中考数学真题分类汇编第一期专题40动态问题试题含解析
展开1.(2018·湖北省孝感·3分)如图,在△ABC中,∠B=90°,AB=3cm,BC=6cm,动点P从点A开始沿AB向点B以1cm/s的速度移动,动点Q从点B开始沿BC向点C以2cm/s的速度移动,若P,Q两点分别从A,B两点同时出发,P点到达B点运动停止,则△PBQ的面积S随出发时间t的函数关系图象大致是( )
A.B.C.D.
【分析】根据题意表示出△PBQ的面积S与t的关系式,进而得出答案.
【解答】解:由题意可得:PB=3﹣t,BQ=2t,
则△PBQ的面积S=PB•BQ=(3﹣t)×2t=﹣t2+3t,
故△PBQ的面积S随出发时间t的函数关系图象大致是二次函数图象,开口向下.
故选:C.
【点评】此题主要考查了动点问题的函数图象,正确得出函数关系式是解题关键.
2. (2018·山东潍坊·3分)如图,菱形ABCD的边长是4厘米,∠B=60°,动点P以1厘米秒的速度自A点出发沿AB方向运动至B点停止,动点Q以2厘米/秒的速度自B点出发沿折线BCD运动至D点停止.若点P、Q同时出发运动了t秒,记△BPQ的面积为S厘米2,下面图象中能表示S与t之间的函数关系的是( )
A.B.C.D.
【分析】应根据0≤t<2和2≤t<4两种情况进行讨论.把t当作已知数值,就可以求出S,从而得到函数的解析式,进一步即可求解.
【解答】解:当0≤t<2时,S=2t××(4﹣t)=﹣t2+4t;
当2≤t<4时,S=4××(4﹣t)=﹣2t+8;
只有选项D的图形符合.
故选:D.
【点评】本题主要考查了动点问题的函数图象,利用图形的关系求函数的解析式,注意数形结合是解决本题的关键.
3.(2018•湖北黄石•3分)如图,在Rt△PMN中,∠P=90°,PM=PN,MN=6cm,矩形ABCD中AB=2cm,BC=10cm,点C和点M重合,点B、C(M)、N在同一直线上,令Rt△PMN不动,矩形ABCD沿MN所在直线以每秒1cm的速度向右移动,至点C与点N重合为止,设移动x秒后,矩形ABCD与△PMN重叠部分的面积为y,则y与x的大致图象是( )
A.B.C.D.
【分析】在Rt△PMN中解题,要充分运用好垂直关系和45度角,因为此题也是点的移动问题,可知矩形ABCD以每秒1cm的速度由开始向右移动到停止,和Rt△PMN重叠部分的形状可分为下列三种情况,(1)0≤x≤2;(2)2<x≤4;(3)4<x≤6;根据重叠图形确定面积的求法,作出判断即可.
【解答】解:∵∠P=90°,PM=PN,
∴∠PMN=∠PNM=45°,
由题意得:CM=x,
分三种情况:
①当0≤x≤2时,如图1,边CD与PM交于点E,
∵∠PMN=45°,
∴△MEC是等腰直角三角形,
此时矩形ABCD与△PMN重叠部分是△EMC,
∴y=S△EMC=CM•CE=;
故选项B和D不正确;
②如图2,当D在边PN上时,过P作PF⊥MN于F,交AD于G,
∵∠N=45°,CD=2,
∴CN=CD=2,
∴CM=6﹣2=4,
即此时x=4,
当2<x≤4时,如图3,矩形ABCD与△PMN重叠部分是四边形EMCD,
过E作EF⊥MN于F,
∴EF=MF=2,
∴ED=CF=x﹣2,
∴y=S梯形EMCD=CD•(DE+CM)==2x﹣2;
③当4<x≤6时,如图4,矩形ABCD与△PMN重叠部分是五边形EMCGF,过E作EH⊥MN于H,
∴EH=MH=2,DE=CH=x﹣2,
∵MN=6,CM=x,
∴CG=CN=6﹣x,
∴DF=DG=2﹣(6﹣x)=x﹣4,
∴y=S梯形EMCD﹣S△FDG=﹣=×2×(x﹣2+x)﹣=﹣+10x﹣18,
故选项A正确;
故选:A.
【点评】此题是动点问题的函数图象,有难度,主要考查等腰直角三角形的性质和矩形的性质的应用、动点运动问题的路程表示,注意运用数形结合和分类讨论思想的应用.
4.(2018•河南•3分)如图1,点F从菱形ABCD的顶点A出发,沿A→D→B以1cm/s的速度匀速运到点B.图2是点F运动时,△FBC的面积y(cm2)随时间x(s)变化的关系图象,则a的值为( )
A.B.2C.D.2
5. (2018·广东·3分)如图,点P是菱形ABCD边上的一动点,它从点A出发沿在A→B→C→D路径匀速运动到点D,设△PAD的面积为y,P点的运动时间为x,则y关于x的函数图象大致为( )
A. B.
C. D.
【分析】设菱形的高为h,即是一个定值,再分点P在AB上,在BC上和在CD上三种情况,利用三角形的面积公式列式求出相应的函数关系式,然后选择答案即可.
【解答】解:分三种情况:
①当P在AB边上时,如图1,
设菱形的高为h,
y=AP•h,
∵AP随x的增大而增大,h不变,
∴y随x的增大而增大,
故选项C不正确;
②当P在边BC上时,如图2,
y=AD•h,
AD和h都不变,
∴在这个过程中,y不变,
故选项A不正确;
③当P在边CD上时,如图3,
y=PD•h,
∵PD随x的增大而减小,h不变,
∴y随x的增大而减小,
∵P点从点A出发沿在A→B→C→D路径匀速运动到点D,
∴P在三条线段上运动的时间相同,
故选项D不正确;
故选:B.
【点评】本题考查了动点问题的函数图象,菱形的性质,根据点P的位置的不同,分三段求出△PAD的面积的表达式是解题的关键.
6. (2018•广西桂林•3分)如图,在平面直角坐标系中,M、N、C三点的坐标分别为(,1),(3,1),(3,0),点A为线段MN上的一个动点,连接AC,过点A作交y轴于点B,当点A从M运动到N时,点B随之运动,设点B的坐标为(0,b),则b的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】分析:分别求出当点A与点M、N重合时直线AC的解析式,由AB⊥AC可得直线AB的解析式,从而求出b的值,最终可确定b的取值范围.
详解:当点A与点N重合时,MN⊥AB,
∴MN是直线AB的一部分,
∵N(3,1)
∴此时b=1;
当点A与点M重合时,设直线AC的解析式为y=k1x+m,
由于AC经过点A、C两点,故可得,解得:k1=,
设直线AB的解析式为y=k2x+b,
∵AB⊥AC,
∴,
∴k2=
故直线AB的解析式为y=x+b,
把(,1)代入y=x+b得,b=-.
∴b的取值范围是.
故选A.
点睛:此题考查一次函数基本性质,待定系数求解析式,简单的几何关系.
