中考数学——相似的综合压轴题专题复习附答案
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中考数学——相似的综合压轴题专题复习附答案
一、相似
1.如图,已知A(﹣2,0),B(4,0),抛物线y=ax2+bx﹣1过A、B两点,并与过A点的直线y=﹣ x﹣1交于点C.
(1)求抛物线解析式及对称轴;
(2)在抛物线的对称轴上是否存在一点P,使四边形ACPO的周长最小?若存在,求出点P的坐标,若不存在,请说明理由;
(3)点M为y轴右侧抛物线上一点,过点M作直线AC的垂线,垂足为N.问:是否存在这样的点N,使以点M、N、C为顶点的三角形与△AOC相似,若存在,求出点N的坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)解:把A(-2,0),B(4,0)代入抛物线y=ax2+bx-1,得
解得
∴抛物线解析式为:y= x2−x−1
∴抛物线对称轴为直线x=- =1
(2)解:存在
使四边形ACPO的周长最小,只需PC+PO最小
∴取点C(0,-1)关于直线x=1的对称点C′(2,-1),连C′O与直线x=1的交点即为P 点.
设过点C′、O直线解析式为:y=kx
∴k=-
∴y=- x
则P点坐标为(1,- )
(3)解:当△AOC∽△MNC时,
如图,延长MN交y轴于点D,过点N作NE⊥y轴于点E
∵∠ACO=∠NCD,∠AOC=∠CND=90°
∴∠CDN=∠CAO
由相似,∠CAO=∠CMN
∴∠CDN=∠CMN
∵MN⊥AC
∴M、D关于AN对称,则N为DM中点
设点N坐标为(a,- a-1)
由△EDN∽△OAC
∴ED=2a
∴点D坐标为(0,- a−1)
∵N为DM中点
∴点M坐标为(2a,a−1)
把M代入y= x2−x−1,解得
a=4
则N点坐标为(4,-3)
当△AOC∽△CNM时,∠CAO=∠NCM
∴CM∥AB则点C关于直线x=1的对称点C′即为点N
由(2)N(2,-1)
∴N点坐标为(4,-3)或(2,-1)
【解析】【分析】(1)根据点A、B的坐标,可求出抛物线的解析式,再求出它的对称轴即可解答。
(2)使四边形ACPO的周长最小,只需PC+PO最小,取点C(0,-1)关于直线x=1的对称点C′(2,-1),连C′O与直线x=1的交点即为P点,利用待定系数法求出直线C′O的解析式,再求出点P的坐标。
(3)分情况讨论:当△AOC∽△MNC时,延长MN交y轴于点D,过点N作NE⊥y轴于点E,由∠ACO=∠NCD,∠AOC=∠CND=90°得出∠CDN=∠CAO,再证明∠CDN=∠CMN,根
据MN⊥AC,可得出M、D关于AN对称,则N为DM中点,设点N坐标为(a,- a-1),根据△EDN∽△OAC,得出点D、M的坐标,然后将点M的坐标代入抛物线的解析式求出a的值,即可得出点N的坐标;当△AOC∽△CNM时,∠CAO=∠NCM,得出CM∥AB 则点C关于直线x=1的对称点C′即为点N,就可求出点N的坐标。
2.在矩形ABCD中,AB=8,AD=12,M是AD边的中点,P是AB边上的一个动点(不与A、B重合),PM的延长线交射线CD于Q点,MN⊥PQ交射线BC于N点。
(1)若点N在BC之间时,如图:
①求证:∠NPQ=∠PQN;
②请问是否为定值?若是定值,求出该定值;若不是,请举反例说明;
(2)当△PBN与△NCQ的面积相等时,求AP的值.
