初中数学中考复习专题满分秘籍讲义练习 待定系数法
展开待定系数法,一种求未知数的方法。将一个多项式表示成另一种含有待定系数的新的形式,这样就得到一个恒等式。然后根据恒等式的性质得出系数应满足的方程或方程组,其后通过解方程或方程组便可求出待定的系数,或找出某些系数所满足的关系式,这种解决问题的方法叫做待定系数法。
【典例分析】
例1、一次函数y=kx+b(k,b为常数,且k≠0)的图像如图所示,根据图像信息可求得关于x的方程kx+b=0的解为( )
A. x=−1B. x=2C. x=0D. x=3
【答案】A
【解析】
【分析】
此题主要考查了一次函数与一元一次方程的关系,关键是正确利用待定系数法求出一次函数解析式.
首先利用待定系数法把(2,3),(0,1)代入y=kx+b,可得关于k、b的方程组,再解方程组可得k、b的值,求出一次函数解析式,再求出方程kx+b=0的解即可.
【解答】
解:∵一次函数y=kx+b经过点(2,3),(0,1),
∴b=13=2k+b,
解得:b=1k=1,
∴一次函数的解析式为y=x+1,
即x+1=0,
解得:x=−1,
故选A.
例2、如图,抛物线y=−x2+2x+3经过点A、B、C,抛物线顶点为E,EF⊥x轴于F点,M(m,0)是x轴上一动点,N是线段EF上一点,若∠MNC=90°,则实数m的变化范围为______ .
【答案】−54≤m≤5
【解析】
【分析】
本题主要考查的是二次函数的综合应用,解答本题主要应用了配方法求二次函数的最值、待定系数法求一次函数的解析式、函数与坐标轴的交点、相互垂直的两条直线的特点等知识点,得到m与n的函数关系式是解题的关键.
先求得抛物线的顶点坐标和点C的坐标,设点N的坐标为(1,n),0≤n≤4,依据待定系数法求得NC的解析式(用含n的式子表示),然后根据相互垂直的两直线的一次项系数积为−1可得到直线MN的一次项系数,然后由点N的坐标可求得MN的解析式(用含n的式子表示),接下来,令y=0可求得m的值(用含n的式子表示),最后依据二次函数的性质求得m的最大值和最小值即可求得m的取值范围.
【解答】
解:如图所示:
∵y=−x2+2x+3=−(x−1)2+4,
∴抛物线的顶点坐标为(1,4).
∵将x=0代入y=−x2+2x+3得:y=3,
∴C(0,3).
设点N的坐标为(1,n),0≤n≤4.
设直线CN的解析式为y=kx+3.
将N(1,n)代入得:k+3=n,解得:k=n−3.
∵∠MNC=90°,
∴直线NM的一次项系数为13−n(0≤n≤4且n≠3).
设直线MN的解析式为y=13−nx+b.
∵将N(1,n)代入得:13−n+b=n,解得:b=n−13−n,
∴直线MN的解析式为y=13−nx+n−13−n.
∵当y=0时,13−nx+n−13−n=0,
解得:x=n2−3n+1,即m=n2−3n+1(0≤n≤4且n≠3).
当n=3时,点M(1,0)与点F重合,
即m=1,n=3符合m=n2−3n+1,
故m=n2−3n+1(0≤n≤4).
∵m=n2−3n+1=(n−32)2−54,
∴当n=32时,m有最小值−54.
当n=4时,m有最大值,m的最大值=42−3×4+1=5.
∴m的取值范围是:−54≤m≤5.
故答案为:−54≤m≤5.
例3、在平面直角坐标系xOy中,一次函数y=kx+b(k≠0)的图象由函数y=x的图象平移得到,且经过点(1,2).
(1)求这个一次函数的解析式;
(2)当x>1时,对于x的每一个值,函数y=mx(m≠0)的值大于一次函数y=kx+b的值,直接写出m的取值范围.