二.填空题
1.(2018·浙江舟山·4分)如图,在矩形ABCD中,AB=4,AD=2,点E在CD上,DE=1,点F是边AB上一动点,以EF为斜边作Rt△EFP.若点P在矩形ABCD的边上,且这样的直角三角形恰好有两个,则AF的值是________。
【考点】矩形的性质,圆周角定理,切线的性质,直角三角形的性质
【分析】学习了圆周角的推论:直径所对的圆周角是直角,可提供解题思路,不妨以EF为直径作圆,以边界值去讨论该圆与矩形ABCD交点的个数
【解答】解:以EF为斜边的直角三角形的直角顶点P是以EF为直径的圆与矩形边的交点,取EF的中点O,
(1)如图1,当圆O与AD相切于点G时,连结OG,此时点G与点P重合,只有一个点,此时AF=OG=DE=1;
(2)如图2,当圆O与BC相切于点G,连结OG,EG,FG,此时有三个点P可以构成Rt△EFP,
∵OG是圆O的切线,
∴OG⊥BC
∴OG//AB//CD
∵OE=OF,
∴BG=CG,
∴OG=(BF+CE),
设AF=x,则BF=4-x,OG=(4-x+4-1)=(7-x),
则EF=2OG=7-x,EG2=EC2+CG2=9+1=10,FG2=BG2+BF2=1+(4-x)2
在Rt△EFG中,由勾股定理得EF2=EG2+FG2 , 得(7-x)2=10+1+(4-x)2,解得x=
所以当1<AF<时,以EF为直径的圆与矩形ABCD的交点(除了点E和F)只有两个;
(3)因为点F是边AB上一动点:
当点F与A点重合时,AF=0,此时Rt△EFP正好有两个符合题意;
当点F与B点重合时,AF=4,此时Rt△EFP正好有两个符合题意;
故答案为0或1<AF<或4
【点评】正确添加辅助线是解决本题分关键.
三 解答题
1. (2018•山西•13分)综 合 与 探 究
如图,抛物线与 x 轴交于 A , B 两点(点 A 在点 B 的 左 侧 ), 与 y 轴交于点 C ,连接
AC , BC .点 P 是 第 四 象 限 内 抛 物 线 上 的 一 个 动 点 ,点 P 的横坐标为 m ,过 点 P 作 PM x 轴 ,垂 足 为点 M , PM 交 BC 于点 Q ,过点 P 作 PE∥ AC 交 x 轴于点 E ,交 BC 于点 F .
( 1) 求 A , B , C 三点的坐标;
( 2) 试探究在点 P 的 运 动 的 过 程 中 ,是 否 存 在 这 样 的 点 Q ,使 得 以 A , C , Q 为 顶 点 的 三 角 形 是
等腰三角形 .若 存 在 , 请 直.接.写出此时点 Q 的 坐 标 ; 若 不 存 在 , 请 说明理由;
( 3) 请用含 m 的 代 数 式 表 示 线 段 QF 的长,并求出 m 为 何 值 时 QF 有最大值 .
【考点】 几 何 与 二 次 函 数 综 合
【解析】
( 1) 解: 由 y 0 ,得
解得 x1 3 , x2 4 .
点 A , B 的坐标分别为 A(-3,0), B( 4, 0)
由 x 0 ,得 y 4 . 点 C 的 坐 标 为 C( 0, -4) .
( 3) 过点 F 作 FG PQ 于点 G .
则 FG∥x 轴 .由 B( 4, 0), C( 0, -4),得 △O B C为 等 腰 直 角 三 角 形 .
OBC QFG 45 . GQ FG FQ .
PE∥ AC , 1 2 .
FG∥x 轴, 2 3 . 1 3 .
FGP AOC 90 , △FGP∽△AOC .
2(2018•山东滨州•14分)如图①,在平面直角坐标系中,圆心为P(x,y)的动圆经过点A(1,2)且与x轴相切于点B.
(1)当x=2时,求⊙P的半径;
(2)求y关于x的函数解析式,请判断此函数图象的形状,并在图②中画出此函数的图象;
(3)请类比圆的定义(图可以看成是到定点的距离等于定长的所有点的集合),给(2)中所得函数图象进行定义:此函数图象可以看成是到 点A 的距离等于到 x轴 的距离的所有点的集合.
(4)当⊙P的半径为1时,若⊙P与以上(2)中所得函数图象相交于点C、D,其中交点D(m,n)在点C的右侧,请利用图②,求cs∠APD的大小.
【分析】(1)由题意得到AP=PB,求出y的值,即为圆P的半径;
(2)利用两点间的距离公式,根据AP=PB,确定出y关于x的函数解析式,画出函数图象即可;
(3)类比圆的定义描述此函数定义即可;
(4)画出相应图形,求出m的值,进而确定出所求角的余弦值即可.
【解答】解:(1)由x=2,得到P(2,y),
连接AP,PB,
∵圆P与x轴相切,
∴PB⊥x轴,即PB=y,
由AP=PB,得到=y,
解得:y=,
则圆P的半径为;
(2)同(1),由AP=PB,得到(x﹣1)2+(y﹣2)2=y2,
整理得:y=(x﹣1)2+1,即图象为开口向上的抛物线,
画出函数图象,如图②所示;
(3)给(2)中所得函数图象进行定义:此函数图象可以看成是到点A的距离等于到x轴的距离的所有点的集合;
故答案为:点A;x轴;
(4)连接CD,连接AP并延长,交x轴于点F,
设PE=a,则有EF=a+1,ED=,
∴D坐标为(1+,a+1),
代入抛物线解析式得:a+1=(1﹣a2)+1,
解得:a=﹣2+或a=﹣2﹣(舍去),即PE=﹣2+,
在Rt△PED中,PE=﹣2,PD=1,
则cs∠APD==﹣2.
【点评】此题属于圆的综合题,涉及的知识有:两点间的距离公式,二次函数的图象与性质,圆的性质,勾股定理,弄清题意是解本题的关键.
3(2018•江苏扬州•12分)如图1,四边形OABC是矩形,点A的坐标为(3,0),点C的坐标为(0,6),点P从点O出发,沿OA以每秒1个单位长度的速度向点A出发,同时点Q从点A出发,沿AB以每秒2个单位长度的速度向点B运动,当点P与点A重合时运动停止.设运动时间为t秒.
(1)当t=2时,线段PQ的中点坐标为 (,2) ;
(2)当△CBQ与△PAQ相似时,求t的值;
(3)当t=1时,抛物线y=x2+bx+c经过P,Q两点,与y轴交于点M,抛物线的顶点为K,如图2所示,问该抛物线上是否存在点D,使∠MQD=∠MKQ?若存在,求出所有满足条件的D的坐标;若不存在,说明理由.
【分析】(1)先根据时间t=2,和速度可得动点P和Q的路程OP和AQ的长,再根据中点坐标公式可得结论;
(2)根据矩形的性质得:∠B=∠PAQ=90°,所以当△CBQ与△PAQ相似时,存在两种情况:
①当△PAQ∽△QBC时,,②当△PAQ∽△CBQ时,,分别列方程可得t的值;
(3)根据t=1求抛物线的解析式,根据Q(3,2),M(0,2),可得MQ∥x轴,∴KM=KQ,KE⊥MQ,画出符合条件的点D,证明△KEQ∽△QMH,列比例式可得点D的坐标,同理根据对称可得另一个点D.
