重难点03 探究动态几何问题-2023年中考数学【热点·重点·难点】专练(全国通用)
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重难点03 探究动态几何问题
数学因运动而充满活力,数学因变化面精彩纷呈。动态几何问题是近年来中考的一个重难点问题,以运动的观点探究几何图形或函数与几何图形的变化规律,从而确定某一图形的存在性问题。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。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。
1)动态几何问题是以几何图形为背景的,几何图形有直线型和曲线型两种,那么动态几何也有直线型的和曲线型的两类,即全等三角形、相似三角形中的动态几何问题,也有圆中的动态问题。有点动、线动、面动,就其运动形式而言,有平移、旋转、翻折、滚动等。根据其运动的特点,又可分为(1) 动点类(点在线段或弧线上运动)也包括一个动点或两个动点; (2) 动直线类;(3)动图形问题。
2)解决动态几何题,通过观察,对几何图形运动变化规律的探索,发现其中的‘变量”和“定量”动中求静,即在运动变化中探索问题中的不变性;动静互化抓住“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;这需要有极敏锐的观察力和多种情况的分析能力,加以想象、结合推理,得出结论。解决这类问题,要善于探索图形的运动特点和规律抓住变化中图形的性质与特征,化动为静,以静制动。解决运动型试题需要用运动与变化的眼光去观察和研究图形,把握图形运动与变化的全过程,抓住其中的等量关系和变量关系,并特别关注--些不变量和不变关系或特殊关系。
3)动态几何形成的存在性问题,重点和难点在于应用分类思想和数形结合的思想准确地进行分类,包括等腰(边)三角形存在问题,直角三角形存在问题,平行四边形存在问题,矩形、菱形、正方形存在问题。全等三角形存在问题,相似三角形存在问题等。
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1.(2023·广东珠海·校考一模)如图①,在正方形中,点是的中点,点是对角线上一动点,设,.已知与之间的函数图象如图②所示,点是图象的最低点,那么正方形的边长的值为( )
A.2 B. C.4 D.
【答案】C
【分析】由、关于对称,推出,推出,推出当、、共线时,的值最小,连接,由图象可知,就可以求出正方形的边长.
【详解】解:如图,连接交于点,连接,连接交于点.
四边形是正方形,是的中点,
点是的中点,是的重心,,,
、关于对称,,,
当、、共线时,的值最小,的值最小就是的长,
,设正方形的边长为,则,
在中,由勾股定理得:,
,负值已舍,即正方形的边长为.故选:C.
【点睛】本题考查的是动点图象问题,涉及到正方形的性质,重心的性质,利用勾股定理求线段长是解题的关键.
2.(2023·河北保定·统考一模)如图,在菱形中,,P为对角线上的一个动点,过点作的垂线,交或于点,交或于点,点从点出发以cm/s的速度向终点运动,设运动时间为,以为折线将菱形向右折叠,若重合部分面积为,求t的值,对于其答案,甲答:,乙答:,丙答:,则正确的是( )
A.只有甲答的对 B.甲、乙答案合在一起才完整
C.甲、丙答案合在一起才完整 D.三人答案合在一起才充整
【答案】C
【分析】由菱形的性质推出的度数,通过分类讨论的方法得到含有特殊角的直角三角形、、以及等边三角形、,利用面积公式进而列出有关时间的一元二次方程,通过解方程求出.
【详解】解 :如图,连接交于点
四边形为菱形
,
在中,
由题意可知,
如图所示,重合部分
在 中,,
,为等边三角形
如图所示,重合部分
在中,,
,
为等边三角形
或,即甲、丙答案合在一起才完整.故答案选 .
【点睛】本题考查的是菱形的性质和折叠问题,涉及到的知识点有利用特殊直角三角形求边长、求角度以及等边三角形的判定.是否能用分类讨论的方法解决本题折叠问题是这道题的难点.本题的综合能力较强.
3.(2023·浙江·九年级模拟)如图,中,,,,以点为圆心3为半径的优弧分布交,于点,点优弧上的动点,点为的中点,则长的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】首先根据勾股定理求得AB=8,然后根据的性质求得NE和OE的长,当点P在M处时,AC有最小值,此时,在中应用勾股定理即可求解;当P在点N处时,AC有最大值,根据的性质求出CF、FO、AF,然后在中应用勾股定理即可求解.
【详解】∵OA=6,OB=10,ON=OM=3 ∴AM=OA-OM=3
∴在中, 过N点作于点E
∴ 又∵∴
∴ ∴ ∴,
当点P在点M、N处时,AC分别有最小值和最大值;当点P在M处时,AC有最小值
∵C是BP的中点, ∴
∴在中, ∴
当P在点N处时,AC有最大值 ∴
∵∴ ∴
∴, ∴, ∴
在中, 综上所述,故选D.
【点睛】本题考查了圆的性质,勾股定理,三角形相似的判定和性质,题目较为综合,难度较大,根据题意讨论两种情况是本题的关键.
4.(2023·绵阳市中考模拟)边长为4、中心为的正方形如图所示,动点从点出发,沿以每秒1个单位长度的速度运动到点时停止,动点从点出发,沿以每秒2个单位长度的速度运动一周停止,若点同时开始运动,点的运动时间为,当时,满足的点的位置有( )
A.6个 B.7个 C.8个 D.9个
【答案】B
【分析】依次取的中点,连接.由题意可知,当点与点到各自所在边的中点的距离相等时,,则有六种情况,分类列式计算求出t的值,即可解答本题.
【详解】解:依次取的中点,连接.
根据题意,得点运动的路程为,当时,点运动的路程为.
分析题意可知,当点与点到各自所在边的中点的距离相等时,.
当时,显然;
②当时,如图(1),点在上,点在上, ,
由,得;
③当时,如图(2),点在上,点在上,,
由,得或;
④当时,如图(3),点在上,点在上,,
由,得(舍去)或;
⑤当时,如图(4),点在上,点在上,,
由,得或;
⑥当时,点停在点处,因此当时,,只有时满足.
综上,满足条件的点的位置有7个,故选:B.
【点睛】本题结合动点考查考生空间想象的能力与分析问题、解决问题的综合能力,体现了逻辑推理、数学运算的核心素养. 分析题意时,需注意时间的取值范围不含0和16,第后点停止运动,且与点重合.
5.(2022·江西·九年级一模)如图,在中,动点从点出发,在边上以每秒的速度向点匀速运动,同时动点从点出发,在边上以每秒的速度向点匀速运动,运动时间为秒,连接.若以为直径的与的边相切,则的值为_______.
【答案】或或
【分析】分当⊙O与BC相切、⊙O与AB相切,⊙O与AC相切时,三种情况分类讨论即可得出结论.
【详解】解:设运动时间为t秒(0
当为直径的与的边AB相切时,∠BMN=90°=∠C,又因为∠B=∠B,所以△BMN∽△BCA,∴=,解得t=;当为直径的与的边BC相切, ∠BNM=90°=∠C,又因为∠B=∠B,所以△BMN∽△BAC,所以=,解得t=1;当为直径的与的边AC相切,如图,过点O作OH⊥AC于点H,交PM于点Q,
OH=OQ+QH=PM+PC=(8t-8)+(8-4t)=4,∴MN=2OH=8,∴73t2-128t+64=64
解得t1=0,t2=.故t的值为或或.
【点睛】本题考查了相似三角形的判定与性质及圆的综合知识;由三角形相似得出对应边成比例是解题的关键,此类题目为中考的热点考题之一,应加强训练.
6.(2023·安徽合肥·校考一模)如图,已知点是双曲线在第一象限的分支上的一个动点,连接并延长交另一分支于点,过点作轴的垂线,过点作轴的垂线,两垂线交于点,随着点的运动,点的位置也随之变化,设点的坐标为,则,满足的关系式为______.
【答案】
【分析】首先根据点的坐标为,分别求出点的坐标、点的坐标;然后根据点B和点C的横坐标相同,求出,满足的关系式即可.
【详解】解:由反比例函数的性质可知,点和点关于原点对称,
点的坐标为,点的坐标为,,点的坐标为,,
根据图象可知,点和点的横坐标相同,,即.故答案为:.
【点睛】此题主要考查了反比例函数的图象上点的坐标的特征,要熟练掌握,解答此题的关键是要明确:①图象上的点的横纵坐标的积是定值,即;②双曲线是关于原点对称的,两个分支上的点也是关于原点对称;③在图象中任取一点,过这一个点向轴和轴分别作垂线,与坐标轴围成的矩形的面积是定值.
7.(2023·浙江舟山·统考一模)如图,在中,,,.动点P沿线段以的速度从点A向点C运动,另有一动点Q与点P同时出发,沿线段以相同的速度从点B向点C运动.作于点D,再将绕的中点旋转,得到;作于点E,再将绕的中点旋转,得到.设点P的运动时间为.
(1)如图当点落在边上时x的值为___________;
(2)如图,在点P,Q运动中:当点在内部时x的取值范围为___________.
【答案】
【分析】(1)利用锐角三角函数的意义直接求出;(2)找出分界点①刚好到达边时,②刚好到达边时,利用同一条线段两种算法求出值,即可得的取值范围.
【详解】解:(1)∵,,,
∴,∴,,,
由题意得:,∴,,
∴,∴;故答案为:;
(2)同(1)可得,,,
①刚好到达边时,
由旋转可知,四边形是平行四边形,四边形是平行四边形,
∴,,∴,,
∴,即,
∵,则:,,
∴,∴;
②刚好到达边时,
∵,∴,
∴,∴,∴,故答案为:.
【点睛】本题属于几何变换综合题,主要考查了锐角三角函数,解直角三角形等知识,具体的规划是学会用分类讨论的思想思考问题属于中考常考题.
8.(2023·安徽合肥·合肥一六八中学校考模拟预测)如图,中,,,.点P从点C出发沿折线以每秒1个单位长的速度向点B匀速运动,点Q从点B出发沿以每秒2个单位长的速度向点B匀速运动,点P,Q同时出发,当其中一点到达点B时停止运动,另一点也随之停止.设点P,Q运动的时间是t秒().
发现:(1)___________;(2)当点P,Q相遇时,相遇点在哪条边上?并求出此时的长.
