中考数学二轮复习几何专项知识精讲+基础提优训练专题20 等腰三角形存在性问题巩固练习(基础)(2份,原卷版+解析版)
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【分析】先表示出PQ,PD,DQ,再分三种情况讨论计算即可.
【解答】解:如图,过点Q作QE⊥⊥BC,
由题意得,AQ=t,PE=BP﹣BE=BP﹣AQ=2t﹣t=t,
∴DQ=21﹣t,PC=21﹣2t,QE=12,(0<t)
在Rt△PQE中,PQ2=122+t2,
在Rt△PCD中,PD2=(21﹣2t)2+122,
∵△DPQ是等腰三角形,
①当PQ=PD时,即:122+t2=(21﹣2t)2+122,
∴t=7或t=21(舍);
②当PQ=DQ时,即:122+t2=21﹣t,
此方程无解,
③当PD=DQ时,(21﹣2t)2+122=21﹣t,
∴此方程无解.
即:t=7时,△DPQ是等腰三角形.
【点评】此题是矩形的性质,主要考查了勾股定理,矩形的性质,等腰三角形的性质,解本题的关键是表示出PD,DQ,PQ.
2.如图,已知抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于A(m,0),B(n,0),点A位于点B的右侧,且m,n是一元二次方程x2+2x﹣3=0的两个根,与y轴交于C(0,3).在抛物线上的对称轴上是否存在点P,使得△PAC为等腰直角三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】解方程求得A和B的坐标,求得对称轴,当A是直角顶点时,求得过A于AC垂直的直线与抛物线的对称轴的交点,然后判断是否是等腰三角形;同理当C是直角顶点时利用相同的方法判断;当AC是等腰三角形的底边时,求得AC的中垂线与对称轴的交点,然后判断是否是直角三角形即可.
【解答】解:解方程x2+2x﹣3=0得x1=﹣3,x2=1,
则A的坐标是(1,0),B的坐标是(﹣3,0).
抛物线的对称轴是x=﹣1.
设AC的解析式是y=kx+b,则,
解得:,
则直线AC的解析式是y=﹣3x+3.
当A是直角顶点时,过A且垂直于AC的直线解析式设是yx+c,
把A代入得:c=0,
解得:c,
则解析式是yx.
令x=﹣1,则y,
则交点是(﹣1,).到A的距离是,AC,
则三角形不是等腰三角形;
同理,当C时直角时,过C于AC垂直的直线的解析式是yx+3,与对称轴x=﹣1的交点是(﹣1,).到C的距离是AC,则不是等腰直角三角形;
当P是直角,即AC是斜边时,AC的中点是(,),过这点且与AC垂直的直线的解析式是yx.
当x=﹣1时,y1.
则与对称轴的交点是(﹣1,1).则到A的距离是.
∵()2+()2=()2,
∴P的坐标是(﹣1,1).
【点评】本题考查了二次函数与x轴的交点以及等腰直角三角形的判定,正确进行讨论是关键.
3.如图,直线l1与直线l2:yx相交于点A(2a+1,3),且与y轴交于点B(0,6).
(1)求a的值;
(2)求直线l1的函数关系式;
(3)直线l平行于y轴,分别交直线l1,l2、x轴于点M、N、P,设点P的横坐标为t(t>0,t≠4),在y轴上是否存在点F,使得△FMN为等腰直角三角形?若存在,请求出t的值;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)把点A(2a+1,3)代入yx,即可求得a的值;
(2)利用待定系数法即可求得直线l1的函数关系式;
(3)分别利用t表示出M、N的坐标,可表示出MN,分∠FMN、∠FNM和∠MFN为直角三种情况,分别求得F点的坐标,表示出FM、FN,分别得到关于m的方程可求得m.
【解答】解:(1)∵直线l2:yx经过点A(2a+1,3),
∴3(2a+1),
解得a;
(2)设直线l1的函数关系式y=kx+b,
∵点A(4,3),点B(0,6).
∴,
解得.