【解答】解:(1)如图1,∵点A的坐标为(3,0),
∴OA=3,
当t=2时,OP=t=2,AQ=2t=4,
∴P(2,0),Q(3,4),
∴线段PQ的中点坐标为:(,),即(,2);
故答案为:(,2);
(2)如图1,∵当点P与点A重合时运动停止,且△PAQ可以构成三角形,
∴0<t<3,
∵四边形OABC是矩形,
∴∠B=∠PAQ=90°
∴当△CBQ与△PAQ相似时,存在两种情况:
①当△PAQ∽△QBC时,,
∴,
4t2﹣15t+9=0,
(t﹣3)(t﹣)=0,
t1=3(舍),t2=,
②当△PAQ∽△CBQ时,,
∴,
t2﹣9t+9=0,
t=,
∵>7,
∴x=不符合题意,舍去,
综上所述,当△CBQ与△PAQ相似时,t的值是或;
(3)当t=1时,P(1,0),Q(3,2),
把P(1,0),Q(3,2)代入抛物线y=x2+bx+c中得:
,解得:,
∴抛物线:y=x2﹣3x+2=(x﹣)2﹣,
∴顶点k(,﹣),
∵Q(3,2),M(0,2),
∴MQ∥x轴,
作抛物线对称轴,交MQ于E,
∴KM=KQ,KE⊥MQ,
∴∠MKE=∠QKE=∠MKQ,
如图2,∠MQD=∠MKQ=∠QKE,
设DQ交y轴于H,
∵∠HMQ=∠QEK=90°,
∴△KEQ∽△QMH,
∴,
∴,
∴MH=2,
∴H(0,4),
易得HQ的解析式为:y=﹣x+4,
则,
x2﹣3x+2=﹣x+4,
解得:x1=3(舍),x2=﹣,
∴D(﹣,);
同理,在M的下方,y轴上存在点H,如图3,使∠HQM=∠MKQ=∠QKE,
由对称性得:H(0,0),
易得OQ的解析式:y=x,
则,
x2﹣3x+2=x,
解得:x1=3(舍),x2=,
∴D(,);
综上所述,点D的坐标为:D(﹣,)或(,).
【点评】本题是二次函数与三角形相似的综合问题,主要考查相似三角形的判定和性质的综合应用,三角形和四边形的面积,二次函数的最值问题的应用,函数的交点等知识,本题比较复杂,注意用t表示出线段长度,再利用相似即可找到线段之间的关系,代入可解决问题.
4(2018•山东菏泽•10分)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx﹣5交y轴于点A,交x轴于点B(﹣5,0)和点C(1,0),过点A作AD∥x轴交抛物线于点D.
(1)求此抛物线的表达式;
(2)点E是抛物线上一点,且点E关于x轴的对称点在直线AD上,求△EAD的面积;
(3)若点P是直线AB下方的抛物线上一动点,当点P运动到某一位置时,△ABP的面积最大,求出此时点P的坐标和△ABP的最大面积.
【考点】HF:二次函数综合题.
【分析】(1)根据题意可以求得a、b的值,从而可以求得抛物线的表达式;
(2)根据题意可以求得AD的长和点E到AD的距离,从而可以求得△EAD的面积;
(3)根据题意可以求得直线AB的函数解析式,再根据题意可以求得△ABP的面积,然后根据二次函数的性质即可解答本题.
【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx﹣5交y轴于点A,交x轴于点B(﹣5,0)和点C(1,0),
∴,得,
∴此抛物线的表达式是y=x2+4x﹣5;
(2)∵抛物线y=x2+4x﹣5交y轴于点A,
∴点A的坐标为(0,﹣5),
∵AD∥x轴,点E是抛物线上一点,且点E关于x轴的对称点在直线AD上,
∴点E的纵坐标是5,点E到AD的距离是10,
当y=﹣5时,﹣5=x2+4x﹣5,得x=0或x=﹣4,
∴点D的坐标为(﹣4,﹣5),
∴AD=4,
∴△EAD的面积是:=20;
(3)设点P的坐标为(p,p2+4p﹣5),如右图所示,
设过点A(0,﹣5),点B(﹣5,0)的直线AB的函数解析式为y=mx+n,
,得,
即直线AB的函数解析式为y=﹣x﹣5,
当x=p时,y=﹣p﹣5,
∵OB=5,
∴△ABP的面积是:S==,
∵点P是直线AB下方的抛物线上一动点,
∴﹣5<p<0,
∴当p=﹣时,S取得最大值,此时S=,点p的坐标是(,﹣),
即点p的坐标是(,﹣)时,△ABP的面积最大,此时△ABP的面积是.
【点评】本题考查二次函数综合题,解答本题的关键是明确题意,找出所求问题需要的条件,利用数形结合的思想和二次函数的性质解答.
5 (2018•江西•9分)在菱形中,,点是射线上一动点,以为边向右侧作等边,点的位置随点的位置变化而变化.
(1)如图1,当点在菱形内部或边上时,连接,与的数量关系是 ,
与的位置关系是 ;
(2)当点在菱形外部时,(1)中的结论是否还成立?若成立,请予以证明;若不成立,
请说明理由(选择图2,图3中的一种情况予以证明或说理).
(3) 如图4,当点在线段的延长线上时,连接,若 , ,求四边形
的面积.
【解析】 (1)① BP=CE 理由如下:
连接AC
∵菱形ABCD,∠ABC=60°
∴△ABC是等边三角形
∴AB=AC ∠BAC=60°
∵△APE是等边三角形
∴AP=AE ∠PAE=60°
∴∠BAP=∠CAE
∴△ABP≌△ACE ∴BP=CE ★★
② CE⊥AD
∵菱形对角线平分对角
∴
∵△ABP≌△ACE
∴
∵
∴
∴
∴
∴CF⊥AD 即CE⊥AD ★★
(2)(1)中的结论:BP=CE , CE⊥AD 仍然成立,理由如下:
连接AC
∵菱形ABCD,∠ABC=60°
∴△ABC和△ACD都是等边三角形
∴AB=AC ∠BAD=120°
∠BAP=120°+∠DAP
∵△APE是等边三角形
∴AP=AE ∠PAE=60°
∴∠CAE=60°+60°+∠DAP=120°+∠DAP
∴∠BAP=∠CAE
∴△ABP≌△ACE ∴BP=CE
∴∠DCE=30° ∵∠ADC=60°
∴∠DCE+∠ADC=90° ∴∠CHD=90° ∴CE⊥AD
∴(1)中的结论:BP=CE , CE⊥AD 仍然成立. ★★★
(3) 连接AC交BD于点O , CE, 作EH⊥AP于H
∵四边形ABCD是菱形
∴AC⊥BD BD平分∠ABC
∵∠ABC=60°,
∴∠ABO=30° ∴ BO=DO=3
∴BD=6
由(2)知CE⊥AD
∵AD∥BC ∴CE⊥BC
∵
∴
由(2)知BP=CE=8 ∴DP=2 ∴OP=5
∴
∵△APE是等边三角形, ∴
∵
∴
∴四边形ADPE的面积是 .
