, ∴对称轴为x =1,D (1,0),顶点坐标为F (1,43
3
- )。
点E 为x =1与直线l 2:y = 3x 3-的交点,令x =1,得y =23
-
,∴E (1,23
-
)。
点G 为x =1与直线l 1:y =-3-x 3- 的交点,令x =1,得y =23- ,∴G (1,23-)。
∴各点坐标为:D (1,0),E (1,233- ),F (1,43
3
-),G (1,23- ),它们均位于对称轴x =1上。
∴DE =EF =FG =
23。
(3)如图,过C 点作C 关于对称轴x =1的对称点P 1,
CP 1交对称轴于H 点,连接CF ,PG 。
△PCG 为等腰三角形,有三种情况:
①当CG =PG 时,如图,由抛物线的对称性可知,此时
P 1满足P 1G =CG 。
∵C (0,3-),对称轴x =1,∴P 1(2,3- )。
②当CG =PC 时,此时P 点在抛物线上,且CP 的长度等于CG 。
如图,C (1,3- ),H 点在x =1上,∴H (1,3-)。
在Rt △CHG 中,CH =1,HG =|y G -y H |=|23- -(3-)|= 3, ∴由勾股定理得:()2
2CG 132=+=。
∴PC =2.
如图,CP1=2,此时与①中情形重合。
又Rt△OAC中,()2
2
=+=,∴点A满足PC=2的条件,但点A、C、AC132
G在同一条直线上,所以不能构成等腰三角形。
③当PC=PG时,此时P点位于线段CG的垂直平分线上.
∵l1⊥l2,∴△ECG为直角三角形。
由(2)可知,EF=FG,即F为斜边EG的中点。
∴CF=FG,∴F为满足条件的P点,∴P2(1,43
-)。
又CG3
cos CGE
∠==,∴∠CGE=30°。
∴∠HCG=60°。
EG2
又P1C=CG,∴△P1CG为等边三角形。
∴P1点也在CG的垂直平分线上,此种情形与①重合。
综上所述,P点的坐标为P1(2,3
-)或P2(1,43
-)。
6. (2012贵州遵义12分)如图,△ABC是边长为6的等边三角形,P是AC边上一动点,由A向C运动(与A、C不重合),Q是CB延长线上一点,与点P同时以相同的速度由B向CB延长线方向运动(Q不与B重合),过P作PE⊥AB于E,连接PQ交AB于D.
(1)当∠BQD=30°时,求AP的长;
(2)当运动过程中线段ED的长是否发生变化?如
果不变,求出线段ED的长;如果变化请说明理由.
【答案】解:(1)∵△ABC是边长为6的等边三角
形,
∴∠ACB=60°。
∵∠BQD=30°,∴∠QCP=90°。
设AP=x,则PC=6﹣x,QB=x,∴QC=QB+C=6+x。
∵在Rt△QCP中,∠BQD=30°,∴PC=1
2QC,即6﹣x=1
2
(6+x),解得
x=2。
∴当∠BQD=30°时,AP=2。
(2)当点P、Q运动时,线段DE的长度不会
改变。
理由如下:
作QF⊥AB,交直线AB的延长线于点F,连接
QE,PF。
∵PE⊥AB于E,∴∠DFQ=∠AEP=90°。
∵点P、Q做匀速运动且速度相同,∴AP=BQ。
∵△ABC是等边三角形,
∴∠A=∠ABC=∠FBQ=60°。
∴在△APE和△BQF中,
∵∠A=∠FBQ,AP=BQ,∠AEP=∠BFQ=90°,∴△APE≌△BQF(AAS)。
∴AE=BF,PE=QF且PE∥QF。
∴四边形PEQF是平行四边形。
∴DE=1
2
EF。
∵EB+AE=BE+BF=AB,∴DE=1
2
AB。
又∵等边△ABC的边长为6,∴DE=3。
∴当点P、Q运动时,线段DE的长度不会改变。
7. (2012湖北宜昌12分)如图,在平面直角坐标系中,直线y=3x+1分别与两坐标轴交于B,A两点,C为该直线上的一动点,以每秒1个单位长度的速度从点A开始沿直线BA向上移动,作等边△CDE,点D和点E 都在x轴上,以点C为顶点的抛物线y=a(x﹣m)2+n经过点E.⊙M与x 轴、直线AB都相切,其半径为3(1﹣3)a.
(1)求点A的坐标和∠ABO的度数;
(2)当点C与点A重合时,求a的值;
(3)点C移动多少秒时,等边△CDE的边CE第一次与⊙M相切?