∴直线l1的函数关系式yx+6;
(3)∵P(t,0)(t>0,t≠4),则M(t,t+6),N(t,t),
∴MN=|t+6|,
Ⅰ)当∠FMN=90°且△FMN为等腰三角形时,F(0,t+6),
∴FM=MN,即:t=|t+6|,
解得:t或t=12,
Ⅱ)同理当∠FNM=90°且△FMN为等腰三角形时,F(0,t),
∴FN=MN,即:t=|t+6|,
解得:t或t=12,
Ⅲ)当∠MFN=90°且△FMN为等腰三角形时,F(0,3),
∴FM2=t2+(t﹣3)2,
FN2=t2+(t﹣3)2,
MN2=(t+6)2,
∴MN2=FM2+FN2,
∴t2+(t﹣3)2+t2+(t﹣3)2=(t+6)2,整理可得t2+18t﹣18=0,解得t或t=﹣12(舍去);
综上可知存在使得△FMN为等腰直角三角形的点F,此时t的值为或或12.
【点评】本题主要考查待定系数法求函数解析式和等腰三角形的判定、勾股定理等知识点的综合应用.掌握等腰三角形的判定和性质是解题的关键,在(3)中利用t表示出FN、FM和MN得到关于t的方程是解题的关键,注意分类讨论思想和方程思想的应用.
4.如图,在平面直角坐标系xOy中,已知点A(,0),点C(0,3),点B是x轴上一点(位于点A的右侧,以AB为直径的圆恰好经过点C)
(1)求证△AOC∽△COB;
(2)已知抛物线y=ax2+bx+3经过A、B两点,求抛物线的解析式;
(3)线段BC上是否存在D,使△BOD为等腰三角形?若存在,则求出所有符合条件的点D的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)根据直径所对的圆周角是直角可以得到∠ACB是直角,再根据相似三角形的判定方法证明即可.
(2)利用三角形相似求出点B的坐标,然后根据A,B两点的坐标,重新假设抛物线的解析式,代入点C坐标求出a即可.
(3)分别以OB为底边和腰求出等腰三角形中点D的坐标.
【解答】(1)证明:∵以AB为直径的圆恰好经过 点C,
∴∠ACB=90°,
∵∠AOC=∠BOC=90°,
∴∠ACO+∠BCO=90°,∠BCO+∠CBO=90°,
∴∠ACO=∠CBO,
∴△△AOC∽△COB.
(2)∵△AOC∽△COB,
∴OC2=AO•OB,
∵A(,0),点C(0,3),
∴AO,OC=3,
又∵CO2=AO•OB,
∴32OB,
∴OB=4,
∴B(4,0),
∵抛物线经过B(4,0),A(,0),可以假设抛物线为y=a(x﹣4)(x),把(0,3)代入得a
∴yx2x+3.
(3)①OD=DB,如图:
D在OB 的中垂线上,过D作DH⊥OB,垂足是H,则H是OB中点.
Ⅴ
DHOC,OHOB,
∴D(2,),
②BD=BO,如图:
过D作DG⊥OB,垂足是G,
∴,
∵OB=4,CB=5,
∴BD=OB=4,
∴,
∴,
∴BG,DG,
∴OG=BO﹣BG,
∴D( ,).
【点评】本题考查的是二次函数的综合题、圆的有关性质、相似三角形的判定和性质、等腰三角形的判定和性质,解题的关键是灵活应用所学知识解决问题,学会用分类讨论的思想思考问题,属于中考压轴题.
5.如图,在平面直角坐标系中,点C的坐标为(3,1),动点A以每秒1个单位的速度从点O出发沿x轴正半轴运动,同时动点B以每秒2个单位的速度从点O出发沿y轴正半轴运动,作直线AB.设运动的时间为t秒,是否存在t,使△ABC是等腰三角形?若存在,求t的值;若不存在,请说明理由.
【分析】运动的时间是t,则OA=t,OB=2t,利用勾股定理把AB2,BC2和AC2用t表示出来,然后利用勾股定理列方程求得t的值,然后判断t是否满足条件,以及是否是等腰三角形即可.
【解答】解:运动的时间是t,则OA=t,OB=2t.