6 (2018•江苏盐城•10分)如图①,在平面直角坐标系 中,抛物线 经过点 、 两点,且与 轴交于点 .
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图②,用宽为4个单位长度的直尺垂直于 轴,并沿 轴左右平移,直尺的左右两边所在的直线与抛物线相交于 、 两点(点 在点 的左侧),连接 ,在线段 上方抛物线上有一动点 ,连接 、 .(Ⅰ)若点 的横坐标为 ,求 面积的最大值,并求此时点 的坐标;
(Ⅱ)直尺在平移过程中, 面积是否有最大值?若有,求出面积的最大值;若没有,请说明理由.
【答案】(1)解:∵抛物线 经过点 、 两点,∴ 解得
∴抛物线
(2)解:(I)∵点P的横坐标是 ,当x= 时, ,则点P( , ),
∵直尺的宽度为4个单位长度,
∴点Q的横坐标为 +4= ,则当x= 时,y= ,
∴点Q( , ),
设直线PQ的表达式为:y=kx+c,由P( , ),Q( , ),可得
解得 ,则直线PQ的表达式为:y=-x+ ,
如图②,过点D作直线DE垂直于x轴,交PQ于点E,设D(m, ),则E(m,-m+ ),
则S△PQD=S△PDE+S△QDE= = = = ,
∵
设D( ),则E(t, )
∴S△PQD= =2
=2
= ≤8
当t=n+2时,S△PQD=8.
∴△PQD面积的最大值为8
【考点】二次函数的最值,待定系数法求二次函数解析式,三角形的面积
【解析】【分析】(1)将两点 、 坐标代入 ,可得方程组,解之即可;( 2 )(I)在遇到几何或代数求最大值,可联系到二次函数求最大值的应用,即将△PQD的面积用代数式的形式表示出来,因为它的面积随着点D的位置改变而改变,所以可设点D的坐标为(m, ),过过点D作直线DE垂直于x轴,交PQ于点E,则需要用m表示出点E的坐标,而点E在线段PQ上,求出PQ的坐标及直线PQ的表达式即可解答;
(II)可设P(n, ),则Q(n+4, ),作法与(I)一样,表示出△PQD的面积,运用二次函数求最值。
7.(2018·湖北省武汉·12分)抛物线L:y=﹣x2+bx+c经过点A(0,1),与它的对称轴直线x=1交于点B.
(1)直接写出抛物线L的解析式;
(2)如图1,过定点的直线y=kx﹣k+4(k<0)与抛物线L交于点M、N.若△BMN的面积等于1,求k的值;
(3)如图2,将抛物线L向上平移m(m>0)个单位长度得到抛物线L1,抛物线L1与y轴交于点C,过点C作y轴的垂线交抛物线L1于另一点D.F为抛物线L1的对称轴与x轴的交点,P为线段OC上一点.若△PCD与△POF相似,并且符合条件的点P恰有2个,求m的值及相应点P的坐标.
【分析】(1)根据对称轴为直线x=1且抛物线过点A(0,1)求解可得;
(2)根据直线y=kx﹣k+4=k(x﹣1)+4知直线所过定点G坐标为(1,4),从而得出BG=2,由S△BMN=S△BNG﹣S△BMG=BG•xN﹣BG•xM=1得出xN﹣xM=1,联立直线和抛物线解析式求得x=,根据xN﹣xM=1列出关于k的方程,解之可得;
(3)设抛物线L1的解析式为y=﹣x2+2x+1+m,知C(0,1+m)、D(2,1+m)、F(1,0),再设P(0,t),分△PCD∽△POF和△PCD∽△POF两种情况,由对应边成比例得出关于t与m的方程,利用符合条件的点P恰有2个,结合方程的解的情况求解可得.
【解答】解:(1)由题意知,
解得:b=2、c=1,
∴抛物线L的解析式为y=﹣x2+2x+1;
(2)如图1,
∵y=kx﹣k+4=k(x﹣1)+4,
∴当x=1时,y=4,即该直线所过定点G坐标为(1,4),
∵y=﹣x2+2x+1=﹣(x﹣1)2+2,
∴点B(1,2),
则BG=2,
∵S△BMN=1,即S△BNG﹣S△BMG=BG•xN﹣BG•xM=1,
∴xN﹣xM=1,
由得x2+(k﹣2)x﹣k+3=0,
解得:x==,
则xN=、xM=,
由xN﹣xM=1得=1,
∴k=±3,
∵k<0,
∴k=﹣3;
(3)如图2,
设抛物线L1的解析式为y=﹣x2+2x+1+m,
∴C(0,1+m)、D(2,1+m)、F(1,0),
设P(0,t),
①当△PCD∽△FOP时,=,
∴=,
∴t2﹣(1+m)t+2=0;
②当△PCD∽△POF时,=,
∴=,
∴t=(m+1);
(Ⅰ)当方程①有两个相等实数根时,
△=(1+m)2﹣8=0,
解得:m=2﹣1(负值舍去),
此时方程①有两个相等实数根t1=t2=,
方程②有一个实数根t=,
∴m=2﹣1,
此时点P的坐标为(0,)和(0,);
(Ⅱ)当方程①有两个不相等的实数根时,
把②代入①,得:(m+1)2﹣(m+1)+2=0,
解得:m=2(负值舍去),
此时,方程①有两个不相等的实数根t1=1、t2=2,
方程①有一个实数根t=1,
∴m=2,此时点P的坐标为(0,1)和(0,2);
综上,当m=2﹣1时,点P的坐标为(0,)和(0,);
当m=2时,点P的坐标为(0,1)和(0,2).
【点评】本题主要考查二次函数的应用,解题的关键是掌握待定系数法求函数解析式、利用割补法求三角形的面积建立关于k的方程及相似三角形的判定与性质等知识点.
8.(2018·湖南省衡阳·12分)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=BC=4cm,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cm/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为何值时,点B在线段PQ的垂直平分线上?
(2)是否存在某一时刻t,使△APQ是以PQ为腰的等腰三角形?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由;
(3)以PC为边,往CB方向作正方形CPMN,设四边形QNCP的面积为S,求S关于t的函数关系式.
【解答】解:(1)如图1中,连接BP.
在Rt△ACB中,∵AC=BC=4,∠C=90°,
∴AB=4
∵点B在线段PQ的垂直平分线上,
∴BP=BQ,
∵AQ=t,CP=t,
∴BQ=4﹣t,PB2=42+t2,
∴(4﹣t)2=16+t2,
解得t=12﹣8或12+8(舍弃),
∴t=12﹣8s时,点B在线段PQ的垂直平分线上.
(2)①如图2中,当PQ=QA时,易知△APQ是等腰直角三角形,∠AQP=90°.
则有PA=AQ,
∴4﹣t=•t,
解得t=.
②如图3中,当AP=PQ时,易知△APQ是等腰直角三角形,∠APQ=90°.
则有:AQ=AP,
∴t=(4﹣t),
解得t=2,
综上所述:t=s或2s时,△APQ是以PQ为腰的等腰三角形.