【答案】(1)证明:∵四边形ABCD是矩形,∴∠A=∠ADC=∠ADQ=90°,
AB//CD,∴∠APM=∠DQM,∵M是AD边的中点,∴AM=DM,
在△APM和△DQM中,,∴△APM≌△DQM(AAS),∴PM=QM,∵MN⊥PQ,∴MN是线段PQ的垂直平分线,∴PN=QN,∴∠NPQ=∠PQN
② 是定值
理由:如图,过点M作ME⊥BC于点E,
∴∠MEN=∠MEB=∠AME=90°,
∴四边形ABEM是矩形,∠MEN=∠MAP,∴AB=EM,
∵MN⊥PQ,∴∠PMN=90°,∴∠PMN=∠AME,
∴∠PMN-∠PME=∠AME-∠PME,∴∠EMN=∠AMP,∴△AMP∽△EMN,
∴,∴,∵AD=12,M是AD边的中点,∴AM= AD=6,
∵AB=8,∴;
(2)解:分点N在BC之间和点N在BC延长线上两种情况
(ⅰ)当点N在BC之间时,如图,作BF⊥PN于点F,CG⊥QN于点G,再分别作Rt△PBN和Rt△NCQ的中线BS、CT,
∴∠BFS=∠CGT=90°,BS= PN,CT= QN,
∵PN=QN,S△PBN=S△NCQ,∴BF=CG,BS=CT
在Rt△BFS和Rt△CGT中,,∴Rt△BFS≌Rt△CGT(HL),∴∠BSF=∠CTG,∴∠BNP=∠BSF=∠CTG=∠CQN,
在△PBN和△NCQ中,,∴△PBN≌△NCQ(AAS),∴BN=CQ,BP=CN,
∵AP=AB-BP=8-CN,又∵CN=BC-BN=12-CQ,∴AP=CQ-4
又∵CQ=CD+DQ,DQ=AP,∴AP=4+AP(舍去),∴此种情况不成立;
(ⅱ)当点N在BC延长线上时,如图,作BF⊥PN于点F,CG⊥QN于点G,再分别作Rt△PBN和Rt△NCQ的中线BS、CT,
同理可得,△PBN≌△NCQ,∴PB=NC,BN=CQ,
∵AP=DQ,∵AP+8=DQ+CD=CQ=BC+CN=12+BP,
∴AP-BP=4 ①,∵AP+BP=AB=8②,①+②得:2AP=12,∴AP=6.
【解析】【分析】(1)①由矩形的性质用角角边易证△APM≌△DQM,可得PM=QM,已知MN⊥PQ,由线段的垂直平分线的定义可得MN是线段PQ的垂直平分线,再根据线段的垂直平分线的性质可得PN=QN,由等边对等角可得∠NPQ=∠PQN;
②过点M作ME⊥BC于点E,由矩形的性质跟据有两个角对应相等的两个三角形相似易证
△AMP∽△EMN,可得比例式,结合已知条件易求得为定值;
(2)根据MN⊥PQ交射线BC于N点可知分两种情况:①当点N在BC之间时,如图,作BF⊥PN于点F,CG⊥QN于点G,再分别作Rt△PBN和Rt△NCQ的中线BS、CT,通过证Rt△BFS≌Rt△CGT和△PBN≌△NCQ可求解;
②当点N在BC延长线上时,如图,作BF⊥PN于点F,CG⊥QN于点G,再分别作Rt△PBN和Rt△NCQ的中线BS、CT,通过证△PBN≌△NCQ可求解。
3.如图,点A、B、C、D是直径为AB的⊙O上的四个点,CD=BC,AC与BD交于点E。
(1)求证:DC2=CE·AC;
(2)若AE=2EC,求之值;
(3)在(2)的条件下,过点C作⊙O的切线,交AB的延长线于点H,若S△ACH=,求EC之长.
【答案】(1)证明:∵CD=BC,∴∠DAC=∠CDB,又∵∠ACD=∠DCE,∴△ACD∽△DCE,
∴,∴DC2=CE·AC;
(2)解:设EC=k,则AE=2k,∴AC=3k,由(1)DC2=CE·AC=3k2,
DC= k,连接OC,OD,
∵CD=BC,∴OC平分∠DOB,∴BC=DC= k,
∵AB是⊙O的直径,∴在Rt△ACB中,,
∴OB=OC=OD= k,∴∠BOD=120°,∴∠DOA=60°,∴AD=AO,∴
(3)解:∵CH是⊙O的切线,连接CO,∴OC⊥CH.∵∠COH=60°,∠H=30°,
过C作CG⊥AB于G,
设EC=k,∵∠CAB=30°,∴,
又∵∠H=∠CAB=30°,∴AC=CH=3k,∴AH=,
∵S△ACH=,∴,∴k2=4,k=2,即EC=2.【解析】【分析】(1)要证DC2=CE·AC,只需证△ACD∽△DCE即可求解;
(2)连接OC,OD,根据已知条件AE=2EC可用含k的代数式表示线段AE、CE、AC,由(1)可将CD用含K的代数式表示,在Rt△ACB中,由勾股定理可将AB用含K的代数式表示,结合已知条件和圆的性质可求解;
(3)过C作CG⊥AB于G,设EC=k,由30度角所对的直角边等于斜边的一半可将CG用含K的代数式表示,根据三角形ACH的面积=AH CG=9即可求解。
4.已知,如图1,抛物线y=ax2+bx+3与x轴交于点B、C,与y轴交于点A,且AO=
CO,BC=4.