在直角△OAB中,AB2=OA2+OB2=t2+(2t)2=5t2,
过C作CD⊥x轴于点D,则D的坐标是(3,0).
在直角△ACD中,AC2=CD2+AD2=1+(3﹣t)2=t2﹣6t+10,
BC2=32+(2t﹣1)2=4t2﹣4t+10,
当AB是斜边时,AB2=AC2+BC2,则5t2=t2﹣6t+10+4t2﹣4t+10,
解得:t=2.
此时AB2=20,AC2=2,BC2=18,此时不是等腰三角形,故不符合条件;
当AC是斜边时,AC2=AB2+BC2,则t2﹣6t+10=5t2+(4t2﹣4t+10),
解得:t=0或﹣4(不符合题意,舍去);
当BC是斜边时,AB2+AC2=BC2,则5t2+(t2﹣6t+10)=4t2﹣4t+10,
解得:t=0(舍去),或1.
当t=1时,AB2=5,AC2=1﹣6+10=5,此时AB=AC.
总之,当t=1时,△ABC是等腰直角三角形.
【点评】本题考查了一次函数与勾股定理的综合应用,正确进行讨论,利用m表示出AB2,BC2和AC2是关键.
6.如图,直线y=7x+7交x轴于点A,交y轴于点B.
(1)S△AOB;
(2)第一象限内是否存在点C,使△ABC为等腰直角三角形且∠ACB=90°?若存在,求出C点坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)由直线解析式,分别令x与y为0求出y与x的值,确定出A与B坐标,进而求出OA与OB的长,即可求出三角形AOB面积;
(2)第一象限内存在点C,使△ABC为等腰直角三角形且∠ACB=90°,理由为:设C(x,y)(x>0,y>0),根据题意得BC2=AC2,BC2+AC2=AB2,列出关于x与y的方程组,求出方程组的解得到x与y的值,即可确定出C坐标.
【解答】解:(1)对于直线y=7x+7,
令x=0,得到y=7;令y=0,得到x=﹣1,
∴A(﹣1,0),B(0,7),即OA=1,OB=7,
则S△AOBOA•OB;
(2)第一象限内存在点C,使△ABC为等腰直角三角形且∠ACB=90°,理由为:
设C(x,y)(x>0,y>0),
根据题意得:BC2=AC2,BC2+AC2=AB2,即,
解得:.
此时C(3,3).
【点评】此题考查了一次函数综合题,涉及的知识有:一次函数与坐标轴的交点,坐标与图形性质,两点间的距离公式,以及等腰直角三角形的判定与性质,熟练掌握一次函数的性质是解本题的关键.
7.在平面直角坐标系中,点O为坐标原点,直线l1过点A(1,0)且与y轴平行,直线l2过点B(0,2)且与x轴平行,直线l1与l2相交于P.点E为直线l2上一点,反比例函数y(k>0)的图象过点E且与直线l1相交于点F.
(1)若点E与点P重合,求k的值;
(2)连接OE、OF、EF,若△OEF的面积为△PEF面积的2倍,求点E的坐标;
(3)当k>2时,在y轴上是否存在一点G,使△FEG是等腰直角三角形?如果存在,求出G点坐标;若不存在,说明理由.
【分析】(1)利用待定系数法即可解决.
(2)分两种情形列方程解决问题:①如图2中,当E在P右边时,作EM⊥x轴于M.设E(m,2)则F(1,2m),②如图3中,当E在P左边时,作EM⊥x轴于M.设E(m,2)则F(1,2m),
(3)分四种情形①如图4中,当E在P右边时,∠FEG=90°,EF=EG,设E(m,2),则F(1,2m),②如图5中,当E在P右边时,∠GFE=90°,FG=FE,作FM⊥y轴于M.设E(m,2),则F(1,2m),③如图6中,当E在P左边时,∠FEG=90°,EG=EF.设E(m,2),则F(1,2m),④如图7中,当E在P左边时,∠EFG=90°,EF=FG,作GM⊥PA于M.设E(m,2),则F(1,2m),利用全等三角形的性质,列出方程即可解决问题.
