2022年中考数学真题考点分类专练专题29动点综合问题(含解析)
展开这是一份2022年中考数学真题考点分类专练专题29动点综合问题(含解析),共98页。试卷主要包含了单选题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
备战2023年中考数学必刷真题考点分类专练(全国通用)
专题29动点综合问题
一、单选题
1.(·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
【详解】
【分析】
分0≤x≤1,1
解:当0≤x≤1时,过点F作FG⊥AB于点G,
∵∠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
∵∠DAH=60°,AE=x,AD=1,DF= x-1,
∴AH=,
由勾股定理得DH=,
∴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.
2.(·湖北鄂州·中考真题)如图,定直线MNPQ,点B、C分别为MN、PQ上的动点,且BC=12,BC在两直线间运动过程中始终有∠BCQ=60°.点A是MN上方一定点,点D是PQ下方一定点,且AEBCDF,AE=4,DF=8,AD=24,当线段BC在平移过程中,AB+CD的最小值为( )
A.24 B.24 C.12 D.12
【答案】C
【详解】
【分析】
如图所示,过点F作交BC于H,连接EH,可证明四边形CDFH是平行四边形,得到CH=DF=8,CD=FH,则BH=4,从而可证四边形ABHE是平行四边形,得到AB=HE,即可推出当E、F、H三点共线时,EH+HF有最小值EF即AB+CD有最小值EF,延长AE交PQ于G,过点E作ET⊥PQ于T,过点A作AL⊥PQ于L,过点D作DK⊥PQ于K,证明四边形BEGC是平行四边形,∠EGT=∠BCQ=60°,得到EG=BC=12,然后通过勾股定理和解直角三角形求出ET和TF的长即可得到答案.
【详解】
解:如图所示,过点F作交BC于H,连接EH,
∵,
∴四边形CDFH是平行四边形,
∴CH=DF=8,CD=FH,
∴BH=4,
∴BH=AE=4,
又∵,
∴四边形ABHE是平行四边形,
∴AB=HE,
∵,
∴当E、F、H三点共线时,EH+HF有最小值EF即AB+CD有最小值EF,
延长AE交PQ于G,过点E作ET⊥PQ于T,过点A作AL⊥PQ于L,过点D作DK⊥PQ于K,
∵,
∴四边形BEGC是平行四边形,∠EGT=∠BCQ=60°,
∴EG=BC=12,
∴,
同理可求得,,
∴,
∵AL⊥PQ,DK⊥PQ,
∴,
∴△ALO∽△DKO,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
故选C.
【点睛】
本题主要考查了平行四边形的性质与判定,相似三角形的性质与判定,勾股定理,解直角三角形,正确作出辅助线推出当E、F、H三点共线时,EH+HF有最小值EF即AB+CD有最小值EF是解题的关键.
3.(·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】B
【详解】
【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,
∴CF=BF-BC=6,
∵点N是CE的中点,点M是EF的中点,
∴MN=CF=3,
∴点M的运动路径长为3,
故选:B.
【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.
4.(·湖北恩施·中考真题)如图,在四边形ABCD中,∠A=∠B=90°,AD=10cm,BC=8cm,点P从点D出发,以1cm/s的速度向点A运动,点M从点B同时出发,以相同的速度向点C运动,当其中一个动点到达端点时,两个动点同时停止运动.设点P的运动时间为t(单位:s),下列结论正确的是( )
A.当时,四边形ABMP为矩形
B.当时,四边形CDPM为平行四边形
C.当时,
D.当时,或6s
【答案】D
【详解】
【分析】
计算AP和BM的长,得到AP≠BM,判断选项A;计算PD和CM的长,得到PD≠CM,判断选项B;按PM=CD,且PM与CD不平行,或PM=CD,且PM∥CD分类讨论判断选项C和D.
【详解】
解:由题意得PD=t,AP=AD-PD=10-t,BM=t,CM=8-t,∠A=∠B=90°,
A、当时,AP=10-t=6 cm,BM=4 cm,AP≠BM,则四边形ABMP不是矩形,该选项不符合题意;
B、当时,PD=5 cm,CM=8-5=3 cm,PD≠CM,则四边形CDPM不是平行四边形,该选项不符合题意;
作CE⊥AD于点E,则∠CEA=∠A=∠B=90°,
∴四边形ABCE是矩形,
∴BC=AE=8 cm,
∴DE=2 cm,
PM=CD,且PQ与CD不平行,作MF⊥AD于点F,CE⊥AD于点E,
∴四边形CEFM是矩形,
∴FM=CE;
∴Rt△PFM≌Rt△DEC(HL),
∴PF=DE=2,EF=CM=8-t,
∴AP=10-4-(8-t)=10-t,
解得t=6 s;
PM=CD,且PM∥CD,
∴四边形CDPM是平行四边形,
∴DP=CM,
∴t=8-t,
解得t=4 s;
综上,当PM=CD时,t=4s或6s;选项C不符合题意;选项D符合题意;
故选:D.
【点睛】
此题重点考查矩形的判定与性质、全等三角形的判定与性质,解题的关键是正确地作出解题所需要的辅助线,应注意分类讨论,求出所有符合条件的t的值.
5.(·黑龙江·中考真题)如图,正方形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,点F是CD上一点,交BC于点E,连接AE,BF交于点P,连接OP.则下列结论:①;②;③;④若,则;⑤四边形OECF的面积是正方形ABCD面积的.其中正确的结论是( )
A.①②④⑤ B.①②③⑤ C.①②③④ D.①③④⑤
【答案】B
【详解】
【分析】
分别对每个选项进行证明后进行判断:
①通过证明得到EC=FD,再证明得到∠EAC=∠FBD,从而证明∠BPQ=∠AOQ=90°,即;
②通过等弦对等角可证明;
③通过正切定义得,利用合比性质变形得到,再通过证明得到,代入前式得,最后根据三角形面积公式得到,整体代入即可证得结论正确;
④作EG⊥AC于点G可得EGBO,根据,设正方形边长为5a,分别求出EG、AC、CG的长,可求出,结论错误;
⑤将四边形OECF的面积分割成两个三角形面积,利用,可证明S四边形OECF=S△COE+S△COF= S△DOF+S△COF =S△COD即可证明结论正确.
【详解】
①∵四边形ABCD是正方形,O是对角线AC、BD的交点,
∴OC=OD,OC⊥OD,∠ODF=∠OCE=45°
∵
∴∠DOF+∠FOC=∠FOC+∠EOC=90°
∴∠DOF=∠EOC
在△DOF与△COE中
∴
∴EC=FD
∵在△EAC与△FBD中
∴
∴∠EAC=∠FBD
又∵∠BQP=∠AQO
∴∠BPQ=∠AOQ=90°
∴AE⊥BF
所以①正确;
②∵∠AOB=∠APB=90°
∴点P、O在以AB为直径的圆上
∴AO是该圆的弦
∴
所以②正确;
③∵
∴
∴
∴
∴
∵
∴
∴
∴
∴
∵
∴
∴
所以③正确;
④作EG⊥AC于点G,则EGBO,
∴
设正方形边长为5a,则BC=5a,OB=OC=,
若,则,
∴
∴
∴
∵EG⊥AC,∠ACB=45°,
∴∠GEC=45°
∴CG=EG=
∴
所以④错误;
⑤∵,S四边形OECF=S△COE+S△COF
∴S四边形OECF= S△DOF+S△COF= S△COD
∵S△COD=
∴S四边形OECF=
所以⑤正确;
综上,①②③⑤正确,④错误,
故选 B
【点睛】
本题综合考查了三角形、正方形、圆和三角函数,熟练运用全等三角形、相似三角形、等弦对等角和三角函数的定义是解题的关键.