探究:(3)当时,的面积为___________;(4)点P,Q分别在,上时,的面积能否是面积的一半?若能,求出t的值;若不能,请说明理由.
拓展:(5)当时,求出此时t的值.
【答案】(1)5(2)相遇点在边上,1(3)1(4)不能,见解析(5)
【分析】(1)利用勾股定理直接求解即可;(2)分类讨论点的位置对应不同的时间,直接计算即可;
(3)直接求出边长来求面积即可;(4)解方程时通过求根公式来说明不能取到值;
(5)先画出图形,然后利用平行线间的线段比列方程求值.
【详解】(1)在中, ∴;
(2)点P运动到B需要:s 点Q运动到B点需要:s
当点相遇时,有.解得.∴相遇点在边上,此时.
(3)当时,,即 ∴ 故答案为1;
(4)不能 理由:若的面积是面积的一半,
即,化为.
∵,∴方程没有实数根,
即的面积不能是面积的一半.
(5)由题可知,点先到达边,当点还在边上时,存在,如图所示.
这时,.∵,,
∴.解得,即当时,.
【点睛】此题考查动点问题以及平行线的线段比,解题关键是将点的路程表示出来找到等量关系,以及平行线中线段成比例列方程.
9.(2023·黑龙江哈尔滨·哈尔滨市萧红中学校考模拟预测)如图,直线与x轴、y轴分别交于点和点,直线与直线交于点,平行于y轴的直线m从原点O出发,以每秒个单位长度的速度沿x轴向右平移,到点时停止.直线m交线段、于点、,以为斜边向左侧作等腰,设与重叠部分的面积为(平方单位),直线m的运动时间为t(秒).
(1)填空:_______,______;
(2)填空:动点的坐标为(t,_____),______(用含t的代数式表示);
(3)当点落在轴上时,求的值.(4)求S与t的函数关系式并写出自变量的取值范围;
【答案】(1)8;(2);(3)2(4)
【分析】(1)分别令、求出、的长度,再根据等腰直角三角形的性质求出的度数;
(2)根据等腰直角三角形的性质可得动点E的坐标,进而求出的长度;
(3)当点在轴上时,四边形为正方形,进而求出的值;(4)点的位置有三种可能:①点在轴的左侧;②点在轴上;③点在轴右侧,求出S与t的关系式.
【详解】(1)与轴交于A点,与轴交于B点,
∵当时,;当时,,∴,∴,故答案为:8;.
(2)∵直线与直线交于点C,
∴联立,得,解得,,∴,,
则,即,,
∵且直线m平行于y轴,垂直于x轴,
∴,为等腰直角三角形,∴,
∴,故答案为:;.
(3)当点落在轴上时,,∴,,
∴四边形为正方形,∴,∴,即,故答案为:2.
(4)由题意可知:直线m交线段、于点、,以为斜边向左侧作等腰,
所以点的位置有三种情况:
①由(3)可知,当时,点在轴上,
此时和重叠部分的面积为等腰直角三角形,四边形为正方形,
;
②当时,点 在轴左侧,此时与重叠部分为梯形,
如图,的两直角边与轴有两交点P、Q,分别过两个交点作x轴的平行线,交于M、N两点,
;
③当时,点在轴右侧,
此时和重叠部分的面积为等腰直角三角形,四边形为正方形,
,
故答案为:.
【点睛】本题考查根据一次函数解析式求点的坐标,以及三角形的面积的计算,正确表示出的长是关键.
10.(2023春·吉林长春·九年级东北师大附中校考阶段练习)如图,在中,,,.动点P从点A出发,以每秒7个单位长度的速度沿折线AC﹣CB向终点B运动.当点P不与顶点重合时,作,交边AB于点Q,以CP、PQ为边作.设点P的运动时间为t秒.
(1)求的长.(2)当点P在边上时,求点Q到边的距离(用含t的代数式表示);
(3)当的某条对角线与△ABC的直角边垂直时,求的面积;
(4)以点P为直角顶点作等腰直角三角形,使点E与点C在同侧,设的中点为F,的对称中心为点O,连接.当时,直接写出t的值.
【答案】(1)(2)点Q到边的距离为3t
(3)的面积为36或(4)满足条件的t的值为或4
【分析】(1)根据勾股定理求解即可;(2)如图1,过点Q作于点M,由,设,,由题意,推出,,可得,可得结论;
(3)分两种情形:当时,如图2中,过点Q作于点M,当时,如图3中,过点Q作于点N,分别构建方程求解,可得结论;
(4)如图4﹣1中,当是等腰直角三角形时,满足条件;如图4﹣2中,当是等腰直角三角形时,满足条件,分别构建方程求解,可得结论.
【详解】(1)在中,,,,
∴==20;
(2)如图1中,过点Q作于点M.
在中,,,
设,,,∴,
∴,∴,∴,∴;
(3)当时,如图2中,过点Q作于点M.
∵,,∴,
∴,∴的面积;
当时,如图3中,过点Q作于点N.
∵,∴,∵,∴,
∴,∵,
∴,解得,
∴的面积.
综上所述,满足条件的的面积为36或;
(4)如图4﹣1中,当是等腰直角三角形时,满足条件.
过点Q作于点M,则,,
∴,∴,∴,∴,
如图4﹣2中,当是等腰直角三角形时,满足条件,
过点N作于点N.∵,,
∴,∴,
综上所述,满足条件的t的值为或4.
【点睛】本题属于四边形综合题,考查平行四边形的性质,解直角三角形等知识,解题的关键是学会用分类讨论的思想思考问题,学会利用参数构建方程解决问题,属于中考压轴题.
11.(2023·湖南岳阳·统考一模)如图①,在中,,,,D为的中点,为的中位线,四边形为的内接矩形(矩形的四个顶点均在的边上).
(1)计算矩形的面积;(2)将矩形沿向右平移、点F落在上时停止移动,在平移过程中,当矩形与重叠部分的面积为时,求矩形平移的距离;(3)如图③,将(2)中矩形平移停止时所得的矩形记为矩形,将矩形绕点按顺时针方向旋转,当H1落在上时停止转动,旋转后的矩形记为矩形,设旋转角为,求的值.
【答案】(1)(2)(3)
【分析】(1)根据已知,由直角三角形的性质可知,从而求 得,,利用中位线的性质可得,,利用三角函数可得,由矩形的面积公式可得结果;
(2)首先利用分类讨论的思想,分析当矩形与重叠部分为三角形时(),利用三角函数和三角形的面积公式可得结果;当矩形与重叠部分为直角梯形时(),列出方程解得x,即可得到答案;(3)作于Q,设,则, ,利用勾股定理可得m,在中,利用三角函数解得;
【详解】(1)解:如图①,在中,
∵,,,∴,又∵D为的中点,,∴,,
又∵为的中位线,∴,在中,,,∴,
在中,,∴矩形的面积;
(2)解:如图②,设矩形移动的距离为x,则,
当矩形与重叠部分为三角形时,则,,∴(舍去),
当矩形与重叠部分为直角梯形时,则,
重叠部分的面积,∴,
即矩形移动的距离为时,矩形与重叠部分的面积是;
(3)解:如图③,于Q,设,则,∵ ,,
在中,,解之得:,(负的舍去).
∴.
【点睛】本题主要考查了直角三角形的性质,中位线的性质和三角函数定义等,利用分类讨论的思想,构建直角三角形是解答此题的关键.
12.(2023春·江苏·九年级校考阶段练习)已知:如图,在中,.点D是中点,点P从点C出发,沿向点A匀速运动,速度为2cm/s;同时点Q从点A出发,沿向点B匀速运动,速度为3cm/s;连接,将绕点D旋转得.设运动时间为t(s),解答下列问题:(1)当t为何值时,?(2)当t为何值时,四边形是菱形?
(3)设四边形的面积为y,求y与t的函数关系式;(4)是否存在某一时刻t,使得点T在的外接圆上?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2);(3);(4)存在,
【分析】(1)首先根据勾股定理得到的长,根据旋转性质和平行四边形判定,可以证出四边形为平行四边形,利用得线段成比例,从而得解;
(2)过Q作于N,用含t的代数式表示出的长,由(1)已经证明四边形PQRT为平行四边形,它的对角线互相垂直时为萎形,再证明,,再根据相似三角形对应边的比相等即可得解;(3)过P作于M,过点Q作于N,根据,即可得解;
(4)过C作 于H,所以,再证明,对应角相等,即为内错角相等,所以,从而证出当Q在上运动时,T也在过C点与平行的直线上运动,取中点O连作于M,则四边形为矩形,,若T在的外接圆上,则,即可得解.
【详解】(1)解:连接,由旋转知:,,
∴四边形为平行四边形,当时,则 ,∴,
∵,,,∴,
依题意得:,,∴,,
∴,∴,∴,∴,当时,;
(2)解:由(1)知,四边形为平行四边形,根据对角线互相垂直的平行四边形为萎形知,当,即时,平行四边形为菱形,过Q作于N,
∴,∴,
∵,∴,∴,
∵,∴,∴①,
∵,,∴,
∴,即, ∴,,
∴,∴,
由①等式知:,∴,∴,
∴,∴,舍去负根,∴,
检验是原方程的根,∴;
(3)解:∵四边形为平行四边形,
∴,过P作于M,过点Q作于N,
由(2)知,在中,,
∴,
∴
,∴;
(4)解:过C作 于H,∴,∴,连接,
∵,,,∴,
∴,∴,∴当Q在上运动时,T也在过C点与平行的直线上运动,
取中点O连作于M,则四边形为矩形,,若T在的外接圆上,则,∵,∴,
又∵,∴,
∵,∴,即,∴,
即当时,T在的外接圆上.
【点睛】本题考查平行四边形的判定和性质、菱形的判定和性质、相似三角形的判定和性质、三角形的外接圆的性质,解题关键是恰当作出辅助线,熟练掌握以上性质和判定.
13.(2023·重庆市·九年级专题练习)如图1,在平面直角坐标系中,点的坐标为,点B的坐标是,连接.若动点从点出发沿着线段以个单位每秒的速度向终点运动,设运动时间为秒.
