中考数学压轴题动态几何题型精选解析
2019年中考数学压轴题全面突破(1):动态几何(含答案详解)

数学精品复习资料中考数学压轴题全面突破之一•动态几何题型特点动态几何问题,是在几何知识和具体的几何图形背景下,通过点、线、形的运动,图形的平移、旋转、对称等来探究图形有关性质和图形之间的数量关系、位置关系的问题.常结合图形面积、存在性问题等考查.处理原则①研究基本图形,分析运动状态,确定分段;②画图,表达线段长;③借助几何特征建等式.难点拆解解决动态几何问题需要注意分段和线段长表达.①分段关键是找状态转折点.动点问题状态转折点通常是折线转折处或动点相遇处;图形运动问题状态转折点通常是边与顶点的交点.②线段长表达的方法有:s vt,线段和差、边角关系、勾股定理及相似.对于复杂的动态几何问题,如:起始时刻不同、往返运动、运动过程中速度变化等类型,需注意:表达线段长时找准对应的速度和时间.1. (2011山西太原改编)如图,在平面直角坐标系中,四边形OABC 是平行四边形,直线l 经过O ,C 两点,点A 的坐标为(8,0),点B 的坐标为(11,4).动点P 在线段OA 上从点O 出发以每秒1个单位长度的速度向点A 运动,同时动点Q 从点A 出发以每秒2个单位长度的速度沿A →B →C 的方向向点C 运动.过点P 作PM 垂直于x 轴,与折线OC ﹣CB 相交于点M ,当P ,Q 两点中有一点到达终点时,另一点也随之停止运动.设点P ,Q 运动的时间为t 秒(t >0),△MPQ 的面积为S .(1)点C 的坐标为________,直线l 的解析式为__________.(2)试求点Q 与点M 相遇前S 与t 的函数关系式,并写出相应的t 的取值范围.(3)随着P ,Q 两点的运动,当点M 在线段CB 上运动时,设PM 的延长线与直线l 相交于点N .试探究:当t 为何值时,△QMN 为等腰三角形?lyxC B AQ M PO lyO A BC lyO A BClyO A BC2. (2012重庆)如图,在直角梯形ABCD 中,AD ∥BC ,∠B =90°,AD =2,BC =6,AB =3.E 为BC 边上一点,以BE 为边作正方形BEFG ,使正方形BEFG 和梯形ABCD 在BC 的同侧.(1)当正方形的顶点F 恰好落在对角线AC 上时,求线段BE 的长.(2)将(1)问中的正方形BEFG 沿BC 向右平移,记平移中的正方形BEFG 为正方形B 'EFG ,当点E 与点C 重合时停止平移.设平移的距离为t ,正方形B 'EFG 的边EF 与AC 交于点M ,连接B 'D ,B 'M ,DM ,是否存在这样的t ,使△B 'DM 是直角三角形?若存在,求出t 的值;若不存在,说明理由.(3)在(2)问的平移过程中,设正方形B 'EFG 与△ADC 重叠部分的面积为S ,请直接写出S 与t 之间的函数关系式以及自变量t 的取值范围.3. (2008河北)如图,在Rt △ABC 中,∠C =90°,AB =50,AC =30,D ,E ,F 分别是AC ,AB ,BC 的中点.点P 从点D 出发,沿折线DE ﹣EF ﹣FC ﹣CD 以每秒DCB A(E )DCB AA B CDDCB A7个单位长度的速度匀速运动;点Q 从点B 出发,沿BA 方向以每秒4个单位长度的速度匀速运动.过点Q 作射线QK ⊥AB ,交折线BC ﹣CA 于点G .点P ,Q 同时出发,当点P 绕行一周回到点D 时,P ,Q 两点都停止运动,设点P ,Q 运动的时间是t 秒(t >0).(1)D ,F 两点间的距离是__________________.(2)射线QK 能否把四边形CDEF 分成面积相等的两部分?若能,求出相应的t 值;若不能,说明理由.(3)当点P 运动到折线EF -FC 上,且点P 又恰好落在射线QK 上时,求t 的值.(4)连接PG ,当PG ∥AB 时,请直接写出t 的值.4. (2012江苏无锡)如图,菱形ABCD 的边长为2c m ,∠BAD =60°.点P 从点A 出发,以错误!未找到引用源。
