苏教版中考数学压轴题:动点问题
江苏省中考数学选择填空压轴题-专题4函数的动点问题
专题04 函数的动点问题例1.如图①,在平行四边形ABCD中,AD=9cm,动点P从A点出发,以1cm/s 的速度沿着A→B→C→A的方向移动,直到点P到达点A后才停止.已知△P AD 的面积y(单位:cm2)与点P移动的时间x(单位:s)之间的函数关系如图②所示,图②中a与b的和为___________.同类题型1.1 如图,已知正方形ABCD的边长为4,E是BC边上的一个动点,AE⊥EF,EF交DC于点F,设BE=x,FC=y,则当点E从点B运动到点C时,y关于x的函数图象是()A.B.C.D.同类题型1.2如图,在矩形ABCD中,AB=2,AD=3,点E是BC边上靠近点B的三等分点,动点P从点A出发,沿路径A→D→C→E运动,则△APE的面积y与点P经过的路径长x之间的函数关系用图象表示大致是()A.B.C.D.同类题型1.3 如图,菱形ABCD的边长为2,∠A=60°,一个以点B为顶点的60°角绕点B旋转,这个角的两边分别与线段AD的延长线及CD的延长线交于点P、Q,设DP=x,DQ=y,则能大致反映y与x的函数关系的图象是()A.B.C.D.例2.如图,等边△ABC的边长为2cm,点P从点A出发,以1cm/s的速度沿AC向点C运动,到达点C停止;同时点Q从点A出发,以2cm/s的速度沿AB -BC向点C运动,到达点C停止,设△APQ的面积为y(cm2),运动时间为x (s),则下列最能反映y与x之间函数关系的图象是()A.B.C.D.同类题型2.1 如图1,E为矩形ABCD边AD上的一点,点P从点B沿折线BE-ED-DC运动到点C时停止,点Q从点B沿BC运动到点C时停止,它们运动的速度都是2cm/s.若P、Q同时开始运动,设运动时间为t(s),△BPQ的面积为y(cm2),已知y与t的函数关系图象如图2,则下列结论错误的是()A.AE=12cm B.sin∠EBC=7 4C.当0<t≤8时,y=72t2D.当t=9s时,△PBQ是等腰三角形同类题型2.2 矩形ABCD中,AB=6,BC=8,动点P从点B出发以每秒2个单位长的速度沿BA-AD-DCD的方向运动到C点停止,动点Q以每秒1个单位的速度沿BC方向运动到C点停止,假设P、两点同时出发,运动时间是t秒,y=S△PBQ,则y与t的函数图象大致是()A.B.C.D.同类题型2.3 如图,矩形ABCD中,AB=8cm,AD=12cm,AC与BD交于点O,M是BC的中点.P、Q两点沿着B→C→D方向分别从点B、点M同时出发,并都以1cm/s的速度运动,当点Q到达D点时,两点同时停止运动.在P、Q 两点运动的过程中,与△OPQ的面积随时间t变化的图象最接近的是()A.B.C.D.例3.如图,正六边形ABCDEF的边长为6cm,P是对角线BE上一动点,过点P作直线l与BE垂直,动点P从B点出发且以1cm/s的速度匀速平移至E点.设直线l扫过正六边形ABCDEF区域的面积为S(cm2),点P的运动时间为t(s),下列能反映S与t之间函数关系的大致图象是()A.B.C.D.同类题型3.1 如图,在平面直角坐标系中,四边形OBCD是边长为4的正方形,平行于对角线BD的直线l从O出发,沿x轴正方向以每秒1个单位长度的速度运动,运动到直线l与正方形没有交点为止.设直线l扫过正方形OBCD的面积为S,直线l运动的时间为t(秒),下列能反映S与t之间函数关系的图象是()A.B.C.D.同类题型3.2(2015秋﹒荆州校级月考)如图,△ABC中,∠ACB=90°,∠A=30°,AB=16.点P是斜边AB上一点.过点P作PQ⊥AB,垂足为P,交边AC (或边CB)于点Q.设AP=x,当△APQ的面积为14 3 时,则x的值为()A.2 21 B.2 21 或14 C.2或2 21 或14 D.2或14同类题型3.3 如图1,在平面直角坐标系中,将▱ABCD放置在第一象限,且AB ∥x轴.直线y=-x从原点出发沿x轴正方向平移,在平移过程中直线被平行四边形截得的线段长度l与直线在x轴上平移的距离m的函数图象如图2所示,那么AD的长为____________.例4.如图,△ABC为直角三角形,∠C=90°,BC=2cm,∠A=30°,四边形DEFG为矩形,DE=2 3 cm,EF=6cm,且点C、B、E、F在同一条直线上,点B与点E重合.Rt△ABC以每秒1cm的速度沿矩形DEFG的边EF向右平移,当点C与点F重合时停止.设Rt△ABC与矩形DEFG的重叠部分的面积为y cm2,运动时间xs.能反映y cm2与xs之间函数关系的大致图象是()A.B.C.D.同类题型4.1 如图,菱形ABCD的边长为1,菱形EFGH的边长为2,∠BAD=∠FEH=60°点C与点E重合,点A,C(E),G在同一条直线上,将菱形ABCD 沿C⇒G方向平移至点A与点G重合时停止,设点C、E之间的距离为x,菱形ABCD与菱形EFGH重叠部分的面积为y,则能大致反映y与x之间函数关系的图象是()A.B.C.D.同类题型4.2 如图,等边△ABC的边AB与正方形DEFG的边长均为2,且AB 与DE在同一条直线上,开始时点B与点D重合,让△ABC沿这条直线向右平移,直到点B与点E重合为止,设BD的长为x,△ABC与正方形DEFG重叠部分(图中阴影部分)的面积为y,则y与x之间的函数关系的图象大致是()A.B.C.D.同类题型4.3 如图,四边形ABCD是边长为1的正方形,四边形EFGH是边长为2的正方形,点D与点F重合,点B,D(F),H在同一条直线上,将正方形ABCD沿F⇒H方向平移至点B与点H重合时停止,设点D、F之间的距离为x,正方形ABCD与正方形EFGH重叠部分的面积为y,则能大致反映y与x 之间函数关系的图象是()A.B.C.D.参考答案例1.如图①,在平行四边形ABCD中,AD=9cm,动点P从A点出发,以1cm/s 的速度沿着A→B→C→A的方向移动,直到点P到达点A后才停止.已知△P AD 的面积y(单位:cm2)与点P移动的时间x(单位:s)之间的函数关系如图②所示,图②中a与b的和为___________.解:由图②可知点P从A点运动到B点的时间为10s,又因为P点运动的速度为1cm/s,所以AB=10×1=10(cm),由AD=9可知点P在边BC上的运动时间为9s,所以a=10+9=19;分别过B点、C两点作BE⊥AD于E,CF⊥AD于F.由图②知S△ABD=36,则12×9×BE=36,解得BE=8,在直角△ABE中,由勾股定理,得AE=AB2-BE2=6.易证△BAE≌△CDF,则BE=CF=8,AE=DF=6,AF=AD+DF=9+6=15.在直角△ACF 中,由勾股定理,得CA =AF 2+CF 2 =17,则点P 在CA 边上从C 点运动到A 点的时间为17s ,所以b =19+17=36,a +b =19+36=55.同类题型1.1 如图,已知正方形ABCD 的边长为4,E 是BC 边上的一个动点,AE ⊥EF ,EF 交DC 于点F ,设BE =x ,FC =y ,则当点E 从点B 运动到点C 时,y 关于x 的函数图象是( )A .B .C .D .解:∵AE ⊥EF ,∴∠AEB +∠FCE =90°∵四边形ABCD 是正方形,∴∠B =∠C =90° AB =BC =4,∴∠BAE +∠AEB =90°,∴∠BAE =∠FCE ,∴△ABE ∽△ECF ,∴AB EC =BE FC ,∵BE =x ,FC =y ,∴EC =4-x ,则有44-x =x y, 整理后得y =-14x 2 +x 配方后得到y =-14(x -2)2 +1从而得到图象为抛物线,开口朝下,顶点坐标为(2,1).选C .同类题型1.2如图,在矩形ABCD 中,AB =2,AD =3,点E 是BC 边上靠近点B 的三等分点,动点P 从点A 出发,沿路径A →D →C →E 运动,则△APE 的面积y 与点P 经过的路径长x 之间的函数关系用图象表示大致是( )A .B .C .D .解:∵在矩形ABCD 中,AB =2,AD =3,∴CD =AB =2,BC =AD =3,∵点E 是BC 边上靠近点B 的三等分点,∴CE =23×3=2,①点P 在AD 上时,△APE 的面积y =12 x ﹒2=x (0≤x ≤3),②点P 在CD 上时,S △APE =S _(梯形AECD )-S _(△ADP )-S _(△CEP ), =12(2+3)×2-12×3×(x -3)-12 ×2×(3+2-x ),=5-32x +92 -5+x ,=-12x +92 ,∴y =-12x +92 (3<x ≤5),③点P 在CE 上时,S △APE =12 ×(3+2+2-x )×2=-x +7,∴y =-x +7(5<x ≤7),选A.同类题型1.3 如图,菱形ABCD的边长为2,∠A=60°,一个以点B为顶点的60°角绕点B旋转,这个角的两边分别与线段AD的延长线及CD的延长线交于点P、Q,设DP=x,DQ=y,则能大致反映y与x的函数关系的图象是()A.B.C.D.解:∵四边形ABCD是菱形,∠A=60°,∴∠ABD=∠CBD=∠ADB=∠BDC=60°,∴∠BDQ=∠BDP=120°,∵∠QBP=60°,∴∠QBD=∠PBC,∵AP∥BC,∴∠P=∠PBC,∴∠QBD=∠P,∴△BDQ∽△PDB,∴DQ BD =BD PD ,即y 2=2x ,∴xy =4,∴y 与x 的函数关系的图象是双曲线,选A .例2.如图,等边△ABC 的边长为2cm ,点P 从点A 出发,以1cm/s 的速度沿AC 向点C 运动,到达点C 停止;同时点Q 从点A 出发,以2cm/s 的速度沿AB -BC 向点C 运动,到达点C 停止,设△APQ 的面积为y (cm 2 ),运动时间为x (s ),则下列最能反映y 与x 之间函数关系的图象是( )A .B .C .D . 解:由题得,点Q 移动的路程为2x ,点P 移动的路程为x ,∠A =∠C =60°,AB =BC =2, ①如图,当点Q 在AB 上运动时,过点Q 作QD ⊥AC 于D ,则AQ =2x ,DQ = 3 x ,AP =x ,∴△APQ 的面积y =12×x ×3x =32x 2 (0<x ≤1),即当0<x ≤1时,函数图象为开口向上的抛物线的一部分,故A 、B 排除;②如图,当点Q 在BC 上运动时,过点Q 作QE ⊥AC 于E ,则CQ =4-2x ,EQ =23- 3 x ,AP =x ,∴△APQ 的面积y =12×x ×(23-3x )=-32x 2+ 3 x (1<x ≤2),即当1<x ≤2时,函数图象为开口向下的抛物线的一部分,故C 排除,而D 正确; 选D .同类题型2.1 如图1,E 为矩形ABCD 边AD 上的一点,点P 从点B 沿折线BE -ED -DC 运动到点C 时停止,点Q 从点B 沿BC 运动到点C 时停止,它们运动的速度都是2cm/s .若P 、Q 同时开始运动,设运动时间为t (s ),△BPQ 的面积为y (cm 2 ),已知y 与t 的函数关系图象如图2,则下列结论错误的是( )A .AE =12cmB .sin ∠EBC = 74C .当0<t ≤8时,y = 72t 2D .当t =9s 时,△PBQ 是等腰三角形解:A 、分析函数图象可知,当点Q 到达点C 时,点P 到达点E 处, ∴BC =BE =2×8=16cm ,ED =2×2=4cm ,∴AE =AD -ED =BC -ED =16-4=12cm ,故A 正确;B 、作EF ⊥BC 于点F ,如图,由函数图象可知,BC =BE =16cm ,BF =AE =12cm ,由勾股定理得,EF =47 cm ,∴sin ∠EBC =EF BE =4716=74 ,故B 正确;C 、作PM ⊥BQ 于点M ,如图,∵BQ =BP =2t ,∴y =S △BPQ =12BQ ﹒PM =12BQ ﹒BP ﹒sin ∠EBC =12×2t ﹒2t ﹒74=72t 2 .故C正确;D 、当t =9s 时,点Q 与点C 重合,点P 运动到ED 的中点,设为N ,如图所示,连接NB ,N C .此时AN =14,ND =2,由勾股定理求得:NB =211 ,NC =229 , ∵BC =16,∴△BCN 不是等腰三角形,即此时△PBQ 不是等腰三角形.故D 错误; 选D .同类题型2.2 矩形ABCD 中,AB =6,BC =8,动点P 从点B 出发以每秒2个单位长的速度沿BA -AD -DCD 的方向运动到C 点停止,动点Q 以每秒1个单位的速度沿BC 方向运动到C 点停止,假设P 、两点同时出发,运动时间是t 秒,y=S △PBQ ,则y 与t 的函数图象大致是( )A .B .C .D .解:①当0<t ≤3时,△PBQ 是Rt △,y =12×t ×2t =t 2 ;②当3<t ≤7时,y =12 ×t ×6=3t ;③当7<t ≤8时,y =12t (20-2t )=-t 2 +10t ;④当8<t ≤10时,y =12 ×8(20-2t )=80-8t ;观察各选项可知,y 与t 的函数图象大致是选项D .选D .同类题型2.3 如图,矩形ABCD 中,AB =8cm ,AD =12cm ,AC 与BD 交于点O ,M 是BC 的中点.P 、Q 两点沿着B →C →D 方向分别从点B 、点M 同时出发,并都以1cm/s 的速度运动,当点Q 到达D 点时,两点同时停止运动.在P 、Q 两点运动的过程中,与△OPQ 的面积随时间t 变化的图象最接近的是( )A .B .C .D .解:∵矩形ABCD 中,AB =8cm ,AD =12cm ,AC 与BD 交于点O ,∴点O 到BC 的距离=12 AB =4,到CD 的距离=12 AD =6,∵点M 是BC 的中点,∴CM =12 BC =6,∴点Q 到达点C 的时间为6÷1=6秒,点P 到达点C 的时间为12÷1=12秒,点Q 到达点D 的时间为(6+8)÷1=14秒,①0≤t ≤6时,点P 、Q 都在BC 上,PQ =6,△OPQ 的面积=12 ×6×4=12;②6<t ≤12时,点P 在BC 上,点Q 在CD 上, CP =12-t ,CQ =t -6,S △OPQ =S △COP +S △COQ -S △PCQ ,=12×(12-t )×4+12×(t -6)×6-12 ×(12-t )×(t -6),=12t2-8t+42,=12(t-8)2+10,③12<t≤14时,PQ=6,△OPQ的面积=12×6×6=18;纵观各选项,只有B选项图形符合.选B.例3.如图,正六边形ABCDEF的边长为6cm,P是对角线BE上一动点,过点P作直线l与BE垂直,动点P从B点出发且以1cm/s的速度匀速平移至E点.设直线l扫过正六边形ABCDEF区域的面积为S(cm2),点P的运动时间为t(s),下列能反映S与t之间函数关系的大致图象是()A.B.C.D.解:由题意得:BP=t,如图1,连接AC,交BE于G,Rt △ABG 中,AB =6,∠ABG =60°,∴∠BAG =30°,∴BG =12 AB =3,由勾股定理得:AG =62-32=3 3 ,∴AC =2AG =6 3 ,当0≤t ≤3时,PM = 3 t ,∴MN =2 3 t ,S =S △BMN =12MN ﹒PB =12﹒3t 2=32t 2 ,所以选项A 和B 不正确;如图2,当9≤t ≤12时,PE =12-t ,∵∠MEP =60°,∴tan ∠MEP =PM PE ,∴PM = 3 (12-t ),∴MN =2PM =2 3 (12-t ),∴S =S _(正六边形)-S _(△EMN ),=2×12(AF +BE )×AG -12 MN ﹒PE , =(6+12)×33-12×2 3 (12-t )(12-t ),=543-3(144-24t +t 2 ), =-3t 2+243t -90 3 ,此二次函数的开口向下,所以选项C 正确,选项D 不正确;选C .同类题型3.1 如图,在平面直角坐标系中,四边形OBCD 是边长为4的正方形,平行于对角线BD 的直线l 从O 出发,沿x 轴正方向以每秒1个单位长度的速度运动,运动到直线l 与正方形没有交点为止.设直线l 扫过正方形OBCD 的面积为S ,直线l 运动的时间为t (秒),下列能反映S 与t 之间函数关系的图象是( )A .B .C .D .解:①当0≤t ≤4时,S =12×t ×t =12t 2 ,即S =12t 2 .该函数图象是开口向上的抛物线的一部分.故B 、C 错误;②当4<t ≤8时,S =16-12×(8-t )×(8-t )=-12t 2 +8t -16.该函数图象是开口向下的抛物线的一部分.故A 错误.选D .同类题型3.2(2015秋﹒荆州校级月考)如图,△ABC 中,∠ACB =90°,∠A =30°,AB =16.点P 是斜边AB 上一点.过点P 作PQ ⊥AB ,垂足为P ,交边AC (或边CB )于点Q .设AP =x ,当△APQ 的面积为14 3 时,则x 的值为( )A .2 21B .2 21 或14C .2或2 21 或14D .2或14解:当点Q 在AC 上时,∵∠A =30°,AP =x ,∴PQ =x tan30°=33 x ,∴S =12×AP ×PQ =12×x ×33=36x 2=14 3解得:x =221 或x =-221 (舍去),当点Q 在BC 上时,如下图所示:∵AP =x ,AB =16,∠A =30°,∴BP =16-x ,∠B =60°,∴PQ =BP ﹒tan60°= 3 (16-x ).∴S =12AP ×PQ =32x 2+83x =14 3 ,解得:x =2(舍去)或x =14.选B .同类题型3.3 如图1,在平面直角坐标系中,将▱ABCD 放置在第一象限,且AB ∥x 轴.直线y =-x 从原点出发沿x 轴正方向平移,在平移过程中直线被平行四边形截得的线段长度l 与直线在x 轴上平移的距离m 的函数图象如图2所示,那么AD 的长为____________.解:①当AB >4时如图1,由图可知:OE =4,OF =8,DG =3 2 ,∴EF =AG =OF -OE =4∵直线解析式为:y =-x∴∠AGD =∠EFD =45°∴△AGD 是等腰直角三角形∴DH =GH =22DG =22×3 2 =3,∴AH =AG -GH =4-3=1,∴AD =DH 2+AH 2=32+12=10 ;②当AB =4时,如图2,由图可知:OI =4,OJ =8,KB =3 2 ,OM =9,∴IJ =AB =4,IM =AN =5,∵直线解析式为:y =-x ,∴△KLB 是等腰直角三角形,∴KL =BL =22 KB =3,∵AB =4,∴AL =AB -BL =1,T 同①得,DM =MN ,∴过K 作KM ∥IM ,∴tan ∠DAN =KLAL =3,∴AM =DM tan ∠DAN =DM3 ,∴AN =AM +MN =43 DM =5,∴DM =MN =154 ,∴AM =AN -MN =5-154=54 ,∴AD =AM 2+DM 2=5104 ,故答案为10 或5104 .例4.如图,△ABC 为直角三角形,∠C =90°,BC =2cm ,∠A =30°,四边形DEFG 为矩形,DE =2 3 cm ,EF =6cm ,且点C 、B 、E 、F 在同一条直线上,点B 与点E 重合.Rt △ABC 以每秒1cm 的速度沿矩形DEFG 的边EF 向右平移,当点C 与点F 重合时停止.设Rt △ABC 与矩形DEFG 的重叠部分的面积为y cm 2 ,运动时间xs .能反映y cm 2 与xs 之间函数关系的大致图象是( )A .B .C .D .解:已知∠C =90°,BC =2cm ,∠A =30°,∴AB =4,由勾股定理得:AC =2 3 ,∵四边形DEFG 为矩形,∠C =90,∴DE =GF =2 3 ,∠C =∠DEF =90°,∴AC ∥DE ,此题有三种情况:(1)当0<x <2时,AB 交DE 于H ,如图∵DE ∥AC ,∴EH AC =BE BC , 即EH 23=x ﹒12 , 解得:EH = 3 x ,所以y =12﹒3x ﹒x =32x 2 ,∵x y 之间是二次函数,所以所选答案C 错误,答案D 错误,∵a =32 >0,开口向上;(2)当2≤x ≤6时,如图,此时y =12×2×23=2 3 ,(3)当6<x ≤8时,如图,设△ABC 的面积是s 1 ,△FNB 的面积是s 2 ,BF =x -6,与(1)类同,同法可求FN =3X -6 3 ,∴y =s 1-s 2 ,=12×2×23-12×(x -6)×(3X -6 3 ), =-32x 2+63x -16 3 ,∵-32 <0,∴开口向下,所以答案A 正确,答案B 错误,选A .同类题型4.1 如图,菱形ABCD 的边长为1,菱形EFGH 的边长为2,∠BAD =∠FEH =60°点C 与点E 重合,点A ,C (E ),G 在同一条直线上,将菱形ABCD 沿C ⇒G 方向平移至点A 与点G 重合时停止,设点C 、E 之间的距离为x ,菱形ABCD 与菱形EFGH 重叠部分的面积为y ,则能大致反映y 与x 之间函数关系的图象是( )A .B .C .D .解:由菱形ABCD 、EFGH 边长为1,2可得:AC =2AB ×sin30°= 3 ,EG =2 3(1)当菱形ABCD 移动到点A 与点E 重合的过程,即0≤x ≤ 3 时,重合部分的菱形的两条对角线长度分别为:x ,2×x 2×tan30°=3x 3∴y =12﹒x ﹒3x 3=36x 2(2)当菱形ABCD 移动到点C 与点G 重合的过程,重合部分的菱形面积不变,即3<x ≤2 3 时,y =S 菱形ABCD =12×1×3=32;(3)当菱形ABCD 移动到点A 与点G 重合的过程,即23<x ≤33时,重合部分的菱形的两条对角线长度分别为: 3 -x ,2×3-x 2×tan30°=3(3-x )3y =12×(3-x )×3(3-x )3=36(3-x )2 . 由(1)(2)(3)可以看出图象应该是y =36x 2 图上像0≤x ≤ 3 时的部分,y =32图象上3<x ≤2 3 时的部分,y =36(3-x )2 图象上23<x ≤33时的部分组成.选D .同类题型4.2 如图,等边△ABC 的边AB 与正方形DEFG 的边长均为2,且AB 与DE 在同一条直线上,开始时点B 与点D 重合,让△ABC 沿这条直线向右平移,直到点B 与点E 重合为止,设BD 的长为x ,△ABC 与正方形DEFG 重叠部分(图中阴影部分)的面积为y ,则y 与x 之间的函数关系的图象大致是( )A .B .C .D .解:设BD 的长为x ,△ABC 与正方形DEFG 重合部分(图中阴影部分)的面积为y ,当B 从D 点运动到DE 的中点时,即0≤x ≤1时,y =12×x ×3x =32x 2 .当B 从DE 中点运动到E 点时,即1<x ≤2时,y =3-12(2-x )×3(2-x )=-32x 2+23x - 3由函数关系式可看出D 中的函数图象与所求的分段函数对应.选D .同类题型4.3 如图,四边形ABCD 是边长为1的正方形,四边形EFGH 是边长为2的正方形,点D 与点F 重合,点B ,D (F ),H 在同一条直线上,将正方形ABCD 沿F ⇒H 方向平移至点B 与点H 重合时停止,设点D 、F 之间的距离为x ,正方形ABCD 与正方形EFGH 重叠部分的面积为y ,则能大致反映y 与x 之间函数关系的图象是( )A .B .C .D .解:DF =x ,正方形ABCD 与正方形EFGH 重叠部分的面积为y y =12DF 2=12x 2(0≤x < 2 );②y =1(2≤x <2 2 );③∵BH =3 2 -x∴y =12BH 2=12x 2-32x +9(22≤x <3 2 ).综上可知,图象是选B .。
苏教版数学初三中考压轴题专题练习
一.解答题(共33小题)1.(2016•苏州一模)如图①,四边形ABCD中,AD∥BC,DC⊥BC,AD=6cm,DC=8cm,BC=12cm.动点M在CB上运动,从C点出发到B点,速度每秒2cm;动点N在BA上运动,从B点出发到A点,速度每秒1cm.两个动点同时出发,当其中一个点到达终点时,另一个点也随即停止,设两个点的运动时间为t(秒).(1)求线段AB的长.(2)当t为何值时,MN∥CD?(3)设三角形DMN的面积为S,求S与t之间的函数关系式.(4)如图②,连接BD,是否存在某一时刻t,使MN与BD互相垂直?若存在,求出这时的t值;若不存在,请说明理由.【分析】(1)作AE⊥BC于E,根据直角梯形的性质和勾股定理求出AB的长;(2)根据MN∥CD,则NM⊥BC,运用∠B的余弦求出时间t;(3)根据△DMN的面积S=梯形ABCD的面积﹣△CDM的面积﹣△BMN的面积﹣△ADN的面积,代入数据整理即可;(4)假设存在,经过推理求出时间t.【解答】解:(1)作AE⊥BC于E,根据题意得,AE=DC=8,EC=AD=6,BE=BC﹣EC=6,在Rt△ABE中,由勾股定理,AB=10.(2)若MN∥CD,则NM⊥BC,=cos B==,即=解得:t=秒.(3)△DMN的面积S=梯形ABCD的面积﹣△CDM的面积﹣△BMN的面积﹣△ADN的面积=×(6+12)×8﹣×2t×8﹣×(12﹣2t)×t﹣×6×(8﹣t)=(t﹣)2+,又M从C点运动到B点的时间为6秒,N点从B点运动到A点所需的时间为10秒依题意,两者取小值6秒,所以,S=(t﹣)2+(0≤t≤6秒).(4)假设存在,则有MN⊥BD,显然有∠BMN=∠BDC,tan∠BMN=tan∠BDC===,如图②,过点N作NF⊥BC于F,依题意可求得NF=t,MF=12﹣2t﹣t所以,==tan∠BMN=,解得:t=<6秒,符合题意.所以存在t=,使MN⊥BD.【点评】本题是四边形综合题,解答时用到锐角三角函数、二次函数、勾股定理、梯形的有关知识,综合性较强,需要学生熟练运用所学的知识,认真解答.2.(2017•虞城县二模)如图①,已知矩形ABCD中,AB=60cm,BC=90cm.点P从点A出发,以3cm/s的速度沿AB运动:同时,点Q从点B出发,以20cm/s的速度沿BC运动.当点Q到达点C时,P、Q两点同时停止运动.设点P、Q运动的时间为t(s).(1)当t=s时,△BPQ为等腰三角形;(2)当BD平分PQ时,求t的值;(3)如图②,将△BPQ沿PQ折叠,点B的对应点为E,PE、QE分别与AD交于点F、G.探索:是否存在实数t,使得AF=EF?如果存在,求出t的值:如果不存在,说明理由.【分析】(1)由运动得出BP=BQ,求出t,即可;(2)由PM∥AD,得出,表示出PM,从而求出t,即可;(3)先判断出△AEP≌△FEG,表示出BH,HQ,CQ,再由勾股定理计算即可.【解答】解:(1)当BP=BQ时,60﹣3t=20t,∴t=,(2)如图1,过P作PM∥AD,∴,∴,∴PM=90﹣t,∵PN=NQ,PM=BQ,∴90﹣t=20t,∴t=,(3)如图2,作GH⊥BQ,∴PB=PF=60﹣3t,∵AF=EF,∠AEP=∠FEG,∠A=∠E,∴△AFP≌△FEG,∴PF=EG,FG=AP,∴AG=PF=60﹣3t=BH,∴HQ=BQ﹣BH=20t﹣(60﹣3t)=23t﹣60,GQ=FQ﹣FG=BQ﹣AP=17t,根据勾股定理得,602=(17t)2﹣(23t﹣60)2∴t1=4,t2=7.5(舍),∴t=4∴存在t=4,使AF=EF.【点评】此题是四边形综合题,主要考查了平行线分线段成比例定理,全等三角形的性质和判定,勾股定理,用时间t表示线段是解本题的关键.3.(2016•苏州一模)如图,在矩形ABCD中,AB=3,BC=4.动点P从点A出发沿AC向终点C运动,同时动点Q从点B出发沿BA向点A运动,到达A点后立刻以原来的速度沿AB返回.点P,Q运动速度均为每秒1个单位长度,当点P到达点C时停止运动,点Q也同时停止.连结PQ,设运动时间为t(t>0)秒.(1)求线段AC的长度;(2)当点Q从B点向A点运动时(未到达A点),求△APQ的面积S关于t的函数关系式,并写出t的取值范围;(3)伴随着P,Q两点的运动,线段PQ的垂直平分线为l:①当l经过点A时,射线QP交AD于点E,求AE的长;②当l经过点B时,求t的值.【分析】(1)由勾股定理求出AC即可;(2)过点P作PH⊥AB于点H,AP=t,AQ=3﹣t,证△AHP∽△ABC,求出PH=,根据三角形面积公式求出即可;(3)①根据线段的垂直平分线的性质求出AP=AQ,得出3﹣t=t,求出即可,延长QP交AD于点E,过点Q 作QO∥AD交AC于点O,证△AQO∽△ABC,求出,,PO=1,证△APE∽△OPQ求出AE即可;②当点Q 从B向A运动时l经过点B,求出CP=AP=AC=2.5,即可求出t;(ⅱ)当点Q从A向B运动时l经过点B,求出BP=BQ=6﹣t,AP=t,PC=5﹣t,过点P作PG⊥CB于点G,证△PGC∽△ABC,求出PG=(5﹣t),CG=(5﹣t),BG=,由勾股定理得出方程,求出方程的解即可.【解答】解:(1)∵四边形ABCD是矩形,∴∠ABC=90°,在Rt△ABC中,由勾股定理得:;(2)如图1,过点P作PH⊥AB于点H,AP=t,AQ=3﹣t,则∠AHP=∠ABC=90°,∵∠P AH=∠CAB,∴△AHP∽△ABC,∴=,∵AP=t,AC=5,BC=4,∴PH=,∴S=•(3﹣t)•t,即S=﹣t2+t,t的取值范围是:0<t<3.(3)①如图2,∵线段PQ的垂直平分线为l经过点A,∴AP=AQ,∴3﹣t=t,∴t=1.5,∴AP=AQ=1.5,延长QP交AD于点E,过点Q作QO∥AD交AC于点O,∴△AQO∽△ABC,∴,∴,,∴PO=AO﹣AP=1,∵OQ∥BC∥AD,∴△APE∽△OPQ,∴,∴.②如图③,(i)当点Q从B向A运动时l经过点B,BQ=BP=AP=t,∠QBP=∠QAP,∵∠QBP+∠PBC=90°,∠QAP+∠PCB=90°∴∠PBC=∠PCB,∴CP=BP=AP=t∴CP=AP=AC=×5=2.5,∴t=2.5;(ⅱ)如图4,当点Q从A向B运动时l经过点B,BP=BQ=3﹣(t﹣3)=6﹣t,AP=t,PC=5﹣t,过点P作PG⊥CB于点G,则PG∥AB,∴△PGC∽△ABC,∴,∴PG=•AB=(5﹣t),CG=•BC=(5﹣t),∴BG=4﹣=由勾股定理得BP2=BG2+PG2,即,解得.【点评】本题考查了矩形性质,等腰三角形性质,线段垂直平分线性质,勾股定理,相似三角形的性质和判定的应用,主要考查学生分析问题和解决问题的能力,题目比较典型,但是有一定的难度.4.(2017•莘县一模)如图,Rt△ABC中,∠C=90°,BC=8cm,AC=6cm.点P从B出发沿BA向A运动,速度为每秒1cm,点E是点B以P为对称中心的对称点,点P运动的同时,点Q从A出发沿AC向C运动,速度为每秒2cm,当点Q到达顶点C时,P,Q同时停止运动,设P,Q两点运动时间为t秒.(1)当t为何值时,PQ∥BC?(2)设四边形PQCB的面积为y,求y关于t的函数关系式;(3)四边形PQCB面积能否是△ABC面积的?若能,求出此时t的值;若不能,请说明理由;(4)当t为何值时,△AEQ为等腰三角形?(直接写出结果)【分析】(1)先在Rt△ABC中,由勾股定理求出AB=10,再由BP=t,AQ=2t,得出AP=10﹣t,然后由PQ ∥BC,根据平行线分线段成比例定理得出=,列出比例式=,求解即可;(2)根据S四边形PQCB=S△ACB﹣S△APQ=AC•BC﹣AP•AQ•sin A,即可得出y关于t的函数关系式;(3)根据四边形PQCB面积是△ABC面积的,列出方程t2﹣8t+24=×24,解方程即可;(4)△AEQ为等腰三角形时,分三种情况讨论:①AE=AQ;②EA=EQ;③QA=QE,每一种情况都可以列出关于t的方程,解方程即可.【解答】解:(1)Rt△ABC中,∵∠C=90°,BC=8cm,AC=6cm,∴AB=10cm.∵BP=t,AQ=2t,∴AP=AB﹣BP=10﹣t.∵PQ∥BC,∴=,∴=,解得t=;(2)∵S四边形PQCB=S△ACB﹣S△APQ=AC•BC﹣AP•AQ•sin A∴y=×6×8﹣×(10﹣t)•2t•=24﹣t(10﹣t)=t2﹣8t+24,即y关于t的函数关系式为y=t2﹣8t+24;(3)四边形PQCB面积能是△ABC面积的,理由如下:由题意,得t2﹣8t+24=×24,整理,得t2﹣10t+12=0,解得t1=5﹣,t2=5+(不合题意舍去).