初中数学动态几何问题
动点型问题 初中数学几何
一、知识回顾1、提示:所谓“动点型问题”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性题目.解决这类问题的关键是动中求静,灵活运用有关数学知识解决问题. 关键:动中求静. 数学思想:分类思想数形结合思想转化思想2、几个类型(一)点动问题。
(二)线动问题。
(三)面动问题。
解决动态几何问题的常见方法有(一)特殊探路,一般推证;(二)动手实践,操作确认;(三)建立联系。
二、典型例题例1、如图,在△ABC中,AB=AC=10cm,BC=12cm,E是BA延长线的一点.(1)利用尺规△EAC的平分线AD(保留作图痕迹,不写作法);(2)若点P在射线AD上从点A开始运动,点Q在线段CB上从点C向点点B运动,运动的速度均为1cm/s,运动时间为t,若P、Q同时运动.△连接PQ交AC于点O.求证:AO=CO;△填空:当t=秒时四边形APCQ一定是矩形;△填空:当t=秒时四边形APCQ一定是菱形.变式:如图,在Rt△ABC中,△C=90°,AC=BC=6cm,点P从点B出发,沿BA方向以每秒cm的速度向终点A运动;同时,动点Q从点C出发沿CB方向以每秒1cm的速度向终点B运动,将△BPQ沿BC翻折,点P的对应点为点P′,设Q点运动的时间t秒,若四边形QPBP′为菱形,求t的值多少秒?并说明理由.例2、如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,△B=90°,AB=8cm,AD=16cm,BC=22cm,点P从点A出发,以1cm/s的速度向点D运动,点Q从点C同时出发,以3cm/s的速度向点B运动,其中一个动点到达端点时,另一个动点也随之停止运动,设运动时间为t秒.(1)当t为多少时,四边形ABQP成为矩形?(2)四边形PBQD是否能成为菱形?若能,求出t的值;若不能,请说明理由,并探究如何改变Q点的速度(匀速运动),使四边形PBQD在某一时刻为菱形,求点Q的速度.变式:如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,AD=12cm,BC=15cm,点P自点A向D以1cm/s的速度运动,到D点即停止.点Q自点C向B以2cm/s的速度运动,到B点即停止,点P,Q同时出发,设运动时间为t(s).(1)用含t的代数式表示:AP=;DP=;BQ=;CQ=.(2)当t为何值时,四边形APQB是平行四边形?(3)当t为何值时,四边形PDCQ是平行四边形?例3、如图,矩形ABCD中,点P是线段AD上的一个动点,O为BD的中点,PO的延长线交BC于Q.(1)求证:OP=OQ;(2)若AD=8cm,AB=6cm,点P从点A出发,以1cm/s的速度向点D运动(不与D重合).设点P运动的时间为t秒,请用t表示PD的长;(3)当t为何值时,四边形PBQD是菱形?变式:如图,矩形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,点P是线段AD上一动点(不与与点D重合),PO的延长线交BC于Q点.(1)求证:四边形PBQD为平行四边形.(2)若AB=6cm,AD=8cm,P从点A出发.以1cm/秒的速度向点D匀速运动.设点P运动时间为t秒,问四边形PBQD能够成为菱形吗?如果能,求出相应的t值;如果不能,说明理由.三、拓展训练1.如图所示,在四边形ABCD中,AD∥BC,AD=24cm,BC=30cm,点P从A向点D以1cm/s 的速度运动,到点D即停止.点Q从点C向点B以2cm/s的速度运动,到点B即停止.直线PQ将四边形ABCD截得两个四边形,分别为四边形ABQP和四边形PQCD,则当P,Q 两点同时出发,几秒后所截得两个四边形中,其中一个四边形为平行四边形?2.如图,在平面直角坐标系中,点A,B的坐标分别是(﹣3,0),(0,6),动点P从点O出发,沿x轴正方向以每秒1个单位的速度运动,同时动点C从点B出发,沿射线BO方向以每秒2个单位的速度运动.以CP,CO为邻边构造□PCOD.在线段OP延长线上一动点E,且满足PE=AO.(1)当点C在线段OB上运动时,求证:四边形ADEC为平行四边形;(2)当点P运动的时间为秒时,求此时四边形ADEC的周长是多少?四、课后练习1.如图,在四边形ABCD中,AD△BC,△B=90°,AD=18cm,BC=21cm,点P从点A开始沿AD边向D以1cm/s的速度运动,点Q从C点开始沿CB边向B以2cm/s的速度运动,如果P、Q分别从A、C同时出发,设运动时间为t秒.求:(1)当t为何值时,四边形ABQP为矩形?(2)当t为何值时,四边形PQCD为平行四边形?2.如图,在等边三角形ABC中,BC=6cm,射线AG△BC,点E从点A出发沿射线AG以lcm/s 的速度运动,同时点F从点B出发沿线射BC以2cm/s的速度运动,设运动时间为t(s).(1)连接EF,当EF经过AC边的中点D时,求证:△ADE△△CDF;(2)当t为多少时,四边形ACFE是菱形.。
初中数学竞赛辅导讲义及习题解答 第27讲 动态几何问题透视
第二十七讲 动态几何问题透视春去秋来,花开花落,物转星移,世间万物每时每刻都处于运动变化、相互联系、相互转化中,事物的本质特征只有在运动中方能凸现出来.动态几何问题,是指以几何知识和图形为背景,渗入运动变化观点的一类问题,常见的形式是:点在线段或弧线上运动、图形的翻折、平移、旋转等,解这类问题的基本策略是: 1.动中觅静这里的“静”就是问题中的不变量、不变关系,动中觅静就是在运动变化中探索问题中的不变性.2.动静互化“静”只是“动”的瞬间,是运动的一种特殊形式,动静互化就是抓住“静”的瞬间,使一般情形转化为特殊问题,从而找到“动”与“静”的关系. 3.以动制动以动制动就是建立图形中两个变量的函数关系,通过研究运动函数,用联系发展的观点来研究变动元素的关系.注:几何动态既是一类问题,也是一种观点与思维方法,运用几何动态的观点,可以把表面看来不同的定理统一起来,可以找到探求几何中的最值、定值等问题的方法;更一般情况是,对于一个数学问题,努力去发掘更多结论,不同解法,通过弱化或强化条件来探讨结论的状况等,这就是常说的“动态思维”. 【例题求解】【例1】 如图,把直角三角形ABC 的斜边AB 放在定直线上,按顺时针方向在l 上转动两次,使它转到A ″B ″C ″的位置,设BC=1,AC=3,则顶点A 运动到点A ″的位置时,点A 经过的路线与直线l 所围成的面积是 .思路点拨 解题的关键是将转动的图形准确分割.Rt ΔABC 的两次转动,顶点A 所经过 的路线是两段圆弧,其中圆心角分别为120°和90°,半径分别为2和3,但该路线与直线l 所围成的面积不只是两个扇形面积之和.【例2】如图,在⊙O 中,P 是直径AB 上一动点,在AB 同侧作AA ′⊥AB ,BB ′⊥AB ,且AA ′=AP ,BB ′=BP ,连结A ′B ′,当点P 从点A 移到点B 时,A ′B ′的中点的位置( ) A .在平分AB 的某直线上移动 B .在垂直AB 的某直线上移动C .在AmB 上移动D .保持固定不移动⌒思路点拨画图、操作、实验,从中发现规律.【例3】如图,菱形OABC的长为4厘米,∠AOC=60°,动点P从O出发,以每秒1厘米的速度沿O→A→B路线运动,点P出发2秒后,动点Q从O出发,在OA上以每秒1厘米的速度,在AB上以每秒2厘米的速度沿O→A→B路线运动,过P、Q两点分别作对角线AC的平行线.设P点运动的时间为x秒,这两条平行线在菱形上截出的图形(图中的阴影部分)的周长为y厘米,请你回答下列问题:(1)当x=3时,y的值是多少?(2)就下列各种情形:①0≤x≤2;②2≤x≤4;③4≤x≤6;④6≤x≤8.求y与x之间的函数关系式.(3)在给出的直角坐标系中,用图象表示(2)中的各种情形下y与x的关系.思路点拨本例是一个动态几何问题,又是一个“分段函数”问题,需运用动态的观点,将各段分别讨论、画图、计算.注:动与静是对立的,又是统:一的,无论图形运动变化的哪一类问题,都真实地反映了现实世界中数与形的变与不变两个方面,从辩证的角度去观察、探索、研究此类问题,是一种重要的解题策略.建立运动函数关系就更一般地、整体-地把握了问题,许多相关问题就转化为求函数值或自变量的值.【例4】 如图,正方形ABCD 中,有一直径为BC 的半圆,BC=2cm ,现有两点E 、F ,分别从点B 、点A 同时出发,点E 沿线段BA 以1m /秒的速度向点A 运动,点F 沿折线A —D —C 以2cm /秒的速度向点C 运动,设点E 离开点B 的时间为2 (秒). (1)当t 为何值时,线段EF 与BC 平行?(2)设1<t <2,当t 为何值时,EF 与半圆相切?(3)当1≤t <2时,设EF 与AC 相交于点P ,问点E 、F 运动时,点P 的位置是否发生变化?若发生变化,请说明理由;若不发生变化,请给予证明,并求AP :PC 的值.思路点拨 动中取静,根据题意画出不同位置的图形,然后分别求解,这是解本例的基本策略,对于(1)、(2),运用相关几何性质建立关于t 的方程;对于(3),点P 的位置是否发生变化,只需看PCAP是否为一定值.注:动态几何问题常通过观察、比较、分析、归纳等方法寻求图形中某些结论不变或变化规律,而把特定的运动状态,通过代数化来定量刻画描述也是解这类问题的重要思想.【例5】 ⊙O 1与⊙O 2相交于A 、B 两点;如图(1),连结O 2 O 1并延长交⊙O 1于P 点,连结PA 、PB 并分别延长交⊙O 2于C 、D 两点,连结C O 2并延长交⊙O 2于E 点.已知⊙O 2的半径为R ,设∠CAD=α.(1)求:CD 的长(用含R 、α的式子表示);(2)试判断CD 与PO 1的位置关系,并说明理由;(3)设点P ′为⊙O 1上(⊙O 2外)的动点,连结P ′A 、P ′B 并分别延长交⊙O 2于C ′、D ′,请你探究∠C ′AD ′是否等于α? C ′D ′与P ′O l 的位置关系如何?并说明理由.思路点拨 对于(1)、(2),作出圆中常见辅助线;对于(3),P 点虽为OO l 上的一个动点,但⊙O 1、⊙O 2一些量(如半径、AB)都是定值或定弧,运用圆的性质,把角与孤联系起来.⌒学力训练1.如图, ΔABC 中,∠C=90°,AB=12cm ,∠ABC=60°,将ΔABC 以点B 为中心顺时针旋转,使点C 旋转到AB 延长线上的D 处,则AC 边扫过的图形的面积是 cm (π=3.14159…,最后结果保留三个有效数字).2.如图,在Rt Δ ABC 中,∠C=90°,∠A=60°,AC=3 cm ,将ΔABC 绕点B 旋转至ΔA'BC'的位置,且使A 、B 、C'三点在同一条直线上,则点A 经过的最短路线的长度是 cm .3.一块等边三角形的木板,边长为l ,现将木板沿水平线翻滚,那么B 点从开始至结束走过的路径长度为( ) A .23π B .34πC .4D .232π+4.把ΔABC 沿AB 边平移到ΔA'B'C'的位置,它们的重叠部分的面积是ΔABC 的面积的一半,若AB=2,则此三角形移动的距离AA'是( )A .12-B .22C .1D .215.如图,正三角形ABC 的边长为63厘米,⊙O 的半径为r 厘米,当圆心O 从点A 出发,沿着线路AB —BC —CA 运动,回到点A 时,⊙O 随着点O 的运动而移动. (1)若r=3厘米,求⊙O 首次与BC 边相切时AO 的长;(2)在O 移动过程中,从切点的个数来考虑,相切有几种不同的情况?写出不同的情况下,r 的取值范围及相应的切点个数;(3)设O 在整个移动过程中,在ΔABC 内部,⊙O 未经过的部分的面积为S ,在S>0时,求关于r 的函数解析式,并写出自变量r 的取值范围.6.已知:如图,⊙O 韵直径为10,弦AC=8,点B 在圆周上运动(与A 、C 两点不重合),连结BC 、BA ,过点C 作CD ⊥AB 于D .设CB 的长为x ,CD 的长为y . (1)求y 关于x 的函数关系式;当以BC 为直径的圆与AC 相切时,求y 的值; (2)在点B 运动的过程中,以CD 为直径的圆与⊙O 有几种位置关系,并求出不同位置时y 的取值范围;(3)在点B 运动的过程中,如果过B 作BE ⊥AC 于E ,那么以BE 为直径的圆与⊙O 能内切吗?若不能,说明理由;若能,求出BE 的长.7.如图,已知A 为∠POQ 的边OQ 上一点,以A 为顶点的∠MAN 的两边分别交射线OP 于M 、N 两点,且∠MAN=∠POQ=α(α为锐角).当∠MAN 以点A 为旋转中心,AM 边从与AO 重合的位置开始,按逆时针方向旋转(∠MAN 保持不变)时,M 、N 两点在射线OP 上同时以不同的速度向右平移移动.设OM=x ,ON= (y >x ≥0),ΔAOM 的面积为S ,若cos α、OA 是方程02522=+-z z 的两个根.(1)当∠MAN 旋转30°(即∠OAM=30°)时,求点N 移动的距离; (2)求证:AN 2=ON ·MN ;(3)求y 与x 之间的函数关系式及自变量x 的取值范围; (4)试写出S 随x 变化的函数关系式,并确定S 的取值范围.8.已知:如图,梯形ABCD 中,AD ∥BC ,AB=CD=3cm ,∠C =60°,BD ⊥CD . (1)求BC 、AD 的长度;(2)若点P 从点B 开始沿BC 边向点C 以2cm /s 的速度运动,点Q 从点C 开始沿CD 边向点D 以1cm /s 的速度运动,当P 、Q 分别从B 、C 同时出发时,写出五边形ABPQD 的面积S 与运动时间t 之间的函数关系式,并写出自变量t 的取值范围(不包含点P 在B 、C 两点的情况);(3)在(2)的前提下,是否存在某一时刻t ,使线段PQ 把梯形ABCD 分成两部分的面积比为1:5?若存在,求出t 的值;若不存在,请说明理由.9.已知:如图①,E 、F 、G 、H 按照AE=CG ,BF=DH ,BF =nAE(n 是正整数)的关系,分别在两邻边长a 、na 的矩形ABCD 各边上运动.设AE=x ,四边形EFGH 的面积为S .(1)当n=l 、2时,如图②、③,观察运动情况,写出四边形EFGH 各顶点运动到何位置,使?(2)当n=3时,如图④,求S 与x 之间的函数关系式(写出自变量x 的取值范围),探索S 随x 增大而变化的规律;猜想四边形EFGH 各顶点运动到何位置,使ABCD S S 矩形21; (3)当n=k (k ≥1)时,你所得到的规律和猜想是否成立?请说明理由.10.如图1,在直角坐标系中,点E 从O 点出发,以1个单位/秒的速度沿x 轴正方向运动,点F 从O 点出发,以2个单位/秒的速度沿y 轴正方向运动,B(4,2),以BE 为直径作⊙O 1.(1)若点E 、F 同时出发,设线段EF 与线段OB 交于点G ,试判断点G 与⊙O 1的位置关系,并证明你的结论;(2)在(1)的条件下,连结FB ,几秒时FB 与⊙O 1相切?(3)如图2,若E 点提前2秒出发,点F 再出发,当点F 出发后,E 点在A 点左侧时,设BA ⊥x 轴于A 点,连结AF 交⊙O 1于点P ,试问PA ·FA 的值是否会发生变化?若不变,请说明理由,并求其值;若变化,请求其值的变化范围.参考答案。