6.(·广西玉林·中考真题)如图的电子装置中,红黑两枚跳棋开始放置在边长为2的正六边形的顶点A处.两枚跳棋跳动规则是:红跳棋按顺时针方向1秒钟跳1个顶点,黑跳棋按逆时针方向3秒钟跳1个顶点,两枚跳棋同时跳动,经过秒钟后,两枚跳棋之间的距离是( )
A.4 B. C.2 D.0
【答案】B
【详解】
【分析】
由题意可分别求出经过秒后,红黑两枚跳棋的位置,然后根据正多边形的性质及含30度直角三角形的性质可进行求解.
【详解】
解:∵÷3=674,÷1=,
∴,
∴经过秒后,红跳棋落在点A处,黑跳棋落在点E处,
连接AE,过点F作FG⊥AE于点G,如图所示:
在正六边形中,,
∴,
∴,
∴,
∴,
故选B.
【点睛】
本题主要考查图形规律问题、勾股定理、含30度直角三角形的性质及正多边形的性质,熟练掌握图形规律问题、勾股定理、含30度直角三角形的性质及正多边形的性质是解题的关键.
7.(·广西·中考真题)如图,在中,,将绕点A逆时针旋转,得到,连接并延长交AB于点D,当时,的长是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】
【分析】
先证,再求出AB的长,最后根据弧长公式求得.
【详解】
解:,
,
是绕点A逆时针旋转得到,
,,
在中,,
,
,
,
,
,
,
的长=,
故选:B.
【点睛】
本题考查了图形的旋转变换,等腰三角形的性质,三角函数定义,弧长公式,正确运算三角函数定义求线段的长度是解本题的关键.
8.(·江苏苏州·中考真题)如图,点A的坐标为,点B是x轴正半轴上的一点,将线段AB绕点A按逆时针方向旋转60°得到线段AC.若点C的坐标为,则m的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】
【分析】
过C作CD⊥x轴于D,CE⊥y轴于E,根据将线段AB绕点A按逆时针方向旋转60°得到线段AC,可得△ABC是等边三角形,又A(0,2),C(m,3),即得,可得,,从而,即可解得.
【详解】
解:过C作CD⊥x轴于D,CE⊥y轴于E,如图所示:
∵CD⊥x轴,CE⊥y轴,
∴∠CDO=∠CEO=∠DOE=90°,
∴四边形EODC是矩形,
∵将线段AB绕点A按逆时针方向旋转60°得到线段AC,
∴AB=AC,∠BAC=60°,
∴△ABC是等边三角形,
∴AB=AC=BC,
∵A(0,2),C(m,3),
∴CE=m=OD,CD=3,OA=2,
∴AE=OE−OA=CD−OA=1,
∴,
在Rt△BCD中,,
在Rt△AOB中,,
∵OB+BD=OD=m,
∴,
化简变形得:3m4−22m2−25=0,
解得:或(舍去),
∴,故C正确.
故选:C.
【点睛】
本题考查直角坐标系中的旋转变换,解题的关键是熟练应用勾股定理,用含m的代数式表示相关线段的长度.
9.(·辽宁·中考真题)如图,在中,,动点P从点A出发,以每秒1个单位长度的速度沿线段匀速运动,当点P运动到点B时,停止运动,过点P作交于点Q,将沿直线折叠得到,设动点P的运动时间为t秒,与重叠部分的面积为S,则下列图象能大致反映S与t之间函数关系的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】
【分析】
由题意易得,,则有,进而可分当点P在AB中点的左侧时和在AB中点的右侧时,然后分类求解即可.
【详解】
解:∵,
∴,
由题意知:,
∴,
由折叠的性质可得:,
当点P与AB中点重合时,则有,
当点P在AB中点的左侧时,即,
∴与重叠部分的面积为;
当点P在AB中点的右侧时,即,如图所示:
由折叠性质可得:,,
∴,
∴,
∴,
∴与重叠部分的面积为;
综上所述:能反映与重叠部分的面积S与t之间函数关系的图象只有D选项;
故选D.
【点睛】
本题主要考查二次函数的图象及三角函数,熟练掌握二次函数的图象及三角函数是解题的关键.
10.(·贵州遵义·中考真题)遵义市某天的气温(单位:℃)随时间(单位:)的变化如图所示,设表示0时到时气温的值的极差(即0时到时范围气温的最大值与最小值的差),则与的函数图象大致是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】
【分析】
根据函数图象逐段分析,进而即可求解.
【详解】
解:∵根据函数图象可知,从0时至5时,先变大,从5到10时,的值不发生变化
大概12时后变大,从14到24时,不变,
∴的变化规律是,先变大,然后一段时间不变又变大,最后不发生变化,
反映到函数图象上是先升,然后一段平行于的线段,再升,最后不变
故选A
【点睛】
本题考查了函数图象,极差,理解题意是解题的关键.
11.(·黑龙江齐齐哈尔·中考真题)如图①所示(图中各角均为直角),动点Р从点A出发,以每秒1个单位长度的速度沿A→B→C→D→E路线匀速运动,△AFP的面积y随点Р运动的时间x(秒)之间的函数关系图象如图②所示,下列说法正确的是( )
A.AF=5 B.AB=4 C.DE=3 D.EF=8
【答案】B
【详解】
【分析】
路线为A→B→C→D→E,将每段路线在坐标系中对应清楚即可得出结论.
【详解】
解:坐标系中对应点运动到B点
B选项正确
即:
解得:
A选项错误
12~16s对应的DE段
C选项错误
6~12s对应的CD段
D选项错误
故选:B.
【点睛】
本题考查动点问题和坐标系,将坐标系中的图象与点的运动过程对应是本题的解题关键.
12.(·湖北武汉·中考真题)如图,边长分别为1和2的两个正方形,其中有一条边在同一水平线上,小正方形沿该水平线自左向右匀速穿过大正方形,设穿过的时间为t,大正方形的面积为,小正方形与大正方形重叠部分的面积为,若,则S随t变化的函数图象大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】
【分析】
根据题意,设小正方形运动的速度为V,分三个阶段;①小正方形向右未完全穿入大正方形,②小正方形穿入大正方形但未穿出大正方形,③小正方形穿出大正方形,分别求出S,可得答案.
【详解】
解:根据题意,设小正方形运动的速度为v,由于v分三个阶段;
①小正方形向右未完全穿入大正方形,S=2×2-vt×1=4-vt(vt≤1);
②小正方形穿入大正方形但未穿出大正方形,S=2×2-1×1=3;
③小正方形穿出大正方形,S=2×2-(1×1-vt)=3+vt(vt≤1).
分析选项可得,A符合,C中面积减少太多,不符合.
故选:A.
【点睛】
本题主要考查了动点问题的函数图象,解决此类问题,注意将过程分成几个阶段,依次分析各个阶段得变化情况,进而综合可得整体得变化情况.
13.(·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
【详解】
【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.
第II卷(非选择题)
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二、填空题
14.(·山东烟台·中考真题)如图1,△ABC中,∠ABC=60°,D是BC边上的一个动点(不与点B,C重合),DEAB,交AC于点E,EFBC,交AB于点F.设BD的长为x,四边形BDEF的面积为y,y与x的函数图象是如图2所示的一段抛物线,其顶点P的坐标为(2,3),则AB的长为 _____.
【答案】
【详解】
【分析】
根据抛物线的对称性知,BC=4,作FH⊥BC于H,当BD=2时,▱BDEF的面积为3,则此时BF=,AB=2BF,即可解决问题.
【详解】
解:∵抛物线的顶点为(2,3),过点(0,0),
∴x=4时,y=0,
∴BC=4,
作FH⊥BC于H,当BD=2时,▱BDEF的面积为3,
∵3=2FH,
∴FH=,
∵∠ABC=60°,
∴BF==,
∵DE∥AB,
∴AB=2BF=,
故答案为:.
【点睛】
本题主要考查了动点的函数图象问题,抛物线的对称性,平行四边形的性质,特殊角的三角函数值等知识,求出BC=4是解题的关键.
15.(·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】##
【详解】
【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.