(1)求线段的长.(2)连接,当为等腰三角形时,过点作线段的垂线与直线交于点,求点的坐标;(3)已知点为的中点,连接,点关于直线的对称点记为(如图2),在整个运动过程中,若点恰好落在内部(不含边界),请直接写出的取值范围.
【答案】(1)(2),,(3)当时,点恰好落在内部(不含边界)
【分析】(1)勾股定理直接求解即可;
(2)分三种情形,分别讨论,即可求解;
(3)当在上时,过点作轴于点,过点作,过点作轴于点,因为点为的中点,由(2)可知,,根据等面积法求得,进而得出, , ,根据轴对称的性质得出,,继而求得,在中,,即可求解.
【详解】(1)解:∵点的坐标为,点B的坐标是,
∴,∴;
(2)当时,如图,过点作轴于点,轴于点,
∴,∵,∴,
∵,
∴,∴,设,
在中,,在中,,
∴即解得:,∴;
当时,如图,过点作轴于点,轴于点,过点作于点,
∴,∵,
∴,∵,
∴,设,,在中,,
解得:,即,在中,,
在中,,∴,
即,解得:,∴,
当时,如图,∵,∴,∵,∴,
又,∴,∴,∴,
综上所述,或或,
(3)如图,当在上时,过点作轴于点,过点作,过点作轴于点,
∵点为的中点,由(2)可知,,则,
∵, ,∴,
∴,∴,∴,
∵,∴,∵对称,∴,,
∴,即,
∴,在中,
∴解得(舍去)或
当点运动到点,此时重合,此时,解得,
∴当时,点恰好落在内部(不含边界) .
【点睛】本题考查了勾股定理,解一元二次方程,坐标与图形,等腰三角形的性质,掌握勾股定理是解题的关键.
14.(2022秋·吉林长春·九年级校考期中)如图①,在 中,,,点从点 出发沿折线运动.点P在AB上的运动速度是每秒个单位长度,在 上的运动速度是每秒5个单位长度.当点不与点重合时,作于点Q,以线段 为边作矩形 ,使点始终在线段的同侧,且,点运动的时间为 (s).
(1) __________.(2)用含有t的代数式表示线段的长.(3)当点落在的边上时,求t的值.
(4)如图②,点分别是的中点,作直线,直接写出直线 与的一边垂直时的值.
【答案】(1)(2)①当时,;②当时,
(3)或(4),,,
【分析】(1)过点作边的高线,根据及,可求高及所在直角三角形的邻直角边即可;(2)当点在段运动时, ,由,则,可得,当点在段运动时,,则,由,可得:,综上即可;(3)分两大类情况讨论:点在上与点在上,由,,当点在上时,,则,此时由,可得,代入数据可求,同理求点在上情况即可;(4)分别画出垂直于三边的图形,依据图形分析即可.
【详解】(1)如图所示:过点作边的高线,由,
设,则,根据勾股定理:,
可得:,所以 ,
(2)如下左图所示:, 当点在段运动时(), ,由可得,则,可得
如下右图所示:当点在段运动时(),,则,
由,可得:
综上所得:①当时,;②当时,
(3)如下左图所示:点在上,由,可得:,
由点P在 上的运动速度是每秒个单位长度,则,由,,则,此时由,可得, ,解得:
如下右图所示:点在上,,, ,,此时由,即,
(4)当时:① 如图1所示:, 则 ,
, ;
② 如图2所示:, ,则 ,,
如图3所示:当时,设垂足为,,, ,
, ,由相似性质及,可得: ,,
,
如图4所示: 当时,设垂足为,,,,,
此时有关系式: ,即 ,
图1 图2 图3 图4
【点睛】本题结合动点考查了相似与锐角三角函数,关键是灵活运用相似性质及三角函数解三角形,最后一问主要通过画图分析,逆向(执果索因)解决问题.
15.(2023·山东·九年级专题练习)如图,平面直角坐标系中,O是坐标原点,直线经过点,与x轴交于点A,与y轴交于点B.线段平行于x轴,交直线于点D,连接.
(1)求证:四边形是平行四边形;(2)动点P从点O出发,沿对角线以每秒1个单位长度的速度向点D运动,直到点D为止:动点Q同时从点D出发,沿对角线以每秒1个单位长度的速度向点O运动,直到点O为止.设两个点的运动时间均为1秒,当时,求的面积.
(3)在(2)的条件下,当点P,Q运动至四边形为矩形时,求t的值.
【答案】(1)见解析(2)12(3)当点,运动至四边形为矩形时的值为或
【分析】(1)代入点坐标即可得出值确定直线的解析式,进而求出A点坐标,再求出点D的坐标,根据,,即可证四边形是平行四边形;(2)作于,设出点的坐标,根据勾股定理计算出的长度,根据运动时间求出的长度即可确定的面积;(3)根据对角线相等确定的长度,再根据、的位置分情况计算出值即可.
【详解】(1)解:直线经过点,
,解得,即直线的解析式为,当时,,,
线段平行于轴,点的纵坐标与点一样,
又点在直线上,当时,,即,,
,,∵,四边形是平行四边形;
(2)作于,
点在直线上,设点的坐标为,
,,
由勾股定理,得,即,
整理得或8(舍去),,,
当时,,;
(3),当时,,当时,,
当点,运动至四边形为矩形时,,,
当时,,解得,
当时,,解得,
综上,当点,运动至四边形为矩形时的值为或.
【点睛】本题主要考查一次函数的性质,熟练掌握待定系数法求解析式,平行四边形的性质和矩形的性质是解题的关键.
16.(2022秋·山东济南·九年级校考阶段练习)如图1,在中,,点分别是边 的中点,连接.将绕点C逆时针旋转,记旋转角为α.
(1)①当时,=________;②当时,=________;
(2)当时,过点D作于点M,过E作于点N,请在图2中补全图形,并求出的值.(3)当时,若点O为的中点,求在旋转过程中长的最小值.
【答案】(1)①2;②2(2)(3)
【分析】(1)①当时,在中,由勾股定理求出的值,然后根据点分别是边的中点,分别求出的大小,即可求出的值;②如图1,当 时,由旋转的性质可得,由勾股定理可求,即可求解;
(2)通过证明,可得,,通过证明,可得 ;(3)由勾股定理可求的长,由点O在以C为圆心,长为半径的圆上,则当点O在时,有最小值.
【详解】(1)解:(1)①∵∴=,
∵点D、E分别是边的中点,∴,
∴.故答案为2.
②当时,如图1:将绕点C逆时针旋转得到,连接
∵将绕点C逆时针旋转得到,∴,
∴,
∴.故答案为2.
(2)解:如图2,分别过点作,垂足分别为
∵ ,∴,且,
∴,∴,
∵ ,∴,∴.
(3)解:如图3,连接
∵O是 中点,∴∴
∵在旋转过程中绕着点C旋转,∴点O在以C为圆心,长为半径的圆上,
∴当点O在时,有最小值,∴此时.
【点睛】本题属于几何变换综合题,主要考查了旋转变换、相似三角形的判定和性质、勾股定理等知识点,解题的关键是正确寻找相似三角形解决问题.
17.(2022春·吉林长春·九年级校考阶段练习)如图,在中,,,,动点P从点A出发,沿折线以每秒5个单位长度的速度向点B运动,当点P不与A、B重合时,过点P作,垂足为点D,将线段PD绕点P逆时针旋转90°得到线段PE,连接CE,点P、点D关于直线CE的对称点分别为点、.设点P的运动时间为t秒.(1)当P与C重合时,求t的值.(2)用含t的代数式表示PD的长.(3)当线段在内部时,求t的取值范围.(4)当时,直接写出t的值.
【答案】(1)(2)(3)(4)或
【分析】(1)当P与C重合时,点P运动的路程即为AC的长度,据此列出方程求解即可;
(2)分点P在AC上和在BC上两种情况讨论求解即可;(3)过点C作CF⊥AB于F,如图3-1所示,先证明当CE在CF左侧时, 此时点必然在△ABC的外部,不符合题意;然后分别求出如图3-2和如图3-3所示的两种临界情况,最后证明如图3-4所示的情况不符合题意即可得到答案;
(4)分P在BC上和P在AC上两种情况,建立平面直角坐标系进行求解即可.
(1)解:由题意得,解得;
(2)解:在Rt△ABC中,由勾股定理得:
如图1所示,当点P在AC上,即时,
∵∠A=∠A,∠ADP=∠ACB=90°,∴△ADP∽△ACB,
∴,即,∴;
如图2所示,当点P在BC上,即,
∵∠B=∠B,∠BDP=∠BCA=90°,∴△BDP∽△BCA,
∴,即,∴;
综上所述,;
(3)解:过点C作CF⊥AB于F,
如图3-1所示,当CE在CF左侧时,设直线CE与AB交于点G,
∵∠AFC=90°,∴∠AGC>90°,又∵点是D关于直线CE的对称点,
∴此时点必然在△ABC的外部,不符合题意;
如图3-2所示,当CE与CF恰好重合时,∵∠ADP=∠EPD=90°,∴,
∴,∴∠CEP=∠BCA=90°,∴△CPE∽△BAC,
∴,由(2)得,∴由旋转的性质可得PE=PD=4t,∴,解得;
如图3-3所示,当点恰好落在BC上时,
由轴对称的性质可得,
过点E作EH⊥CP于H,则△CHE为等腰直角三角形,∴CH=HE,
∵∠EHP=∠BCA=90°,∠EPH=∠A,∴△EHP∽△BCA,
∴,即,∴,
∴,∴,解得;
当点P在AC上运动,且时,此时点在△ABC外部,不符合题意;
如图3-4所示,当点P在BC上运动时,由于点E在△ABC外部,则点在△ABC外部,不符合题意;
综上所述,当线段在内部时,;
(4)解:如图1所示,当P在AC上时,设与直线CE交于点M,延长PD交直线CE于Q,连接MD,,由轴对称的性质可得,
∴,∴,
∵,∴,∴,
又∵,∴∠CMP=∠QMP=90°,
∵PM=PM,∴△CMP≌△QMP(ASA),∴CP=PQ,
如图所示,以AB为x轴,以CF所在的直线为y轴建立平面直角坐标系,
在Rt△ABC中,,,
∴,,∴点C的坐标为(0,)
在Rt△PAD中,,∴,
∴点D的坐标为(,0),由旋转的性质可得,∠DPE=∠ADP=90°,
∴轴,∴点E的坐标为(,4t),
设直线CE的解析式为,∴,∴,
∴直线CE的解析式为,
当时,,
∴,∴,
∴,∴,
∴解得;
如图4-2所示,当点P在线段BC上时,同图4-1中建立坐标系,设与BC交于N,过点D作DM⊥BC于M,过点N作NQ⊥PD于Q,过点B作BG⊥CE于G,过点G作GT⊥x轴于T,
∵,,∴,
∴,同理可证,∴∠PDN=∠MDN,
又∵NQ⊥PD,MN⊥DM,∴NQ=NM,∠NQD=∠NMD=90°,∴△NQD≌△NMD(AAS),∴DQ=DM,
在Rt△ABC中,,
∵∠ABC+∠DPB=90°=∠DPM+∠PDM,∴∠PDM=∠ABC,
∴,,
∴,∴,同理可证∠PNQ=∠PBD,
∴,∴,∴,
∵,∴,∴,
∵,∴,
∵,∴,
∴(可以参考两个角的两边互相平行进行证明,两个角都是锐角,不存在互补的情况),∴,同理可得,
∴,∴,∴,
∴,∴点G的坐标为(,),
同理可求得直线CG的解析式为,
在Rt△BDP中,,
∴,
由(2)得,∴点E的坐标为(,),
∵点E在直线CG上,∴,
∴,∴,解得;
综上所述,当时,或
【点睛】本题主要考查了相似三角形的性质与判定,解直角三角形,一次函数与几何综合,全等三角形的性质与判定,轴对称的性质,旋转的性质,角平分线的性质等等,解题的关键在于能够正确作出辅助线,利用分类讨论和数学结合的思想求解.