中考几何-动态试题解法(解析版)
中考几何动态试题解法专题知识点概述一、动态问题概述1.就运动类型而言,有函数中的动点问题有图象问题、面积问题、最值问题、和差问题、定值问题和存在性问题等。
2.就运动对象而言,几何图形中的动点问题有点动、线动、面动三大类。
3.就图形变化而言,有轴对称(翻折)、平移、旋转(中心对称、滚动)等。
4.动态问题一般分两类,一类是代数综合方面,在坐标系中有动点,动直线,一般是利用多种函数交叉求解。
另一类就是几何综合题,在梯形,矩形,三角形中设立动点、线以及整体平移翻转,对考生的综合分析能力进行考察。
所以说,动态问题是中考数学当中的重中之重,属于初中数学难点,综合性强,只有完全掌握才能拿高分。
二、动点与函数图象问题常见的四种类型1.三角形中的动点问题:动点沿三角形的边运动,根据问题中的常量与变量之间的关系,判断函数图象。
2.四边形中的动点问题:动点沿四边形的边运动,根据问题中的常量与变量之间的关系,判断函数图象。
3.圆中的动点问题:动点沿圆周运动,根据问题中的常量与变量之间的关系,判断函数图象。
4.直线、双曲线、抛物线中的动点问题:动点沿直线、双曲线、抛物线运动,根据问题中的常量与变量之间的关系,判断函数图象。
三、图形运动与函数图象问题常见的三种类型1.线段与多边形的运动图形问题:把一条线段沿一定方向运动经过三角形或四边形,根据问题中的常量与变量之间的关系,进行分段,判断函数图象。
2.多边形与多边形的运动图形问题:把一个三角形或四边形沿一定方向运动经过另一个多边形,根据问题中的常量与变量之间的关系,进行分段,判断函数图象。
3.多边形与圆的运动图形问题:把一个圆沿一定方向运动经过一个三角形或四边形,或把一个三角形或四边形沿一定方向运动经过一个圆,根据问题中的常量与变量之间的关系,进行分段,判断函数图象。
四、动点问题常见的四种类型解题思路1.三角形中的动点问题:动点沿三角形的边运动,通过全等或相似,探究构成的新图形与原图形的边或角的关系。
浅析初中数学动态几何问题的教学策略
浅析初中数学动态几何问题的教学策略摘要:数学动态几何问题是对学生是否全面、灵活掌握知识点的综合考察,是近年来中考的热点及难点。
但因为动态几何题目变量多,在几何图形的运动中,伴随着出现图形的位置、数量关系的“变”与“不变”性,不少学生对之有着极大的畏难情绪,导致中考失分。
因此中考数学动态问题的研究更具有实际意义。
关键词:初中数学动态几何题教学策略一、变式教学下的“减负高效”课堂动态几何题的解题,有时候需要变化的思想,这也是初中数学教学的精髓部分,笔者认为通过变式教学,有利于帮助学生开阔眼界、拓宽思路、提高应变能力,防止思维定势的负面影响。
例1:在平面直角坐标系中有一点A(4,2)在X轴上找一点B,使得为等腰三角形,请写出点B的坐标。
设计意图:通过一个比较简单的等腰三角形的要的数学动态作为切入点,使所有学生明白数学动态的思想并不深奥,只要针对三种情况画出相应的图形,解答起来并不困难。
切入点比较低,调动所有学生的学习兴趣。
变式1:若在X轴上有一点P(6,0),请在平面直角坐标系中在再找一个点Q,使四边形AOPQ为平行四边形,写出点Q的坐标。
变式2:若点P(6,0),请在平面直角坐标系中再找一点Q,写出使A,O,P,Q 为顶点的平行四边形的点Q的坐标。
设计意图:通过两个变式将对等腰三角形的分类讨论延伸到平行四边形第四个顶点的讨论,进一步让学生明确不同的对象,不同的条件下的分类讨论方法,同时也培养不同情况下的画图并正确解答的能力。
变式3:在坐标轴上是否存在一点C,使得为直角三角形?若存在,请求出点C的坐标,若不存在,请说明理由。
设计意图:通过变式把数学动态的对象变成直角三角形,通过对不同的角为直角的讨论得到不同的情况。
讨论的范围也从母题的x轴扩展到坐标轴。
同时注意数学动态不重复不遗漏的原则。
变4:过点A做轴,垂足为D,在直角坐标系中找一点E,使得与相似。
设计意图:通过变式把数学动态的对象变成相似三角形,本题情况比较多也比较复杂,如果学生能过顺利的解答,那么对于数学动态在不同的对象,不同的范围内的理解将更加的深刻。
初中数学动态几何定值问题(word版+详解答案)
动态几何定值问题【考题研究】数学因运动而充满活力,数学因变化而精彩纷呈。
动态题是近年来中考的的一个热点问题,以运动的观点探究几何图形的变化规律问题,称之为动态几何问题,随之产生的动态几何试题就是研究在几何图形的运动中,伴随着出现一定的图形位置、数量关系的“变”与“不变”性的试题,就其运动对象而言,有点动、线动、面动三大类,就其运动形式而言,有轴对称(翻折)、平移、旋转(中心对称、滚动)等,就问题类型而言,有函数关系和图象问题、面积问题、最值问题、和差问题、定值问题和存在性问题等。
解这类题目要“以静制动”,即把动态问题,变为静态问题来解,而静态问题又是动态问题的特殊情况。
以动态几何问题为基架而精心设计的考题,可谓璀璨夺目、精彩四射。
【解题攻略】动态几何形成的定值和恒等问题是动态几何中的常见问题,其考点包括线段(和差)为定值问题;角度(和差)为定值问题;面积(和差)为定值问题;其它定值问题。
解答动态几何定值问题的方法,一般有两种:第一种是分两步完成:先探求定值. 它要用题中固有的几何量表示.再证明它能成立.探求的方法,常用特殊位置定值法,即把动点放在特殊的位置,找出定值的表达式,然后写出证明.第二种是采用综合法,直接写出证明.【解题类型及其思路】在中考中,动态几何形成的定值和恒等问题命题形式主要为解答题。
在中考压轴题中,动态几何之定值(恒等)问题的重点是线段(和差)为定值问题,问题的难点在于准确应用适当的定理和方法进行探究。
【典例指引】类型一【线段及线段的和差为定值】【典例指引1】已知:△ABC是等腰直角三角形,∠BAC=90°,将△ABC绕点C顺时针方向旋转得到△A′B′C,记旋转角为α,当90°<α<180°时,作A′D⊥AC,垂足为D,A′D与B′C交于点E.(1)如图1,当∠CA ′D =15°时,作∠A ′EC 的平分线EF 交BC 于点F . ①写出旋转角α的度数; ②求证:EA ′+EC =EF ;(2)如图2,在(1)的条件下,设P 是直线A ′D 上的一个动点,连接PA ,PF ,若AB=2,求线段PA +PF 的最小值.(结果保留根号) 【举一反三】如图(1),已知∠=90MON ,点P 为射线ON 上一点,且=4OP ,B 、C 为射线OM 和ON 上的两个动点(OC OP >),过点P 作PA ⊥BC ,垂足为点A ,且=2PA ,联结BP .(1)若12PAC ABOPS S ∆=四边形时,求tan BPO ∠的值; (2)设PC x =,ABy BC=求y 与x 之间的函数解析式,并写出定义域; (3)如图(2),过点A 作BP 的垂线,垂足为点H ,交射线ON 于点Q ,点B 、C 在射线OM 和ON 上运动时,探索线段OQ 的长是否发生变化?若不发生变化,求出它的值。
初中数学全等三角形中的动态问题(知识点例题解析)
初中数学全等三角形中的动态问题(知识点+例题解析)初中数学中,动点问题是学习的重、难点,在三角形、矩形等一些几何图形上,设计一个或多个动点,探究全等三角形存在性问题,该类题目具有较强的综合性。
解决动点问题常见的答题思路是:1.注意分类讨论;2.仔细探究全等三角形对应边与对应角的变化;3.利用时间表示出相应线段或边的长度,列出方程求解.【典例解析】【例1-1】(2020·周口市月考)如图,CA⊥AB,垂足为点A,AB=8,AC=4,射线BM⊥AB,垂足为点B,一动点E从A点出发以2厘米/秒的速度沿射线AN运动,点D为射线BM上一动点,随着E点运动而运动,且始终保持ED=CB,当点E离开点A后,运动______秒时,△DEB与△BCA全等.【例1-2】(2020·江阴市月考)已知:如图,在长方形ABCD中,AB=4,AD=6.延长BC到点E,使CE=2,连接DE,动点P从点B出发,以每秒2个单位的速度沿BC-CD-DA向终点A运动,设点P的运动时间为t秒,当t的值为_____秒时,△ABP和△DCE全等.A.1B.1或3C.1或7D.3或7【变式1-1】(2020·无锡市月考)如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=7cm,BC=3cm,CD为AB边上的高.点E从点B出发沿直线BC以2cm/s的速度移动,过点E作BC的垂线交直线CD于点F.(1)试说明:∠A=∠BCD;(2)当点E运动多长时间时,CF=AB.请说明理由.【变式1-2】(2020·河北灵寿期末)如图,在平面直角坐标系中,O为坐标原点,A、B两点的坐标分别为A(0,m)、B(n,0),且|m﹣n﹣0,点P从A出发,以每秒1个单位的速度沿射线AO匀速运动,设点P的运动时间为t秒.(1)求OA、OB的长;(2)连接PB,设△POB的面积为S,用t的式子表示S;(3)过点P作直线AB的垂线,垂足为D,直线PD与x轴交于点E,在点P运动的过程中,是否存在这样的点P,使△EOP≌△AOB?若存在,请求出t的值;若不存在,请说明理由.【例2】(2020·惠州市月考)如图,点C在线段BD上,AB⊥BD于B,ED⊥BD于D.∠ACE=90°,且AC =5cm,CE=6cm,点P以2cm/s的速度沿A→C→E向终点E运动,同时点Q以3cm/s的速度从E开始,在线段EC上往返运动(即沿E→C→E→C→…运动),当点P到达终点时,P,Q同时停止运动.过P,Q分别作BD的垂线,垂足为M,N.设运动时间为ts,当以P,C,M为顶点的三角形与△QCN全等时,t的值为_____.【变式2-1】(2020·江阴市月考)如图,在四边形ABCD中,AD=BC=4,AB=CD,BD=6,点E从D 点出发,以每秒1个单位的速度沿DA向点A匀速移动,点F从点C出发,以每秒3个单位的速度沿C→B→C 作匀速移动,点G从点B出发沿BD向点D匀速移动,三个点同时出发,当有一个点到达终点时,其余两点也随之停止运动.(1)试证明:AD∥BC.(2)在移动过程中,小芹发现当点G的运动速度取某个值时,有△DEG与△BFG全等的情况出现,请你探究当点G的运动速度取哪些值时,△DEG与△BFG全等.【变式2-2】(2020·重庆巴南月考)如图(1),AB=4cm,AC⊥AB,BD⊥AB,AC=BD=3cm.点P在cm s的速度由点A向点B运动,同时,点Q在线段BD上由点B向点D运动.它线段AB上以1/们运动的时间为t(s).(1)若点Q的运动速度与点P的运动速度相等,当t=1时,△ACP与△BPQ是否全等,请说明理由,并判断此时线段PC和线段PQ的位置关系;(2)如图(2),将图(1)中的“AC⊥AB,BD⊥AB”为改“∠CAB=∠DBA=60°”,其他条件不变.设点Q的cm s,是否存在实数x,使得△ACP与△BPQ全等?若存在,求出相应的x、t的值;若运动速度为x/不存在,请说明理由.【变式2-3】(2020·江苏兴化月考)如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=6,BC=8.点P从点A出发,沿折线AC—CB以每秒1个单位长度的速度向终点B运动,点Q从点B出发沿折线BC—CA以每秒3个单位长度的速度向终点A运动,P、Q两点同时出发.分别过P、Q两点作PE⊥l于E,QF⊥l于F.设点P的运动时间为t(秒):(1)当P、Q两点相遇时,求t的值;(2)在整个运动过程中,求CP的长(用含t的代数式表示);(3)当△PEC与△QFC全等时,直接写出所有满足条件的CQ的长.【例3】(2020·惠州市月考)如图,在△ABC中,AB=AC=18cm,BC=10cm,∠B=∠C,AD=2BD.如果点P在线段BC上以2cm/s的速度由B点向C点运动,同时,点Q在线段CA上由C点向A点运动.(1)若点Q的运动速度与点P的运动速度相等,经过2s后,△BPD与△CQP是否全等,请说明理由;(2)若点Q的运动速度与点P的运动速度不相等,当点Q的运动速度为多少时,能够使△BPD与△CQP 全等?