(3)如图4中,连接QC,作QE⊥AC于E,作QF⊥BC于F.则QE=AE,QF=EC,可得QE+QF=AE+EC=AC=4.
∵S=S△QNC+S△PCQ=•CN•QF+•PC•QE=t(QE+QF)=2t(0<t<4).
9(2018·山东青岛·12分)已知:如图,四边形ABCD,AB∥DC,CB⊥AB,AB=16cm,BC=6cm,CD=8cm,动点P从点D开始沿DA边匀速运动,动点Q从点A开始沿AB边匀速运动,它们的运动速度均为2cm/s.点P和点Q同时出发,以QA、QP为边作平行四边形AQPE,设运动的时间为t(s),0<t<5.
根据题意解答下列问题:
(1)用含t的代数式表示AP;
(2)设四边形CPQB的面积为S(cm2),求S与t的函数关系式;
(3)当QP⊥BD时,求t的值;
(4)在运动过程中,是否存在某一时刻t,使点E在∠ABD的平分线上?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)如图作DH⊥AB于H则四边形DHBC是矩形,利用勾股定理求出AD的长即可解决问题;
(2)作PN⊥AB于N.连接PB,根据S=S△PQB+S△BCP,计算即可;
(3)当PQ⊥BD时,∠PQN+∠DBA=90°,∠QPN+∠PQN=90°,推出∠QPN=∠DBA,推出tan∠QPN==,由此构建方程即可解解题问题;
(4)存在.连接BE交DH于K,作KM⊥BD于M.当BE平分∠ABD时,△KBH≌△KBM,推出KH=KM,BH=BM=8,设KH=KM=x,在Rt△DKM中,(6﹣x)2=22+x2,解得x=,作EF⊥AB于F,则△AEF≌△QPN,推出EF=PN=(10﹣2t),AF=QN=(10﹣2t)﹣2t,推出BF=16﹣[(10﹣2t)﹣2t],由KH∥EF,可得=,由此构建方程即可解决问题;
【解答】解:(1)如图作DH⊥AB于H,则四边形DHBC是矩形,
∴CD=BH=8,DH=BC=6,
∴AH=AB﹣BH=8,AD==10,BD==10,
由题意AP=AD﹣DP=10﹣2t.
(2)作PN⊥AB于N.连接PB.在Rt△APN中,PA=10﹣2t,
∴PN=PA•sin∠DAH=(10﹣2t),AN=PA•cs∠DAH=(10﹣2t),
∴BN=16﹣AN=16﹣(10﹣2t),
S=S△PQB+S△BCP=•(16﹣2t)•(10﹣2t)+×6×[16﹣(10﹣2t)]=t2﹣12t+78
(3)当PQ⊥BD时,∠PQN+∠DBA=90°,
∵∠QPN+∠PQN=90°,
∴∠QPN=∠DBA,
∴tan∠QPN==,
∴=,
解得t=,
经检验:t=是分式方程的解,
∴当t=s时,PQ⊥BD.
(4)存在.
理由:连接BE交DH于K,作KM⊥BD于M.
当BE平分∠ABD时,△KBH≌△KBM,
∴KH=KM,BH=BM=8,设KH=KM=x,
在Rt△DKM中,(6﹣x)2=22+x2,
解得x=,
作EF⊥AB于F,则△AEF≌△QPN,
∴EF=PN=(10﹣2t),AF=QN=(10﹣2t)﹣2t,
∴BF=16﹣[(10﹣2t)﹣2t],
∵KH∥EF,
∴=,
∴=,
解得:t=,
经检验:t=是分式方程的解,
∴当t=s时,点E在∠ABD的平分线.
【点评】本题考查四边形综合题,解直角三角形、锐角三角函数、全等三角形的判定和性质、平行线分线段成比例定理等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造直角三角形或全等三角形解决问题,学会理由参数构建方程解决问题,属于中考压轴题.
10.(2018•北京•6分)如图,是与弦所围成的图形的内部的一定点,是弦上一动点,连接并延长交于点,连接.已知,设,两点间的距离为,,两点间的距离为,,两点间的距离为.
小腾根据学习函数的经验,分别对函数,随自变量的变化而变化的规律进行了探究.
下面是小腾的探究过程,请补充完整:
(1)按照下表中自变量的值进行取点、画图、测量,分别得到了,与的几组对应值;
(2)在同一平面直角坐标系中,描出补全后的表中各组数值所对应的点(,),(,),并画出函数,的图象;
(3)结合函数图象,解决问题:当为等腰三角形时,的长度约为____.
【解析】(1)
(2)如下图所示:
(3)或或.
如下图所示,个函数图象的交点的横坐标即为所求.
【考点】动点产生的函数图象问题,函数探究
11. (2018年江苏省南京市)结果如此巧合!
下面是小颖对一道题目的解答.
题目:如图,Rt△ABC的内切圆与斜边AB相切于点D,AD=3,BD=4,
求△ABC的面积.
解:设△ABC的内切圆分别与AC、BC相切于点E、F,CE的长为x.
根据切线长定理,得AE=AD=3,BF=BD=4,CF=CE=x.
根据勾股定理,得(x+3)2+(x+4)2=(3+4)2.
整理,得x2+7x=12.
所以S△ABC=AC•BC
=(x+3)(x+4)
=(x2+7x+12)
=×(12+12)
=12.
小颖发现12恰好就是3×4,即△ABC的面积等于AD与BD的积.这仅仅是巧合吗?
请你帮她完成下面的探索.
已知:△ABC的内切圆与AB相切于点D,AD=m,BD=n.
可以一般化吗?
(1)若∠C=90°,求证:△ABC的面积等于mn.
倒过来思考呢?
(2)若AC•BC=2mn,求证∠C=90°.
改变一下条件……
(3)若∠C=60°,用m、n表示△ABC的面积.
【分析】(1)由切线长知AE=AD=m、BF=BD=n、CF=CE=x,根据勾股定理得(x+m)2+(x+n)2=(m+n)2,即x2+(m+n)x=mn,再利用三角形的面积公式计算可得;
(2)由由AC•BC=2mn得(x+m)(x+n)=2mn,即x2+(m+n)x=mn,再利用勾股定理逆定理求证即可;
(3)作AG⊥BC,由三角函数得AG=AC•sin60°=(x+m),CG=AC•cs60°=(x+m)、BG=BC﹣CG=(x+n)﹣(x+m),在Rt△ABG中,根据勾股定理可得x2+(m+n)x=3mn,最后利用三角形的面积公式计算可得.