18.(2022秋·福建三明·九年级统考期中)如图所示,在平面直角坐标系中,O为坐标原点,四边形是菱形,点A的坐标为,点C在x轴正半轴上,直线交y轴于点M,边交y轴于点H.
(1)求直线的函数解析式及的长;(2)连接,动点P从点A出发,沿折线方向以每秒1个单位的速度向终点C匀速运动,设的面积为,点P的运动时间为t秒,求S与t之间的函数关系式,并写出自变量t的取值范围;(3)在(2)的情况下,当点P在线段上运动时,是否存在以为腰的等腰三角形?如存在,直接写出t的值;如不存在,说明理由.
【答案】(1),(2)
(3)当或时,为以为腰的等腰三角形.
【分析】(1)由点的坐标,利用勾股定理和菱形的性质易得点的坐标,由,的坐标可得直线的解析式;令,解得,得的长,易得;(2)设点到的距离为,由的面积易得,利用分类讨论的思想,三角形的面积公式①当在直线上运动;②当运动到直线上时分别得的面积;(3)分类讨论:①当时,,解得;②当时,利用勾股定理可得的长,易得.
【详解】(1)解:点的坐标为,,即点的坐标为,
设直线的解析式为,则,解得:,
直线的解析式为:,令得:,即,;
(2)解:设点到的距离为,由,
即,,
①当在直线上运动时的面积为与的运动时间为秒关系为:
,即;
②当运动到直线上时的面积为与的运动时间为秒关系为:
,即,故;
(3)解:存在①当时,
点的坐标为,,,,,即,;
②当时,即,解得:.
综上所述,当或时,为以为腰的等腰三角形.
【点睛】本题主要考查了菱形的性质,动点问题,等腰三角形的性质和三角形的面积公式及待定系数法求解析式,解题的关键是利用分类讨论的思想,数形结合的思想求解.
19.(2023·山东·九年级专题练习)综合与实践
问题情境:矩形ABCD中,AB=2,∠ADB=30°,将△BCD沿着对角线BD所在的直线平移,得到△B′C′D′,连接AB′,DC′.
操作探究:(1)如图1,当△BCD沿射线BD的方向平移时,请判断AB′与DC′的长度有何关系?并说明理由;
(2)如图2,当△BCD沿射线DB的方向平移时,四边形AB′C′D能成为菱形吗?若能,求出平移的距离;若不能,说明理由;(3)当△BCD平移距离为2时,请你在备用图中画出平移后的图形(除图2),并提出一个问题,直接写出结论.
【答案】(1)AB′=DC′,理由见解析(2)能,2(3)见解析
【分析】(1)根据平移的性质证明四边形是平行四边形,即可解决问题,
(2)利用菱形的性质可得,进而可以解决问题,
(3)结合(2)当沿射线DB的方向平移,平移距离为2时,利用菱形的性质可得与的位置关系.
【详解】(1)解:,理由如下:
∵四边形ABCD是矩形,∴,AD=BC,
∵是由平移得到的,∴,,
∴,,∴四边形是平行四边形,∴.
(2)能,理由如下:
∵四边形ABCD是矩形,∴,∵,∴,
∵四边形是菱形,∴,∴,
∵,∴,∴,则平移的距离为2.
(3)如图,问题:当沿射线DB的方向平移,平移距离为2时,与的位置有何关系?
结论:.
证明:∵四边形ABCD为矩形,AD=BC,,
∵沿射线DB的方向平移,平移距离为2,
∴,,∴,
∴四边形为平行四边形,∵,∴,
∵,∴,∴,
∴平行四边形为菱形,∴,即
【点睛】此题考查了平移变换,菱形的判定与性质,矩形的性质,解题关键是掌握平移的性质.
20.(2023·江苏·九年级专题练习)如图,等边△ABC中,AB=10cm,CD=4cm.点M以3cm/s的速度运动.(1)如果点M在线段CB上由点C向点B运动,点N在线段BA上由点B向点A运动、它们同时出发,若点N的速度与点M的速度相等;①经过2s后,△BMN和△CDM是否全等?请说明理由.
②当M,N两点的运动时间为多少秒时,△BMN恰好是一个直角三角形?(2)若点N的运动速度与点M的运动速度不相等,点N从点B出发,点M按原来的运动速度从点C同时出发,都顺时针沿△ABC三边运动,经过25s时,点M与点N第一次相遇,则点N的运动速度是 cm/s.(请直接写出答案)
【答案】(1)①△BMN和△CDM全等,理由见解析;②秒或秒;(2)或
【分析】(1)①由题意求出CM=BN ,BM=CD,然后利用SAS可证明△BMN≌△CDM;
②分两种情形讨论解答:①当∠BNM=90°时;②当∠BMN=90°时,设两点的运动时为t秒,分别表示出BM,BN的长度,根据含30°角的直角三角形的性质列方程即可求出对应的时间;
(2)分两种情况解答:①当点N的速度小于点M的速度时;②当点N的速度大于点M的速度时,设点N速度为s厘米/秒,利用点M与点N第一次相遇时的路程的差列出方程即可求解.
【详解】(1)解:①△BMN和△CDM全等.
理由:∵点N的运动速度与点M的运动速度相等,点M以3厘米/秒的速度运动,
∴点N的速度是3厘米/秒,∴经过2秒后,CM=6厘米,BN=6厘米,
∴CM=BN,∴BM=BC−CM=10−6=4(厘米),
∵DC=4厘米,∴BM=CD,∵在等边△ABC中,∠B=∠C=60°,∴△BMN≌△CDM(SAS);
②设两点的运动时间为t秒,则CM=BN=3t厘米,∴BM=BC−CM=(10−3t)厘米.
①当∠BNM=90°时,∵∠B=60°,∴∠BMN=30°,∴BN=BM,∴3t=(10−3t),解得:t=;
②当∠BMN=90°时,∵∠B=60°,∴∠BNM=30°,∴BM=BN,∴10−3t=×3t.解得:t=,
综上,当运动时间为秒或秒时,△BMN是一个直角三角形;
(2)设点N速度为s厘米/秒,则点N25秒运动的距离为25s厘米,
①当点N的速度小于点M的速度时,由题意得:25×3−25s=10,解得:s=,
②当点N的速度大于点M的速度时,由题意得:25s−25×3=20,解得:s=,
综上,经过25秒点M与点N第一次相遇,则点N的运动速度是厘米/秒或厘米/秒,故答案:或.
【点睛】本题是几何动点的综合题,主要考查了三角形全等的判定与性质,等边三角形的性质,含30°角的直角三角形的性质以及一元一次方程的应用,利用分类讨论的思想解答是解题的关键.
21.(2022春·重庆北碚·九年级校考期中)如图1,抛物线与直线的交点分别位于x轴、y轴上的AB两点,与x轴的另一交点为.
(1)求抛物线的解析式;(2)如图2,连接BC,点P为AB上方抛物线上一动点,过点P作交AB于点Q,过点P作轴交AB于点R,求△PQR周长最大值及此时点P的坐标;(3)在(2)问条件下,当△PQR面积最大时,将△PQR绕点R顺时针旋转n°(),当旋转过程中,时,记此时三角形为,再将沿直线AB进行翻折得到,将沿直线AB进行平移,在平移过程中,若点恰好在抛物线上,记此时的三角形为,请直接写出此时的坐标.
【答案】(1)(2)周长最大值为,此时点
(3)或
【分析】(1)由直线与x轴、y轴分别交于A、B两点,可先求出点A,B的坐标,再将A,B,C三点坐标代入抛物线解析式即可得出结论;(2)过点Q作QM⊥PR于点M,可得,△OBC∽△MPQ,△OBA∽△MRQ,进而可得△PQR的周长为PQ+QR+PR,设点P的横坐标为t,表达PR的长,利用二次函数的性质可得出其最大值,进而可得出结论;(3)过点P作x轴的垂线,过点R作x轴的平行线交于点N,则△RP1N∽△BAO,所以RP1:P1N:RN=BA:OA:OB=5:3:4,将△P1Q1R1沿直线AB进行翻折得到△P2Q2R2,可得点R是P1,P2的中点,进而可得P2的坐标;由平移可得P2P3∥AB,所以直线P2P3的解析式,联立一次函数与抛物线的解析式,可得出P3的坐标.