(3)若点Q以(2)中的运动速度从点C出发,点P以原来的运动速度从点B同时出发,都逆时针沿△ABC 三边运动,求经过多长时间点P与点Q第一次在△ABC的哪条边上相遇?【变式3-1】(2019·山西太原月考)如图1,在长方形ABCD中,AB=CD=5cm,BC=12cm,点P从点B 出发,以2cm/s的速度沿BC向点C运动,设点P的运动时间为ts.(1)PC=___cm;(用含t的式子表示)(2)当t为何值时,△ABP≌△DCP?.(3)如图2,当点P从点B开始运动,此时点Q从点C出发,以vcm/s的速度沿CD向点D运动,是否存在这样的v值,使得某时刻△ABP与以P,Q,C为顶点的直角三角形全等?若存在,请求出v的值;若不存在,请说明理由.【变式3-2】(2020·四川成都)如图,已知四边形ABCD中,AB=12厘米,BC=8厘米,CD=14厘米,∠B=∠C,点E为线段AB的中点.如果点P在线段BC上以3厘米秒的速度由B点向C点运动,同时,点Q在线段CD上由C点向D点运动.当点Q的运动速度为_____厘米/秒时,能够使△BPE与以C、P、Q 三点所构成的三角形全等.【习题精练】=,BC6=,线段PQ=AB,1.(2020·江苏东台月考)如图,有一个直角三角形ABC,∠C=90°,AC10点Q在过点A且垂直于AC的射线AX上来回运动,点P从C点出发,沿射线CA以2cm/s的速度运动,问>,才能使△ABC≌△QPA全等.P点运动___________秒时(t0)2.(2020·江苏泰州月考)如图,AB =12,CA ⊥AB 于A ,DB ⊥AB 于B ,且AC =4m ,P 点从B 向A 运动,每分钟走1m ,Q 点从B 向D 运动,每分钟走2m ,P 、Q 两点同时出发,运动_______分钟后△CAP 与△PQB 全等.3.(2020·常州市月考)如图, ADC 中.∠C =90°,AC =10cm ,BC =5cm .AD ⊥AC ,AB =PQ ,P 、Q 两点分别在AC 、AD 上运动,当AQ =_____时,△ABC 才能和△APQ 全等.4.(2020·江西新余期末)如图,ABC ∆中,90ACB ∠=︒,8cm AC =,15cm BC =,点M 从A 点出发沿A C B →→路径向终点运动,终点为B 点,点N 从B 点出发沿B C A →→路径向终点运动,终点为A 点,点M 和N 分别以每秒2cm 和3cm 的运动速度同时开始运动,两点都要到达相应的终点时才能停止运动,分别过M 和N 作ME l ⊥于E ,NF l ⊥于F .设运动时间为t 秒,要使以点M ,E ,C 为顶点的三角形与以点N ,F ,C 为顶点的三角形全等,则t 的值为______.5.(2020·武城县月考)如图,已知四边形ABCD中,AB=12厘米,BC=8厘米,CD=14厘米,∠B=∠C,点E为线段AB的中点.如果点P在线段BC上以3厘米秒的速度由B点向C点运动,同时,点Q在线段CD上由C点向D点运动.当点Q的运动速度为多少时,能够使△BPE与以C、P、Q三点所构成的三角形全等?6.(2020·盐城市盐都区月考)如图,有一个直角△ABC,∠C=90°,AC=6,BC=3,一条线段PQ=AB,P、Q两点分别在AC和过点A且垂直于AC的射线AX上运动,问:当AP=________时,才能使以点P、A、Q 为顶点的三角形与△ABC全等.7.(2020·四川青羊期中)如图,在△ABC中,已知AB=AC,∠BAC=90°,AH是△ABC的高,AH=4cm,BC=8cm,直线CM⊥BC,动点D从点C开始沿射线CB方向以每秒3厘米的速度运动,动点E也同时从点C开始在直线CM上以每秒1厘米的速度向远离C点的方向运动,连接AD、AE,设运动时间为t(t>0)秒.(1)请直接写出CD、CE的长度(用含有t的代数式表示):CD=cm,CE=cm;(2)当t为多少时,△ABD的面积为12cm2?(3)请利用备用图探究,当t为多少时,△ABD≌△ACE?并简要说明理由.8.(2020·郑州市月考)如图,在平面直角坐标系中,O 为坐标原点A 、B 两点的坐标分别A (m ,0),B(0,n ),且|m -n -3|=0,点P 从A 出发,以每秒1个单位的速度沿射线AO 匀速运动,设点P 运动时间为t 秒.(1)求OA 、OB 的长;(2)连接PB ,若△POB 的面积不大于3且不等于0,求t 的范围;(3)过P 作直线AB 的垂线,垂足为D ,直线PD 与y 轴交于点E ,在点P 运动的过程中,是否存在这样的点P ,使△EOP ≌△AOB ?若存在,请求出t 的值;若不存在,请说明理由.9.(2020·宜兴市月考)如图,在△ABC 中,∠BAD =∠DAC ,DF ⊥AB ,DM ⊥AC ,AF =10cm ,AC =14cm ,动点E 以2cm /s 的速度从A 点向F 点运动,动点G 以1cm /s 的速度从C 点向A 点运动,当一个点到达终点时,另一个点随之停止运动,设运动时间为t .(1)求证:AF =AM ;(2)当t 取何值时,△DFE 与△DMG 全等;(3)求证:在运动过程中,不管t 取何值,都有2AED DGC S S =△△.10.(2020·江苏工业园区期末)如图①,将长方形纸片沿对角线剪成两个全等的直角三角形ABC、EDF,其中AB=8cm,BC=6cm,AC=10cm.现将△ABC和△EDF按如图②的方式摆放(点A与点D、点B与点E 分别重合).动点P从点A出发,沿AC以2cm/s的速度向点C匀速移动;同时,动点Q从点E出发,沿射线ED以acm/s(0<a<3)的速度匀速移动,连接PQ、CQ、FQ,设移动时间为ts(0≤t≤5).=3S△BQC,则a=;(1)当t=2时,S△AQF(2)当以P、C、Q为顶点的三角形与△BQC全等时,求a的值;(3)如图③,在动点P、Q出发的同时,△ABC也以3cm/s的速度沿射线ED匀速移动,当以A、P、Q为顶点的三角形与△EFQ全等时,求a与t的值.11.(2019·江苏期末)如图①,在ABC ∆中,12AB =cm ,20BC =cm ,过点C 作射线//CD AB .点M 从点B 出发,以3cm /s 的速度沿BC 匀速移动;点N 从点C 出发,以a cm /s 的速度沿CD 匀速移动.点M 、N 同时出发,当点M 到达点C 时,点M 、N 同时停止移动.连接AM 、MN ,设移动时间为t (s ).(1)点M 、N 从移动开始到停止,所用时间为s ;(2)当ABM ∆与MCN ∆全等时,①若点M 、N 的移动速度相同,求t 的值;②若点M 、N 的移动速度不同,求a 的值;(3)如图②,当点M 、N 开始移动时,点P 同时从点A 出发,以2cm /s 的速度沿AB 向点B 匀速移动,到达点B 后立刻以原速度沿BA 返回.当点M 到达点C 时,点M 、N 、P 同时停止移动.在移动的过程中,是否存在PBM ∆与MCN ∆全等的情形?若存在,求出t 的值;若不存在,说明理由.图①图②12.如图,ABC 中,90ACB ∠=︒,8AC cm =,15BC cm =,点M 从A 点出发沿A →C →B 路径向终点运动,终点为B 点,点N 从B 点出发沿B →C →A 路径向终点运动,终点为A 点,点M 和N 分别以每秒2cm 和3cm 的运动速度同时开始运动,两点都要到达相应的终点时才能停止运动,分别过M 和N 作ME l ⊥于E ,NF l ⊥于F 设运动时间为t 秒,要使以点M ,E ,C 为顶点的三角形与以点N ,F ,C 为顶点的三角形全等,则t 的值为________.13.(2019·湖北襄州)在平面直角坐标系中,点A(0,5),B(12,0),在y轴负半轴上取点E,使OA=EO,作∠CEF=∠AEB,直线CO交BA的延长线于点D.(1)根据题意,可求得OE=;(2)求证:△ADO≌△ECO;(3)动点P从E出发沿E﹣O﹣B路线运动速度为每秒1个单位,到B点处停止运动;动点Q从B出发沿B﹣O﹣E运动速度为每秒3个单位,到E点处停止运动.二者同时开始运动,都要到达相应的终点才能停止.在某时刻,作PM⊥CD于点M,QN⊥CD于点N.问两动点运动多长时间△OPM与△OQN全等?14.(2019·福建省惠安期中)如图,在△ABC中,BC=8cm,AG∥BC,AG=8cm,点F从点B出发,沿线段BC以4cm/s的速度连续做往返运动,同时点E从点A出发沿线段AG以2cm/s的速度向终点G运动,当点E到达点G时,E、F两点同时停止运动,EF与AC交于点D,设点E的运动时间为t(秒)(1)分别写出当0≤t≤2和2<t≤4时线段BF的长度(用含t的代数式表示);(2)当BF=AE时,求t的值;(3)若△ADE≌△CDF,求所有满足条件的t值.15.(2020·无锡市月考)△ABC中,AB=AC=12厘米,∠B=∠C,BC=8厘米,点D为AB的中点.如果点P 在线段BC上以3厘米/秒的速度由B点向C点运动,同时,点Q在线段CA上由C点向A点运动.若点Q 的运动速度为_____厘米/秒,△BPD与△CQP全等.16.(2020·广东龙岗期末)直角三角形ABC中,∠ACB=90°,直线l过点C.(1)当AC=BC时,如图①,分别过点A、B作AD⊥l于点D,BE⊥l于点E.求证:△ACD≌△CBE.(2)当AC=8,BC=6时,如图②,点B与点F关于直线l对称,连接BF,CF,动点M从点A出发,以每秒1个单位长度的速度沿AC边向终点C运动,同时动点N从点F出发,以每秒3个单位的速度沿F→C→B→C→F向终点F运动,点M、N到达相应的终点时停止运动,过点M作MD⊥l于点D,过点N 作NE⊥l于点E,设运动时间为t秒.①CM=,当N在F→C路径上时,CN=.(用含t的代数式表示)②直接写出当△MDC与△CEN全等时t的值.17.(2020·青岛市黄岛区月考)如图1,直线AM AN ⊥,AB 平分MAN ∠,过点B 作BC BA ⊥交AN 于点C ;动点E 、D 同时从A 点出发,其中动点E 以2/m s 的速度沿射线AN 方向运动,动点D 以1/m s 的速度运动;已知6AC cm =,设动点D ,E 的运动时间为t .图1备用图(1)试求∠ACB 的度数;(2)当点D 在射线AM 上运动时满足ADB S :2BEC S = :3,试求点D ,E 的运动时间t 的值;(3)当动点D 在直线AM 上运动,E 在射线AN 运动过程中,是否存在某个时间t ,使得ADB 与BEC 全等?若存在,请求出时间t 的值;若不存在,请说出理由.参考答案及解析初中数学中,动点问题是学习的重、难点,在三角形、矩形等一些几何图形上,设计一个或多个动点,探究全等三角形存在性问题,该类题目具有较强的综合性。
浅谈初中数学中的动态几何问题
三、动态几何问题的课堂教学
在日常教学中,总有部分学生感到几何难学, 在日常教学中,总有部分学生感到几何难学,老师也感 到几何难教。 到几何难教。“难”的原因之一就是图形关系复杂,变化多 的原因之一就是图形关系复杂, 样。而原先在几何教学中往往是以静态的居多,静态的亦已 而原先在几何教学中往往是以静态的居多, 如此,何况动态!几何难教、难学问题凸现。 如此,何况动态!几何难教、难学问题凸现。
二、动态几何的几点认识
动态几何问题,即随着图形中的某些元素的运动变化, 动态几何问题,即随着图形中的某些元素的运动变化, 导致问题的结论或者改变或者保持不变的几何问题。它是命 导致问题的结论或者改变或者保持不变的几何问题。 题的一种构造方法,同时也展示了一种数学的创造过程, 题的一种构造方法,同时也展示了一种数学的创造过程, 反 映了几何本身的实质。 映了几何本身的实质。 动态几何问题,是以几何知识和具体的几何图形为背景, 动态几何问题,是以几何知识和具体的几何图形为背景, 渗透运动变化的观点,通过点、 形的运动,图形的平移、 渗透运动变化的观点,通过点、线、形的运动,图形的平移、 翻折、 翻折、旋转等把图形的有关性质和图形之间的数量关系位置 关系看作是在变化的、相互依存的状态之中, 关系看作是在变化的、相互依存的状态之中,要求对运动变 化过程伴随的数量关系的图形的位置关系等进行探究。 化过程伴随的数量关系的图形的位置关系等进行探究。对学 生分析问题的能力,对图形的想象能力, 生分析问题的能力,对图形的想象能力,动态思维
能力的培养和提高有着积极的促进作用。 能力的培养和提高有着积极的促进作用。 动态几何问题, 动态几何问题,以运动中的几何图形为载体所构建成的综合 题,它能把几何、三角、函数、方程等知识集于一身,题型 它能把几何、三角、函数、方程等知识集于一身, 新颖、灵活性强、有区分度,受到了人们的高度关注, 新颖、灵活性强、有区分度,受到了人们的高度关注,同时 也得到了命题者的青睐,动态几何问题, 也得到了命题者的青睐,动态几何问题,常常出现在各地的 中考数学试卷中。但这类试题却对学生提出了较高的要求, 中考数学试卷中。但这类试题却对学生提出了较高的要求, 不少学生感到困惑。 不少学生感到困惑。
初中数学动点问题解题技巧
动点问题解题技巧以运动的观点探究几何图形部分规律的问题,称之为动态几何问题。
动态几何问题充分体现了数学中的“变”与“不变”的和谐统一,其特点是图形中的某些元素(点、线段、角等)或某部分几何图形按一定的规律运动变化,从而又引起了其它一些元素的数量、位置关系、图形重叠部分的面积或某部分图形等发生变化,但是图形的一些元素数量和关系在运动变化的过程中却互相依存,具有一定的规律可寻。
所谓“动点型问题”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性题目,注重对几何图形运动变化能力的考查。