【解答】解:(1)如图1中,
由题意P(1,2),把P(1,2)代入y得到,k=2,
∴k的值为2.
(2)①如图2中,当E在P右边时,作EM⊥x轴于M.设E(m,2)则F(1,2m),
∵S△OEF=S△AOF+S梯形AMEF﹣S△OEM,S△AOF=S△EOM,
∴S△OEF=S梯形AMEF,
∵S△EOF=2S△PEF,
∴•(m﹣1)=2(m﹣1)(2m﹣2),
∴m=3,
此时E(3,2)
②如图3中,当E在P左边时,作EM⊥x轴于M.设E(m,2)则F(1,2m),
同理可得,(1﹣m)=2(1﹣m)×(2﹣2m),
∴m,
此时E(,2)
综上所述,当E(3,2)或(,2)时,△OEF的面积为△PEF面积的2倍.
(3)如图4中,
①当E在P右边时,∠FEG=90°,EF=EG,设E(m,2),则F(1,2m),
∵∠EPF=∠EBG,EF=EG,∠FEP=∠BEG,
∴△FEP≌△EGB,
∴PF=BE,BG=PE,
∴m=2m﹣2,
∴m=2,
∴BG=PE=1,
∴G(0,1).
②如图5中,当E在P右边时,∠GFE=90°,FG=FE,作FM⊥y轴于M.设E(m,2),则F(1,2m),
由△FPE≌△FMG,得到FM=PF,MG=PE,
∴2m﹣2=1,
∴m,
∴PE=MG,BG,
∴G(0,).
③如图6中,当E在P左边时,∠FEG=90°,EG=EF.设E(m,2),则F(1,2m),
由△EFP≌△GEB,得到,EB﹣PF,BG=PE,
∴m=2﹣2m,
∴m,
∴BG=PE,OG,
∴G(0,).
∵k>2,此时E(,2),不符合题意.
④如图7中,当E在P左边时,∠EFG=90°,EF=FG,作GM⊥PA于M.设E(m,2),则F(1,2m),
由△EFP≌△FGM得到PE=FM,PF=GM,
∴2﹣2m=1,
∴m,
∴BG=PF+FM,
∴OG,
∴G(0,),
∵k>2,此时E(,2),不符合题意;
综上所述,满足条件的点G左边为(0,1)或(0,).
【点评】本题考查反比例函数综合题、待定系数法、全等三角形的判定和性质、三角形的面积等知识,解题的关键是学会利用分割法求三角形的面积,学会用分类讨论的思想思考问题,学会用方程的思想思考问题,属于中考压轴题.
8.如图,将抛物线y=x2向右平移a个单位长度,顶点为A,与y轴交于点B,且△AOB为等腰直角三角形.
(1)求a的值;
(2)在图中的抛物线上是否存在点C,使△ABC为等腰直角三角形?若存在,直接写出点C的坐标,并求S△ABC;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)根据平移的性质找出平移后的抛物线的解析式y=x2﹣2ax+a2,令其x=0找出点B的坐标,根据△AOB为等腰直角三角形即可得出关于a的一元二次方程,解方程即可求出a值;
(2)作点B关于抛物线对称轴对称的点C,连接BC,交抛物线的对称轴于点D,根据等腰直角三角形的判定定理找出△ABC为等腰直角三角形,由抛物线的对称性结合点B的坐标即可得出点C的坐标,再利用三角形的面积公式即可求出S△ABC的值.
【解答】解:(1)平移后的抛物线的解析式为y=(x﹣a)2=x2﹣2ax+a2,
令y=x2﹣2ax+a2中x=0,则y=a2,
∴B(0,a2).
∵△AOB为等腰直角三角形,
∴a=a2,解得:a=1或a=0(舍去).
故a的值为1.
(2)作点B关于抛物线对称轴对称的点C,连接BC,交抛物线的对称轴于点D,如图所示.
∵△AOB为等腰直角三角形,
∴△ABD为等腰直角三角形,
∴∠BAD=45°.
∵AD为抛物线的对称轴,
∴AB=AC,∠CAD=∠BAD=45°,
∴△ABC为等腰直角三角形.