故四边形PQCB面积能是△ABC面积的,此时t的值为5﹣;(4)△AEQ为等腰三角形时,分三种情况讨论:①如果AE=AQ,那么10﹣2t=2t,解得t=;②如果EA=EQ,那么(10﹣2t)×=t,解得t=;③如果QA=QE,那么2t×=5﹣t,解得t=.故当t为秒秒秒时,△AEQ为等腰三角形.【点评】本题考查了勾股定理,平行线的判定,四边形的面积,等腰三角形的判定,中心对称的性质,综合性较强,难度适中.运用分类讨论、方程思想是解题的关键.5.(2016•启东市一模)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=4cm,BC=5cm,D是BC边上一点,CD=3cm,点P为边AC上一动点(点P与A、C不重合),过点P作PE∥BC,交AD于点E.点P以1cm/s的速度从A 到C匀速运动.(1)设点P的运动时间为t(s),DE的长为y(cm),求y关于t的函数关系式,并写出t的取值范围;(2)当t为何值时,以PE为半径的⊙E与以DB为半径的⊙D外切?并求此时∠DPE的正切值;(3)将△ABD沿直线AD翻折,得到△AB′D,连接B′C.如果∠ACE=∠BCB′,求t的值.【分析】(1)先根据勾股定理求得AD的长,又由平行线分线段成比例定理求得DE的长,则可得y与x的关系;(2)因为当以PE为半径的⊙E与DB为半径的⊙D外切时,有DE=PE+BD,所以可以求得t的值,即可求得PC的长,则在Rt△PCD中,根据三角函数的性质即可求得tan∠DPE的值;(3)首先由有两角对应相等的三角形相似,即可证得:△ACD∽△BFD与△ACE∽△BCB′,又由相似三角形对应边成比例,即可求得AP的值.【解答】解:(1)∵在Rt△ABC中,AC=4,CD=3,∴AD=5,∵PE∥BC,AP=t,∴=,∴=,∴AE=t,∴DE=5﹣t,∴y=5﹣t,(0<t<4);(2)连接PD,当以PE为半径的⊙E与DB为半径的⊙D外切时,有DE=PE+BD,即5﹣t=t+2,解得:t=则PC=,∵PE∥BC,∴∠DPE=∠PDC,在Rt△PCD中,tan∠PDC===;则tan∠DPE=;(3)延长AD交BB′于F,则AF⊥BB′,则∠ACD=∠BFD,∵∠ADC=∠FDB,∴∠CAD=∠FBD,∴△ACD∽△BFD,∴BF=,∴BB′=,∵∠ACE=∠BCB′,∠CAE=∠CBB′,∴△ACE∽△BCB′,∴AE=,∴t=AP=.【点评】此题考查了相似形的综合,用到的知识点是相似三角形的判定与性质,以及旋转的性质,三角函数等.此题难度适中,解题的关键是注意数形结合思想的应用.6.(2016•高港区一模)如图,平面直角坐标系中,菱形OABC的边OA在x轴正半轴上,OA=10,cos∠COA=.一个动点P从点O出发,以每秒1个单位长度的速度沿线段OA方向运动,过点P作PQ⊥OA,交折线段OC﹣CB于点Q,以PQ为边向右作正方形PQMN,点N在射线OA上,当P点到达A点时,运动结束.设点P的运动时间为t秒(t>0).(1)C点的坐标为(6,8),当t=时N点与A点重合;(2)在整个运动过程中,设正方形PQMN与菱形OABC的重合部分面积为S,直接写出S与t之间的函数关系式和相应的自变量t的取值范围;(3)如图2,在运动过程中,过点O和点B的直线将正方形PQMN分成了两部分,请问是否存在某一时刻,使得被分成的两部分中有一部分的面积是菱形面积的?若存在,请求出对应的t的值;若不存在,请说明理由.【分析】(1)根据菱形的性质得出OA=OC,再根据三角函数求出点C的坐标即可;(2)根据面积公式列出函数关系式,注意动点运动时的几种情况,得出自变量的取值范围;(3)根据被分成的两部分中有一部分的面积是菱形面积的,画出图示,分几种情况进行讨论解答.【解答】解:(1)∵菱形OABC中,OA=10,∴OC=10,∵cos∠COA=,∴点C的坐标为:(6,8),∵动点P从点O出发,以每秒1个单位长度的速度沿线段OA方向运动,∵OA=10,∴t=时,N点与A点重合;(2)①,②,③,④8<t≤10,S=104﹣8t;(3)S菱形=80,直线OB过原点(0,0),B点(16,8),故直线OB解析式为,直线OB与PQ、MN分别交于E、F点,如图:①当0<t≤6,,,,,若,则,,若,则,,②当6<t≤8,,,,,若,则,t=0(舍),若,则,t3=8;③8<t≤10,不存在符合条件的t值.【点评】此题考查的是函数综合题,难度比较大,关键是运用四边形的性质和面积公式进行分析,注意出现的几种情况讨论,不能漏解.7.(2015•安徽)如图1,在四边形ABCD中,点E、F分别是AB、CD的中点,过点E作AB的垂线,过点F 作CD的垂线,两垂线交于点G,连接AG、BG、CG、DG,且∠AGD=∠BGC.(1)求证:AD=BC;(2)求证:△AGD∽△EGF;(3)如图2,若AD、BC所在直线互相垂直,求的值.【分析】(1)由线段垂直平分线的性质得出GA=GB,GD=GC,由SAS证明△AGD≌△BGC,得出对应边相等即可;(2)先证出∠AGB=∠DGC,由,证出△AGB∽△DGC,得出比例式,再证出∠AGD=∠EGF,即可得出△AGD∽△EGF;(3)延长AD交GB于点M,交BC的延长线于点H,则AH⊥BH,由△AGD≌△BGC,得出∠GAD=∠GBC,再求出∠AGB=∠AHB=90°,得出∠AGE=∠AGB=45°,求出,由△AGD∽△EGF,即可得出的值.【解答】(1)证明:∵GE是AB的垂直平分线,∴GA=GB,同理:GD=GC,在△AGD和△BGC中,,∴△AGD≌△BGC(SAS),∴AD=BC;(2)证明:∵∠AGD=∠BGC,∴∠AGB=∠DGC,在△AGB和△DGC中,,∴△AGB∽△DGC,∴,又∵∠AGE=∠DGF,∴∠AGD=∠EGF,∴△AGD∽△EGF;(3)解:延长AD交GB于点M,交BC的延长线于点H,如图所示:则AH⊥BH,∵△AGD≌△BGC,∴∠GAD=∠GBC,在△GAM和△HBM中,∠GAD=∠GBC,∠GMA=∠HMB,∴∠AGB=∠AHB=90°,∴∠AGE=∠AGB=45°,∴,又∵△AGD∽△EGF,∴==.【点评】本题是相似形综合题目,考查了线段垂直平分线的性质、全等三角形的判定与性质、相似三角形的判定与性质、三角函数等知识;本题难度较大,综合性强,特别是(3)中,需要通过作辅助线综合运用(1)(2)的结论和三角函数才能得出结果.8.(2017•常熟市一模)在Rt△AOB中,OA=3,sin B=,P、M、分别是BA、BO边上的两个动点.点M从点B出发,沿BO以1单位/秒的速度向点O运动;点P从点B出发,沿BA以a单位/秒的速度向点A运动;P、M两点同时出发,任意一点先到达终点时,两点停止运动.设运动的时间为t.(1)线段AP的长度为5﹣at(用含a、t的代数式表示);(2)如图①,连结PO、PM,若a=1,△PMO的面积为S,试求S的最大值;(3)如图②,连结PM、AM,试探究:在点P、M运动的过程中,是否存在某个时刻,使得△PMB为直角三角形且△PMA是等腰三角形?若存在,求出此时a和t的取值,若不存在,请说明理由.【分析】(1)根据三角函数得出AB的长度解答即可;(2)过点P作PD⊥OB,根据三角形的面积公式和二次函数的最值解答即可;(3)根据直角三角形的性质和等腰三角形的性质进行解答即可.【解答】解:(1)∵Rt△AOB中,OA=3,sin B=,∴AB=5,∵设运动的时间为t,点P从点B出发,沿BA以a单位/秒的速度向点A运动,∴AP=5﹣at,故答案为:5﹣at;(2)如图①:过点P作PD⊥OB,在Rt△PDB中,PB=t,sin B=,∴PD=,OM=4﹣t,∴,∵0≤t≤4,∴当t=2时,;(3)假设存在,①若∠PMB=90°,如图②:∵P A=PM,在Rt△PMB中,PB=at,sin B=,∴PM=at,MB=at,根据题意可得:,解得:,符合题意;②若∠MPB=90°,如图③,则∠APM=90°,∴P A=PM,在Rt△PMB中,PB=at,sin B=,∴,根据题意可得:,解得:,符合题意,∴存在某时刻,使得△PMB为直角三角形且△PMA是等腰三角形,此时.【点评】此题主要考查了三角形综合题,关键是根据三角函数得出AB的长度,同时根据直角三角形的性质和等腰三角形的性质解答.9.(2018•常熟市一模)如图,四边形ABCD是矩形,点P是对角线AC上一动点(不与A、C重合),连接PB,过点P作PE⊥PB,交射线DC于点E,已知AD=3,sin∠BAC=.设AP的长为x.(1)AB=4;当x=1时,=;(2)①试探究:否是定值?若是,请求出这个值;若不是,请说明理由;②连接BE,设△PBE的面积为S,求S的最小值.(3)当△PCE是等腰三角形时.请求出x的值;【分析】(1)作PM⊥AB于M交CD于N.由△BMP∽△PNE,推出=,只要求出PN、BM即可解决问题;(2)①结论:的值为定值.证明方法类似(1);②利用勾股定理求出PB2,根据三角形的面积公式根据二次函数,利用二次函数的性质即可解决问题;(3)分两种情形讨论求解即可解决问题;【解答】解:(1)作PM⊥AB于M交CD于N.∵四边形ABCD是矩形,∴BC=AD=3,∠ABC=90°,∴AC==5,AB==4.在Rt△APM中,P A=1,PM=,AM=,∴BM=AB﹣AM=,∵MN=AD=3,∴PN=MN﹣PM=,∵∠PMB=∠PNE=∠BPE=90°,∴∠BPM+∠EPN=90°,∠EPN+∠PEN=90°,∴∠BPM=∠PEN,∴△BMP∽△PNE,∴===,故答案为4,.(2)①结论:的值为定值.理由:由P A=x,可得PM=x.AM=x,BM=4﹣x,PN=3﹣x,∵△BMP∽△PNE,∴===.②在Rt△PBM中,PB2=BM2+PM2=(4﹣x)2+(x)2=x2﹣x+16,∵=,∴PE=PB,∴S=•PB•PE=PB2=(x2﹣x+16)=(x﹣)2+,∵0<x<5,∴x=时,S有最小值=.(3)①当点E在线段CD上时,连接BE交AC于F.∵∠PEC>90°,所以只能EP=EC,∴∠EPC=∠ECP,∵∠BPE=∠BCE=90°,∴∠BPC=∠BCP,∴BP=BC,∴BE垂直平分线段PC,在Rt△BCF中,cos∠BCF==,∴=,∴CF=,∴PC=2CF=,∴x=P A=5﹣=.②当点E在DC的延长线上时,设BC交PE于G.∵∠PCE>90°,所以只能CP=CE.∴∠CPE=∠E,∵∠GPB=∠GCE=90°,∠PGB=∠CGE,∴∠PBG=∠E=∠CPE,∵∠ABP+∠PBC=90°,∠APB+∠CPE=90°,∴AB=AP=4,综上所述,x的值为或4.【点评】此题主要考查相似形综合题、矩形的性质、相似三角形的判定和性质、勾股定理以及等腰三角形的构成条件等重要知识,同时还考查了分类讨论的数学思想,难度较大.10.(2018秋•顺德区期末)在△ABC中,∠ACB=90°,AB=25,BC=15.(1)如图1,折叠△ABC使点A落在AC边上的点D处,折痕交AC、AB分别于Q、H,若S△ABC=9S△DHQ,则HQ=5.(2)如图2,折叠△ABC使点A落在BC边上的点M处,折痕交AC、AB分别于E、F.若FM∥AC,求证:四边形AEMF是菱形;(3)在(1)(2)的条件下,线段CQ上是否存在点P,使得△CMP和△HQP相似?若存在,求出PQ的长;若不存在,请说明理由.【分析】(1)利用勾股定理求出AC,设HQ=x,根据S△ABC=9S△DHQ,构建方程即可解决问题;(2)想办法证明四边相等即可解决问题;(3)设AE=EM=FM=AF=4m,则BM=3m,FB=5m,构建方程求出m的值,分两种情形分别求解即可解决问题;【解答】解:(1)如图1中,在△ABC中,∵∠ACB=90°,AB=25,BC=15,∴AC==20,设HQ=x,∵HQ∥BC,∴=,∴AQ=x,∵S△ABC=9S△DHQ,∴×20×15=9××x×x,∴x=5或﹣5(舍弃),∴HQ=5,故答案为5.(2)如图2中,由翻折不变性可知:AE=EM,AF=FM,∠AFE=∠MFE,∵FM∥AC,∴∠AEF=∠MFE,∴∠AEF=∠AFE,∴AE=AF,∴AE=AF=MF=ME,∴四边形AEMF是菱形.(3)如图3中,设AE=EM=FM=AF=4m,则BM=3m,FB=5m,∴4m+5m=25,∴m=,∴AE=EM=,∴EC=20﹣=,∴CM==,∵QG=5,AQ=,∴QC=,设PQ=x,当=时,△HQP∽△MCP,∴=,解得:x=,当=时,△HQP∽△PCM,∴=解得:x=10或,经检验:x=10或是分式方程的解,且符合题意,综上所,满足条件长QP的值为或10或.【点评】本题属于相似形综合题,考查了翻折变换,三角形的面积,菱形的判定和性质,勾股定理,相似三角形的判定和性质等知识,解题的关键是学会利用参数构建方程解决问题,学会用分类讨论的思想思考问题,属于中考压轴题.11.(2018•嘉兴)我们定义:如果一个三角形一条边上的高等于这条边,那么这个三角形叫做“等高底”三角形,这条边叫做这个三角形的“等底”.(1)概念理解:如图1,在△ABC中,AC=6,BC=3,∠ACB=30°,试判断△ABC是否是”等高底”三角形,请说明理由.(2)问题探究:如图2,△ABC是“等高底”三角形,BC是”等底”,作△ABC关于BC所在直线的对称图形得到△A'BC,连结AA′交直线BC于点D.若点B是△AA′C的重心,求的值.(3)应用拓展:如图3,已知l1∥l2,l1与l2之间的距离为2.“等高底”△ABC的“等底”BC在直线l1上,点A在直线l2上,有一边的长是BC的倍.将△ABC绕点C按顺时针方向旋转45°得到△A'B'C,A′C所在直线交l2于点D.求CD的值.【分析】(1)过A作AD⊥BC于D,则△ADC是直角三角形,∠ADC=90°,依据∠ACB=30°,AC=6,可得AD=AC=3,进而得到AD=BC=3,即△ABC是“等高底”三角形;(2)依据△ABC是“等高底”三角形,BC是“等底”,可得AD=BC,依据△ABC关于BC所在直线的对称图形是△A'BC,点B是△AA′C的重心,即可得到BC=2BD,设BD=x,则AD=BC=2x,CD=3x,由勾股定理得AC=x,即可得到==;(3)①当AB=BC时,画出图形分两种情况分别求得CD=x=或CD=AC=2;当AC=BC时,画出图形分两种情况讨论,求得CD=AB=BC=2.【解答】解:(1)△ABC是“等高底”三角形;理由:如图1,过A作AD⊥BC于D,则△ADC是直角三角形,∠ADC=90°,∵∠ACB=30°,AC=6,∴AD=AC=3,∴AD=BC=3,即△ABC是“等高底”三角形;(2)如图2,∵△ABC是“等高底”三角形,BC是“等底”,∴AD=BC,∵△ABC关于BC所在直线的对称图形是△A'BC,∴∠ADC=90°,∵点B是△AA′C的重心,∴BC=2BD,设BD=x,则AD=BC=2x,CD=3x,由勾股定理得AC=x,∴==;(3)①当AB=BC时,Ⅰ.如图3,作AE⊥BC于E,DF⊥AC于F,∵“等高底”△ABC的“等底”为BC,l1∥l2,l1与l2之间的距离为2,AB=BC,∴BC=AE=2,AB=2,∴BE=2,即EC=4,∴AC=2,∵△ABC绕点C按顺时针方向旋转45°得到△A'B'C,∴∠DCF=45°,设DF=CF=x,∵l1∥l2,∴∠ACE=∠DAF,∴==,即AF=2x,∴AC=3x=2,∴x=,CD=x=.Ⅱ.如图4,此时△ABC等腰直角三角形,∵△ABC绕点C按顺时针方向旋转45°得到△A'B'C,∴△ACD是等腰直角三角形,∴CD=AC=2.②当AC=BC时,Ⅰ.如图5,此时△ABC是等腰直角三角形,∵△ABC绕点C按顺时针方向旋转45°得到△A'B'C,∴A'C⊥l1,∴CD=AB=BC=2;Ⅱ.如图6,作AE⊥BC于E,则AE=BC,∴AC=BC=AE,∴∠ACE=45°,∴△ABC绕点C按顺时针方向旋转45°,得到△A'B'C时,点A'在直线l1上,∴A'C∥l2,即直线A'C与l2无交点,综上所述,CD的值为,2,2.【点评】本题属于相似形综合题,主要考查了重心的性质,等腰直角三角形的性质,旋转的性质以及勾股定理的综合运用,解决问题的关键是依据题意画出图形,根据分类讨论的思想进行解答.12.(2018•威海)如图1,在四边形BCDE中,BC⊥CD,DE⊥CD,AB⊥AE,垂足分别为C,D,A,BC≠AC,点M,N,F分别为AB,AE,BE的中点,连接MN,MF,NF.(1)如图2,当BC=4,DE=5,tan∠FMN=1时,求的值;(2)若tan∠FMN=,BC=4,则可求出图中哪些线段的长?写出解答过程;(3)连接CM,DN,CF,DF.试证明△FMC与△DNF全等;(4)在(3)的条件下,图中还有哪些其它的全等三角形?请直接写出.【分析】(1)根据四边形ANFM是平行四边形,AB⊥AE,即可得到四边形ANFM是矩形,再根据FN=FM,即可得出矩形ANFM是正方形,AB=AE,结合∠1=∠3,∠C=∠D=90°,即可得到△ABC≌△EAD,进而得到BC=AD,CA=DE,即可得出=;(2)依据四边形MANF为矩形,MF=AE,NF=AB,tan∠FMN=,即可得到=,依据△ABC∽△EAD,即可得到==,即可得到AD的长;(3)根据△ABC和△ADE都是直角三角形,M,N分别是AB,AE的中点,即可得到BM=CM,NA=ND,进而得出∠4=2∠1,∠5=2∠3,根据∠4=∠5,即可得到∠FMC=∠FND,再根据FM=DN,CM=NF,可得△FMC≌△DNF;(4)由BM=AM=FN,MF=AN=NE,∠FMB=∠MFN=∠MAN=∠ENF=90°,即可得到:△BMF≌△NFM ≌△MAN≌△FNE.【解答】解:(1)∵点M,N,F分别为AB,AE,BE的中点,∴MF,NF都是△ABE的中位线,∴MF=AE=AN,NF=AB=AM,∴四边形ANFM是平行四边形,又∵AB⊥AE,∴四边形ANFM是矩形,又∵tan∠FMN=1,∴FN=FM,∴矩形ANFM是正方形,AB=AE,又∵∠1+∠2=90°,∠2+∠3=90°,∴∠1=∠3,∵∠C=∠D=90°,∴△ABC≌△EAD(AAS),∴BC=AD=4,CA=DE=5,∴=;(2)可求线段AD的长.由(1)可得,四边形MANF为矩形,MF=AE,NF=AB,∵tan∠FMN=,即=,∴=,∵∠1=∠3,∠C=∠D=90°,∴△ABC∽△EAD,∴==,∵BC=4,∴AD=8;(3)∵BC⊥CD,DE⊥CD,∴△ABC和△ADE都是直角三角形,∵M,N分别是AB,AE的中点,∴BM=CM,NA=ND,∴∠4=2∠1,∠5=2∠3,∵∠1=∠3,∴∠4=∠5,∵∠FMC=90°+∠4,∠FND=90°+∠5,∴∠FMC=∠FND,∵FM=DN,CM=NF,∴△FMC≌△DNF(SAS);(4)在(3)的条件下,BM=AM=FN,MF=AN=NE,∠FMB=∠MFN=∠MAN=∠ENF=90°,∴图中有:△BMF≌△NFM≌△MAN≌△FNE.【点评】本题属于相似形综合题,主要考查了全等三角形的判定与性质,相似三角形的判定与性质,直角三角形的性质以及矩形的判定与性质的综合运用,解决问题的关键是判定全等三角形或相似三角形,利用全等三角形的对应边相等,相似三角形的对应边成比例得出有关结论.。
苏教版九年级数学上册 压轴解答题(Word版 含解析)
苏教版九年级数学上册压轴解答题(Word版含解析)一、压轴题1.阅读理解:如图,在纸面上画出了直线l与⊙O,直线l与⊙O相离,P为直线l上一动点,过点P作⊙O的切线PM,切点为M,连接OM、OP,当△OPM的面积最小时,称△OPM为直线l与⊙O的“最美三角形”.解决问题:(1)如图1,⊙A的半径为1,A(0,2) ,分别过x轴上B、O、C三点作⊙A的切线BM、OP、CQ,切点分别是M、P、Q,下列三角形中,是x轴与⊙A的“最美三角形”的是.(填序号)①ABM;②AOP;③ACQ(2)如图2,⊙A的半径为1,A(0,2),直线y=kx(k≠0)与⊙A的“最美三角形”的面积为12,求k的值.(3)点B在x轴上,以B为圆心,3为半径画⊙B,若直线y=3x+3与⊙B的“最美三角形”的面积小于3,请直接写出圆心B的横坐标B x的取值范围.2.如图1:在Rt△ABC中,AB=AC,D为BC边上一点(不与点B,C重合),试探索AD,BD,CD之间满足的等量关系,并证明你的结论.小明同学的思路是这样的:将线段AD绕点A逆时针旋转90°,得到线段AE,连接EC,DE.继续推理就可以使问题得到解决.(1)请根据小明的思路,试探索线段AD,BD,CD之间满足的等量关系,并证明你的结论;(2)如图2,在Rt △ABC 中,AB =AC ,D 为△ABC 外的一点,且∠ADC =45°,线段AD ,BD ,CD 之间满足的等量关系又是如何的,请证明你的结论;(3)如图3,已知AB 是⊙O 的直径,点C ,D 是⊙O 上的点,且∠ADC =45°. ①若AD =6,BD =8,求弦CD 的长为 ;②若AD+BD =14,求2AD BD CD 2⎛⎫⋅+ ⎪ ⎪⎝⎭的最大值,并求出此时⊙O 的半径.3.如图,点A 和动点P 在直线l 上,点P 关于点A 的对称点为Q .以AQ 为边作Rt ABQ △,使90BAQ ∠=︒,:3:4AQ AB =,作ABQ △的外接圆O .点C 在点P 右侧,4PC =,过点C 作直线m l ⊥,过点O 作OD m ⊥于点D ,交AB 右侧的圆弧于点E .在射线CD 上取点F ,使32DF CD =,以DE 、DF 等邻边作矩形DEGF ,设3AQ x =(1)用关于x 的代数式表示BQ 、DF .(2)当点P 在点A 右侧时,若矩形DEGF 的面积等于90,求AP 的长. (3)在点P 的整个运动过程中,当AP 为何值时,矩形DEGF 是正方形.4.问题发现:(1)如图①,正方形ABCD 的边长为4,对角线AC 、BD 相交于点O ,E 是AB 上点(点E不与A 、B 重合),将射线OE 绕点O 逆时针旋转90°,所得射线与BC 交于点F ,则四边形OEBF 的面积为 . 问题探究:(2)如图②,线段BQ =10,C 为BQ 上点,在BQ 上方作四边形ABCD ,使∠ABC =∠ADC =90°,且AD =CD ,连接DQ ,求DQ 的最小值; 问题解决:(3)“绿水青山就是金山银山”,某市在生态治理活动中新建了一处南山植物园,图③为南山植物园花卉展示区的部分平面示意图,在四边形ABCD 中,∠ABC =∠ADC =90°,AD =CD ,AC =600米.其中AB 、BD 、BC 为观赏小路,设计人员考虑到为分散人流和便观赏,提出三条小路的长度和要取得最大,试求AB +BD +BC 的最大值.5.如图,在ABC ∆中,90ACB ∠=︒,以点B 为圆心,BC 的长为半径画弧,交线段AB 于点D ,以点A 为圆心,AD 长为半径画弧,交线段AC 于点E ,连结CD .(1)若28A ∠=︒,求ACD ∠的度数; (2)设BC a =,AC b =;①线段AD 的长度是方程2220x ax b +-=的一个根吗?说明理由. ②若线段AD EC =,求ab的值. 6.如图,⊙M 与菱形ABCD 在平面直角坐标系中,点M 的坐标为(﹣3,1),点A 的坐标为(2,0),点B 的坐标为(1,﹣3),点D 在x 轴上,且点D 在点A 的右侧. (1)求菱形ABCD 的周长;(2)若⊙M 沿x 轴向右以每秒2个单位长度的速度平移,菱形ABCD 沿x 轴向左以每秒3个单位长度的速度平移,设菱形移动的时间为t (秒),当⊙M 与AD 相切,且切点为AD 的中点时,连接AC ,求t 的值及∠MAC 的度数;(3)在(2)的条件下,当点M 与AC 所在的直线的距离为1时,求t 的值.7.抛物线G :2y ax c =+与x 轴交于A 、B 两点,与y 交于C (0,-1),且AB =4OC .(1)直接写出抛物线G 的解析式: ;(2)如图1,点D (-1,m )在抛物线G 上,点P 是抛物线G 上一个动点,且在直线OD 的下方,过点P 作x 轴的平行线交直线OD 于点Q ,当线段PQ 取最大值时,求点P 的坐标;(3)如图2,点M 在y 轴左侧的抛物线G 上,将点M 先向右平移4个单位后再向下平移,使得到的对应点N 也落在y 轴左侧的抛物线G 上,若S △CMN =2,求点M 的坐标.8.如图1,已知菱形ABCD 的边长为23,点A 在x 轴负半轴上,点B 在坐标原点.点D 的坐标为(−3,3),抛物线y=ax 2+b(a≠0)经过AB 、CD 两边的中点.(1)求这条抛物线的函数解析式;(2)将菱形ABCD 以每秒1个单位长度的速度沿x 轴正方向匀速平移(如图2),过点B 作BE ⊥CD 于点E,交抛物线于点F,连接DF.设菱形ABCD 平移的时间为t 秒(0<t<3.....) ①是否存在这样的t ,使DF=7FB?若存在,求出t 的值;若不存在,请说明理由; ②连接FC,以点F 为旋转中心,将△FEC 按顺时针方向旋转180°,得△FE′C′,当△FE′C′落在x .轴与..抛物线在....x .轴上方的部分围成的图形中............(.包括边界....).时,求t 的取值范围.(直接写出答案即可) 9.一个四边形被一条对角线分割成两个三角形,如果分割所得的两个三角形相似,我们就把这条对角线称为相似对角线.(1)如图,正方形ABCD 的边长为4,E 为AD 的中点,点F ,H 分别在边AB 和CD 上,且1AF DH ==,线段CE 与FH 交于点G ,求证:EF 为四边形AFGE 的相似对角线;(2)在四边形ABCD 中,BD 是四边形ABCD 的相似对角线,120A CBD ∠=∠=,2AB =,6BD =,求CD 的长;(3)如图,已知四边形ABCD 是圆O 的内接四边形,90A ∠=,8AB =,6AD =,点E 是AB 的中点,点F 是射线AD 上的动点,若EF 是四边形AECF 的相似对角线,请直接写出线段AF 的长度(写出3个即可).10.在平面直角坐标系xOy 中,对于任意三点A ,B ,C ,给出如下定义:如果矩形的任何一条边均与某条坐标轴平行,且A ,B ,C 三点都在矩形的内部或边界上,则称该矩形为点A ,B ,C 的覆盖矩形.点A ,B ,C 的所有覆盖矩形中,面积最小的矩形称为点A ,B ,C 的最优覆盖矩形.例如,下图中的矩形A 1B 1C 1D 1,A 2B 2C 2D 2,AB 3C 3D 3都是点A ,B ,C 的覆盖矩形,其中矩形AB 3C 3D 3是点A ,B ,C 的最优覆盖矩形. (1)已知A (﹣2,3),B (5,0),C (t ,﹣2). ①当t =2时,点A ,B ,C 的最优覆盖矩形的面积为 ;②若点A ,B ,C 的最优覆盖矩形的面积为40,求直线AC 的表达式;(2)已知点D (1,1).E (m ,n )是函数y =4x(x >0)的图象上一点,⊙P 是点O ,D ,E 的一个面积最小的最优覆盖矩形的外接圆,求出⊙P 的半径r 的取值范围.11.如图,抛物线y =﹣(x +1)(x ﹣3)与x 轴分别交于点A 、B (点A 在B 的右侧),与y 轴交于点C ,⊙P 是△ABC 的外接圆.(1)直接写出点A 、B 、C 的坐标及抛物线的对称轴; (2)求⊙P 的半径;(3)点D 在抛物线的对称轴上,且∠BDC >90°,求点D 纵坐标的取值范围;(4)E 是线段CO 上的一个动点,将线段AE 绕点A 逆时针旋转45°得线段AF ,求线段OF 的最小值.12.如图,在⊙O 中,弦AB 、CD 相交于点E ,AC =BD ,点D 在AB 上,连接CO ,并延长CO 交线段AB 于点F ,连接OA 、OB ,且OA 5tan ∠OBA =12. (1)求证:∠OBA =∠OCD ;(2)当△AOF 是直角三角形时,求EF 的长;(3)是否存在点F ,使得S △CEF =4S △BOF ,若存在,请求EF 的长,若不存在,请说明理由.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、压轴题1.(1)②;(2)±1;(3)23-<B x <3或73-<B x <23-- 【解析】 【分析】(1)本题先利用切线的性质,结合勾股定理以及三角形面积公式将面积最值转化为线段最值,了解最美三角形的定义,根据圆心到直线距离最短原则解答本题.(2)本题根据k 的正负分类讨论,作图后根据最美三角形的定义求解EF ,利用勾股定理求解AF ,进一步确定∠AOF 度数,最后利用勾股定理确定点F 的坐标,利用待定系数法求k .(3)本题根据⊙B 在直线两侧不同位置分类讨论,利用直线与坐标轴的交点坐标确定∠NDB 的度数,继而按照最美三角形的定义,分别以△BND ,△BMN 为媒介计算BD 长度,最后与OD 相减求解点B 的横坐标范围. 【详解】(1)如下图所示:∵PM 是⊙O 的切线, ∴∠PMO=90°,当⊙O 的半径OM 是定值时,22PM OP OM =-∵1=2PMOSPM OM ••, ∴要使PMO △面积最小,则PM 最小,即OP 最小即可,当OP ⊥l 时,OP 最小,符合最美三角形定义.故在图1三个三角形中,因为AO ⊥x 轴,故△AOP 为⊙A 与x 轴的最美三角形. 故选:②.(2)①当k <0时,按题意要求作图并在此基础作FM ⊥x 轴,如下所示:按题意可得:△AEF 是直线y=kx 与⊙A 的最美三角形,故△AEF 为直角三角形且AF ⊥OF . 则由已知可得:111=1222AEFSAE EF EF ••=⨯⨯=,故EF=1. 在△AEF 中,根据勾股定理得:22AF AE ==.∵A(0,2),即OA=2,∴在直角△AFO 中,22=2OF OA AF AF -==, ∴∠AOF=45°,即∠FOM=45°,故根据勾股定理可得:MF=MO=1,故F(-1,1), 将F 点代入y=kx 可得:1k =-. ②当k >0时,同理可得k=1. 故综上:1k =±.(3)记直线33y x =+与x 、y 轴的交点为点D 、C ,则(3,0)D -,(0,3)C , ①当⊙B 在直线CD 右侧时,如下图所示:在直角△COD 中,有3OC =,3OD =tan 3OCODC OD∠==ODC=60°. ∵△BMN 是直线33y x =+与⊙B 的最美三角形, ∴MN ⊥BM ,BN ⊥CD ,即∠BND=90°,在直角△BDN 中,sin BNBDN BD∠=,故==sin sin 60?3BN BN BD BN BDN =∠.∵⊙B ,∴BM =.当直线CD 与⊙B 相切时,BN BM ==因为直线CD 与⊙B 相离,故BN BD >2,所以OB=BD-OD >2.由已知得:11=222BMNSMN BM MN MN ••=•=<2,故MN <1.在直角△BMN 中,BN ==,此时可利用勾股定理算得BD OB BD OD =- -则2<B x②当⊙B 在直线CD 左侧时,同理可得:B x<2-故综上:2<B x <3或3-<B x <2- 【点睛】本题考查圆与直线的综合问题,属于创新题目,此类型题目解题关键在于了解题干所给示例,涉及动点问题时必须分类讨论,保证不重不漏,题目若出现最值问题,需要利用转化思想将面积或周长最值转化为线段最值以降低解题难度,求解几何线段时勾股定理极为常见.2.(1)CD 2+BD 2=2AD 2,见解析;(2)BD 2=CD 2+2AD 2,见解析;(3)①,②最大值为4414 【解析】 【分析】(1)先判断出∠BAD =CAE ,进而得出△ABD ≌△ACE ,得出BD =CE ,∠B =∠ACE ,再根据勾股定理得出DE 2=CD 2+CE 2=CD 2+BD 2,在Rt △ADE 中,DE 2=AD 2+AE 2=2AD 2,即可得出结论;(2)同(1)的方法得,ABD ≌△ACE (SAS ),得出BD =CE ,再用勾股定理的出DE 2=2AD 2,CE 2=CD 2+DE 2=CD 2+2AD 2,即可得出结论;(3)先根据勾股定理的出DE 2=CD 2+CE 2=2CD 2,再判断出△ACE ≌△BCD (SAS ),得出AE =BD ,①将AD =6,BD =8代入DE 2=2CD 2中,即可得出结论;②先求出CD =,再将AD+BD =14,CD =代入AD BD ⎛⎫⋅ ⎪ ⎪⎝⎭,化简得出﹣(AD ﹣212)2+4414,进而求出AD ,最后用勾股定理求出AB 即可得出结论. 