(1)求抛物线解析式;
(2)如图2,点P是抛物线第一象限上一点,连接PB交y轴于点Q,设点P的横坐标为t,线段OQ长为d,求d与t之间的函数关系式;
(3)在(2)的条件下,过点Q作直线l⊥y轴,在l上取一点M(点M在第二象限),连接AM,使AM=PQ,连接CP并延长CP交y轴于点K,过点P作PN⊥l于点N,连接KN、CN、CM.若∠MCN+∠NKQ=45°时,求t值.
【答案】(1)解:如图1,
当x=0时,y=3,
∴A(0,3),
∴OA=OC=3,
∵BC=4,
∴OB=1,
∴B(﹣1,0),C(3,0),
把B(﹣1,0),C(3,0)代入抛物线y=ax2+bx+3中得:,
解得:,
∴抛物线的解析式为:y=﹣x2+2x+3;
(2)解:如图2,
设P(t,﹣t2+2t+3)(0<t<3),
过P作PG⊥x轴于G,
∵OQ∥PG,
∴△BOQ∽△BGP,
∴,
∴,
∴d=
d=﹣t+3(0<t<3)
(3)解:如图3,连接AN,延长PN交x轴于G,
由(2)知:OQ=3﹣t,OA=3,
∴AQ=OA﹣OQ=3﹣(3﹣t)=t,
∴QN=OG=AQ=t,
∴△AQN是等腰直角三角形,
∴∠QAN=45°,AN= t,
∵PG∥OK,
∴,
∴,
OK=3t+3,
AK=3t,
∵∠QAN=∠NKQ+∠ANK,。
∴∠NKQ+∠ANK=45°,
∵∠MCN+∠NKQ=45°,
∴∠ANK=∠MCN,
∵NG=CG=3﹣t,
∴△NGC是等腰直角三角形,
∴NC= (3﹣t),∠GNC=45°,
∴∠CNH=∠NCM+∠NMC=45°,
∴∠NKQ=∠NMC,
∴△AKN∽△NMC,
∴,
∵AQ=QN=t,AM=PQ,
∴Rt△AQM≌△Rt△QNP(HL),
∴MQ=PN=﹣t2+2t+3﹣(3﹣t)=﹣t2+3t,
∴,
t2﹣7t+9=0,
t1= >3,t2= ,
∵0<t<3,
∴t1>3,不符合题意,舍去,
∴t= .
【解析】【分析】(1)根据函数图像与坐标轴交点的坐标特点,得出A点的坐标,再根据点到坐标轴的距离得出OA=OC=3,又BC=4,从而得出OB的距离,进而得出B,C两点的坐标,再将B,C两点的坐标代入抛物线y=ax2+bx+3中得出一个关于a,b的二元一次方程组,求解得出a,b的值,从而得出抛物线的解析式;
(2)过P作PG⊥x轴于G,根据P点的横坐标得出P点坐标设P(t,﹣t2+2t+3)(0<t<3),根据平行于三角形一边的直线截其它两边,所截得的三角形与原三角形相似,得出
△BOQ∽△BGP,根据相似三角形对应边成比例得出OQ∶PG=OB∶BG,从而得出d关于t的函数关系式;
(3)连接AN,延长PN交x轴于G,由(2)知:OQ=3﹣t,OA=3,从而得AQ=OA﹣OQ=3﹣(3﹣t)=t,进而得QN=OG=AQ=t,从而判断出△AQN是等腰直角三角形,根据等腰直角三角形的性质得出∠QAN=45°,AN= t,根据平行线分线段成比例得出PG∶OK=CG∶OC,故OK=3t+3,AK=3t,根据等式的性质得出∠ANK=∠MCN,判断出△NGC 是等腰直角三角形,根据等腰直角三角形的性质得出NC= (3﹣t),∠GNC=45°,再判断出△AKN∽△NMC,根据相似三角形对应边成比例得出 A K ∶M N = A N ∶N C ,再利用HL判断出Rt△AQM≌△Rt△QNP,故MQ=PN=﹣t2+2t+3﹣(3﹣t)=﹣t2+3t,从而得出关于t的方程,求解并检验即可得出答案
5.如图1,等腰△ABC中,AC=BC,点O在AB边上,以O为圆心的圆与AC相切于点C,交AB边于点D,EF为⊙O的直径,EF⊥BC于点G.
(1)求证:D是弧EC的中点;
(2)如图2,延长CB交⊙O于点H,连接HD交OE于点K,连接CF,求证:CF=OK+DO;
(3)如图3,在(2)的条件下,延长DB交⊙O于点Q,连接QH,若DO=,KG=2,求QH的长
【答案】(1)证明:如图1中,连接OC.