解决这类问题的关键是动中求静,灵活运用有关数学知识解决问题. 在变化中找到不变的性质是解决数学“动点”探究题的基本思路,这也是动态几何数学问题中最核心的数学本质。
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,通过“对称、动点的运动”等研究手段和方法,来探索与发现图形性质及图形变化,在解题过程中渗透空间观念和合情推理。
这些压轴题题型繁多、题意创新,目的是考察学生的分析问题、解决问题的能力,内容包括空间观念、应用意识、推理能力等。
从数学思想的层面上讲需要具备以下思想:分类讨论思想、数形结合思想、转化思想、函数思想、方程思想。
常见的动点问题一、数轴上的动点问题数轴上的动点问题离不开数轴上两点之间的距离。
为了便于对这类问题的分析,先明确以下3个问题:1.数轴上两点间的距离,即为这两点所对应的坐标差的绝对值,也即用右边的数减去左边的数的差。
即数轴上两点间的距离=右边点表示的数—左边点表示的数。
2.点在数轴上运动时,由于数轴向右的方向为正方向,因此向右运动的速度看作正速度,而向左运动的速度看作负速度。
这样在起点的基础上加上点的运动路程就可以直接得到运动后点的坐标。
即一个点表示的数为a,向左运动b个单位后表示的数为a—b;向右运动b个单位后所表示的数为a+b。
3.数轴是数形结合的产物,分析数轴上点的运动要结合图形进行分析,点在数轴上运动形成的路径可看作数轴上线段的和差关系。
解决初中动态几何题型的方法和建议
一
中取 静 , 先把动态问题转化为静止状态来解决 , 然 后 再 从 静 态 转 到 动态 , 即动静结合。 借 助 图形 分 析 , 由一 般 到 特 殊 . 再 由特 殊 到一 般 ” 。思考方法应是手脑并用 , 让学生动手操作 、 实践 . 为 突破 “ 动态” 积 累感 性 材 料 和 形 象 思 维 。 学生通过 画图 、 计 算 分析体验和感知变化过程 , 既 形 成 了手 脑 并 用 的意 识 和 习惯 . 又 在 亲 手 操 作 中 建 构 了知 识 体 系 , 从“ 学数学 ” 变 成 了 真 正 的 “ 做数学 ” 。有 针 对 性 的 思 维 方 式 和 思 维 方 法 再 加 上 缜 密 、 严 谨、 力求准确 、 坚 持 不 懈 的思 维 习 惯 , 自然 使 得 问 题 迎 刃 而 解 。 ( 二) 动 态 思 维与 数 学 思想 方 法 完 美结 合 。 动 态几 何 题 目常 见 几 何 图 形 和 函 数 的 结 合 、不 同图 形 如 三 角 形 和 四边 形 的 结 合 、 和 圆 的结 合 。 所需知识包 括函数 、 三 角形 、 四边形 、 相 似全等 、 三 角 函数 、 方 程等 , 涵 盖 知 识 面 比较 广, 常 用 的 数 学思 维 方 法 有 分 类 讨 论 、 数形结合 、 归纳猜想 、 化 归 与转 化 等 。 研 究 清 楚 一 道 动态 几 何 题 目. 要将 动态 思 维 和 数 学 思 想 方 法 完 美 结 合 ,通 过 分 类 讨 论 将 繁 复 的 变 化 划 归 成 多 个 静止的状态 , 变动 为静 : 通 过数形结 合 . 将 复 杂 的 图 形 抽 丝 剥 茧 成 一 个 个 简 单 优 美 的 图形 : 通过归纳猜想 , 将 无 穷 无 尽 的 变 化定 格 为一 个 永 恒 不 变 的数 学 模 型 或 数 学 关 系 。
初中数学压轴题--动态几何证明及实验题
动态几何证明及实验题所谓动态几何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性题目.解决这类问题的关键是动中求静,灵活运用有关数学知识解决问题.此类题目注重对几何图形运动变化能力的考查.动态几何问题是近几年各地试题中常见的压轴试题,它能考查学生的多种能力,有较强的选拔功能。
解这类题目要“以静制动〞,即把动态问题,变为静态问题来解。
解动态几何题一般方法是针对这些点在运动变化的过程中相伴随着的数量关系〔如等量关系、变量关系〕、图形位置关系〔如图形的特殊状态、图形间的特殊关系〕等进行研究考察.抓住变化中的“不变量〞,以不变应万变.实验操作【要点导航】通过实验操作——观察猜想——科学论证,使我们体验和学到了发现、获得知识的过程和方法. 实验操作探索——理解题意、实验操作是根本保证,观察猜想、探索结论是关键,论证猜想的结论是落实.【典例精析】例1 取一张矩形纸片进行折叠,具体操作过程如下:第一步:先把矩形ABCD 对折,折痕为MN ,如图1;第二步:再把B 点叠在折痕线MN 上,折痕为AE ,点B 在MN 上的对应点为B ',得R t △AB 'E ,如图2;第三步:沿EB '线折叠得折痕EF ,使A 点落在EC 的延长线上,如图3.利用展开图4探究: 〔1〕△AEF 是什么三角形?证明你的结论;〔2〕对于任一矩形,按照上述方法能否折出这种三角形?请说明你的理由.【思路分析】1.图形翻折后能重叠局部的图形全等,所以∠BEA =∠AEB '=∠FEC ,它们都是60°角,所以△AEF 是等边三角形.2.由操作可知AF >AD 时,不能完整折出这种三角形.当图3中的点F 、D 重合时,便可求得矩形的长与宽的比例为2︰3.解〔1〕△AEF 是等边三角形.由折叠过程可得:60BEA AEF FEC ∠=∠=∠=︒.因为BC ∥AD ,所以60AFE FEC ∠=∠=︒.所以△AEF 是等边三角形.图1图2图3图4〔2〕不一定.当矩形的长恰好等于等边△AEF 的边AF 时,即矩形的宽∶长=AB ∶AF =2:3时正好能折出.如果设矩形的长为A ,宽为B ,可知当a b 23≤时,按此种方法一定能折叠出等边三角形;当a b a <<23时,按此法无法折出完整的等边三角形. 〖方法点睛〗要从操作实验题中抽象出数学模型来,并借助图形运动的根本性质求解.例2 :在△ABC 中,∠BAC =90°,M 为BC 中点.操作:将三角板的90°角的顶点与点M 重合,并绕着点M 旋转,角的两边分别与边AB 、AC 相交于点E 、F .〔1〕探究1:线段BE 、EF 、FC 是否能构成三角形?如果可以构成三角形,那么是什么形状的三角形?请证明你的猜想.〔2〕探究2:假设改变为:“角的两边分别与边AB 、直线AC 相交于点E 、F .〞其它条件都不变的情况下,那么结论是否还存在?请画出对应的图形并请证明你的猜想. 〖思路分析〗1.由点M 是BC 中点,所以构造绕点M 旋转180°重合的全等三角形,将线段BE 、EF 、FC 移到同一个三角形中.2.当角的两边分别与边AB 、直线AC 相交于点E 、F 时,构造和证明的方法不变.证明〔1〕线段BE 、EF 、FC 可以构成直角三角形.如图1,延长EM 到G ,使得EM =M G ,联结GC 、FG .因为M 为BC 中点,所以BM =CM ,又因为∠EMB =∠GMC ,EM =M G ,所以△EMB ≌△GMC ,所以BE =GC ,EM =MG ,∠B =∠MCG .因为FM 垂直平分EG ,所以FE =FG .又因为∠BAC =90°,所以∠B +∠ACB =90°,所以∠MCG +∠ACBFCG =90°,所以222FG FC GC =+,所以22FC BE =+〔2〕如图2,当点F 在CA 的延长线上时,延长EM 到G ,联结GC 、FG .因为M 为BC 中点,所以BM =CM ,又因为∠=∠GMC ,EM =EG ,所以△EMB ≌△GMC ,所以BE =GC ,EM =∠B =∠MCG .因为FM 垂直平分EG ,所以FE =FG ∠BAC =90°,所以∠B +∠ACB =90°,所以∠MCG +∠ACB =90M即∠FCG =90°,所以222FG FC GC =+,所以222EF FC BE =+.如图3,当点F 在AC 的延长线上时,同理可证222EF FC BE =+.〖方法点睛〗线段之间常见的关系是和差关系或者满足勾股定理.假设能将所要求线段移动到同一条直线上,那么线段之间是和差关系的可能性较大,假设能将所要求线段移动后能构成三角形,那么线段之间满足勾股定理的可能性较大.【星级训练】第 天 ,年 月 日1. ★★★如图,在正方形ABCD 中,点E 在边AB 上〔点E 与点A 、B 不重合〕,过点E 作FG ⊥DE ,FG 与边BC 相交于点F ,与边DA 的延长线相交于点G .〔1〕操作:由几个不同的位置,分别测量BF 、AG 、AE 的长,从中你能发现BF 、AG 、AE 的数量之间具有怎样的关系?并证明你所得到的结论;〔2〕连结DF ,如果正方形的边长为2,设AE=x ,△DFG 的面积为y ,求y 与x 之间的函数解析式,并写出函数的定义域;〔3〕如果正方形的边长为2,FG 的长为25,求点C 到直线DE 的距离.2. ★★★操作:将一把三角尺放在边长为1的正方形ABCD 上,并使它的直角顶点P 在对角线AC 上滑动,直角的一边始终经过点B ,另一边与射线DC 相交于点Q . 探究:设A 、P 两点间的距离为x .〔1〕当点Q 在边CD 上时,线段PQ 与线段PB 之间有怎样的大小关系?试证明你观察得到结论; 〔2〕当点Q 在边CD 上时,设四边形PBCQ 的面积为y ,求y 与x 之间的函数解析式,并写出函数的定义域;〔3〕当点P 在线段AC 上滑动时,△PCQ 是否可能成为等腰三角形?如果可能,指出所有能使△PCQ 成为等腰三角形的点Q 的位置,并求出相应的x 的值;如果不可能,试说明理由.〔图5、图6、图7的GF D ACBD ACB供试验操作用形状大小相同,图5供操作、实验用,图6和图7备用〕3. ★★★在△ABC 中,AB =AC ,CG ⊥BA 交BA 的延长线于点G .一等腰直角三角尺按如图1所示的位置摆放,该三角尺的直角顶点为F ,一条直角边与AC 边在一条直线上,另一条直角边恰好经过点B .〔1〕在图1中请你通过观察、测量BF 与CG 的长度,猜想并写出BF 与CG 满足的数量关系,然后证明你的猜想;〔2〕当三角尺沿AC 方向平移到图2所示的位置时,一条直角边仍与AC 边在同一直线上,另一条直角边交BC 边于点D ,过点D 作DE ⊥BA 于点E .此时请你通过观察、测量DE 、DF 与CG 的长度,猜想并写出DE +DF 与CG 之间满足的数量关系,然后证明你的猜想;〔3〕当三角尺在〔2〕的根底上沿AC 方向继续平移到图3所示的位置〔点F 在线段AC 上,且点F 与点C 不重合〕时,〔2〕中的猜想是否仍然成立?〔不用说明理由〕4. ★★如图,在平面直角坐标系中,直线l 是第一、三象限的角平分线. 实验与探究:〔1〕由图观察易知A 〔0,2〕关于直线l 的对称点A '的坐标为〔2,0〕,请在图中分别标明B (5,3) 、C (-2,5) 关于直线l 的对称点B '、C '的位置,并写出他们的坐标:B ' 、C ' ;归纳与发现:〔2〕结合图形观察以上三组点的坐标,你会发现:坐DACB图5DACB图6DACB图7图3图1标平面内任一点P (a ,b )关于第一、三象限的角平分线l 的对称点P '的坐标为 〔不必证明〕; 运用与拓广:〔3〕两点D (1,-3)、E (-1,-4),试在直线l 上确定一点Q ,使点Q 到D 、E 两点的距离之和最小,并求出Q 点坐标.探索性问题探索性问题是指命题中缺少一定的条件或无明确的结论,需要经过推断,补充并加以证明的题型.探索性问题一般有三种类型:〔1〕条件探索型问题;〔2〕结论探索型问题;〔3〕探索存在型问题.条件探索型问题是指所给问题中结论明确,需要完备条件的题目;结论探索型问题是指题目中结论不确定,不唯一,或题目结论需要类比,引申推广,或题目给出特例,要通过归纳总结出一般结论;探索存在型问题是指在一定的前提下,需探索发现某种数学关系是否存在的题目.条件探索【要点导航】“探索〞是人类认识客观世界过程中最生动、最活泼的思维活动,探索性问题存在于一切学科领域之中,数学中的“条件探索〞题型,是指命题中缺少一定的题设,需经过推断、补充并加以证明的命题,因而必须利用题设大胆猜想、分析、比较、归纳、推理,由结论去探索未给予的条件。
初中数学二次函数的应用题型分类——动态几何图形问题8( 附答案)
高,正方形 DEFG 的边 DE 在高 CH 上,F ,G 两点分别在 AC , AH 上.将正方形
DEFG 以每秒1cm 的速度沿射线 DB 方向匀速运动,当点 G 与点 B 重合时停止运
动.设运动时间为 ts ,正方形 DEFG 与 BHC 重叠部分的面积为 Scm2 ,则能反映 S 与
t 的函数关系的图象( )
2.二次函数 y= 2 3x2 的图象如图所示,点 O 为坐标原点,点 A 在 y 轴的正半轴上,
点 B. C 在函数图象上,四边形 OBAC 为菱形,且∠AOB=30 0 ,则点 C 的坐标为( )
A.
1 2
,
3
B.
1 2
,
3 2
C.
1,
3 2
D. 1, 3
3.如图,在等腰直角三角形 ABC 中,ACB 90 , AB 8cm ,CH 是 AB 边上的
初中数学二次函数的应用题型分类——动态几何图形问题 8(附答案)
1.汽车刹车后行驶的距离 s(单位:米)关于行驶的时间 t(单位:秒)的函数解析式
为 s=-6t2+bt(b 为常数).已知 t= 1 时,s=6,则汽车刹车后行驶的最大距离为( ) 2
A. 15 米 2
B.8 米
C. 75 米 8
D.10 米
的大小变化情况是( ).
A.一直减小
B.一直不变
C.先减小后增大
D.先增大后减小
9.在▭ABCD 中,对角线 AC=4,BD=6,P 是线段 BD 上一动点,过 P 作 EF∥AC,与
▱ ABCD 的两边分别交于 E、F.设 BP=x,EF=y,则反映 y 与 x 之间关系的图象是( )
A.
B.