【答案】解:(1)当x =0时,y =1;当y =0时,x =﹣3,
∴OA =1,OB =3。
∴A 的坐标是(0,1)。
∴tan ∠ABO =
OA 3
OB 33
==。
∴∠ABO =30°。
(2)∵△CDE 为等边三角形,点A (0,1),∴tan 30°=
OD
OA
,∴OD =
3
3。
∴D 的坐标是(﹣
3,0),E 的坐标是(3,0), 把点A (0,1),D (﹣3,0),E (3
,0)代入 y =a (x ﹣m )
2
+n ,得
222
1=am +n 30=a m +n 30=a m +n
⎧
⎪⎪⎪⎛⎫⎪-- ⎪⎨ ⎪⎝⎭⎪⎪⎛⎫⎪- ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎩
,解得a=3
m=0n=1
-⎧⎪⎨⎪⎩。
∴a =﹣3。
(3)如图,设切点分别是Q ,N ,P ,连接MQ ,MN ,MP ,ME ,
过点C 作CH ⊥x 轴,H 为垂足,过A 作AF ⊥CH ,F 为垂足。
∵△CDE 是等边三角形,∠ABO =30°,
∴∠BCE =90°,∠ECN =90°。
∵CE ,AB 分别与⊙M 相切,
∴∠MPC =∠CNM =90°。
∴四边形MPCN 为矩形。
∵MP=MN,∴四边形MPCN为正方形。
a(a<0)。
∴MP=MN=CP=CN=3(1
∵EC和x轴都与⊙M相切,∴EP=EQ。
∵∠NBQ+∠NMQ=180°,∴∠PMQ=60°。
∴∠EMQ,=30°。
∴在Rt△MEP中,tan30°=PE
,∴PE=3)a。
PM
a+﹣3)a=﹣。
∴CE=CP+PE=3(1
∴DH=HE=
∴OH=﹣OE=﹣4
∴E(﹣a0),C(﹣3a)。
设二次函数的解析式为:y=a(x)2﹣3a,
∵E在该抛物线上,∴a(﹣)2﹣3a=0,
得:a2=1,解之得a1=1,a2=﹣1。
∵a<0,∴a=﹣1。
∴AF CF=2,∴AC=4。
∴点C移动到4秒时,等边△CDE的边CE第一次与⊙M相切。
8. (2012湖南常德10分)已知四边形ABCD是正方形,O为正方形对角线的交点,一动点P从B开始,沿射线BC运动,连结DP,作CN⊥DP于点M,且交直线AB于点N,连结OP,ON。
(当P在线段BC上时,如图1:当P在BC的延长线上时,如图2)
(1)请从图1,图2中任选一图证明下面结论:
①BN =CP : ②OP =ON ,且OP ⊥ON
(2) 设AB =4,BP =x ,试确定以O 、P 、B 、N 为顶点的四边形的面积y 与x 的函数关系。
【答案】(1)证明:如图1,
①∵四边形ABCD 是正方形,
∴OC =OB ,DC =BC ,∠DCB =∠CBA =90°,∠OCB =∠OBA =45°,
∠DOC =90°,DC ∥AB 。
∵DP ⊥CN ,∴∠CMD =∠DOC =90°。
∴∠BCN +∠CPD =90°,∠PCN +∠DCN =90°。
∴∠CPD =∠CNB 。
∵DC ∥AB ,∴∠DCN =∠CNB =∠CPD 。
∵在△DCP 和△CBN 中,∠DCP =∠CBN ,∠CPD =∠BNC ,DC =BC ,
∴△DCP ≌△CBN (AAS )。
∴CP =BN 。
②∵在△OBN 和△OCP 中,OB =OC ,∠OCP =∠OBN , CP =BN ,
∴△OBN ≌△OCP (SAS )。
∴ON =OP ,∠BON =∠COP 。
∴∠BON +∠BOP =∠COP +∠BOP ,即∠NOP =∠BOC =90°。
∴ON ⊥OP 。
(2)解:∵AB =4,四边形ABCD 是正方形,∴O 到BC 边的距离是2。
图1中,OBN BOP OPBN 11S S S 4x 2x 240x 422<<∆∆=+=⋅-⋅+⋅⋅=四形()()边, 图2中,2POB PBN OBNP 111S S S x 2x 4x x x x 4222
>∆∆=+=⋅⋅+⋅-⋅=-四形()()边。
∴以O 、P 、B 、N 为顶点的四边形的面积y 与x 的函数关系是:
240x 4y=1 x x x 42
<<>⎧⎪⎨-⎪⎩()() 。
9. (2012湖南张家界10分)如图,⊙O 的直径AB =4,C 为圆周上一点,
AC =2,过点C 作⊙O 的切线DC ,P 点为优弧¼CBA
上一动点(不与A .C 重合).
(1)求∠APC 与∠ACD 的度数;
(2)当点P移动到CB弧的中点时,求证:四边形OBPC是菱形.
(3)P点移动到什么位置时,△APC与△ABC全等,请说明理由.
【答案】解:(1)连接AC,如图所示:
AB=2。
∵AB=4,∴OA=OB=OC=1
2
又∵AC=2,∴AC=OA=OC。
∴△ACO为等边三角形。
∴∠AOC=∠ACO=∠OAC=60°,
∠AOC=30°。
∴∠APC=1
2
又DC与圆O相切于点C,∴OC⊥DC。
∴∠DCO=90°。
∴∠ACD=∠DCO﹣∠ACO=90°﹣60°=30°。
(2)连接PB,OP,
∵AB为直径,∠AOC=60°,∴∠COB=120°。
当点P移动到弧CB的中点时,∠COP=∠POB=60°。
∴△COP和△BOP都为等边三角形。
∴AC=CP=OA=OP。
∴四边形AOPC为菱形。
(3)当点P与B重合时,△ABC与△APC重合,显然△ABC≌△APC。
当点P继续运动到CP经过圆心时,△ABC≌△CPA,理由为:
∵CP与AB都为圆O的直径,∴∠CAP=∠ACB=90°。
在Rt△ABC与Rt△CPA中,AB=CP,AC=AC
∴Rt△ABC≌Rt△CPA(HL)。
综上所述,当点P与B重合时和点P运动到CP经过圆心时,△ABC≌△CPA。
10. (2012江苏无锡10分)如图,菱形ABCD的边长为2cm,∠DAB=60°.点P从A点出发,以cm/s的速度,沿AC向C作匀速运动;与此同时,点Q也从A点出发,以1cm/s的速度,沿射线AB作匀速运动.当P运动到C点时,P、Q都停止运动.设点P运动的时间为ts.
(1)当P异于A.C时,请说明PQ∥BC;
(2)以P为圆心、PQ长为半径作圆,请问:在整个运动过程中,t为怎样的值时,⊙P与边BC分别有1个公共点和2个公共点?
【答案】解:(1)∵四边形ABCD是菱形,且菱形ABCD的边长为2,
∴AB=BC=2,∠BAC=1
∠DAB。
2
又∵∠DAB=60°,∴∠BAC=∠BCA=30°。
如图1,连接BD交AC于O。
∵四边形ABCD是菱形,
AC。
∴AC⊥BD,OA=1
2
AB=1。
∴OA=3,AC=2OA=23。
∴OB=1
2
运动ts后,AP=3t,AO=t,∴AP AC
=3
=。
AQ AB
又∵∠PAQ=∠CAB,∴△PAQ∽△CAB.∴∠APQ=∠ACB.