(1)由题意可知,直线与x轴、y轴分别交于A、B两点,∴A(3,0),B(0,4),
将A(3,0),B(0,4),C(-2,0)代入抛物线y=ax2+bx+c(a≠0),
得,解得∴抛物线的解析式为:
(2)由(1)知OC=2,OB=4,OA=3,如图,过点Q作QM⊥PR于点M,
∴∠BOC=∠QMP=90°,∵BC∥PQ,PR∥y轴,∴∠OBC=∠QPR,
∴△OBC∽△MPQ,∴OC:OB=MQ:PM=2:4;
∵PR∥y轴,∴∠OBA=∠QRP,∴△OBA∽△MRQ,
∴OB:OA=MR:QM=4:3,设QM=3m,则PM=2QM=6m,RM=4m,
∴QR=5m,QP=3m,PR=10m,
∴△PQR的周长为PQ+QR+PR=15m+3m=
若求△PQR的周长的最大值,求出PR的最大值即可;
设点P的横坐标为t,则
∴当t=时,PR的最大值为,
此时点,周长最大值
(3)由(2)设QM=3m,则PM=2QM=6m,RM=4m,∴QR=5m,QP=3m,PR=10m,
∴△PQR的面积为若求△PQR的面积的最大值,求出PR的最大值即可;
由(2)可知当t=时,PR的最大值为,此时点,则,,
将△PQR绕点R顺时针旋转n°(0<n<90),当旋转过程中,PR⊥AB时,记此时三角形为△P1Q1R1,
过点P作x轴的垂线,过点R作x轴的平行线交于点N,则△RP1N∽△BAO,
∴RP1:P1N:RN=BA:OA:OB=5:3:4,∴P1N=,RN=,∴,
∵将△P1Q1R1沿直线AB进行翻折得到△P2Q2R2,∴点R是P1,P2的中点,∴,
∴由平移的性质可知,P2P3∥AB,∴直线P2P3的解析式:,
令解得或.
或.
【点睛】本题考查了二次函数的解析式,二次函数的性质,二次函数图象上点的坐标特征,平行四边形的判定与性质,相似三角形的判定与性质,解题的关键是熟知待定系数法求得二次函数的解析式.
22.(2023·河北石家庄·统考一模)如图,已知的面积,,M为边上一动点(M与点A、B不重合),过点M作,交于点N,设.(1)的边的高______;的面积______(用含x的代数式表示)(2)把沿折叠,设折叠后点A的对应点为,与四边形重叠部分的面积为y.①求出y关于x的函数关系式,并写出自变量x的范围;②当x为何值时重叠部分的面积y最大,最大值是多少?
【答案】(1)5,
(2)①;;②当时y有最大值,最大值是
【分析】(1)第一空代入三角形面积公式即可;第二问用相似三角形的性质即可;
(2)①利用全等即可求出时的函数解析式;②利用相似时的函数解析式,再利用二次函数最大值求法求解即可
【详解】(1)∵,∴
∵∴∴∴
(2)解:①∵,∴点在四边形BCNM内(如图2),
即时,有;
②当点在四边形MBCN外部或BC边上(如图3),即时,
设、与BC分别相交于E、F两点,的BC边上的高为h,的MN边上的高为,的EF边上的高为,则有,.
∴,∴.∴.
∵,∴,∴,即.
∴.∴.即.
当时,;
∴当时y有最大值,最大值是.
【点睛】本题考查三角形折叠问题与二次函数的性质的综合应用,数形结合思想的应用是解题的关键.
23.(2023·安徽合肥·一模)如图,已知抛物线与x轴的一个交点为,与y轴交于点A,
(1)求抛物线的解析式;(2)若点P是抛物线上位于直线上方的动点,分别过点P作x轴的平行线交抛物线于点Q,作y轴的平行线交直线于点D,以、为边作矩形,求矩形周长的最大值,并求出此时点P的坐标;
(3)若点N是抛物线对称轴上的一点,在抛物线上是否存在一点M,使得以A、N、B、M为顶点的四边形是平行四边形,若存在,请直接写出点M的坐标.
【答案】(1)(2)矩形周长的最大值,点P的坐标为(3)在抛物线上存在一点M,使得以A、N、B、M为顶点的四边形是平行四边形,点M的坐标为,,
【分析】(1)把点代入抛物线中,进行计算即可得;
(2)由(1)得,抛物线的解析式为:,当时,得,将二次函数化为顶点式得,即可得抛物线的对称轴为,设直线的解析式为:,把点,代入,得
,进行计算即可得直线的解析式为:,设,则,即可得,则,可得,即可得,根据矩形的周长为:,当取最大值时,矩形的周长有最大值,分情况讨论:①当点P在对称轴右侧时,,即可得,根据二次函数的性质得当时,矩形的周长有最大值,最大值为;②当点P在对称轴左侧时,,即可得,根据二次函数的性质得当时,矩形的周长有最大值,最大值为,综上,即可得;
(3)根据点N在抛物线对称轴上得,①当为平行四边形的对角线时,
根据,,得,即可得,当时,,
即可得,②当为平行四边形的边时,若点M在对称轴左侧时,为对角线时,根据,,得,即可得,当时,,即可得,若点M在对称轴右侧时,为对角线时,根据,,得,解得,当时,,
即可得,综上,即可得.
【详解】(1)解:∵抛物线与x轴的一个交点为,
∴,,,
∴抛物线的解析式为:;
(2)解:由(1)得,抛物线的解析式为:,当时,,∴,
∵,∴抛物线的对称轴为,
设直线的解析式为:,把点,代入,得
,解得,,∴直线的解析式为:,
设,则,∴,
∵,∴,∴,
∵矩形的周长为:,∴当取最大值时,矩形的周长有最大值,
①当点P在对称轴右侧时,,
∴,
∵,∴当时,矩形的周长有最大值,最大值为;
②当点P在对称轴左侧时,,
∴,
∵,∴当时,矩形的周长有最大值,最大值为;
综上,矩形周长的最大值,点P的坐标为;
(3)解:∵点N在抛物线对称轴上,∴,
①当为平行四边形的对角线时,
∵,,,∴,,
当时,,∴,
②当为平行四边形的边时,若点M在对称轴左侧时,为对角线时,
∵,,,∴,,
当时,,∴,
若点M在对称轴右侧时,为对角线时,
∵,,,∴,,
当时,,∴,
综上,在抛物线上存在一点M,使得以A、N、B、M为顶点的四边形是平行四边形,点M的坐标为,,.
【点睛】本题考查二次函数的综合应用,解题的关键是掌握待定系数法,矩形的性质,平行四边形的性质.
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1.(2022·辽宁锦州·中考真题)如图,四边形是边长为的正方形,点E,点F分别为边,中点,点O为正方形的中心,连接,点P从点E出发沿运动,同时点Q从点B出发沿运动,两点运动速度均为,当点P运动到点F时,两点同时停止运动,设运动时间为,连接,的面积为,下列图像能正确反映出S与t的函数关系的是( )
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】分0≤t≤1和1<t≤2两种情形,确定解析式,判断即可.
【详解】当0≤t≤1时,∵正方形ABCD 的边长为2,点O为正方形的中心,∴直线EO垂直BC,
∴点P到直线BC的距离为2-t,BQ=t,∴S=;
当1<t≤2时,∵正方形ABCD 的边长为2,点F分别为边,中点,点O为正方形的中心,
∴直线OF∥BC,∴点P到直线BC的距离为1,BQ=t,∴S=;故选D.
【点睛】本题考查了正方形的性质,二次函数的解析式,一次函数解析式,正确确定面积,从而确定解析式是解题的关键.
2.(2022·山东潍坊·中考真题)如图,在▱ABCD中,∠A=60°,AB=2,AD=1,点E,F在▱ABCD的边上,从点A同时出发,分别沿A→B→C和A→D→C的方向以每秒1个单位长度的速度运动,到达点C时停止,线段EF扫过区域的面积记为y,运动时间记为x,能大致反映y与x之间函数关系的图象是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】分0≤x≤1,1
∵∠A=60°,AE=AF=x,∴AG=x,由勾股定理得FG=x,
∴y=AE×FG=x2,图象是一段开口向上的抛物线;
当1
∴y=(DF+AE)×DH=x-,图象是一条线段;
当2≤x≤3时,过点E作EI⊥CD于点I,
∵∠C=∠DAB=60°,CE=CF=3-x,同理求得EI=(3-x),
∴y= AB×DH -CF×EI=-(3-x)2=-x2+x-,图象是一段开口向下的抛物线;
观察四个选项,只有选项A符合题意,故选:A.
【点睛】本题考查了利用分类讨论的思想求动点问题的函数图象;也考查了平行四边形的性质,含30度的直角三角形的性质,勾股定理,三角形的面积公式以及一次函数和二次函数的图象.
3.(2022·山东滨州·中考真题)正方形的对角线相交于点O(如图1),如果绕点O按顺时针方向旋转,其两边分别与边相交于点E、F(如图2),连接EF,那么在点E由B到A的过程中,线段EF的中点G经过的路线是( )
A.线段 B.圆弧 C.折线 D.波浪线
【答案】A
【分析】连接,根据题意可知则线段EF的中点G经过的路线是的线段垂直平分线的一段,即线段
【详解】连接,根据题意可知,
,∴点G在线段OB的垂直平分线上.
则线段EF的中点G经过的路线是的线段垂直平分线的一段,即线段.故选:A.
【点睛】本题考查了线段垂直平分线的判定,直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半,正方形的性质,掌握以上知识是解题的关键.
4.(2022·四川乐山·中考真题)如图,等腰△ABC的面积为2,AB=AC,BC=2.作AE∥BC且AE=BC.点P是线段AB上一动点,连接PE,过点E作PE的垂线交BC的延长线于点F,M是线段EF的中点.那么,当点P从A点运动到B点时,点M的运动路径长为( )
A. B.3 C. D.4
【答案】D
【分析】当P与A重合时,点F与C重合,此时点M在N处,当点P与B重合时,如图,点M的运动轨迹是线段MN.求出CF的长即可解决问题.
【详解】解:过点A作AD⊥BC于点D,连接CE,
∵AB=AC,∴BD=DC=BC=1,∵AE=BC,∴AE=DC=1,
∵AE∥BC,∴四边形AECD是矩形,∴S△ABC=BC×AD=×2×AD=2,
∴AD=2,则CE=AD=2,当P与A重合时,点F与C重合,此时点M在CE的中点N处,
当点P与B重合时,如图,点M的运动轨迹是线段MN.