初中数学二次函数的应用题型分类——动态几何图形问题14( 附答案)
初中数学二次函数的应用题型分类——动态几何图形问题14(附答案)1.如图,抛物线y=ax2+bx+c经过点A(0,﹣3)、B(﹣1,0)、C(2,﹣3),抛物线与x轴的另一交点为点E,点P为抛物线上一动点,设点P的横坐标为t.(1)求抛物线的解析式;(2)若点P在第一象限,点M为抛物线对称轴上一点,当四边形MBEP恰好是平行四边形时,求点P的坐标;(3)若点P在第四象限,连结P A、PE及AE,当t为何值时,△P AE的面积最大?最大面积是多少?(4)是否存在点P,使△P AE为以AE为直角边的直角三角形,若存在,直接写出点P 的坐标;若不存在,请说明理由.2.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(﹣2,0),B(8,0)两点,与y轴交于点C,且OC=2OA,抛物线的对称轴x轴交于点D.(1)求抛物线的解析式;(2)点P是第一象限内抛物线上位于对称轴右侧的一个动点,设点P点的横坐标为m,且S△CDP=1120S△ABC,求m的值;(3)K 是抛物线上一个动点,在平面直角坐标系中是否存在点H ,使B 、C 、K 、H 为顶点的四边形成为矩形?若存在,直接写出点H 的坐标;若不存在,说明理由. 3.如图1,在Rt △ABC 中,∠C =90°,AC =BC =6cm ,动点P 从点C 出发以1cm /s 的速度沿CA 匀速运动,同时动点Q 从点A 出发以2cm /s 的速度沿AB 匀速运动,当点P 到达点A 时,点P 、Q 同时停止运动,设运动时间为t (s )(1)当t =3时,线段PQ 的长为 cm ;(2)是否存在某一时刻t ,使点B 在线段PQ 的垂直平分线上?若存在,求出t 的值;若不存在,请说明理由;(3)如图2,以PC 为边,往CB 方向作正方形CPMN ,设四边形CPMN 与Rt △ABC 重叠部分的面积为S ,求S 关于t 的函数关系式.4.如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线()220y ax bx a =++≠与x 轴交于()1,0A -,()3,0B 两点,与y 轴交于点C ,连接BC .(1)求该抛物线的函数表达式;(2)若点N 为抛物线对称轴上一点,抛物线上是否存在点M ,使得以B ,C ,M ,N 为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出所有满足条件的点M 的坐标;若不存在,请说明理由;(3)点P 是直线BC 上方抛物线上的点,若PCB BCO ∠=∠,求出P 点的到y 轴的距离.5.如图1,在平面直角坐标系中,抛物线y =ax 2﹣4ax ﹣6(a >0)与x 轴交于A ,B 两点,且OB =3OA ,与y 轴交于点C ,抛物线的顶点为D ,对称轴与x 轴交于点E . (1)求该抛物线的解析式,并直接写出顶点D 的坐标;(2)如图2,直线y =12x -+n 与抛物线交于G ,H 两点,直线AH ,AG 分别交y 轴负半轴于M ,N 两点,求OM+ON 的值;(3)如图1,点P 在线段DE 上,作等腰△BPQ ,使得PB =PQ ,且点Q 落在直线CD 上,若满足条件的点Q 有且只有一个,求点P 的坐标.6.综合与探究如图,在平面直角坐标系中,直线4y x =-分别与x 轴,y 轴交于点A 和点C ,抛物线23y ax x c =-+经过,A C 两点,并且与x 轴交于另一点B .点D 为第四象限抛物线上一动点(不与点,A C 重合),过点D 作DF x ⊥轴,垂足为F ,交直线AC 于点E ,连接BE .设点D 的横坐标为m .(1)求抛物线的解析式;(2)当ECD EDC ∠=∠时,求出此时m 的值;(3)点D 在运动的过程中,EBF △的周长是否存在最小值?若存在,求出此时m 的值;若不存在,请说明理由.7.若凸四边形的两条对角线所夹锐角为60°,我们称这样的凸四边形为“完美四边形”.(1)①在“平行四边形、梯形、菱形、正方形”中,一定不是“完美四边形”的有 ;②若矩形ABCD 是“完美四边形”,且AB =4,则BC = ;(2)如图1,“完美四边形”ABCD 内接于⊙O ,AC 与BD 相交于点P ,且对角线AC 为直径,AP =1,PC =5,求另一条对角线BD 的长;(3)如图2,平面直角坐标系中,已知“完美四边形”ABCD 的四个顶点A (﹣3,0)、C (2,0),B 在第三象限,D 在第一象限,AC 与BD 交于点O ,直线BD 的斜率为3,且四边形ABCD 的面积为153,若二次函数y =ax 2+bx+c (a 、b 、c 为常数,且a≠0)的图象同时经过这四个顶点,求a 的值.8.如图,抛物线与x 轴相交于点 (3, 0)A -、点 (1, 0)B ,与 y 轴交于点(0, 3)C ,点 D 是抛物线上一动点, 联结 O D 交线段 AC 于点 E .(1)求这条抛物线的解析式,并写出顶点坐标;(2)求 ACB ∠的正切值;(3)当AOE ∆与ABC ∆相似时,求点 D 的坐标.9.如图①,已知抛物线y=ax 2+bx+3(a≠0)与x 轴交于点A (1,0)和点B (-3,0),与y 轴交于点C .(1)求抛物线的解析式;(2)设抛物线的对称轴与x 轴交于点M ,问在对称轴上是否存在点P ,使△CMP 为等腰三角形?若存在,请直接写出所有符合条件的点P 的坐标;若不存在,请说明理由;(3)如图②,若点E 为第二象限抛物线上一动点,连接BE 、CE ,求四边形BOCE 面积的最大值,并求此时E 点的坐标.10.如图,批物线2y ax bx c =++经过点()2,0A -,B 两点,对称轴为1x =,与y 轴交于点()0,6C ,点P 是抛物线上一个动点,设点P 的横坐标为()14m m <<.连接BC .(1)求抛物线的函数解析式;(2)当BCP ∆的面积等于92时,求点P 的坐标; 11.如图,抛物线y =x 2+bx +c 与x 轴交于A (﹣1,0)和B 点,与y 轴交于点C (0,﹣3).(1)求该抛物线的解析式;(2)观察图象,直接写出不等式x2+bx+c>0的解集;(3)设(1)中的抛物线上有一个动点P,点P在该抛物线上滑动且满足S△P AB=8,请求出此时P点的坐标.12.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c与两坐标轴分别交于点A、B、C,直线y=﹣45x+4经过点B,与y轴交点为D,M(3,﹣4)是抛物线的顶点.(1)求抛物线的解析式.(2)已知点N在对称轴上,且AN+DN的值最小.求点N的坐标.(3)在(2)的条件下,若点E与点C关于对称轴对称,请你画出△EMN并求它的面积.(4)在(2)的条件下,在坐标平面内是否存在点P,使以A、B、N、P为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.13.如图a,已知抛物线y=-12x2+bx+c经过点A(4,0) 、C(0,2),与x轴的另一个交点为B.(1)求出抛物线的解析式.(2)如图b,将△ABC绕AB的中点M旋转180°得到△BAC′,试判断四边形BC′AC 的形状.并证明你的结论.(3)如图a,在抛物线上是否存在点D,使得以A、B、D三点为顶点的三角形与△ABC 全等?若存在,请直接写出点D的坐标;若不存在请说明理由.14.在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2﹣4ax﹣32(a≠0)交x轴于A、B两点,交y轴于点C,这条抛物线的顶点为D.(1)求点D的坐标.(2)过点C作CE∥x轴交抛物线于点E.当CE=2AB时,求点D的坐标.(3)这条抛物线与直线y=﹣x相交,其中一个交点的横坐标为﹣1.过点P(m,0)作x轴的垂线,交这条抛物线于点M,交直线y=﹣x于点N,且点M在点N的下方.当线段MN的长度随m的增大而增大时,求m的取值范围.(4)点Q在这条抛物线上运动,若在这条抛物线上只存在两个点Q,满足S△ABQ=3S△ABC,直接写出a的取值范围.15.如图1,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=6cm.点P、Q是BC边上两个动点(点Q在点P右边),PQ=2cm,点P从点C出发,沿CB向右运动,运动时间为t秒.5s后点Q到达点B,点P、Q停止运动,过点Q作QD⊥BC交AB于点D,连接AP,设△ACP 与△BQD的面积和为S(cm²),S与t的函数图像如图2所示.(1)图1中BC=cm,点P运动的速度为cm/s;(2)t为何值时,面积和S最小,并求出最小值;(3)连接PD,以点P为圆心线段PD的长为半径作⊙P,当⊙P与ABC的边相切时,求t的值.16.已知抛物线C1:y=ax2﹣4ax﹣5的开口向上.(1)当a=1时,求抛物线与x轴的交点坐标;(2)试说明抛物线C1一定经过两个定点,并求出这两个定点的坐标;(3)将抛物线C1沿(2)所求的两个定点所在直线翻折,得到抛物线C2,①写出抛物线C2的表达式;②当抛物线C2的顶点到x轴的距离为2,求a的值.17.如图1,直线AB与x轴、y轴分别交于点A、B,作等腰直角三角形ABC,使∠BAC =90°,将△ABC沿着射线AB平移得到△A′B′C′,当点A′与点B重合时停止运动.设平移距离为m,△A′B′C′与△ABO重合部分的面积为S,S关于m的函数图象如图2所示.(其中0≤m≤255m2555时,函数的解析式不同)(1)填空:a=;(2)求直线AB的解析式;(3)求S关于m的解析式,并写出m的取值范围.18.如图,在△ABC中,∠B=90°,AB=6cm,BC=8cm,点P从A点开始沿AB边向点B以1cm/秒的速度移动,同时点Q从B点开始沿BC边向点C以2cm/秒的速度移动,且当其中一点到达终点时,另一个点随之停止移动.(1)P,Q两点出发几秒后,可使△PBQ的面积为8cm2.(2)设P,Q两点同时出发移动的时间为t秒,△PBQ的面积为Scm2,请写出S与t 的函数关系式,并求出△PBQ面积的最大值.19.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣12x2+bx+c与x轴交于B,C两点,与y轴交于点A,直线y=﹣12x+2经过A,C两点,抛物线的对称轴与x轴交于点D,直线MN与对称轴交于点G,与抛物线交于M,N两点(点N在对称轴右侧),且MN∥x 轴,MN=7.(1)求此抛物线的解析式.(2)求点N 的坐标.(3)过点A 的直线与抛物线交于点F ,当tan ∠FAC =12时,求点F 的坐标. (4)过点D 作直线AC 的垂线,交AC 于点H ,交y 轴于点K ,连接CN ,△AHK 沿射线AC 以每秒1个单位长度的速度移动,移动过程中△AHK 与四边形DGNC 产生重叠,设重叠面积为S ,移动时间为t (0≤t≤5),请直接写出S 与t 的函数关系式. 20.如图,在Rt ABC ∆中,90ACB ∠=︒,15AC =,20BC =.动点P 以每秒5个单位长度的速度从点A 出发,沿A C B →→的方向向终点C 运动.点P 关于点C 的对称点为D ,过点P 作PQ AB ⊥于点Q ,以PD 、PQ 为边作PDEQ ,设点P 的运动时间为()t s .(1)当点P 在AC 上运动时,用含t 的代数式表示PQ 的长.(2)当PDEQ 为菱形时,求t 的值.(3)设PDEQ 的面积为S ,求S 与t 之间的函数关系式.(4)作点E 关于直线PQ 的对称点E ',当点E '落在ABC ∆内部时,直接写出t 的取值范围.21.如图,已知抛物线经过两点A (﹣3,0),B (0,3),且其对称轴为直线x =﹣1.(1)求此抛物线的解析式.(2)若点Q是对称轴上一动点,当OQ+BQ最小时,求点Q的坐标.(3)若点P是抛物线上点A与点B之间的动点(不包括点A,点B),求△P AB面积的最大值,并求出此时点P的坐标.22.如图,对称轴为直线x=-1的抛物线y=a(x-h)2-4(a≠0)与x轴相交于A、B两点,与y轴交于点C,其中点A的坐标为(-3,0).(1)求该抛物线的解析式;(2)若点P在抛物线上,且S△POC=4S△BOC.求点P的坐标;(3)设点Q是线段AC上的动点,作QD⊥x轴交抛物线于点D,求线段QD长度的最大值.23.如图,已知抛物线y=﹣x2+bx+c与一直线相交于A(﹣1,0),C(2,3)两点,与y轴交于点N,其顶点为D.(1)求抛物线及直线AC的函数关系式;(2)若P是抛物线上位于直线AC上方的一个动点,设点P的横坐标为t;①当S△ACP=S△ACN时,求点P的坐标;②是否存在点P,使得△ACP是以AC为斜边的直角三角形?若存在,求点P的坐标;若不存在,请说明理由;(3)若抛物线的对称轴与直线AC相交于点B,E为直线AC上的任意一点,过点E作EF∥BD交抛物线于点F,以B,D,E,F为顶点的四边形能否为平行四边形?若能,请直接写出点E的坐标;若不能,请说明理由.24.如图,矩形ABCD的两边长AB=16cm,AD=4cm,点P,Q分别从A,B同时出发,P在边AB上沿AB方向以每秒2cm的速度匀速运动,Q在边BC上沿BC方向以每秒1cm的速度匀速运动设运动时间为x(秒),设△BPQ的面积为ycm2.(1)求y关于x的函数关系式,并写出x的取值范围;(2)当△BPQ面积有最大值时,求x的值.25.在平面直角坐标系中,点O为坐标原点,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于点A(﹣1,0),B(3,0),与y轴交于点C(0,3),顶点为G.(1)求抛物线和直线AC的解析式;(2)如图,设E(m,0)为x轴上一动点,若△CGE和△CGO的面积满足S△CGE=S△CGO,求点E的坐标;(3)如图,设点P从点A出发,以每秒1个单位长度的速度沿x轴向右运动,运动时间为ts,点M为射线AC上一动点,过点M作MN∥x轴交抛物线对称轴右侧部分于点N.试探究点P在运动过程中,是否存在以P,M,N为顶点的三角形为等腰直角三角形?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.26.如图,在△ABC中,AB=AC=5,BC=6,在△ABC中截出一个矩形DEFG,使得点D 在AB 边上,EF 在BC 边上,点G 在AC 边上,设EF =x ,矩形DEFG 的面积为y .(1)求出y 与x 之间的函数关系式;(2)直接写出自变量x 的取值范围_______;(3)若DG =2DE ,则矩形DEFG 的面积为_______.27.如图,已知抛物线23y x mx =-++与x 轴交于A ,B 两点,与y 轴交于点C ,点B 的坐标为(3,0)(1)求m 的值及抛物线的顶点坐标.(2)点P 是抛物线对称轴l 上的一个动点,当PA+PC 的值最小时,求点P 的坐标. (3)点M 是抛物线在第一象限内图像上的任意一点,求当∆BCM 的面积最大时点M 的坐标.28.已知:如图.在△ABC 中.AB =AC =5cm ,BC =6cm .点P 由B 出发,沿BC 方向匀速运动.速度为1cm /s .同时,点Q 从点A 出发,沿AC 方向匀速运动.速度为1cm /s ,过点P 作PM ⊥BC 交AB 于点M ,过点Q 作QN ⊥BC ,垂足为点N ,连接MQ ,若设运动时间为t (s )(0<t <3),解答下列问题:(1)当t 为何值时,点M 是边AB 中点?