∴PQ∥BC.
(2)如图2,⊙P与BC切于点M,连接PM,则PM⊥BC。
在Rt△CPM中,∵∠PCM=30°,∴PM=13
-。
PC=3t
22
由PM=PQ=AQ=t,即3
-=t,解得t=436-,
3t
2
此时⊙P与边BC有一个公共点。
如图3,⊙P过点B,此时PQ=PB,∵∠PQB=∠PAQ+∠APQ=60°∴△PQB为等边三角形。
∴QB=PQ=AQ=t。
∴t=1。
∴当436t1
-≤时,⊙P与边BC有2个公共点。
<
如图4,⊙P过点C,此时PC=PQ,即233t
- =t
∴t=33
-。
∴当1≤t≤33
-时,⊙P与边BC有一个公共点。
当点P运动到点C,即t=2时,Q、B重合,⊙P过
点B ,
此时,⊙P 与边BC 有一个公共点。
综上所述,当t =436-或1≤t ≤33-或t =2时,⊙P 与菱形ABCD 的边BC 有1个公共点;当436t 1<-≤时,⊙P 与边BC 有2个公共点。
11. (2012江苏南通12分)如图,在△ABC 中,AB =AC =10cm ,BC =12cm ,点D 是BC 边的中点.点P 从点B 出发,以acm /s (a >0)的速度沿BA 匀速向点A 运动;点Q 同时以1cm /s 的速度从点D 出发,沿DB 匀速向点B 运动,其中一个动点到达端点时,另一个动点也随之停止运动,设它们运动的时间为ts .
(1)若a =2,△BPQ ∽△BDA ,求t 的值;
(2)设点M 在AC 上,四边形PQCM 为平行四边形.
①若a = 5 2
,求PQ 的长; ②是否存在实数a ,使得点P 在∠ACB 的平分
线上?若存在,请求出a 的值;若不存在,
请说明理由.
【答案】解:(1)△ABC 中,AB =AC =10,BC =12,D
是BC 的中点,∴BD =CD =12
BC =6。
∵a =2,∴BP =2t ,DQ =t 。
∴BQ =BD -QD =6-t 。
∵△BPQ ∽△BDA ,∴BP BQ BD AB =,即t 6t 610-=,解得:18t=13。
(2)①过点P 作PE ⊥BC 于E ,
∵四边形PQCM 为平行四边形,
∴PM ∥CQ ,PQ ∥CM ,PQ =CM 。
∴PB :AB =CM :AC 。
∵AB =AC ,∴PB =CM 。
∴PB =PQ 。
∴BE =12BQ =12(6-t )。
∵a = 5 2,∴PB = 5 2
t 。
∵AD ⊥BC ,∴PE ∥AD 。
∴PB :AB =BE :BD ,即51t (6t)22106=-。
解得,t =32。
∴PQ =PB = 5 2t =154
(cm )。
②不存在.理由如下:
∵四边形PQCM 为平行四边形,∴PM ∥CQ ,PQ ∥CM ,PQ =CM 。
∴PB :AB =CM :AC 。
∵AB =AC ,∴PB =CM ,∴PB =PQ 。
若点P 在∠ACB 的平分线上,则∠PCQ =∠PCM ,
∵PM ∥CQ ,∴∠PCQ =∠CPM 。
∴∠CPM =∠PCM 。
∴PM =CM 。
∴四边形PQCM 是菱形。
∴PQ =CQ 。
∴PB =CQ 。
∵PB =at ,CQ =BD +QD =6+t ,∴PM =CQ =6+t ,AP =AB -PB =10-at ,且 at =6+t ①。
∵PM ∥CQ ,∴PM :BC =AP :AB ,∴
6t 10at 1210+-=,化简得:6at +5t =30②。
把①代入②得,t =611-。
∴不存在实数a ,使得点P 在∠ACB 的平分线上。
12. (2012江苏泰州12分) 如图,已知一次函数1y kx b =+的图象与x
轴相交于点A ,与反比例函数2c y x =的图象相交于B (-1,5)、C (25,d )两点.点P (m ,n )是一次函数1y kx b =+的图象上的动点.
(1)求k 、b 的值;
(2)设31m 2-<<,过点P 作x 轴的平行线与函数2c y x =的图象相交于
点D .试问△PAD 的面积是否存在最大值?若存在,请求出面积的最大值及此时点P 的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)设m 1a =-,如果在两个实数m 与n 之间(不包括m 和n )有且只
有一个整数,求实数a 的取值范围.