16.(·广西·中考真题)如图,在正方形ABCD中,,对角线相交于点O.点E是对角线AC上一点,连接BE,过点E作,分别交于点F、G,连接BF,交AC于点H,将沿EF翻折,点H的对应点恰好落在BD上,得到若点F为CD的中点,则的周长是_________.
【答案】##
【详解】
【分析】
过点E作PQAD交AB于点P,交DC于点Q,得到BP=CQ,从而证得≌,得到BE=EF,再利用,F为中点,求得,从而得到,再求出,再利用ABFC,求出,得到,求得,,从而得到EH=AH-AE=,再求得得到,求得EG=,OG=1, 过点F作FM⊥AC 于点M,作FN⊥OD于点N,求得FM=2,MH=,FN=2,证得Rt≌Rt得到,从而得到ON=2,NG=1, ,从而得到答案.
【详解】
解:过点E作PQAD交AB于点P,交DC于点Q,
∵ADPQ,
∴AP=DQ,,
∴BP=CQ,
∵,
∴BP=CQ=EQ,
∵EF⊥BE,
∴
∵
∴,
在与中
∴≌,
∴BE=EF,
又∵,F为中点,
∴,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴AE=AO-EO=4-2=2,
∵ABFC,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
,
∴EH=AH-AE=,
∵,
,
∴,
又∵,
∴
∴,
,
∴EG=,OG=1,
过点F作FM⊥AC 于点M,
∴FM=MC==,
∴MH=CH-MC=,
作FN⊥OD于点N,
,
在Rt与Rt中
∴Rt≌Rt
∴,
∴ON=2,NG=1,
∴,
∴,
故答案为:.
【点睛】
本题考查了正方形的性质应用,重点是与三角形相似和三角形全等的结合,熟练掌握做辅助线是解题的关键.
17.(·四川广元·中考真题)如图,直尺AB垂直竖立在水平面上,将一个含45°角的直角三角板CDE的斜边DE靠在直尺的一边AB上,使点E与点A重合,DE=12cm.当点D沿DA方向滑动时,点E同时从点A出发沿射线AF方向滑动.当点D滑动到点A时,点C运动的路径长为 _____cm.
【答案】
【详解】
【分析】
由题意易得cm,则当点D沿DA方向下滑时,得到,过点作于点N,作于点M,然后可得,进而可知点D沿DA方向下滑时,点C′在射线AC上运动,最后问题可求解.
【详解】
解:由题意得:∠DEC=45°,DE=12cm,
∴cm,
如图,当点D沿DA方向下滑时,得到,过点作于点N,作于点M,
∵∠DAM=90°,
∴四边形NAMC′是矩形,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,,
∴平分∠NAM,
即点D沿DA方向下滑时,点C′在射线AC上运动,
∴当时,此时四边形是正方形,CC′的值最大,最大值为,
∴当点D滑动到点A时,点C运动的路径长为;
故答案为.
【点睛】
本题主要考查正方形的性质、全等三角形的性质与判定、等腰直角三角形的性质及角平分线的判定定理,熟练掌握正方形的性质、全等三角形的性质与判定、等腰直角三角形的性质及角平分线的判定定理是解题的关键.
18.(·湖北随州·中考真题)如图1,在矩形ABCD中,,,E,F分别为AB,AD的中点,连接EF.如图2,将△AEF绕点A逆时针旋转角,使,连接BE并延长交DF于点H,则∠BHD的度数为______,DH的长为______.
【答案】 90°##90度 ##
【详解】
【分析】
设EF交AD于点M,BH交AD于点N,先证明△ADF∽△ABE,可得∠ADF=∠ABE,可得∠BHD=∠BAD=90°;然后过点E作EG⊥AB于点G,可得四边形AMEG是矩形,从而得到EG=AM,AG=ME,∠ABE=∠MEN,然后求出,再利用锐角三角函数可得,从而得到,进而得到,可得到,从而得到,进而得到DN=2,即可求解.
【详解】
解:如图,设EF交AD于点M,BH交AD于点N,
根据题意得:∠BAE=∠DAF,∠EAF=90°,,
∴,
在矩形ABCD中,,,∠BAD=90°,
∴,
∴△ADF∽△ABE,
∴∠ADF=∠ABE,
∵∠ANB=∠DNH,
∴∠BHD=∠BAD=90°;
如图,过点E作EG⊥AB于点G,
∴∠AGE=∠AME=∠BAD=90°,
∴四边形AMEG是矩形,
∴EG=AM,AG=ME,ME∥AB,
∴∠ABE=∠MEN,
在中,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,即,
∴,
∵∠ADF=∠ABE,
∴,
即DH=2HN,
∵,
解得:或(舍去).
故答案为:90°,
【点睛】
本题主要考查了图形的旋转,解直角三角形,矩形的性质和判定,相似三角形的判定和性质,熟练掌握直角三角形的性质,矩形的性质和判定,相似三角形的判定和性质是解题的关键.
19.(·江苏苏州·中考真题)如图,在矩形ABCD中.动点M从点A出发,沿边AD向点D匀速运动,动点N从点B出发,沿边BC向点C匀速运动,连接MN.动点M,N同时出发,点M运动的速度为,点N运动的速度为,且.当点N到达点C时,M,N两点同时停止运动.在运动过程中,将四边形MABN沿MN翻折,得到四边形.若在某一时刻,点B的对应点恰好在CD的中点重合,则的值为______.
【答案】
【详解】
【分析】
在矩形ABCD中,设,运动时间为,得到,利用翻折及中点性质,在中利用勾股定理得到,然后利用得到,在根据判定的 得到,从而代值求解即可.
【详解】
解:如图所示:
在矩形ABCD中,设,运动时间为,
,
在运动过程中,将四边形MABN沿MN翻折,得到四边形,
,
若在某一时刻,点B的对应点恰好在CD的中点重合,
,
在中,,则,
,
,
,
,
,
,
,
,则,
,即,
在和中,
,
,即,
,
故答案为:.
【点睛】
本题属于矩形背景下的动点问题,涉及到矩形的性质、对称性质、中点性质、两个三角形相似的判定与性质、勾股定理及两个三角形全等的判定与性质等知识点,熟练掌握相关性质及判定,求出相应线段长是解决问题的关键.
20.(·四川自贡·中考真题)如图,矩形中,,是的中点,线段在边上左右滑动;若,则的最小值为____________.
【答案】
【详解】
【分析】
如图,作G关于AB的对称点G',在CD上截取CH=1,然后连接HG'交AB于E,在EB上截取EF=1,此时GE+CF的值最小,可得四边形EFCH是平行四边形,从而得到G'H=EG'+EH=EG+CF,再由勾股定理求出HG'的长,即可求解.
【详解】
解:如图,作G关于AB的对称点G',在CD上截取CH=1,然后连接HG'交AB于E,在EB上截取EF=1,此时GE+CF的值最小,
∴G'E=GE,AG=AG',
∵四边形ABCD是矩形,
∴AB∥CD,AD=BC=2
∴CH∥EF,
∵CH=EF=1,
∴四边形EFCH是平行四边形,
∴EH=CF,
∴G'H=EG'+EH=EG+CF,
∵AB=4,BC=AD=2,G为边AD的中点,
∴AG=AG'=1
∴DG′=AD+AG'=2+1=3,DH=4-1=3,
∴,
即的最小值为.
故答案为:
【点睛】
此题主要考查了利用轴对称求最短路径问题,矩形的性质,勾股定理等知识,确定GE+CF最小时E,F位置是解题关键.
21.(·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】
【详解】
【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.
22.(·河南·中考真题)如图,将扇形AOB沿OB方向平移,使点O移到OB的中点处,得到扇形.若∠O=90°,OA=2,则阴影部分的面积为______.
【答案】
【详解】
【分析】
设与扇形交于点,连接,解,求得,根据阴影部分的面积为,即可求解.