【答案】解:(1)∵一次函数y=kx+b(k≠0)的图象由直线y=x平移得到,
∴k=1,
将点(1,2)代入y=x+b,
得1+b=2,解得b=1,
∴一次函数的解析式为y=x+1;
(2)把点(1,2)代入y=mx求得m=2,
∵当x>1时,对于x的每一个值,函数y=mx(m≠0)的值大于一次函数y=x+1的值,
∴m≥2.
【解析】本题考查了一次函数图象与几何变换,一次函数与系数的关系,数形结合是解题的关键.
(1)先根据直线平移时k的值不变得出k=1,再将点A(1,2)代入y=x+b,求出b的值,即可得到一次函数的解析式;
(2)根据点(1,2)结合图象即可求得.
【好题演练】
一、选择题
关于x的一次二项式ax+b的值随x的变化而变化,分析下表列举的数据,若ax+b=11,则x的值是( )
A. 3B. −5C. 6D. 不存在
【答案】C
【解析】
【分析】
此题考查了解二元一次方程组,解一元一次方程,以及代数式求值,熟练掌握待定系数法是解本题的关键.
设y=ax+b,把(0,−1)和(1,1)代入求出a与b的值,即可求出所求.
【解答】
解:设y=ax+b,
把(0,−1)和(1,1)代入得a+b=1b=−1,
解得a=2b=−1,
∴2x−1=11,
解得:x=6.
故选C.
分解因式:6x2−13xy+6y2+5x−10y−4的结果为( )
A. (2x−3y+1)(3x−2y−4)B. (2x−3y−1)(3x−2y+4)
C. (2x−3y−2)(3x−2y+2)D. (2x−3y+2)(3x−2y−2)
【答案】B
【解析】
【分析】
本题主要考查了多项式的因式分解,解答此题可采用待定系数法,解答此题可设6x2−13xy+6y2+5x−10y−4=(2x−3y+a)(3x−2y+b),然后展开比较可得关于a,b的方程组,从而可得a,b的值,即可分解多项式,从而可得结论.
【解答】
解∵6x2−13xy+6y2=(2x−3y)(3x−2y),
∴可设6x2−13xy+6y2+5x−10y−4=(2x−3y+a)(3x−2y+b),
即6x2−13xy+6y2+5x−10y−4=6x2−13xy+6y2+(3a+2b)x+(−2a−3b)y+ab,a、b为待定系数,
∴3a+2b=5,−2a−3b=−10ab=−4,,
解得a=−1,b=4,
∴原式=(2x−3y−1)(3x−2y+4).
故选B.
已知一次函数y=32x+m和的图象都经过点A−2,0,且与y轴分别交于B,C两点,那么▵ABC的面积是( )
A. 2B. 3C. 4D. 6
【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查依次函数的应用,属于中档题.
首先把(−2,0)分别代入一次函数y=32x+m和y=−12x+n,求出m,n的值,则求出两个函数的解析式;然后求出B、C两点的坐标;最后根据三角形的面积公式求出△ABC的面积.
【解答】
解:y=32x+m与y=−12x+n的图象都过点A(−2,0),
∴可得0=32×(−2)+m,0=−12×(−2)+n,
∴m=3,n=−1,
∴两函数表达式分别为y=32x+3,y=−12x−1,
直线y=32x+3与y=−12x−1与y轴的交点分别为B(0,3),C(0,−1),
S△ABC=12BC⋅AO=12×4×2=4.
故选C.
已知y与x的函数关系式是由两部分的和组成,一部分与x2成正比,另一部分是常数,且y与x的对应关系如表,则y与x的函数关系式为( )
A. y=2x2−5B. y=2x−1C. y=−25x2+35D. y=2x+1
【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查了待定系数法求h函数的解析式.解题的关键是根据题意设函数解析式,然后将x、y的值代入所设解析式即可求出待定的系数即可作出判断.
【解答】
解:由题意设y与x的解析式为y=ax2+b,
把x=2,y=3和x=−1,y=−3代入得
4a+b=3a+b=−3,解得a=2b=−5,
∴y与x的函数关系式为y=2x2−5.
故选A.