【详解】解:(1)CD 2+BD 2=2AD 2,理由:由旋转知,AD =AE ,∠DAE =90°=∠BAC , ∴∠BAD =∠CAE , ∵AB =AC ,∴△ABD ≌△ACE (SAS ), ∴BD =CE ,∠B =∠ACE , 在Rt △ABC 中,AB =AC , ∴∠B =∠ACB =45°, ∴∠ACE =45°,∴∠DCE =∠ACB+∠ACE =90°,根据勾股定理得,DE 2=CD 2+CE 2=CD 2+BD 2, 在Rt △ADE 中,DE 2=AD 2+AE 2=2AD 2, ∴CD 2+BD 2=2AD 2; (2)BD 2=CD 2+2AD 2, 理由:如图2,将线段AD 绕点A 逆时针旋转90°,得到线段AE ,连接EC ,DE , 同(1)的方法得,ABD ≌△ACE (SAS ), ∴BD =CE ,在Rt △ADE 中,AD =AE , ∴∠ADE =45°, ∴DE 2=2AD 2, ∵∠ADC =45°,∴∠CDE =∠ADC+∠ADE =90°,根据勾股定理得,CE 2=CD 2+DE 2=CD 2+2AD 2, 即:BD 2=CD 2+2AD 2;(3)如图3,过点C 作CE ⊥CD 交DA 的延长线于E , ∴∠DCE =90°, ∵∠ADC =45°,∴∠E =90°﹣∠ADC =45°=∠ADC , ∴CD =CE ,根据勾股定理得,DE 2=CD 2+CE 2=2CD 2, 连接AC ,BC , ∵AB 是⊙O 的直径, ∴∠ACB =∠ADB =90°, ∵∠ADC =45°,∴∠BDC=45°=∠ADC,∴AC=BC,∵∠DCE=∠ACB=90°,∴∠ACE=∠BCD,∴△ACE≌△BCD(SAS),∴AE=BD,①AD=6,BD=8,∴DE=AD+AE=AD+BD=14,∴2CD2=142,∴CD=72,故答案为72;②∵AD+BD=14,∴CD=72,∴2AD BD CD⎛⎫⋅+⎪⎪⎝⎭=AD•(BD+22×72)=AD•(BD+7)=AD•BD+7AD=AD(14﹣AD)+7AD=﹣AD2+21AD=﹣(AD﹣212)2+4414,∴当AD=212时,22AD BD CD⎛⎫⋅+⎪⎪⎝⎭的最大值为4414,∵AD+BD=14,∴BD=14﹣212=72,在Rt△ABD中,根据勾股定理得,AB=22710AD BD+=,∴⊙O的半径为OA=12AB=7104.【点睛】本题考查圆与三角形的结合,关键在于熟记圆的性质和三角形的性质.3.(1)(1)5BQ x =;3FD x =(2)9AP =(3)12AP =或65AP =或3AP = 【解析】【分析】(1)由:3:4AQ AB =、3AQ x =,易得4AB x =,由勾股定理得BQ ,再由中位线的性质得12AH BH AB ==,求得CD 、FD ; (2)利用(1)的结论,易得CQ 的长,作OM AQ ⊥于点M ,则//OM AB ,由垂径定理得32QM AM x ==,由矩形性质得OD MC =,利用矩形面积求得x ,得出结论; (3)点P 在A 点的右侧时,利用(1)、(2)的结论和正方形的性质得243x x +=,得AP ;点P 在A 点的左侧时,当点C 在Q 右侧,当407x <<时,473x x -=,解得x ,易得AP ;当4273x ≤<时,743x x -=,得AP ;当点C 在Q 的左侧时,即23x ≥,同理得AP .【详解】解:(1)∵:3:4AQ AB =,3AQ x =∴4AB x =∴在Rt ABQ △中,225BQ AQ AB x =+= ∵OD m ⊥,m l ⊥∴//OD l∵OB OQ =∴122AH BH AB x === ∴2CD x =∴332FD CD x == (2)∵点P 关于点A 的对称点为Q∴3AP AQ x ==∵4PC =∴64CQ x =+过点O 作OM AQ ⊥于点M ,如图:∵90BAQ ∠=︒∴//OM AB∵O 是ABQ △的外接圆,90BAQ ∠=︒∴点O 是BQ 的中点 ∴1322QM AM AQ x === ∴3964422OD MC CQ QM x x ==-=+-=+ ∵1522OE BQ x == ∴9542422DE OD OE x x x =-=+-=+ ∴()32490DEGF S DF DE x x =⋅=⋅+=矩形∴13x =,25x =-(不合题意,舍去)∴39AP x ==∴当点P 在点A 右侧时,若矩形DEGF 的面积等于90,AP 的长为:9.(3)若矩形DEGF 是正方形,则DE DF =①点P 在A 点的右侧时,如图:∴243x x +=∴4x =∴312AP x ==②点P 在A 点的左侧时I.当点C 在Q 右侧时i.当 407x <<时,如图:∵47DE x =-,3DF x =∴473x x -=∴25x = ∴635AP x x ==ii.当4273x ≤<时,如图:∵74DE x =-,3DF x =∴743x x -=∴1x =(不合题意,舍去)II. 当点C 在Q 的左侧时,即23x ≥,如图:∵74DE x =-,3DF x =∴743x x -=∴1x =∴33AP x ==∴综上所述,当12AP =或65AP =或3AP =时,矩形DEGF 是正方形. 故答案是:(1)5BQ x =;3FD x =(2)9AP =(3)12AP =或65AP =或3AP = 【点睛】 本题考查了分类讨论思想、矩形的性质、正方形的性质、圆的性质等,综合性强,难度大,正确的画出相应的图形可以更顺利地解决问题.4.(1)4;(2)2;(3)6002+1).【解析】【分析】(1)如图①中,证明△EOB ≌△FOC 即可解决问题;(2)如图②中,连接BD ,取AC 的中点O ,连接OB ,OD .利用四点共圆,证明∠DBQ =∠DAC =45°,再根据垂线段最短即可解决问题.(3)如图③中,将△BDC 绕点D 顺时针旋转90°得到△EDA ,首先证明AB +BC +BD =2+1)BD ,当BD 最大时,AB +BC +BD 的值最大.【详解】解:(1)如图①中,∵四边形ABCD是正方形,∴OB=OC,∠OBE=∠OCF=45°,∠BOC=90°,∵∠EOF=90°,∴∠EOF=∠BOC,∴∠EOB=∠FOC,∴△EOB≌△FOC(SAS),∴S△EOB=S△OFC,∴S四边形OEBF=S△OBC=14•S正方形ABCD=4,故答案为:4;(2)如图②中,连接BD,取AC的中点O,连接OB,OD.∵∠ABD=∠ADC=90°,AO=OC,∴OA=OC=OB=OD,∴A,B,C,D四点共圆,∴∠DBC=∠DAC,∵DA=DC,∠ADC=90°,∴∠DAC=∠DCA=45°,∴∠DBQ=45°,根据垂线段最短可知,当QD⊥BD时,QD的值最短,DQ的最小值=22BQ=2.(3)如图③中,将△BDC绕点D顺时针旋转90°得到△EDA,∵∠ABC +∠ADC =180°,∴∠BCD +∠BAD =∠EAD +BAD =180°,∴B ,A ,E 三点共线,∵DE =DB ,∠EDB =90°,∴BE 2BD ,∴AB +BC =AB +AE =BE 2BD ,∴BC +BC +BD 2+1)BD ,∴当BD 最大时,AB +BC +BD 的值最大,∵A ,B ,C ,D 四点共圆,∴当BD 为直径时,BD 的值最大,∵∠ADC =90°,∴AC 是直径,∴BD =AC 时,AB +BC +BD 的值最大,最大值=6002+1).【点睛】本题属于四边形综合题,考查了正方形的性质,全等三角形的判定和性质,四点共圆,圆周角定理,垂线段最短等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线面构造全等三角形解决问题,学会用转化的思想思考问题,属于中考常考题型.5.(1)ACD ∠=31︒;(2)①是;②34a b =. 【解析】【分析】(1)根据三角形内角和定理求出∠B ,根据等腰三角形的性质求出∠BCD ,计算即可; (2)①根据勾股定理求出AD ,利用求根公式解方程,比较即可;②根据勾股定理列出算式,计算即可.【详解】(1)在ABC ∆中,90ACB ∠=︒.∴90B A ∠=︒-∠ 9028=︒-︒62=︒,∵BC BD =, ∴1802B BCD BDC ︒-∠∠=∠= 180622︒-︒= 59=︒.∴DCA ACB BCD ∠=∠-∠9059=︒-︒31=︒.(2)①BD BC a ==,∴AD AB BD =-AB a =-.在Rt ABC ∆中,90ACB ∠=︒,AB ==∵2220x ax b +-=,∴22a x -±=a =-a AB =-±.∴线段AD 的长度是方程2220x ax b +-=的一个根.②∵AE AD =,又∵AD EC =, ∴2b AE EC ==, ∴2b AD =. 在Rt ABC ∆中,222AB AC BC =+, ∴2222b a b a ⎛⎫+=+ ⎪⎝⎭, 22224b a ab b a ++=+, ∴234b ab =. ∵0b >,∴34b a=,∴34 ab =.【点睛】本题考查的是勾股定理、一元二次方程的解法,掌握一元二次方程的求根公式、勾股定理是解题的关键.6.(1)菱形的周长为8;(2)t=65,∠MAC=105°;(3)当t=1﹣35或t=1+315时,圆M与AC相切.【解析】试题分析:(1)过点B作BE⊥AD,垂足为E.由点A和点B的坐标可知:BE=3,AE=1,依据勾股定理可求得AB的长,从而可求得菱形的周长;(2)记 M与x轴的切线为F,AD的中点为E.先求得EF的长,然后根据路程=时间×速度列出方程即可;平移的图形如图3所示:过点B作BE⊥AD,垂足为E,连接MF,F为 M与AD的切点.由特殊锐角三角函数值可求得∠EAB=60°,依据菱形的性质可得到∠FAC=60°,然后证明△AFM是等腰直角三角形,从而可得到∠MAF的度数,故此可求得∠MAC的度数;(3)如图4所示:连接AM,过点作MN⊥AC,垂足为N,作ME⊥AD,垂足为E.先求得∠MAE=30°,依据特殊锐角三角函数值可得到AE的长,然后依据3t+2t=5-AE可求得t的值;如图5所示:连接AM,过点作MN⊥AC,垂足为N,作ME⊥AD,垂足为E.依据菱形的性质和切线长定理可求得∠MAE=60°,然后依据特殊锐角三角函数值可得到EA=33,最后依据3t+2t=5+AE.列方程求解即可.试题解析:(1)如图1所示:过点B作BE AD⊥,垂足为E,∵(B1,3,()A2,0,∴BE3=AE1=,∴22AB AE BE2=+=,∵四边形ABCD为菱形,∴AB BC CD AD===,∴菱形的周长248=⨯=.(2)如图2所示,⊙M与x轴的切线为F,AD中点为E,∵()M 3,1-,∴()F 3,0-,∵AD 2=,且E 为AD 中点,∴()E 30,,EF 6=, ∴2t 3t 6+=,解得6t 5=. 平移的图形如图3所示:过点B 作BE AD ⊥,垂足为E ,连接MF ,F 为⊙M 与AD 切点,∵由(1)可知,AE 1=,BE 3=∴tan EAB 3∠=∴EAB 60∠=︒,∴FAB 120∠=︒,∵四边形ABCD 是菱形,∴11FAC FAB 1206022∠∠==⨯︒=︒, ∵AD 为M 切线,∴MF AD ⊥,∵F 为AD 的中点,∴AF MF 1==,∴AFM 是等腰直角三角形,∴MAF 45∠=︒,∴MAC MAF FAC 4560105∠∠∠=+=︒+︒=︒.(3)如图4所示:连接AM ,过点作MN AC ⊥,垂足为N ,作ME AD ⊥,垂足为E ,∵四边形ABCD 为菱形,DAB 120∠=︒,∴DAC 60∠=︒. ∵AC 、AD 是圆M 的切线∴MAE 30∠=︒,∵ME MN 1==.∴EA 3=,∴3t 2t 53+=-,∴3t 1=-. 如图5所示:连接AM ,过点作MN AC ⊥,垂足为N ,作ME AD ⊥,垂足为E ,∵四边形ABCD 为菱形,DAB 120∠=︒,∴DAC 60∠=︒,∴NAE 120∠=︒,∵AC 、AD 是圆M 的切线,∴MAE 60∠=︒,∵ME MN 1==,∴3EA 3=,∴3t 2t 53+=+,∴t 1=+.综上所述,当t 1=-t 1=+时,圆M 与AC 相切. 点睛:此题是一道圆的综合题.圆中的方法规律总结:1、分类讨论思想:研究点、直线和圆的位置关系时,就要从不同的位置关系去考虑,即要全面揭示点、直线和元的各种可能的位置关系.这种位置关系的考虑与分析要用到分类讨论思想.1、转化思想:(1)化“曲面”为“平面”(2)化不规则图形面积为规则图形的面积求解.3、方程思想:再与圆有关的计算题中,除了直接运用公式进行计算外,有时根据图形的特点,列方程解答,思路清楚,过程简捷.7.(1)2114y x =-;(2)点P 37(,)216-;(3)(2M --+ 【解析】 【分析】(1)根据题意得到AB=4,根据函数对称轴x=0,得到OA=OB=2,得到A 、B 坐标,代入函数解析式即可求解;(2)首先求得直线OD 解析式,然后设P (21,14t t -),得到PQ 关于t 的解析式,然后求出顶点式即可求解;(3)设点21,14M m m ⎛⎫- ⎪⎝⎭,然后求得直线CM 的解析式,得到EM 的表达式,然后根据CMNCNEMNESSS=+即可求解.【详解】(1)∵AB =4OC ,且C (0,-1) ∴AB=4∴OA=OB=2,即A 点坐标()2,0-,B 点坐标()2,0 代入A 点坐标得2021a =- 解得14a =∴G 的解析式为2114y x =- 故答案为2114y x =-(2)当1x =-时,34y =-,即:点D 为(31,4--)∴直线OD 为:34y x = 设P (21,14t t -),则Q 为(22141,1334t t --),则: 22214141325()()33333212PQ t t t t t =--=-++=--+∴当32t =时,PQ 取得最大值2512,此时点P 位37(,)216- (3)设点21,14M m m ⎛⎫- ⎪⎝⎭,则N ()214,414m m ⎛⎫++- ⎪⎝⎭∵C 点坐标为(0,1)-∴可设直线CM 为1y kx =-,带入M 点坐标得:14k m = ∴直线CM 为114y mx =- 过点N 作NE y ∥轴交CM 于点E ,则E 点为()14,414m m m ⎛⎫++- ⎪⎝⎭∴4EN m =-- ∵()()12CMNCNE MNEC N N M S SSx x x x EN ⎡⎤=+=-+-•⎣⎦ ∴()()104=22m m ---∴2440m m +-=解得:1222m =--,2222m =-+(舍去) ∴M ()222,222--+ 【点睛】本题考查了待定系数法求函数解析式,二次函数综合应用,是二次函数部分的压轴题,题目较难,应画出示意图,然后进行讨论分析.8.(1)y=−x 2+3;(2)①t=2或t=5 ;②6−3⩽t ⩽62【解析】 【分析】(1)根据已知条件求出AB 和CD 的中点坐标,然后利用待定系数法求该二次函数的解析式;(2)①由D (−3,3),则平移后坐标为D´(−3+t ,3),F (t ,-t 2+3);则有DF 2=(−3+t-t )2+(-t 2+3-3)2;FB 2=(-t 2+3)2,再根据DF=7FB ,即可求得t ; ②如图3所示,画出旋转后的图形,认真分析满足题意要求时,需要具备什么样的限制条件,然后根据限制条件列出不等式,求出的取值范围,确定限制条件是解题的关键 【详解】(1)由题意得AB 的中点坐标为(−3,0),CD 的中点坐标为(0,3), 分别代入y=ax 2+b 得:3a b 0b 3+=⎧⎨=⎩,解得a 1b 3=-⎧⎨=⎩,∴y=−x 2+3.(2)①D (−3,3),则平移后坐标为D´(−3+t ,3),F (t ,-t 2+3); DF 2=(−3+t-t )2+(-t 2+3-3)2;FB 2=(-t 2+3)2 DF=7FB ,则(−3+t-t )2+(-t 2+3-3)2=7(-t 2+3)2 解得:t 2=2或5,则t=2或t=5;②如图3所示,依题意作出旋转后的三角形△FE′C′,过C′作MN ⊥x 轴,分别交抛物线、x 轴于点M 、点N.观察图形可知,欲使△FE′C′落在指定区域内,必须满足:EE′⩽BE 且MN ⩾C′N. ∵F(t,3−t 2),∴EF=3−(3−t 2)=t 2,∴EE′=2EF=2t 2,由EE′⩽BE,得2t 2⩽3,解得t ⩽2.∵∴C′点的横坐标为∴)2,又C′N=BE′=BE−EE′=3−2t 2由MN ⩾C′N,得2⩾3−2t 2,解得t 或t ⩽舍去).∴t t 【点睛】本题是动线型中考压轴题,综合考查了二次函数的图象与性质、待定系数法、几何变换(平移与旋转)、菱形的性质、相似三角形的判定与性质等重要知识点,难度较大,对考生能力要求很高,灵活应用所学知识是解答本题的关键. .9.(1)详见解析;(2)3CD =或3;(3)详见解析. 【解析】 【分析】(1)只要证明△EAF ∽△FEG 即可解决问题;(2)如图3中,作DE ⊥BA 交BA 的延长线于E .设AE=a .在Rt △BDE 中,利用勾股定理构建方程求出a ,分两种情形构建方程求解即可;(3)①当△AFE ∽△EFC 时,连接BC ,AC ,BD .②当△AFE ∽△FEC 时,作CH ⊥AD 交AD 的延长线于H ,作OM ⊥AD 于M ,连接OA .③当△AFE ∽△CEF 时,分别求解即可,注意答案不唯一. 【详解】解:(1)如图1,∵正方形ABCD 中4AB AD CD ===,90A D ∠=∠=,E 为AD 中点∴2AE ED ==,∵1AF DH ==,∴12AF DE AE CD == ∴AEF DCE ∆∆∽∴AEF DCE ∠=∠,AFE DEC ∠=∠ ∵//AF DH ,∴四边形AFHD 为平行四边形∴AD FH ,∴AEF EFG ∠=∠,DEC EGF AFE ∠=∠=∠ ∴AEF EFG ∆∆∽∴EF 为四边形AFGE 的相似对角线.(2)如图2,过点D 作DE BA ⊥,垂足为E ,设AE a =∵120A CBD ∠=∠=,∴60EAD ∠=,∴DE =∵2AB =,BD =∴()22236a a ++=312a -=(负根已经舍弃), ∴31AD =-分为两种情况:①如图3,当ABD BCD ∆∆∽时,AD BDBD CD= ∴()316CD -=,∴333CD =+②如图4,当ABD BDC ∆∆∽时,AB BDBD CD= ∴26CD =,∴3CD = 综上,333CD =+或3(3)①如图5,∵∠FEC=∠A=90°,∠BEF=∠BEC+∠FEC=∠A+∠AEF , ∴AFE BEC ∠=∠,AF EF AFAE EC BE ==,∴AFE BEC ∆∆∽,∴90B ∠= 由“一线三等角”得83AF =.②如图,当△AFE∽△FEC时,作CH⊥AD交AD的延长线于H,作OM⊥AD于M,连接OA.∵△AFE∽△FEC,∴∠AFE=∠FEC,∴AD∥EC,∴∠CEB=∠DAB=90°,∵∠OMA=∠AHC=90°,∴四边形AEOM,四边形AECH都是矩形,∵OM⊥AD,∴AM=MD=3,∴AM=OE=3,∵OE⊥AB,∴AE=EB=4,∴OA=2234+=5,∴CE=AH=8,设AF=x,则FH=8-x,CH=AE=4,由△AEF∽△HFC,可得AFCH=AEFH,∴448xx =-,解得x=4,经检验x=4是分式方程的解,∴AF=4.③如图当△AFE∽△CEF时易证四边形AECF是矩形,AF=EC=8.综上所述,满足条件的AF的长为83或4或8.(答案不唯一)【点睛】本题属于圆综合题,考查正方形的性质,相似三角形的判定和性质,勾股定理等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造相似三角形解决问题,学会用分类讨论的思想思考问题,属于中考常考题型.10.(1)35,5784y x=+;(22r≤.【解析】【分析】(1)①由矩形的任何一条边均与某条坐标轴平行,且A,B,C三点都在矩形的内部或边界上,则称该矩形为点A,B,C的覆盖矩形.点A,B,C的所有覆盖矩形中,面积最小的矩形称为点A,B,C的最优覆盖矩形,得出最优覆盖矩形的长为:2+5=7,宽为3+2=5,即可得出结果;②由定义可知,t=-3或6,即点C坐标为(-3,-2)或(6,-2),设AC表达式为y=kx+b,代入即可求出结果;(2)OD所在的直线交双曲线于点E,矩形OFEG是点O,D,E的一个面积最小的最优覆盖矩形,OD所在的直线表达式为y=x,得出点E的坐标为(2,2),⊙P的半径最小,当点E的纵坐标为1时,⊙P的半径最大,即可得出结果.【详解】(1)①∵A(﹣2,3),B(5,0),C(2,﹣2),矩形的任何一条边均与某条坐标轴平行,且A,B,C三点都在矩形的内部或边界上,则称该矩形为点A,B,C的覆盖矩形.点A,B,C的所有覆盖矩形中,面积最小的矩形称为点A,B,C的最优覆盖矩形,∴最优覆盖矩形的长为:2+5=7,宽为3+2=5,∴最优覆盖矩形的面积为:7×5=35;②∵点A,B,C的最优覆盖矩形的面积为40,∴由定义可知,t=﹣3或6,即点C坐标为(﹣3,﹣2)或(6,﹣2),设AC表达式为y=kx+b,∴3223k bk b=-+⎧⎨-=-+⎩或3226k bk b=-+⎧⎨-=+⎩∴513kb=⎧⎨=⎩或5874kb⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩∴y=5x+13或5784y x=-+;(2)①OD所在的直线交双曲线于点E,矩形OFEG是点O,D,E的一个面积最小的最优覆盖矩形,如图1所示:∵点D (1,1),∴OD 所在的直线表达式为y =x , ∴点E 的坐标为(2,2), ∴OE =222+2=22, ∴⊙P 的半径最小r =2,②当DE ∥x 轴时,即:点E 的纵坐标为1,如图2所示:∵点D (1,1).E (m ,n )是函数y =4x(x >0)的图象上一点 ∴1=4x,解得x =4, ∴OE ═224+117,∴⊙P 的半径最大r =172, 172r ≤. 【点睛】本题是圆的综合题目,考查了矩形的性质、勾股定理、待定系数法求直线的解析式、坐标与图形性质、反比例函数等知识;本题综合性强,有一定难度.11.(1)点B 的坐标为(﹣1,0),点A 的坐标为(3,0),点C 的坐标为(0,3);抛物线的对称轴为直线x =1;(2)⊙P 5;(3)1<y <2;(4)3﹣322. 【解析】 【分析】(1)分别代入y =0、x =0求出与之对应的x 、y 的值,进而可得出点A 、B 、C 的坐标,再由二次函数的对称性可找出抛物线的对称轴;(2)连接CP、BP,在Rt△BOC中利用勾股定理可求出BC的长,由等腰直角三角形的性质及圆周角定理可得出∠BPC=90°,再利用等腰直角三角形的性质可求出BP的值即可;(3)设点D的坐标为(1,y),当∠BDC=90°时,利用勾股定理可求出y值,进而可得出:当1<y<2时,∠BDC>90°;(4)将△ACO绕点A逆时针方向旋转45°,点C落在点C′处,点O落在点O′处,根据旋转的性质可找出点C′的坐标及∠AC′O′=45°,进而可找出线段C′O′所在直线的解析式,由点E在CO上可得出点F在C′O′上,过点O作OF⊥C′O′于点F,则△OC′F 为等腰直角三角形,此时线段OF取最小值,利用等腰直角三角形的性质即可求出此时OF 的长即可.【详解】(1)当y=0时,﹣(x+1)(x﹣3)=0,解得:x1=﹣1,x2=3,∴点B的坐标为(﹣1,0),点A的坐标为(3,0);当x=0时,y=﹣(0+1)×(0﹣3)=3,∴点C的坐标为(0,3);∵抛物线与x轴交于点(﹣1,0)、(3,0),∴抛物线的对称轴为直线x=1;(2)连接CP、BP,如图1所示,在Rt△BOC中,BC=∵∠AOC=90°,OA=OC=3,∴∠OAC=∠OCA=45°,∴∠BPC=2∠OAC=90°,∴CP=BP∴⊙P(3)设点D的坐标为(1,y),当∠BDC=90°时,BD2+CD2=BC2,∴[(﹣1﹣1)2+(0﹣y)2]+[(0﹣1)2+(3﹣y)2]=10,整理,得:y2﹣3y+2=0,解得:y1=1,y2=2,∴当1<y<2时,∠BDC>90°;(4)将△ACO绕点A逆时针方向旋转45°,点C落在点C′处,点O落在点O′处,如图2所示.∵AC=ACO=45°,∴点C′的坐标为(3﹣,0),∠AC′O′=45°,∴线段C′O′所在直线的解析式为y=﹣x+3﹣∵点E在线段CO上,∴点F在线段C′O′上.过点O作OF⊥C′O′于点F,则△OC′F为等腰直角三角形,此时线段OF取最小值,∵△OC′F为等腰直角三角形,∴OF=2OC′=2(32﹣3)=3﹣32.【点睛】本题考查了二次函数图象上点的坐标特征、二次函数的性质、圆周角定理、勾股定理、旋转以及等腰直角三角形,解题的关键是:(1)利用二次函数图象上点的坐标特征求出点A、B、C的坐标;(2)利用圆周角定理找出∠BPC=90°;(3)利用极限值法求出点D纵坐标;(4)利用点到直线之间垂直线段最短确定点F的位置.12.(1)见解析;(2)EF=32或512;(3)存在【解析】【分析】(1)先判断出∠ECB=∠EBC,再判断出∠OCB=∠OBC,即可得出结论;(2)先求出EF,再分两种情况,利用锐角三角函数和相似三角形的性质即可得出结论;(3)先利用面积关系得出53COFO=,进而利用△OAF∽△EFC得出比例式,即可得出结论.【详解】解:(1)如图1,连接BC,∵AC BD=,∴∠ECB=∠EBC,∵OB=OC,∴∠OCB=∠OBC,∴∠OCD=∠ECF=∠ECB﹣∠OCB=∠EBC﹣∠OBC=∠OBA;(2)∵OA=OB,∴∠OAF=∠OBA,∴∠OAF=∠ECF,①当∠AFO=90°时,∵OA5tan∠OBA=12,∴OC=OA5OF=1,AB=4,∴EF =CF •tan ∠ECF =CF•tan ∠OBA=12 ②当∠AOF =90°时,∵OA =OB ,∴∠OAF =∠OBA ,∴tan ∠OAF =tan ∠OBA =12, ∵OA∴OF =OA •tan ∠OAF, ∴AF =52, ∵∠OAF =∠OBA =∠ECF ,∠OFA =∠EFC ,∴△OFA ∽△EFC ,∴EF CF OC OF OF AF AF +=== ∴EF=5OF =32, 即:EF =32; (3)存在,如图2,连接OE ,∵∠ECB =∠EBC ,∴CE =EB ,∵OE =OE ,OB =OC ,∴△OEC ≌△OEB ,∴S △OEC =S △OEB ,∵S △CEF =4S △BOF ,∴S △CEO +S △EOF =4(S △BOE ﹣S △EOF ), ∴53CEO EFO S S ∆∆=, ∴53CO FO =, ∴FO =35CO=5, ∵△OFA ∽△EFC , ∴53CE AD CO EF FO FO ===,∴BF=BE﹣EF=CE﹣EF=23EF,∴AF=AB﹣BF=4﹣23EF,∵△OAF∽△EFC,∴CF EFFA FO=,∴85523543EF=-,∴EF=3﹣35.【点睛】圆的综合题,主要考查了圆的性质,锐角三角函数,全等三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,分类讨论的思想,判断出53CE AD COEF FO FO===是解本题的关键.。
苏教版中考数学压轴题:动点问题
苏教版中考数学压轴题:动点问题本资料来源于《七彩教育网例2如图2,直角梯形abcd中,ab∥cd,∠a=900,ab=6,ad=4,dc=3,动点p从点a出发,沿a体育变革问题特别回顾【考点导航】运动变化问题是指以三角形、四边形和圆形等几何图形为载体,设计动态变化,研究图形在变化过程中的等数量关系、变量关系、特殊状态和特殊关系的问题。
这种考试信息量大,试题灵活多变,选择功能强。
高考是近年来高考数学题中最热门的话题之一,经常出现终审问题。
为了解决这类问题,我们需要朝着→ D→ C→ B、移动点Q从点a开始,在ab的一侧移动。
设点p的移动距离为x,点Q的移动距离为y,线段PQ平分梯形ABCD的周长(1)求y与x的函数关系式,并求出x,y的取值范围;(2)当pq∥ac时,求x,y 的值;(3)当p不在BC侧时,分段PQ能否平均分割梯形ABCD的面积?如果是,找到此时X的值;如果不是,则说明李用运动与变化的观点来把握运动与变化的整个过程,在运动中取静,在静止中求运动,在变化过程中把握特殊情况,建立方程、不等式和函数模型例1如图在rt△abc中,∠c=90°,ac=12,bc=16,动点p从点a出发沿ac边向点c以每秒3个单位长的速度运动,动点q从点c出发沿cb边向点b以每秒4个单位长的速度运动.p,q分别从点a,c同时出发,当其中一点到达端点时,另一点也随之停止运动.在运动过程中,△pcq关于直线pq对称的图形是△pdq.设运动时间为t(秒).(1)设四边形pcqd的面积为y,求出y和t之间的函数关系;(2)当四边形pqba为梯形时,T的值是多少?(3)是否存在时刻t,使得pd∥ab?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由;(4)通过观察、画画或折纸,猜测是否有时间t,以便PD⊥ AB?如果存在,请估计T值在括号(0)中的时间段≤ T≤ 1.1<T≤ 2.2<T≤ 3.3<T≤ 4); 如果没有,请简要解释原因aappDdcqbcqmb图1由.DCPPeaqbab图2q例3如图3所示,在平面直角坐标系中绘制⊙ 以坐标原点o为中心,以2为半径。
数学中考专题复习《动点问题》教案
中考专题复习——动点问题【学情分析】动点一般在中考都是压轴题,步骤不重要,重要的是思路。
动点类题目一般都有好几问,前一问大都是后一问的提示,就像几何探究类题一样,如果后面的题难了,可以反过去看看前面问题的结论【教学目标】知识与技能:1、利用特殊三角形的性质和定理解决动点问题;2、分析题目,了解有几个动点,动点的路程,速度(动点怎么动);3、结合图形和题目,得出已知或能间接求出的数据。
过程与方法:1、利用分类讨论的方法分析并解决问题;2、数形结合、方程思想的运用。
情感态度价值观:通过动手操作、合作交流,探索证明等活动,培养学生的团队合作精神,激发学生学习数学的兴趣。
【教学重点】根据动点中的移动距离,找出等量列方程。
【教学难点】1、两点同时运动时的距离变化;2、运动题型中的分类讨论【教学方法】教师引导、自主思考【教学过程】一、动点问题的近况:1、动态几何图形中的点动、线动、形动构成的问题称之为动态几何问题. 它主要以几何图形为载体,运动变化为主线,集多个知识点为一体,集多种解题思想于一题. 这类题综合性强,能力要求高,它能全面的考查学生的实践操作能力,空间想象能力以及分析问题和解决问题的能力.动态几何特点----问题背景是特殊图形,考查问题也是特殊图形,所以要把握好一般与特殊的关系;分析过程中,特别要关注图形的特性(特殊角、特殊图形的性质、图形的特殊位置。
)它通常分为三种类型:动点问题、动线问题、动形问题。
在解这类问题时,要充分发挥空间想象的能力,不要被“动”所迷惑,而是要在“动”中求“静”,化“动”为“静”,抓住它运动中的某一瞬间,寻找确定的关系式,就能找到解决问题的途径。
本节课重点来探究动态几何中的第一种类型----动点问题。
所谓动点问题:是指题设图形中存在一个或多个动点,它们在线段、射线或弧线上运动的一类开放新题目。
2、动点问题所用的数学思想:解决运动型问题常用的数学思想是方程思想,数学建模思想,函数思想,转化思想等;常用的数学方法有:分类讨论法,数形结合法等。
中考数学常见题型几何动点问题
中考数学压轴题型研究(一)——动点几何问题例1:在△ABC 中,∠B=60°,BA=24CM,BC=16CM, (1)求△ABC 的面积;(2)现有动点P 从A 点出发,沿射线AB 向点B 方向运动,动点Q 从C 点出发,沿射线CB 也向点B 方向运动。