∵点B(0,1),抛物线对称轴为x=1,
∴点C的坐标为(2,1).
S△ABCAB•AC1.
故在图中的抛物线上存在点C,使△ABC为等腰直角三角形,点C的坐标为(2,1)且S△ABC=1.
【点评】本题考查了平移的性质、解一元二次方程、等腰直角三角形的判定以及二次函数的性质,解题的关键是:(1)找出关于a的一元二次方程;(2)找出点C的位置.本题属于中档题,难度不大,解决该题时,巧妙的利用了抛物线的对称性来寻找点C的位置.
9.如图,OA、OB的长分别是关于x的方程x2﹣12x+32=0的两根,且OA>OB,点P在AB上,且PB=3PA.请解答下列问题:
(1)求点P的坐标.
(2)求直线AB的解析式;
(3)在坐标平面内是否存在点Q,使得以A、P、O、Q为顶点的四边形是等腰梯形?若存在,请直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)首先解x2﹣12x+32=0,即可求得点A与B的坐标,然后利用待定系数法即可求得直线AB的解析式;首先过点P作PH⊥x轴于点H,由PB=3PA,利用平行线分线段成比例定理,即可求得AH的长,则可求得点P的横坐标,代入一次函数解析式,即可求得点P的坐标;
(2)利用(1)的解题结果即可;
(3)分别从PQ∥AO,AQ∥PO,AP∥OQ去分析,利用函数解析式与两点间的距离公式即可求得答案.
【解答】解:(1)∵x2﹣12x+32=0,
∴(x﹣4)(x﹣8)=0,
解得:x1=4,x2=8.
∵OA、OB的长分别是关于x的方程x2﹣12x+32=0的两根,且OA>OB,
∴OA=8,OB=4.
∴A(﹣8,0),B(0,4).
设直线AB的解析式为y=kx+b,则
,
解得:,
∴直线AB的解析式为:yx+4.
过点P作PH⊥x轴于点H.
设P(x,y),
∴AH=|﹣8﹣x|=x+8.
∵PH∥y轴,
∴,
∴,
即.
解得 x=﹣6.
∵点P在yx+4上,
∴y(﹣6)+4=1.
∴P(﹣6,1).
(2)由(1)知,直线AB的解析式为:yx+4;
(3)存在.
如图①,若PQ∥AO,过点Q作QG⊥AO于G,过点P作PH⊥AO于H,
∵梯形OAPQ是等腰梯形,
∴AH=OG=8﹣6=2,QG=PH=1,
∴点Q的坐标为(﹣2,1);
如图②,若AQ∥PO,
∵OP的解析式为:yx,
设直线AQ的解析式为:yx+m,
∵A(﹣8,0),
∴(﹣8)+m=0,
解得:m,
∴直线AQ的解析式为:yx,
设点Q的坐标为:(x,x),
∵梯形APOQ是等腰梯形,
∴PA=OQ,
∴x2+(x)2=[﹣8﹣(﹣6)]2+12,
整理得:37x2+16x﹣116=0,
即(37x﹣58)(x+2)=0,
解得:x或x=﹣2(舍去),
∴y,
∴点Q的坐标为:(,);
如图③,若AP∥OQ,
∵直线AP的解析式为:yx+4,
∴直线OQ的解析式为:yx,
设点Q的坐标为(x,x),
∵AQ=OP,
∴(x+8)2+(x)2=12+(﹣6)2,
整理得:5x2+64x+108=0,
即:(5x+54)(x+2)=0,
解得:x或x=﹣2(舍去),
∴y(),
∴点Q的坐标为(,).
综上,点Q的坐标为(﹣2,1)或(,)或(,).
【点评】此题属于一次函数的综合题,考查了待定系数求函数解析式、平行线分线段成比例定理、因式分解法解一元二次方程以及等腰梯形的性质.此题难度较大,注意掌握方程思想、分类讨论思想与数形结合思想的应用.
10.如图,过点C(0,﹣2)的抛物线y=ax2+bx+c的顶点M坐标为(2,﹣3),过点C作CB∥x轴交抛物线于点B,点P在线段BC上,CP=m.