【答案】解:(1)将点B 的坐标代入2c y x =,
得c 51
=
- ,解得c=5-。
∴反比例函数解析式为25y x
=-。
将点C (52,d )的坐标代入25y x
=-,得5d =252
=--。
∴C (52,-2) ∵一次函数1y kx b =+的图象经过B (-1,5)、C (52
,-2)两点,
∴5k b 52k b 2=-+⎧⎪⎨-=+⎪⎩,解得k=2b=3-⎧⎨⎩。
(2)存在。
令1y 0=,即2x 30-+=,解得3
x 2=。
∴A (32
,0)。
由题意,点P (m ,n )是一次函数1y 2x 3=-+的图象上的动点,且31m 2-<< ∴点P 在线段AB 上运动(不含A 、B )。
设P (
3n n 2-,)。
∵DP ∥x 轴,且点D 在25y x =-的图象上, ∴D P D 5y y n x =n ==-,,即D (5n n
-,)。
∴△PAD 的面积为2113n 51349S PD OP=+n=n +222n 4216-⎛⎫⎛⎫=⋅⋅⋅-- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭。
∴S 关于n 的二次函数的图象开口向下,有最大值。
又∵n =2m 3-+,31m 2-<<,得0n 5<<,而3
0n=52
<<。
∴当3n=2时,即P (3342 ,)时,△PAD 的面积S 最大,为4916。
(3)由已知,P (1a,2a+1- )。
易知m ≠n ,即1a 2a+1-≠,即a 0≠。
若a 0>,则m 1n <<。
由题设,m 0n 2>≤,,解出不等式组的解为10a 2
<≤。
若a 0<,则n 1m <<。
由题设,n 0m 2<≥,,解出不等式组的解为1a 02<-≤。
综上所述,数a 的取值范围为1a 02<-≤,10a 2<≤。
13. (2012江苏常州9分)已知,在矩形ABCD 中,AB =4,BC =2,点M 为边BC 的中点,点P 为边CD 上的动点(点P 异于C 、D 两点)。
连接PM ,过点P 作PM 的垂线与射线DA 相交于点E (如图)。
设CP =x ,DE =y 。
(1)写出y 与x 之间的函数关系式 ▲ ;
(2)若点E 与点A 重合,则x 的值为 ▲ ;
(3)是否存在点P ,使得点D 关于直线PE 的对称点D ′落在边AB 上?若存在,求x 的值;若不存在,请说明理由。
【答案】解:(1)y =-x 2+4x 。
(2)2+2或22-。
(3)存在。
过点P 作PH ⊥AB 于点H 。
则
∵点D 关于直线PE 的对称点D ′落在边AB 上,
∴P D ′=PD =4-x ,E D ′=ED = y =-x 2+4x ,EA =AD -ED = x 2-4x +2,∠P D ′E =∠D =900。
在Rt △D ′P H 中,PH =2, D ′P =DP =4-x ,D ′H =()2224x 2x 8x+12--=-。
∵∠ E D ′A =1800-900-∠P D ′H =900-∠P D ′H =∠D ′P H ,∠P D ′E =∠P HD ′ =900,
∴△E D ′A ∽△D ′P H 。
∴E D EA D P D H '='',即222x 4x 4x x 8x+12
-=--+, 即22x x 8x+12=-,两边平方并整理得,2x 2-4x +1=0。
解得22x 2±=。
∵当2+2x 2=时,y =22+22+25+22+4=2>⎛⎫-⋅ ⎪ ⎪⎝⎭
, ∴此时,点E 已在边DA 延长线上,不合题意,舍去(实际上是无理方程的增根)。
∵当22x -=时,y =2
22225+22+4=2<⎛⎫---⋅ ⎪ ⎪⎝⎭, ∴此时,点E 在边AD 上,符合题意。
∴当22x -=时,点D 关于直线PE 的对称点D ′落在边AB 上。
14. (2012江苏徐州8分)如图1,A 、B 、C 、D 为矩形的四个顶点,AD =4cm ,AB =dcm 。
动点E 、F 分别从点D 、B 出发,点E 以1 cm /s 的速度沿边DA 向点A 移动,点F 以1 cm /s 的速度沿边BC 向点C 移动,点F 移动到点C 时,两点同时停止移动。
以EF 为边作正方形EFGH ,点F 出发xs 时,正方形EFGH 的面积为ycm 2。
已知y 与x 的函数图象是抛物线的一部分,如图2所示。
请根据图中信息,解答下列问题:
(1)自变量x 的取值范围是 ▲ ;
(2)d = ▲ ,m = ▲ ,n =
▲ ;
(3)F 出发多少秒时,正方形EFGH 的面积
为16cm 2?
【答案】解:(1)0≤x ≤4。
(2)3,2,25.
(3)过点E 作EI ⊥BC 垂足为点I 。
则四边形DEIC 为矩形。
∴EI =DC =3,CI =DE =x 。
∵BF =x ,∴IF =4-2x 。
在
Rt △EFI 中,
()22222EF EI IF 34 2 x ==-++。
∵y 是以EF 为边长的正方形EFGH 的面积,
当y =16时,()2
234 2 x 16-=+,
解得,124747x x -==
+,。
∴F 出发47
+或
47-秒时,正方形EFGH 的面积为16cm 2。
15. (2012四川乐山13分)如图,在平面直角坐标系中,点A 的坐标为(m ,m ),点B 的坐标为(n ,﹣n ),抛物线经过A 、O 、B 三点,连接OA 、OB 、AB ,线段AB 交y 轴于点C .已知实数m 、n (m <n )分别是方程x 2﹣2x ﹣3=0的两根.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点P 为线段OB 上的一个动点(不与点O 、B 重合),直线PC 与抛物线交于D 、E 两点(点D 在y 轴右侧),连接OD 、BD .
①当△OPC 为等腰三角形时,求点P 的坐标;
②求△BOD 面积的最大值,并写出此时点D 的坐标. 【答案】解:(1)解方程x 2﹣2x ﹣3=0,得 x 1=3,x 2=﹣1。
∵m <n ,∴m =﹣1,n =3。
∴A (﹣1,﹣1),B (3,﹣3)。
∵抛物线过原点,设抛物线的解析式为y =ax 2+bx 。
∴a b=19a 3b=3--⎧⎨--⎩,解得:1a=21
b=2⎧
-⎪⎪⎨⎪⎪⎩。
∴抛物线的解析式为211
y=x +x 22
-。
(2)①设直线AB 的解析式为y =kx +b 。
∴k+b=13k+b=3--⎧⎨-⎩,解得:1k=23
b=2⎧
-⎪⎪⎨
⎪-⎪⎩。
∴直线AB 的解析式为13y=x 22--。
∴C 点坐标为(0,3
2
-)。
∵直线OB 过点O (0,0),B (3,﹣3),∴直线OB 的解析式为y =﹣x 。
∵△OPC 为等腰三角形,∴OC =OP 或OP =PC 或OC =PC 。
设P (x ,﹣x )。
(i )当OC =OP 时,()229
x +x =4-,解得123232
x =x =-
,(舍去)。
∴P 1(
3232
44
-
,)。
(ii )当OP =PC 时,点P 在线段OC 的中垂线上,∴P 2(3
344
-,)。
(iii )当OC =PC
时,由2
2
39
x +x+=24⎛⎫- ⎪⎝
⎭,解得123
x =x =02
,(舍去)。
∴P 3(33
22
-,)。
综上所述,P 点坐标为P 1(3232-,)或P 2
(33
44
-,)或P 3(3
32
2
-,)。
②过点D 作DG ⊥x 轴,垂足为G ,交OB 于Q ,过
B 作BH ⊥x 轴,垂足为H .设Q (x ,﹣x ),D (x ,211x +x 22
-). S △BOD =S △ODQ +S △BDQ =12
DQ •OG +12
DQ •GH =12
DQ (OG +GH )=
2111x+x +x 322
2⎡⎤⎛⎫-⋅ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦ ∵0<x <3,∴当3
x=2
时,S 取得最大值为
27
16
,此时D (3328- ,)。
②利用S △BOD =S △ODQ +S △BDQ 得出关于x 的二次函数,从而得出最值
即可。
16. (2012四川攀枝花12分)如图,在平面直角坐标系xOy 中,四边形
ABCD 是菱形,顶点A .C .D 均在坐标轴上,且AB =5,sinB =45
.