如果点P 的速度是4CM/秒,点Q 的速度是2CM/秒,它们同时出发,几秒钟后,△PBQ的面积是△ABC 的面积的一半?(3)在第(2)问题前提下,P ,Q 两点之间的距离是多少?例2: ()已知正方形ABCD 的边长是1,E 为CD 边的中点, P 为正方形ABCD 边上的一个动点,动点P 从A 点出发,沿A →B → C →E 运动,到达点E.若点P 经过的路程为自变量x ,△APE 的面积为函数y ,(1)写出y 与x 的关系式 (2)求当y =13时,x 的值等于多少?例3:如图1 ,在直角梯形ABCD 中,∠B=90°,DC ∥AB ,动点P 从B 点出发,沿梯形的边由B →C → D → A 运动,设点P 运动的路程为x ,△ABP 的面积为y , 如果关于x 的函数y 的图象如图2所示 ,那么△ABC 的面积为( )A .32B .18C .16D .10ACB By例4:直线364y x =-+与坐标轴分别交于A B 、两点,动点P Q 、同时从O 点出发,同时到达A 点,运动停止.点Q 沿线段OA 运动,速度为每秒1个单位长度,点P 沿路线O →B →A 运动.(1)直接写出A B 、两点的坐标;(2)设点Q 的运动时间为t 秒,OPQ △的面积为S ,求出S 与t 之间的函数关系式; (3)当485S =时,求出点P 的坐标,并直接写出以点O P Q 、、为顶点的平行四边形的第四个顶点M 的坐标.例5:已知:等边三角形ABC 的边长为4厘米,长为1厘米的线段MN 在ABC △的边AB 上沿AB 方向以1厘米/秒的速度向B 点运动(运动开始时,点M 与点A 重合,点N 到达点B 时运动终止),过点M N 、分别作AB 边的垂线,与ABC △的其它边交于P Q 、两点,线段MN 运动的时间为t 秒.(1)线段MN 在运动的过程中,t 为何值时,四边形MNQP 恰为矩形?并求出该矩形的面积; (2)线段MN 在运动的过程中,四边形MNQP 的面积为S ,运动的时间为t .求四边形MNQP 的面积S 随运动时间t 变化的函数关系式,并写出自变量t 的取值范围.例6:如图(3),在梯形ABCD 中,906DC AB A AD ∠==∥,°,厘米,4DC =厘米,BC 的坡度34i =∶,动点P 从A 出发以2厘米/秒的速度沿AB 方向向点B 运动,动点Q 从点B 出发以3厘米/秒的速度沿B C D →→方向向点D 运动,两个动点同时出发,当其中一个动点到达终点时,另一个动点也随之停止.设动点运动的时间为t秒.(1)求边BC 的长;(2)当t 为何值时,PC 与BQ 相互平分;图(3)BC PQBA MN(3)连结PQ ,设PBQ △的面积为y ,探求y 与t 的函数关系式,求t 为何值时,y 有最大值?最大值是多少?二、利用函数与方程的思想和方法将所解决图形的性质(或所求图形面积)直接转化为函数或方程。
中考压轴题十大类型之动点问题
念书破万卷下笔如有神第一讲中考压轴题十大种类之动点问题一、解题策略和解法精讲解决动点问题的要点是“动中求静”.从变换的角度和运动变化来研究三角形、四边形、函数图像等图形,经过“对称、动点的运动”等研究手段和方法,来研究与发现图形性质及图形变化,在解题过程中浸透空间见解和合情推理。
在动点的运动过程中察看图形的变化情况,理解图形在不同样地址的情况,做好计算推理的过程。
在变化中找到不变的性质是解决数学“动点”研究题的基本思路 ,这也是动向几何数学问题中最中心的数学本质。
二、精讲精练1.(2011 吉林)如图,梯形 ABCD 中, AD∥BC,∠ BAD=90°, CE⊥ AD 于点E,AD=8cm,BC=4cm,AB=5cm.从初始时辰开始,动点 P,Q 分别从点 A,B 同时出发,运动速度均为 1cm/s,动点 P 沿 A-B-C-E 方向运动,到点 E 停止;动点 Q 沿 B-C-E- D 方向运动,到点 D 停止,设运动时间为x s,△ PAQ 2的面积为 y cm ,(这里规定:线段是面积为0 的三角形)解答以下问题:(1)当x=2s 时, y=_____ cm2;当x =9 s 时, y=_______ cm2.2(2)当5 ≤x ≤14时,求y 与x 之间的函数关系式.(3)当动点P 在线段BC 上运动时,求出y4S 梯形ABCD时x 的值.15(4)直接写出在整个运动过程中,使 PQ 与四边形 ABCE 的对角线平行的所..有 x 的值.2.(2007 河北)如图,在等腰梯形 ABCD 中, AD∥BC,AB=DC=50,AD=75,BC=135.点 P 从点 B 出发沿折线段 BA-AD-DC 以每秒 5 个单位长的速度向点 C 匀速运动;点 Q 从点 C 出发沿线段 CB 方向以每秒 3 个单位长的速度匀速运动,过点 Q 向上作射线 QK⊥BC,交折线段 CD-DA-AB 于点 E.点 P、Q 同时开始运动,当点 P 与点 C 重合时停止运动,点 Q 也随之停止.设点 P、Q 运动的时间是 t 秒( t>0).(1)当点 P 抵达终点 C 时,求 t 的值,并指出此时BQ 的长;(2)当点 P 运动到 AD 上时, t 为何值能使 PQ∥DC ?(3)设射线 QK 扫过梯形 ABCD 的面积为 S,分别求出点 E 运动到 CD、DA 上时, S 与 t 的关系式;(4)△PQE 可否成为直角三角形?若能,写出 t 的取值范围;若不能够,请说明原因.A DK A DP EBQ CBC备用图3.(2008 河北)如图,在Rt△ABC中,∠ C=90°, AB=50,AC=30,D,E,F 分别是 AC,AB,BC 的中点.点 P 从点D出发沿折线 DE-EF-FC-CD 以每秒7 个单位长的速度匀速运动;点Q从点 B 出发沿BA方向以每秒 4 个单位长的速度匀速运动,过点 Q 作射线 QK AB ,交折线BC-CA于点 G .点 P,Q 同时出发,当点 P 绕行一周回到点D时停止运动,点Q也随之停止.设点P, Q 运动的时间是t秒( t 0 ).(1)D,F两点间的距离是;(2)射线QK可否把四边形CDEF分成面积相等的两部分?若能,求出t 的值.若不能够,说明原因;(3)当点 P 运动到折线EF FC 上,且点P又恰巧落在射线 QK 上时,求t的值;(4)连接PG,当PG∥AB时,请直接写出 t 的值...C K CD F D FP GA EQB A E B备用图4(.2011 山西太原)如图,在平面直角坐标系中,四边形 OABC 是平行四边形.直线 l 经过O、C两点.点A的坐标为( 8,0),点B的坐标为( 11,4),动点P在线段 OA 上从点 O 出发以每秒 1 个单位的速度向点 A 运动,同时动点 Q 从点 A出发以每秒 2 个单位的速度沿A→ B→C 的方向向点 C 运动,过点 P 作 PM 垂直于 x 轴,与折线 O- C- B 订交于点 M.当 P、 Q 两点中有一点抵达终点时,另一点也随之停止运动,设点 P、Q 运动的时间为 t 秒 ( t 0 ) ,△ MPQ 的面积为 S.(1)点 C 的坐标为 ________,直线l的剖析式为 __________.(2)试求点 Q 与点 M 相遇前 S 与 t 的函数关系式,并写出相应的 t 的取值范围.(3)试求题 ( 2) 中当 t 为何值时, S 的值最大,并求出S 的最大值.(4)随着 P、Q 两点的运动,当点 M 在线段 CB 上运动时,设 PM 的延长线与直线 l 订交于点N.试试究:当t为何值时,△QMN为等腰三角形?请直接写出 t 的值.ylC BM Qyl C QBMOP AxylC M Q BO P A x5.( 2011四川重庆)如图,矩形ABCD 中,AB=6,BC=2 3,点 O 是 AB 的中点,点 P 在 AB 的延长线上,且 BP= 3.一动点 E 从 O 点出发,以每秒 1 个单位长度的速度沿OA 匀速运动,抵达A 点后,立刻以原速度沿AO 返回;另一动点F 从P 点出发,以每秒1 个单位长度的速度沿射线PA 匀速运动,点E、F 同时出发,当两点相遇时停止运动.在点 E、F 的运动过程中,以 EF 为边作等边△EFG,使△EFG 和矩形 ABCD 在射线 PA 的同侧,设运动的时间为 t 秒(t≥0).(1)当等边△EFG 的边 FG 恰巧经过点 C 时,求运动时间 t 的值;(2)在整个运动过程中,设等边△ EFG 和矩形 ABCD 重叠部分的面积为 S,请直接写出 S与 t 之间的函数关系式和相应的自变量t 的取值范围;(3)设 EG 与矩形 ABCD 的对角线 AC 的交点为 H,可否存在这样的 t,使△AOH 是等腰三角形?若存在,求出对应的 t 的值;若不存在,请说明原因.D C D CEO B F P A E O B F P备用图 1D CAE O BF P备用图 2三、测试提高1. (2011 山东烟台)如图,在直角坐标系中, 梯形 ABCD 的底边 AB 在 x 轴上, 底边 CD 的端点 D 在 y 轴上.直线 CB 的表达式为 y4 x16,点 A 、D3 3的坐标分别为(- 4,0),(0,4).动点 P 自 A 点出发,在 AB 上匀速运动.动点 Q 自点 B 出发,在折线 BCD 上匀速运动,速度均为每秒 1 个单位.当其中一个动点抵达终点时, 它们同时停止运动. 设点 P 运动 t (秒)时,△OPQ 的面积为 S (不能够组成△ OPQ 的动点除外). (1)求出点 B 、C 的坐标; (2)求 S 随 t 变化的函数关系式;(3)当 t 为何值时 S 有最大值?并求出最大值.备用图。
苏教版八年级上册复习专题练习一:动点问题压轴题(含答案)
初二数学期中复习专题一:动点问题3、动点中的旋转问题1、如图,在等边△ABC 中,AC=9,点O 在AC 上,且AO=3,点P 是AB 上一动点,连接OP,将线段OP 绕点O 逆时针旋转60°得到线段OD.要使点D 恰好落在BC 上,则AP 的长是.2、如图所示:一副三角板如图放置,等腰直角三角板ABC 固定不动,另一块三角板的直角顶点放在等腰直角三角形的斜边中点D 处,且可以绕点D 旋转,在旋转过程中,两直角边的交点G、H 始终在边AB、BC 上.(1)在旋转过程中线段BG 和CH 大小有何关系?证明你的结论.(2)若AB=BC=4cm,在旋转过程中四边形GBHD 的面积是否改变?若不变,求出它的值;若改变,求出它的取值范围.(3)若交点G、H 分别在边AB、BC 的延长线上,则(1)中的结论仍然成立吗?请画出相应的图形,直接写出结论.3、如图1,已知△ABC 是等腰直角三角形,∠BAC=90°,点D 是BC 的中点.作正方形DEFG,使点A、C 分别在DG 和DE 上,连接AE,BG.(1)试猜想线段BG 和AE 的数量关系是;(2)将正方形DEFG绕点D逆时针方向旋转α(0°<α≤360°),①判断(1)中的结论是否仍然成立?请利用图2 证明你的结论;②若BC=DE=4,当AE 取最大值时,求AF 的值.4、点的移动问题4、如图1,在△ABC 中,点P 为BC 边中点,直线a 绕顶点A 旋转,若B、P 在直线a 的异侧,BM⊥直线a 于点M,CN⊥直线a 于点N,连接PM、PN;(1)延长MP交CN于点E(如图2),①求证:△BPM≌△CPE;②求证:PM=PN;(2)若直线a 绕点A 旋转到图3 的位置时,点B、P 在直线a 的同侧,其它条件不变,此时PM=PN 还成立吗?若成立,请给予证明;若不成立,请说明理由.5、在△ABC 中,∠BAC=90°,AB=AC.点D 从点B 出发沿射线BC 移动,以AD 为边在AB 的右侧作△ADE,且∠DAE=90°,AD=AE.连接CE.(1)如图1,若点D 在BC 边上,则∠BCE=°;(2)如图2,若点D 在BC 的延长线上运动.①∠BCE 的度数是否发生变化?请说明理由;②若BC=3,CD=6,则△ADE 的面积为.6、在△ABC中,AB=AC,点D是直线BC上一点(不与B、C重合),以AD为一边在AD的右侧作△ADE,使AD=AE,∠DAE=∠BAC,连接CE.(1)如图1,当点D 在线段BC 上,如果∠BAC=90°,则∠BCE=度;(2)设∠BAC=α,∠BCE=β.①如图2,当点D 在线段BC 上移动,则α,β之间有怎样的数量关系?请说明理由;②当点D 在直线BC 上移动,则α,β之间有怎样的数量关系?请直接写出你的结论.7、一个正方体物体沿斜坡向下滑动,其截面如图所示.正方形DEFH 的边长为1 米,∠B=90°,BC=4 米,AC=8 米,当正方形DEFH 运动到什么位置时,即当AE=米时,有DC2=AE2+BC2.8、【新知学习】如果一个三角形有一边上的中线等于这条边的一半,那么我们就把这样的三角形叫做“智慧三角形”.【简单运用】(1)下列三个三角形,是智慧三角形的是(填序号);(2)如图1,已知等边三角形ABC,请用刻度尺在该三角形边上找出所有满足条件的点D,使△ABD 为“智慧三角形”,并写出作法;【深入探究】(3)如图2,在正方形ABCD 中,点E 是BC 的中点,F 是CD 上一点,且CF=CD,试判断△AEF 是否为“智慧三角形”,并说明理由;【灵活应用】(4)如图3,等边三角形ABC 边长5cm.若动点P 以1cm/s 的速度从点A 出发,沿△ABC 的边AB ﹣BC﹣CA 运动.若另一动点Q 以2cm/s 的速度从点B 出发,沿边BC﹣CA﹣AB 运动,两点同时出发,当点Q首次回到点B时,两点同时停止运动.设运动时间为t(s),那么t为.(s)时,△PBQ为“智慧三角形”.动点问题压轴题1、【解答】解:∵∠A+∠APO=∠POD+∠COD,∠A=∠POD=60°,∴∠APO=∠COD,在△APO 和△COD 中,,∴△APO≌△COD(AAS),即AP=CO,∵CO=AC﹣AO=6,∴AP=6.故答案为6.2、【解答】解:(1)BG和CH为相等关系,如图1,连接BD,∵等腰直角三角形ABC,D 为AC 的中点,∴DB=DC=DA,∠A=∠DBH=45°,BD⊥AC,∵∠EDF=90°,∴∠ADG+∠GDB=90°,∴∠BDG+∠BDH=90°,∴∠ADG=∠HDB,∴在△ADG 和△BDH 中,,∴△ADG≌△BDH(ASA),∴AG=BH,∵AB=BC,∴BG =HC ,(2) ∵等腰直角三角形 ABC ,D 为 AC 的中点,∴DB =DC =DA ,∠DBG =∠DCH =45°,BD ⊥AC ,∵∠GDH =90°,∴∠GDB +∠BDH =90°,∴∠CDH +∠BDH =90°,∴∠BDG =∠HDC ,∴在△BDG 和△CDH 中,,∵△BDG ≌△CDH (ASA ),∴S 四边形 DGBH =S △BDH +S △GDB =S △ABD ,∵DA =DC =DB ,BD ⊥AC ,∴S △ABD = S △ABC ,∴S 四边形 DGBH =S △ABC =4cm 2,∴在旋转过程中四边形 GBHD 的面积不变,(3) 当三角板 DEF 旋转至图 2 所示时,(1)的结论仍然成立,如图 2,连接 BD ,∵BD ⊥AC ,AB ⊥BH ,ED ⊥DF ,∴∠BDG =90°﹣∠CDG ,∠CDH =90°﹣∠CDG ,∴∠BDG =∠CDH ,∵等腰直角三角形 ABC ,∴∠DBC =∠BCD =45°,∴∠DBG =∠DCH =135°,∴在△DBG 和△DCH 中,,∴△DBG ≌△DCH (ASA ),∴BG =CH .3、.【分析】(1)由等腰直角三角形的性质及正方形的性质就可以得出△ADE≌△BDG 就可以得出结论;(2)①如图2,连接AD,由等腰直角三角形的性质及正方形的性质就可以得出△ADE≌△BDG 就可以得出结论;②由①可知BG=AE,当BG 取得最大值时,AE 取得最大值,由勾股定理就可以得出结论.【解答】解:(1)BG=AE.理由:如图1,∵△ABC 是等腰直角三角形,∠BAC=90°,点D 是BC 的中点,∴AD⊥BC,BD=CD,∴∠ADB=∠ADC=90°.∵四边形DEFG 是正方形,∴DE=DG.在△BDG 和△ADE 中,,∴△ADE≌△BDG(SAS),∴BG=AE.故答案为:BG=AE;(2)①成立BG=AE.理由:如图2,连接AD,∵在Rt△BAC 中,D 为斜边BC 中点,∴AD=BD,AD⊥BC,∴∠ADG+∠GDB=90°.∵四边形EFGD 为正方形,∴DE=DG,且∠GDE=90°,∴∠ADG+∠ADE=90°,∴∠BDG=∠ADE.在△BDG 和△ADE 中,,∴△BDG≌△ADE(SAS),∴BG=AE;②∵BG=AE,∴当BG 取得最大值时,AE 取得最大值.如图3,当旋转角为270°时,BG =AE.∵BC=DE=4,∴BG=2+4=6.∴AE=6.在Rt△AEF 中,由勾股定理,得AF==,∴AF=2 .4、【解答】证明:(1)①如图2:∵BM⊥直线a 于点M,CN⊥直线a 于点N,∴∠BMA=∠CNM=90°,∴BM∥CN,∴∠MBP=∠ECP,又∵P 为BC 边中点,∴BP=CP,在△BPM 和△CPE 中,,∴△BPM≌△CPE,(ASA)②∵△BPM≌△CPE,∴PM=PE∴PM=ME,∴在Rt△MNE 中,PN=ME,∴PM=PN;(2)成立,如图3.延长MP 与NC 的延长线相交于点E,∵BM⊥直线 a 于点M,CN⊥直线a 于点N,∴∠BMN=∠CNM=90°∴∠BMN+∠CNM=180°,∴BM∥CN∴∠MBP=∠ECP,又∵P 为BC 中点,∴BP=CP,在△BPM 和△CPE 中,,∴△BPM≌△CPE,(ASA)∴PM=PE,∴PM=ME,则Rt△MNE 中,PN=ME,∴PM=PN.5、【解答】解:(1)∵△ABC和△ADE都是等腰Rt△,∴AB=AC,AD=AE,∠BAC=∠DAE=90°,∴∠BAD=∠CAE.在△ACE 和△ABD 中,,∴△ACE≌△ABD(SAS);∴∠ACE=∠ABD=45°,∴∠BCE=∠BCA+∠ACE=45°+45°=90°;故答案为:90;(2)①不发生变化.∵AB=AC,∠BAC=90°∴∠ABC=∠ACB=45°,∵∠BAC=∠DAE=90°∴∠BAC+∠DAC=∠DAE+∠DAC∴∠BAD=∠CAE,在△ACE 和△ABD 中∴△ACE≌△ABD(SAS)∴∠ACE=∠ABD=45°∴∠BCE=∠BCA+∠ACE=45°+45°=90°∴∠BCE 的度数不变,为90°;② 11746、【解答】解:(1)90°.理由:∵∠BAC=∠DAE,∴∠BAC﹣∠DAC=∠DAE﹣∠DAC.即∠BAD=∠CAE.在△ABD 与△ACE 中,∴△ABD≌△ACE(SAS),∴∠B=∠ACE.∴∠B+∠ACB=∠ACE+∠ACB,∴∠BCE=∠B+∠ACB,又∵∠BAC=90°∴∠BCE=90°;(2)①α+β=180°,理由:∵∠BAC=∠DAE,∴∠BAD+∠DAC=∠EAC+∠DAC.即∠BAD=∠CAE.在△ABD 与△ACE 中,∴△ABD≌△ACE(SAS),∴∠B=∠ACE.∴∠B+∠ACB=∠ACE+∠ACB.∴∠B+∠ACB=β,∵α+∠B+∠ACB=180°,∴α+β=180°;②当点D 在射线BC 上时,α+β=180°;理由:∵∠BAC=∠DAE,∴∠BAD=∠CAE,∵在△ABD 和△ACE 中∴△ABD≌△ACE(SAS),∴∠ABD=∠ACE,∵∠BAC+∠ABD+∠BCA=180°,∴∠BAC+∠BCE=∠BAC+∠BCA+∠ACE=∠BAC+∠BCA+∠B=180°,∴α+β=180°;当点D 在射线BC 的反向延长线上时,α=β.理由:∵∠DAE=∠BAC,∴∠DAB=∠EAC,∵在△ADB 和△AEC 中,∴△ADB≌△AEC(SAS),∴∠ABD=∠ACE,∵∠ABD=∠BAC+∠ACB,∠ACE=∠BCE+∠ACB,∴∠BAC=∠BCE,即α=β.7、【解答】解:如图,连接CD,假设AE=x,可得EC=8﹣x.∵正方形DEFH 的边长为1 米,即DE=1 米,∴DC2=DE2+EC2=1+(8﹣x)2,AE2+BC2=x2+16,∵DC2=AE2+BC2,∴1+(8﹣x)2=x2+16,解得:x=,所以,当AE=米时,有DC2=AE2+BC2.故答案是:.8、【解答】解:(1)因为直角三角形的斜边上的中线等于斜边的一半,所以①是“智慧三角形”.故答案为①(2)用刻度尺分别量取AC、BC 的中点D、D′.点D、D′即为所求.(3)结论:△AEF 是“智慧三角形“.理由如下:如图,设正方形的边长为4a∵E 是BC 的中点∴BE=EC=2a,∵CF=CD∴FC=a,DF=4a﹣a=3a,在Rt△ABE 中,AE2=(4a)2+(2a)2=20a2在Rt△ECF 中,EF2=(2a)2+a2=5a2在Rt△ADF 中,AF2=(4a)2+(3a)2=25a2∴AE2+EF2=AF2∴△AEF 是直角三角形,∠AEF=90°∵直角三角形斜边AF 上的中线等于AF 的一半∴△AEF为“智慧三角形”.(4)如图3 中,①当点P 在线段AB 上,点Q 在线段BC 上时,若∠PQB=90°,则BP=2BQ,∴5﹣t=4t,解得t=1.若∠BPQ=90°,则BQ=2PB,∴2t=2(5﹣t)∴t=.②当点Q在线段AC上时,不存在“智慧三角形”.③当点P 在线段BC 上,点Q 在线段AB 上时,若∠PQB=90°,则BP=2BQ,∴t﹣5=2(15﹣2t),∴t=7,若∠QPB=90°,则BQ=2PB,∴15﹣2t=2(t﹣5),∴t=,综上所述,满足条件的t 的值为1 或或或7.故答案为1 或或或7.。
2020江苏省中考数学选择填空压轴题专题:《函数的动点问题》(含答案)
专题: 函数的动点问题例1.如图①,在平行四边形ABCD中,AD=9cm,动点P从A点出发,以1cm/s的速度沿着A→B→C→A的方向移动,直到点P到达点A后才停止.已知△PAD的面积y(单位:cm 2)与点P移动的时间x(单位:s)之间的函数关系如图②所示,图②中a与b的和为___________.同类题型1.1 如图,已知正方形ABCD的边长为4,E是BC边上的一个动点,AE⊥EF,EF交DC于点F,设BE=x,FC=y,则当点E从点B运动到点C时,y关于x的函数图象是()A. B.C.D.同类题型1.2如图,在矩形ABCD中,AB=2,AD=3,点E是BC边上靠近点B的三等分点,动点P从点A 出发,沿路径A→D→C→E运动,则△APE的面积y与点P经过的路径长x之间的函数关系用图象表示大致是()A.B.C.D.同类题型1.3 如图,菱形ABCD的边长为2,∠A=60°,一个以点B为顶点的60°角绕点B旋转,这个角的两边分别与线段AD的延长线及CD的延长线交于点P、Q,设DP=x,DQ=y,则能大致反映y与x的函数关系的图象是()A .B .C .D .例2.如图,等边△ABC 的边长为2cm ,点P 从点A 出发,以1cm/s 的速度沿AC 向点C 运动,到达点C 停止;同时点Q 从点A 出发,以2cm/s 的速度沿AB -BC 向点C 运动,到达点C 停止,设△APQ 的面积为y (cm 2),运动时间为x (s ),则下列最能反映y 与x 之间函数关系的图象是 ( )A .B .C .D . 同类题型2.1 如图1,E 为矩形ABCD 边AD 上的一点,点P 从点B 沿折线BE -ED -DC 运动到点C 时停止,点Q 从点B 沿BC 运动到点C 时停止,它们运动的速度都是2cm/s .若P 、Q 同时开始运动,设运动时间为t (s ),△BPQ 的面积为y (cm 2),已知y 与t 的函数关系图象如图2,则下列结论错误的是( )A .AE =12cmB .sin ∠EBC =74C .当0<t ≤8时,y =72t 2 D .当t =9s 时,△PBQ 是等腰三角形 同类题型2.2 矩形ABCD 中,AB =6,BC =8,动点P 从点B 出发以每秒2个单位长的速度沿BA -AD -DCD 的方向运动到C 点停止,动点Q 以每秒1个单位的速度沿BC 方向运动到C 点停止,假设P 、两点同时出发,运动时间是t 秒,y =S △PBQ ,则y 与t 的函数图象大致是 ( )A .B .C .D .同类题型2.3 如图,矩形ABCD 中,AB =8cm ,AD =12cm ,AC 与BD 交于点O ,M 是BC 的中点.P 、Q 两点沿着B →C →D 方向分别从点B 、点M 同时出发,并都以1cm/s 的速度运动,当点Q 到达D 点时,两点同时停止运动.在P 、Q 两点运动的过程中,与△OPQ 的面积随时间t 变化的图象最接近的是( )A.B.C.D.例3.如图,正六边形ABCDEF的边长为6cm,P是对角线BE上一动点,过点P作直线l与BE垂直,动点P从B点出发且以1cm/s的速度匀速平移至E点.设直线l扫过正六边形ABCDEF区域的面积为S(cm2),点P的运动时间为t(s),下列能反映S与t之间函数关系的大致图象是()A. B.C. D.同类题型3.1 如图,在平面直角坐标系中,四边形OBCD是边长为4的正方形,平行于对角线BD的直线l 从O出发,沿x轴正方向以每秒1个单位长度的速度运动,运动到直线l与正方形没有交点为止.设直线l扫过正方形OBCD的面积为S,直线l运动的时间为t(秒),下列能反映S与t之间函数关系的图象是()A .B .C .D .同类题型3.2(2015秋﹒荆州校级月考)如图,△ABC 中,∠ACB =90°,∠A =30°,AB =16.点P 是斜边AB 上一点.过点P 作PQ ⊥AB ,垂足为P ,交边AC (或边CB )于点Q .设AP =x ,当△APQ 的面积为14 3 时,则x 的值为 ( )A .2 21B .2 21 或14C .2或2 21 或14D .2或14同类题型3.3 如图1,在平面直角坐标系中,将▱ABCD 放置在第一象限,且AB ∥x 轴.直线y =-x 从原点出发沿x 轴正方向平移,在平移过程中直线被平行四边形截得的线段长度l 与直线在x 轴上平移的距离m 的函数图象如图2所示,那么AD 的长为____________.例4.如图,△ABC 为直角三角形,∠C =90°,BC =2cm ,∠A =30°,四边形DEFG 为矩形,DE =2 3 cm ,EF =6cm ,且点C 、B 、E 、F 在同一条直线上,点B 与点E 重合.Rt △ABC 以每秒1cm 的速度沿矩形DEFG 的边EF 向右平移,当点C 与点F 重合时停止.设Rt △ABC 与矩形DEFG 的重叠部分的面积为y cm 2,运动时间xs .能反映y cm 2与xs 之间函数关系的大致图象是 ( )A .B .C .D .同类题型4.1 如图,菱形ABCD 的边长为1,菱形EFGH 的边长为2,∠BAD =∠FEH =60°点C 与点E 重合,点A ,C (E ),G 在同一条直线上,将菱形ABCD 沿C ⇒G 方向平移至点A 与点G 重合时停止,设点C 、E 之间的距离为x ,菱形ABCD 与菱形EFGH 重叠部分的面积为y ,则能大致反映y 与x 之间函数关系的图象是 ( )A. B.C.D.同类题型4.2 如图,等边△ABC的边AB与正方形DEFG的边长均为2,且AB与DE在同一条直线上,开始时点B与点D重合,让△ABC沿这条直线向右平移,直到点B与点E重合为止,设BD的长为x,△ABC与正方形DEFG重叠部分(图中阴影部分)的面积为y,则y与x之间的函数关系的图象大致是()A.B.C.D.同类题型4.3 如图,四边形ABCD是边长为1的正方形,四边形EFGH是边长为2的正方形,点D与点F重合,点B,D(F),H在同一条直线上,将正方形ABCD沿F⇒H方向平移至点B与点H重合时停止,设点D、F之间的距离为x,正方形ABCD与正方形EFGH重叠部分的面积为y,则能大致反映y与x之间函数关系的图象是()A.B.C.D.参考答案例1.如图①,在平行四边形ABCD中,AD=9cm,动点P从A点出发,以1cm/s的速度沿着A→B→C→A的方向移动,直到点P到达点A后才停止.已知△PAD的面积y(单位:cm 2)与点P移动的时间x(单位:s)之间的函数关系如图②所示,图②中a与b的和为___________.解:由图②可知点P从A点运动到B点的时间为10s,又因为P点运动的速度为1cm/s,所以AB=10×1=10(cm),由AD=9可知点P在边BC上的运动时间为9s,所以a=10+9=19;分别过B点、C两点作BE⊥AD于E,CF⊥AD于F.由图②知S△ABD=36,则12×9×BE=36,解得BE=8,在直角△ABE中,由勾股定理,得AE=AB 2-BE2=6.易证△BAE≌△CDF,则BE=CF=8,AE=DF=6,AF=AD+DF=9+6=15.在直角△ACF中,由勾股定理,得CA=AF 2+CF2=17,则点P在CA边上从C点运动到A点的时间为17s,所以b=19+17=36,a+b=19+36=55.同类题型1.1 如图,已知正方形ABCD的边长为4,E是BC边上的一个动点,AE⊥EF,EF交DC于点F,设BE=x,FC=y,则当点E从点B运动到点C时,y关于x的函数图象是()A .B .C .D .解:∵AE ⊥EF ,∴∠AEB +∠FCE =90°∵四边形ABCD 是正方形,∴∠B =∠C =90° AB =BC =4, ∴∠BAE +∠AEB =90°,∴∠BAE =∠FCE , ∴△ABE ∽△ECF ,∴AB EC =BEFC, ∵BE =x ,FC =y ,∴EC =4-x ,则有44-x =xy,整理后得y =-14x 2 +x 配方后得到y =-14(x -2)2+1从而得到图象为抛物线,开口朝下,顶点坐标为(2,1). 选C .同类题型1.2如图,在矩形ABCD 中,AB =2,AD =3,点E 是BC 边上靠近点B 的三等分点,动点P 从点A 出发,沿路径A →D →C →E 运动,则△APE 的面积y 与点P 经过的路径长x 之间的函数关系用图象表示大致是( )A .B .C .D .解:∵在矩形ABCD 中,AB =2,AD =3, ∴CD =AB =2,BC =AD =3,∵点E 是BC 边上靠近点B 的三等分点,∴CE =23×3=2,①点P 在AD 上时,△APE 的面积y =12x ﹒2=x (0≤x ≤3),②点P 在CD 上时,S △APE =S _(梯形AECD )-S _(△ADP )-S _(△CEP ), =12(2+3)×2-12×3×(x -3)-12 ×2×(3+2-x ), =5-32x +92 -5+x ,=-12x +92,∴y =-12x +92(3<x ≤5),③点P 在CE 上时,S △APE =12×(3+2+2-x )×2=-x +7,∴y =-x +7(5<x ≤7), 选A .同类题型1.3 如图,菱形ABCD 的边长为2,∠A =60°,一个以点B 为顶点的60°角绕点B 旋转,这个角的两边分别与线段AD 的延长线及CD 的延长线交于点P 、Q ,设DP =x ,DQ =y ,则能大致反映y 与x 的函数关系的图象是( )A .B .C .D .解:∵四边形ABCD 是菱形,∠A =60°,∴∠ABD =∠CBD =∠ADB =∠BDC =60°, ∴∠BDQ =∠BDP =120°, ∵∠QBP =60°, ∴∠QBD =∠PBC , ∵AP ∥BC , ∴∠P =∠PBC , ∴∠QBD =∠P , ∴△BDQ ∽△PDB , ∴DQ BD =BD PD ,即y 2=2x , ∴xy =4,∴y 与x 的函数关系的图象是双曲线, 选A .例2.如图,等边△ABC 的边长为2cm ,点P 从点A 出发,以1cm/s 的速度沿AC 向点C 运动,到达点C 停止;同时点Q 从点A 出发,以2cm/s 的速度沿AB -BC 向点C 运动,到达点C 停止,设△APQ 的面积为y (cm 2),运动时间为x (s ),则下列最能反映y 与x 之间函数关系的图象是( )A .B .C .D .解:由题得,点Q 移动的路程为2x ,点P 移动的路程为x , ∠A =∠C =60°,AB =BC =2,①如图,当点Q 在AB 上运动时,过点Q 作QD ⊥AC 于D ,则 AQ =2x ,DQ = 3 x ,AP =x ,∴△APQ 的面积y =12×x ×3x =32x 2(0<x ≤1),即当0<x ≤1时,函数图象为开口向上的抛物线的一部分,故A 、B 排除;②如图,当点Q 在BC 上运动时,过点Q 作QE ⊥AC 于E ,则CQ =4-2x ,EQ =23- 3 x ,AP =x ,∴△APQ 的面积y =12×x ×(23-3x )=-32x 2+ 3 x (1<x ≤2),即当1<x ≤2时,函数图象为开口向下的抛物线的一部分,故C 排除,而D 正确; 选D .同类题型2.1 如图1,E 为矩形ABCD 边AD 上的一点,点P 从点B 沿折线BE -ED -DC 运动到点C 时停止,点Q 从点B 沿BC 运动到点C 时停止,它们运动的速度都是2cm/s .若P 、Q 同时开始运动,设运动时间为t (s ),△BPQ 的面积为y (cm 2),已知y 与t 的函数关系图象如图2,则下列结论错误的是( )A .AE =12cmB .sin ∠EBC =74C .