正比例函数y=kx,当x每增加3时,y就减小4,则k=( )
A. 34B. −34C. 43D. −43
【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查了待定系数法求正比例函数的解析式:设正比例函数解析式为y=kx,然后把一个点的坐标代入求出k即可得到正比例函数解析式.
由于自变量增加3,函数值相应地减少4,则y−4=k(x+3),然后展开整理即可得到k的值.
【解答】
解:根据题意得y−4=k(x+3),
y−4=kx+3k,
而y=kx,
所以3k=−4,
解得k=−43.
故选D.
已知y与x成正比,当x=2时,y=8,那么当y=16时,x等于( )
A. 4B. −4C. 3D. −3
【答案】A
【解析】
【分析】
设出函数解析式,将x=2,y=8代入函数解析式即可求出k的值,进而可得解析式,再把y=16代入可得答案.
【解答】
解:设y=kx,
把x=2,y=8代入上式得:
则8=2k,
解得,k=4.
∴函数解析式为y=4x,
把y=16代入可得:16=4x,
解得:x=4,
故选A.
二、填空题
已知y−2与x成正比例,且x=2时,y=4,则y与x的函数关系式是_________;当y=3时,x=__________.
【答案】y=x+2 1
【解析】
【分析】
本题主要考查的知识点是待定系数法求一次函数解析式.解题关键是熟练掌握待定系数法求一次函数解析式的具体步骤.先根据题意把 y−2看成一个整体,因为 y−2与 x成正比例,设 y−2= kx,将 x=2, y=4代入,求出 k即可得函数关系式为 y= x+2.把y=3代入函数关系式,可得 x的值为1.
【解答】
解:设y与x的函数关系式为y−2=kx,
∴2k=4−2,
解得k=1,
∴y−2=x,
∴y=x+2.
∴y与x的函数关系式为y=x+2.
把y=3代入函数关系式,可得 x=1,
故答案为y=x+2,1.
已知y−2与2x+1成正比例,且当x=2时,y=−7,则y与x的函数解析式是 .
【答案】y=−185x+15
【解析】
【分析】
此题考查了正比例函数的定义,待定系数法求一次函数解析式,根据y−2与2x+1成正比例,设y−2=k(2x+1),根据当x=2时,y=−7,得到k的值,即可得到y与x的函数解析式.
【解答】
解:∵y−2与2x+1成正比例,
∴设y−2=k(2x+1),
∵当x=2时,
y=−7,
∴−7−2=5k,
即k=−95,
∴y−2=−95(2x+1),
∴y=−185x+15,
故答案为y=−185x+15.
已知y−3与x−2成正比,且当x=−2时,y=−1,则y与x的函数解析式为________.
【答案】y=x+1
【解析】
【分析】
此题考查了正比例函数的定义,待定系数法求一次函数解析式,根据y−3与x−2成正比例,设y−3=k(x−2),根据当x=−2时,y=−1,得到k=1,即可得到y与x的函数解析式.
【解答】
解:∵y−3与x−2成正比例,
∴设y−3=k(x−2),
∵当x=−2时,
y=−1,
∴−4=−4k,
即k=1,
∴y−3=x−2,
∴y=x+1,
故答案为y=x+1.
某地长途汽车客运公司规定旅客可随身携带一定质量的行李,如果超过规定,则需要购买行李票,行李票费用y(元)是行李质量x(kg)的一次函数,其图象如图所示,则旅客可免费携带的行李的质量是_______kg.
【答案】30
【解析】
【分析】
本题主要考查了函数的图象和用待定系数法求一次函数关系式,并会用一次函数研究实际问题,具备在直角坐标系中的读图能力.注意自变量的取值范围不能遗漏.
由图已知直线上两坐标,可根据待定系数法列方程,求函数关系式,旅客可免费携带行李,即y=0,代入所求得的函数关系式,即可知质量为多少.
【解答】
解:设一次函数y=kx+b,
∵当x=60时,y=6,当x=80时,y=10,
∴60k+b=680k+b=10
∴k=15b=−6,
∴所求函数表达式为y=15x−6,
当y=0时,15x−6=0,
∴x=30,
故旅客可免费携带的行李的质量是30kg.