(2)设四边形PNQM 的面积为y (cm 2),求出y 与t 之间的函数关系式;(3)是否存在某一时刻t ,使S 四边形PNQM :S △ABC =4:9?若存在,求出此时t 的值;若不存在,说明理由;(4)是否存在某一时刻t ,使四边形PNQM 为正方形?若存在,求出此时t 的值;若不存在,请说明理由.29.如图1,已知抛物线y =﹣x 2+2x +c 与x 轴交于A 、B 两点,其中点A (﹣1,0),抛物线与y 轴交于点C ,顶点为D .(1)如图2,直线l 是抛物线的对称轴,点P 是直线l 上一动点,是否存在点P ,使△PBC 是直角三角形?若存在,求点P 的坐标;若不存在,说明理由.(2)如图3,连接BC ,点M 是直线BC 上方的抛物线上的一个动点,当△MBC 的面积最大时,求△MBC 的面积的最大值;点N 是线段BC 上的一点,求MN +22BN 的最小值.30.如图在平面直角坐标系xOy 中,二次函数2y ax bx =+与x 轴交于点()10,0A ,点()1,2B 是抛物线上点,点M 为射线OB 上点(不含,O B 两点),且MH x ⊥轴于点H .(1)求直线OB 及抛物线解析式;(2)如图,过点M 作//MC x 轴,且与抛物线交于,C D 两点(D 位于C 左边),若MC MH =,点Q 为直线BC 上方的抛物线上点,求OBQC 面积的最大值,并求出此时点Q 的坐标;参考答案1.(1)y=x2﹣2x﹣3;(2)P(4,5);(3)当t=32时,S有最大值278;(4)存在,理由,点P的坐标为:(﹣2,5)或(1,﹣4)【解析】【分析】(1)抛物线y=ax2+bx+c经过点A(0,﹣3)、C(2,﹣3),则函数的对称轴为:x=1,故点E(3,0),即可求解;(2)四边形MBEP恰好是平行四边形时,则MP=BE=3,故t=4,则点P(4,5);(3)△P AE的面积S=12PH×OE=32(t﹣3﹣t2+2t+3)=32(﹣t2+3t),即可求解;(4)分∠PEA=90°、∠P AE=90°两种情况,分别求解即可.【详解】解:(1)抛物线y=ax2+bx+c经过点A(0,﹣3)、C(2,﹣3),则函数的对称轴为:x=1,故点E(3,0),抛物线表达式为:y=a(x﹣3)(x+1)=a(x2﹣2x﹣3),故﹣3a=﹣3,解得:a=1,故抛物线的表达式为:y=x2﹣2x﹣3…①;(2)四边形MBEP恰好是平行四边形时,则MP=BE=4,故t=4,则点P(4,5);(3)过点C作y轴的平行线交AE于点H,由点A、E的坐标得直线AE的表达式为:y=x﹣3,设点P(t,t2﹣2t﹣3),则点H(t,t﹣3),△P AE 的面积S =12PH ×OE =32(t ﹣3﹣t 2+2t +3)=32(﹣t 2+3t ), 当t =32时,S 有最大值278; (4)直线AE 表达式中的k 值为1,则与之垂直的直线表达式中的k 为﹣1.①当∠PEA =90°时,直线PE 的表达式为:y =﹣x +b ,经点E 的坐标代入并解得:直线PE 的表达式为:y =﹣x +3…②,联立①②并解得:x =﹣2或3(舍去3),故点P (﹣2,5);②当∠P AE =90°时,同理可得:点P (1,﹣4);综上,点P 的坐标为:(﹣2,5)或(1,﹣4).【点睛】本题考查的是二次函数综合运用,涉及到一次函数的性质、平行四边形的性质、面积的计算等,其中(4),要注意分类求解,避免遗漏.2.(1)y =﹣14x 2+32x +4;(2)m 1=4或m 2=223;(3)点H 坐标为(6,﹣4),(6,﹣2),(﹣18,﹣32).【解析】【分析】(1)结合A (﹣2,0),B (8,0)由两点式可得抛物线解析式为y =a (x +2)(x ﹣8),求出点C 坐标,代入即可求出抛物线解析式;(2)点P 在抛物线上,可设P (m ,﹣14m 2+32m +4),结合C 点坐标可得直线PC 的解析式,已知直线与对称轴交点E 的坐标,DE 长可知,根据S △ABC =12×AB ×OC 求出其面积,由题中条件可知△CDP 的面积,由三角形面积公式可得m 的值;(3)分类讨论,①若BC 为边,∠CBK =90°时,将BC 绕点B 逆时针旋转90°得到BC ',根据AAS 证明△BCO ≌△BC 'E ,依据全等的性质可得点B 点C 的坐标,求出直线BC 的表达式与抛物线的解析式联立求解可得点K 横坐标,由矩形的性质可知x C ﹣x B =x H ﹣x K ,C B K H y y y y -=-,结合点B 、C 、D 点坐标可得H 点坐标.②若BC 为边,∠BCK =90°时,同理可求:直线CK的解析式,与抛物线的解析式联立求解可得点K横坐标,同理可得H 点坐标;③若BC为对角线,由B点C点坐标可得BC的中点坐标及BC的长,点K在抛物线上,设设点K(x,﹣14x2+32x+4),利用勾股定理可求出x的值,选择符合题意的,求出点K坐标后结合KH的中点坐标可知H点坐标,综上所述,点H的坐标有3种情况. 【详解】(1)∵A(﹣2,0),B(8,0)∴OA=2,OB=8,∵OC=2OA,∴OC=4,∴点C(0,4)∵设y=a(x+2)(x﹣8)经过点C,∴4=﹣16a,∴a=﹣14,∴抛物线解析式为:y=﹣14(x+2)(x﹣8)=﹣14x2+32x+4;(2)如图1,由题意:点D(3,0),∴OD=3,设P(m,﹣14m2+32m+4),(m>0,﹣14m2+32m+4>0)∵C(0,4),∴直线PC的解析式可表示为:y=(﹣14m+32)x+4,设直线PC与对称轴的交点为E,则点E(3,﹣34m+172),∴DE=﹣34m+172,∵S△ABC=12×AB×OC,∴S△ABC=12×10×4=20,∵S△CDP=1120S△ABC,∴12×(﹣34m+172)×m=1120×20,∴m1=4或m2=223;(3)若BC为边,∠CBK=90°时,如图2,将BC绕点B逆时针旋转90°得到BC',∴BC=BC',∠CBC'=90°,∴∠CBO+∠C'=90°,∠CBO+∠OCB=90°,∴∠OCB=∠EBC',且BC=BC',∠BEC'=∠BOC=90°,∴△BCO≌△BC'E(AAS)∴BE=OC=4,OB=EC'=8,∴点C'(4,﹣8),且B(8,0)∴直线BC'解析式为:y=2x﹣16,∴2x﹣16=﹣14x2+32x+4,∴x1=﹣10,x2=8,∴点K(﹣10,﹣36),∵x C﹣x B=x H﹣x K,∴0﹣8=x H﹣(﹣10),∴x H =﹣18,∵C B K H y y y y -=-,∴y H =﹣32,∴点H (﹣18,﹣32),若BC 为边,∠BCK =90°时,同理可求:直线CK 的解析式为:y =2x +4,∴2x +4=﹣14x 2+32x +4, ∴x 1=﹣2,x 2=0,∴点K 坐标(﹣2,0)∵C B K H x x x x -=-,∴0﹣8=﹣2﹣x H ,∴x H =﹣6,∵C B K H y y y y -=-,∴y H =﹣4,∴点H (6,﹣4),若BC 为对角线,∵B 、C 、K 、H 为顶点的四边形成为矩形,∴BC =KH ,BC 与KH 互相平分,∵B (8,0),C (0,4)∴BC 中点坐标(4,2),BC设点K (x ,﹣14x 2+32x +4)∴(x ﹣4)2+(﹣14x 2+32x +4﹣2)2=(2, ∴x (x ﹣2)2(x ﹣8)=0,∴x 1=0,x 2=2,x 3=8,∴K (2,6),且KH 的中点坐标(4,2),∴点H (6,﹣2)综上所述:点H 坐标为(6,﹣4),(6,﹣2),(﹣18,﹣32).【点睛】本题考查了抛物线的综合,熟练掌握抛物线解析式的求法及利用矩形的性质求满足条件的抛物线上的点坐标是解题的关键.3.(1)3;(2)存在,理由见解析, t =(12﹣s ;(3)S =t 2(0<t ≤3)或S =﹣t 2+12t ﹣18(3<t ≤6)【解析】【分析】(1)由题意得:当t =3时,PC =3=12AC ,AQ ==12AB ,即P 、Q 分别为AC 、AB 的中点,得出PQ 为△ABC 的中位线,得出PQ =12BC =3即可; (2)由勾股定理得出方程,解方程即可;(3)分两种情况,由正方形面积公式和三角形面积公式,即可得出答案.【详解】(1)∵∠C =90°,AC =BC =6,∴AB =,当t =3时,PC =3=12AC ,AQ ==12AB , 即P 、Q 分别为AC 、AB 的中点,∴PQ 为△ABC 的中位线,∴PQ =12BC =3(cm ); 故答案为:3;(2)存在.理由如下:连接BP .如图1,在Rt △ACB 中,∵AC =BC =6,∠C =90°,∴AB =,若点B 在线段PQ 的垂直平分线上,则BP =BQ ,∵AQ t ,CP =t ,∴BQ =t ,∵PB 2=62+t 2,∴(62﹣2t )2=62+t 2,整理得:t 2﹣24t +36=0,解得:t =12﹣63或t =12+63(舍去),∴t =(12﹣63)s 时,点B 在线段PQ 的垂直平分线上.(3)分两种情况:①当0<t ≤3时,如图2:S =正方形CPMN 的面积=t 2;②当3<t ≤6时,如图3:∵PC =t ,AC =6,∴AP =6﹣t∵∠C =∠APM =∠M =90°,∠A =∠EFM =45°,∴△APE ∽△FME ∽△ACB ,并且都是等腰直角三角形∴PE =AP =6﹣t ,∴EM =FM =t ﹣(6﹣t )=2t ﹣6,∴S =S 正方形CPMN ﹣S Rt △EFM =t 2﹣12(2t ﹣6)2=﹣t 2+12t ﹣18; 综上所述,S 关于t 的函数关系式为:S =t 2(0<t ≤3)或S =﹣t 2+12t ﹣18(3<t ≤6).【点睛】本题主要考查等腰直角三角形中的动点问题,根据题意,分类讨论,求出二次函数解析式,是解题的关键.4.(1)224233y x x =-++(2)存在,()2,2M 或104,3M ⎛⎫- ⎪⎝⎭或102,3M ⎛⎫-- ⎪⎝⎭(3)118【解析】【分析】(1)将点A (-1,0),B (3,0)代入y=ax 2+bx+2即可;(2)由题得,()3,0B ,()0,2C ,设()1,N n ,(),M x y ,按照分类讨论的方法得到符合条件的值;(3)过点B 作BH 平行于y 轴交PC 的延长线与H 点,过点H 作HN 垂直y 轴于N ,先利用平行线的性质、等量代换等求证HC HB =、HB OB ⊥,Rt HCN ∆利用勾股定理求出H 坐标,写出直线CP 的函数表达式,求出一次函数与二次函数的交点P 的坐标,即可得到答案.【详解】(1)解:(1)将点()1,0A -,()3,0B 代入22y ax bx =++, 可得23a =-,43b =, ∴224233y x x =-++; (2)存在点M 使得以B ,C ,M ,N 为顶点的四边形是平行四边形,由题得,()3,0B ,()0,2C ,设()1,N n ,(),M x y ,①四边形CMNB 是平行四边形时,1322x +=,∴2x =-, ∴102,3M ⎛⎫-- ⎪⎝⎭; ②四边形CNBM 时平行四边形时,3122x +=,∴2x =, ∴()2,2M ;③四边形CNNB 时平行四边形时,1322x +=,∴4x =, ∴104,3M ⎛⎫- ⎪⎝⎭;综上所述:()2,2M 或104,3M ⎛⎫- ⎪⎝⎭或102,3M ⎛⎫-- ⎪⎝⎭; (2)过点B 作BH 平行于y 轴交PC 的延长线与H 点.∵BH OC∴OCB HBC ∠=∠又OCB BCP ∠=∠∴PCB HBC ∠=∠∴HC HB =又OC OB∴HB OB ⊥故可设()3,H m ,即HB HC m ==过点H 作HN 垂直y 轴于N在Rt HCN ∆中,则()22232m m =+-解得134m = ∴133,4H ⎛⎫ ⎪⎝⎭设直线CP 的解析式为y kx b =+得21334b k b =⎧⎪⎨+=⎪⎩得512k =,2b = ∴5212y x =+故2245223312x x x -++=+ 解得10x =(舍去),2118x = 即点P 到y 轴的距离是118 【点睛】本题考查二次函数的图象及性质;熟练掌握二次函数的性质,灵活运用勾股定理求边长,掌握平行四边形的判定方法是解题的关键.5.(1)y =12(x ﹣2)2﹣8,D (2,﹣8)(2)9;(3)P (2,8﹣) 【解析】【分析】(1)由OB=3OA 可设A (-t ,0),B (3t ,0),代入抛物线解析式即得到关于a 、t 的二元方程,解方程求出a 即求得抛物线解析式,配方即得到顶点D 的坐标.(2)由(1)求得t=2可知点A (-2,0),设G (x 1,12x 12-2x 1-6),H (x 2,12x 22-2x 2-6),把直线y=−12x+n 与抛物线解析式联立方程组,消去y 后整理得关于x 的一元二次方程,x 1、x 2即为方程的解,根据韦达定理求得x 1+x 2=3.设直线AG 解析式为y=kx+b ,把点A 、G 坐标代入求出b 的值即为点N 纵坐标,进而得到用x 1表示的ON 的值,同理可求得用x 2表示的OM 的值,相加再把x 1+x 2代入即求得OM+ON 的值.(3)以点P 为圆心,PB 长为半径的⊙P ,由于满足PB=PQ (即点Q 在⊙P 上)且点Q 在直线CD 上的点Q 有且只有一个,即⊙P 与直线CD 只有一个公共点,所以直线CD 与⊙P 相切于点Q .由(1)得点C 、D 坐标可知直线CD 与DE 夹角为45°,△PDQ 为等腰直角三角形,PD=⎷ 2PQ=⎷ 2PB .设点P 纵坐标为p ,用p 表示PB 和PD 的长并列得方程即可求p 的值.由于点P 在线段DE 上,故p 的值为负数,舍去正数解.【详解】(1)∵抛物线y =ax 2﹣4ax ﹣6与x 轴交于A ,B 两点,OB =3OA∴设A (﹣t ,0),B (3t ,0)(t >0)∴2246091260at at at at ⎧+-=⎨--=⎩ 解得:122a t ⎧=⎪⎨⎪=⎩ ∴抛物线解析式为y =12x 2﹣2x ﹣6=12(x ﹣2)2﹣8 ∴顶点D 的坐标为(2,﹣8)(2)∵t =2∴A (﹣2,0)设抛物线上的点G (x 1,12x 12﹣2x 1﹣6),H (x 2,12x 22﹣2x 2﹣6) ∵直线y =12x -+n 与抛物线交于G ,H 两点 ∴2121262y x n y x x ⎧=+⎪⎪⎨⎪=--⎪⎩ 整理得:x 2﹣3x ﹣12﹣2n =0 ∴x 1+x 2=3设直线AG 解析式为y =kx+b ,即N (0,b )(b <0) ∴21112k b 0 1kx b x 2x 6 2-+=⎧⎪⎨+=--⎪⎩①② ①×x 1得:﹣2kx 1+bx 1=0 ③②×2得:2kx 1+2b =x 12﹣4x 1﹣12 ④③+④得:(x 1+2)b =(x 1+2)(x 1﹣6)∵点G 与A 不重合,即x 1+2≠0∴b =x 1﹣6即ON =﹣b =6﹣x 1同理可得:OM =6﹣x 2∴OM+ON =6﹣x 2+6﹣x 1=12﹣(x 1+x 2)=12﹣3=9(3)如图,过点C 作CF ⊥DE 于点F ,以点P 为圆心、PB 为半径作圆∵PB=PQ∴点Q在⊙P上∵有且只有一个点Q在⊙P上又在直线CD上∴⊙P与直线CD相切于点Q∴PQ⊥CD由(1)得:B(6,0),C(0,﹣6),D(2,﹣8)∴CF=2,DF=﹣6﹣(﹣8)=2,即CF=DF∴∠CDF=45°∴△DPQ为等腰直角三角形∴PD2PQ∴PD2=2PQ2=2PB2设P(2,p)(﹣8≤p≤0)∴PD=p+8,PB2=(6﹣2)2+p2=16+p2∴(p+8)2=16+p2解得:p1=8﹣6,p2=6(舍去)∴点P坐标为(2,8﹣6)【点睛】本题考查了二次函数的图象与性质,一次函数的图象与性质,二元一次方程组的解法,一元二次方程的解法,一元二次方程根与系数的关系,圆的定义,切线的定义,等腰直角三角形的性质,勾股定理.