当0<t ≤8时,y =72t 2 D .当t =9s 时,△PBQ 是等腰三角形解:A 、分析函数图象可知,当点Q 到达点C 时,点P 到达点E 处, ∴BC =BE =2×8=16cm ,ED =2×2=4cm ,∴AE =AD -ED =BC -ED =16-4=12cm ,故A 正确; B 、作EF ⊥BC 于点F ,如图,由函数图象可知,BC =BE =16cm ,BF =AE =12cm , 由勾股定理得,EF =47 cm ,∴sin ∠EBC =EF BE =4716=74,故B 正确;C 、作PM ⊥BQ 于点M ,如图,∵BQ =BP =2t ,∴y =S △BPQ =12BQ ﹒PM =12BQ ﹒BP ﹒sin ∠EBC =12×2t ﹒2t ﹒74=72t 2.故C 正确;D 、当t =9s 时,点Q 与点C 重合,点P 运动到ED 的中点,设为N ,如图所示,连接NB ,N C . 此时AN =14,ND =2,由勾股定理求得:NB =211 ,NC =229 , ∵BC =16,∴△BCN 不是等腰三角形,即此时△PBQ 不是等腰三角形.故D 错误; 选D .同类题型2.2 矩形ABCD 中,AB =6,BC =8,动点P 从点B 出发以每秒2个单位长的速度沿BA -AD -DCD 的方向运动到C 点停止,动点Q 以每秒1个单位的速度沿BC 方向运动到C 点停止,假设P 、两点同时出发,运动时间是t 秒,y=S △PBQ ,则y 与t 的函数图象大致是( )A .B .C .D . 解:①当0<t ≤3时,△PBQ 是Rt △,y =12×t ×2t =t 2;②当3<t ≤7时,y =12 ×t ×6=3t ;③当7<t ≤8时,y =12t (20-2t )=-t 2+10t ;④当8<t ≤10时,y =12×8(20-2t )=80-8t ;观察各选项可知,y 与t 的函数图象大致是选项D . 选D .同类题型2.3 如图,矩形ABCD 中,AB =8cm ,AD =12cm ,AC 与BD 交于点O ,M 是BC 的中点.P 、Q 两点沿着B →C →D 方向分别从点B 、点M 同时出发,并都以1cm/s 的速度运动,当点Q 到达D 点时,两点同时停止运动.在P 、Q 两点运动的过程中,与△OPQ 的面积随时间t 变化的图象最接近的是( )A .B .C .D .解:∵矩形ABCD 中,AB =8cm ,AD =12cm ,AC 与BD 交于点O ,∴点O 到BC 的距离=12 AB =4,到CD 的距离=12AD =6, ∵点M 是BC 的中点,∴CM =12BC =6, ∴点Q 到达点C 的时间为6÷1=6秒,点P 到达点C 的时间为12÷1=12秒,点Q 到达点D 的时间为(6+8)÷1=14秒,①0≤t ≤6时,点P 、Q 都在BC 上,PQ =6,△OPQ 的面积=12×6×4=12; ②6<t ≤12时,点P 在BC 上,点Q 在CD 上,C P =12-t ,CQ =t -6,S △OPQ =S △COP +S △COQ -S △PCQ ,=12×(12-t )×4+12×(t -6)×6-12×(12-t )×(t -6), =12t 2 -8t +42, =12(t -8)2 +10, ③12<t ≤14时,PQ =6,△OPQ 的面积=12×6×6=18; 纵观各选项,只有B 选项图形符合.选B .例3.如图,正六边形ABCDEF 的边长为6cm ,P 是对角线BE 上一动点,过点P 作直线l 与BE 垂直,动点P 从B 点出发且以1cm/s 的速度匀速平移至E 点.设直线l 扫过正六边形ABCD EF 区域的面积为S (cm 2 ),点P 的运动时间为t (s ),下列能反映S 与t 之间函数关系的大致图象是( )A .B .C .D .解:由题意得:BP =t ,如图1,连接AC ,交BE 于G ,Rt △ABG 中,AB =6,∠ABG =60°,∴∠BAG =30°,∴BG =12 AB =3,由勾股定理得:AG =62-32=3 3 ,∴AC =2AG =6 3 ,当0≤t ≤3时,PM = 3 t ,∴MN =2 3 t ,S =S △BMN =12MN ﹒PB =12﹒3t 2=32t 2,所以选项A 和B 不正确;如图2,当9≤t ≤12时,PE =12-t ,∵∠MEP =60°,∴tan ∠MEP =PM PE , ∴PM = 3 (12-t ),∴MN =2PM =2 3 (12-t ),∴S =S _(正六边形)-S _(△EMN ),=2×12(AF +BE )×AG -12MN ﹒PE , =(6+12)×33-12×2 3 (12-t )(12-t ), =543-3(144-24t +t 2 ),=-3t 2+243t -90 3 ,此二次函数的开口向下,所以选项C 正确,选项D 不正确;选C .同类题型3.1 如图,在平面直角坐标系中,四边形OBCD 是边长为4的正方形,平行于对角线BD 的直线l 从O 出发,沿x 轴正方向以每秒1个单位长度的速度运动,运动到直线l 与正方形没有交点为止.设直线l 扫过正方形OBCD 的面积为S ,直线l 运动的时间为t (秒),下列能反映S 与t 之间函数关系的图象是( )A .B .C .D .解:①当0≤t ≤4时,S =12×t ×t =12t 2 ,即S =12t 2 .该函数图象是开口向上的抛物线的一部分.故B 、C 错误;②当4<t ≤8时,S =16-12×(8-t )×(8-t )=-12t 2 +8t -16. 该函数图象是开口向下的抛物线的一部分.故A 错误.选D .同类题型3.2(2015秋﹒荆州校级月考)如图,△ABC 中,∠ACB =90°,∠A =30°,AB =16.点P 是斜边AB 上一点.过点P 作PQ ⊥AB ,垂足为P ,交边AC (或边CB )于点Q .设AP =x ,当△APQ 的面积为14 3 时,则x 的值为( )A .2 21B .2 21 或14C .2或2 21 或14D .2或14解:当点Q 在AC 上时,∵∠A =30°,AP =x ,∴PQ =x tan30°=33x , ∴S =12×AP ×PQ =12×x ×33=36x 2=14 3 解得:x =221 或x =-221 (舍去),当点Q 在BC 上时,如下图所示:∵AP =x ,AB =16,∠A =30°,∴BP =16-x ,∠B =60°,∴PQ =BP ﹒tan60°= 3 (16-x ).∴S =12AP ×PQ =32x 2+83x =14 3 , 解得:x =2(舍去)或x =14.选B .同类题型3.3 如图1,在平面直角坐标系中,将▱ABCD 放置在第一象限,且AB ∥x 轴.直线y =-x 从原点出发沿x 轴正方向平移,在平移过程中直线被平行四边形截得的线段长度l 与直线在x 轴上平移的距离m 的函数图象如图2所示,那么AD 的长为____________.解:①当AB >4时如图1,由图可知:OE =4,OF =8,DG =3 2 ,∴EF =AG =OF -OE =4∵直线解析式为:y =-x∴∠AGD =∠EFD =45°∴△AGD 是等腰直角三角形∴DH =GH =22DG =22×3 2 =3, ∴AH =AG -GH =4-3=1,∴AD =DH 2+AH 2=32+12=10 ;②当AB =4时,如图2,由图可知:OI =4,OJ =8,KB =3 2 ,OM =9,∴IJ =AB =4,IM =AN =5,∵直线解析式为:y =-x , ∴△KLB 是等腰直角三角形, ∴KL =BL =22KB =3, ∵AB =4,∴AL =AB -BL =1,T 同①得,DM =MN ,∴过K 作KM ∥IM ,∴tan ∠DAN =KL AL =3,∴AM =DM tan ∠DAN =DM 3, ∴AN =AM +MN =43DM =5, ∴DM =MN =154, ∴AM =AN -MN =5-154=54, ∴AD =AM 2+DM 2=5104,故答案为10 或5104.例4.如图,△ABC 为直角三角形,∠C =90°,BC =2cm ,∠A =30°,四边形DEFG 为矩形,DE =2 3 cm ,EF =6cm ,且点C 、B 、E 、F 在同一条直线上,点B 与点E 重合.Rt △ABC 以每秒1cm 的速度沿矩形DEFG 的边EF 向右平移,当点C 与点F 重合时停止.设Rt △ABC 与矩形DEFG 的重叠部分的面积为y cm 2 ,运动时间xs .能反映y cm 2 与xs 之间函数关系的大致图象是( )A .B .C. D .解:已知∠C =90°,BC =2cm ,∠A =30°,∴AB =4,由勾股定理得:AC =2 3 ,∵四边形DEFG 为矩形,∠C =90,∴DE =GF =2 3 ,∠C =∠DEF =90°,∴AC ∥DE ,此题有三种情况:(1)当0<x <2时,AB 交DE 于H ,如图∵DE ∥AC ,∴EHAC =BEBC ,即EH 23=x ﹒12 ,解得:EH = 3 x ,所以y =12﹒3x ﹒x =32x 2,∵x y 之间是二次函数,所以所选答案C 错误,答案D 错误,∵a =32 >0,开口向上;(2)当2≤x ≤6时,如图,此时y =12×2×23=2 3 , (3)当6<x ≤8时,如图,设△ABC 的面积是s 1 ,△FNB 的面积是s 2 ,BF =x -6,与(1)类同,同法可求FN =3X -6 3 ,∴y =s 1-s 2 ,=12×2×23-12×(x -6)×(3X -6 3 ), =-32x 2+63x -16 3 , ∵-32<0, ∴开口向下,所以答案A 正确,答案B 错误,选A .同类题型4.1 如图,菱形ABCD 的边长为1,菱形EFGH 的边长为2,∠BAD =∠FEH =60°点C 与点E 重合,点A ,C (E ),G 在同一条直线上,将菱形ABCD 沿C ⇒G 方向平移至点A 与点G 重合时停止,设点C 、E 之间的距离为x ,菱形ABCD 与菱形EFGH 重叠部分的面积为y ,则能大致反映y 与x 之间函数关系的图象是( )A .B .C .D .解:由菱形ABCD 、EFGH 边长为1,2可得:AC =2AB ×sin30°= 3 ,EG =2 3(1)当菱形ABCD 移动到点A 与点E 重合的过程,即0≤x ≤ 3 时,重合部分的菱形的两条对角线长度分别为:x ,2×x 2×tan30°=3x 3∴y =12﹒x ﹒3x 3=36x 2(2)当菱形ABCD 移动到点C 与点G 重合的过程,重合部分的菱形面积不变,即3<x ≤2 3 时,y =S 菱形ABCD =12×1×3=32; (3)当菱形ABCD 移动到点A 与点G 重合的过程,即23<x ≤33时,重合部分的菱形的两条对角线长度分别为: 3 -x ,2×3-x 2×tan30°=3(3-x )3y =12×(3-x )×3(3-x )3=36(3-x )2 . 由(1)(2)(3)可以看出图象应该是y =36x 2 图上像0≤x ≤ 3 时的部分,y =32 图象上3<x ≤2 3 时的部分,y =36(3-x )2 图象上23<x ≤33时的部分组成. 选D .同类题型4.2 如图,等边△ABC 的边AB 与正方形DEFG 的边长均为2,且AB 与DE 在同一条直线上,开始时点B 与点D 重合,让△ABC 沿这条直线向右平移,直到点B 与点E 重合为止,设BD 的长为x ,△ABC 与正方形DEFG 重叠部分(图中阴影部分)的面积为y ,则y 与x 之间的函数关系的图象大致是( )A .B .C .D .解:设BD 的长为x ,△ABC 与正方形DEFG 重合部分(图中阴影部分)的面积为y ,当B 从D 点运动到DE 的中点时,即0≤x ≤1时,y =12×x ×3x =32x 2 . 当B 从DE 中点运动到E 点时,即1<x ≤2时,y =3-12(2-x )×3(2-x )=-32x 2+23x - 3 由函数关系式可看出D 中的函数图象与所求的分段函数对应.选D .同类题型4.3 如图,四边形ABCD 是边长为1的正方形,四边形EFGH 是边长为2的正方形,点D 与点F 重合,点B ,D (F ),H 在同一条直线上,将正方形ABCD 沿F ⇒H 方向平移至点B 与点H 重合时停止,设点D 、F 之间的距离为x ,正方形ABCD 与正方形EFGH 重叠部分的面积为y ,则能大致反映y 与x 之间函数关系的图象是( )A .B .C .D .解:DF =x ,正方形ABCD 与正方形EFGH 重叠部分的面积为y y =12DF 2=12x 2(0≤x < 2 );②y =1(2≤x <2 2 );③∵BH =3 2 -x∴y =12BH 2=12x 2-32x +9(22≤x <3 2 ).综上可知,图象是选B .。
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最新苏教版初三九年级数学上册压轴解答题优质(提高,Word版含解析)一、压轴题1.已知P是⊙O上一点,过点P作不过圆心的弦PQ,在劣弧PQ和优弧PQ上分别有动点A、B(不与P,Q重合),连接AP、BP. 若∠APQ=∠BPQ.(1)如图1,当∠APQ=45°,AP=1,BP=22时,求⊙O的半径;(2)如图2,选接AB,交PQ于点M,点N在线段PM上(不与P、M重合),连接ON、OP,若∠NOP+2∠OPN=90°,探究直线AB与ON的位置关系,并证明.2.如图,矩形OABC的顶点A、C分别在x轴、y轴的正半轴上,点B的坐标为(3,4),一次函数23y x b=-+的图像与边OC、AB分别交于点D、E,并且满足OD BE=,M是线段DE上的一个动点(1)求b的值;(2)连接OM,若ODM△的面积与四边形OAEM的面积之比为1:3,求点M的坐标;(3)设N是x轴上方平面内的一点,以O、D、M、N为顶点的四边形是菱形,求点N的坐标.3.如图,⊙O的直径AB=26,P是AB上(不与点A,B重合)的任一点,点C,D为⊙O 上的两点.若∠APD=∠BPC,则称∠DPC为直径AB的“回旋角”.(1)若∠BPC=∠DPC=60°,则∠DPC是直径AB的“回旋角”吗?并说明理由;(2)猜想回旋角”∠DPC 的度数与弧CD 的度数的关系,给出证明(提示:延长CP 交⊙O 于点E );(3)若直径AB 的“回旋角”为120°,且△PCD 的周长为24+133,直接写出AP 的长. 4.已知,如图1,⊙O 是四边形ABCD 的外接圆,连接OC 交对角线BD 于点F ,延长AO 交BD 于点E ,OE=OF.(1)求证:BE=FD ;(2)如图2,若∠EOF=90°,BE=EF ,⊙O 的半径25AO =,求四边形ABCD 的面积; (3)如图3,若AD=BC ;①求证:22•AB CD BC BD +=;②若2•12AB CD AO ==,直接写出CD 的长. 5.如图1,Rt △ABC 两直角边的边长为AC =3,BC =4.(1)如图2,⊙O 与Rt △ABC 的边AB 相切于点X ,与边BC 相切于点Y .请你在图2中作出并标明⊙O 的圆心(用尺规作图,保留作图痕迹,不写作法和证明)(2)P 是这个Rt △ABC 上和其内部的动点,以P 为圆心的⊙P 与Rt △ABC 的两条边相切.设⊙P 的面积为S ,你认为能否确定S 的最大值?若能,请你求出S 的最大值;若不能,请你说明不能确定S 的最大值的理由. 6.如图,等边ABC 内接于O ,P 是AB 上任一点(点P 不与点A 、B 重合),连接AP 、BP ,过点C 作CM BP 交PA 的延长线于点M .(1)求APC ∠和BPC ∠的度数;(2)求证:ACM BCP △≌△;(3)若1PA =,2PB =,求四边形PBCM 的面积; (4)在(3)的条件下,求AB 的长度. 7.问题发现:(1)如图①,正方形ABCD 的边长为4,对角线AC 、BD 相交于点O ,E 是AB 上点(点E 不与A 、B 重合),将射线OE 绕点O 逆时针旋转90°,所得射线与BC 交于点F ,则四边形OEBF 的面积为 . 问题探究:(2)如图②,线段BQ =10,C 为BQ 上点,在BQ 上方作四边形ABCD ,使∠ABC =∠ADC =90°,且AD =CD ,连接DQ ,求DQ 的最小值; 问题解决:(3)“绿水青山就是金山银山”,某市在生态治理活动中新建了一处南山植物园,图③为南山植物园花卉展示区的部分平面示意图,在四边形ABCD 中,∠ABC =∠ADC =90°,AD =CD ,AC =600米.其中AB 、BD 、BC 为观赏小路,设计人员考虑到为分散人流和便观赏,提出三条小路的长度和要取得最大,试求AB +BD +BC 的最大值. 8.数学概念若点P 在ABC ∆的内部,且APB ∠、BPC ∠和CPA ∠中有两个角相等,则称P 是ABC ∆的“等角点”,特别地,若这三个角都相等,则称P 是ABC ∆的“强等角点”. 理解概念(1)若点P 是ABC ∆的等角点,且100APB ∠=,则BPC ∠的度数是 . (2)已知点D 在ABC ∆的外部,且与点A 在BC 的异侧,并满足180BDC BAC ∠+∠<,作BCD ∆的外接圆O ,连接AD ,交圆O 于点P .当BCD ∆的边满足下面的条件时,求证:P 是ABC ∆的等角点.(要求:只选择其中一道题进行证明!)①如图①,DB DC = ②如图②,BC BD =深入思考(3)如图③,在ABC ∆中,A ∠、B 、C ∠均小于120,用直尺和圆规作它的强等角点Q .(不写作法,保留作图痕迹)(4)下列关于“等角点”、“强等角点”的说法: ①直角三角形的内心是它的等角点; ②等腰三角形的内心和外心都是它的等角点; ③正三角形的中心是它的强等角点;④若一个三角形存在强等角点,则该点到三角形三个顶点的距离相等;⑤若一个三角形存在强等角点,则该点是三角形内部到三个顶点距离之和最小的点,其中正确的有 .(填序号)9.在长方形ABCD 中,AB =5cm ,BC =6cm ,点P 从点A 开始沿边AB 向终点B 以1/cm s 的速度移动,与此同时,点Q 从点B 开始沿边BC 向终点C 以2/cm s 的速度移动.如果P 、Q 分别从A 、B 同时出发,当点Q 运动到点C 时,两点停止运动.设运动时间为t 秒.(1)填空:______=______,______=______(用含t 的代数式表示); (2)当t 为何值时,PQ 的长度等于5cm ?(3)是否存在t 的值,使得五边形APQCD 的面积等于226cm ?若存在,请求出此时t 的值;若不存在,请说明理由.10.如图,在Rt △ABC 中,∠A=90°,0是BC 边上一点,以O 为圆心的半圆与AB 边相切于点D ,与BC 边交于点E 、F ,连接OD ,已知BD=3,tan ∠BOD=34,CF=83.(1)求⊙O 的半径OD ; (2)求证:AC 是⊙O 的切线; (3)求图中两阴影部分面积的和.11.如图,抛物线y=﹣(x+1)(x﹣3)与x轴分别交于点A、B(点A在B的右侧),与y轴交于点C,⊙P是△ABC的外接圆.(1)直接写出点A、B、C的坐标及抛物线的对称轴;(2)求⊙P的半径;(3)点D在抛物线的对称轴上,且∠BDC>90°,求点D纵坐标的取值范围;(4)E是线段CO上的一个动点,将线段AE绕点A逆时针旋转45°得线段AF,求线段OF的最小值.12.如图,在边长为5的菱形OABC中,sin∠AOC=45,O为坐标原点,A点在x轴的正半轴上,B,C两点都在第一象限.点P以每秒1个单位的速度沿O→A→B→C→O运动一周,设运动时间为t(秒).请解答下列问题:(1)当CP⊥OA时,求t的值;(2)当t<10时,求点P的坐标(结果用含t的代数式表示);(3)以点P为圆心,以OP为半径画圆,当⊙P与菱形OABC的一边所在直线相切时,请直接写出t的值.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、压轴题1.(1) ☉O的半径是32;(2)AB∥ON,证明见解析.【解析】 【分析】(1) 连接AB ,根据题意可AB 为直径,再用勾股定理即可. (2) 连接OA , OB ,OQ ,根据圆周角定理可得Q 2APQ,B0Q 2BPO AO ∠=∠∠=∠,从而证出OC AB ⊥,延长PO 交☉0于点R ,则有2OPN QOR ∠=∠,再根据三角形内角和定理求得OQN ∠=90︒得证. 【详解】 解:(1)连接AB ,在☉0中,o APQ BPQ 45∠=∠=, o APB APQ BPQ 90∴∠=∠+∠=AB ∴是☉0的直径.Rt APB ∴∆在中,22AB AP BP =+AB=3∴∴☉0的半径是32(2)AB//ON证明:连接OA , OB , OQ , 在☉0中,AQ AQ =, BQ BQ =,Q 2APQ,B0Q 2BPO AO ∴∠=∠∠=∠.又APQ BPQ ∠=∠,AOQ BOQ ∴∠=∠.在AOB ∆中,OA OB =, AOQ BOQ ∠=∠,OC AB ∴⊥,即o OCA 90∠=连接OQ ,交AB 于点C 在☉0中,OP OQ =OPN OQP.∴∠=∠延长PO交☉0于点R,则有2OPN QOR∠=∠oNOP2OPN90∴∠+∠=,又:oNOP NOQ QOR180∠+∠+∠=,NOQ90O∴∠=NOQ OCA180O∴∠+∠= .AB//ON∴【点睛】本题考查了圆周角定理,勾股定理、等腰三角形的性质以及三角形的内角和定理,是一道综合题,灵活运用相关知识是解题的关键.2.(1)b=3;(2)点M坐标为7(1,)3;(3)93(,)42-或3654(,)1313【解析】【分析】(1)首先在一次函数的解析式中令x=0,即可求得D的坐标,则OD=b,则E的坐标即可利用b表示出来,然后代入一次函数解析式即可得到关于b的方程,求得b的值;(2)首先求得四边形OAED的面积,则△ODM的面积即可求得,设出M的横坐标,根据三角形的面积公式即可求得M的横坐标,进而求得M的坐标;(3)分两种情况进行讨论,①四边形OMDN是菱形时,M是OD的中垂线与DE的交点,M关于OD的对称点就是N;②四边形OMND是菱形,OM=OD,M在直线DE上,设出M 的坐标,根据OM=OD即可求得M的坐标,则根据OD∥MN,且OD=MN即可求得N的坐标.【详解】(1)在23y x b=-+中,令x=0,解得y=b,则D的坐标是(0,b),OD=b,∵OD=BE,∴BE=b,则点E坐标为(3,4-b),将点E代入23y x b=-+中,得:4-b=2+b,解得:b=3; (2)如图,∵OAED S 四边形=11()(31)3622OD AE OA +=⨯+⨯=, ∵三角形ODM 的面积与四边形OAEM 的面积之比为1:3, ∴13=42ODM OAED S S ∆=四边形 设M 的横坐标是a ,则13322a ⨯=, 解得:1a =, 将1x a ==代入233y x =-+中,得: 27333y =-⨯+=则点M 坐标为7(1,)3;(3)依题意,有两种情况:①当四边形OMDN 是菱形时,如图(1),M 的纵坐标是32, 把32y =代入233y x =-+中,得: 23332x -+=,解得:94x =, ∴点M 坐标为93(,)42, 点N 坐标为93(,)42-;②当四边形OMND 是菱形时,如图(2),OM =OD =3, 设M 的坐标2(,3)3m m -+, 由OM=OD 得:222(3)93m m +-+=, 解得:3613m =或m=0(舍去), 则点M 坐标为3615(,)1313, 又MN ∥OD ,MN=OD=3, ∴点N 的坐标为3654(,)1313, 综上,满足条件的点N 坐标为93(,)42-或3654(,)1313.【点睛】本题考查一次函数与几何图形的综合,涉及待定系数法、图形的面积计算、菱形的性质、方程等知识,解答的关键是认真审题,找出相关知识的联系点,运用待定系数法、数形结合法、分类讨论法等解题方法确定解题思路,进而推理、探究、发现和计算. 3.(1)∠DPC 是直径AB 的回旋角,理由见解析;(2)“回旋角”∠CPD 的度数=CD 的度数,证明见解析;(3)3或23. 【解析】 【分析】(1)由∠BPC =∠DPC =60°结合平角=180°,即可求出∠APD =60°=∠BPC ,进而可说明∠DPC 是直径AB 的回旋角;(2)延长CP 交圆O 于点E ,连接OD ,OC ,OE ,由“回旋角”的定义结合对顶角相等,可得出∠APE =∠APD ,由圆的对称性可得出∠E =∠D ,由等腰三角形的性质可得出∠E =∠C ,进而可得出∠D =∠C ,利用三角形内角和定理可得出∠COD =∠CPD ,即“回旋角”∠CPD 的度数=CD 的度数;(3)①当点P 在半径OA 上时,在图3中,过点F 作CF ⊥AB ,交圆O 于点F ,连接PF ,则PF =PC ,利用(2)的方法可得出点P ,D ,F 在同一条直线上,由直径AB 的“回旋角”为120°,可得出∠APD =∠BPC =30°,进而可得出∠CPF =60°,即△PFC 是等边三角形,根据等边三角形的性质可得出∠CFD =60°.连接OC ,OD ,过点O 作OG ⊥CD 于点G ,则∠COD=120°,根据等腰三角形的性质可得出CD=2DG,∠DOG=12∠COD=60°,结合圆的直径为26可得出CD=133,由△PCD的周长为24+133,可得出DF=24,过点O作OH⊥DF于点H,在Rt△OHD和在Rt△OHD中,通过解直角三角形可得出OH,OP的值,再根据AP=OA﹣OP可求出AP的值;②当点P在半径OB上时,用①的方法,可得:BP=3,再根据AP=AB﹣BP可求出AP的值.综上即可得出结论.【详解】(1)∵∠BPC=∠DPC=60°,∴∠APD=180°﹣∠BPC﹣∠DPC=180°﹣60°﹣60°=60°,∴∠APD=∠BPC,∴∠DPC是直径AB的回旋角.(2)“回旋角”∠CPD的度数=CD的度数,理由如下:如图2,延长CP交圆O于点E,连接OD,OC,OE.∵∠CPB=∠APE,∠APD=∠CPB,∴∠APE=∠APD.∵圆是轴对称图形,∴∠E=∠D.∵OE=OC,∴∠E=∠C,∴∠D=∠C.由三角形内角和定理,可知:∠COD=∠CPD,∴“回旋角”∠CPD的度数=CD的度数.(3)①当点P在半径OA上时,在图3中,过点F作CF⊥AB,交圆O于点F,连接PF,则PF=PC.同(2)的方法可得:点P,D,F在同一条直线上.∵直径AB的“回旋角”为120°,∴∠APD=∠BPC=30°,∴∠CPF=60°,∴△PFC是等边三角形,∴∠CFD=60°.连接OC,OD,过点O作OG⊥CD于点G,则∠COD=120°,∴CD=2DG,∠DOG=12∠COD=60°,∵AB=26,∴OC=13,∴1332 CG=∴CD=2×1332=133.∵△PCD的周长为24+133,∴PD+PC+CD=24+133,∴PD+PC=DF=24.过点O作OH⊥DF于点H,则DH=FH=12DF=12.在Rt△OHD中,OH=222213125OD DH-=-=,在Rt△OHP中,∠OPH=30°,∴OP=2OH=10,∴AP=OA﹣OP=13﹣10=3;②当点P在半径OB上时,同①的方法,可得:BP=3,∴AP=AB﹣BP=26﹣3=23.综上所述,AP的长为:3或23.【点睛】此题是圆的综合题,考查圆的对称性质,直角三角形、等腰三角形与圆的结合,(3)是此题的难点,线段AP的长度由点P所在的位置决定,因此必须分情况讨论.4.(1)见详解;(2)5326【解析】【分析】(1)如图1中,作OH⊥BD于H.根据等腰三角形的性质以及垂径定理即可;(2)如图2中,作OH⊥BD于H,连接OB,求出AC,BD,根据S四边形ABCD=12•BD•AM+1 2•BD•CM=12•BD•AC即可求解;(3)①如图3中,连接OB,作OH⊥BD于H.利用等腰直角三角形的性质,完全平方公式等知识即可;②如图3中,连接OB,设DM=CM=x,想办法求出BC,DB,在Rt△BCM中,利用勾股定理构建方程即可.【详解】(1)证明:如图1中,作OH⊥BD于H.∵OE=OF,OH⊥EF,∴EH=HF,∵OH⊥BD,∴BH=HD,∴BE=DF;(2)解:如图2中,作OH⊥BD于H,连接OB.∵∠EOF=90°,OE=OF,OA=OC,∴∠OEF=∠OAC=45°,∴∠AME=90°,即AC⊥BD,连接OB.设OH=a,∵BE=EF,∴BE=2EH=2OH=2a,在Rt△BOH中,∵OH2+BH2=OB2,∴a2+(3a)2=(52,∴2或2(舍弃),∴BD=BE+EF+DF=6a=62,在Rt△AOC中,AC=2AO=210,∴S四边形ABCD=12•BD•AM+12•BD•CM=12•BD•AC=12×210×62=125;(3)①如图3中,连接OB,作OH⊥BD于H.∵OE=OF,OA=OC,∴∠EOH=12∠EOF=12(∠EAC+∠ACO)=12×2∠OAC=∠OAC,∴AC∥OH,∴AC⊥BD,∵AD=BC,∴∠ABD=∠CAB=∠CDB=45°,∴2BM,2DM,CM=DM,∴AB•CD+BC222DM+BM2+CM2=(BM+DM)2=BD2;②如图3中,连接OB,设DM=CM=x,∵∠BOC=2∠BDC=90°,∴26,∵AB•CD+BC2=BD2,AB•CD=AO2=12,∴12+24=BD2,∴BD=6(负根已经舍弃),在Rt△BCM中,∵BC2=BM2+CM2,∴(6)2=(6-x)2+x2,∴3或3∴226.【点睛】本题属于圆综合题,考查了垂径定理,等腰三角形的性质,等腰直角三角形的判定和性质,勾股定理等知识,解题的关键是学会利用参数构建方程解决问题,属于中考压轴题.5.(1)作图见解析;(2)49 .【解析】试题分析:(1)作出∠B的角平分线BD,再过X作OX⊥AB,交BD于点O,则O点即为⊙O的圆心;(2)由于⊙P与△ABC哪两条边相切不能确定,故应分⊙P与Rt△ABC的边AB和BC相切;⊙P与Rt△ABC的边AB和AC相切时;⊙P与Rt△ABC的边BC和AC相切时三种情况进行讨论.试题解析:(1)如图所示:①以B为圆心,以任意长为半径画圆,分别交BC、AB于点G、H;②分别以G、H为圆心,以大于23GH为半径画圆,两圆相交于D,连接BD;③过X作OX⊥AB,交直线BD于点O,则点O即为⊙O的圆心.(2)①当⊙P与Rt△ABC的边AB和BC相切时,由角平分线的性质可知,动点P是∠ABC的平分线BM上的点,如图1,在∠ABC的平分线BM上任意确定点P1(不为∠ABC 的顶点)∵OX=BOsin∠ABM,P1Z=BPsin∠ABM,当BP1>BO时,P1Z>OX即P与B的距离越大,⊙P 的面积越大,这时,BM与AC的交点P是符合题意的、BP长度最大的点;如图2,∵∠BPA>90°,过点P作PE⊥AB,垂足为E,则E在边AB上,∴以P为圆心、PC为半径作圆,则⊙P与CB相切于C,与边AB相切于E,即这时⊙P是符合题意的圆,时⊙P的面积就是S的最大值,∵AC=1,BC=2,∴5设PC=x,则PA=AC-PC=1-x在直角△APE中,PA2=PE2+AE2,∴(1-x)2=x2+5)2,∴5;②如图3,同理可得:当⊙P 与Rt △ABC 的边AB 和AC 相切时,设PC=y ,则(2-y )2=y 2+(5-1)2,∴y=512-; ③如图4,同理可得,当⊙P 与Rt △ABC 的边BC 和AC 相切时,设PF=z ,∵△APF ∽△PBE ,∴PF :BE=AF :PE ,∴, ∴z=49. 由①、②、③可知,49>512->∴z >y >x , ∴⊙P 的面积S 的最大值为π.考点:1. 切线的性质;2.角平分线的性质;3.勾股定理;4.作图—复杂作图.6.(1)∠APC=60°,∠BPC=60°;(2)见解析;(315344)219π 【解析】【分析】(1)由△ABC 是等边三角形,可知∠ABC=∠BAC=∠ACB=60°,由圆周角定理可知∠APC=∠ABC=60°,∠BPC=∠BAC=60°;(2)利用上题中得到的相等的角和等边三角形中相等的线段利用AAS 证得两三角形全等即可;(3)根据CM∥BP说明四边形PBCM是梯形,利用上题证得的两三角形全等判定△PCM为等边三角形,进而求得PH的长,利用梯形的面积公式计算四边形的面积即可;(4)过点B作BQ⊥AP,交AP的延长线于点Q,过点A作AN⊥BC于点N,连接OB,利用勾股定理求出AB的长,在△ABC中,利用等边三角形的性质求出BN,在△BON中利用勾股定理求出OB,最后根据弧长公式求出弧AB的长.