【详解】
如图,设与扇形交于点,连接,如图
是OB的中点
, OA=2,
=90°,将扇形AOB沿OB方向平移,
阴影部分的面积为
故答案为:
【点睛】
本题考查了解直角三角形,求扇形面积,平移的性质,求得是解题的关键.
三、解答题
23.(·贵州铜仁·中考真题)如图,等边、等边的边长分别为3和2.开始时点A与点D重合,在上,在上,沿向右平移,当点D到达点B时停止.在此过程中,设、重合部分的面积为y,移动的距离为x,则y与x的函数图象大致为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】
【分析】
当在内移动时,、重合部分的面积不变,当移出时,计算出,得到,从而得到答案.
【详解】
如下图所示,当E和B重合时,AD=AB-DB=3-2=1,
∴ 当移动的距离为时,在内,,
当E在B的右边时,如下图所示,设移动过程中DF与CB交于点N,过点N坐NM垂直于AE,垂足为M,
根据题意得AD=x,AB=3,
∴DB=AB-AD=3-x,
∵,,
∴是等边三角形,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴当时,是一个关于的二次函数,且开口向上,
∵当时,,当时,,
故选:C.
【点睛】
本题考查图形移动、等边三角形的性质,二次函数的性质,根据题意得到二次函数的详解式是解题的关键.
24.(·山东临沂·中考真题)已知是等边三角形,点B,D关于直线AC对称,连接AD,CD.
(1)求证:四边形ABCD是菱形;
(2)在线段AC上任取一点Р(端点除外),连接PD.将线段PD绕点Р逆时针旋转,使点D落在BA延长线上的点Q处.请探究:当点Р在线段AC上的位置发生变化时,的大小是否发生变化?说明理由.
(3)在满足(2)的条件下,探究线段AQ与CP之间的数量关系,并加以证明.
【答案】(1)见详解
(2)大小不变,理由见详解
(3),证明见详解
【详解】
【分析】
(1)连接BD,由等边三角形的性质可得AC垂直平分BD,继而得出,便可证明;
(2)连接PB,过点P作交AB于点E,PF⊥AB于点F,可证明是等边三角形,由等腰三角形三线合一证明,,即可求解;
(3)由等腰三角形三线合一的性质可得AF = FE,QF = BF,即可证明.
(1)
连接BD,
是等边三角形,
,
点B,D关于直线AC对称,
AC垂直平分BD,
,
,
四边形ABCD是菱形;
(2)
当点Р在线段AC上的位置发生变化时,的大小不发生变化,始终等于60°,理由如下:
将线段PD绕点Р逆时针旋转,使点D落在BA延长线上的点Q处,
,
是等边三角形,
,
连接PB,过点P作交AB于点E,PF⊥AB于点F,
则,
,
是等边三角形,
,
,
,
点B,D关于直线AC对称,点P在线段AC上,
PB = PD,∠DPA =∠BPA,
PQ = PD,
,
,
∠QPF -∠APF =∠BPF -∠EPF,
即∠QPA = ∠BPE,
∠DPQ =∠DPA - ∠QPA=∠BPA-∠BPE = ∠APE = 60°;
(3)
AQ= CP,证明如下:
AC = AB,AP= AE,
AC - AP = AB – AE,即CP= BE,
AP = EP,PF⊥AB,
AF = FE,
PQ= PD,PF⊥AB,
QF = BF,
QF - AF = BF – EF,即AQ= BE,
AQ= CP.
【点睛】
本题考查了图形的旋转,等边三角形的判定和性质,等腰三角形的性质,菱形的判定等,熟练掌握知识点是解题的关键.
25.(·山东潍坊·中考真题)【情境再现】
甲、乙两个含角的直角三角尺如图①放置,甲的直角顶点放在乙斜边上的高的垂足O处,将甲绕点O顺时针旋转一个锐角到图②位置.小莹用作图软件Geogebra按图②作出示意图,并连接,如图③所示,交于E,交于F,通过证明,可得.
请你证明:.
【迁移应用】
延长分别交所在直线于点P,D,如图④,猜想并证明与的位置关系.
【拓展延伸】
小亮将图②中的甲、乙换成含角的直角三角尺如图⑤,按图⑤作出示意图,并连接,如图⑥所示,其他条件不变,请你猜想并证明与的数量关系.
【答案】证明见详解;垂直;
【详解】
【分析】
证明,即可得出结论;通过,可以求出,得出结论;证明,得出,得出结论;
【详解】
证明: ,
,
,
,
,
,
;
迁移应用:,
证明: ,
,
,
,
,
,
,
;
拓展延伸:,
证明:在中,,
在中,,
,
由上一问题可知,,
,
,
.
【点睛】
本题考查旋转变换,涉及知识点:全等三角形的判定与性质,相似三角形的判定与性质、锐角三角函数、等角的余角相等,解题关键结合图形灵活应用相关的判定与性质.
26.(·广西梧州·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,直线分别与x,y轴交于点A,B,抛物线恰好经过这两点.
(1)求此抛物线的详解式;
(2)若点C的坐标是,将绕着点C逆时针旋转90°得到,点A的对应点是点E.
①写出点E的坐标,并判断点E是否在此抛物线上;
②若点P是y轴上的任一点,求取最小值时,点P的坐标.
【答案】(1)
(2)①点E在抛物线上;②(0,)
【详解】
【分析】
(1)先求出A、B坐标,然后根据待定系数法求解即可;
(2)①根据旋转的性质求出EF=AO=3,CF=CO=6,从而可求E的坐标,然后把E的坐标代入(1)的函数详解式中,从而判断出点E是否在抛物线上;
②过点P作PQ⊥AB于Q,证明△ABO∽△PBQ,从而求出,则可判断当P,E,Q三点共线,且EP⊥AB时,取最小值,然后根据待定系数法求直线EP详解式,即可求出点P的坐标.
(1)
解:当x=0时,y=-4,
当y=0时,,
∴x=-3,
∴A(-3,0),B(0,-4),
把A、B代入抛物线,
得,
∴,
∴抛物线详解式为;
(2)
①∵A(-3,0),C(0,6),
∴AO=3,CO=6,
由旋转知:EF=AO=3,CF=CO=6,∠FCO=90°
∴E到x轴的距离为6-3=3,
∴点E的坐标为(6,3),
当x=3时,,
∴点E在抛物线上;
②过点P作PQ⊥AB于Q,
又∠AOB=90°,
∴∠AOB=∠PQB,
在Rt△ABO中,AO=3,BO=4,
∴由勾股定理得:AB=5,
∵∠AOB=∠PQB,∠ABO=∠PBQ,
∴△ABO∽△PBQ,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴当P,E,Q三点共线,且EP⊥AB时,取最小值,
∵EP⊥AB,
∴设直线EP详解式为,
又E(6,0),
∴,
∴,
∴直线EP详解式为,
当x=0时,y=,
∴点P坐标为(0,).
【点睛】
本题考查了待定系数法求二次函数函数详解式,相似三角形的判定与性质等,解第(2)题第②问的关键是正确作出点P的位置.
27.(·山东青岛·中考真题)如图,在中,,将绕点A按逆时针方向旋转得到,连接.点P从点B出发,沿方向匀速运动,速度为;同时,点Q从点A出发,沿方向匀速运动,速度为.交于点F,连接.设运动时间为.解答下列问题:
(1)当时,求t的值;
(2)设四边形的面积为,求S与t之间的函数关系式;
(3)是否存在某一时刻t,使?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,
【详解】
【分析】
(1)利用得,即,进而求解;
(2)分别过点C,P作,垂足分别为M,N,证得,,求得,再证得,得出,根据即可求出表达式;
(3)当时,易证,得出,则,进而求出t值.
(1)
解:在中,由勾股定理得,
∵绕点A按逆时针方向旋转得到
∴
∵
∴
又
∴
∴
∴
∴
答:当时,t的值为.