(1)求过A .C .D 三点的抛物线的解析式; (2)记直线AB 的解析式为y 1=mx +n ,(1)中抛物线的解析式为y 2=ax 2+bx +c ,求当y 1<y 2时,自变量x 的取值范围;
(3)设直线AB 与(1)中抛物线的另一个交点为E ,P 点为抛物线上A .E 两点之间的一个动点,当P 点在何处时,△PAE 的面积最大?并求出面积的最大值.
【答案】解:(1)∵四边形ABCD 是菱形,且AB =5,∴AB =AD =CD =BC =5,
sinB =sinD =45。
在Rt △OCD 中,OC =CD •sinD =4,OD =3,∴OA =AD ﹣OD =2。
∴A (﹣2,0)、B (﹣5,4)、C (0,4)、D (3,0)。
设抛物线的解析式为:y =a (x +2)(x ﹣3),将C (0,4)代入得:2×(﹣3)a =4,解得a =﹣23。
∴抛物线的解析式为y =23
(x +2)(x ﹣3)222x +x+43
3
=-。
(2)由A (﹣2,0)、B (﹣5,4)得直线AB :148y x 3
3
=--。
由(1)得:222
2
y x +x+43
3=-,则:
248y x 33
22y x +x+433⎧=--⎪⎪⎨
⎪=-⎪⎩
,解得:11x 2y 0=-⎧⎨=⎩,22x 528y 3=⎧⎪⎨=-⎪⎩。
由图可知:当y 1<y 2时,﹣2<x <5。
(3)∵S △PAE 等于AE 和AE 上高乘积的一半,
∴当在抛物线上A .E 两点之间,P 到直线AB 的距离最大时,S △PAE 最大。
若设直线L ∥AB ,则直线L 与抛物线有且只有一个交点时,该交点为点P 。
设直线L :4y x+b 3
=-,
当直线L 与抛物线有且只有一个交点时,24
22x+b x +x+43
3
3
-=-,且△=0。
由
2422x+b x +x+4333
-=-化简,得
22x 6x+3b 120--=,
解得,b =
112。
且24x 12x+90-=,解得3
x=2。
∴直线L :411y x+32=-。
∴点P (37
22 ,)。
由(2)得:E (5,283-),则直线PE :11
y x+93
=-。
设直线PE 与x 轴交于点F ,则点F (27
11
,0),
∴AF =OA +OF =49
11。
∴△PAE 的最大值:PAE PAF AEF 149287343
S S S 2113212
∆∆∆=+=⨯⨯+=
()。
综上所述,当P (3722 ,)时,△PAE 的面积最大,为
343
12。
17. (2012四川广元12分)如图,在矩形ABCO 中,AO =3,tan ∠ACB =3
4,以O 为坐标原点,OC 为x 轴,OA 为y 轴建立平面直角坐标系。
设D ,
E 分别是线段AC ,OC 上的动点,它们同时出发,点D 以每秒3个单位的速度从点A 向点C 运动,点E 以每秒1个单位的速度从点C 向点O 运动,设运动时间为t 秒。
(1)求直线AC 的解析式;
(2)用含t 的代数式表示点D 的坐标;
(3)当t 为何值时,△ODE 为直角三角形?