【详解】解:(1)∵△ABC是等边三角形,∴∠ABC=∠BAC=∠ACB=60°,∵=BC BC,=AC AC,∴∠APC=∠ABC=60°,∠BPC=∠BAC=60°;(2)证明:∵CM∥BP,∴∠BPM+∠M=180°,∠PCM=∠BPC,∵∠BPC=∠BAC=60°,∴∠PCM=∠BPC=60°,∴∠M=180°-∠BPM=180°-(∠APC+∠BPC)=180°-120°=60°,∴∠M=∠BPC=60°,又∵A、P、B、C四点共圆,∴∠PAC+∠PBC=180°,∵∠MAC+∠PAC=180°∴∠MAC=∠PBC∵AC=BC,在△ACM和△BCP中,M BPCMAC PBCAC BC∠=∠⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,∴△ACM≌△BCP(AAS);(3)∵CM∥BP,∴四边形PBCM为梯形,作PH⊥CM于H,∵△ACM≌△BCP,∴CM=CP,AM=BP,又∠M=60°,∴△PCM为等边三角形,∴CM=CP=PM=PA+AM=PA+PB=1+2=3,在Rt△PMH中,∠MPH=30°,∴PH=2,∴S 四边形PBCM=12(PB+CM )×PH=12(2+3)×332=1534;(4)过点B 作BQ ⊥AP ,交AP 的延长线于点Q ,过点A 作AN ⊥BC 于点N ,连接OB , ∵∠APC=∠BPC=60°,∴∠BPQ=60°,∴∠PBQ=30°,∴PQ=12PB=1, ∴在△BPQ 中,2221=3-∴在△AQB 中,()()2222=113=7AQ BQ +++∵△ABC 为等边三角形,∴AN 经过圆心O ,∴BN=127, ∴22212AB BN -, 在△BON 中,设BO=x ,则ON=212x -, ∴222721=2x x ⎛⎫+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 解得:21 ∵∠BOA =2∠BCA =120°,∴AB =211202213=1809ππ⨯.【点睛】本题考查了圆周角定理,全等三角形的判定与性质,等边三角形的判定,四边形的面积,勾股定理,弧长公式,是一道比较复杂的几何综合题,解题关键是能够掌握并灵活运用全等三角形的判定与性质等知识.7.(1)4;(2)52;(3)600(2+1).【解析】【分析】(1)如图①中,证明△EOB≌△FOC即可解决问题;(2)如图②中,连接BD,取AC的中点O,连接OB,OD.利用四点共圆,证明∠DBQ=∠DAC=45°,再根据垂线段最短即可解决问题.(3)如图③中,将△BDC绕点D顺时针旋转90°得到△EDA,首先证明AB+BC+BD=(2+1)BD,当BD最大时,AB+BC+BD的值最大.【详解】解:(1)如图①中,∵四边形ABCD是正方形,∴OB=OC,∠OBE=∠OCF=45°,∠BOC=90°,∵∠EOF=90°,∴∠EOF=∠BOC,∴∠EOB=∠FOC,∴△EOB≌△FOC(SAS),∴S△EOB=S△OFC,∴S四边形OEBF=S△OBC=14•S正方形ABCD=4,故答案为:4;(2)如图②中,连接BD,取AC的中点O,连接OB,OD.∵∠ABD=∠ADC=90°,AO=OC,∴OA=OC=OB=OD,∴A,B,C,D四点共圆,∴∠DBC=∠DAC,∵DA=DC,∠ADC=90°,∴∠DAC=∠DCA=45°,∴∠DBQ=45°,根据垂线段最短可知,当QD⊥BD时,QD的值最短,DQ的最小值=22BQ=52.(3)如图③中,将△BDC绕点D顺时针旋转90°得到△EDA,∵∠ABC+∠ADC=180°,∴∠BCD+∠BAD=∠EAD+BAD=180°,∴B,A,E三点共线,∵DE=DB,∠EDB=90°,∴BE2BD,∴AB+BC=AB+AE=BE2BD,∴BC+BC+BD2+1)BD,∴当BD最大时,AB+BC+BD的值最大,∵A,B,C,D四点共圆,∴当BD为直径时,BD的值最大,∵∠ADC=90°,∴AC是直径,∴BD =AC 时,AB +BC +BD 的值最大,最大值=600+1).【点睛】本题属于四边形综合题,考查了正方形的性质,全等三角形的判定和性质,四点共圆,圆周角定理,垂线段最短等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线面构造全等三角形解决问题,学会用转化的思想思考问题,属于中考常考题型.8.(1)100、130或160;(2)选择①或②,理由见解析;(3)见解析;(4)③⑤【解析】【分析】(1)根据“等角点”的定义,分类讨论即可;(2)①根据在同圆中,弧和弦的关系和同弧所对的圆周角相等即可证明;②弧和弦的关系和圆的内接四边形的性质即可得出结论;(3)根据垂直平分线的性质、等边三角形的性质、弧和弦的关系和同弧所对的圆周角相等作图即可;(4)根据“等角点”和“强等角点”的定义,逐一分析判断即可.【详解】(1)(i )若APB ∠=BPC ∠时,∴BPC ∠=APB ∠=100°(ii )若BPC CPA ∠=∠时, ∴12BPC CPA ∠=∠=(360°-APB ∠)=130°; (iii )若APB ∠=CPA ∠时,BPC ∠=360°-APB ∠-CPA ∠=160°,综上所述:BPC ∠=100°、130°或160°故答案为:100、130或160.(2)选择①:连接,PB PC ∵DB DC =∴=DB DC∴BPD CPD ∠=∠∵180APB BPD ∠+∠=,180APC CPD ∠+∠=∴APB APC ∠=∠∴P 是ABC ∆的等角点.选择②连接,PB PC∵BC BD =∴BC BD =∴BDC BPD ∠=∠∵四边形PBDC 是圆O 的内接四边形,∴180BDC BPC ∠+∠=∵180BPD APB ∠+∠=∴BPC APB ∠=∠∴P 是ABC ∆的等角点(3)作BC 的中垂线MN ,以C 为圆心,BC 的长为半径作弧交MN 与点D ,连接BD , 根据垂直平分线的性质和作图方法可得:BD=CD=BC∴△BCD 为等边三角形∴∠BDC=∠BCD=∠DBC=60°作CD 的垂直平分线交MN 于点O以O 为圆心OB 为半径作圆,交AD 于点Q ,圆O 即为△BCD 的外接圆∴∠BQC=180°-∠BDC=120°∵BD=CD∴∠BQD=∠CQD∴∠BQA=∠CQA=12(360°-∠BQC )=120° ∴∠BQA=∠CQA=∠BQC如图③,点Q 即为所求. (4)③⑤.①如下图所示,在RtABC 中,∠ABC=90°,O 为△ABC 的内心假设∠BAC=60°,∠ACB=30°∵点O 是△ABC 的内心∴∠BAO=∠CAO=12∠BAC=30°,∠ABO=∠CBO=12∠ABC=45°,∠ACO=∠BCO=12∠ACB=15° ∴∠AOC=180°-∠CAO -∠ACO=135°,∠AOB=180°-∠BAO -∠ABO=105°,∠BOC=180°-∠CBO -∠BCO=120°显然∠AOC ≠∠AOB ≠∠BOC ,故①错误;②对于钝角等腰三角形,它的外心在三角形的外部,不符合等角点的定义,故②错误; ③正三角形的每个中心角都为:360°÷3=120°,满足强等角点的定义,所以正三角形的中心是它的强等角点,故③正确;④由(3)可知,点Q 为△ABC 的强等角,但Q 不在BC 的中垂线上,故QB ≠QC ,故④错误;⑤由(3)可知,当ABC ∆的三个内角都小于120时,ABC ∆必存在强等角点Q .如图④,在三个内角都小于120的ABC ∆内任取一点'Q ,连接'Q A 、'Q B 、'Q C ,将'Q AC ∆绕点A 逆时针旋转60到MAD ∆,连接'Q M ,∵由旋转得'Q A MA =,'Q C MD =,'60Q AM ∠=∴'AQ M ∆是等边三角形.∴''Q M Q A =∴'''''Q A Q B Q C Q M Q B MD ++=++∵B 、D 是定点,∴当B 、'Q 、M 、D 四点共线时,''Q M Q B MD ++最小,即'''Q A Q B Q C ++最小.而当'Q 为ABC ∆的强等角点时,'''120AQ B BQ C CQ A AMD ∠=∠=∠==∠, 此时便能保证B 、'Q 、M 、D 四点共线,进而使'''Q A Q B Q C ++最小.故答案为:③⑤.【点睛】此题考查的是新定义类问题、圆的基本性质、圆周角定理、圆的内接多边形综合大题,掌握“等角点”和“强等角点”的定义、圆的基本性质、圆周角定理、圆的内接多边形中心角公式和分类讨论的数学思想是解决此题的关键.9.(1)BQ ,2tcm ,PB ,()5t cm -;(2)当t =0秒或2秒时,PQ 的长度等于5cm ;(3)存在t =1秒,能够使得五边形APQCD 的面积等于226cm .理由见解析.【解析】【分析】(1)根据点P 从点A 开始沿边AB 向终点B 以1/cm s 的速度移动,与此同时,点Q 从点B 开始沿边BC 向终点C 以2/cm s 的速度移动,可以求得BQ ,PB .(2)用含t 的代数式分别表示PB 和BQ 的值,运用勾股定理求得PQ 为22(5)(2)t t -+=25据此求出t 值.(3)根据题干信息使得五边形APQCD 的面积等于226cm 的t 值存在,利用长方形ABCD 的面积减去PBQ △的面积即可,有PBQ △的面积为4,由此求得t 值.【详解】解:(1)点Q 从点B 开始沿边BC 向终点C 以2/cm s 的速度移动,故BQ 为2tcm ,点P 从点A 开始沿边AB 向终点B 以1/cm s 的速度移动,AB =5cm ,故PB 为()5t cm -.(2)由题意得:22(5)(2)t t -+=25,解得:1t =0,2t =2;当t =0秒或2秒时,PQ 的长度等于5cm ;(3)存在t =1秒,能够使得五边形APQCD 的面积等于226cm .理由如下:长方形ABCD 的面积是:56⨯=()230cm ,使得五边形APQCD 的面积等于226cm ,则PBQ △的面积为3026-=()24cm ,()15242t t -⨯⨯=, 解得:1t =4(不合题意舍去),2t =1.即当t =1秒时,使得五边形APQCD 的面积等于226cm .【点睛】本题结合长方形考查动点问题,其本质运用代数式求值,利用含t 的代数式表示各自线段的直接,根据题干数量关系即可确立等量关系式,从而求出t 值.10.(1)OD=4,(2)证明过程见详解(3)5043π- 【解析】【分析】 (1)根据AB 与圆O 相切,在Rt △OBD 中运用tan ∠BOD=34,即可求出OD 的长, (2)作辅助线证明四边形ADOG 是矩形,得DO ∥AC,sin ∠OCG=35,在Rt△OCG 中,求出OG 的长等于半径即可解题,(3)利用S阴影=S Rt△BAC-S正方形ADOG-14S圆O,求出AC长度即可解题.【详解】解:(1)∵AB与圆O相切,∴OD⊥AB,在R t△OBD中,BD=3,tan∠BOD=BDOD=34,∴OD=4,(2)过点O作OG垂直AC于点G,∵∠A=90°,AB与圆O相切,∴四边形ADOG是矩形,∴DO∥AC,∴∠BOD=∠OCG,∵tan∠BOD=BDOD=34,∴sin∠OCG=3 5 ,∵CF=83,OF=4,∴OG=OGsin∠OCG=4=r,∴AC是⊙O的切线(3)由前两问可知,四边形ADOG是边长为4的正方形,扇形DOE和扇形GOF的面积之和是四分之一圆的面积,在R t△ABC中,tan∠C=34,AB=4+3=7,∴AC=ABtan C∠=734=283,∴S阴影=S Rt△BAC-S正方形ADOG-14S圆O=212817444234π⨯⨯-⨯-=5043π-【点睛】本题考查了三角函数的应用和直线与圆的位置关系,中等难度,熟悉三角函数并熟练应用是解题关键.11.(1)点B的坐标为(﹣1,0),点A的坐标为(3,0),点C的坐标为(0,3);抛物线的对称.轴为直线x=1;(2)⊙P;(3)1<y<2;(4)3﹣2【解析】【分析】(1)分别代入y=0、x=0求出与之对应的x、y的值,进而可得出点A、B、C的坐标,再由二次函数的对称性可找出抛物线的对称轴;(2)连接CP、BP,在Rt△BOC中利用勾股定理可求出BC的长,由等腰直角三角形的性质及圆周角定理可得出∠BPC=90°,再利用等腰直角三角形的性质可求出BP的值即可;(3)设点D的坐标为(1,y),当∠BDC=90°时,利用勾股定理可求出y值,进而可得出:当1<y<2时,∠BDC>90°;(4)将△ACO绕点A逆时针方向旋转45°,点C落在点C′处,点O落在点O′处,根据旋转的性质可找出点C′的坐标及∠AC′O′=45°,进而可找出线段C′O′所在直线的解析式,由点E在CO上可得出点F在C′O′上,过点O作OF⊥C′O′于点F,则△OC′F 为等腰直角三角形,此时线段OF取最小值,利用等腰直角三角形的性质即可求出此时OF 的长即可.【详解】(1)当y=0时,﹣(x+1)(x﹣3)=0,解得:x1=﹣1,x2=3,∴点B的坐标为(﹣1,0),点A的坐标为(3,0);当x=0时,y=﹣(0+1)×(0﹣3)=3,∴点C的坐标为(0,3);∵抛物线与x轴交于点(﹣1,0)、(3,0),∴抛物线的对称轴为直线x=1;(2)连接CP、BP,如图1所示,在Rt△BOC中,BC=∵∠AOC=90°,OA=OC=3,∴∠OAC=∠OCA=45°,∴∠BPC=2∠OAC=90°,BC∴CP=BP=2∴⊙P(3)设点D的坐标为(1,y),当∠BDC=90°时,BD2+CD2=BC2,∴[(﹣1﹣1)2+(0﹣y)2]+[(0﹣1)2+(3﹣y)2]=10,整理,得:y2﹣3y+2=0,解得:y1=1,y2=2,∴当1<y<2时,∠BDC>90°;(4)将△ACO绕点A逆时针方向旋转45°,点C落在点C′处,点O落在点O′处,如图2所示.∵AC=2232OA OC+=,∠ACO=45°,∴点C′的坐标为(3﹣32,0),∠AC′O′=45°,∴线段C′O′所在直线的解析式为y=﹣x+3﹣32,∵点E在线段CO上,∴点F在线段C′O′上.过点O作OF⊥C′O′于点F,则△OC′F为等腰直角三角形,此时线段OF取最小值,∵△OC′F为等腰直角三角形,∴OF=22OC′=22(32﹣3)=3﹣322.【点睛】本题考查了二次函数图象上点的坐标特征、二次函数的性质、圆周角定理、勾股定理、旋转以及等腰直角三角形,解题的关键是:(1)利用二次函数图象上点的坐标特征求出点A、B、C的坐标;(2)利用圆周角定理找出∠BPC=90°;(3)利用极限值法求出点D纵坐标;(4)利用点到直线之间垂直线段最短确定点F的位置.12.(1)t=3;(2)P(35t+2,45t﹣4);(3)t的值为209秒或4秒或16秒或1609秒【解析】【分析】(1)如图1,过点C作CP⊥OA,交x轴于点P.就可以求出OP的值,由勾股定理就可以求出的OP值,进而求出结论;(2)t<10时,P在OA或AB上运动,所以分两种情况:①当0≤t≤5时,如图1,点P在OA上,OP=t,可得P的坐标;②当5<t<10时,如图2,点P在AB上,构建直角三角形,根据三角函数定义可得P的坐标;(3)设切点为G,连接PG,分⊙P与四边相切,其中P在AB和BC时,与各边都不相切,所以分两种情况:①当P在OA上时,根据三角函数列式可得t的值;②当P在OC上时,同理可得结论.【详解】(1)如图1,当CP ⊥OA 时,sin ∠AO 45CP C OC==, 4455CP CP 即=,=, 在Rt △OPC 中,OC =5,PC =4,则OP =3,∴331t ==(2)当0≤t ≤5时,如图1,点P 在OA 上,∴P (t ,0);当5<t <10时,如图2,点P 在AB 上,过P 作PH ⊥x 轴,垂足为H ,则∠AOC =∠PAH ,∴sin ∠PAH =sin ∠AO 45C =, 44 4555PH PH t t ∴=-即=﹣, ∴333255HA t OH OA AH t ++=﹣,==,∴34P t+2t 455(,﹣);(3)设切点为G ,连接PG ,分两种情况:①当P 在OA 上时,如图3,⊙P与直线AB相切,∵OC∥AB,∴∠AOC=∠OAG,∴sin∠AOC=sin∠OA45PGGAP==,t45-t5 =,∴209t=;⊙P与BC相切时,如图4,则PG=t=OP=4;②当点P在OC上时,⊙P与AB相切时,如图5,∴OP=PG=4,∴4×5﹣t=4,t=16,⊙P与直线BC相切时,如图6,∴PG⊥BC,∵BC∥AO,∴∠AOC=∠GCP,∴sin∠AOC=sin∠GC45PGPPC==,∵OP=PG=20﹣t,∴42051tt-=-,∴1609t=,综上所述,t的值2016041699为秒或秒或秒或秒【点睛】本题考查了菱形的性质、直角三角形的性质、勾股定理、锐角三角函数等知识,解答时运用等角的三角函数列方程是关键,并注意运用分类讨论的思想,做到不重不漏.。
中考数学压轴题专题解析---直角三角形中的动点问题
中考数学压轴题专题解析---直角三角形中的动点问题这节课我们学什么1.动点直角三角形一线三直角问题2.动点直角三角形SAS问题3.动点直角三角形三角比问题4.动点直角三角形勾股定理问题知识点梳理动点直角三角形问题,一般都需要讨论哪个角是可能构成直角,然后根据题型,运用不同的方法.如下为总结的四种方法:1.先讨论哪个角是直角,然后第一类用一线三直角构造相似求解,分别用未知数的式子表示出一线三直角模型的边长;2.用边角边,即两边对应成比例夹角相等,一般是动点构成的直角三角形与已知的直角三角形相似,需要求出已知直角三角形的边长,以及用未知数的式子求出动点直角三角形的边长,通过对应边成比例建立等式;3.利用三角比来求解,实际上这个和上面一种情况类似,但是动点构成的直角三角形中,某个锐角的三角比已知,这样,直接在动点三角形中运用三角比直接可以建立等式;4.第四种方法就比较简单粗暴了,就是把动点直角三角形三边的长度用未知数的式子,或者直接是数字表示出来,用勾股定理建立等式,求解出未知数.典型例题分析1、动点直角三角形一线三直角问题; 例1.已知如图在平面直角坐标系xoy 中,抛物线与轴分别交于点(2,0)A 、点B (点B 在点A 的右侧),与y 轴交于点C ,1tan 2CBA ∠=. (1)求该抛物线的表达式;(2)设该抛物线的顶点为D ,求四边形ABCD 的面积;(3)设抛物线上的点E 在第一象限,BCE ∆是以BC 为一条直角边的直角三角形,请直接写出点E 的坐标.【答案:(1)∵当时,,∴(0,3)C在Rt COB ∆中,∵∴∴∴点(6,0)B把(2,0)A (6,0)B 分别代入,得:得解得:∴该抛物线表达式为(2)∵∴顶点41D -(,) ∴(3)点E 的坐标是108(,)或1635(,)】2、动点直角三角形SAS 问题 例2.已知:如图,抛物线2445y x mx =-++与y 轴交于点C ,与x 轴交于点A 、B ,(点A 在点B 的左侧)且满足4OC OA =.设抛物线的对称轴与x 轴交于点M . (1)求抛物线的解析式及点M 的坐标;(2)联接CM ,点Q 是射线CM 上的一个动点,当QMB ∆与COM ∆相似时,求直线AQ 的解析式.【答案:(1)根据题意:04C (,)∵4OC OA = ∴0A (-1,) 把点A 代入得4045m =--+ 解得∴抛物线的解析式∴(2)根据题意得:3BM =,2tan CMO ∠=,直线CM :4y x =+ (i )当90COM MBQ ∠=∠=︒时,COM QBM ∆∆∽ ∴2BQtan BMQ BM∠== ∴6BQ =即5,6Q -()∴AQ :(ii )当90COM BQM ∠=∠=︒时,COM BQM ∆∆∽ 同理Q () ∴AQ :】例3.如图,在ABC Rt ∆中,︒=∠90C ,5=AB ,43tan =B ,点D 是BC 的中点,点E 是AB 边上的动点,DE DF ⊥交射线AC 于点F . (1)求AC 和BC 的长;(2)当EF BC //时,求BE 的长;(3)联结EF ,当DEF ∆和ABC ∆相似时,求BE 的长.【答案:解:(1)在中,∠C ∵43tan ==BC AC B ,∴设k AC 3=,k BC 4= ∴55==k AB ,∴1=k ∴3=AC ,4=BC(2)过点E 作BC EH ⊥,垂足为H .A C易得EHB ACB ∆∆∽设k CF EH 3==,k BH 4=,k BE 5=∵EF BC //∴FDC EFD ∠=∠∵︒=∠=∠90C FDE ∴EFD FDC ∆∆∽ ∴CDFDFD EF =∴CD EF FD ⋅=2 即)44(2492k k -=+化简,得04892=-+k k 解得91324±-=k (负值舍去)∴92013105-==k BE(3)过点E 作BC EH ⊥,垂足为H .易得EHB ACB ∆∆∽ 设k EH 3=,k BE 5=∵︒=∠+∠90HDE HED ︒=∠+∠90HDE FDC ∴FDC HED ∠=∠∵︒=∠=∠90C EHD ∴EHD DCF ∆∆∽∴DFDECD EH =当DEF ∆和ABC ∆相似时,有两种情况:①43==BC AC DF DE ;∴43=CD EH 即4323=k 解得21=k ∴255==k BE②34==AC BC DF DE ;∴34=CD EH 即3423=k 解得98=k∴9405==k BE综合①、②,当DEF ∆和ABC ∆相似时,BE 的长为25或940.】3、动点直角三角形三角比问题例4.已知:如图,在Rt ABC ∆中,90C ∠=︒,2BC =,4AC =,P 是斜边AB 上的一个动点,PD AB ⊥,交边AC 于点D (点D 与点A 、C 都不重合),E 是射线DC 上一点,且EPD A ∠=∠.设A 、P 两点的距离为x ,BEP ∆的面积为y . (1)求证:2AE PE =;(2)求y 关于x 的函数解析式,并写出它的定义域; (3)当BEP ∆与ABC ∆相似时,求BEP ∆的面积.【答案:(1)∵90APD C ∠=∠=︒,A A ∠=∠,∴ADP ABC ∆∆∽.∴21==AC BC AP PD . ∵EPD A ∠=∠,PED AEP ∠=∠,∴EPD EAP ∆∆∽. ∴21==AP PD AE PE . ∴2AE PE =.(2)由EPD EAP ∆∆∽,得21==AP PD PE DE ,∴2PE DE =. ∴24AE PE DE ==. 作EHAB ⊥,垂足为点H .∵AP x =,∴x PD 21=.∵PD HE //,∴34==AD AE PD HE .∴x HE 32=. 又∵52=AB ,∴x x y 32)52(21⋅-=,即x x y 352312+-=.定义域是5580<<x .另解:由EPD EAP ∆∆∽,得21==AP PD PE DE ,∴2PE DE =. ∴24AE PE DE ==.ABD E∴x x AE 3522534=⨯=.∴12233ABE S x x ∆⋅⨯==.∴AB BP S S ABE BEP =∆∆,即5252352x xy-=.∴x x y 352312+-=.定义域是5580<<x . (3)由PEH BAC ∆∆∽,得AC AB HE PE =,∴x x PE 352532=⋅=.当BEP ∆与ABC ∆相似时,只有两种情形:90BEP C ∠=∠=︒或90EBP C ∠=∠=︒.(i )当90BEP ∠=︒时,AB BC PB PE =,∴515235=-x x.解得453=x . ∴1625453352516931=⨯+⨯⨯-=y . (ii )当90EBP ∠=︒时,同理可得253=x ,45=y .】PGABCDFPGABCD例5.已知ABC ∆为等边三角形,6AB =,P 是AB 上的一个动点(与A 、B 不重合),过点P 作AB 的垂线与BC 相交于点D ,以点D 为正方形的一个顶点,在ABC ∆内作正方形DEFG ,其中D 、E 在BC 上,F 在AC 上,(1)设BP 的长为x ,正方形DEFG 的边长为y ,写出y 关于x 的函数解析式及定义域;(2)当2BP =时,求CF 的长;(3)GDP ∆是否可能成为直角三角形?若能,求出BP 的长;若不能,请说明理由.【答案:(1)∵ABC ∆为等边三角形, ∴60B C ∠=∠=︒,6AB BC AC ===. ∵DP AB ⊥,BP x =,∴2BD x = 又∵四边形DEFG 是正方形, ∴EF BC ⊥,EF DE y ==, ∴y EC 33=. ∴6332=++y y x , ∴339)33(-+-=x y .(≤<3)(2)当2BP =时,3392)33(-+⨯-=y 33-=.DEFBC23232-==y CF .(3)GDP ∆能成为直角三角形. ①90PGD ∠=︒时,y y x +=-36,61)3)9x x -=⋅+-得到:113630-=x . ②90GPD ∠=︒时,y x x 234+=, ⋅+=234x x ]339)33[(-+-x , 得到:336-=x .∴当GDP ∆为直角三角形时,BP 的长为113630-或者336-=x .】DABCGP EF4. 二动点直角三角形勾股定理问题例6.如图,AOB ∆的顶点A 、B 在二次函数21332y x bx =-++的图像上,又点A 、B 分别在y 轴和x 轴上,tan 1ABO ∠=.(1)求此二次函数的解析式;(2)过点A 作AC BO //交上述函数图像于点C ,点P 在上述函数图像上,当POC ∆与ABO ∆相似时,求点P【答案:(1)∵点A 在二次函数23312++-=bx x y 的图像上,)23,0(A 在Rt AOB ∆中,︒=∠90AOB ∵1tan ==∠BO AO ABO ,∵23==AO BO ,∴)0,23(-B ∵点B 在二次函数23312++-=bx x y 的图像上 ∴02323)23(312=+--⨯-b ∴21=b ∴2321312++-=x x y (2)∵AC BO //交上述函数图像于点C ,∴设)23,(x C ∴232321312=++-x x ,解得23,021==x x ∵)23,23(C ∴23==AO AC ,223=OC 设抛物线2321312++-=x x y 与x 轴的另一交点为D 可得,)0,3(D∴223)230()233(22=-+-=CD ,3=OD ∴222OD CD OC =+,∴︒=∠90OCD易得,Rt OCA Rt ABO ∆∆∽,Rt ODC Rt ABO ∆∆∽ ∴)23,0(P 或)0,3(P 】课后练习练1.如图,在平面直角坐标系中,二次函数2y x bx c =++的图像与x 轴交于A 、B 两点,B 点的坐标为(3,0),与y 轴交于点(0,3)C -,点P 是直线BC 下方抛物线上的任意一点;(1)求这个二次函数2y x bx c =++的解析式;(2)联结PO 、PC ,并将POC ∆沿y 轴对折,得到四边形POP C ',如果四边形POP C '为菱形,求点P 的坐标;(3)如果点P 在运动过程中,能使得以P 、C 、B 为顶点的三角形与AOC ∆相似,请求出此时点P 的坐标.【答案:】练2.如图,直角坐标平面内的梯形OABC ,OA 在x 轴上,OC 在y 轴上,//OA BC ,点E 在对角线OB 上,点D 在OC 上,直线DE 与x 轴交于点F ,已知2OE EB =,3CB =,6OA =,BA =5OD =.(1)求经过点A 、B 、C 三点的抛物线解析式:(2)求证:ODE OBC ∆∆∽:(3)在y 轴上找一点G ,使得OFG ODE ∆∆∽,直接写出点G 的坐标.【答案:(1)2163y x x =-++或者436)23(312+--=x y(2)24E (,),OE =,OB =OE OC OD OB==,DOE BOC ∠=∠ 故得证 (3)05(,)、05-(,)、020(,)、020-(,)】练3.已知:如图,二次函数22416333y x x =--的图像与x 轴交于点A 、B (点A 在点B 的左侧),抛物线的顶点为Q ,直线QB 与y 轴交于点E .(1)求点E 的坐标;(2)在x 轴上方找一点C ,使以点C 、O 、B 为顶点的三角形与BOE ∆相似,请直接写出点C 的坐标.【答案:(1)令0y =,得224160333x x --= 解方程得122,4x x =-=(4,0)B 又22(1)63y x =-- ∴(1,6)Q -设直线BQ :(0)y kx b k =+≠406k b k b +=⎧⎨+=-⎩解得28y x =-(0,8)E ∴-(2)12345616848(0,2),(0,8),(4,2),(4,8),(,),(,)5555C C C C C C 】练4.已知:正方形ABCD 的边长为4,点E 为BC 边的中点,点P 为AB 边上一动点长,沿PE 翻折BPE ∆得到FPE ∆,直线PF 交CD 边于点Q ,交直线AD 于点G .(1)如图,当 1.5BP =时,求CQ 的长;(2)如图,当点G 在射线AD 上时,设BP x =,DG y =,求y 关于x 的函数关系式,并写出x 的取值范围;(3)延长EF 交直线AD 于点H ,若CQE FHG ∆∆∽,求BP 的长.【答案:(1)由题意,得,90,BE EF PFE B BEP FEP =∠=∠=︒∠=∠ ∵点E 为BC 的中点22BE EC EF EC ∴==∴== 又90,EFQ C EQ EQ ∠=∠=︒=∴EFQ ECQ ∆∆≌,90FEQ CEQ BEP CEQ ∴∠=∠∴∠+∠=︒又90BPE BEP BPE CEQ ∠+∠=︒∴∠=∠90B C ∠=∠=︒∴BPE CEQ ∆∆∽ 1.522BP BE EC QC CQ ∴==即83CQ ∴= (2)由(1)知:BPE CEQ ∆∆∽,BP BE EC CQ ∴= 242x CQ CQ x ∴=∴=44DQ x ∴=- ∵QD AP //4,4DG DQ AP x AG y AG AP∴==-=+又 4444y x y x -∴=+-21616(12)4x y x x -∴=<<-(3)由题意知:90C GFH ∠︒∠==①当点G 在线段AD 的延长线上时,由题意知:G CQE ∠∠=∵CQE FQE ∠∠=∴22DQC FQC CQE G ∠∠∠∠===∴90DQG G ∠+∠︒=∴30G ∠︒=∴30BQP CQE G ∠∠∠︒===tan30BP BE ∴=⋅︒=②当点G 在线段DA 的延长线上时,由题意知:G QCE ∠=∠同理可得:30G ∠=︒30BPE G ∴∠=∠=︒cot30BP BE ∴=⋅︒=综上所述,BP 】课后小测验1.如图,二次函数2y x bx c =++图像经过原点和点(2,0)A ,直线AB 与抛物线交于点B ,且45BAO ∠=︒.(1)求二次函数解析式及其顶点C 的坐标;(2)在直线AB 上是否存在点D ,使得BCD ∆为直角三角形.若存在,求出点D 的坐标,若不存在,说明理由.【答案:(1)(2)由可以知道直线AB 的一次项系数为-1,从而可求得直线AB 的解析式为.当时.根据相互垂直的两直线的一次项系数之积等于-1可求得直线CD 的解析式为,将与联立可求得点D 的坐标为;当时.将与联立得求得点B 的坐标为,然后根据待定系数法求得直线BC 的解析式为直线BC 的解析式为,根据相互垂直的两直线的一次项系数之积等于-1可求得直线CD 的解析式为,将与联立可求得点D 的坐标为。
中考数学压轴题分类试题(2020江苏版)专题07 几何动点综合性问题