(2)
解:分别过点C,P作,垂足分别为M,N
∵
∴
又
∴
∴
∴
∴
∵
∴
∴
∴
∴
∴
∴
∴
(3)
解:假设存在某一时刻t,使
∵
∴
∵
∴
又
∴
∴
∴
∴
∴存在时刻,使.
【点睛】
本题考查了旋转与相似,利用勾股定理求线段长,平行线的性质,根据旋转的性质,找到相似图形是解决问题的关键,是中考中的常考题.
28.(·山西·中考真题)综合与实践
问题情境:在Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=6,AC=8.直角三角板EDF中∠EDF=90°,将三角板的直角顶点D放在Rt△ABC斜边BC的中点处,并将三角板绕点D旋转,三角板的两边DE,DF分别与边AB,AC交于点M,N,猜想证明:
(1)如图①,在三角板旋转过程中,当点M为边AB的中点时,试判断四边形AMDN的形状,并说明理由;
问题解决:
(2)如图②,在三角板旋转过程中,当时,求线段CN的长;
(3)如图③,在三角板旋转过程中,当AM=AN时,直接写出线段AN的长.
【答案】(1)四边形AMDN为矩形;理由见详解;(2);(3).
【详解】
【分析】
(1)由三角形中位线定理得到MD∥AC,证明∠A=∠AMD=∠MDN=90°,即可证明结论;
(2)证明△NDC是等腰三角形,过点N作NG⊥BC于点G,证明△CGN∽△CAB,利用相似三角形的性质即可求解;
(3)延长ND,使DH=DN,证明△BDH≌△CDN,推出BH=CN,∠DBH=∠C,证明∠MBH=90°,设AM=AN=x,在Rt△BMH中,利用勾股定理列方程,解方程即可求解.
【详解】
解:(1)四边形AMDN为矩形.
理由如下:∵点M为AB的中点,点D为BC的中点,
∴MD∥AC,
∴∠AMD+∠A=180°,
∵∠A=90°,
∴∠AMD=90°,
∵∠EDF=90°,
∴∠A=∠AMD=∠MDN=90°,
四边形AMDN为矩形;
(2)在Rt△ABC中,∠A=90°,AB=6,AC=8,
∴∠B+∠C=90°,.
∵点D是BC的中点,
∴CD=BC=5.
∵∠EDF=90°,
∴∠MDB+∠1=90°.
∵∠B=∠MDB,
∴∠1=∠C.
∴ND=NC.
过点N作NG⊥BC于点G,则∠CGN=90°.
∴CG=CD=.
∵∠C=∠C,∠CGN=∠CAB=90°,
∴△CGN∽△CAB.
∴,即,
∴;
(3)延长ND至H,使DH=DN,连接MH,NM,BH,
∵MD⊥HN,∴MN=MH,
∵D是BC中点,
∴BD=DC,
又∵∠BDH=∠CDN,
∴△BDH≌△CDN,
∴BH=CN,∠DBH=∠C,
∵∠BAC=90°,
∵∠C+∠ABC=90°,
∴∠DBH+∠ABC=90°,
∴∠MBH=90°,
设AM=AN=x,则BM=6-x,BH=CN=8-x,MN=MH=x,
在Rt△BMH中,BM2+BH2=MH2,
∴(6-x)2+(8-x)2=(x)2,
解得x=,
∴线段AN的长为.
【点睛】
本题考查了全等三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,矩形的判定,勾股定理,解第(3)问的关键是学会利用参数构建方程解决问题.
29.(·吉林长春·中考真题)如图,在中,,,点M为边的中点,动点P从点A出发,沿折线以每秒个单位长度的速度向终点B运动,连结.作点A关于直线的对称点,连结、.设点P的运动时间为t秒.
(1)点D到边的距离为__________;
(2)用含t的代数式表示线段的长;
(3)连结,当线段最短时,求的面积;
(4)当M、、C三点共线时,直接写出t的值.
【答案】(1)3
(2)当0≤t≤1时,;当1<t≤2时,;
(3)
(4)或
【详解】
【分析】
(1)连接DM,根据等腰三角形的性质可得DM⊥AB,再由勾股定理,即可求解;
(2)分两种情况讨论:当0≤t≤1时,点P在AD边上;当1<t≤2时,点P在BD边上,即可求解;
(3)过点P作PE⊥DM于点E,根据题意可得点A的运动轨迹为以点M为圆心,AM长为半径的圆,可得到当点D、A′、M三点共线时,线段最短,此时点P在AD上,再证明△PDE∽△ADM,可得,从而得到,在中,由勾股定理可得,即可求解;
(4)分两种情况讨论:当点位于M、C之间时,此时点P在AD上;当点()位于C M的延长线上时,此时点P在BD上,即可求解.
(1)
解:如图,连接DM,
∵AB=4,,点M为边的中点,
∴AM=BM=2,DM⊥AB,
∴,
即点D到边的距离为3;
故答案为:3
(2)
解:根据题意得:当0≤t≤1时,点P在AD边上,
;
当1<t≤2时,点P在BD边上,;
综上所述,当0≤t≤1时,;当1<t≤2时,;
(3)
解:如图,过点P作PE⊥DM于点E,
∵作点A关于直线的对称点,
∴A′M=AM=2,
∴点A的运动轨迹为以点M为圆心,AM长为半径的圆,
∴当点D、A′、M三点共线时,线段最短,此时点P在AD上,
∴,
根据题意得:,,
由(1)得:DM⊥AB,
∵PE⊥DM,
∴PE∥AB,
∴△PDE∽△ADM,
∴,
∴,
解得:,
∴,
在中,,
∴,解得:,
∴,
∴;
(4)
解:如图,
当点M、、C三点共线时,且点位于M、C之间时,此时点P在AD上,
连接A A′, A′B,过点P作PF⊥AB于点F,过点A′作A′G⊥AB于点G,则A A′⊥PM,
∵AB为直径,
∴∠A =90°,即A A′⊥A′B,
∴PM∥A′B,
∴∠PMF=∠AB A′,
过点C作CN⊥AB交AB延长线于点N,
在中,AB∥DC,
∵DM⊥AB,
∴DM∥CN,
∴四边形CDMN为平行四边形,
∴CN=DM=3,MN=CD=4,
∴CM=5,
∴,
∵ M=2,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,即PF=3FM,
∵,,
∴,
∴,即AF=2FM,
∵AM=2,
∴,
∴,解得:;
如图,当点()位于C M的延长线上时,此时点P在BD上,,
过点作于点G′,则,取的中点H,则点M、P、H三点共线,过点H作HK⊥AB 于点K,过点P作PT⊥AB于点T,
同理:,
∵HK⊥AB,,
∴HK∥A′′G′,
∴,
∵点H是的中点,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,即MT=3PT,
∵,,
∴,
∴,
∵MT+BT=BM=2,
∴,
∴,解得:;
综上所述,t的值为或.
【点睛】
本题主要考查了四边形的综合题,熟练掌握平行四边形的性质,圆的基本性质,相似三角形的判定和性质,解直角三角形,根据题意得到点的运动轨迹是解题的关键,是中考的压轴题.
30.(·山东潍坊·中考真题)筒车是我国古代利用水力驱动的灌溉工具,车轮缚以竹简,旋转时低则舀水,高则泻水.如图,水力驱动筒车按逆时针方向转动,竹筒把水引至A处,水沿射线方向泻至水渠,水渠所在直线与水面平行;设筒车为,与直线交于P,Q两点,与直线交于B,C两点,恰有,连接.
(1)求证:为的切线;
(2)筒车的半径为,.当水面上升,A,O,Q三点恰好共线时,求筒车在水面下的最大深度(精确到,参考值:).
【答案】(1)答案见详解
(2)
【详解】
【分析】
(1)连接 并延长交 于,根据为的直径可以得到 ,继而得到 ,根据可证,可以得到,利用等量代换即可证明为的切线;
(2)根据,解出 ,根据 为的直径得到 ,进而得出,,又根据 得出,故可得到 ,过作交于,于是在等腰中,根据锐角三角函数求出长,进而求出最大深度.