(4)在什么条件下,以Rt △ODE 的三个顶点能确定一条对称轴平行于
y 轴的抛物线?并请选择一种情况,求出所确定抛物线的解析式。
【答案】解:(1)根据题意,得
CO =AB =BC •tan ∠ACB =4, ∴A (0,3)、B (4,3)、C (4,0)。
设直线AC 的解析式为:y =kx +3,代入C 点坐标,得:4k +3=0,k =34
-。
∴直线AC :y =3
4-x +3。
(2)分别作DF ⊥AO ,DH ⊥CO ,垂足分别为F ,H , 则有△ADF ∽△DCH ∽△ACO 。
∴AD :DC :AC =AF :DH :AO =FD :HC :OC , 而AD =3t (其中0≤t ≤3
5
),OC =AB =4,AC =5, ∴FD =4
12AD t 5
5=
,AF =39AD t 55=,DH =93t 5-,HC =12
4t 5
-。
∴D (12t 5,9
3t 5
-)。
(3)CE = t ,E (t ,0),OE =OC -CE =4- t ,HE =|CH -CE |=12t 17t
(4)t 455
-
-=-, 则OD 2=DH 2+OH 2=2229t 12t 54
(3)(
)=9t t 95
55
-+-+, DE 2=DH 2+HE 2=2229t 17t 74
(3)(4)=t 38t 25555
-+--+。
当△ODE 为直角三角形时,有OD 2+DE 2=OE 2,或OD 2+OE 2=DE 2,或DE 2+OE 2=OD 2,
即2225474
(9t t 9)(t 38t 25)(4t)55
-
++-+=-①, 或2225474
(9t t 9)(4t)t 38t 2555-++-=-+②,
或2227454
(t 38t 25)(4t)9t t 955
-++-=-+③,
上述三个方程在0≤t ≤3
5内的所有实数解为12341520
t t 1t 0t 1917====,,,。
(4)当DO ⊥OE ,及DE ⊥OE 时,即3t 0=和420
t 17
=时,以Rt △ODE 的三个
顶点不确定对称轴平行于y 轴的抛物线,其它两种情况都可以各确定一条对称轴平行于y 轴的抛物线。
∵D (
12t 5,93t 5-)
,E (4-t ,0)∴当2t 1=时,D (125,6
5
),E (3,0)。
∵抛物线过O (0,0),∴设所求抛物线为2y ax bx =+,将点D ,E 坐标代
入,得
614412=a+b 525
50=9a+3b ⎧⎪⎨⎪⎩,解得5a 65b 2⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩。
∴所求抛物线为255
y x x 62
=-+。
18. (2012四川巴中12分)如图,在平面直角坐标
系中,点A ,C 分别在x 轴,y 轴上,四边形ABCO 为矩形,AB =16,点D 与点A 关于y 轴对称,
tan ∠ACB =3
4
,点E ,F 分别是线段AD ,AC 上的
动点(点E 不与点A ,D 重合),且∠CEF =∠ACB 。
(1)求AC 的长和点D 的坐标; (2)说明△AEF 与△DCE 相似;
(3)当△EFC 为等腰三角形时,求点E 的坐标。
【答案】解:(1)∵四边形ABCO 为矩形,∴∠B =90°。
在
Rt △ABC 中,BC =AB ÷tan ∠ACB =16÷
43
=12 ,
AC =2222AB BC 16+1220+==。
则AO =BC =12。
∴ A (-12,0)。
∵点D 与点A 关于y 轴对称,∴D (12,0)。
(2)∵点D 与点A 关于y 轴对称,∴∠CDE =∠CAO 。
∵∠CEF =∠ACB ,∠ACB =∠CAO ,∴∠CDE =∠CEF 。
又∵∠AEC =∠AEF +∠CEF =∠CDE +∠DCE (三角形外角性质),∴∠AEF =∠DCE 。
则在△AEF 与△DCE 中,∠CDE =∠CAO ,∠AEF =∠DCE , ∴△AEF ∽△DCE 。
(3)当△EFC 为等腰三角形时,有以下三种情况:
①当CE =EF 时,∵△AEF ∽△DCE ,∴△AEF ≌△DCE 。
∴AE =CD =20。
∴OE =AE -OA =20-12=8。
∴E (8,0)。
②当EF =FC 时,如图所示,过点F 作FM ⊥CE 于
M ,
则点M 为CE 中点。
∴CE =2ME =2EF •cos ∠CEF =2EF •cos ∠ACB =6
5
EF 。
∵点D 与点A 关于y 轴对称,∴CD =AC =20。
∵△AEF ∽△DCE ,
∴
EF AE CE CD = ,即
EF AE 620EF 5= ,解得50
AE 3=。
∴OE =AE -OA =50141233-=,∴E (14
3
,0)。
③当CE =CF 时,则有∠CFE =∠CEF ,∵∠CEF =∠ACB =∠CAO ,∴∠CFE =∠CAO 。
即此时F 点与A 点重合,这与已知条件矛盾。
综上所述,当△EFC 为等腰三角形时,点E 的坐标为(8,0)或(14
3
,0)。
19. (2012山东临沂11分)已知,在矩形ABCD 中,AB =a ,BC =b ,动点M 从点A 出发沿边AD 向点D 运动.
(1)如图1,当b =2a ,点M 运动到边AD 的中点时,请证明∠BMC =90°;
(2)如图2,当b >2a 时,点M 在运动的过程中,是否存在∠BMC =90°,若存在,请给与证明;若不存在,请说明理由; (3)如图3,当b <2a 时,(2)中的结论是否仍然成立?请说明理由. 【答案】(1)证明:∵b =2a ,点M 是AD 的中点,∴AB =AM =MD =DC =a ,
又∵在矩形ABCD 中,∠A =∠D =90°,
∴∠AMB =∠DMC =45°。
∴∠BMC =90°。
(2)解:存在,理由如下:
若∠BMC =90°,则∠AMB =∠DMC =90°。
又∵∠AMB +∠ABM =90°,∴∠ABM =∠DMC 。
又∵∠A =∠D =90°,∴△ABM ∽△DMC 。
∴AM AB
CD DM
=。
设AM =x ,则x a
b
b x
=
-,整理得:x 2﹣bx +a 2=0。
∵b >2a ,a >0,b >0,∴△=b 2﹣4a 2>0。
∴方程有两个不相等的实数根。
又∵两根之积等于a 2>0,∴两根同号。
又∵两根之和等于b >0,∴两根为正。
符合题意。
∴当b >2a 时,存在∠BMC =90°。
(3)解:不成立.理由如下:
若∠BMC =90°,由(2)可知x 2﹣bx +a 2=0,