∵AC是⊙O的切线,
∴OC⊥AC,
∴∠ACO=90°,
∴∠A+∠AOC=90°,
∵CA=CB,
∴∠A=∠B,
∵EF⊥BC,
∴∠OGB=90°,
∴∠B+∠BOG=90°,
∴∠BOG=∠AOC,
∵∠BOG=∠DOE,
∴∠DOC=∠DOE,
∴点D是的中点
(2)证明:如图2中,连接OC.
∵EF⊥HC,
∴CG=GH,
∴EF垂直平分HC,
∴FC=FH,
∵∠CFK= ∠COE,
∵∠COD=∠DOE,
∴∠CFK=∠COD,
∵∠CHK= ∠COD,
∴∠CHK= ∠CFK,
∴点K在以F为圆心FC为半径的圆上,
∴FC=FK=FH,
∵DO=OF,
∴DO+OK=OF+OK=FK=CF,
即CF=OK+DO;
(3)解:如图3中,连接OC、作HM⊥AQ于M.设OK=x,则CF= +x,OG=2﹣x,GF= ﹣(2﹣x),
∵CG2=CF2﹣FG2=CO2﹣OG2,
∴( +x)2﹣[ -(2﹣x)]2=()2﹣(2﹣x)2,
解得x= ,
∴CF=5,FG=4,CG=3,OG= ,
∵∠CFE=∠BOG,
∴CF∥OB,
∴ = = ,
可得OB= ,BG= ,BH= ,
由△BHM∽△BOG,可得 = = ,
∴BM= ,HM= ,MQ=OQ﹣OB﹣BM=
在Rt△HMQ中,
QH= = =
【解析】【分析】(1)如图1中,连接OC.根据切线的性质得出OC⊥AC,根据垂直的定义得出∠ACO=90°,根据直角三角形两锐角互余得出∠A+∠AOC=90°,根据等边对等角得出∠A=∠B,根据垂直的定义得出∠OGB=90°,根据直角三角形两锐角互余得出∠B+∠BOG=90°,根据等角的余角相等得出∠BOG=∠AOC,根据对顶角相等及等量代换得出∠DOC=∠DOE,根据相等的圆心角所对的弧相等得出结论;
(2)如图2中,连接OC.根据垂径定理得出CG=GH,进而得出EF垂直平分HC,根据线段垂直平分线上上的点到线段两个端点的距离相等得出FC=FH,根据圆周角定理及等量代
换得出∠CFK=∠COD,∠CHK=∠CFK,从而得出点K在以F为圆心FC为半径的圆上,根据同圆的半径相等得出FC=FK=FH,DO=OF,根据线段的和差及等量代换得出CF=OK+DO;
(3)如图3中,连接OC、作HM⊥AQ于M.设OK=x,则CF= +x,OG=2﹣x,GF=
﹣(2﹣x),根据勾股定理由CG2=CF2﹣FG2=CO2﹣OG2,列出关于x的方程,求解得出x
的值,从而得出CF=5,FG=4,CG=3,OG= 根据平行线的判定定理得出,内错角相等,两直线平行得出CF∥OB,根据平行线分线段成比例定理得出C F ∶O B = C G∶ G B = F G ∶G O ,进而可得OB,BG,BH的长,由△BHM∽△BOG,可得 B H ∶O B = B M ∶B G = H M ∶O G,再得出BM,HM,MQ的长,在Rt△HMQ中,根据勾股定理得出QH的长。
6.如图,在中,,于点,点在上,
且,连接.
(1)求证:
(2)如图,将绕点逆时针旋转得到(点分别对应点),设射线与相交于点,连接,试探究线段与之间满足的数量关系,并说明理由.
【答案】(1)证明:在Rt△AHB中,∠ABC=45°,
∴AH=BH,
在△BHD和△AHC中,
,
∴△BHD≌△AHC,
∴
(2)解:方法1:如图1,
∵△EHF是由△BHD绕点H逆时针旋转30°得到,
∴HD=HF,∠AHF=30°
∴∠CHF=90°+30°=120°,
由(1)有,△AEH和△FHC都为等腰三角形,
∴∠GAH=∠HCG=30°,
∴CG⊥AE,
∴点C,H,G,A四点共圆,
∴∠CGH=∠CAH,
设CG与AH交于点Q,
∵∠AQC=∠GQH,
∴△AQC∽△GQH,
∴,
∵△EHF是由△BHD绕点H逆时针旋转30°得到,由(1)知,BD=AC,
∴EF=AC
∴
即:EF=2HG.