故答案为30.
已知一次函数y=kx+b的图像经过点A(1,−5),且与直线y=−3x+2平行,那么该一次函数的解析式为_________.
【答案】y=−3x−2
【解析】
【分析】
此题主要考查了两条直线平行问题,关键是掌握若两条直线是平行的关系,那么他们的自变量系数相同,即k值相同.
根据两条直线平行,则k值相等,再根据一次函数的图象经过点(1,−5),求得b的值,就得到函数解析式.
【解答】
解:∵y=kx+b与直线y=−3x+2平行,
∴k=−3,
∴y=−3x+b,
∵一次函数的图象经过点(1,−5),
∴b=−2.
∴这个一次函数的解析式是y=−3x−2.
故答案为y=−3x−2.
若y−2与x−3成正比例,且x=4时,y=3,则y与x的函数解析式为________.
【答案】y=x−1
【解析】
【分析】
此题考查了正比例函数的定义,待定系数法求一次函数解析式,根据y−2与x−3成正比例,设y−2=k(x−3),根据当x=4时,y=3,得到k=1,即可得到y与x的函数解析式.
【解答】
解:∵y−2与x−3成正比例,
∴设y−2=k(x−3),
∵当x=4时,y=3,
∴3−2=k,
即k=1,
∴y−2=x−3,
∴y=x−1,
故答案为y=x−1.
三、解答题
为了美化环境,建设宜居成都,我市准备在一个广场上种植甲、乙两种花卉,经市场调查,甲种花卉的种植费用y(元)与种植面积x(m2)之间的函数关系如图所示,乙种花卉的种植费用为每平方米100元.
(1)直接写出当0≤x≤300和x>300时,y与x的函数关系式;
(2)广场上甲、乙两种花卉的种植面积共1200m2,若甲种花卉的种植面积不少于200m2,且不超过乙种花卉种植面积的2倍,那么应该怎样分配甲、乙两种花卉的种植面积才能使种植总费用最少?最少总费用为多少元?
【答案】解:(1)y=130x(0≤x≤300)80x+15000(x>300)
(2)设甲种花卉种植为am2,则乙种花卉种植(1200−a)m2.
∴a≥200a≤2(1200−a),
∴200≤a≤800
当200≤a≤300时,W1=130a+100(1200−a)=30a+120000.
当a=200 时.Wmin=126000元
当300当a=800时,Wmin=119000元
∵119000<126000
∴当a=800时,总费用最少,最少总费用为119000元.
此时乙种花卉种植面积为1200−800=400m2.
答:应该分配甲、乙两种花卉的种植面积分别是800m2和400m2,才能使种植总费用最少,最少总费用为119000元.
【解析】本题是看图写函数解析式并利用解析式的题目,考查分段函数的表达式和分类讨论的数学思想.
(1)由图可知y与x的函数关系式是分段函数,待定系数法求解析式即可.
(2)设甲种花卉种植为am2,则乙种花卉种植(1200−a)m2,根据实际意义可以确定a的范围,结合种植费用y(元)与种植面积x(m2)之间的函数关系可以分类讨论最少费用为多少.
如图,直线y=−12x−3与x轴,y轴分别交于点A,C,经过点A,C的抛物线y=ax2+bx−3与x轴的另一个交点为点B(2,0),点D是抛物线上一点,过点D作DE⊥x轴于点E,连接AD,DC.设点D的横坐标为m.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当点D在第三象限,设△DAC的面积为S,求S与m的函数关系式,并求出S的最大值及此时点D的坐标;
(3)连接BC,若∠EAD=∠OBC,请直接写出此时点D的坐标.