∵b <2a ,a >0,b >0,∴△=b 2﹣4a 2<0,∴方程没有实数根。
∴当b <2a 时,不存在∠BMC =90°,即(2)中的结论不成
立。
20. (2012山东济宁10分)如图,抛物线y =ax 2+bx ﹣4与x 轴交于A (4,0)、B (﹣2,0)两点,与y 轴交于点C ,点P 是线段AB 上一动点(端点除外),过点P 作PD ∥AC ,交BC 于点D ,连接CP . (1)求该抛物线的解析式;
(2)当动点P 运动到何处时,BP 2=BD •BC ; (3)当△PCD 的面积最大时,求点P 的坐标. 【答案】解:(1)∵抛物线y =ax 2+bx ﹣4与x 轴交于A (4,0)、B (﹣2,0)两点
∴16a+4b 4=0
4a 2b 4=0-⎧⎨--⎩,解得1
a=2b=1
⎧⎪⎨⎪-⎩。
∴抛物线的解析式为21y=x x 42
--。
(2)设点P 运动到点(x ,0)时,有BP 2
=BD •BC ,
在21y=x x 42
--中,令x =0时,则y =﹣4,∴点C 的坐标为(0,﹣4)。
∵PD ∥AC ,∴△BPD ∽△BAC 。
∴
BD BP
BC BA
=。
∵BC =AB =6,BP =x ﹣(﹣2)=x +2
∴
x+26=
,即)BD x+2=。
∵BP 2=BD •BC ,∴(
)
)2x+2x+2=⋅x 1=4
3
,x 2=﹣2(不合题意,
舍去)。
∴点P 的坐标是(4
3,0)。
∴当点P 运动到(43
,0)时,BP 2=BD •BC 。
(3)∵△BPD ∽△BAC ,
∴2
BPD BAC S BP S AB ∆∆⎛⎫= ⎪⎝⎭∴()2
2
2BPD BAC BP x+211S S 64=x+2AB 623∆∆⎛⎫⎛⎫=⋅=⋅⋅⋅ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
, 又∵()BPC 1S x+242
∆=⋅⋅,
()()()22
PCD BPC BPD 111S S S =x+24x+2x 1+3233
∆∆∆=-⋅⋅-=--。
∵1
3
-<0,∴当x =1时,S △BPC 有最大值为3。
∴点P 的坐标为(1,0)时,△PDC 的面积最大。
21. (2012山东青岛12分)如图,在△ABC 中,∠C =90º,AC =6cm ,
BC =8cm ,D 、E 分别是AC 、AB 的中点,连接DE .点P 从点D 出发,
沿DE 方向匀速运动,速度为1cm /s ;同时,点Q 从点B 出发,沿BA 方向匀速运动,速度为2cm /s ,当点P 停止运动时,点Q 也停止运动.连
接PQ ,设运动时间为t (0<t <4)s .解答下列问题: (1)当t 为何值时,PQ ⊥AB ?
(2)当点Q 在B 、E 之间运动时,设五边形PQBCD 的面积为ycm 2
,求y 与t 之间的函数关系式;
(3)在(2)的情况下,是否存在某一时刻t ,使得PQ 分四边形BCDE 所成的两部分的面积之比为PQE PQBCD S S ∆五形边∶=1∶29?若存在,求出此时t 的值以及点E 到PQ 的距离h ;若不存在,请说明理由.
【答案】解:(1)如图,在Rt △ABC 中,AC =6,BC =8, ∵点D 、E 分别是AC 、AB 的中点, ∴AD =DC =3,AE =EB =5,DE ∥BC ,且DE =12
BC =4。
∵PQ ⊥AB ,∴∠PQB =∠C =900。
又∵DE ∥BC ,∴∠AED =∠B 。
∴△PQE ∽△ABC 。
∴
PE QE
AB BC
=。
由题意,得PE =4-t ,QE =2t -5,
∴
4t 2t 5108
--=
,解得41
t=14。
∴当41
t=14
时,PQ ⊥AB 。
(2)过点P 作PM ⊥AB 于点M 。
由△PME ∽△ABC ,得
PM PE
AC AB
=
, ∴PM 4t 610-=
,即()3PM 4t 5
=-。
(3)假设存在时刻t 使PQE PQBCD S S ∆五形边∶=1∶29,此时,PQE BCDE 1
S =
S 30
∆梯形,
∴23
391t t+6=185
1030-
⨯,即22t 13t+18=0-。
解得129
t 2t =2
=,(舍去)。
当t 2=时,PM =()364255⨯-=,ME =()48
4255
⨯-=,EQ =5-2×2=1,
MQ =ME+EQ=813+155=,22
22613205
PQ PM MQ 55⎛⎫⎛⎫=+=+=
⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭。
当t 2=时, PQ 分四边形BCDE 所成的两部分的面积之比为PQE PQBCD S S ∆五形边∶=1∶29,此时点E 到PQ 的距离h 6205=
205。
22. (2012山东济南9分)如图,已知双曲线k
y x
=,经过点D (6,1),点C 是双曲线第三象限上的动点,过C 作CA ⊥x 轴,过D 作DB ⊥y 轴,垂足分别为A ,B ,连接AB ,
BC .
(1)求k 的值;
(2)若△BCD 的面积为12,求直线CD 的解析式; (3)判断AB 与CD 的位置关系,并说明理由. 【答案】解:(1)∵双曲线k y x =
经过点D (6,1),∴k
16
=,解得k =6。
(2)设点C 到BD 的距离为h ,
∵点D 的坐标为(6,1),DB ⊥y 轴,∴BD =6,∴S △BCD =1
2
×6•h =12,解得
h =4。
∵点C 是双曲线第三象限上的动点,点D 的纵坐标为1,∴点C 的纵坐标为1-4= -3。
∴
6
3x
=,解得x = -2。
∴点C 的坐标为(-2,-3)。
设直线CD的解析式为y=kx+b,则
2k b3
6k b1
-+=-
⎧
⎨
+=
⎩
,解得
1
k
2
b2
⎧
=
⎪
⎨
⎪=-
⎩。
∴直线CD的解析式为1
y x2
2
=-。
(3)AB∥CD。
理由如下:
∵CA⊥x轴,DB⊥y轴,点C的坐标为(-2,-3),点D的坐标为(6,1),
∴点A、B的坐标分别为A(-2,0),B(0,1)。
设直线AB的解析式为y=mx+n,
则
2m n0
n1
-+=
⎧
⎨
=
⎩
,解得
1
m
2
n1
⎧
=
⎪
⎨
⎪=
⎩。
∴直线AB的解析式为1
y x1
2
=+。
∵AB、CD的解析式k都等于1
2
相等。
∴AB与CD的位置关系是AB∥CD。
23. (2012浙江嘉兴14分)在平面直角坐标系xOy中,点P是抛物线:y=x2上的动点(点在第一象限内).连接OP,过点0作OP的垂线交抛物线于另一点Q.连接PQ,交y轴于点M.作PA丄x轴于点A,QB丄x轴于点B.设点P的横坐标为m.