方法2:如图2,取EF的中点K,连接GK,HK,
∵△EHF是由△BHD绕点H逆时针旋转30°得到,∴HD=HF,∠AHF=30°
∴∠CHF=90°+30°=120°,
由(1)有,△AEH和△FHC都为等腰三角形,
∴∠GAH=∠HCG=30°,
∴CG⊥AE,
由旋转知,∠EHF=90°,
∴EK=HK= EF
∴EK=GK= EF,
∴HK=GK,
∵EK=HK,
∴∠FKG=2∠AEF,
∵EK=GK,
∴∠HKF=2∠HEF,
由旋转知,∠AHF=30°,
∴∠AHE=120°,
由(1)知,BH=AH,
∵BH=EH,
∴AH=EH,
∴∠AEH=30°,
∴∠HKG=∠FKG+∠HKF=2∠AEF+2∠HEF=2∠AEH=60°,
∴△HKG是等边三角形,
∴GH=GK,
∴EF=2GK=2GH,
即:EF=2GH.
【解析】【分析】(1)根据等腰直角三角形的性质得出AH=BH,然后由SAS判断出△BHD≌△AHC,根据全等三角形对应角相等得出答案;
(2)方法1:如图1,根据旋转的性质得出HD=HF,∠AHF=30°根据角的和差得出∠CHF=90°+30°=120°,由(1)有,△AEH和△FHC都为等腰三角形,根据等腰三角形若顶角相等则底角也相等得出∠GAH=∠HCG=30°,根据三角形的内角和得出CG⊥AE,从而得出点C,H,G,A四点共圆,根据圆周角定理同弧所对的圆周角相等得出∠CGH=∠CAH,根据对顶角相等得出∠AQC=∠GQH,从而得出△AQC∽△GQH,根据全等三角形对应边成比例得出 A C∶ H G = A Q∶ G Q = 1 ∶sin 30 ° = 2,根据旋转的性质得出EF=BD,由(1)知,BD=AC,从而得出EF=AC
EF=BD,由E F∶ H G = A C∶ G H = A Q∶ G Q = 1∶ sin 30 ° = 2得出结论;
方法2:如图2,取EF的中点K,连接GK,HK,根据旋转的性质得出HD=HF,∠AHF=30°根据角的和差得出∠CHF=90°+30°=120°,由(1)有,△AEH和△FHC都为等腰三角形,根据等腰三角形若顶角相等则底角也相等得出∠GAH=∠HCG=30°,根据三角形的内角和得出CG⊥AE,由旋转知,∠EHF=90°,根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半得出
EK=HK= EF,EK=GK= EF,从而得出HK=GK,根据等边对等角及三角形的外角定理得出∠FKG=2∠AEF,∠HKF=2∠HEF,由旋转知,∠AHF=30°,故∠AHE=120°,由(1)知,BH=AH,根据等量代换得出AH=EH,根据等边对等角得出∠AEH=30°,∠HKG=∠FKG+∠HKF=2∠AEF+2∠HEF=2∠AEH=60°,根据有一个角为60°的等腰三角形是等边三角形得出△HKG是等边三角形,根据等边三角形三边相等得出GH=GK,根据等量代换得出EF=2GK=2GH。
7.已知在矩形ABCD中,AB=2,AD=4.P是对角线BD上的一个动点(点P不与点B、D 重合),过点P作PF⊥BD,交射线BC于点F.联结AP,画∠FPE=∠BAP,PE交BF于点E.设PD=x,EF=y.
(1)当点A、P、F在一条直线上时,求△ABF的面积;
(2)如图1,当点F在边BC上时,求y关于x的函数解析式,并写出函数定义域;(3)联结PC,若∠FPC=∠BPE,请直接写出PD的长.