∵BC=2,CE=2,由勾股定理得BE=4,cos∠EBC=,即,∴BF=8,
∵点N是CE的中点,点M是EF的中点,∴MN=BF=4,∴点M的运动路径长为4,故选:D.
【点睛】本题考查点的轨迹、矩形的判定和性质、解直角三角形、勾股定理等知识,解题的关键是正确寻找点M的运动轨迹,学会利用起始位置和终止位置寻找轨迹,属于中考填空题中的压轴题.
5.(2022·黑龙江大庆·中考真题)平面直角坐标系中,点M在y轴的非负半轴上运动,点N在x轴上运动,满足.点Q为线段的中点,则点Q运动路径的长为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】设点M的坐标为(0,m),点N的坐标为(n,0),则点Q的坐标为,根据,得出,然后分两种情况,或,得出与的函数关系式,即可得出Q横纵坐标的关系式,找出点Q的运动轨迹,根据勾股定理求出运动轨迹的长即可.
【详解】解:设点M的坐标为(0,m),点N的坐标为(n,0),则点Q的坐标为,
∵,∴,(,) ,
∵当时,,∴,即,
∴此时点Q在一条线段上运动,线段的一个端点在x轴的负半轴上,坐标为(-4,0),另一端在y轴的负半轴上,坐标为(0,-4),∴此时点Q的运动路径长为;
∵当时,,∴,即,
∴此时点Q在一条线段上运动,线段的一个端点在x轴的正半轴上,坐标为(4,0),另一端在y轴的负半轴上,坐标为(0,-4),∴此时点Q的运动路径长为;
综上分析可知,点Q运动路径的长为,故B正确.故选:B.
【点睛】本题主要考查了平面直角坐标系中的动点问题,根据题意找出点Q的运动轨迹是两条线段,是解题的关键.
6.(2022·甘肃武威·中考真题)如图1,在菱形中,,动点从点出发,沿折线方向匀速运动,运动到点停止.设点的运动路程为,的面积为,与的函数图象如图2所示,则的长为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据图1和图2判定三角形ABD为等边三角形,它的面积为解答即可.
【详解】解:在菱形ABCD中,∠A=60°,
∴△ABD为等边三角形, 设AB=a,由图2可知,△ABD的面积为,
∴△ABD的面积 解得:a= 故选B
【点睛】本题考查了动点问题的函数图象,根据菱形的性质和函数图象,能根据图形得出正确信息是解此题的关键.
7.(2020·黑龙江大庆市·中考真题)如图,在边长为2的正方形中,,分别为与的中点,一个三角形沿竖直方向向上平移,在运动的过程中,点恒在直线上,当点运动到线段的中点时,点,恰与,两边的中点重合.设点到的距离为,三角形与正方形的公共部分的面积为,则当时,的值为( )
A.或 B.或 C. D.或
【答案】A
【分析】本题应该分类讨论,从以下三个情况进行讨论,分别是:①当x<1时,重叠部分为直角三角形的面积,将其三角形面积用x表示,但是求出,与x<1相违背,要舍去;②当1
【详解】解:∵在边长为2的正方形EFGH中,如图所示,当A运动到MN的中点时,点E、F恰好与AB、AC的中点重合,即AM=EM=FM=1,且MNEF,
∴AME和AMF均为等腰直角三角形,可得:ABC也是等腰直角三角形,其中AB=AC=,BC=4,
设A到EF的距离AM=x,
①当x<1时,此时图形的位置如下图所示,AB与EF交于P点,AC与EF交于Q点,
∵AM=x,且△APQ为等腰直角三角形,
∴,解得:,但是与前提条件x<1相违背,故不存在该情况;
②当1
∴,解得:;
③当2<x<3时,此时图形的位置如下图所示,AB与EH交于K点,AB与HG交于I点,AC与FG交于L点,AC与HG交于J点,BC与EH交于P点,BC与GF交于Q点,
∵公共部分面积为,∴,
且,解得:或(舍),
④当x=3时,H,G分别是AB,AC的中点,此时重合的部分的面积为2,不符合题意;
⑤当x≥3时,重合的面积小于2,也不符合题意;
所以,满足条件的AM的值为或,故选:A.
【点睛】本题考察了移动图形间的重叠问题,需要进行分类讨论,必须要把x的移动范围进行分类,根据不同的x取值,画出不同重叠的图形,并将重叠部分的面积用x进行表示,解题的关键在于利用剩余部分的面积进行倒推求解.
8.(2022·四川宜宾·中考真题)如图,和都是等腰直角三角形,,点D是BC边上的动点(不与点B、C重合),DE与AC交于点F,连结CE.下列结论:①;②;③若,则;④在内存在唯一一点P,使得的值最小,若点D在AP的延长线上,且AP的长为2,则.其中含所有正确结论的选项是( )
A.①②④ B.①②③ C.①③④ D.①②③④
【答案】B
【分析】证明,即可判断①,根据①可得,由可得四点共圆,进而可得,即可判断②,过点作于,交的延长线于点,证明,根据相似三角形的性质可得,即可判断③,将绕点逆时针旋转60度,得到,则是等边三角形,根据当共线时,取得最小值,可得四边形是正方形,勾股定理求得, 根据即可判断④.
【详解】解:和都是等腰直角三角形,,
故①正确;
四点共圆,
故②正确;如图,过点作于,交的延长线于点,
,
,,
设,则,,则
AH∥CE,则;故③正确
如图,将绕点逆时针旋转60度,得到,则是等边三角形,
,当共线时,取得最小值,
此时
,此时,
,,,,,
,平分,,
四点共圆, ,又,,
,则四边形是菱形,又,四边形是正方形,
,
则,,,,
,,则,,
,,故④不正确,故选B.
【点睛】本题考查了旋转的性质,费马点,圆内接四边形的性质,相似三角形的性质与判定,全等三角形的性质与判定,勾股定理,解直角三角形,正方形的性质与判定,掌握以上知识是解题的关键.
9.(2022·内蒙古通辽·中考真题)如图,是的外接圆,为直径,若,,点从点出发,在内运动且始终保持,当,两点距离最小时,动点的运动路径长为______.
【答案】
【分析】根据题中的条件可先确定点P的运动轨迹,然后根据三角形三边关系确定CP的长最小时点P的位置,进而求出点P的运动路径长.
【详解】解:为的直径,
∴点P在以AB为直径的圆上运动,且在△ABC的内部,
如图,记以AB为直径的圆的圆心为,连接交于点,连接
∴当点三点共线时,即点P在点处时,CP有最小值,
∵∴ 在中,
∴∠∴
∴两点距离最小时,点P的运动路径长为
【点睛】本题主要考查了直径所对圆周角是直角,弧长公式,由锐角正切值求角度,确定点P的路径是解答本题的关键.
10.(2022·湖北黄冈·中考真题)如图1,在△ABC中,∠B=36°,动点P从点A出发,沿折线A→B→C匀速运动至点C停止.若点P的运动速度为1cm/s,设点P的运动时间为t(s),AP的长度为y(cm),y与t的函数图象如图2所示.当AP恰好平分∠BAC时,t的值为________.
【答案】##
【分析】根据函数图像可得AB=4=BC,作∠BAC的平分线AD,∠B=36°可得∠B=∠DAC=36°,进而得到,由相似求出BD的长即可.
【详解】根据函数图像可得AB=4,AB+BC=8,∴BC=AB=4,
∵∠B=36°,∴,作∠BAC的平分线AD,
∴∠BAD=∠DAC=36°=∠B,∴AD=BD,,∴AD=BD=CD,
设,∵∠DAC=∠B=36°,∴,
∴,∴,解得: ,(舍去),
∴,此时(s),故答案为:.
【点睛】此题考查了图形与函数图象间关系、相似三角形的判定与性质、解一元二次方程,关键是证明.
11.(2020·内蒙古鄂尔多斯市·中考真题)如图,已知正方形ABCD,点M是边BA延长线上的动点(不与点A重合),且AM<AB,△CBE由平移得到,若过点E作EH⊥AC,H为垂足,则有以下结论:
①点M位置变化,使得∠DHC=60°时,2BE=DM;②无论点M运动到何处,都有DM=HM;
③在点M的运动过程中,四边形CEMD不可能成为菱形;④无论点M运动到何处,∠CHM一定大于135°.
以上结论正确的有_____(把所有正确结论的序号都填上).
【答案】①②③④
【分析】①正确.证明∠ADM=30°,即可得出结论.②正确.证明△DHM是等腰直角三角形即可.
③正确.首先证明四边形CEMD是平行四边形,再证明,DM>CD即可判断.
④正确.证明∠AHM<∠BAC=45°,即可判断.
【详解】解:如图,连接DH,HM.
由题可得,AM=BE,∴AB=EM=AD,∵四边形ABCD是正方形,EH⊥AC,
∴EM=AD,∠AHE=90°,∠MEH=∠DAH=45°=∠EAH,
∴EH=AH,∴△MEH≌△DAH(SAS),∴∠MHE=∠DHA,MH=DH,
∴∠MHD=∠AHE=90°,△DHM是等腰直角三角形,∴DM=HM,故②正确;
当∠DHC=60°时,∠ADH=60°﹣45°=15°,∴∠ADM=45°﹣15°=30°,
∴Rt△ADM中,DM=2AM,即DM=2BE,故①正确;
∵CD∥EM,EC∥DM,∴四边形CEMD是平行四边形,
∵DM>AD,AD=CD,∴DM>CD,∴四边形CEMD不可能是菱形,故③正确,
∵点M是边BA延长线上的动点(不与点A重合),且AM<AB,
∴∠AHM<∠BAC=45°,∴∠CHM>135°,故④正确;由上可得正确结论的序号为①②③.
故答案为:①②③④.
【点睛】本题考查正方形的性质,全等三角形的判定和性质,等腰直角三角形的判定和性质,直角三角形30度角的性质等知识,解题的关键是正确寻找全等三角形解决问题,属于中考填空题中的压轴题.