中考数学压轴题分类试题(2020江苏版)专题07 几何动点综合性问题【真题再现】1.(2019年南通中考第27题)如图,矩形ABCD 中,AB =2,AD =4.E ,F 分别在AD ,BC 上,点A 与点C 关于EF 所在的直线对称,P 是边DC 上的一动点.(1)连接AF ,CE ,求证四边形AFCE 是菱形;(2)当△PEF 的周长最小时,求DPCP 的值;(3)连接BP 交EF 于点M ,当∠EMP =45°时,求CP 的长.2.(2019年苏州中考第27题)已知矩形ABCD 中,AB =5cm ,点P 为对角线AC 上的一点,且AP =2√5cm .如图①,动点M 从点A 出发,在矩形边上沿着A →B →C 的方向匀速运动(不包含点C ).设动点M 的运动时间为t (s ),△APM 的面积为S (cm 2),S 与t 的函数关系如图②所示.(1)直接写出动点M 的运动速度为 cm /s ,BC 的长度为 cm ;(2)如图③,动点M重新从点A出发,在矩形边上按原来的速度和方向匀速运动,同时,另一个动点N从点D出发,在矩形边上沿着D→C→B的方向匀速运动,设动点N的运动速度为v(cm/s).已知两动点M,N经过时间x(s)在线段BC上相遇(不包含点C),动点M,N相遇后立即同时停止运动,记此时△APM与△DPN的面积分别为S1(cm2),S2(cm2)①求动点N运动速度v(cm/s)的取值范围;②试探究S1•S2是否存在最大值,若存在,求出S1•S2的最大值并确定运动时间x的值;若不存在,请说明理由.3.(2019年扬州中考第27题)如图,四边形ABCD是矩形,AB=20,BC=10,以CD为一边向矩形外部作等腰直角△GDC,∠G=90°.点M在线段AB上,且AM=a,点P沿折线AD﹣DG运动,点Q沿折线BC﹣CG运动(与点G不重合),在运动过程中始终保持线段PQ∥AB.设PQ与AB之间的距离为x.(1)若a=12.①如图1,当点P在线段AD上时,若四边形AMQP的面积为48,则x的值为;②在运动过程中,求四边形AMQP的最大面积;(2)如图2,若点P在线段DG上时,要使四边形AMQP的面积始终不小于50,求a的取值范围.4.(2019年无锡中考第28题)如图1,在矩形ABCD中,BC=3,动点P从B出发,以每秒1个单位的速度,沿射线BC方向移动,作△P AB关于直线P A的对称△P AB′,设点P的运动时间为t(s).(1)若AB=2√3.①如图2,当点B′落在AC上时,显然△P AB′是直角三角形,求此时t的值;②是否存在异于图2的时刻,使得△PCB′是直角三角形?若存在,请直接写出所有符合题意的t的值?若不存在,请说明理由.(2)当P点不与C点重合时,若直线PB′与直线CD相交于点M,且当t<3时存在某一时刻有结论∠P AM=45°成立,试探究:对于t>3的任意时刻,结论“∠P AM=45°”是否总是成立?请说明理由.5.(2019年淮安中考第27题)如图①,在△ABC中,AB=AC=3,∠BAC=100°,D是BC的中点.小明对图①进行了如下探究:在线段AD上任取一点P,连接PB.将线段PB绕点P按逆时针方向旋转80°,点B的对应点是点E,连接BE,得到△BPE.小明发现,随着点P在线段AD上位置的变化,点E的位置也在变化,点E可能在直线AD的左侧,也可能在直线AD上,还可能在直线AD的右侧.请你帮助小明继续探究,并解答下列问题:(1)当点E在直线AD上时,如图②所示.①∠BEP=°;②连接CE,直线CE与直线AB的位置关系是.(2)请在图③中画出△BPE,使点E在直线AD的右侧,连接CE.试判断直线CE与直线AB的位置关系,并说明理由.(3)当点P在线段AD上运动时,求AE的最小值.6.(2018年苏州中考第28题)如图①,直线l表示一条东西走向的笔直公路,四边形ABCD是一块边长为100米的正方形草地,点A,D在直线l上,小明从点A出发,沿公路l向西走了若干米后到达点E处,然后转身沿射线EB方向走到点F处,接着又改变方向沿射线FC方向走到公路l上的点G处,最后沿公路l回到点A处.设AE=x米(其中x>0),GA=y米,已知y与x之间的函数关系如图②所示,(1)求图②中线段MN所在直线的函数表达式;(2)试问小明从起点A出发直至最后回到点A处,所走过的路径(即△EFG)是否可以是一个等腰三角形?如果可以,求出相应x的值;如果不可以,说明理由.【专项突破】【题组一】1.(2019•东台市模拟)如图1,在△ABC中,BA=BC,点D,E分别在边BC、AC上,连接DE,且DE =DC.(1)问题发现:若∠ACB=∠ECD=45°,则AEBD=.(2)拓展探究,若∠ACB=∠ECD=30°,将△EDC绕点C按逆时针方向旋转α度(0°<α<180°),图2是旋转过程中的某一位置,在此过程中AEBD 的大小有无变化?如果不变,请求出AEBD的值,如果变化,请说明理由.(3)问题解决:若∠ACB=∠ECD=β(0°<β<90°),将△EDC旋转到如图3所示的位置时,则AEBD的值为.(用含β的式子表示)2.(2019•六合区二模)【初步认识】(1)如图①,将△ABO绕点O顺时针旋转90°得到△MNO,连接AM、BM,求证△AOM∽△BON.【知识应用】(2)如图②,在△ABC中,∠BAC=90°,AB=√2,AC=3√2,将△ABC绕着点A旋转得到△ADE,连接DB、EC,直线DB、EC相交于点F,线段AF的最大值为.【拓展延伸】(3)如图③,在等边△ABC中,点E在△ABC内部,且满足AE2=BE2+CE2,用直尺和圆规作出所有的点E(保留作图的痕迹,不写作法).3.(2019•建邺区校级二模)如图1,在四边形ABCD中,∠BAD=∠BDC=90°,AB=AD,∠DCB=60°,CD=8.(1)若P是BD上一点,且P A=CD,求∠P AB的度数.(2)①将图1中的△ABD绕点B顺时针旋转30°,点D落在边BC上的E处,AE交BD于点O,连接DE.如图2,求证:DE2=DO•DB;②将图1中△ABD绕点B旋转α得到△A'BD′(A与A',D与D′时对应点),若DD′=CD,则cosα的值为.4.(2020•常熟市校级模拟)如图,在矩形ABCD中,AB=6,P为边CD上一点,把△BCP沿直线BP折叠,顶点C折叠到C',连接BC'与AD交于点E,连接CE与BP交于点Q,若CE⊥BE.(1)求证:△ABE∽△DEC;(2)当AD=13时,AE<DE,求CE的长;(3)连接C'Q,直接写出四边形C'QCP的形状:.当CP=4时,并求CE•EQ的值.【题组二】5.(2019秋•沙坪坝区校级月考)如图①,在矩形ABCD中,AB=12cm,BC=6m,点P从A点出发,沿A →B→C→D路线运动,到D点停止:点Q从D点出发,沿D→C→B→A运动,到A点停止.若点P、点Q同时出发,点P的速度为每秒1cm,点Q的速度为每秒2cm,a秒时点P、点Q同时改变速度,点P的速度变为每秒b(cm),点Q的速度变为每秒c(cm),如图②是△APD的面积S1(cm2)与点P出发时间x(秒)之间的关系:图③是△AQD的面积S2(cm2)与Q点出发时间x(秒)之间的关系,根据图象回答下列问题:(1)则a=;b=;c=.(2)设点P出发x(秒)后离开点A的路程为y(cm),请写出y与x的关系式,并求出点P与Q相遇时x的值.6.(2019•常熟市二模)如图(1),在平面直角坐标系中,点A、C分别在y轴和x轴上,AB∥x轴,cos B=3 5.点P从B点出发,以1cm/s的速度沿边BA匀速运动,点Q从点A出发,沿线段AO﹣OC﹣CB匀速运动.点P与点Q同时出发,其中一点到达终点,另一点也随之停止运动.设点P运动的时间为t(s),△BPQ 的面积为S(cm2),已知S与t之间的函数关系如图(2)中的曲线段OE、线段EF与曲线段FG.(1)点Q的运动速度为cm/s,点B的坐标为;(2)求曲线FG段的函数解析式;(3)当t为何值时,△BPQ的面积是四边形OABC的面积的110?7.(2017秋•苏州期末)如图①,在四边形ABCD中,AB∥CD,∠B=90°,AB=2CD.动点P从点A出发,在四边形ABCD的边上沿A→B→C的方向以1cm/s的速度匀速移动,到达点C时停移动.已知△APD 的面积S(cm2)与点P运动的时间t(s)之间的函数图象如图②所示,根据题意解答下列问题(1)在图①中,AB=cm,BC=cm(2)如图③,设动点P用了t1(s)到达点P1处,用了t2(s)到达点P2处,分别过P1、P2作AD的垂线,垂足为H1、H2.当P1H1=P2H2=4时,求t2﹣t1的值8.(2019秋•海州区校级期末)如图甲,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=8cm,BC=6cm,PH⊥AC,垂足为H.如果点P由点B出发沿BA方向向点A匀速运动,同时点Q由点A出发沿AC方向向点C匀速运动,它们的速度均为1cm/s.连接PQ,设运动时间为t(s)(0<t<8),解答下列问题:(1)①AP=,PH=.(用含t的代数式表示)②设△APQ的面积为S,当t为何值时,S取得最大值?S的最大值是多少?(2)当t为何值时,△APQ是直角三角形?(3)如图乙,连接PC,将△PQC沿QC翻折,得到四边形PQP′C,当四边形PQP′C为菱形时,求t的值.【题组三】9.(2020春•泰兴市校级月考)如图①,在四边形ABCD中,AB∥CD,∠B=90°,AB=2CD.动点P从点A出发,在四边形ABCD的边上沿A→B→C的方向以1cm/s的速度匀速移动,到达点C时停止移动.已知△APD的面积S(cm2)与点P运动的时间t(s)之间的函数图象如图②所示,根据题意解答下列问题.(1)在图①中,AB=cm,BC=cm.(2)求图2中线段MN的函数关系式(并写出t的取值范围).(3)如图③,设动点P用了t1(s)到达点P1处,用了t2(s)到达点P2处,分别过P1、P2作AD的垂线,垂足为H1、H2.当P1H1=P2H2=4时,连P1P2,求△BP1P2的面积.10.(2019•宜兴市一模)如图1,B、D分别是x轴和y轴的正半轴上的点,AD∥x轴,AB∥y轴(AD>AB),点P从C点出发,以3cm/s的速度沿C﹣D﹣A﹣B匀速运动,运动到B点时终止;点Q从B点出发,以2cm/s的速度,沿B﹣C﹣D匀速运动,运动到D点时终止.P、Q两点同时出发,设运动的时间为t(s),△PCQ的面积为S(cm2),S与t之间的函数关系由图2中的曲线段OE,线段EF、FG表示.(1)求A、D点的坐标;(2)求图2中线段FG的函数关系式;(3)是否存在这样的时间t,使得△PCQ为等腰三角形?若存在,直接写出t的值;若不存在,请说明理由.11.(2019•太仓市模拟)如图,已知Rt△ABC中,∠C=90°,AC=8,BC=6,点P以每秒1个单位的速度从A向C运动,同时点Q以每秒2个单位的速度从A→B→C方向运动,它们到C点后都停止运动,设点P,Q运动的时间为t秒.(1)当t=2.5时,PQ=;(2)经过t秒的运动,求△ABC被直线PQ扫过的面积S与时间t的函数关系式;(3)P,Q两点在运动过程中,是否存在时间t,使得△PQC为等腰三角形?若存在,求出此时t的值;若不存在,请说明理由.12.(2019•徐州二模)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,∠A=30°,AB=4,动点P从点A出发,沿AB 以每秒2个单位长度的速度向终点B运动.过点P作PD⊥AC于点D(点P不与点A,B重合),作∠DPQ=60°,边PQ交射线DC于点Q.设点P的运动时间为t秒.(1)用含t的代数式表示线段DC的长:;(2)当t=时,点Q与点C重合时;(3)当线段PQ的垂直平分线经过△ABC一边中点时,求出t的值.【题组四】13.(2019•玄武区二模)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=8,BC=6,D为AB边上的动点,过点D作DE⊥AB交边AC于点E,过点E作EF⊥DE交BC于点F,连接DF.(1)当AD=4时,求EF的长度;(2)求△DEF的面积的最大值;(3)设O为DF的中点,随着点D的运动,则点O的运动路径的长度为.14.(2020春•玄武区校级期中)在矩形ABCD中,AB=3,BC=4,E、F是对角线AC上的两个动点,分别从A,C同时出发相向而行,速度均为每秒1个单位长度,运动时间为t秒,其中0≤t≤5.(1)若G,H分别是AB,DC中点,求证:四边形EGFH是平行四边形(E、F相遇时除外).(2)在(1)条件下,若四边形EGFH为矩形,求t的值.(3)若G,H分别是折线A﹣B﹣C,C﹣D﹣A上的动点,与E,F相同的速度同时出发,若四边形EGFH 为菱形,求t的值.15.(2020•张家港市模拟)如图,△ABC中,∠ACB=90°,AC=CB=2,以BC为边向外作正方形BCDE,动点M从A点出发,以每秒1个单位的速度沿着A→C→D的路线向D点匀速运动(M不与A、D重合);过点M作直线l⊥AD,l与路线A→B→D相交于N,设运动时间为t秒:(1)填空:当点M在AC上时,BN=(用含t的代数式表示);(2)当点M在CD上时(含点C),是否存在点M,使△DEN为等腰三角形?若存在,直接写出t的值;若不存在,请说明理由;(3)过点N作NF⊥ED,垂足为F,矩形MDFN与△ABD重叠部分的面积为S,求S的最大值.16.(2020•海门市一模)如图,边长为1的正方形ABCD中,点E、F分别在边CD、AD上,连接BE、BF、EF,且有AF+CE=EF.(1)求(AF+1)(CE+1)的值;(2)探究∠EBF的度数是否为定值,并说明理由;(3)将△EDF沿EF翻折,若点D的对应点恰好落在BF上,求EF的长.【题组五】17.(2020•稷山县校级一模)如图1,长方形ABCD中,∠DAB=∠B=∠DCB=∠D=90°,AD=BC=6,AB=CD=10.点E为射线DC上的一个动点,把△ADE沿直线AE翻折得△AD′E.(1)当D′点落在AB边上时,∠DAE=°;(2)如图2,当E点与C点重合时,D′C与AB交点F,①求证:AF=FC;②求AF长.(3)连接D′B,当∠AD′B=90°时,求DE的长.18.(2019秋•张家港市期末)如图1,在▱ABCD中,AB=3cm,BC=5cm,AC⊥AB,△ACD沿AC的方向匀速平移得到△PNM,速度为1cm/s;同时,点Q从点C出发,沿CB方向匀速移动,速度为1cm/s,当△PNM停止平移时,点Q也停止移动,如图2,设移动时间为t(s)(0<<4),连结PQ,MQ,解答下列问题:(1)当t为何值时,PQ∥MN?(2)当t为何值时,∠CPQ=45°?(3)当t为何值时,PQ⊥MQ?19.(2019秋•江都区期末)如图,在矩形纸片ABCD中,已知AB=√2,BC=√6,点E在边CD上移动,连接AE,将多边形ABCE沿AE折叠,得到多边形AB'C'E,点B、C的对应点分别为点B',C'.(1)连接AC.则AC=,∠DAC=°;(2)当B'C'恰好经过点D时,求线段CE的长;(3)在点E从点C移动到点D的过程中,求点C'移动的路径长.20.(2019秋•滨海县期末)已知:矩形ABCD,AB=2,BC=5,动点P从点B开始向点C运动,动点P 速度为每秒1个单位,以AP为对称轴,把△ABP折叠,所得△AB'P与矩形ABCD重叠部分面积为y,运动时间为t 秒.(1)当运动到第几秒时点B '恰好落在AD 上; (2)求y 关于t 的关系式,以及t 的取值范围; (3)在第几秒时重叠部分面积是矩形ABCD 面积的14;(4)连接PD ,以PD 为对称轴,将△PCD 作轴对称变换,得到△PC 'D ,当t 为何值时,点P 、B '、C '在同一直线上?【题组六】21.(2019秋•金湖县期末)如图,矩形ABCD 中,AB =6cm ,AD =8cm ,点P 从点A 出发,以每秒一个单位的速度沿A →B →C 的方向运动;同时点Q 从点B 出发,以每秒2个单位的速度沿B →C →D 的方向运动,当其中一点到达终点后两点都停止运动.设两点运动的时间为t 秒. (1)当t = 时,两点停止运动; (2)设△BPQ 的面积面积为S (平方单位) ①求S 与t 之间的函数关系式;②求t 为何值时,△BPQ 面积最大,最大面积是多少?22.(2019秋•清江浦区期末)已知:如图,长方形ABCD 中,∠A =∠B =∠B =∠D =90°,AB =CD =4米,AD =BC =8米,点M 是BC 边的中点,点P 从点A 出发,以1米/秒的速度沿AB 方向运动再过点B 沿BM 方向运动,到点M 停止运动,点O 以同样的速度同时从点D 出发沿着DA 方向运动,到点A 停止运动,设点P 运动的时间为x 秒.(1)当x =2秒时,线段AQ 的长是 米;(2)当点P 在线段AB 上运动时,图中阴影部分的面积发生改变吗?请你作出判断并说明理由.(3)在点P,Q的运动过程中,是否存在某一时刻,使得BP=13DQ?若存在,求出点P的运动时间x的值;若不存在,请说明理由.23.(2019秋•淮阴区期末)如图,在平面直角坐标系中,长方形OABC的顶点A,B的坐标分别为A(6,0),B(6,4),D是BC的中点,动点P从O点出发,以每秒1个单位长度的速度,沿着O→A→B→D 运动,设点P运动的时间为t秒(0<t<13).(1)点D的坐标是;(2)当点P在AB上运动时,点P的坐标是(用t表示);(3)求△POD的面积S与t之间的函数表达式,并写出对应自变量t的取值范围.24.(2019•徐州一模)将一副直角三角尺按图1摆放,其中∠C=90°,∠EDF=90°,∠B=60°,∠F =45°,等腰直角三角尺的直角边DF恰好垂直平分AB,与AC相交于点G,BC=4√3cm.(1)求DG的长;(2)如图2.将△DEF绕点D按顺时针方向旋转,直角边DF经过点C,另一直角边DE与AC相交于点H,分别过点H,D作AB,BC的垂线,垂足分别为点M,N.猜想HM与CN之间的数量关系,并证明;(3)如图3,在旋转的过程中,若△DEF两边DE,DF与△ABC两边AC,BC分别交于K、T两点,则KT的最小值为.。
中考数学动点问题压轴题
中考数学动点问题压轴题【典型题1】难度★★★如图,正方形ABCD的边长为2cm,动点P,Q同时从点A出发,在正方形的边上,分别按A→D→C,A→B→C的方向,都以1cm/s的速度运动,到达点C运动终止,连接PQ,设运动时间为xs,△APQ的面积为ycm2,则下列图象中能大致表示y 与x的函数关系的是()【思路分析】根据题意,分别求出两个时间段的函数关系式是解题的关键.根据题意结合图形,分情况讨论:①0≤x≤2时,根据S△APQ=AQ•AP,列出函数关系式,从而得到函数图象;②2≤x≤4时,根据S△APQ=S正方形ABCD﹣S△CP′Q′﹣S△ABQ′﹣S△AP′D列出函数关系式,从而得到函数图象,再结合四个选项即可得解.【答案解析】解:①当0≤x≤2时,∵正方形的边长为2cm,∴y =S△APQ=AQ•AP=x2;②当2≤x≤4时,y=S△APQ=S正方形ABCD ﹣S△CP′Q′﹣S△ABQ′﹣S△AP′D,=2×2﹣(4﹣x)2﹣×2×(x﹣2)﹣×2×(x﹣2)=﹣x2+2x所以,y与x之间的函数关系可以用两段二次函数图象表示,纵观各选项,只有A选项图象符合.故选:A.【典型题2】难度★★★在边长为3 cm的正方形ABCD中,动点M自点A出发沿AB 方向,以每秒1 cm的速度运动;动点N自点A出发沿折线A —D—C—B,以每秒3 cm的速度同时出发.到达点B时两点同时停止.设△AMN的面积为y(cm2),运动时间为x(秒),则下列图象中能大致反映y与x之间函数关系的是().【答案解析】根据题意,作出如图所示正方形ABCD,应分三种情形:(1)当0<x≤1时,4个选项图象相同,可不作讨论;(2)当1<x≤2时,点N在边DC上点N1位置,点M在边AB 上点M1位置,AM1=x,边AM1上的高为3,.图象为从左向右上升的线段,排除选项(A)、(D);(3)当2<x≤3时,点N在边CB上点N2位置,点M在边AB 上点M2位置,如图中虚线所示.AM2=x,BN2=9-3x..图象为开口向下的抛物线上一段,排除(C),故选B.【典型题3】:难度★★★如图,已知A、B是反比例函数,图象上的两点,BC∥x轴,交y轴于点C.动点P从坐标原点O出发,沿O→A→B→C(图中箭头所示路线)匀速运动,终点为C.过P作PM⊥x轴,PN⊥y轴,垂足分别为M、N.设矩形OMPN的面积为S,点P运动时间为t,则S与t的函数图象大致为()【答案解析】当点P在OA上运动时,S随t的增大而增大,且S与矩形边长的平方成正比,也就是与矩形的对角线OP的平方成正比,是t的二次函数,故可排除选项(B)、(D)(也可以根据点P在双曲线上运动时,矩形的面积不变,达到同样目的).当点P 在BC上运动时,S随t的增大而逐渐减小,排除选项(C).故应选A.【典型题4】难度★★★如图,在矩形ABCD中,AB=2,BC=3,动点P沿折线BCD 从点B开始运动到点D.设运动的路程为x,△ADP的面积为y,那么y与x之间的函数关系的图象大致是()【思路分析】由题意当0≤x≤3时,y=3,当3<x<5时,y=×3×(5﹣x)=﹣x+.由此即可判断.【答案解析】解:由题意当0≤x≤3时,y=3,当3<x<5时,y=×3×(5﹣x)=﹣x+.故选:D.。
专题2.1 数轴上的动点问题(压轴题专项讲练)(苏科版)(解析版)
专题2.1 数轴上的动点问题【典例1】如图,数轴上,点A 表示的数为−11,点B 表示的数为−1,点C 表示的数为9,点D 表示的数为17,在点B 和点C 处各折一下,得到一条“折线数轴”,我们称点A 和点D 在数轴上相距28个长度单位,动点P 从点A 出发,沿着“折线数轴”的正方向运动,同时,动点Q 从点D 出发,沿着“折线数轴”的负方向运动,它们在“水平路线”射线BA 和射线CD 上的运动速度相同均为2个单位/秒,“上坡路段”从B 到C 速度变为“水平路线”速度的一半,“下坡路段”从C 到B 速度变为“水平路线”速度的2倍.设运动的时间为t 秒,问:(1)动点P 从点A 运动至D 点需要时间为_________秒;(2)P 、Q 两点到原点O 的距离相同时,求出动点P 在数轴上所对应的数;(3)当Q 点到达终点A 后,立即调头加速去追P ,“水平路线”和“上坡路段”的速度均提高了1个单位/秒,当点Q 追上点P 时,求出它们在数轴上对应的数.(1)根据AB 、BC 、CD 三段的路程分别除以每段速度即可计算出答案;(2)分P 在AB ,Q 在CD ;P 在AB ,Q 在CO ,P 在BO ,Q 在CO ;P 、Q 相遇;P 在OC ,Q 在OB ;P 在OC ,Q 在BA ;进行讨论计算即可;(3)根据点Q 到A 时间,点P 位置,与点P 到C 时间,点Q 位置,得出Q 在射线CD 上追上P ,分别将P 、Q 所表示的数表示出来,列方程,解答即可.解:(1)∵点A 表示的数为−11,点B 表示的数为−1,点C 表示的数为9,点D 表示的数为17,∴AB =-1-(-11)=10,BC =9-(-1)=10,CD =17-9=8,∴动点P 从点A 运动至D 点需要时间为:102+101+82=5+10+4=19(秒),故答案为:19;(2)①当P 在AB ,Q 在CD 时,P 所表示的数为:-11+2t ,Q 所表示的数为:17-2t ∵P 、Q 两点到原点O 的距离相同,∴(-11+2t )+(17-2t )=6,此时该方程无解;②当P 在AB ,Q 在CO 时,P 所表示的数为:-11+2t ,Q 所表示的数为9−4t−=25−4t ,∵P 、Q 两点到原点O 的距离相同,∴(-11+2t )+(25-4t )=0,解得:t =7>5,此时:P 不在AB 上,故不符合题意,舍去;③当P 在BO ,Q 在CO 时,P 所表示的数为:-1+t−t−6 ,Q 所表示的数为:9−4t−=25−4t ,∵P 、Q 两点到原点O 的距离相同,∴(t -6)+(25-4t )=0,解得:t =193>6 ,此时:P 不在BO 上,故不符合题意,舍去;④当P 、Q 相遇时,P 、Q 均在BC 上,此时P 所表示的数为:-1+=t−6 ,Q 所表示的数为:9−4t−=25−4t ,∵P 、Q 两点到原点O 的距离相同,∴t -6=25-4t ,解得:t =315,∴25−4t =25−4×315=15,此时:P 所表示的数为:15,Q 所表示的数为:15;⑤当P 在OC ,Q 在OB 时,P 所表示的数为:-1+t−=t−6 ,Q 所表示的数为: 9−4t−=25−4t ,∵P 、Q 两点到原点O 的距离相同,∴(t -6)+(25-4t )=0,解得:t =193,t−6=193−6=13,此时:P 所表示的数为:13 ,Q 所表示的数为:−13 ,⑥当P 在OC ,Q 在BA ,P 所表示的数为:-1+=t−6 ,Q 所表示的数为: −1−2t−82=−1−2t +8+5=12−2t∵P 、Q 两点到原点O 的距离相同,∴(t -6)+(12-2t )=0,解得:t =6 ,此时:P 所表示的数为:0,Q 所表示的数为:0 ,Q 不在AB 上,故,故不符合题意,舍去综上所述:P 所表示的数为15或13,(3)∵Q 到达A 点所需时间为82+104+102=4+2.5+5=11.5 (秒),此时P 到达的点表示的数是:-11+5×2+1+1×(11.5-5-1)=4.5 ,又∵P 到达点所C 需时间为102+101=15 (秒),此时Q 到达的点是:-11+103×3+2×(15−11.5-103)=13 ,点Q 在BO 上,∴Q 在射线CD 上追上P ,此时P 所表示的数为:-11+10+10+2(t -15)=2t-21 ,Q 所表示的数为: −11+10+10+3t−11.5−103−5=3t−50.5,∴2t−21=3t−50.5,∴t =29.5,∴9+2(29.5-15)=9+29=38,此时P 所表示的数为:38 ,Q 所表示的数为:38.1.(2022秋·吉林松原·七年级统考期末)如图,已知数轴上点A 表示的数为10,点B 与A 点距离16个单位,且在点A 的左边,动点P 从点A 出发,以每秒5个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动,设运动时间为t (t >0)秒.(1)数轴上点B表示的数为___________,点P表示的数为___________(用含t的式子表示);(2)动点Q从点B出发,以每秒3个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动,若点P,Q同时出发.①求点P运动多少秒追上点Q?②求点P运动多少秒时与点Q相距6个单位?并求出此时点P表示的数.【思路点拨】(1)由已知得OA=10,则OB=AB−OA=6,即得出数轴上点B所表示的数;由动点P从点A出发,以每秒5个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动,即可求出AP=5t,从而可求出点P表示的数;(2)①设点P运动t秒时和Q相遇,根据等量关系得到5t=16+3t,然后求解即可;②分点P未超过点Q和点P超过点Q两种情况讨论,设运动时间为t,根据题意得到16+3t−5t=6和16+3t+6=5t两个方程,求解即可.【解题过程】(1)∵数轴上点A表示的数为10,∴OA=10,∴OB=AB−OA=6.∵点B在原点左边,∴数轴上点B所表示的数为−6;∵动点P从点A出发,以每秒5个单位长度的速度沿数轴向左匀速运动,∴AP=5t,∴点P所表示的数为10−5t.故答案为:−6,10−5t;(2)①设点P运动t秒时和Q相遇,则5t=16+3t,解得:t=8,∴点P运动8秒追上点Q;②设当点P运动时间为t秒时,点P与点Q间的距离为6个单位长度,当P不超过Q,则16+3t−5t=6,解得:t=5;此时点P表示的数为10−5t=−15当P超过Q,则16+3t+6=5t,解得t=11;此时点P表示的数为10−5t=−45综上所述:t=5点P表示的数为−15或t=11点P表示的数为−45.2.(2023秋·重庆大渡口·七年级重庆市第九十五初级中学校校考期末)数轴上有A,B,C三个点,分别表示有理数−30,−16,4,两条动线段PQ和MN,PQ=2,MN=3,如图,线段MN以每秒1个单位的速度从点B开始一直向右匀速运动,线段PQ同时以每秒2个单位的速度从点A开始向右匀速运动,当点Q运动到C 时,线段PQ立即以相同的速度返回,当点P运动到点A时,线段MN,PQ立即同时停止运动,设运动时间为t 秒(整个运动过程中,线段PQ和MN保持长度不变,且点P总在点Q的左边,点M总在点N的左边)(1)当t为何值时,点Q和点N重合?(2)在整个运动过程中,线段PQ和MN重合部分长度能否为1,若能,请求出此时点P表示的数;若不能,请说明理由.【思路点拨】(1)分两种情况讨论,追及时等量关系为:点Q行走的路程−N行走的路程=AB;返回后相遇等量关系为:点Q行走的路程+N行走的路程=AC+BC;(2)分两种情况讨论,追及时点Q超过点M一个单位长度和点Q超过点N一个单位长度时都符合线段PQ和MN重合部分长度能为1;返回后相遇时点Q离点N一个单位长度和点Q离点M一个单位长度时都符合线段PQ 和MN重合部分长度能为1;据此求得t的值,从而求得点P的范围.【解题过程】(1)解:①追及时,Q到达点C的时间为[4−(−30)]÷2=17(秒)依题意得:2t−t=−16−(−30),解得:t=14,符合题意②返回后相遇,依题意得:2t+t=4−(−16)+4−(−30),即:3t=54,解得:t=18,符合题意;答:当t=14或t=18时,点Q和点N重合;(2)解:①追及时点Q超过点M一个单位长度:2t−t=−16−3−(−30)+1,即,解得:t=12,此时P点表示的数为:−30−2+2×12=−6;②追及时点Q 超过点N 一个单位长度:2t−t =−16−(−30)+1,解得:t =15,此时P 点表示的数为:−30−2+2×15=−2;③返回后相遇时点Q 离点N 一个单位长度:2t +t =4−(−30)+4−(−16)−1,即:3t =53,解得:t =533,此时P 点表示的数为:4−2−2×−17=23④返回后相遇时点Q 离点M 一个单位长度:2t +t =4−(−30)+4−(−16)+2,即:3t =56,解得:t =563,此时P 点表示的数为:4−2−2×−17=−43综上:点P 表示的数为:−6、−2、23或−43.3.(2022秋·重庆渝中·七年级重庆巴蜀中学校考阶段练习)如图、点A 、B ,C 是数轴上分别表示数-6,2,13的点,两只电子蚂蚁甲乙分别以3个单位秒和1个单位秒的速度同时从点A 、点B 出发,其中甲刚开始沿数轴的正方向运动,当运动到点C 时,立即以相同的速度反向运动,乙始终沿数轴的负方向运动.(1)求电子蚂蚁甲与乙从开始出发到第一次相遇所经过的时间.(2)当电子蚂蚁甲反向运动追上电子蚂蚁乙时,求此时乙在数轴上所表示的数.(3)在电子蚂蚁甲、乙开始运动的同时,若在点C 处存在一只电子蚂蚁丙以2个单位秒的速度沿数轴的负方向运动,求经过多少秒后甲恰好位于乙、丙的正中间?【思路点拨】(1)先求出AB 的长度,然后利用路程=速度×时间,即可求出时间;(2)先求出甲到达点C 时的时间和甲乙相距的路程,然后求出甲追上乙的时间,再求出乙表示的数即可;(3)根据题意,需要分类讨论,然后分别求出每一种情况的时间,即可得到答案.【解题过程】解:(1)根据题意,则AB =2−(−6)=8,∴甲乙第一次相遇的时间为:8÷(3+1)=2s ;(2)根据题意,AC =13−(−6)=19,∴甲到达点C的时间为:19÷3=193s,∴此时甲乙之间的距离为:13−2+193×1=523;∴甲与乙第二次相遇的时间为:193+523÷(3−1)=193+263=15s;∴此时乙在数轴上所表示的数为:2−15×1=−13;(3)根据题意,可分为两种情况进行分析:当甲向数轴正方向运动时,则设时间为t,得甲的位置是:−6+3t,乙的位置是:2−t;丙的位置是:13−2t,∵甲恰好位于乙、丙的正中间,∴(−6+3t)−(2−t)=(13−2t)−(−6+3t),解得:t=3s;当甲向数轴负方向运动时,则由(2)可知,当甲追上乙时,时间为15秒,且此时乙所在的位置为−13,∴丙所在点表示的数为:13−15×2=−17,∴此时丙和乙的距离为:−13−(−17)=4,设甲追上乙后,再过m秒达到乙和丙的中间,则甲的位置为:−13−3m,乙的位置为:−13−m,丙的位置为:−17−2m,∴(−13−3m)−(−17−2m)=(−13−m)−(−13−3m),解得:m=43,∴时间为:15+43=1613s;综合上述,则经过t=3或t=1613秒后甲恰好位于乙、丙的正中间.4.(2022秋·四川绵阳·七年级校考期中)已知多项式−m2n2−2中,含字母的项的系数为a,多项式的次数为b,常数项为c,且a、b、c分别是点A、B、C在数轴上对应的数.(1)求a、b、c的值,并在数轴上标出A、B、C;(2)若甲、乙、丙三个动点分别以A、B、C三点同时出发沿着数轴负方向运动,它们的速度分别是12,2,34(单位长度/秒),当乙追上丙时,乙是否追上了甲?为什么?(3)在数轴上是否存在一点P ,使P 到A 、B 、C 的距离和等于10?若存在,请求出点P 对应的数;若不存在,请说明理由.