【解答】解:设△ABC的内切圆分别与AC、BC相切于点E、F,CE的长为x,
根据切线长定理,得:AE=AD=m、BF=BD=n、CF=CE=x,
(1)如图1,
在Rt△ABC中,根据勾股定理,得:(x+m)2+(x+n)2=(m+n)2,
整理,得:x2+(m+n)x=mn,
所以S△ABC=AC•BC
=(x+m)(x+n)
= [x2+(m+n)x+mn]
=(mn+mn)
=mn,
(2)由AC•BC=2mn,得:(x+m)(x+n)=2mn,
整理,得:x2+(m+n)x=mn,
∴AC2+BC2=(x+m)2+(x+n)2
=2[x2+(m+n)x]+m2+n2
=2mn+m2+n2
=(m+n)2
=AB2,
根据勾股定理逆定理可得∠C=90°;
(3)如图2,过点A作AG⊥BC于点G,
在Rt△ACG中,AG=AC•sin60°=(x+m),CG=AC•cs60°=(x+m),
∴BG=BC﹣CG=(x+n)﹣(x+m),
在Rt△ABG中,根据勾股定理可得:[(x+m)]2+[(x+n)﹣(x+m)]2=(m+n)2,
整理,得:x2+(m+n)x=3mn,
∴S△ABC=BC•AG
=×(x+n)•(x+m)
= [x2+(m+n)x+mn]
=×(3mn+mn)
=mn.
【点评】本题主要考查圆的综合问题,
12. (2018年江苏省宿迁)如图,在边长为1的正方形ABCD中,动点E、F分别在边AB、CD上,将正方形ABCD沿直线EF折叠,使点B的对应点M始终落在边AD上(点M不与点A、D重合),点C落在点N处,MN与CD交于点P,设BE=x,
(1)当AM= 时,求x的值;
(2)随着点M在边AD上位置的变化,△PDM的周长是否发生变化?如变化,请说明理由;如不变,请求出该定值;
(3)设四边形BEFC的面积为S,求S与x之间的函数表达式,并求出S的最小值.
【答案】(1)解:由折叠性质可知:BE=ME=x,∵正方形ABCD边长为1
∴AE=1-x,
在Rt△AME中,
∴AE2+AM2=ME2 ,
即(1-x)2+ =x2 ,
解得:x= .
(2)解:△PDM的周长不会发生变化,且为定值2.
连接BM、BP,过点B作BH⊥MN,
∵BE=ME,
∴∠EBM=∠EMB,
又∵∠EBC=∠EMN=90°,
即∠EBM+∠MBC=∠EMB+∠BMN=90°,
∴∠MBC=∠BMN,
又∵正方形ABCD,
∴AD∥BC,AB=BC,
∴∠AMB=∠MBC=∠BMN,
在Rt△ABM和Rt△HBM中,
∵ ,
∴Rt△ABM≌Rt△HBM(AAS),
∴AM=HM,AB=HB=BC,
在Rt△BHP和Rt△BCP中,
∵ ,
∴Rt△BHP≌Rt△BCP(HL),
∴HP=CP,
又∵C△PDM=MD+DP+MP,
=MD+DP+MH+HP,
=MD+DP+AM+PC,
=AD+DC,
=2.
∴△PDM的周长不会发生变化,且为定值2.
(3)解:过F作FQ⊥AB,连接BM,
由折叠性质可知:∠BEF=∠MEF,BM⊥EF,
∴∠EBM+∠BEF=∠EMB+∠MEF=∠QFE+∠BEF=90°,
∴∠EBM=∠EMB=∠QFE,
在Rt△ABM和Rt△QFE中,
∵ ,
∴Rt△ABM≌Rt△QFE(ASA),
∴AM=QE,
设AM长为a,
在Rt△AEM中,
∴AE2+AM2=EM2,
即(1-x)2+a2=x2,
∴AM=QE= ,
∴BQ=CF=x- ,
∴S= (CF+BE)×BC,
= (x- +x)×1,
= (2x- ),
又∵(1-x)2+a2=x2,
∴x= =AM=BE,BQ=CF= -a,
∴S= ( -a+ )×1,
= (a2-a+1),
= (a- )2+ ,
∵0∴当a= 时,S最小值= .
【考点】二次函数的最值,全等三角形的判定与性质,勾股定理,正方形的性质,翻折变换(折叠问题)
【解析】【分析】(1)由折叠性质可知BE=ME=x,结合已知条件知AE=1-x,在Rt△AME中,根据勾股定理得(1-x)2+ =x2 , 解得:x= .
(2)△PDM的周长不会发生变化,且为定值2.连接BM、BP,过点B作BH⊥MN,根据折叠性质知BE=ME,由等边对等角得∠EBM=∠EMB,由等角的余角相等得∠MBC=∠BMN,由全等三角形的判定AAS得Rt△ABM≌Rt△HBM,根据全等三角形的性质得AM=HM,AB=HB=BC,又根据全等三角形的判定HL得Rt△BHP≌Rt△BCP,根据全等三角形的性质得HP=CP,由三角形周长和等量代换即可得出△PDM周长为定值2.
(3)过F作FQ⊥AB,连接BM,由折叠性质可知:∠BEF=∠MEF,BM⊥EF,由等角的余角相等得∠EBM=∠EMB=∠QFE,由全等三角形的判定ASA得Rt△ABM≌Rt△QFE,据全等三角形的性质得AM=QE;设AM长为a,在Rt△AEM中,根据勾股定理得(1-x)2+a2=x2,从而得AM=QE= ,
BQ=CF=x- ,根据梯形得面积公式代入即可得出S与x的函数关系式;又由(1-x)2+a2=x2,得x= =AM=BE,BQ=CF= -a(013. (2018·新疆生产建设兵团·13分)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2﹣x﹣4与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C.
(1)求点A,B,C的坐标;
(2)点P从A点出发,在线段AB上以每秒2个单位长度的速度向B点运动,同时,点Q从B点出发,在线段BC上以每秒1个单位长度的速度向C点运动,当其中一个点到达终点时,另一个点也停止运动.设运动时间为t秒,求运动时间t为多少秒时,△PBQ的面积S最大,并求出其最大面积;
(3)在(2)的条件下,当△PBQ面积最大时,在BC下方的抛物线上是否存在点M,使△BMC的面积是△PBQ面积的1.6倍?若存在,求点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)代入x=0可求出点C的纵坐标,代入y=0可求出点A、B的横坐标,此题得解;
(2)根据点B、C的坐标,利用待定系数法可求出直线BC的解析式,过点Q作QE∥y轴,交x轴于点E,当运动时间为t秒时,点P的坐标为(2t﹣2,0),点Q的坐标为(3﹣t,﹣t),进而可得出PB、QE的长度,利用三角形的面积公式可得出S△PBQ关于t的函数关系式,利用二次函数的性质即可解决最值问题;
(3)根据(2)的结论找出点P、Q的坐标,假设存在,设点M的坐标为(m,m2﹣m﹣4),则点F的坐标为(m,m﹣4),进而可得出MF的长度,利用三角形的面积结合△BMC的面积是△PBQ面积的1.6倍,可得出关于m的一元二次方程,解之即可得出结论.
【解答】解:(1)当x=0时,y=x2﹣x﹣4=﹣4,
∴点C的坐标为(0,﹣4);
当y=0时,有x2﹣x﹣4=0,
解得:x1=﹣2,x2=3,
∴点A的坐标为(﹣2,0),点B的坐标为(3,0).
(2)设直线BC的解析式为y=kx+b(k≠0),
将B(3,0)、C(0,﹣4)代入y=kx+b,
,解得:,
∴直线BC的解析式为y=x﹣4.