(1)
证明:连接 并延长交 于,连接BM,
为的直径,
,
,
,
,
又∵∠D=∠D,
,
,
又,
,
,
为的切线;
(2)
解:如图所示,
,,
,
是的直径,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
过作交于,
为等腰直角三角形,
,
,
.
【点睛】
本题主要考查圆的切线的判断,等腰三角形、圆周角定理、相似三角形的判定与性质,锐角三角函数,掌握公式定理并且灵活应用是解题的关键.
31.(·山东聊城·中考真题)如图,在直角坐标系中,二次函数的图象与x轴交于A,B两点,与y轴交于点,对称轴为直线,顶点为点D.
(1)求二次函数的表达式;
(2)连接DA,DC,CB,CA,如图①所示,求证:;
(3)如图②,延长DC交x轴于点M,平移二次函数的图象,使顶点D沿着射线DM方向平移到点且,得到新抛物线,交y轴于点N.如果在的对称轴和上分别取点P,Q,使以MN为一边,点M,N,P,Q为顶点的四边形是平行四边形,求此时点Q的坐标.
【答案】(1)
(2)见详解
(3)点或(5,-8)
【详解】
【分析】
(1)根据抛物线对称轴和点C坐标分别确定b和c的值,进而求得结果;
(2)根据点A,D,C坐标可得出AD,AC,CD的长,从而推出三角形ADC为直角三角形,进而得出∠DAC和∠BCO的正切值相等,从而得出结论;
(3)先得出y1的顶点,进而得出先抛物线的表达式,从而求得M和N的坐标,点M,N,P,Q为顶点的四边形是平行四边形分为▱MNQP和▱MNPQ,根据M,N和点P的横坐标可以得出Q点的横坐标,进而求得结果.
(1)
解:由题意得,
,
∴,
∴二次函数的表达式为:;
(2)
证明:∵当时,,
∴,
由得,
,,
∴,
∴,
∵,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴;
(3)
解:如图,
作轴于E,作轴于F,
∴,
∴,
∴,
∴,,
∴,
∴的关系式为:,
由得,
或,
∴,
当时,,
∴,
设,
当四边形是平行四边形时,
∴,,
∴Q点的横坐标为,
当时,,
∴,
当四边形是平行四边形时,
同理可得:点Q横坐标为:5,
当时,,
∴,
综上所述:点或(5,).
【点睛】
本题考查了求二次函数的表达式,勾股定理的逆定理,相似三角形的判定和性质,平行四边形的性质和分类等知识,解决问题的关键熟练掌握有关基础知识.
32.(·山东烟台·中考真题)
(1)【问题呈现】如图1,△ABC和△ADE都是等边三角形,连接BD,CE.求证:BD=CE.
(2)【类比探究】如图2,△ABC和△ADE都是等腰直角三角形,∠ABC=∠ADE=90°.连接BD,CE.请直接写出的值.
(3)【拓展提升】如图3,△ABC和△ADE都是直角三角形,∠ABC=∠ADE=90°,且==.连接BD,CE.
①求的值;
②延长CE交BD于点F,交AB于点G.求sin∠BFC的值.
【答案】(1)见详解
(2)
(3)①;②
【详解】
【分析】
(1)证明△BAD≌△CAE,从而得出结论;
(2)证明△BAD∽△CAE,进而得出结果;
(3)①先证明△ABC∽△ADE,再证得△CAE∽△BAD,进而得出结果;
②在①的基础上得出∠ACE=∠ABD,进而∠BFC=∠BAC,进一步得出结果.
(1)
证明:∵△ABC和△ADE都是等边三角形,
∴AD=AE,AB=AC,∠DAE=∠BAC=60°,
∴∠DAE﹣∠BAE=∠BAC﹣∠BAE,
∴∠BAD=∠CAE,
∴△BAD≌△CAE(SAS),
∴BD=CE;
(2)
解:∵△ABC和△ADE都是等腰直角三角形,
,∠DAE=∠BAC=45°,
∴∠DAE﹣∠BAE=∠BAC﹣∠BAE,
∴∠BAD=∠CAE,
∴△BAD∽△CAE,
;
(3)
解:①,∠ABC=∠ADE=90°,
∴△ABC∽△ADE,
∴∠BAC=∠DAE,,
∴∠CAE=∠BAD,
∴△CAE∽△BAD,
;
②由①得:△CAE∽△BAD,
∴∠ACE=∠ABD,
∵∠AGC=∠BGF,
∴∠BFC=∠BAC,
∴sin∠BFC.
【点睛】
本题考查了等腰三角形的性质,全等三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质等知识,解决问题的关键是熟练掌握“手拉手”模型及其变形.
33.(·湖南湘潭·中考真题)在中,,,直线经过点,过点、分别作的垂线,垂足分别为点、.
(1)特例体验:
如图①,若直线,,分别求出线段、和的长;
(2)规律探究:
①如图②,若直线从图①状态开始绕点旋转,请探究线段、和的数量关系并说明理由;
②如图③,若直线从图①状态开始绕点A顺时针旋转,与线段相交于点,请再探线段、和的数量关系并说明理由;
(3)尝试应用:
在图③中,延长线段交线段于点,若,,求.
【答案】(1)BD=1;CE=1;DE=2
(2)DE=CE+BD;理由见详解;②BD=CE+DE;理由见详解
(3)
【详解】
【分析】
(1)先根据得出,根据,得出,,再根据,求出,,
即可得出,最后根据三角函数得出,,即可求出;
(2)①DE=CE+BD;根据题意,利用“AAS”证明,得出AD=CE,BD=AE,即可得出结论;
②BD=CE+DE;根据题意,利用“AAS”证明,得出AD=CE,BD=AE,即可得出结论;
(3)在Rt△AEC中,根据勾股定理求出,根据,得出,代入数据求出AF,根据AC=5,算出CF,即可求出三角形的面积.
(1)
解:∵,,
∴,
∵,
∴,,
∵BD⊥AE,CE⊥DE,
∴,
∴,,
∴,
∴,
,
∴.
(2)
DE=CE+BD;理由如下:
∵BD⊥AE,CE⊥DE,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵AB=AC,
∴,
∴AD=CE,BD=AE,
∴DE=AD+AE=CE+BD,
即DE=CE+BD;
②BD=CE+DE,理由如下:
∵BD⊥AE,CE⊥DE,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵AB=AC,
∴,
∴AD=CE,BD=AE,
∴BD=AE=AD+DE=CE+DE,
即BD=CE+DE.
(3)
根据详解(2)可知,AD=CE=3,
∴,
在Rt△AEC中,根据勾股定理可得:,
∵BD⊥AE,CE⊥AE,
∴,
∴,
即,
解得:,
∴,
∵AB=AC=5,
∴.
【点睛】
本题主要考查了三角形全等的判定和性质,等腰三角形的判定和性质,勾股定理,平行线的性质,解直角三角形,根据题意证明,是解题的关键.
34.(·江苏宿迁·中考真题)如图,二次函数与轴交于 (0,0), (4,0)两点,顶点为,连接、,若点是线段上一动点,连接,将沿折叠后,点落在点的位置,线段与轴交于点,且点与、点不重合.
(1)求二次函数的表达式;
(2)①求证:;
②求;
(3)当时,求直线与二次函数的交点横坐标.
【答案】(1)
(2)①证明见详解,②
(3)或.
