因动点产生的等腰三角形模型

因动点产生的等腰三角形模型

例1 2013年上海市虹口区中考模拟第25题

如图1，在Rt△ABC中，∠A＝90°，AB＝6，AC＝8，点D为边BC的中点，DE⊥BC 交边AC于点E，点P为射线AB上的一动点，点Q为边AC上的一动点，且∠PDQ＝90°．（1）求ED、EC的长；

（2）若BP＝2，求CQ的长；

（3）记线段PQ与线段DE的交点为F，若△PDF为等腰三角形，求BP的长．

图1 备用图

动感体验

请打开几何画板文件名“13虹口25”，拖动点P在射线AB上运动，可以体验到，△PDM 与△QDN保持相似．观察△PDF，可以看到，P、F可以落在对边的垂直平分线上，不存在DF＝DP的情况．

请打开超级画板文件名“13虹口25”，拖动点P在射线AB上运动，可以体验到，△PDM 与△QDN保持相似．观察△PDF，可以看到，P、F可以落在对边的垂直平分线上，不存在DF＝DP的情况．

思路点拨

1．第（2）题BP＝2分两种情况．

2．解第（2）题时，画准确的示意图有利于理解题意，观察线段之间的和差关系．

3．第（3）题探求等腰三角形PDF时，根据相似三角形的传递性，转化为探求等腰三角形CDQ．

满分解答

（1）在Rt△ABC中，AB＝6，AC＝8，所以BC＝10．

在Rt△CDE中，CD＝5，所以

315

tan5

44

ED CD C

=⋅∠=⨯=，

25

4

EC=．

（2）如图2，过点D作DM⊥AB，DN⊥AC，垂足分别为M、N，那么DM、DN是△ABC的两条中位线，DM＝4，DN＝3．

由∠PDQ＝90°，∠MDN＝90°，可得∠PDM＝∠QDN．

因此△PDM∽△QDN．

所以

4

3

PM DM

QN DN

==．所以

3

4

QN PM

=，

4

3

PM QN

=．

图2 图3 图4 ①如图3，当BP＝2，P在BM上时，PM＝1．

此时

33

44

QN PM

==．所以

319

4

44

CQ CN QN

=+=+=．

②如图4，当BP＝2，P在MB的延长线上时，PM＝5．

此时

315

44

QN PM

==．所以

1531

4

44

CQ CN QN

=+=+=．

（3）如图5，如图2，在Rt△PDQ中，

3 tan

4

QD DN

QPD

PD DM

∠===．

在Rt△ABC中，

3

tan

4

BA

C

CA

∠==．所以∠QPD＝∠C．

由∠PDQ＝90°，∠CDE＝90°，可得∠PDF＝∠CDQ．

因此△PDF∽△CDQ．

当△PDF是等腰三角形时，△CDQ也是等腰三角形．

①如图5，当CQ＝CD＝5时，QN＝CQ－CN＝5－4＝1（如图3所示）．

此时

44

33

PM QN

==．所以

45

3

33

BP BM PM

=-=-=．

②如图6，当QC＝QD时，由cos

CH

C

CQ

=，可得

5425

258

CQ=÷=．

所以QN＝CN－CQ＝

257

4

88

-=（如图2所示）．

此时

47

36

PM QN

==．所以

725

3

66

BP BM PM

=+=+=．

③不存在DP＝DF的情况．这是因为∠DFP≥∠DQP＞∠DPQ（如图5，图6所示）．

图5 图6

考点伸展

如图6，当△CDQ是等腰三角形时，根据等角的余角相等，可以得到△BDP也是等腰

三角形，PB＝PD．在△BDP中可以直接求解

25

6 BP=．

例2 2012年扬州市中考第27题

如图1，抛物线y＝ax2＋bx＋c经过A(－1,0)、B(3, 0)、C(0 ,3)三点，直线l是抛物线的对称轴．

（1）求抛物线的函数关系式；

（2）设点P是直线l上的一个动点，当△P AC的周长最小时，求点P的坐标；

（3）在直线l上是否存在点M，使△MAC为等腰三角形，若存在，直接写出所有符合条件的点M的坐标；若不存在，请说明理由．

图1

动感体验

请打开几何画板文件名“12扬州27”，拖动点P在抛物线的对称轴上运动，可以体验到，当点P落在线段BC上时，P A＋PC最小，△P AC的周长最小．拖动点M在抛物线的对称轴上运动，观察△MAC的三个顶点与对边的垂直平分线的位置关系，可以看到，点M有1次机会落在AC的垂直平分线上；点A有2次机会落在MC的垂直平分线上；点C有2次机会落在MA的垂直平分线上，但是有1次M、A、C三点共线．

思路点拨

1．第（2）题是典型的“牛喝水”问题，点P在线段BC上时△P AC的周长最小．2．第（3）题分三种情况列方程讨论等腰三角形的存在性．

满分解答

（1）因为抛物线与x轴交于A(－1,0)、B(3, 0)两点，设y＝a(x＋1)(x－3)，

代入点C(0 ,3)，得－3a＝3．解得a＝－1．

所以抛物线的函数关系式是y＝－(x＋1)(x－3)＝－x2＋2x＋3．

（2）如图2，抛物线的对称轴是直线x＝1．

当点P落在线段BC上时，P A＋PC最小，△P AC的周长最小．

设抛物线的对称轴与x轴的交点为H．

由BH PH

BO CO

=，BO＝CO，得PH＝BH＝2．

所以点P的坐标为(1, 2)．

图2 （3）点M的坐标为(1, 1)、(1,6)、(1,6

-)或(1,0)．