【思路点拨】(1)根据单项式的系数,多项式的次数,常数项的定义即可求解;(2)先求出AB =5,AC =1,BC =6,设乙追上甲用了x 秒,列方程2x−12x =5,解得x =103,设乙追上丙用了y 秒,列方程2y−34y =6,解得y =245,根据103<245,即可得到当乙追上丙时,乙已经追上了甲;(3)设点P 表示的数为m ,分点P 在点C 左侧、点P 在A 、C 之间、点P 在A 、B 之间、点P 在点B 右侧四种情况分类讨论,求出m 的值,并进行检验,问题得解.【解题过程】(1)解:由题意得多项式−m 2n 2−2含字母项为−m 2n 2,系数为-1,多项式次数为4,常数项为-2,所以a =−1,b =4,c =−2,数轴上点A 、B 、C 位置如图:(2)解:由题意得,AB =4−(−1)=5,AC =−1−(−2)=1,BC =4−(−2)=6,设乙追上甲用了x 秒,由题意得2x−12x =5,解得x =103,设乙追上丙用了y 秒,由题意得2y−34y =6,解得y =245,因为103<245,所以当乙追上丙时,乙已经追上了甲;(3)解:设点P 表示的数为m ,①当点P 在点C 左侧时,由题意得(−2−m )+(−1−m )+(4−m )=10,解得m =−3;②当点P 在A 、C 之间时,由题意得[m−(−2)]+(−1−m )+(4−m )=10,解得m =−5,因为−5<−2,所以m =−5不合题意;③当点P 在A 、B 之间时,由题意得[m−(−2)]+[m−(−1)]+(4−m )=10,解得m =3;④当点P 在点B 右侧时,由题意得[m−(−2)]+[m−(−1)]+(m−4)=10,解得m =113,因为113<4,所以m =113不合题意.所以点P 对应的数是-3或3.5.(2022秋·重庆·七年级校联考期中)已知数轴上有A 、B 两点,分别用a 、b 表示,且关于x 、y 的多项式2x a +5y 2+(b−3)y 为三次单项式.(1)求出a 、b 的值,并在数轴上标注A 、B 两点;(2)若动点Q 从B 点出发,以每秒2个单位长度的速度向左运动;同时动点P 从A 点出发,以每秒3个单位长度的速度向右运动,动点P 到达原点后立即向左运动(只改变方向,不改变速度大小),则经过多长时间动点P 与动点Q 到原点的距离相等;(3)在(2)的条件下,P 、Q 出发的同时,又有一动点M 从B 点出发,以每秒3.5个单位长度的速度向左运动,则经过多长时间,动点P 、Q 、M 互为余下两点的中点?(请直接写出答案)【思路点拨】(1)根据单项式的概念,求出字母a 、b 的值,然后在数轴上标注A 、B 两点即可;(2)分两种情况讨论:①当t ≤43秒时,点P 是向右运动;②当t >43秒时,点P 是向左运动;分别列式计算即可;(3)当t =1413秒时,点P 与Q 相遇,当t >43秒时,点P 开始向左运动;故分三种情况进行讨论:①当t ≤1413秒时,点P 是向右运动,此时点M 为中点;②当1413<t ≤43秒时,点P 是向右运动,此时点P 为中点;③当t >43秒时,点P 是向左运动,此时点P 为中点;分别列方程进行求解即可.【解题过程】(1)解:∵关于x 、y 的多项式2x a +5y 2+(b−3)y 为三次单项式,∴a +5+2=3, b−3=0,∴a =−4, b =3,如图所示,在数轴上标注的A 、B 两点;(2)解:设经过时间为t 秒,①当t ≤43秒时,点P 是向右运动,若动点P 与动点Q 到原点的距离相等,则4−3t =3−2t ,解得,t =1(秒);②当t >43秒时,点P 是向左运动,若动点P 与动点Q 到原点的距离相等,则3t−4=3−2t ,解得,t =75;故,经过1秒或75秒时,动点P 与动点Q 到原点的距离相等;(3)解:依题,当−4+3t =3−3.5t 时,即当t =1413秒时,点P 与M 相遇,当t >43秒时,点P 开始向左运动;①当t ≤1413秒时,点P 是向右运动,点P 表示−4+3t ,点M 表示3−3.5t ,点Q 表示3−2t ,此时点M 为中点,∴3−3.5t−(−4+3t)=3−2t−(3−3.5t),∴t =78(秒);②当1413<t ≤43秒时,点P 是向右运动,此时点P 为中点,∴−4+3t−(3−3.5t)=3−2t−(−4+3t),∴t =2823(秒);③当t >43秒时,点P 是向左运动,此时点P 为中点,点P 表示4−3t ,∴4−3t−(3−3.5t)=3−2t−(4−3t),∴t =4(秒)综上所述,当经过78秒时,点M 为P 、Q 中点,当经过2823秒或4秒时,点P 为M 、Q 中点.6.(2022秋·江苏·七年级期中)已知数轴上两点A、B对应的数分别为-4和8.(1)A、B两点之间的距离为_______;(2)若数轴上点C到A的距离是到B的距离的3倍,则称点C为A、B两点的伴侣点,求A、B两点的伴侣点C在数轴上对应的数是多少?(3)如图,如果点P和点Q分别从点A、B同时出发,点P的运动速度为每秒2个单位,点Q的运动速度为每秒6个单位.①当P、Q两点相向而行相遇时,点P在数轴上对应的数是________;②求点P出发多少秒后,与点Q之间相距3个单位长度?【思路点拨】(1)根据两点间的距离公式即可求解;(2)设A、B两点的伴侣点C在数轴上对应的数是x.根据CA=3CB列出方程|x+4|=3|x−8|,解方程即可;(3)①先求出P、Q两点相向而行相遇时所需的时间,再求出点P在数轴上对应的数即可;②设点P出发t秒后,与点Q之间相距3个单位长度.由于AB=12>3,由于点P和点Q分别从点A、B同时出发,且点P的运动速度小于点Q的运动速度,所以它们同时向右运动时P、Q两点之间的距离>3.然后分两种情况进行讨论:Ⅰ)P、Q两点相向而行,Ⅱ)P、Q两点都向左运动.根据PQ=3列出方程,求解即可.【解题过程】解:(1)∵数轴上两点A、B对应的数分别为−4、8,∴A、B两点之间的距离为:8−(−4)=12.故答案为12;(2)设A、B两点的伴侣点C在数轴上对应的数是x.∵数轴上点C到A的距离是到B的距离的3倍,∴CA=3CB,∴|x+4|=3|x−8|,∴x+4=3(x−8),或x+4=−3(x−8),解得x=14,或x=5.故A、B两点的伴侣点C在数轴上对应的数是14或5;(3)①当P、Q两点相向而行相遇时,所需时间为:1226=32(秒),此时点P 在数轴上对应的数是:−4+2×32=−1.故答案为−1;②设点P 出发t 秒后,与点Q 之间相距3个单位长度.分两种情况:(Ⅰ)P 、Q 两点相向而行,此时点P 对应的数为−4+2t ,点Q 对应的数为8−6t ,∵PQ =3,∴|−4+2t−(8−6t)|=3,∴8t−12=3,或8t−12=−3,解得t =158,或t =98;(Ⅱ)P 、Q 两点都向左运动,此时点P 对应的数为−4−2t ,点Q 对应的数为8−6t ,∵PQ =3,∴|−4−2t−(8−6t)|=3,∴4t−12=3,或4t−12=−3,解得t =154,或t =94.综上所述,点P 出发158或98或154或94秒后,与点Q 之间相距3个单位长度.7.(2022秋·全国·七年级专题练习)如图,在数轴上点A 表示的数是−1;点B 在点A 的右侧,且到点A 的距离是6;点C 在点A 与点B 之间,且到点B 的距离是到点A 距离的2倍.(1)点B 表示的数是________;点C 表示的数是__________;(2)若点P 从点A 出发,沿数轴以每秒2个单位长度的速度向右匀速运动;同时,点Q 从点B 出发,沿数轴以每秒1个单位长度的速度向左匀速运动.设运动时间为t 秒、在运动过程中.当t 为何值时点P 与点Q 之间的距离为2?(3)在(2)的条件下,若点P 与点C 之间的距离表示为PC ,点Q 与点B 之间的距离表示为QB .在运动过程中,是否存在某一时刻使得PC−QB =1?若存在,请求出此时点P 表示的数;若不存在,请说明理由.【思路点拨】(1)根据两点间的距离公式可求点B 表示的数;根据线段的倍分关系可求点C 表示的数;(2)分点P 与点Q 相遇前,点P 与点Q 相遇后两种情况讨论即可求解;(3)分点P 在点C 左侧时,点P 在点C 右侧时两种情况讨论即可求解.【解题过程】(1)解:(1)点B 表示的数是−1+6=5;∵CB =2CA ,设点C 表示的数为c ,∴5−c =2[c−(−1)],解得c =1,故答案为:5,1;(2)点P 与点Q 相遇前,由题意得,2t +t =6−2,解得t =43;点P 与点Q 相遇后,由题意得,2t +t =6+2解得t =83.故当t 为43或83时,点P 与点Q 之间的距离为2;(3)当点P 在点C 左侧时,PC =2−2t ,QB =t ,∵PC−QB =1,∴2−2t−t =1,解得t =13.∴PC =2−2t =43此时点P 表示的数是1−43=−13;当点P 在点C 右侧时,PC =2t−2,QB =t ,∵PC−QB =1,∴2t−2−t=1,解得t=3.∴PC=2t−2=4,此时点P表示的数是1+4=5.或5.综上所述,在运动过程中,存在某一时刻使得PC−QB=1,此时点P表示的数为−138.(2023秋·湖北武汉·七年级统考期末)如图,将一条数轴在原点O和点B处各折一下,得到一条“折线数轴”.图中点A表示−12,点B表示12,点C表示20,我们称点A和点C在数轴上相距32个长度单位,记为L AC=32.动点M从点A出发,沿着“折线数轴”的正方向运动,同时,动点N从点C出发,沿着“折线数轴”的负方向运动,它们在水平轴AO,BC上的速度都是2单位/秒,在O,B之间的上行速度为1单位/秒,下行速度为3单位秒.设运动的时间为t秒.(1)当t=4秒时,M,N两点在数轴上相距多少个单位长度?(2)当M,N两点相遇时,求运动时间t的值.(3)若“折线数轴”上定点P与O,B两点相距的长度相等,且存在某一时刻t,使得两点M,N与点P相距的长度之和等于6,请直接写出t的值为____________.【思路点拨】(1)先计算出AO,BC的长度,再计算出经过4秒,点M和点N运动的路程,即可求解;(2)根据相遇时,两点的路程和等于总路程,即可求解;(3)根据题意,进行分类讨论即可.【解题过程】(1)解:根据题意可得:AO=0−(−12)=12,BC=20−12=8,当t=4秒时,点M的运动路程:2t=8<12,点N的运动路程:2t=8,∴经过4秒,点M在AO上,点N和点B重合,∴点M表示的数为:−12+8=−4,点N表示的数为:20−8=12,∴M、N两点距离为:12−(−4)=16.∴M,N两点在数轴上相距16个单位长度.(2)由(1)可得:AO=12,BC=8,∴点M到点O需要时间:122=6秒,点N到点B需要时间:82=4秒,当相遇时:12+3(t−6)+8+(t−4)=32,解得:t=8.5.(3)∵P与O,B两点相距的长度相等,∴点P为表示的数为6,∴点A与点P距离为6−(−12)=18,点C与点P距离为20−6=14,∵M,N与点P相距的长度之和等于6,∴点M和点N都在OB上,①当点M在OP上,点N在BP上时:∵PM=18−12−3(t−6),PN=14−8−(t−4),∴18−12−3(t−6)+14−8−(t−4)=6,解得:t=3,②当点M在PB上,点N在BP上时:∵PM=12+3(t−6)−18,PN=14−8−(t−4),∴12+3(t−6)−18+14−8−(t−4)=6,解得:t=10;综上:t=3或t=10.9.(2022秋·全国·七年级专题练习)已知数轴上有A、B、C三个点,分别表示有理数−24,−10,10,动点P从A出发,以每秒1个单位的速度向终点C移动,设移动时间为t秒.(1)用含t的代数式表示P到点A和点C的距离:PA=____,PC=____.(2)当点P运动到B点时,点Q从A点出发,以每秒3个单位的速度向C点运动,Q点到达C点后,再立即以同样的速度返回,运动到终点A,则点P出发17秒后QA=____,PQ=_____.(3)在点Q开始运动后,P、Q两点之间的距离能否为2个单位?如果能,请求出此时点P表示的数;如果不能,请说明理由.【思路点拨】(1)先求出点P表示的数为−24+t,然后用数轴上两点间的距离公式计算即可;(2)先分别求出QA=3(t−14),PA=t,然后再计算,当t=17s时QA、PQ的距离即可;(3)分四种情况讨论:①当点P在Q右侧,点Q没有追上点P时;②当点P在Q左侧,点Q追上点P 后;③当点Q到达点C后,点P在Q左侧时;④当点Q到达点C后,点P在Q右侧时.然后分别进行计算求解即可.【解题过程】(1)解:∵动点P从A出发,以每秒1个单位的速度向终点C移动,设移动时间为t秒,∴点P表示的数为−24+t,∴PA=−24+t−(−24)=t,PC=10−(−24+t)=34−t;故答案为:t, 34−t;(2)解:∵当点P运动到B点时,∴t=14,此时点Q从A点出发,以每秒3个单位的速度向C点运动,∴QA=3(t−14),∴当t=17s时,QA=3(t−14)=3×(17−14)=9,PQ=t−3(t−14)=42−2t=42−2×17=8;故答案为:9,8;(3)解:分四种情况进行讨论:①当点P在Q右侧,点Q没有追上点P时,点P:−24+t,点Q:−24+3(t−14),依题,有−24+t−[−24+3(t−14)]=2,解得t=20,∴−24+t=−24+20=−4,∴点P表示的数为:−4;②当点P在Q左侧,点Q追上点P后,依题有,−24+3(t−14)−(−24+t)=2,解得t=22,∴−24+t=−24+22=−2,③当点Q到达点C后,点P在Q左侧时,QA=34−[3(t−14)−34]=110−3t,∴110−3t−t=2,解得t=27,∴−24+t=−24+27=3,∴点P表示的数为:3;④当点Q到达点C后,点P在Q右侧时,∴t−(110−3t)=2,解得t=28,∴−24+t=−24+28=4,∴点P表示的数为:4;综上所述,在点Q开始运动后,P、Q两点之间的距离能够为2个单位,此时点P表示的数为:−4,−2, 3, 4.10.(2022秋·全国·七年级专题练习)如图,A、B分别为数轴上的两点,A点对应的数为−2,B点对应的数为4.(1)A、B间的距离是______;若数轴上点M到点B的距离是4,则点M对应的数为______;(2)若点N也是数轴上的点,点N到点A的距离是点N到原点的距离的1,求点N对应的数;2(3)若动点P从B点出发,以2个单位长度/秒的速度在数轴上运动,同时另一动点Q从A点出发,以4个单位长度/秒的速度在数轴上运动,若两动点经过t秒时,PQ=8,求此时点P对应的数是多少?【思路点拨】(1)根据两点间的距离公式可求出A、B间的距离,分两种情况可求出点M对应的数;(2)分两种情况可求出点N对应的数;(3)先由(1)得到AB=6,再分6种情况根据两点距离公式列出方程可得答案.【解题过程】(1)解:AB=4−(−2)=6,当点M在点B左侧时,点M对应的数为4−4=0,当点M在点B右侧时,点M对应的数为4+4=8,故答案为6,8或4.(2)解:∵“点N 到点A 的距离是点N 到原点的距离的12”,∴点N 在负半轴上,设点N 表示的点为x ,当点N 在点A 右侧时,x−(−2)=12(0−x ),解得x =−43,当点N 在点A 左侧时,−2−x =12(0−x ),解得x =−4,∴点N 对应的数为−43或−4.(3)解:由(1)得AB =6,当P ,Q 都向左运动时,4t +6−2t =8,解得t =1,此时P 运动了2个单位长度,点P 对应的数是4−2=2;当P ,Q 都向右运动时,P ,Q 相遇前,2t +6−4t =8,解得t =−1,故不存在,P ,Q 相遇后,4t−2t−6=8,解得t =7,此时P 运动了14个单位长度,点P 对应的数是4+14=18;当Q 向左运动, P 向右运动时,4t +6+2t =8,解得t =13,此时P 运动了23个单位长度,点P 对应的数是4+23=143;当P 向左运动, Q 向右运动时,P ,Q 相遇前,∵AB =6,∴P ,Q 相遇前不存在PQ =8,P ,Q 相遇后,4t +2t−6=8,解得t =73,此时P 运动了143个单位长度,点P 对应的数是4−143=−23;综上可知,此时点P 对应的数是2或18或143或−23.11.(2022秋·湖南永州·七年级校考期中)如图:在数轴上点A 表示数a ,点B 表示数b ,点C 表示数c ,其中b 是最小的正整数,且多项式(a +3)x 3+4x 2+9x +2是关于x 的二次多项式,一次项系数为c .(1)a = ,b = ,c = ;(2)动点P 从点A 出发,以每秒4个单位长度的速度沿数轴向右运动,动点Q 从点C 出发,以每秒2个单位长度的速度沿数轴向左运动,则当点P 与Q 相遇时,它们运动了多少秒?相遇点对应的数是多少?(3)若点A 、点B 和点C 分别以每秒2个单位长度、1个单位长度和4个单位长度的速度在数轴上同时向左运动时,小明同学发现:m ⋅BC +3AB 的值是个定值,求此时m 的值.【思路点拨】(1)根据多项式与单项式的概念即可求出答案;(2)由(1)中数据求出AC 长度,设当点P 与Q 相遇时,它们运动了x 秒,列方程求解即可;(3)分两种情形讨论解答:①当点C 在点B 右侧时,②当点C 在点B 左侧时,设三点运动的时间为t 秒,依据图形分别表示出线段BC ,AB 的长度,代入m ⋅BC +3AB 中,整理后利用m ⋅BC +3AB 的值是个定值可令t 的系数为0即可求出答案.【解题过程】(1)解:∵b 是最小的正整数,∴b =1,∵多项式(a +3)x 3+4x 2+9x +2是关于x 的二次多项式,∴a +3=0,∴a=−3,∴多项式为:4x2+9x+2,∵它的一次项系数为c,∴c=9,∴a=−3,b=1,c=9,故答案为:−3,1,9;(2)解:由(1)知线段AC长为9−(−3)=12,∵设当点P与Q相遇时,它们运动了x秒,则4x+2x=12,解得x=2,∴当点P与Q相遇时,它们运动了2秒;9-2×2=5,∴相遇点对应的数是5;(3)解:当点C在点B右侧时:设三点运动的时间为t秒,则m⋅BC+3AB=m(9−4t−1+t)+3(1−t+3+2t)=8m+12+3t(1−m),∵m⋅BC+3AB的值是个定值,∴1−m=0,∴m=1,即当m=1时,m⋅BC+3AB为定值20,当点C在点B左侧时:设三点运动的时间为t秒,则m⋅BC+3AB=m[1−t−(9−4t)]+3(1−t+3+2t)=−8m+12+3t(1+m),∵m⋅BC+3AB的值是个定值,∴1+m=0,∴m=−1,即当m=−1时,m⋅BC+3AB为定值20,综上所述:当m=±1时,m⋅BC+3AB为定值20.12.(2022秋·福建泉州·七年级统考期中)我们把数轴上两点之间的距离用表示两点的大写字母一起标记.比如,点A与点B之间的距离记作AB.如图,A、B两点在数轴上对应的数分别为−20、24,(1)直接写出:AB=______;(2)若有M、N两个小球分别从A、B两处同时出发,两小球的运动速度分别为2个单位/秒、5个单位/秒,设运动时间为t秒钟.①若N小球从点B向右运动,则此时点N表示的数为______,NA=______;(请用含t的代数式表示)②若M、N两小球同时向左运动,MN=4,求t的值?③若M小球向右运动,N小球向左运动,同时D小球从原点出发,以6个单位/秒的速度向左运动,在M小球和D小球相遇前的运动过程中,是否存在数m,使得DM+mDN为定值?若存在,请求出m的值;若不存在,请说明理由.【思路点拨】(1)直接用点B表示的数减去点A表示的数即可;(2)①根据N小球运动的速度和时间计算即可;②根据题意,用含t的代数式分别表示出点M和点N的数,再由MN=4即可解出t的值;③表示出点D表示的数,算出当M和N小球相遇时的时间,由此表示出DM、DN,根据DM+mDN为定值求出m即可.【解题过程】(1)解:由题意得AB=24−(−20)=24+20=44,故答案为:44;(2)解:∵小球从点B向右运动,运动速度为5个单位/秒,运动时间为t秒钟,∴此时点N表示的数为24+5t,∴NA=24+5t−(−20)=44+5t,故答案为:24+5t,44+5t;②∵M、N两小球同时向左运动,M小球从A处出发,运动速度为2个单位/秒,运动时间为t秒钟,N小球从B 处出发,运动速度为5个单位/秒,运动时间为t秒钟,∴点M表示的数为−(20+2t),点N表示的数为24−5t,∴MN=|44−3t|,当44−3t=4时,解得t=40,3当44−3t=−4时,解得t=16,∴当MN=4时,t=40或t=16;3③∵D小球从原点出发,以6个单位/秒的速度向左运动,∴点D 表示的数为−6t ,当M 和N 小球相遇时,有2t +6t =20,解得t =52,在M 小球和D 小球相遇前的运动过程中,有DM =−6t−(−20+2t )=20−8t ,DN =24−5t−(−6t )=24+t ,则DM +mDN =20−8t +m (24+t )=20+24m +(m−8)t ,∵DM +mDN 为定值,∴m−8=0,∴m =8,∴当m =8时,DM +mDN 为定值.13.(2022秋·全国·七年级专题练习)探究与发现:|a−b |表示a 与b 之差的绝对值,实际上也可理解为a 与b 两数在数轴上所对应的两点之间的距离.如|x−3|的几何意义是数轴上表示有理数x 的点与表示有理数3的点之间的距离.(1)如图,已知数轴上点A 表示的数为8,B 是数轴上位于点A 左侧一点,且AB =20,则数轴上点B 表示的数 ;(1)若|x−8|=2,则x = .(2)拓展与延伸:在(1)的基础上,解决下列问题:动点P 从O 点出发,以每秒5个单位长度的速度沿数轴向右匀速运动,设运动时间为t (t >0)秒.求当t 为多少秒时?A ,P 两点之间的距离为2;(3)数轴上还有一点C 所对应的数为30,动点P 和Q 同时从点O 和点B 出发分别以每秒5个单位长度和每秒10个单位长度的速度向C 点运动,点Q 到达C 点后,再立即以 同样的速度返回,点P 到达点C 后,运动停止.设运动时间为t (t >0)秒.问当t 为多少秒时?P ,Q 之间的距离为4【思路点拨】(1)利用数轴上两点间的距离公式,找出点B 表示的数;(2)利用绝对值的定义(绝对值是指一个数在数轴上所对应点到原点的距离),去掉绝对值符号;(3)找准等量关系,正确列出一元一次方程;(4)分0<t <215,215≤t <6或t ≥6三种情况,找出关于t 的一元一次方程.【解题过程】(1)数轴上点B 表示的数=8−20=−12.。
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运动变化型问题专题复习【考点导航】运动变化题是指以三角形、四边形、圆等几何图形为载体,设计动态变化,并对变化过程中伴随着的等量关系、变量关系、图形的特殊状态、图形间的特殊关系等进行考察研究的一类问题,这类试题信息量大,题目灵活多变,有较强的选拔功能,是近年来中考数学试题的热点题型之一,常以压轴题的面目出现.解决此类问题需要运用运动和变化的观点,把握运动和变化的全过程,动中取静,静中求动,抓住变化过程中的特殊情形,建立方程、不等式、函数模型. 【答题锦囊】例1 如图在Rt △ABC 中,∠C =90°,AC =12,BC =16,动点P 从点A 出发沿AC 边向点C 以每秒3个单位长的速度运动,动点Q 从点C 出发沿CB 边向点B 以每秒4个单位长的速度运动.P ,Q 分别从点A ,C 同时出发,当其中一点到达端点时,另一点也随之停止运动.在运动过程中,△PCQ 关于直线PQ 对称的图形是△PDQ .设运动时间为t (秒).(1)设四边形PCQD 的面积为y ,求y 与t 的函数关系式; (2)t 为何值时,四边形PQBA 是梯形?(3)是否存在时刻t ,使得PD ∥AB ?若存在,求出t 的值;若不存在,请说明理由;(4)通过观察、画图或折纸等方法,猜想是否存在时刻t ,使得PD ⊥AB ?若存在,请估计t 的值在括号中的哪个时间段内(0≤t ≤1;1<t ≤2;2<t ≤3;3<t ≤4);若不存在,请简要说明理由.例2 如图2,直角梯形ABCD 中,AB ∥CD ,∠A=900,AB=6,AD=4,DC=3,动点P 从点A 出发,沿A →D →C →B 方向移动,动点Q 从点A 出发,在AB 边上移动.设点P 移动的路程为x ,点Q 移动的路程为y ,线段PQ 平分梯形ABCD 的周长.(1)求y 与x 的函数关系式,并求出x y ,的取值范围; (2)当PQ ∥AC 时,求x y ,的值;(3)当P 不在BC 边上时,线段PQ 能否平分梯形ABCD 的面积?若能,求出此时x 的值;若不能,说明理由.图1PACDQPB图2例3 如图3,在平面直角坐标系中,以坐标原点O 为圆心,2为半径画⊙O ,P 是⊙O 上一动点,且P 在第一象限内,过点P 作⊙O 的切线与x 轴相交于点A ,与y 轴相交于点B .(1)点P 在运动时,线段AB 的长度也在发生变化,请写出线段AB 长度的最小值,并说明理由;(2)在⊙O 上是否存在一点Q ,使得以Q 、O 、A 、P 为顶点的四边形时平行四边形?若存在,请求出Q 点的坐标;若不存在,请说明理由.例4 如图7①,一张三角形纸片ABC ,∠ACB=90°,AC=8,BC=6.沿斜边AB 的中线CD 把这张纸片剪成11AC D ∆和22BC D ∆两个三角形(如图7②所示).将纸片11AC D ∆沿直线2D B (AB )方向平移(点12,,,A D D B始终在同一直线上),当点1D 于点B 重合时,停止平移.在平移过程中,11C D 与2BC 交于点E,1AC 与222C D BC 、分别交于点F 、P.⑴当11AC D ∆平移到如图7③所示的位置时,猜想图中的1D E 与2D F 的数量关系,并证明你的猜想; ⑵设平移距离21D D 为x ,11AC D ∆与22BC D ∆重叠部分面积为y ,请写出y 与x 的函数关系式,以及自变量的取值范围;⑶对于(2)中的结论是否存在这样的x 的值,使重叠部分的面积等于原ABC ∆面积的14.若存在,求x 的值;若不存在,请说明理由.【中考预测】122③CB DA①C 2D 2C 1BD 1A②图7⒈如图8①,有两个形状完全相同的直角三角形ABC和EFG叠放在一起(点A与点E重合),已知AC=8cm,BC=6cm,∠C=90°,EG=4cm,∠EGF=90°,O是△EFG斜边上的中点.如图8②,若整个△EFG从图①的位置出发,以1cm/s 的速度沿射线AB方向平移,在△EFG 平移的同时,点P从△EFG的顶点G出发,以1cm/s 的速度在直角边GF上向点F运动,当点P到达点F时,点P停止运动,△EFG也随之停止平移.设运动时间为x(s),FG的延长线交 AC于H,四边形OAHP的面积为y(cm2)(不考虑点P与G、F重合的情况).(1)当x为何值时,OP∥AC ?(2)求y与x 之间的函数关系式,并确定自变量x的取值范围.(3)是否存在某一时刻,使四边形OAHP面积与△ABC面积的比为13∶24?若存在,求出x的值;若不存在,说明理由.(参考数据:1142=12996,1152=13225,1162=13456或4.42=19.36,4.52=20.25,4.62=21.16)⒉如图9,在平面直角坐标系中,两个函数y=x,6x21y+-=的图象交于点A.动点P从点O开始沿OA方向以每秒1个单位的速度运动,作PQ//x轴交直线BC于点Q,以PQ为一边向下作正方形PQMN,设它与ΔOAB重叠部分的面积为S.(1)求点A的坐标.(2)试求出点P在线段OA上运动时,S与运动时间t(秒)的关系式.(3)在(2)的条件下,S是否有最大值?若有,求出t为何值时,S有最大值,并求出最大值;若没有,请说明理由.(4)若点P经过点A后继续按原方向、原速度运动,当正方形PQMN和ΔOAB重叠部分面积最大时,运动时间t满足的条件是__________.图8图9⒊如图10,平面直角坐标系中,直线AB与x轴,y轴分别交于A(3,0),B(0,3)两点, ,点C为线段AB上的一动点,过点C作CD⊥x轴于点D.(1)求直线AB的解析式;(2)若S梯形OBCD=433,求点C的坐标;(3)在第一象限内是否存在点P,使得以P,O,B为顶点的三角形与△OBA相似.若存在,请求出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.⒋如图11,在锐角ABC△中,9BC=,AH BC⊥于点H,且6AH=,点D为AB边上的任意一点,过点D作DE BC∥,交AC于点E.设ADE△的高AF为(06)x x<<,以DE为折线将ADE△翻折,所得的A DE'△与梯形DBCE重叠部分的面积记为y(点A关于DE的对称点A'落在AH所在的直线上).(1)分别求出当03x<≤与36x<<时,y与x的函数关系式;(2)当x取何值时,y的值最大?最大值是多少?图10AEFDA'CAB图11⒌如图12,在ABC ∆中,∠C=900,AC=4cm ,BC=5cm ,点D 在BC 上,且CD=3cm ,现有两个动点P 、Q 分别从点A 和点B 同时出发,其中点P 以1cm/s 的速度,沿AC 向终点C 移动;点Q 以1.25cm/s 的速度沿BC 向终点C 移动.过点P 作PE ∥BC 交AD 于点E ,连结EQ .设动点运动时间为x 秒. (1)用含x 的代数式表示AE 、DE 的长度;(2)当点Q 在BD (不包括点B 、D )上移动时,设EDQ ∆的面积为2()y cm ,求y 与月份x 的函数关系式,并写出自变量x 的取值范围;(3)当x 为何值时,EDQ ∆为直角三角形.⒍如图13,在平面直角坐标系中,已知点(0A ,点B 在x 正半轴上,且30ABO =o ∠.动点P 在线段AB 上从点A 向点B以每秒个单位的速度运动,设运动时间为t 秒.在x 轴上取两点M N ,作等边PMN △.(1)求直线AB 的解析式;(2)求等边PMN △的边长(用t 的代数式表示),并求出当等边PMN △的顶点M 运动到与原点O 重合时t 的值;(3)如果取OB 的中点D ,以OD 为边在Rt AOB △内部作如图14所示的矩形ODCE ,点C 在线段AB 上.设等边PMN △和矩形ODCE 重叠部分的面积为S ,请求出当02t ≤≤秒时S 与t 的函数关系式,并求出S 的最大值.图12⒎如图15,已知Rt ABC △中,30CAB ∠=o,5BC =.过点A 作AE AB ⊥,且15AE =,连接BE 交AC 于点P .(1)求PA 的长;(2)以点A 为圆心,AP 为半径作⊙A ,试判断BE 与⊙A 是否相切,并说明理由;(3)如图16,过点C 作CD AE ⊥,垂足为D .以点A 为圆心,r 为半径作⊙A ;以点C 为圆心,R 为半径作⊙C .若r 和R 的大小是可变化的,并且在变化过程中保持⊙A 和⊙C 相切..,且使D 点在⊙A 的内部,B 点在⊙A 的外部,求r 和R 的变化范围.8.已知抛物线c bx ax y 2++=,经过点A (0,5)和点B (3,2) (1)求抛物线的解析式;(2)现有一半径为1,圆心P 在抛物线上运动的动圆,问⊙P 在运动过程中,是否存在⊙P 与坐标轴相切的情况?若存在,请求出圆心P 的坐标;若不存在,请说明理由;(3)若⊙Q 的半径为r ,点Q 在抛物线上、⊙Q 与两坐轴都相切时求半径r 的值.图15图16⒐如图17,在平面直角坐标系中,点P 从点A 开始沿x 轴向点O 以1cm /s 的速度移动,点Q 从点O 开始沿y 轴向点B 以2cm /s 的速度移动,且OA=6cm ,OB=12cm.如果P ,Q 分别从A ,O 同时出发.⑴设△POQ 的面积等于y,运动时间为x ,写出y 与x 之间的函数关系,并求出面积的最大值; ⑵几秒后△POQ 与△AOB 相似;⑶几秒后以PQ 为直径的圆与直线AB 相切.⒑如图18,在等腰梯形ABCD 中,AB ∥DC ,AB =8cm ,CD =2cm ,AD =6cm .点P 从点A 出发,以2cm/s 的速度沿AB 向终点B 运动;点Q 从点C 出发,以1cm/s 的速度沿CD 、DA 向终点A 运动(P 、Q 两点中,有一个点运动到终点时,所有运动即终止).设P 、Q 同时出发并运动了t 秒.(1)当PQ 将梯形ABCD 分成两个直角梯形时,求t 的值;(2)试问是否存在这样的t ,使四边形PBCQ 的面积是梯形ABCD 面积的一半?若存在,求出这样的t 的值,若不存在,请说明理由。
A B x y O PQ 图17 612 图18。