【答案】解:(1)在y=−12x−3中,当y=0时,x=−6,
即点A的坐标为:(−6,0),
将A(−6,0),B(2,0)代入y=ax2+bx−3得:
36a−6b−3=04a+2b−3=0,
解得:a=14b=1,
∴抛物线的解析式为:y=14x2+x−3;
(2)如图,设DE交AC于点F,
设点D的坐标为:(m,14m2+m−3),则点F的坐标为:(m,−12m−3),
∴DF=−12m−3−(14m2+m−3)=−14m2−32m,
∴S△ADC=S△ADF+S△DFC
=12DF⋅AE+12⋅DF⋅OE
=12DF⋅OA
=12×(−14m2−32m)×6
=−34m2−92m
=−34(m+3)2+274,
∵a=−34<0,
∴抛物线开口向下,
∴当m=−3时,S△ADC存在最大值274,
又∵当m=−3时,14m2+m−3=−154,
∴存在点D(−3,−154),使得△ADC的面积最大,最大值为274;
(3)①当点D与点C关于对称轴对称时,D(−4,−3),根据对称性此时∠EAD=∠ABC.
②作点D(−4,−3)关于x轴的对称点D'(−4,3),
设直线AD'的解析式为y=kx+n,则
0=−6k+n3=−4k+n,
解得:k=32n=9,
∴直线AD'的解析式为y=32x+9,
联立y=32x+9y=14x2+x−3,解得x=−6y=0或x=8y=21,
此时直线AD'与抛物线交于D(8,21),满足条件,
综上所述,满足条件的点D坐标为(−4,−3)或(8,21)
【解析】本题属于二次函数综合题,考查了待定系数法,一次函数的应用,二次函数的性质等知识,解题的关键是学会构建二次函数解决最值问题,学会构建一次函数解决实际问题,属于中考压轴题.
(1)首先得出A点坐标,再利用待定系数法求出二次函数解析式即可;
(2)首先表示出DF的长,再利用S△ADC=S△ADF+S△DFC,进而得出面积与点坐标的函数解析式,即可求最值得出答案;
(3))①当点D与点C关于对称轴对称时,D(−4,−3),根据对称性此时∠EAD=∠ABC.
②作点D(−4,−3)关于x轴的对称点D'(−4,3),求出直线AD'与抛物线的交点即可解决问题.
如图,直线y=kx+k分别交x轴、y轴于点A,C,直线BC过点C交x轴于点B,且OA=13OC,∠CBA=45°,
(1)求直线BC的解析式;
(2)若动点P从点C以每秒1个单位的速度向 y轴负方向运动,当t为何值时,代 数式AP+22CP的值最小;
(3)若点Q是直线AC上且位于第三象限图象上的一个动点,点M是y轴上的一个动点,当以点B、M、Q为顶点的三角形为等腰直角三角形时,求点Q和点M的坐标.
【答案】28.解:(1)直线y=kx+k分别交x轴、y轴于点A,C,则点A(−1,0),
且OA=13OC,则点C(0,3),则k=3,
故直线AC的表达式为:y=3x+3,
∵∠CBA=45°,∴OB=OC=3,∴点B(3,0),
∵点C(0,3)、点B(3,0),则直线BC的表达式为:y=−x+3;
(2)过点A作PH⊥BC交BC于点H,交y轴于点P,
此时,AP+22CP的值最小.
由(1)得直线BC的表达式为:y=−x+3;
由于PH⊥BC,
图1
所以设直线AP的表达式为:y=x+b;将A(−1,0)代入得: b=1,
∴直线BC的表达式为:y=−x+3;
∴ P(0,1)
∴CP=2;
∴t=2.
(3)设点M(0,m),点Q(n,3n+3),
①如图2(左侧图),
当∠BMQ=90°时,(点M在x轴上方),
分别过点Q、P作y轴的平行线QG、BH,过点M作x轴的平行线分别交GQ、BH于点G、H,
∵∠GMQ+∠MQG=90°,∠GMQ+∠HMB=90°,
∴∠HMB=∠GQM,
∠MHB=∠QGM=90°,MB=MQ,
∴△MHB≌△QGM(AAS),
∴GQ=MH,BH=GM,
即:m=−n,m−3n−3=3,
解得:m=,n=−;
故点M(0,)、点Q(−,−);
同理当点M在x轴下方时,
3n+3−m=3且−m=−n,解得:m=n=0(舍去);
②当∠MQB=90°时,
同理可得:−n=−3n−3,3n+3−m=3−n,
解得:m=−6,n=−,
故点M(0,−6)、点Q(−,−);
③当∠QBM=90°时,
同理可得:−3n−3=3,m=3−n
解得:m=5,n=−2,
点M(0,5)、点Q(−2,−3);
综上,M(0,)、Q(−,−)或M(0,−6)、Q(−,−)或M(0,5)点Q(−2,−3).