过点Q作QE∥y轴,交x轴于点E,如图1所示,
当运动时间为t秒时,点P的坐标为(2t﹣2,0),点Q的坐标为(3﹣t,﹣t),
∴PB=3﹣(2t﹣2)=5﹣2t,QE=t,
∴S△PBQ=PB•QE=﹣t2+2t=﹣(t﹣)2+.
∵﹣<0,
∴当t=时,△PBQ的面积取最大值,最大值为.
(3)当△PBQ面积最大时,t=,
此时点P的坐标为(,0),点Q的坐标为(,﹣1).
假设存在,设点M的坐标为(m,m2﹣m﹣4),则点F的坐标为(m,m﹣4),
∴MF=m﹣4﹣(m2﹣m﹣4)=﹣m2+2m,
∴S△BMC=MF•OB=﹣m2+3m.
∵△BMC的面积是△PBQ面积的1.6倍,
∴﹣m2+3m=×1.6,即m2﹣3m+2=0,
解得:m1=1,m2=2.
∵0<m<3,
∴在BC下方的抛物线上存在点M,使△BMC的面积是△PBQ面积的1.6倍,点M的坐标为(1,﹣4)或(2,﹣).
【点评】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、二次(一次)函数图象上点的坐标特征、待定系数法求一次函数解析式以及三角形的面积,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)利用三角形的面积公式找出S△PBQ关于t的函数关系式;(3)利用三角形的面积结合△BMC的面积是△PBQ面积的1.6倍,找出关于m的一元二次方程.
14(2018·四川宜宾·12分)在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线的顶点坐标为(2,0),且经过点(4,1),如图,直线y=x与抛物线交于A、B两点,直线l为y=﹣1.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在l上是否存在一点P,使PA+PB取得最小值?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)知F(x0,y0)为平面内一定点,M(m,n)为抛物线上一动点,且点M到直线l的距离与点M到点F的距离总是相等,求定点F的坐标.
【考点】HF:二次函数综合题.
【分析】(1)由抛物线的顶点坐标为(2,0),可设抛物线的解析式为y=a(x﹣2)2,由抛物线过点(4,1),利用待定系数法即可求出抛物线的解析式;
(2)联立直线AB与抛物线解析式成方程组,通过解方程组可求出点A、B的坐标,作点B关于直线l的对称点B′,连接AB′交直线l于点P,此时PA+PB取得最小值,根据点B的坐标可得出点B′的坐标,根据点A、B′的坐标利用待定系数法可求出直线AB′的解析式,再利用一次函数图象上点的坐标特征即可求出点P的坐标;
(3)由点M到直线l的距离与点M到点F的距离总是相等结合二次函数图象上点的坐标特征,即可得出(1﹣﹣y0)m2﹣(2﹣2x0﹣2y0)m+x02+y02﹣2y0﹣3=0,由m的任意性可得出关于x0、y0的方程组,解之即可求出顶点F的坐标.
【解答】解:(1)∵抛物线的顶点坐标为(2,0),
设抛物线的解析式为y=a(x﹣2)2.
∵该抛物线经过点(4,1),
∴1=4a,解得:a=,
∴抛物线的解析式为y=(x﹣2)2=x2﹣x+1.
(2)联立直线AB与抛物线解析式成方程组,得:
,解得:,,
∴点A的坐标为(1,),点B的坐标为(4,1).
作点B关于直线l的对称点B′,连接AB′交直线l于点P,此时PA+PB取得最小值(如图1所示).
∵点B(4,1),直线l为y=﹣1,
∴点B′的坐标为(4,﹣3).
设直线AB′的解析式为y=kx+b(k≠0),
将A(1,)、B′(4,﹣3)代入y=kx+b,得:
,解得:,
∴直线AB′的解析式为y=﹣x+,
当y=﹣1时,有﹣x+=﹣1,
解得:x=,
∴点P的坐标为(,﹣1).
(3)∵点M到直线l的距离与点M到点F的距离总是相等,
∴(m﹣x0)2+(n﹣y0)2=(n+1)2,
∴m2﹣2x0m+x02﹣2y0n+y02=2n+1.
∵M(m,n)为抛物线上一动点,
∴n=m2﹣m+1,
∴m2﹣2x0m+x02﹣2y0(m2﹣m+1)+y02=2(m2﹣m+1)+1,
整理得:(1﹣﹣y0)m2﹣(2﹣2x0﹣2y0)m+x02+y02﹣2y0﹣3=0.
∵m为任意值,
∴,
∴,
∴定点F的坐标为(2,1).
【点评】本题考查了待定系数法求二次(一次)函数解析式、二次(一次)函数图象上点的坐标特征、轴对称中的最短路径问题以及解方程组,解题的关键是:(1)根据点的坐标,利用待定系数法求出二次函数解析式;(2)利用两点之间线段最短找出点P的位置;(3)根据点M到直线l的距离与点M到点F的距离总是相等结合二次函数图象上点的坐标特征,找出关于x0、y0的方程组.
15. (2018·天津·10分)在平面直角坐标系中,四边形是矩形,点,点,点.以点为中心,顺时针旋转矩形,得到矩形,点,,的对应点分别为,,.
(Ⅰ)如图①,当点落在边上时,求点的坐标;
(Ⅱ)如图②,当点落在线段上时,与交于点.
①求证;
②求点的坐标.
(Ⅲ)记为矩形对角线的交点,为的面积,求的取值范围(直接写出结果即可).
【答案】(Ⅰ)点的坐标为.(Ⅱ)①证明见解析;②点的坐标为.(Ⅲ).
【解析】分析:(Ⅰ)根据旋转的性质得AD=AO=5,设CD=x,在直角三角形ACD中运用勾股定理可CD的值,从而可确定D点坐标;
(Ⅱ)①根据直角三角形全等的判定方法进行判定即可;
②由①知,再根据矩形的性质得.从而,故BH=AH,在Rt△ACH中,运用勾股定理可求得AH的值,进而求得答案;
(Ⅲ).
详解:(Ⅰ)∵点,点,
∴,.
∵四边形是矩形,
∴,,.
∵矩形是由矩形旋转得到的,
∴.
在中,有,
∴ .
∴.
∴点的坐标为.
(Ⅱ)①由四边形是矩形,得.
又点在线段上,得.
由(Ⅰ)知,,又,,
∴.
②由,得.
又在矩形中,,
∴.∴.∴.
设,则,.
在中,有,
∴.解得.∴.
∴点的坐标为.
(Ⅲ).
点睛:本大题主要考查了等腰三角形的判定和性质,勾股定理以及旋转变换的性质等知识,灵活运用勾股定理求解是解决本题的关键.
16.(2018·浙江衢州·10分)(12分)如图,Rt△OAB的直角边OA在x轴上,顶点B的坐标为(6,8),直线CD交AB于点D(6,3),交x轴于点C(12,0).
(1)求直线CD的函数表达式;
(2)动点P在x轴上从点(﹣10,0)出发,以每秒1个单位的速度向x轴正方向运动,过点P作直线l垂直于x轴,设运动时间为t.
①点P在运动过程中,是否存在某个位置,使得∠PDA=∠B?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;
②请探索当t为何值时,在直线l上存在点M,在直线CD上存在点Q,使得以OB为一边,O,B,M,Q为顶点的四边形为菱形,并求出此时t的值.