【详解】
【分析】
(1)二次函数与轴交于 (0,0),A(4,0)两点,代入求得b,c的值,即可得到二次函数的表达式;
(2)①由=,得到顶点C的坐标是(2,﹣2),抛物线和对称轴为直线x=2,由抛物线的对称性可知OC=AC,得到∠CAB=∠COD,由折叠的性质得到△ABC≌△BC,得∠CAB=∠,AB=B,进一步得到∠COD=∠,由对顶角相等得∠ODC=∠BD,证得结论;
②由,得到,设点D的坐标为(d,0),由两点间距离公式得DC=,在0<d<4的范围内,当d=2时,DC有最小值为,得到的最小值,进一步得到的最小值;
(3)由和得到 ,求得B=AB=1,进一步得到点B的坐标是(3,0),设直线BC的详解式为y=x+,把点B(3,0),C(2,﹣2)代人求出直线BC的详解式为y=2x-6,设点的坐标是(p,q),则线段A的中点为(,),由折叠的性质知点(,)在直线BC上,求得q=2p-4,由两点间距离公式得B=,解得p=2或p=,求得点的坐标,设直线的详解式为y=x+,由待定系数法求得直线的详解式为y=x+4,联立直线和抛物线,解方程组即可得到答案.
(1)
解:∵二次函数与轴交于 (0,0), (4,0)两点,
∴代入 (0,0), (4,0)得,,
解得:,
∴二次函数的表达式为;
(2)
①证明:∵ =,
∴顶点C的坐标是(2,﹣2),抛物线的对称轴为直线x=2,
∵二次函数与轴交于(0,0),(4,0)两点,
∴由抛物线的对称性可知OC=AC,
∴∠CAB=∠COD,
∵沿折叠后,点落在点的位置,线段与轴交于点,
∴ △ABC≌△BC,
∴∠CAB=∠,AB=B,
∴∠COD=∠,
∵∠ODC=∠BD,
∴;
②∵,
∴,
设点D的坐标为(d,0),
由两点间距离公式得DC=,
∵点与、点不重合,
∴0<d<4,
对于 =来说,
∵ a=1>0,
∴抛物线开口向上,在顶点处取最小值,当d=2时,的最小值是4,
∴当d=2时,DC有最小值为,
由两点间距离公式得OC=,
∴有最小值为,
∴的最小值为;
(3)
解:∵,
∴,
∵,
∴ ,
∵OC=2,
∴B=AB=1,
∴点B的坐标是(3,0),
设直线BC的详解式为y=x+,
把点B(3,0),C(2,﹣2)代人得,
解得,
∴直线BC的详解式为y=2x-6,
设点的坐标是(p,q),
∴线段A的中点为(,),
由折叠的性质知点(,)在直线BC上,
∴=2×-6,
解得q=2p-4,
由两点间距离公式得B=,
整理得=1,
解得p=2或p=,
当p=2时,q=2p-4=0,此时点(2,0),很显然不符合题意,
当p=时,q=2p-4=,此时点(,),符合题意,
设直线的详解式为y=x+,
把点B(3,0),(,)代人得,,
解得,
∴直线的详解式为y=x+4,
联立直线和抛物线得到,,
解得,,
∴直线与二次函数的交点横坐标为或.
【点睛】
此题是二次函数综合题,主要考查了待定系数求函数的表达式、两点间距离公式、相似三角形的判定和性质、中点坐标公式、一次函数的图象和性质、二次函数的图象和性质、图形的折叠等知识,难度较大,属于中考压轴题,数形结合是解决此问题的关键.
35.(·湖北恩施·中考真题)在平面直角坐标系中,O为坐标原点,抛物线与y轴交于点.
(1)直接写出抛物线的详解式.
(2)如图,将抛物线向左平移1个单位长度,记平移后的抛物线顶点为Q,平移后的抛物线与x轴交于A、B两点(点A在点B的右侧),与y轴交于点C.判断以B、C、Q三点为顶点的三角形是否为直角三角形,并说明理由.
(3)直线BC与抛物线交于M、N两点(点N在点M的右侧),请探究在x轴上是否存在点T,使得以B、N、T三点为顶点的三角形与相似,若存在,请求出点T的坐标;若不存在,请说明理由.
(4)若将抛物线进行适当的平移,当平移后的抛物线与直线BC最多只有一个公共点时,请直接写出拋物线平移的最短距离并求出此时抛物线的顶点坐标.
【答案】(1)
(2)以B、C、Q三点为顶点的三角形是直角三角形,理由见详解
(3)存在,或,
(4)最短距离为,平移后的顶点坐标为
【详解】
【分析】
(1)待定系数法求二次函数详解式;
(2)分别求得B、C、Q的坐标,勾股定理的逆定理验证即可求解;
(3)由,故分两种情况讨论,根据相似三角形的性质与判定即可求解;
(4)如图,作且与抛物线只有1个交点,交轴于点,过点作于点,则是等腰直角三角形,作于,进而求得直线与的距离,即为所求最短距离,进而求得平移方式,将顶点坐标平移即可求解.
(1)
解:∵抛物线与y轴交于点
∴
抛物线详解式为
(2)
以B、C、Q三点为顶点的三角形是直角三角形,理由如下:
的顶点坐标为
依题意得,
平移后的抛物线详解式为
令,解
得
令,则,即
以B、C、Q三点为顶点的三角形是直角三角形
(3)
存在,或,理由如下,
,,
是等腰直角三角形
设直线的详解式为,
则,
解得,
直线的详解式为,
联立
解得,
,,是等腰直角三角形
,
设直线的详解式为,
直线的详解式为
当时,
设的详解式为,由NT过点
则
解得
的详解式为,
令
解得
,
②当时,则
即
解得
综上所述,或
(4)
如图,作,交轴于点,过点作于点,则是等腰直角三角形,作于
直线的详解式为
设与平行的且与只有一个公共点的直线详解式为
则
整理得:
则
解得
直线的详解式为
,
即拋物线平移的最短距离为,方向为方向
∴把点P先向右平移EF的长度,再向下平移FC的长度即得到平移后的坐标
平移后的顶点坐标为,即
【点睛】
本题是二次函数综合,考查了相似三角形的性质,求二次函数与一次函数详解式,二次函数图象的平移,勾股定理的逆定理,正确的添加辅助线以及正确的计算是解题的关键.
36.(·贵州毕节·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,顶点为,抛物线的对称轴交直线于点E.
(1)求抛物线的表达式;
(2)把上述抛物线沿它的对称轴向下平移,平移的距离为,在平移过程中,该抛物线与直线始终有交点,求h的最大值;
(3)M是(1)中抛物线上一点,N是直线上一点.是否存在以点D,E,M,N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在;或或或
【详解】
【分析】
(1)根据抛物线顶点坐标即可求解;
(2)由题意得,求BC的表达式为:;抛物线平移后的表达式为:,根据题意得,即可求解;
(3)设,根据平行四边形的性质进行求解即可.
(1)
解:由可知,
,解得:,
∴.
(2)
分别令中,得,,;
设BC的表达式为:,
将,代入得,
解得:;
∴BC的表达式为:;
抛物线平移后的表达式为:,
根据题意得,,即,
∵该抛物线与直线始终有交点,
∴,
∴,
∴h的最大值为.
(3)
存在,理由如下:
将代入中得,
①当DE为平行四边形的一条边时,
∵四边形DEMN是平行四边形,
∴,,
∵轴,
∴轴,
∴设,,
当时,解得:,(舍去),
∴,
当时,解得:,
∴或;
②当DE为平行四边形的对角线时,设,,
∵D、E的中点坐标为:(2,0),
∴M、N的中点坐标为:(2,0),
∴,
解得:,(舍去),
∴此时点N的坐标为(3,0);
综上分析可知,点N的坐标为:或或或(3,0).
【点睛】
本题主要考查二次函数与一次函数的综合应用、平行四边形的性质,掌握相关知识并灵活应用是解题的关键.
37.(·湖北武汉·中考真题)如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线的顶点为A,与y轴交于点C,线段轴,交该抛物线于另一点B.
(1)求点B的坐标及直线的详解式:
(2)当二次函数的自变量x满足时,此函数的最大值为p,最小值为q,且.求m的值:
(3)平移抛物线,使其顶点始终在直线上移动,当平移后的抛物线与射线BA只有一个公共点时,设此时抛物线的顶点的横坐标为n,请直接写出n的取值范围.