【答案】(1)解:如图,
∵矩形ABCD ,
∴,
∴,
∵A、P、F在一条直线上,且PF⊥BD,
∴,
∴,
∴,∵,
∴,∴,
∴;
(2)解:∵PF⊥BP ,∴,
∴,∵,∴,
∴,又∵∠BAP =∠FPE,
∴∽,∴,
∵AD//BC ,∴,
∴,即,
∵,∴,
∴,
∴
(3)解:∠CPF=∠BPE,
①如图所示,当点F在CE上时,
∵∠BPF=∠FPD=90°,∴∠DPC=∠FPE,
∵∠FPE=∠BAP,∴∠DPC=∠BAP,
∵AB//CD,∴∠ABD=∠CDB,
∴△PAB∽△CPD,
∴PB:CD=AB:PD,
∴PB·PD=CD·AB,
∴x()=2×2,
∴x= ;
②如图所示,当点F在EC延长线上时,
过点P作PN⊥CD于点N,在CD上取一点M,连接PM,使∠MPF=∠CPF,则有PC:PM=CH:MH,
∵∠BPF=∠DPF=90°,∴∠BPC=∠DPM,
∵∠BPE=∠CPF,∴∠BPE=∠EPF,
∵∠BAP=∠FPE,∴∠BAP=∠DPM,
∵∠ABD=∠BDC,
∴△PAB∽△MPD,
∴PB:MD=AB:PD,
由PD=x,tan∠PDM=tan∠PFC=2,
易得:DN= ,PN= ,CN=2- ,
PH=2x,FH= ,CH=2- x,
由PB:MD=AB:PD可得MD= ,从而可得MN,
在Rt△PCN中利用勾股定理可得PC,
由PC:PM=CH:MH可得PM,
在在Rt△PMN中利用勾股定理可得关于x 的方程,
解得x= ,
综上:PD的长为:或
【解析】【分析】(1)要求三角形ABF的面积,由题意只须求出BF的长即可。
根据同角
的余角相等可得∠BAF=∠ADB,所以tan∠PBF=tan∠ADB=,结合已知即可求得
BF的长,三角形ABF的面积=AB BF;
(2)要求y与x之间的函数关系式,由题意只须证得ΔBAP∽ΔFPE,从而得出比例
式;,现在需求出PF的长,代入比例式即可得y与x的关系式。
(3)由已知条件过点P作PF⊥BD,交射线BC于点F可知,点F可能在线段CE上,也可在CE的延长线上,所以分两种情况求解即可。
8.如图1,抛物线平移后过点A(8,,0)和原点,顶点为B,对称轴与轴相交于点C,与原抛物线相交于点D.
(1)求平移后抛物线的解析式并直接写出阴影部分的面积;
(2)如图2,直线AB与轴相交于点P,点M为线段OA上一动点,为直角,边MN与AP相交于点N,设,试探求:
① 为何值时为等腰三角形;
② 为何值时线段PN的长度最小,最小长度是多少.
【答案】(1)解:设平移后抛物线的解析式,
将点A(8,,0)代入,得 = ,
所以顶点B(4,3),
所以S阴影=OC•CB=12
(2)解:设直线AB解析式为y=mx+n,将A(8,0)、B(4,3)分别代入得
,解得:,
所以直线AB的解析式为,作NQ垂直于x轴于点Q,
①当MN=AN时, N点的横坐标为,纵坐标为,
由三角形NQM和三角形MOP相似可知 ,得,解得(舍去).
当AM=AN时,AN= ,由三角形ANQ和三角形APO相似可知,
,MQ=,
由三角形NQM和三角形MOP相似可知得:,
解得:
t=12(舍去);
当MN=MA时,故是钝角,显然不成立,
故;
②由MN所在直线方程为y= ,与直线AB的解析式y=﹣x+6联立,
得点N的横坐标为X N= ,即t2﹣x N t+36﹣x N=0,
由判别式△=x2N﹣4(36﹣)≥0,得x N≥6或x N≤﹣14,
又因为0<x N<8,
所以x N的最小值为6,此时t=3,
当t=3时,N的坐标为(6,""),此时PN取最小值为
【解析】【分析】(1)平移前后的两个二次函数的a的值相等,平移后的图像经过点原
点,因此设函数解析式为:,将点A的坐标代入就可求出b的值,再求出顶点B的坐标,利用割补法可得出阴影部分的面积=以OC,BC为边的矩形的面积。
(2)利用待定系数法先求出直线AB的函数解析式,作NQ垂直于x轴于点Q,再分情况讨论:当MN=AN时,就可表示出点N的坐标,利用相似三角形的性质,得出对应边成比例,建立关于t的方程,求出t的值;当AM=AN时再由△ANQ和△APO相似,△NQM 和△MOP相似,得出对应边成比例,分别求出t的值,然后根据当MN=MA时,∠MNA = ∠ MAN < 45 °故∠ AMN 是钝角,可得出符合题意的t的值;②将直线MN和直线AB联立方程组,可得出点N的横坐标,结合根的判别式可求出x N≥6或x N≤﹣14,然后由0<x N <8,就可求得结果。
9.在数学兴趣小组活动中,小亮进行数学探究活动,△ABC是边长为2的等边三角形,E 是AC上一点,小亮以BE为边向BE的右侧作等边三角形BEF,连接CF.