【考点】一次函数、待定系数法、菱形的判定、平行线分线段成比例定理
【分析】(1)利用待定系数法即可解决问题;
(2)①如图1中,作DP∥OB,则∠PDA=∠B.利用平行线分线段成比例定理,计算即可,再根据对称性求出P′;
②分两种情形分别求解即可解决问题:如图2中,当OP=OB=10时,作PQ∥OB交CD于Q.如图3中,当OQ=OB时,设Q(m,﹣ m+6),构建方程求出点Q坐标即可解决问题;
【解答】解:(1)设直线CD的解析式为y=kx+b,则有,解得,∴直线CD的解析式为y=﹣x+6.
(2)①如图1中,作DP∥OB,则∠PDA=∠B.
∵DP∥OB,∴ =,∴ =,∴PA=,∴OP=6﹣=,∴P(,0),根据对称性可知,当AP=AP′时,P′(,0),∴满足条件的点P坐标为(,0)或(,0).
②如图2中,当OP=OB=10时,作PQ∥OB交CD于Q.
∵直线OB的解析式为y=x,∴直线PQ的解析式为y=x+,由,解得,∴Q(﹣4,8),∴PQ==10,∴PQ=OB.
∵PQ∥OB,∴四边形OBQP是平行四边形.
∵OB=OP,∴四边形OBQP是菱形,此时点M与的Q重合,满足条件,t=0.
如图3中,当OQ=OB时,设Q(m,﹣ m+6),
则有m2+(﹣m+6)2=102,解得m=,∴点Q 的横坐标为或,设点M的横坐标为a,则有: =或=,∴a=或,∴满足条件的t的值为或.
【点评】本题考查了一次函数综合题、待定系数法、菱形的判定、平行线分线段成比例定理等知识,解题的关键是学会由分类讨论的思想思考问题,学会构建一次函数,利用方程组确定两个函数的交点坐标,所以中考压轴题.
17(2018·广东深圳·9分)如图:在 中,BC=2,AB=AC,点D为AC上的动点,且 .
(1)求AB的长度;
(2)求AD·AE的值;
(3)过A点作AH⊥BD,求证:BH=CD+DH.
【答案】(1)解:作AM⊥BC,
∵AB=AC,BC=2,AM⊥BC,
∴BM=CM= BC=1,
在Rt△AMB中,
∵csB= ,BM=1,
∴AB=BM÷csB=1÷ = .
(2)解:连接CD,∵AB=AC,
∴∠ACB=∠ABC,
∵四边形ABCD内接于圆O,
∴∠ADC+∠ABC=180°,
又∵∠ACE+∠ACB=180°,
∴∠ADC=∠ACE,
∵∠CAE=∠CAD,
∴△EAC∽△CAD,
∴ ,
∴AD·AE=AC2=AB2=( )2=10.
(3)证明:在BD上取一点N,使得BN=CD,
在△ABN和△ACD中
∵
∴△ABN≌△ACD(SAS),
∴AN=AD,
∵AH⊥BD,AN=AD,
∴NH=DH,
又∵BN=CD,NH=DH,
∴BH=BN+NH=CD+DH.
【考点】全等三角形的判定与性质,等腰三角形的性质,圆内接四边形的性质,相似三角形的判定与性质,锐角三角函数的定义
【解析】【分析】(1)作AM⊥BC,由等腰三角形三线合一的性质得BM=CM= BC=1,在Rt△AMB中,根据余弦定义得csB= ,由此求出AB.
(2)连接CD,根据等腰三角形性质等边对等角得∠ACB=∠ABC,再由圆内接四边形性质和等角的补角相等得∠ADC=∠ACE;由相似三角形的判定得△EAC∽△CAD,根据相似三角形的性质得
; 从而得AD·AE=AC2=AB2.
(3)在BD上取一点N,使得BN=CD,根据SAS得△ABN≌△ACD,再由全等三角形的性质得AN=AD,根据等腰三角形三线合一的性质得NH=DH,从而得BH=BN+NH=CD+DH.
18.(2018·广东·9分)已知Rt△OAB,∠OAB=90°,∠ABO=30°,斜边OB=4,将Rt△OAB绕点O顺时针旋转60°,如题图1,连接BC.
(1)填空:∠OBC= 60 °;
(2)如图1,连接AC,作OP⊥AC,垂足为P,求OP的长度;
(3)如图2,点M,N同时从点O出发,在△OCB边上运动,M沿O→C→B路径匀速运动,N沿O→B→C路径匀速运动,当两点相遇时运动停止,已知点M的运动速度为1.5单位/秒,点N的运动速度为1单位/秒,设运动时间为x秒,△OMN的面积为y,求当x为何值时y取得最大值?最大值为多少?
【分析】(1)只要证明△OBC是等边三角形即可;
(2)求出△AOC的面积,利用三角形的面积公式计算即可;
(3)分三种情形讨论求解即可解决问题:①当0<x≤时,M在OC上运动,N在OB上运动,此时过点N作NE⊥OC且交OC于点E.②当<x≤4时,M在BC上运动,N在OB上运动.
③当4<x≤4.8时,M、N都在BC上运动,作OG⊥BC于G.
【解答】解:(1)由旋转性质可知:OB=OC,∠BOC=60°,
∴△OBC是等边三角形,
∴∠OBC=60°.
故答案为60.
(2)如图1中,
∵OB=4,∠ABO=30°,
∴OA=OB=2,AB=OA=2,
∴S△AOC=•OA•AB=×2×2=2,
∵△BOC是等边三角形,
∴∠OBC=60°,∠ABC=∠ABO+∠OBC=90°,
∴AC==2,
∴OP===.
(3)①当0<x≤时,M在OC上运动,N在OB上运动,此时过点N作NE⊥OC且交OC于点E.
则NE=ON•sin60°=x,
∴S△OMN=•OM•NE=×1.5x×x,
∴y=x2.
∴x=时,y有最大值,最大值=.
②当<x≤4时,M在BC上运动,N在OB上运动.
作MH⊥OB于H.则BM=8﹣1.5x,MH=BM•sin60°=(8﹣1.5x),
∴y=×ON×MH=﹣x2+2x.
当x=时,y取最大值,y<,
③当4<x≤4.8时,M、N都在BC上运动,作OG⊥BC于G.
MN=12﹣2.5x,OG=AB=2,
∴y=•MN•OG=12﹣x,
当x=4时,y有最大值,最大值=2,
综上所述,y有最大值,最大值为.
【点评】本题考查几何变换综合题、30度的直角三角形的性质、等边三角形的判定和性质、三角形的面积等知识,解题的关键是学会用分类讨论的思想思考问题,属于中考压轴题.
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2023中考数学真题专项汇编特训 专题31几何综合压轴问题(共40题)(原卷版+解析): 这是一份2023中考数学真题专项汇编特训 专题31几何综合压轴问题(共40题)(原卷版+解析),共151页。试卷主要包含了,为锐角,且,【模型建立】,课本再现,问题情境,[问题探究],【问题呈现】等内容,欢迎下载使用。
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