(1)如图1,当m
时,
①求线段OP的长和tan∠POM的值;
②在y轴上找一点C,使△OCQ是以OQ为腰的等腰三角形,求点C的坐标;
(2)如图2,连接AM、BM,分别与OP、OQ相交于点D、E.
①用含m的代数式表示点Q的坐标;
②求证:四边形ODME是矩形.
【答案】解:(1)①把x
代入 y =x 2,得 y =2,∴P
,2),∴OP
∵PA 丄x 轴,∴PA ∥MO
.∴OP tan POM tan OPA AP 2
∠=∠=。
②设 Q (n ,n 2
),∵tan ∠QOB =tan ∠POM ,
∴2n n -
.∴n=- ∴Q (1
2
,)。
∴OQ。
∴当 OQ =OC 时,则C 1(0
),C 2(0
)。
当 OQ =CQ 时,则 C 3(0,1)。
(2)①∵点P 的横坐标为m ,∴P (m ,m 2)。
设 Q (n ,n 2),
∵△APO ∽△BOQ ,∴BQ BO =
AO AP 。
∴22n n =m m -,得1
n=m
-。
∴Q (2
1
1m
m
-,
)。
②设直线PO 的解析式为:y =kx +b ,把P (m ,m 2)、Q (2
1
1m
m
-, )代入,
得:
22m =mk+b
11
=k+b
m m
⎧⎪
⎨-⋅⎪⎩,解得b =1。
∴M (0,1)。
∵
2
QB OB 1
=MO AP m =
,∠QBO =∠MOA =90°,∴△QBO ∽△MOA 。
∴∠MAO =∠QOB ,∴QO ∥MA 。
同理可证:EM ∥OD 。
又∵∠EOD =90°,∴四边形ODME 是矩形。
24. (2012浙江绍兴14分)如图,矩形OABC 的两边在坐标轴上,连接AC ,抛物线242y x x =--经过A ,B 两点。
(1)求A 点坐标及线段AB 的长;
(2)若点P 由点A 出发以每秒1个单位的速度沿AB 边向点B 移动,1秒后点Q 也由点A 出发以每秒7个单位的速度沿AO ,OC ,CB 边向点B 移动,当其中一个点到达终点时另一个点也停止移动,点P 的移动时间为t 秒。
①当PQ ⊥AC 时,求t 的值;
②当PQ ∥AC 时,对于抛物线对称轴上一点H ,∠HOQ >∠POQ ,求点H 的纵坐标的取值范围。
【答案】解:(1)由抛物线2y x 4x 2=--知:当x =0时,y =﹣2,∴A (0,﹣2)。
∵四边形OABC 是矩形,∴AB ∥x 轴,即A 、B 的纵坐标相同。
当y =﹣2时,22x 4x 2-=--,解得12x 0x 4==,。
∴B (4,﹣2)。
∴AB =4。
(2)①由题意知:A 点移动路程为AP =t ,Q 点移动路程为7(t -1)=7 t -7。
当Q 点在OA 上时,即07t 72≤-<,9
1t 7
≤≤时, 如图1,若PQ ⊥AC ,则有Rt △QAP ∽Rt △ABC 。
∴
QA AP =AB BC ,即7t 7t 42-=,解得7
t 5=。
∵79
57
>,∴此时t 值不合题意。
当Q 点在OC 上时,即27t 76≤-<,913
t 77
≤<时,
如图2,过Q 点作QD ⊥AB 。
∴AD =OQ =7(t ﹣1)﹣2=7t ﹣9。
∴DP =t ﹣(7t ﹣9)=9﹣6t 。
若PQ ⊥AC ,则有Rt △QDP ∽Rt △ABC ,
∴
QA DP =
AB BC ,即296t 44-=,解得4
t 3=。
∵9413737<<,∴4
t 3
=符合题意。
当Q 点在BC 上时,即67t 78≤-≤,1315
t 77
≤≤时,
如图3,若PQ ⊥AC ,过Q 点作QG ∥AC ,则QG ⊥PG ,即
∠GQP =90°。
∴∠QPB >90°,这与△QPB 的内角和为180°矛盾,此时PQ 不与AC 垂直。
综上所述,当4t 3
=时,有PQ ⊥AC 。
②当PQ ∥AC 时,如图4,△BPQ ∽△BAC ,∴
BP BQ
=
BA BC
, ∴
4t 87(t 1)
42
---=
,解得t =2。
即当t =2时,PQ ∥AC 。
此时AP =2,BQ =CQ =1。
∴P (2,﹣2),Q (4,﹣1)。
抛物线对称轴的解析式为x =2,
当H 1为对称轴与OP 的交点时,有∠H 1OQ =∠POQ , ∴当y H <﹣2时,∠HOQ >∠POQ 。
作P 点关于OQ 的对称点P ′,连接PP ′交OQ 于点M ,过P ′作P ′N 垂直于对称轴,垂足为N ,连接OP ′,在Rt △OCQ 中,∵OC =4,CQ =1。
∴OQ =17, ∵S △OPQ =S 四边形ABCD ﹣S △AOP ﹣S △COQ ﹣S △QBP =3=1
2
OQ ×PM , ∴PM =
617。
∴PP ′=2PM =1217。
∵NPP ′=∠COQ 。
∴Rt △COQ ∽△Rt △NPP ′。
∴
''CQ OQ OC ==NP PP PN ,即'1174==P N PN
1217,解得'
12P N 17= ,48PN 17=。
∴P ′(
46141717,)。
∴直线OP ′的解析式为7
y x 23=。
∴OP ′与NP 的交点H 2(2,14
23)。
∴当H 14
y 23
>时,∠HOP >∠POQ 。
综上所述,当H y 2<-或H 14
y 23
>时,∠HOQ >∠POQ 。
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