12.(2020·湖北鄂州市·中考真题)如图,半径为的与边长为的正方形的边相切于E,点F为正方形的中心,直线过点.当正方形沿直线以每秒的速度向左运动__________秒时,与正方形重叠部分的面积为.
【答案】1或.
【分析】将正方形向左平移,使得正方形与圆的重叠部分为弓形,根据题目数据求得此时弓形面积符合题意,由此得到OF的长度,然后结合运动速度求解即可,特别要注意的是正方形沿直线运动,所以需要分类讨论.
【详解】解:①当正方形运动到如图1位置,连接OA,OB,AB交OF于点E
此时正方形与圆的重叠部分的面积为S扇形OAB-S△OAB
由题意可知:OA=OB=AB=2,OF⊥AB∴△OAB为等边三角形∴∠AOB=60°,OE⊥AB
在Rt△AOE中,∠AOE=30°,∴AE=,OE=
∴S扇形OAB-S△OAB∴OF=
∴点F向左运动个单位,所以此时运动时间为秒
②同理,当正方形运动到如图2位置,连接OC,OD,CD交OF于点E
此时正方形与圆的重叠部分的面积为S扇形OCD-S△OCD
由题意可知:OC=OD=CD=2,OF⊥CD∴△OCD为等边三角形∴∠COD=60°,OE⊥CD
在Rt△COE中,∠COE=30°,∴CE=,OE=
∴S扇形OCD-S△OCD∴OF=
∴点F向左运动个单位,所以此时运动时间为秒
综上,当运动时间为1或秒时,⊙O与正方形重叠部分的面积为
故答案为:1或.
【点睛】本题考查正方形的性质,扇形面积的计算及等边三角形的判定和性质,题目难度不大,注意分情况讨论是本题的解题关键.
13.(2022·内蒙古通辽·中考真题)已知点在正方形的对角线上,正方形与正方形有公共点.
(1)如图1,当点在上,在上,求的值为多少;(2)将正方形绕点逆时针方向旋转,如图2,求:的值为多少;(3),,将正方形绕逆时针方向旋转,当,,三点共线时,请直接写出的长度.
【答案】(1)2(2)(3)
【分析】(1)根据题意可得,根据平行线分线段成比例即可求解;(2)根据(1)的结论,可得,根据旋转的性质可得,进而证明,根据相似三角形的性质即可求解;(3)勾股定理求得,,进而根据,由相似三角形的性质即可求解.
(1)正方形与正方形有公共点,点在上,在上,
四边形是正方形
(2)如图,连接,
正方形绕点逆时针方向旋转,
,
(3)如图, ,,,,,
三点共线,中,,
,由(2)可知,,
.
【点睛】本题考查了平行线分线段成比例,相似三角形的性质与判定,正方形的性质,勾股定理,旋转的性质,综合运用以上知识是解题的关键.
14.(2022·四川德阳·中考真题)如图,在菱形中,,,过点作的垂线,交的延长线于点.点从点出发沿方向以向点匀速运动,同时,点从点出发沿方向以向点匀速运动.设点,的运动时间为(单位:),且,过作于点,连结.(1)求证:四边形是矩形.(2)连结,,点,在运动过程中,与是否能够全等?若能,求出此时的值;若不能,请说明理由.
【答案】(1)见解析 (2)与能够全等,此时
【分析】(1)根据题意可得,再根据菱形的性质和直角三角形的性质可得,从而得到FG=EH,再由FG∥EH,可得四边形EFGH是平行四边形,即可求证;
(2)根据菱形的性质和直角三角形的性质可得∠CBF=∠CDE,,然后分两种情况讨论,即可求解.
(1)证明:根据题意得:,
在菱形ABCD中,AB=BC,AC⊥BD,OB=OD,
∵∠ABC=60°,,∴,∠CBO=30°,
∴,∴FG=EH,∵,DH⊥BH,
∴FG∥EH,∴四边形EFGH是平行四边形,
∵∠H=90°,∴四边形是矩形.
(2)解:能,∵AB∥CD,∠ABC=60°,∴∠DCH=60°,
∵∠H=90°,∴∠CDE=30°,∴∠CBF=∠CDE,,
∴,∵BC=DC,
∴当∠BFC=∠CED或∠BFC=∠DCE时,与能够全等,
当∠BFC=∠CED时,,此时BF=DE,∴,解得:t=1;
当∠BFC=∠DCE时,BC与DE是对应边,而,∴BC≠DE,则此时不成立;
综上所述,与能够全等,此时.
【点睛】本题主要考查了菱形的性质,矩形的判定,直角三角形的性质,解直角三角形,熟练掌握相关知识点是解题的关键.
15.(2022·湖南衡阳·中考真题)如图,在菱形中,,,点从点出发,沿线段以每秒1个单位长度的速度向终点运动,过点作于点,作交直线于点,交直线于点,设与菱形重叠部分图形的面积为(平方单位),点运动时间为(秒).
(1)当点与点重合时,求的值;(2)当为何值时,与全等;(3)求与的函数关系式;
(4)以线段为边,在右侧作等边三角形,当时,求点运动路径的长.
【答案】(1) (2)或 (3) (4)
【分析】(1)画出图形,根据30°直角三角形求解即可;
(2)根据全等的性质计算即可,需要注意分类讨论;
(3)利用面积公式计算即可,需要根据M在B点左边和右边分类讨论;
(4)先确定E点的运动轨迹是一条直线,再根据求点运动路径的长.
(1)与重合时,∵,∴,∴.
(2)①当时,∵,∴,
∵,∴,∴,∴.
②当,∵,∴,
∵,∴,∴,∴.∴或.
(3)①当时,,∴,∴.
②当时,∵,,∴,
∴,
∴.
(4)连接.
∵为正三角形,∴,在Rt△APE中,,
∴为定值.∴的运动轨迹为直线,,
当时,当时,∴的运动路径长为.
【点睛】本题属于四边形的综合问题,考查了菱形的性质,30°直角三角形的性质,全等三角形的性质,锐角三角函数等知识,综合程度较高,考查学生灵活运用知识的能力.
16.(2022·浙江金华·中考真题)如图,在菱形中,,点E从点B出发沿折线向终点D运动.过点E作点E所在的边(或)的垂线,交菱形其它的边于点F,在的右侧作矩形.(1)如图1,点G在上.求证:.(2)若,当过中点时,求的长.
(3)已知,设点E的运动路程为s.当s满足什么条件时,以G,C,H为顶点的三角形与相似(包括全等)?
【答案】(1)见解析(2)或5(3)或或或
【分析】(1)证明△AFG是等腰三角形即可得到答案;(2)记中点为点O.分点E在上和点E在上两种情况进行求解即可;(3)过点A作于点M,作于点N.分点E在线段上时,点E在线段上时,点E在线段上,点E在线段上,共四钟情况分别求解即可.
(1)证明:如图1,
∵四边形是菱形,∴,∴.
∵FGBC,∴,∴,∴△AFG是等腰三角形,∴.
(2)解:记中点为点O.①当点E在上时,如图2,过点A作于点M,
∵在中,,∴.
∴,
∵,∴,
∴,∴.
②当点E在上时,如图3,过点A作于点N.
同理,,,
∴.∴或5.
(3)解:过点A作于点M,作于点N.
①当点E在线段上时,.设,则,
ⅰ)若点H在点C的左侧,,即,如图4,
.∵,
∴,∴,∴,解得,
经检验,是方程的根,∴.∵,∴,∴,
∴,解得,经检验,是方程的根,∴.
ⅱ)若点H在点C的右侧,,即,如图5,
.
∵,∴,∴,∴,此方程无解.
∵,∴,∴,∴,解得,
经检验,是方程的根,∴.
②当点E在线段上时,,如图6,.
∴.
∵,∴,∴,∴,此方程无解.
∵,∴,∴,∴,解得,
经检验,是方程的根,∵,∴不合题意,舍去;
③当点E在线段上时,,如图7,过点C作于点J,
在中,.,
∴,∴,∵,
∴,符合题意,此时,.
④当点E在线段上时,,∵,∴与不相似.
综上所述,s满足的条件为:或或或.
【点睛】此题考查了相似三角形的性质、菱形的性质、勾股定理、等腰三角形的判定和性质、矩形的性质、锐角三角函数等知识,分类讨论方法是解题的关键.
17.(2022·天津·中考真题)将一个矩形纸片放置在平面直角坐标系中,点,点,点,点P在边上(点P不与点O,C重合),折叠该纸片,使折痕所在的直线经过点P,并与x轴的正半轴相交于点Q,且,点O的对应点落在第一象限.设.
(1)如图①,当时,求的大小和点的坐标;(2)如图②,若折叠后重合部分为四边形,分别与边相交于点E,F,试用含有t的式子表示的长,并直接写出t的取值范围;(3)若折叠后重合部分的面积为,则t的值可以是___________(请直接写出两个不同的值即可).
【答案】(1),点的坐标为 (2),其中t的取值范围是
(3)3,.(答案不唯一,满足即可)
【分析】(1)先根据折叠的性质得,即可得出,作,然后求出和OH,可得答案;(2)根据题意先表示,再根据,表示QE,然后根据表示即可,再求出取值范围;(3)求出t=3时的重合部分的面积,可得从t=3之后重合部分的面积始终是,再求出P与C重合时t的值可得t的取值范围,问题得解.
(1)在中,由,得.
根据折叠,知,∴,.
∵,∴.
如图,过点O′作,垂足为H,则.
∴在中,得.
由,得,则.由,
得,.∴点的坐标为.
(2)∵点,∴.又,∴.
同(1)知,,.∵四边形是矩形,∴.
在中,,得.
∴.又,∴.
如图,当点O′与AB重合时,,,
则,∴,∴,解得t=2,∴t的取值范围是;
(3)3,.(答案不唯一,满足即可)
当点Q与点A重合时,,,
∴,则.
∴t=3时,重合部分的面积是,从t=3之后重合部分的面积始终是,
当P与C重合时,OP=6,∠OPQ=30°,此时t=OP·tan30°=,
由于P不能与C重合,故,所以都符合题意.
【点睛】这是一道关于动点的几何综合问题,考查了折叠的性质,勾股定理,含30°直角三角形的性质,矩形的性质,解直角三角形等.