【答案】(1)B(2,-3),直线AC为:y=-x-3;
(2)m=或m=;
(3)n=或1<n≤4;
【详解】
【分析】
(1)求得抛物线与y轴交点C,再由对称轴x=1求得点B坐标,由点A、C坐标待定系数法求直线AC详解式即可;
(2)利用二次函数的对称性分情况讨论:①当m+2≤1时,x=m时取最大值,x=m+2时取最小值,②当m+2>1且m<1,1-m>m+2-1时,x=m时取最大值,x=1时取最小值,③当m+2>1且m<1,1-m<m+2-1时,x=m+2时取最大值,x=1时取最小值,④当m≥1时,x=m+2时取最大值,x=m时取最小值;根据列方程求解即可;
(3)过点A作直线AE⊥BC于E,作直线AF⊥y轴于F,根据坐标特征求得AECF是正方形,于是点A沿直线AC平移时,横纵坐标平移距离相等;结合图形可得设抛物线向左平移到与直线AB只有1个交点时与射线BA也只有一个交点,由平移后的抛物线与直线BA联立求值即可;当抛物线由点A向右平移至左半部分过点B时,与射线BA也只有一个交点,将B点坐标代入平移后的抛物线计算求值即可;
(1)
解:,
∴顶点坐标A(1,-4),对称轴x=1,
当x=0时y=-3,即C(0,-3),
点B、C关于对称轴x=1对称,则B(2,-3),
设直线AC:y=kx+b,由A(1,-4),C(0,-3),可得
,解得:
∴直线AC为:y=-x-3;
(2)
解:①当m+2≤1时,即m≤-1时,
x=m时取最大值,x=m+2时取最小值,
∴,
解得:,不符合题意;
②当m+2>1且m<1,1-m>m+2-1时,即-1<m<0时,
x=m时取最大值,x=1时取最小值,
∴,
解得:m=,或m=(舍去),
③当m+2>1且m<1,1-m<m+2-1时,即0<m<1时,
x=m+2时取最大值,x=1时取最小值,
∴,
解得:m=,m=(舍去),
④当m≥1时,
x=m+2时取最大值,x=m时取最小值,
∴,
解得:,不符合题意;
m=0时,二次函数在0≤x≤2上最大值-3,最小值-4,-3-(-4)=1不符合题意;
综上所述:m=或m=;
(3)
解:由题意作图如下,过点A作直线AE⊥BC于E,作直线AF⊥y轴于F,
由A(1,-4)、B(2,-3)可得
直线AB详解式为:y=x-5,
∵C(0,-3),
∴F(0,-4),E(1,-3),
∵AF=1,AE=1,CF=1,CE=1,∠AEC=90°,
∴四边形AECF是正方形,
∴∠CAE=∠CAF=45°,
根据对顶角相等,可得当点A沿直线AC平移m长度时,横坐标平移m•cos45°,纵坐标平移m•cos45°,
即点A沿直线AC平移时,横纵坐标平移距离相等,
设抛物线向左平移m单位后,与直线AB只有1个交点,则
令△=0,解得:m=,
∴n=1-=,
由图象可得当抛物线由点A向右平移至左半部分过点B时,与射线BA只有一个交点,
设抛物线向右平移m单位后,左半部分过点B,则
B(2,-3)在抛物线上,
,
解得:m=0(舍去)或m=3,
∴1<n≤4,
综上所述n=或1<n≤4;
【点睛】
本题考查了一次函数和二次函数的综合,根据二次函数的对称性求最值,二次函数的平移,三角函数等知识;数形结合,熟练掌握二次函数的图象和性质是解题关键.
38.(·湖南岳阳·中考真题)如图1,在平面直角坐标系中,抛物线:经过点和点.
(1)求抛物线的详解式;
(2)如图2,作抛物线,使它与抛物线关于原点成中心对称,请直接写出抛物线的详解式;
(3)如图3,将(2)中抛物线向上平移2个单位,得到抛物线,抛物线与抛物线相交于,两点(点在点的左侧).
①求点和点的坐标;
②若点,分别为抛物线和抛物线上,之间的动点(点,与点,不重合),试求四边形面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
(3)①或;②12
【详解】
【分析】
(1)将点和点代入,即可求解;
(2)利用对称性求出函数顶点关于原点的对称点为,即可求函数的详解式;
(3)①通过联立方程组,求出点和点坐标即可;
②求出直线的详解式,过点作轴交于点,过点作轴交于点,设,,则,,可求,,由,分别求出的最大值4,的最大值2,即可求解.
(1)
解:将点和点代入,
∴,解得,
∴.
(2)
∵,
∴抛物线的顶点,
∵顶点关于原点的对称点为,
∴抛物线的详解式为,
∴.
(3)
由题意可得,抛物线的详解式为,
①联立方程组,
解得或,
∴或;
②设直线的详解式为,
∴,解得,
∴,
过点作轴交于点,过点作轴交于点,如图所示:
设,,
则,,
∴,
,
∵,,
∴当时,有最大值,
当时,有最大值,
∵,
∴当最大时,四边形面积的最大值为12.
【点睛】
本题考查二次函数的图象及性质,熟练掌握二次函数的图象及性质,图象平移和对称的性质是解题的关键.
39.(·河北·中考真题)如图,点在抛物线C:上,且在C的对称轴右侧.
(1)写出C的对称轴和y的最大值,并求a的值;
(2)坐标平面上放置一透明胶片,并在胶片上描画出点P及C的一段,分别记为,.平移该胶片,使所在抛物线对应的函数恰为.求点移动的最短路程.
【答案】(1)对称轴为直线,的最大值为4,
(2)5
【详解】
【分析】
(1)由的性质得开口方向,对称轴和最值,把代入中即可得出a的值;
(2)由,得出抛物线是由抛物线C:向左平移3个单位,再向下平移4个单位得到,即可求出点移动的最短路程.
(1)
,
∴对称轴为直线,
∵,
∴抛物线开口向下,有最大值,即的最大值为4,
把代入中得:
,
解得:或,
∵点在C的对称轴右侧,
∴;
(2)
∵,
∴是由向左平移3个单位,再向下平移4个单位得到,
平移距离为,
∴移动的最短路程为5.
【点睛】
本题考查二次函数的图像与性质,掌握二次函数的性质以及平移的方法是解题的关键.
40.(·江苏连云港·中考真题)已知二次函数,其中.
(1)当该函数的图像经过原点,求此时函数图像的顶点的坐标;
(2)求证:二次函数的顶点在第三象限;
(3)如图,在(1)的条件下,若平移该二次函数的图像,使其顶点在直线上运动,平移后所得函数的图像与轴的负半轴的交点为,求面积的最大值.
【答案】(1)
(2)见详解
(3)最大值为
【详解】
【分析】
(1)先利用待定系数法求出二次函数详解式,再将二次函数详解式化为顶点式即可得到答案;
(2)先根据顶点坐标公式求出顶点坐标为,然后分别证明顶点坐标的横纵坐标都小于0即可;
(3)设平移后图像对应的二次函数表达式为,则其顶点坐标为,然后求出点B的坐标,根据平移后的二次函数顶点在直线上推出,过点作,垂足为,可以推出,由此即可求解.
(1)
解:将代入,
解得.
由,则符合题意,
∴,
∴.
(2)
解:由抛物线顶点坐标公式得顶点坐标为.
∵,
∴,
∴,
∴.
∵,
∴二次函数的顶点在第三象限.
(3)
解:设平移后图像对应的二次函数表达式为,则其顶点坐标为
当时,,
∴.
将代入,
解得.
∵在轴的负半轴上,
∴.
∴.
过点作,垂足为,
∵,
∴.
在中,
,
∴当时,此时,面积有最大值,最大值为.
【点睛】
本题主要考查了待定系数法求二次函数详解式,二次函数的性质,二次函数的平移,二次函数的最值问题,正确理解题意,熟练掌握二次函数的相关知识是解题的关键.
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