【解析】【试题解析】
本题主要考查了求一次函数解析式,常用三角函数值的应用;动点问题,转化思想,数形结合思想,分类讨论思想。
解题时要注意定点的应用,三角函数值的应用。对于等腰直角三角形要知道讨论直角顶点的位置。
阅读下列材料
1637年笛卡儿(R.Descartes,1596−1650)在其《几何学》中,首次应用待定系数法将4次方程分解为两个2次方程求解,并最早给出因式分解定理.
他认为,若一个高于二次的关于x的多项式能被(x−a)整除,则其一定可以分解为(x−a)与另外一个整式的乘积,而且令这个多项式的值为0时,x=a是关于x的这个方程的一个根.
例如:多项式x2+9x−10可以分解为(x−1)与另外一个整式M的乘积,即x2+9x−10=(x−1)M,令x2+9x−10=0时,可知x=1为该方程的一个根.
关于笛卡尔的“待定系数法”原理,举例说明如下:
分解因式:x3+2x2−3.
观察知,显然x=1时,原式=0,因此原式可分解为(x−1)与另一个整式的积.
令:x3+2x2−3=(x−1)(x2+bx+c),
而(x−1)(x2+bx+c)=x3+(b−1)x2+(c−b)x−c,因等式两边x同次幂的系数相等,则有:b−1=2c−b=0−c=−3,得b=3c=3,从而x3+2x2−3=(x−1)(x2+3x+3).
此时,不难发现x=1是方程x3+2x2−3=0的一个根.
根据以上材料,理解并运用材料提供的方法,解答以下问题:
(1)若x+1是多项式x3+ax+1的因式,求a的值并将多项式x3+ax+1分解因式.
(2)若多项式3x4+ax3+bx−34含有因式x+1及x−2,求a+b的值.
(3)若多项式6x2−xy−2y2+5x−8y+a可以分解为两个一次因式之积,求a的值并将该多项式分解因式.
【答案】解:(1)x3+ax+1=(x+1)(x2+bx+c)=x3+(b+1)x2+(b+c)x+c,
∴b+1=0b+c=ac=1,解得a=0b=−1c=1
∴x3+ax+1=(x+1)(x2−x+1);
(2)设3x4+ax3+bx−34=(x+1)(x−2)⋅M(其中M为二次整式),
由材料可知,x=−1,x=2是方程3x4+ax3+bx−34=0的解,
∴求得a=8,b=−39,
∴a+b=8+(−39)=−31;
(3)∵6x2−xy−2y2=(2x+y)(3x−2y),
∴令6x2−xy−2y2+5x−8y+a=[(2x+y)+c][(3x−2y)+d],
则上式=6x2−xy−2y2+(2d+3c)x+(d−2c)y+cd,
∴2d+3c=5d−2c=−8cd=a,
∴a=−6d=−2c=3,
∴6x2−xy−2y2+5x−8y+a=6x2−xy−2y2+5x−8y−6=[(2x+y)+3][(3x−2y)−2]=(2x+y+3)(3x−2y−2)
【解析】本题考查了分解因式,熟练掌握待定系数法求解是解题的关键.
(1)根据材料,利用待定系数法求解即可;
(2)把x=−1,x=2代入求出a,b的值即可;
(3)令6x2−xy−2y2+5x−8y+a=[(2x+y)+c][(3x−2y)+d],利用待定系数法求解即可.
阅读:已知二次三项式x2−4x+m有一个因式是x+3,求另一个因式及m的值.