第(2)题的解题关键是设点G、H的坐标,求直线AG、AH解析式,即得到OM、ON的表示,联立直线GH与抛物线解析式得到点G、H横坐标的关系并代入求OM+ON,计算量较大.第(3)题的解题关键是由PB=PQ联想到圆,再由有且只有一个满足条件的Q 联想到相切,体现数形结合的过程.6.(1) 234y x x =--;(2)当ECD EDC ∠=∠时,4m =-(3)存在. 1.5m =时,BEF 的周长最小.【解析】【分析】(1)易求(),)40 04(A C -,,,根据待定系数法,即可得到答案; (2)过点E 作EH y ⊥轴,垂足为H ,易得:点()()2,34, ,4D m m m E m m ---,进而可知:,EH HC m ∴==()()224 344ED m m m m m =----=-+,EC =,根据ECD EDC ∠=∠时,EC ED =,列出方程,即可求解;(3)易证:BFE △的周长=BF FE BE BF AF BE AB BE ++=++=+,可知:当BE 最小,即BE AC ⊥时,BFE △的周长最小,进而可求出BEF 的周长最小时,m 的值.【详解】(1)在4y x =-中,当0x =时,4y =-;当0y =时,4x =,40())0,( 4A C ∴-,,.把()()4,0,0,4A C -代入23y ax x c =-+中, 得: 161204a c c -+=⎧⎨=-⎩,解得14a c =⎧⎨=-⎩, ∴抛物线的解析式是234y x x =--;(2)过点E 作EH y ⊥轴,垂足为H .4OA OC ==,45OAC OCA ∴∠=∠=︒,45HEC HCE ∴∠=∠=︒.点()()2,34, ,4D m m m E m m ---, ,EH HC m ∴==()()224 344ED m m m m m =----=-+,EC =,∴当ECD EDC ∠=∠时,EC ED =,2 4m m =-+,解得:10m =(舍去),242m =-.∴当ECD EDC ∠=∠时,42m =-;(3)存在.在抛物线234y x x =--中,当0y =时,2340x x --=,解得121,4x x =-=, ∴点B 坐标为()1,0-.45FAE FEA ∠=∠=︒,EF AF ∴=.设BFE △的周长为l ,则l BF FE BE BF AF BE AB BE =++=++=+,AB 的值不变,∴当BE 最小,即BE AC ⊥时,BFE △的周长最小.当BE AC ⊥时,45EBA BAE ∠=∠=︒,BE AE ∴=,2.5BF AF ∴==,1.5m ∴=时,BEF 的周长最小.【点睛】本题主要考查二次函数与平面几何的综合问题,把动点E 的坐标用未知数m 表示出来,是解题的关键,体现了数形结合的思想方法.7.(1)①菱形、正方形;②43或43;(2)BD=26;(3)a的值为-6-3或6-3.【解析】【分析】(1)①由菱形、正方形的对角线互相垂直即可判断.②矩形ABCD对角线相等且互相平分,再加上对角线夹角为60°,即出现等边三角形,所以得到矩形相邻两边的比等于tan60°.由于AB边不确定是较长还是较短的边,故需要分类讨论计算.(2)过O点作OH垂直BD,连接OD,由∠DPC=60°可求得OH,在Rt△ODH中勾股定理可求DH,再由垂径定理可得BD=2DH.(3)由BD与x轴成60°角可知直线BD解析为y=3x,由二次函数图象与x轴交点为A、C可设解析式为y=a(x+3)(x-2),把两解析式联立方程组,消去y后得到关于x的一元二次方程,解即为点B、D横坐标,所以用韦达定理得到x B+x D和x B•x D进而得到用a表示的(x B-x D)2.又由四边形面积可求得x B-x D=6,即得到关于a的方程并解方程求得a.【详解】(1)①∵菱形、正方形的对角线互相垂直,∴菱形、正方形不是“美丽四边形”.故答案为:菱形、正方形.②设矩形ABCD对角线相交于点O∴AC=BD,AO=CO,BO=DO,∠ABC=90°,∴AO=BO=CO=DO,∵矩形ABCD是“美丽四边形”,∴AC、BD夹角为60°,i)如图1,若AB=4为较短的边,则∠AOB=60°,∴△OAB是等边三角形∴∠OAB=60°∴Rt △ABC 中,tan ∠OAB =3BC AB=, ∴BC =3AB =43, ii )如图2,若AB =4为较长的边,则∠BOC =60°,∴△OBC 是等边三角形,∴OCB =60°,∴Rt △ABC 中,tan ∠OCB =AB BC =3, ∴BC =3=433. (2)过点O 作OH ⊥BD 于点H ,连接OD∴∠OHP =∠OHD =90°,BH =DH =12BD , ∵AP =1,PC =5∴⊙O 直径AC =AP+PC =6∴OA =OC =OD =3∴OP =OA ﹣AP =3﹣1=2∵四边形ABCD 是“美丽四边形”∴∠OPH =60°,∴Rt △OPH 中,sin ∠OPH =OH 3OP =,∴OH=3op =3, ∴Rt △ODH 中,DH =22OD OH -=223(3)-=6,∴BD =2DH =26.(3)过点B 作BM ⊥x 轴于点M ,过点D 作DN ⊥x 轴于点N∴∠BMO =∠DNO =90°∵直线BD 3∴直线BD 解析式为y 3,∵二次函数的图象过点A (﹣3,0)、C (2,0),即与x 轴交点为A 、C∴用交点式设二次函数解析式为y =a (x+3)(x ﹣2) ∵(3)(2)3y a x x y x =+-⎧⎪⎨=⎪⎩, 整理得:ax 2+(a 3x ﹣6a =0, ∴x B +x D 3a -x B •x D =﹣6 ∴(x B ﹣x D )2=(x B +x D )2﹣4x B •x D 3a -)2+24 ∵S 四边形ABCD =S △ABC +S △ACD =12AC•BM+12AC•DN =12AC (BM+DN )=12AC (y D ﹣y B )=12AC 3D 3B )=53(x B ﹣x D ). 53(x B ﹣x D )=3∴x B ﹣x D =6,∴)2+24=36,解得:a 1=611--,a 2=611-∴a 611 【点睛】本题考查了新定义的理解和性质应用,菱形、正方形的性质,矩形的性质,特殊三角函数的应用,垂径定理,一次函数的性质,二次函数的性质,一元二次方程根与系数的关系,解一元二次方程.8.(1)223y x x =--+,(1,4)-;(2)2;(3)点D 的坐标为13,22⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭或(【解析】【分析】(1)利用待定系数法确定函数解析式,根据函数解析式求得该抛物线的顶点坐标;(2)如图,过点B 作BH ⊥AC 于点H ,构造等腰直角△ABH 和直角△BCH ,利用勾股定理和两点间的距离公式求得相关线段的长度,从而利用锐角三角函数的定义求得答案; (3)如图2,过点D 作DK ⊥x 轴于点K ,构造直角△DOK ,设D (x ,−x 2−2x +3),则K (x ,0).并由题意知点D 位于第二象限.由于∠BAC 是公共角,所以当△AOE 与△ABC 相似时,有2种情况:①∠AOD =∠ABC .则tan ∠AOD =tan ∠ABC =3.由锐角三角函数定义列出比例式,从而求得点D 的坐标.②∠AOD =∠ACB .则tan ∠AOD =tan ∠ACB =2.由锐角三角函数定义列出比例式,从而求得点D 的坐标.【详解】(1)解:设抛物线的解析式为2(0)y ax bx c a =++≠抛物线2y ax bx c =++过点(3,0),(1,0),(0,3)A B C -9303a b ca b cc-+=⎧⎪∴++=⎨⎪=⎩解得123abc=-⎧⎪=-⎨⎪=⎩∴这条抛物线的解析式为223y x x=--+顶点坐标为(1,4)-(2)解:过点B作BH AC⊥,垂足为H90,3AOC OA OC︒∠===45,32OAC OCA AC︒∴∠=∠==90BHA︒∠=90HAB HBA︒∴∠+∠=45HAB HBA︒∴∠=∠=在Rt AHB∆中,222,4AH BH AB AB+==22AH BH∴==32222CH∴==90BHC︒∠=22tan22BHACBCH∴∠===(3)解:过点D作DK x⊥轴,垂足为K设()2,23D x x x --+,则(,0)K x ,并由题意可得点D 在第二象限 223,DK x x OK x ∴=--+=- BAC ∠是公共角∴当AOE ∆与ABC ∆相似时存在以下两种可能①AOD ABC ∠=∠tan tan 3AOD ABC ∴∠=∠=2233x x x--+∴=- 解得1113x -=,2113x += 1133133,22D ⎛⎫-∴ ⎪ ⎪⎝⎭②AOD ACB ∠=∠tan tan 2AOD ACB ∴∠=∠=2232x x x--+∴=- 解得13x =-23x =(舍去)(3,23)D ∴综上所述:当AOE ∆与ABC ∆相似时,点D 的坐标为1133133,22⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭或()3,23-【点睛】主要考查了二次函数的解析式的求法和与几何图形结合的综合能力的培养.要会利用数形结合的思想把代数和几何图形结合起来,利用点的坐标的意义表示线段的长度,从而求出线段之间的关系.9.(1)y=-x2-2x+3;(2)存在,P(-1)或P(-1,)或P(-1,6)或P(-1,5 3);(3)当a=-32时,S四边形BOCE最大,且最大值为638,此时,点E坐标为(-32,154).【解析】【分析】(1)已知抛物线过A、B两点,可将两点的坐标代入抛物线的解析式中,用待定系数法即可求出二次函数的解析式;(2)可根据(1)的函数解析式得出抛物线的对称轴,也就得出了M点的坐标,由于C是抛物线与y轴的交点,因此C的坐标为(0,3),根据M、C的坐标可求出CM的距离.然后分三种情况进行讨论:①当CP=PM时,P位于CM的垂直平分线上.求P点坐标关键是求P的纵坐标,过P作PQ⊥y 轴于Q,如果设PM=CP=x,那么直角三角形CPQ中CP=x,OM的长,可根据M的坐标得出,CQ=3-x,因此可根据勾股定理求出x的值,P点的横坐标与M的横坐标相同,纵坐标为x,由此可得出P的坐标.②当CM=MP时,根据CM的长即可求出P的纵坐标,也就得出了P的坐标(要注意分上下两点).③当CM=CP时,因为C的坐标为(0,3),那么直线y=3必垂直平分PM,因此P的纵坐标是6,由此可得出P的坐标;(3)由于四边形BOCE不是规则的四边形,因此可将四边形BOCE分割成规则的图形进行计算,过E作EF⊥x轴于F,S四边形BOCE=S△BFE+S梯形FOCE.直角梯形FOCE中,FO为E的横坐标的绝对值,EF为E的纵坐标,已知C的纵坐标,就知道了OC的长.在△BFE中,BF=BO-OF,因此可用E的横坐标表示出BF的长.如果根据抛物线设出E的坐标,然后代入上面的线段中,即可得出关于四边形BOCE的面积与E的横坐标的函数关系式,根据函数的性质即可求得四边形BOCE的最大值及对应的E的横坐标的值.即可求出此时E的坐标.【详解】。
初中数学动态几何问题的教学难点及措施研究
初中数学动态几何问题的教学难点及措施研究1. 引言1.1 背景介绍初中数学动态几何问题是数学教学中的一个重要内容,涉及到学生在空间和时间上的思维能力和几何图形变化的认识。
在教学实践中,往往存在着一些难点和问题,如学生对动态几何问题的理解不深,解题方法不够灵活等。
深入研究动态几何问题的教学难点及措施,对于提高学生的数学学习效果具有重要的意义。
背景介绍是这一研究的起点,主要介绍了动态几何问题在初中数学教学中的地位和作用。
通过对动态几何问题的特点和特性进行分析,我们可以更好地把握教学中的重点和难点,从而为教师们提供更好的指导和支持。
了解动态几何问题的教学困难和挑战,有助于我们找到更有效的教学方法和策略,提高学生的数学学习兴趣和能力。
本文将围绕着初中数学动态几何问题的教学难点及措施展开研究,旨在为教师们在教学实践中提供一些启示和借鉴。
1.2 研究意义数统计等。
【研究意义】动态几何在初中数学教学中起着重要的作用,能够帮助学生更好地理解几何概念,并培养他们的空间想象能力和逻辑推理能力。
动态几何问题的教学难点也是不可避免的,如何有效地解决这些难点,提高教学效果,是本文研究的重点。
通过对初中数学动态几何问题的教学特点、难点分析和教学措施建议的研究,可以为教师提供更好的教学指导,帮助学生更好地掌握动态几何知识。
本文还将通过案例分析和评估方法的探讨,进一步完善教学策略,提高教学效果。
通过对初中数学动态几何问题的深入研究,不仅可以促进教学改革和教学方法的创新,还可以为学生的数学学习提供更有效的帮助,提高他们的数学素养和解决问题的能力。
【2000字】2. 正文2.1 初中数学动态几何问题的特点1. 动态性:动态几何问题是指在平面内或立体空间内,一些几何对象在运动中的性质和规律。
这种问题要求学生能够通过观察几何图形在运动过程中的变化,把握图形的运动规律,从而解决问题。
2. 几何性:动态几何问题强调几何图形的性质和变化,要求学生善于观察、分析和推理,从几何图形的角度解决问题,培养学生的几何思维能力。
初中数学中考复习:动点问题
∴(m+3)2-4×9=0,解得m=3或m=-9,
又抛物线对称轴大于0,即m+3>0,∴m=3
12
考向一:动点问题——单动点问题
【练】如图,已知抛物线y=x2-(m+3)x+9的顶点C在x轴正半轴上,一次函数y=x+3与 抛物线交于A,B两点,与x,y轴交于D,E两点.
(2)抛物线上一点P横坐标为a(-3<a<1),当△PAB的面积是△ABC面积的2倍时,求a值.
15
解析:
【解析】首先根据正方形的边长与动点P,Q的速度可知动点Q始终在AB边上,
而动点P可以在BC边、CD边、AD边上,再分三种情况进行讨论:
①0≤x≤1;②1<x≤2;③2<x≤3;
分别求出y关于x的函数解析式,然后根据函数的图象与性质即可求解.
【答案】C
16
考向二:动点问题——双动点问题
25
解析:
【解析】有.依题意,得四边形PCFE是平行四边形.设BP=x,则PC=2-x,
平行四边形PEFC的面积为S,如图,过P点PH⊥EF作于点H,
∵四边形PCFE是平行四边形,∴EF∥BC.∴∠E=∠BPE.
∠E.
又∵线段PA绕点P逆时针旋转90°得到线段PE,∴∠BPE=∠BAP.∴∠BAP=
(2)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 时的t值;若不存在,请说明理由.
19
解析: 20
考向二:动点问题——双动点问题
【练】如图,关于x的二次函数y=x2+bx+c的图象与x轴交于点A(1,0)和点B,与y轴交 于点C(0,3),抛物线的对称轴与x轴交于点D.