(1)求B点坐标,并用含m的代数式表示PB的长;
(2)点A,Q分别为x轴和抛物线上的动点,若恰好存在以CP为边,点A,C,P,Q为顶点的平行四边形,求出所有符合条件的点Q坐标;
(3)是否存在m值,使△MBP为等腰三角形?若存在,求出所有符合条件的m值;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)由C与B关于抛物线的对称轴x=2对称,C(0,﹣2),可得B点坐标为(4,﹣2),那么BC=4,再根据PB=BC﹣CP可用含m的代数式表示PB的长;
(2)分两种情况进行讨论:①当CP为一边时,CP∥AQ,则点Q为抛物线与x轴的交点坐标;②当CP为对角线时,根据平行四边形相对的两个顶点到另一条对角线的距离相等求解;
(3)先由M、B、P三点的坐标,利用两点间的距离公式求出MB2=5,MP2=(m﹣2)2+1,BP=4﹣m.再分三种情况进行讨论:①由MP=MB列出方程(m﹣2)2+1=5,解方程求出m的值;②由MP=BP列出方程(m﹣2)2+1=(4﹣m)2,解方程求出m的值;③由BP=MB列出方程(4﹣m)2=5,解方程求出m的值.
【解答】解:(1)∵C与B关于抛物线的对称轴x=2对称,C(0,﹣2),
∴B点坐标为(4,﹣2),
∵CP=m,
∴PB=BC﹣CP=4﹣m;
(2)∵抛物线y=ax2+bx+c的顶点M坐标为(2,﹣3),
∴y=a(x﹣2)2﹣3,
将C(0,﹣2)代入,得a(0﹣2)2﹣3=﹣2,
解得a,
∴y(x﹣2)2﹣3,即yx2﹣x﹣2.
∴当y=0时,(x﹣2)2﹣3=0,解得x=2±2,
∴抛物线与x轴的交点坐标为(2﹣2,0)或(2+2,0).
点P在线段BC上,CB∥x轴,
当CP为一边时,CP∥AQ,则点Q坐标为(2﹣2,0)或(2+2,0);
所以符合条件的点Q坐标坐标为(2﹣2,0)或(2+2,0);
(3)∵M(2,﹣3),B(4,﹣2),P(m,﹣2),
∴MB2=(4﹣2)2+(﹣2+3)2=5,MP2=(m﹣2)2+(﹣2+3)2=(m﹣2)2+1,BP=4﹣m.
当△MBP为等腰三角形时,分三种情况:
①如果MP=MB,那么(m﹣2)2+1=5,解得m1=0,m2=4(不合题意舍去),
所以m=0;
②如果MP=BP,那么(m﹣2)2+1=(4﹣m)2,解得m,
所以m;
③如果BP=MB,那么(4﹣m)2=5,解得m1=4,m2=4(不合题意舍去),
所以m=4;
综上所述,所有符合条件的m值为0或或4.
【点评】本题是二次函数的综合题型,其中涉及到的知识点有运用待定系数法求二次函数的解析式,抛物线的性质,平行四边形、等腰三角形的性质,综合性较强,难度适中.在求有关动点问题时要注意分析题意分情况讨论结果.
11.已知直线L1:yx+5与坐标轴交于A、B两点,直线L2:y=﹣2x+10与坐标轴交于C、D两点,两直线交于点P.
(1)求P点坐标;
(2)判别△PAC的形状,并说明理由;
(3)在x轴上是否存在点Q,使△PAQ是等腰三角形?若存在,请直接写出Q点的坐标.
【分析】(1)将yx+5和y=﹣2x+10组成方程组,方程组的解就是交点坐标;
(2)根据系数的积的比为﹣1,判断出两直线垂直,得到△PAC为直角三角形.
(3)过P作PE⊥x轴于E,E点坐标为(2,0),根据勾股定理求出PA的长,直接求出Q1,Q2,Q4,作GQ3⊥AP,求出GQ3解析式,得到Q3的坐标.