(1)如图1,当点E在线段AC上时,EF、BC相交于点D,小亮发现有两个三角形全等,请你找出来,并证明;
(2)当点E在线段AC上运动时,点F也随着运动,若四边形ABFC的面积为,求AE 的长;
(3)如图2,当点E在AC的延长线上运动时,CF、BE相交于点D,请你探求△ECD的面积S1与△DBF的面积S2之间的数量关系,并说明理由;
(4)如图2,当△ECD的面积S1=时,求AE的长.
【答案】(1)解:现点E沿边AC从点A向点C运动过程中,始终有△ABE≅△CBF.
由图1知,△ABC与△EBF都是等边三角形,∴AB=CB,BE=BF,∠ABC=∠EBF=60°,
∴∠CBF=∠ABE=60°-∠CBE,∴△ABE≅△CBF.
(2)解:由(1)知点E在运动过程中始终有△ABE≅△CBF,
因四边形BECF的面积等于三角形BCF的面积与三角形BCE的面积之和,
∴四边形BECF的面积等于△ABC的面积,因△ABC的边长为2,则
,
∴四边形BECF的面积为,又四边形ABFC的面积是,
∴,在三角形ABE中,因∠A=60°,∴边AB上的高为AEsin60°,
∴,则AE= .
(3)解: .
由图2知,△ABC与△EBF都是等边三角形,∴AB=CB,BE=BF,∠ABC=∠EBF=60°,
又∠CBF=∠ABE=60°+∠CBE,∴△ABE≅△CBF,
∴,∴,
则,则
(4)解:由(3)知,即,
由得,∵△ABE≅△CBF,
∴AE=CF,∠BAE=∠BCF=60°,
又∠BAE=∠ABC=60°,得∠ABC=∠BCF,∴CF∥AB,则△BDF的边CF上的高与△ABC的高相等,即为,
则DF= ,设CE=x,则2+x=CD+DF=CD+ ,∴CD=x- ,
在△ABE中,由CD∥AB得,,即,
化简得,∴x=1或x=− (舍),
即CE=1,∴AE=3.
【解析】【分析】(1)不难发现△ABE≅△CBF,由等边三角形的性质得到相应的条件,根据“SAS”判定三角形全等;(2)由(1)可得△ABE≅△CBF,则,则四边形ABFC= = ,由四边形ABFC的
面积为和等边三角形ABC的边长为2,可求得△ABE的面积,由底AB×AEsin60°,构造方程可解出AE.(3)当E在AC的延长线上时,△ABE≅△CBF依然成立,则,即由等量关系即可得答案.(4)由(3)可求出△FBD的面积,由△ABE≅△CBF,则AE=CF,∠BAE=∠BCF=60°=∠ABC,则CF//AB,则对于△BDF的边CF上的高等于△ABC的高,则可求
出DF的长度;由AE=CF,可设CE=x,且CD//AB可得,代入相关值解出x即可.
10.如图,抛物线y=ax2+bx+c过原点O、点A (2,﹣4)、点B (3,﹣3),与x轴交于点C,直线AB交x轴于点D,交y轴于点E.
(1)求抛物线的函数表达式和顶点坐标;
(2)直线AF⊥x轴,垂足为点F,AF上取一点G,使△GBA∽△AOD,求此时点G的坐标;
(3)过直线AF左侧的抛物线上点M作直线AB的垂线,垂足为点N,若∠BMN=∠OAF,求直线BM的函数表达式.
【答案】(1)解:将原点O(0,0)、点 A (2,﹣4)、点 B (3,﹣3),分别代入y=ax2+bx+c,
得,解得,
∴y=x2-4x= ,
∴顶点为(2,-4).
(2)解:设直线AB为y=kx+b,
由点A(2,-4),B(3,-3),得解得,
∴直线AB为y=x-6.
当y=0时,x=6,∴点D(6,0).
∵点A(2,-4),D(6,0),B(3,-3),
∴OA= ,OD=6,AD= ,AF=4,OF=2,DF=4,AB= ,
∴DF=AF,又∵AF⊥x轴,
∴∠AD0=∠DAF=45°,
∵△GBA∽△AOD,
∴,
∴,
解得,
∴FG=AF-AG=4- ,
∴点G(2,).
(3)解:如图1,
∵∠BMN=∠OAF,,
∴∠MBN=∠AOF,
设直线BM与AF交于点H,
∵∠ABH=∠AOD,∠HAB=∠ADO,
∴
∴,
则,解得AH= ,
∴H(2,).
设直线BM为y=kx+b,∵将点B、G的坐标代入得,解得.
∴直线BM的解析式为y= ;
如图2,
BD=AD-AB= .