初中数学经典动点问题
动点问题的几何题应该怎么答?动态几何问题解法指要以运动中的几何图形为载体构建的综合题称动态几何问题,其已成为各地市中考压轴题的首选题型。
由于这种能把三角、平几、函数、方程等集于一身的题型灵活性强、难度较大,广大考生均感棘手。
今析解两例,望对同学们有所启迪。
动态几何问题解法指要:1. 考虑运动全貌,善于“动”中捕“静”,并能以“静”制“动”。
对运动全过程的深刻把握,有助于抓住运动中的某些关键时刻(静止),同时便于站在更高角度鸟瞰全局,不致以偏概全。
2. 善于“数形结合”。
以数折形,精确;以形论数,直观。
例1. 已知:如图所示,等边三角形ABC 中,AB =2,点P 是AB 边上的任意一点(点P 可以与点A 重合,但不与点B 重合),过点P 作PE⊥BC,垂足为E ;过点E 作EF⊥AC,垂足为F ;过点F 作FQ⊥AB,垂足为Q ,设。
(1)写出y 与x 之间的函数关系式;(2)当BP 的长等于多少时,点P 与点Q 重合;(3)当线段PE 、FQ 相交时,写出线段PE 、EF 、FQ 所围成三角形的周长的取值范围(不必写出解题过程)。
分析:考虑运动全貌,明了运动变化趋势,找到关键点,可以知晓如下情况:(参见图2)图21. P 与B 重合时(假设能重合),E 、B 重合,F 为AC 中点,41=AQ (见图中四点);P 与A 重合时,E 为BC 中点,83AQ 41=,=CF (见图中1111Q F E P 、、、四点);P 在线段BA 上由B 至A 运动时,E 从0E 向1E 运动,F 从0F 向1F 运动,Q 从0Q 向1Q 运动,即P 、Q 互相靠近;于是,EP 、FQ =直线的交点经历由△ABC 外到AB 边上到△ABC 内的过程;2. 如图1所示为运动过程的一个情形,借助三角函数容易由BP→BE→EC→CF→AF→AQ 完成过渡,找到y 与x 关系;图13. P 、B 重合,P 、Q 重合,P 、A 重合是三个关键时刻,是分情况讨论的基础。
初中数学讲解动态问题教案
教案:初中数学动态几何问题讲解教学目标:1. 理解动态几何问题的基本概念和特点;2. 学会分析和解决动态几何问题的方法;3. 能够运用动态几何问题的解题策略解决实际问题。
教学内容:1. 动态几何问题的定义和特点;2. 动态几何问题的分类及解题方法;3. 动态几何问题的实际应用。
教学过程:一、导入(5分钟)1. 引导学生回顾静态几何问题的解决方法,如勾股定理、相似三角形的性质等;2. 提问:静态几何问题与动态几何问题有什么区别?二、讲解动态几何问题的基本概念和特点(10分钟)1. 解释动态几何问题的定义:随着图形某一元素的运动变化,导致问题的结论或变或不变的几何题;2. 强调动态几何问题的特点:运动变化、条件变化、结论变化;3. 举例说明动态几何问题的常见形式,如动点问题、动线问题、动形问题等。
三、讲解动态几何问题的分类及解题方法(10分钟)1. 分类介绍动态几何问题的类型及解题方法:a) 动点问题:利用坐标系、参数方程等方法解决;b) 动线问题:利用直线方程、圆的方程等方法解决;c) 动形问题:利用几何图形的性质、相似三角形等方法解决;2. 引导学生理解解题方法的选择依据:问题的类型、条件的特点、结论的要求等。
四、动态几何问题的实际应用讲解(10分钟)1. 举例讲解动态几何问题在实际中的应用,如物理中的运动问题、工程中的设计问题等;2. 引导学生学会将实际问题转化为动态几何问题,运用解题方法进行求解。
五、课堂练习与讲解(10分钟)1. 布置练习题,让学生独立解决;2. 选取学生的解答进行讲解,分析解题过程中的优点和不足;3. 针对学生的疑惑进行解答,巩固所学知识。
六、总结与布置作业(5分钟)1. 总结本节课所讲的内容,强调动态几何问题的解题方法及实际应用;2. 布置作业:解决一道动态几何问题,要求运用所学解题方法并写出解题过程。
教学反思:本节课通过讲解动态几何问题的基本概念、分类和解题方法,使学生掌握了解决动态几何问题的基本思路。
初中几何动点最值问题难题集锦
初中几何动点最值问题难题集锦初中几何动点最值问题是初中数学中的一道难题类型。
动点最值问题考察动点在几何形状内运动时,某一量的最大值或最小值的求解方法。
下面是一些初中几何动点最值问题的难题集锦。
1.【问题描述】在一个矩形ABCD中,点P动态地沿着矩形的边移动,求线段AP的最长长度。
【解答】假设矩形ABCD的边长为a和b(a<b),点P动态地沿着矩形的边移动。
我们可以观察到,当点P处于矩形的顶点A或D时,线段AP的长度为a;当点P处于矩形的顶点B或C时,线段AP的长度为b。
因此,线段AP的最长长度为b。
2.【问题描述】在一个圆形O内,点P动态地沿着圆的周长移动,求线段OP的最长长度。
【解答】设圆的半径为r,点P动态地沿着圆的周长移动。
根据三角形的性质,可以知道线段OP的长度最长时,点P应该位于圆的周长上的与点O相对的点,即直径上的点。
因此,线段OP的最长长度为2r。
3.【问题描述】在一个正方形ABCD内,点P动态地沿着正方形的边移动,求线段BP的最长长度。
【解答】设正方形ABCD的边长为a,点P动态地沿着正方形的边移动。
由于线段BP的长度等于点P距离B点的距离,所以线段BP的最长长度为正方形的对角线长度,即√2a。
4.【问题描述】在一个等腰直角三角形ABC中,点P动态地沿着三角形的边移动,求线段AP的最长长度。
【解答】设等腰直角三角形ABC的等腰边长为a,点P动态地沿着三角形的边移动。
可以观察到,当点P处于顶点B或C 时,线段AP的长度为a;当点P处于顶点A时,线段AP的长度为0。
因此,线段AP的最长长度为a。
5.【问题描述】在一个梯形ABCD中,点P动态地沿着梯形的边移动,求线段CP的最长长度。
【解答】设梯形ABCD的上底长为a,下底长为b(a>b),点P动态地沿着梯形的边移动。
可以观察到,当点P处于梯形的底端点C或顶端点D时,线段CP的长度为0;当点P处于梯形的上底端点A时,线段CP的长度为ab。
初中数学一元二次方程的应用题型分类——动态几何问题3(附答案)
11.Rt△ ABC 中,∠ACB=90°,AC=BC=6,动点 P 从点 A 出发,在线段 AC 上以每 秒 1 个单位长度的速度向点 C 作匀速运动,到达点 C 停止运动.设运动时间为 t 秒
(1)如图 1,过点 P 作 PD⊥AC,交 AB 于 D,若△ PBC 与△ PAD 的面积和是△ ABC
4.在平面直角坐标系 x O y 中,过原点 O 及点 A(0,2) 、C(6,0)作矩形 OABC,
∠AOC 的平分线交 AB 于点 D 点 P 从点 O 出发,以每秒 2 个单位长度的速度沿射线
OD 方向移动;同时点 Q 从点 O 出发,以每秒 2 个单位长度的速度沿 x 轴正方向移动 设
移动时间为 t 秒,当 t 为
2.在△ ABC 中,∠B=90°,AB=8,BC=6.点 P 从点 B 沿 BA 向 A 以 1 cm/s 向 A 移动,到 A 后停止;同时,点 Q 从 B 沿 BC→CA 以 1 cm/s 移动到终点 A,_______秒后,△ PBQ 的面积 为 16.
3.如图,将边长为 12 的正方形 ABCD 沿其对角线 AC 剪开,再把△ ABC 沿着 AD 方 向平移,得到△ A′B′C′,当两个三角形重叠部分的面积为 32 时,它移动的距离 AA′等 于.
时,△ PQB;ax+b 图像与 x 轴有 2 个交点,A(x1,0),B(x2,0);且 0< x1<1; 1< x2<2,那么(1)a 的取值范围是___________;b 的取值范围是________;则(2)
初中数学几何动点问题分类专题汇总全书
初中数学几何动点问题分类专题汇总全书近几年有关“线段最值”的中考试题层出不穷,形式多样,往往综合了几何变换、函数等方面的知识,具有一定的难度,具有很强的探索性,通过研究发现,这些问题尽管形式多样、背景复杂、变化不断,但都可以通过几何变换转化为常见的基本问题.最值题目类型多:作图、计算;有求差最大,求和最小;求周长最小、求时间最短;求最值、已知最值求待定系数等;对称载体多:几乎涉及到初中全部的轴对称图形(角、线段、等腰三角形、等腰梯形、菱形、正方形、抛物线、圆、坐标轴).我们知道“对称、平移、旋转” 是三种保形变换。
通过这三种几何变换可以实现图形在保持形状、大小不变的前提下而使其位置发生变化,具有更紧凑的位置关系或组合成新的有利论证的基本图形.通过几何变换移动线段的位置是解决最值问题的有效手段,题目是千变万化的,但是运用几何变换把最值问题转化为基本问题却是不变的。
数学问题是千变万化的,几何变换的应用也不是单一的,有些问题需要多种变换的组合才能解决,看看以下策略对解决问题能否奏效。
(1)去伪存真。
刨去不变的线段,看清楚究竟是几段和的最小值问题,必须仔细研究题目的背景,搞清楚哪些是动点、哪些是定点、哪些是定长。
(2)科学选择。
捕捉题目的信号,探索变换的基础,选择变换的手段.平移把不“连”的线段“接”起来,旋转把“碰头”的线段“展”开来重“接”,对称把在同侧的线段翻折过去重组,因此“不连——平移、碰头——旋转、同侧——对称”是一般的思路;对称变换的基础是轴对称图形,平移变换的基础是平行线,旋转变换的基础是等线段,所以选择哪种几何变换还要看题目中具备何种变换的基础信息。
(3)怎么变换?对称变换一般以动点所在直线为对称轴,构建定点(直线)的对称点(直线),如有多个动点就必须作多次变换;平移一般是移动没有公共端点的两条线段中的某一条,与另一条对“接”;旋转变换一般以定点为旋转中心旋转60°或90°。
全等三角形动态问题
全等三角形动态问题在初中数学的学习中,全等三角形是一个非常重要的知识点,而其中的动态问题更是让许多同学感到头疼。
今天,咱们就来好好探讨一下全等三角形的动态问题,争取把这个难题给攻克了。
首先,咱们得明白啥是全等三角形的动态问题。
简单来说,就是在一个几何图形中,三角形的某些顶点或者边在按照一定的规律运动,然后让我们去研究在这个运动过程中三角形全等的情况。
比如说,有一个三角形 ABC,其中点 A 沿着一条直线匀速移动,然后问在移动过程中,是否存在某个时刻,使得三角形 ABC 和另一个给定的三角形 A'B'C'全等。
解决这类问题,关键在于抓住全等三角形的判定条件。
咱们都知道,全等三角形的判定条件有“SSS”(三边对应相等)、“SAS”(两边及其夹角对应相等)、“ASA”(两角及其夹边对应相等)、“AAS”(两角及其中一角的对边对应相等)和“HL”(直角三角形的斜边和一条直角边对应相等)。
那在动态问题中,怎么运用这些判定条件呢?这就需要我们仔细观察图形的运动过程,找出那些不变的量和变化的量。
举个例子,假设在一个矩形 ABCD 中,E 是 AD 边上的一个动点,以 BE 为斜边作一个直角三角形 BEF,其中∠F = 90°,BF = EF。
当点 E 从 A 点运动到 D 点时,问三角形 BEF 和哪个三角形全等。
咱们来分析一下,在这个过程中,因为 BF = EF,所以这是一个等腰直角三角形。
而矩形的对边是相等的,所以 AB = DC。
如果我们连接 CE,那么就会发现三角形 BAE 和三角形 DCE 有可能全等。
当点 E 运动到使得 BE = CE 时,因为 AB = DC,AE = DE(矩形对边相等,E 是 AD 中点),根据“SSS”判定条件,就可以得出三角形 BAE ≌三角形 DCE。
再来看一个例子,在三角形 ABC 中,∠C = 90°,AC = BC,D 是AB 边上的一点,E 是 BC 边上的一个动点,连接 DE,将三角形 BDE沿着 DE 翻折,得到三角形 B'DE。
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初中数学动态几何问题
发表时间:2011-01-14T17:29:06.670Z 来源:《中学课程辅导·教学研究》2011年第2期供稿作者:郭兴淑
[导读] 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
摘要:本文结合笔者的教学实践对初中数学教学中的动态几何问题进行了探讨。
关键词:二次函数;动点;动线;动态
作者简介:郭兴淑,任教于云南腾冲一中。
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,函数为背景,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.本类问题主要有动点、动线、动面三个方面的问题。
其中动点问题有单动点和双动点两种类型,无论是动点、动线、单动点还是双动点,我们都要注意到如何在动中求静,在静中求解,找到相应的关系式,把想知道的量用常量或含自变量的关系式表示出来。
下面就以二次函数为背景的动态问题和单纯几何图形变化的动态问题采撷几例加以分类浅析,供读者参考。
一、以二次函数为背景的动态问题
1.单动点与二次函数
例l,(2009年深圳)已知:Rt△ABC的斜边长为5。
斜边上的高为2,将这个直角三角形放置在平面直角坐标系中,使其斜边AB与x轴重合(其中OA<OB),直角顶点C落在y轴正半轴上(如图1).
(1)求线段OA、OB的长和经过点A、B、C的抛物线的关系式.
(2)如图2,点D的坐标为(2,0),点P(m,n)是该抛物线上的一个动点(其中m>0,n>0,连接DP交BC于点E.
①当△BDE为等腰三角形时,接写出此时点E的坐标.
②又连结CD、CP(如图3),△CDP是否有最大面积?若有,求出△CDP的最大面积和此时点P的坐标;若没有,请说明理由.
分析:通过三点确定了抛物线的解析式;在分析△BDE是等腰三角形时,要抓住等腰三角形的特征,分三种情况来讨论,即BD=BE DB=DE,EB=ED时;结合等腰三角形的三线合一来解题.由于是求△CDP的最大面积,所以要与二次函数的最值问题联系在一起,故要以△CDP的面积为因变量来建立二次函数.
在此题中用到三角形相似对应线段成比例求出AO,BO的长这是一种在求解线段长度问题中比较常用的方法,再用二次函数交点式方程求出二次函数的解析式,二次函数的表达式有三种要根据题意适当选择方程,此外第二个题又考察了分类思想,最终最值问题又转化为了二次函数的最值问题来求解。
2.双动点与二次函数
例2,(2009年河南)如图,在平面直角坐标系中,已知矩形ABCD的三个顶点B(4,O)、C(8,0)、D(8,8)。
抛物线过A、C两点。
(1)直接写出点A的坐标,并求出抛物线的解析式;
(2)动点P从点A出发.沿线段AB向终点B运动,同时点Q从点C出发,沿线段CD向终点D运动.速度均为每秒1个单位长度,运动时间为t秒.过点P作PEAB交AC于点E。
①过点E作EFAD于点F,交抛物线于点G.当t为何值时,线段EG最长?
②连接EQ,在点P、Q运动的过程中,判断有几个时刻使得△CEG是等腰二角形?请直接写出相应的t值。
解(1)点A的坐标为(4,8).将A(4,8)、C(8,0)
评析:由矩形的性质可知A点的坐标,进一步求得二次函数的解析式,为以下各问埋下伏笔;随着点P和点Q的运动,EF与抛物线的交点
G始终在点E的上方,故EG的长等于G的纵坐标与E的纵坐标之差且它们的横坐标相同,所以可以建立二次函数来求最值。
对于等腰三角形,根据P、Q两点的运动分三种情况讨论即可。
二、单纯的几何图形变化的动点问题
1.单动点的图形变化
例:在平行四边形ABCD中∠A=120°,E是BC上不与B点重合的点,AB=4,AD=3,过E作EF⊥AB于点F,交DC的延长线于点G,设,△DEF的面积为,求与之间的函数关系式。
分析:要求面积只需取某条线段为底,再找一条高,它们要么是常量要么是关于自变量的代数式,因此,以EF为底DG为高,求解。
(1)设运动时间为x,用含x的代数式表示AE和ED;
(2)如Q点在BD上移动;
(3)Q运动时能否与E、D够成直角三角形,如能求出的值。
分析:(1)中求线段之间的关系常用的方法为比例线段和勾股定理,此处可用比例线段;
(2)中求三角形的面积同样只需找底与高即可(底与高,可能为常量,也可能为含的代数式)DQ为底,PC为高;
(3)这是明显的动中求静的问题,可假设能够成直角三角形,把各线段的长求出来,再用勾股定理求解,如有合题意的解,则说明
能够成直角三角形。
注意:到由于此题为双动点问题,当点Q到C停止时,由于AB=BC,则点P到A也就停止了,因此只有一种情况,在此题中,求线段我们再次用到了比例线段求线段的长,分别表示出底和高之后,面积也就迎刃而解了。
通过以上例子,我们可以看到动态问题对学生的综合能力要求较高, 解题方法灵活多变,其中所含的数学思想和方法丰富,有数型结合思想,方程思想,函数思想,分类讨论思想,数学建模等思想方法。
考查学生利用动静结合、图形变换的规律分析、解决问题的能力,有效地考查了考生观察、猜想、归纳、验证、推理等思维能力, 要求学生要会将问题各个时刻的图形分类画图,由“动”变“静”;还要善于抓住在运动过程中某一特殊位置的等量关系和变量关系。
同时考查了学生的数学功底和探究心理。
动态问题在初中阶段还有动面的问题主要考察平移,旋转,和轴对称,在此不做分析。
总之,解决这类问题的关键在于如何在“静中取动”或在“动中求静”在“静中求解”。
(作者简介:郭兴淑,任教于云南腾冲一中)
参考文献:
[1]赵春雷.以二次函数为背景的动态几何问题[J].维普中文期刊,2010(5).。