【答案】解:设另一个因式为x+n,得x2−4x+m=(x+3)(x+n),
则x2−4x+m=x2+(n+3)x+3n,
∴n+3=−4m=3n,
解得,m=−21n=−7,
∴另一个因式为x−7,m的值为−21.
【解析】本题考查了多项式乘以多项式及因式分解的应用,正确理解因式分解与整式的乘法互为逆运算是解题关键.设另一个因式是(x+n),则x2−4x+m=(x+3)(x+n)=x2+(n+3)x+3n,根据对应项的系数相等即可求得n和m的值.
如图,在平面直角坐标系中,四边形ABCD是正方形,点C与坐标原点O重合,D(0,2),△ABE是等边三角形,M为对角线BD(不含B点)上任意一点,将BM绕点B逆时针旋转60°得到BN,连接EN、AM、CM.
(1)求证:△AMB≌△ENB;
(2)当AM+CM的值最小时,直接写出点M的坐标;
(3)当AM+BM+CM的值最小时,作图找出此时点M的位置(保留作图痕迹,不写作法)并求出点M的坐标.
【答案】(1)证明:∵BM绕点B逆时针旋转60°得到BN,
∴BM=BN,∠MBN=60°,
∵△ABE是等边三角形,
∴BA=BE,∠ABE=60°,
∵∠ABM+∠ABN=60°,∠EBN+∠ABN=60°,
∴∠ABM=∠EBN,
在△AMB和△ENB中AB=EB∠ABM=∠EBNBM=BN,
∴△AMB≌△ENB(SAS);
(2)解:连接AC,AC与BD相交于点Oˈ,如图1,
∵四边形ABCD是边长为2的正方形,
∴AC=22,点Oˈ为BD的中点,
∵AM+CM≥AC(当M点在AC上时取等号),
∴当M点在BD的中点时,AM+CM的值最小,最小值为22,
∵四边形ABCD是正方形,
∴OB=OD=2,
∴B(−2,0),
∵D(0,2),
∴M(−1,1);
(3)连接EC交BD于M,以点B为圆心BM为半径画弧交EC于N;
∵△BMN为等边三角形,
∴BM=MN,
∵△AMB≌△ENB,
∴EN=AM,
∴当点E、N、M、C共线时,AM+BM+CM的值最小,如图2所示,
作EH⊥BC于H,
∵∠ABE=60°,∠ABC=90°,
∴∠EBH=30°,在Rt△EBH中,EH=12BE=1,BH=3EH=3,
∴OH=OB+BH=2+3,
∴E(−2−3,1),
∴直线OE的解析式为y=−(3+2)x①,∵B(−2,0),D(0,2),
∴直线BD的解析式为y=x+2②,联立①②得x=−139+53y=133−3,
∴M(−13(9+53),13(3−3)).
【解析】本题考查了四边形的综合题:熟练掌握正方形性质、等边三角形的判定与性质、全等三角形的判定与性质和旋转的性质;会利用含30度的直角三角形三边的关系和勾股定理进行计算;待定系数法,会运用两点之间线段最短解决有关线段的和的最小值问题,解本题的关键是找出取最小值时M的位置.
(1)根据旋转的性质得BM=BN,∠MBN=60°,则可判断△ABE是等边三角形,得到BA=BE,∠ABE=60°,易得∠ABM=∠EBN,然后根据“SAS”可判断△AMB≌△ENB;(2)①连接AC,AC与BD相交于点O,如图1,根据正方形的性质得AC=22,点O为BD的中点,根据两点之间线段最短得到AM+CM≥AC(当M点在AC上时取等号),于是得到当M点在BD的中点时,AM+CM的值最小,最后用中点坐标公式即可得出结论;②由△BMN为等边三角形得BM=MN,由△AMB≌△ENB得EN=AM,根据两点之间线段最短,当点E、N、M、C共线时,AM+BM+CM的值最小,进而作出图形,作EH⊥BC于H,先计算出∠EBH=30°,进而求出点E的坐标,再利用待定系数法求出直线OE,BD的解析式联立即可确定出点M的坐标.
x
−1
0
1
1.5
ax+b
−3
−1
1
2
x
2
−1
y
3
−3
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