∵∠BMN=∠OAF,∠GDB=∠ODA,
∴△HBD∽△AOD.
∴,即,解得DH=4.
∴点H的坐标为(2,0).
设直线BM的解析式为y=kx+b.
∵将点B和点G的坐标代入得:,解得k=-3,b=6.
∴直线BM的解析式为y=-3x+6.
综上所述,直线MB的解析式为y= 或y=-3x+6.
【解析】【分析】(1)将原点O(0,0)、点A (2,﹣4)、点B (3,﹣3),分别代入y=ax2+bx+c,联立方程组解答即可a,b,c的值,得到二次函数解析式;将解析式配成顶点
式,可得顶点;(2)由△GBA∽△AOD,可得,分别求出AD,AB,OD的长即可求出AG,由点A的坐标,即可求出点G;(3)点M在直线AF的左侧,可发出垂足N可以在线段AB上,也可以在AB的延长线上,故有如图1和如图2两种可能;设直线BM与直线AF的交点为H,由(2)可知,参加(2)的方法可求出点H的坐标,从而求出直线BM的解析式.
11.
(1)如图1所示,
在中,,,点在斜边上,点在直角边上,若,求证: .
(2)如图2所示,
在矩形中,,,点在上,连接,过点作交 (或的延长线)于点 .
①若,求的长;
②若点恰好与点重合,请在备用图上画出图形,并求的长.
【答案】(1)证明:∵在中,,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴ .
(2)解:①∵四边形是矩形,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,,
∴,;
②如图所示,设,由①得,
∴,即,
整理,得:,
解得:,,
所以的长为或 .
【解析】【分析】(1)利用平角的定义和三角形的内角和证明即可证得结论;(2)①仿(1)题证明,再利用相似三角形的性质即可求得结果;②由①得,设,根据相似三角形的性质可得关于x的方程,解方程即可求得结果.
12.如图1,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=6cm,BC=8cm,点P从A出发沿AC向C点以1厘米/秒的速度匀速移动;点Q从C出发沿CB向B点以2厘米/秒的速度匀速移动.点P、Q分别从起点同时出发,移动到某一位置时所需时间为t秒.
(1)当t=________时,PQ∥AB
(2)当t为何值时,△PCQ的面积等于5cm2?
(3)在P、Q运动过程中,在某一时刻,若将△PQC翻折,得到△EPQ,如图2,PE与AB 能否垂直?若能,求出相应的t值;若不能,请说明理由.
能垂直,理由如下:
延长QE交AC于点D,
∵将△PQC翻折,得到△EPQ,
∴△QCP≌△QEP,
∴∠C=∠QEP=90°,
若PE⊥AB,则QD∥AB,
∴△CQD∽△CBA,
∴,
∴,
∴QD=2.5t,
∵QC=QE=2t
∴DE=0.5t
∵∠A=∠EDP,∠C=∠DEP=90°,
∴△ABC∽△DPE,
∴
∴,
解得:,
综上可知:当t= 时,PE⊥AB
【答案】(1)2.4
(2)解:∵点P从A出发沿AC向C点以1厘米/秒的速度匀速移动;点Q从C出发沿CB 向B点以2厘米/秒的速度匀速移动,
∴PC=AC-AP=6-t,CQ=2t,
∴S△CPQ= CP•CQ= =5,
∴t2-6t+5=0
解得t1=1,t2=5(不合题意,舍去)
∴当t=1秒时,△PCQ的面积等于5cm2
(3)解:
【解析】【解答】解:(1) ∵点P从A出发沿AC向C点以1厘米/秒的速度匀速移动;点Q 从C出发沿CB向B点以2厘米/秒的速度匀速移动,
∴PC=AC-AP=6-t,CQ=2t,
当PQ∥AB时,∴△PQC∽△ABC,
∴PC:AC=CQ:BC,
∴(6-t):6=2t:8
∴t=2.4
∴当t=2.4时,PQ∥AB
【分析】(1)根据题意可得PC=AC-AP=6-t,CQ=2t,根据平行线可得△PQC∽△ABC,利用相似三角形对应边成比例可得PC:AC=CQ:BC,即得(6-t):6=2t:8,求出t值即可;
(2)由S△CPQ=CP•CQ =5,据此建立方程,求出t值即可;
(3)延长QE交AC于点D,根据折叠可得△QCP≌△QEP,若PE⊥AB,则QD∥AB,可得△CQD∽△CBA,利用相似三角形的对应边成比例,求出DE=0.5t,根据
两角分别相等可证△ABC∽△DPE,利用相似三角形对应边成比例,据此求出t 值即可.。