18.(2022·湖北荆州·中考真题)如图1,在矩形ABCD中,AB=4,AD=3,点O是边AB上一个动点(不与点A重合),连接OD,将△OAD沿OD折叠,得到△OED;再以O为圆心,OA的长为半径作半圆,交射线AB于G,连接AE并延长交射线BC于F,连接EG,设OA=x.
(1)求证:DE是半圆O的切线;(2)当点E落在BD上时,求x的值;(3)当点E落在BD下方时,设△AGE与△AFB面积的比值为y,确定y与x之间的函数关系式;(4)直接写出:当半圆O与△BCD的边有两个交点时,x的取值范围.
【答案】(1)见详解(2)(3)(4)或
【分析】(1)根据切线的判定定理求解即可;(2)如图,在,根据勾股定理列方程求解即可;
(3)先证,求出AE,然后证明,根据相似三角形面积比等于相似比的平方即可求解;(4)结合图形,分情况讨论即可求出x的取值范围.
【解析】(1)证明:在矩形ABCD中,,△OED是△OAD沿OD折叠得到的,
,即, DE是半圆O的切线;
(2)解:△OED是△OAD沿OD折叠得到的,,
,在中,,
,在中,,
,解得,答:x的值为.
(3)解:在中,,
△OED是△OAD沿OD折叠得到的,,
是的直径,,即,
,,
, ,,
,,
,即, ()
(4)解:由(2)知,当E在DB上时, ,如图,当点E在DC上时, ,
∴当时,半圆O与△BCD的边有两个交点;
当半圆O经过点C时,半圆O与△BCD的边有两个交点,
连接OC,在中,,
, ,解得,
∴当时,半圆O与△BCD的边有两个交点;
综上所述,当半圆O与△BCD的边有两个交点时,x的取值范围为:或.
【点睛】本题考查了矩形的性质,轴对称,勾股定理,切线的判定定理,相似三角形的判定和性质,直径所对的圆周角是直角,相似三角形的判定和性质是解本题的关键.
19.(2022·四川广元·中考真题)在Rt△ABC中,AC=BC,将线段CA绕点C旋转α(0°<α<90°),得到线段CD,连接AD、BD.(1)如图1,将线段CA绕点C逆时针旋转α,则∠ADB的度数为 ;
(2)将线段CA绕点C顺时针旋转α时①在图2中依题意补全图形,并求∠ADB的度数;
②若∠BCD的平分线CE交BD于点F,交DA的延长线于点E,连结BE.用等式表示线段AD、CE、BE之间的数量关系,并证明.
【答案】(1)135° (2)(2)①补全图形见解析;∠ADB=45°;②2BE-AD=CE.理由见解析
【分析】(1)由题意得点A、D、B都在以C为圆心,CA为半径的⊙C上,利用圆内接四边形的性质即可求解;(2)①根据题意补全图形即可;同(1),利用圆周角定理即可求解;
②过点C作CH⊥EC于点C,交ED的延长线于点H,证明BE=DE,△CEH是等腰直角三角形,推出EH=2BE-AD,利用等腰直角三角形的性质即可证明结论.
(1)解:由题意得:CA=CD=CB,
∴点A、D、B都在以C为圆心,CA为半径的⊙C上,如图,
在优弧上取点G,连接AG,BG,∵Rt△ABC中,∠BCA=90°,∴∠BGA=45°,
∵四边形ADBG是圆内接四边形,∴∠ADB=180°-45°=135°,故答案为:135°;
(2)①补全图形,如图:
由题意得:CA=CD=CB,∴点A、D、B都在以C为圆心,CA为半径的⊙C上,如图,
∵Rt△ABC中,∠BCA=90°,∴∠ADB=45°;
②2BE-AD=CE.理由如下:过点C作CH⊥EC于点C,交ED的延长线于点H,如图:
∵CD=CB,CE是∠BCD的平分线,∴CE是线段BD的垂直平分线,
∴BE=DE,∠EFD=90°,由①知∠ADB=45°,∴∠DEF=45°,
∴△CEH是等腰直角三角形, ∴∠DEF=∠H=45°,CE=CH,
∵CD=CA,∴∠CAD=∠CDA,则∠CAE=∠CDH,
∴△AEC≌△DHC,∴AE=DH,∴EH=2ED-AD=2BE-AD,
∵△CEH是等腰直角三角形,∴2BE-AD=CE.
【点睛】本题属于几何变换综合题,考查了旋转变换,全等三角形的判定和性质,圆内接四边形的性质,等腰直角三角形的判定和性质等知识,解题的关键是正确寻找全等三角形和等腰直角三角形解决问题.
20.(2022·湖南湘潭·中考真题)已知、是平面直角坐标系中两点,连接.(1)如图①,点在线段上,以点为圆心的圆与两条坐标轴都相切,求过点的反比例函数表达式;(2)如图②,点是线段上一点,连接,将沿翻折,使得点与线段上的点重合,求经过、两点的一次函数表达式.
【答案】(1)(2)
【分析】(1)根据的坐标,可得直线的解析式,根据题意点为与的交点,求得交点的坐标,即可求解;(2)设,,根据题意求得,根据轴对称的性质结合图形求得,在中,即可求得的值,进而待定系数法求解析式即可求解.
(1)、
设直线的解析式为,则,解得,则直线的解析式为,
以点为圆心的圆与两条坐标轴都相切,则,点为与的交点,
,解得,则,
设点的反比例函数表达式为,则,;
(2)设,
将沿翻折,使得点与线段上的点重合,,
、中,
,,
在中,即
解得则 设直线的解析式为
则解得直线的解析式为.
【点睛】本题考查了坐标与图形,切线的性质,勾股定理与折叠,求直线解析式,求反比例函数解析式,求两直线交点,数形结合是解题的关键.
21.(2022·江苏泰州·中考真题)如图①,矩形ABCD与以EF为直径的半圆O在直线l的上方,线段AB与点E、F都在直线l上,且AB=7,EF=10,BC>5. 点B以1个单位/秒的速度从点E处出发,沿射线EF方向运动矩形ABCD随之运动,运动时间为t秒
(1)如图2,当t=2.5时,求半圆O在矩形ABCD内的弧的长度;
(2)在点B运动的过程中,当 AD、BC都与半圆O相交,设这两个交点为G、H连接OG,OH.若∠GOH为直角,求此时t的值.
【答案】(1)(2)8或9秒
【分析】(1)通过计算当t=2.5时EB=BO,进而得到△MBE≌△MBO,判断出△MEO为等边三角形得到∠EOM=60°,然后根据弧长公式求解;(2)通过判定△GAO≌△HBO,然后利用全等三角形的性质分析求解.
(1)解:设BC与⊙O交于点M,如下图所示:
当t=2.5时,BE=2.5,∵EF=10,∴OE=EF=5,∴OB=2.5,∴EB=OB,
在正方形ABCD中,∠EBM=∠OBM=90°,且MB=MB,
∴△MBE≌△MBO(SAS),∴ME=MO,∴ME=EO=MO,
∴△MOE是等边三角形,∴∠EOM=60°,∴.
(2)解:连接GO和HO,如下图所示:
∵∠GOH=90°,∴∠AOG+∠BOH=90°,
∵∠AOG+∠AGO=90°,∴∠AGO=∠BOH,
在△AGO和△OBH中,,
∴△AGO≌△BOH(AAS),∴AG=OB=BE-EO=t-5,
∵AB=7,∴AE=BE-AB=t-7,∴AO=EO-AE=5-(t-7)=12-t,
在Rt△AGO中,AG2+AO2=OG2,∴(t-5)2+(12-t)2=52,
解得:t1=8,t2=9,即t的值为8或9秒.
【点睛】本题考查全等三角形的判定和性质,弧长公式的计算,勾股定理的应用,掌握全等三角形的判定(一线三垂直模型),结合勾股定理列方程是解题关键.
22.(2022·湖南郴州·中考真题)如图1,在中,,,.点D从A点出发,沿线段AB向终点B运动.过点D作AB的垂线,与的直角边AC(或BC)相交于点E.设线段AD的长为a(cm),线段DE的长为h(cm).
(1)为了探究变量a与h之间的关系,对点D在运动过程中不同时刻AD,DE的长度进行测量,得出以下几组数据:
在平面直角坐标系中,以变量a的值为横坐标,变量h的值为纵坐标,描点如图2-1;以变量h的值为横坐标,变量a的值为纵坐标,描点如图2-2.根据探究的结果,解答下列问题:
①当时,________;当时,________.②将图2-1,图2-2中描出的点顺次连接起来.
③下列说法正确的是________.(填“A”或“B”)
A.变量h是以a为自变量的函数 B.变量a是以h为自变量的函数
(2)如图3,记线段DE与的一直角边、斜边围成的三角形(即阴影部分)的面积为s.
①分别求出当和时,s关于a的函数表达式;②当时,求a的值.
【答案】(1)①1.5;1或3;②见解析;③A
(2)①当时,;当时,;②或
【分析】(1)①根据题意,对照变量h和变量a对应的数值即可填写,②图2-1,图2-2中描出的点顺次连接起来即可;③根据函数的定义即可判断;(2) ①如图,当时,,得到阴影部分是三角形ADE的面积:;当时,,得到阴影部分的面积是三角形BDE的面积:.②当时,令,解得a;当时,令,解得a即可求解;
【解析】(1)解:①根据题意,对照变量h和变量a对应的数值,当时,1.5;当时,1或3.故答案为:1.5;1或3;
②连线如图2-1、图2-2所示:
③根据函数的定义:设在某变化过程中有两个变量x、y,如果对于x在某一范围
内的每一个确定的值,y都有唯一确定的值与它对应,那么就称y是x的函数,x叫
做自变量,所以变是h是以a为自变量的函数,故A选项符合,故选:A.
(2)①如图3,当时,,∴阴影部分的面积:;
当时,,∴阴影部分的面积:.
∴当时,;当时,.
②当时,令,解得或(不符合题意,舍去).
当时,令,解得或(不符合题意,含去).
∴当时,或.
【点睛】本题考查了函数图像,写函数关系式,理解函数的定义以及表示方法,会根据三角形的面积公式得出函数关系式是解题的关键.
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