【解答】解:如图:
(1)将yx+5和y=﹣2x+10组成方程组得,
解得,
可得P(2,6).
(2)∵L1:yx+5的比例系数为k,L2:y=﹣2x+10的比例系数为﹣2,
可得(﹣2)=﹣1,
∴∠APC=90°,△PAC为直角三角形.
(3)过P作PE⊥x轴于E,
E点坐标为(2,0).
∵P(2,6),A(﹣10,0),
∴PA6,
∴可见,OQ1=610,
Q1(610,0),Q2(﹣610,0),
作GQ3⊥AP,设GQ3解析式为y=﹣2x+b,H坐标为(﹣4,3),
将H(﹣4,3)代入y=﹣2x+b得,3=﹣2×(﹣4)+b,
解得b=﹣5,
∴y=﹣2x﹣5,
当y=0时,x,Q3(,0),Q4(14,0).
【点评】本题考查了一次函数综合题,熟悉函数和方程的关系,充分利用图形,根据一次函数的特点,分别求出各点的坐标再计算.
12.如图,在矩形ABCD中,BC=4,CD=3,直线MN过点A,∠BAN=∠DBC,点P是直线MN上的一个动点(不与点A重合),点E在射线AD上,满足∠PBE=∠BDC,设PA=x,
(1)如图①,若点P在射线AN上.求线段DE的长(用含x的代数式表示)并直接写出x的取值范围;
(2)如图②.若点P在射线AM上,求的值;
(3)设直线PE交直线AB于点F,是否存在x的值,使△PAF为等腰三角形?若存在,直接写出x的值:若不存在,请说明理由.
【分析】(1)如图①中,作BF⊥AN于F.只要证明△ABP∽△DBE,可得,即,由此即可解决问题.
(2)只要证明△ABD∽△PBE,可得,推出.
(3)①如图①中,当FA=FP时,由△ABE∽△ADB,可得BA2=AE•AD,求出DE即可解决问题.
②如图③当AP=AF时,只要证明EB=EF即可解决问题.
【解答】解:(1)如图①中,作BF⊥AN于F.
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠BAD=∠AFB=90°,
∵∠ABF+∠BAF=90°,∠ADB+∠ABD=90°,∠BAF=∠ADB,
∴∠ABF=∠ABD=∠PBE,
∴∠PBF=∠ABE,
∴△PBF∽△EBA,
∴,∴∠BPF=∠AEB,∠APB=∠BED,
∴,∵∠ABF=∠PBE,
∴△ABF∽△EBP,
∴∠EPB=∠AFB=90°=∠BAE,
∵∠ABP=∠EBD,∠APB=∠BED,
∴△ABP∽△DBE,
∴,
∴,
∴DEx,
∵点E在射线AD上,点P不与A重合,
∴0x≤4,
∴0<x.
(2)如图②中,
由(1)可知∠BPE=90°,
∵∠BAD=∠BPE,∠ABD=∠PBE,
∴△ABD∽△PBE,
∴,
∴.
(3)①如图①中,
当FA=FP时,∠FAP=∠FPA,
∵△PBE∽ABD,
∴∠PAB=∠FEB,∵∠AFP=∠BFE,
∴∠APF=∠FBE,
∴∠ABE=∠ADB,∵∠BAE=∠BAD,
∴△ABE∽△ADB,
∴BA2=AE•AD,
∴AE,DE=4,
∵DEx,
∴x,
∴x,
∴PA.
②如图③中,当AP=AF时,
∵∠F=∠F,
∠FPB=∠FAC,
∴△FPB∽△FAC,
∴,
∴,∵∠F=∠F,
∴△FAP∽△FEB,
∴∠FPA=∠FBE,
∵∠F=∠APF,
∴∠F=∠ABE,
∴EF=EB,∵AE⊥BF,
∴AF=AB=AP=3,
综上所述,当AP的值为或3时,△PAF是等腰三角形.
【点评】本题考查四边形综合题、矩形的性质、相似三角形的判定和性质、等腰三角形的判定和性质等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,学会添加常用辅助线,构造相似三角形解决问题,属于中考压轴题.
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