中考数学“动态几何探究”题型解析

中考数学“动态几何探究”题型解析以三角形、四边形为背景的动态几何问题均以动态几何的形式来考查三角形、四边形的性质,判定,全等三角形、相似三角形的性质及判定,本节将对此类问题归类如下:一、在平面直角坐标系中探究【例题1】已知直线l 经过A(6,0)和B(0,12)两点,且与直线y = x 交于点C. (1)求直线l 的表达式;(2)若点P(x,0)在线段OA 上运动,过点P 作l 的平行线交直线y = x 于点D,①求△PCD 的面积S 与x 的函数关系式;②S 有最大值吗?若有,求出当S 最大时x 的值 .【解析】(1)设直线l 的表达式为y = kx + b , 用待定系数法求出k , b 的值即可;(2)①点C 是直线l 与y = x 的交点,从而可求得点C 的坐标 .根据三角形的面积公式及结合平行的性质,可求得S 与x 的函数关系式;②根据二次函数的性质,即可得到S 的最大值 .解:(1)设直线l 的表达式为y = kx + b ,由A(6,0)和B(0,12),得∴直线l 的表达式为y = -2x + 12 .(2)①∴点C 的坐标为(4,4),∴S△COP = 1/2 x ▪4 = 2x .∵PD∥直线l ,∴CD/OC = AP/OA .∵CD/OC = ( 1/2 h ×CD ) / ( 1/2 h ×OC ) = S / S△COP,∴S / S△COP = AP / OA , 即S / 2x = (6 - x)/ 6 ,∴△PCD 的面积S 与x 的函数关系式为S = -1/3 x^2 + 2x .②∵S = -1/3 (x - 3)^2 + 3 ,∴当S 最大时,x = 3 .【例题2】如图,在直角坐标系中,矩形OABC 的顶点A , C 均在坐标轴上,且OA = 4 ,OC = 3 , 动点M 从点A 出发,以每秒1 个单位长度的速度,沿AO 向终点O 移动;动点N 从点C 出发沿CB 向终点B 以同样的速度移动,当两个动点运动了x 秒(0 < x < 4)时,过点N 作NP⊥BC 交OB 于点P,连接MP .(1)直接写出点B 的坐标,并求出点P 的坐标(用含x 的式子表示);(2)当x 为何值时,△OMP 的面积最大?并求出最大值 .解:(1)在矩形OABC 中,OA = 4 , OC = 3 ,∴B 点的坐标为(4,3).如图,延长NP 交OA 于点G,则PG∥AB,OG = CN = x . ∵PG∥AB,∴△OPG∽△OBA .∴PG / BA = OG / OA , 即PG / 3 = x / 4 ,解得PG = 3/4 x .∴点P 的坐标为(x , 3/4 x).(2)设△OMP 的面积为S .在△OMP 中,OM = 4 - x , OM 边上的高为3/4 x,∴S 与x 之间的函数表达式为配方,得∴当x = 2 时,S 有最大值,最大值为3/2 .二、在几何图形中探究【例题3】如图,在矩形ABCD 中,AB = 3 米,BC = 4 米,动点P 以2 米/秒的速度从点A 出发,沿AC 向点C 移动,同时动点Q 以1 米/秒的速度从点C 出发,沿CB 向点B 移动,设P , Q 两点同时移动的时间为t 秒(0 < t < 2.5).(1)当t 为何值时,PQ∥AB;(2)设四边形ABQP 的面积为y , 当t 为何值时,y 的值最小?并求出这个最小值 .【解析】(1)首先由勾股定理求得AC = 5 米,然后根据AB∥PQ 可得到PC / AC = QC / BC , 从而得到关于t 的方程,从而可解得t 的值;(2)过点P 作PE⊥BC,由PE∥AB 可得到PC / AC = PE / AB ,从而可求得PE = 3 - 6/5 t , 然后根据y = S△ABC - S△PQC 列出t 与y 的函数关系式,最后利用配方法求得最小值即可 .解:(1)在Rt△ABC 中,由题意,得PC = AC - AP = 5 - 2t , QC = t .如图①,∵AB∥PQ , ∴△CPQ∽△CAB .∴PC / AC = QC / BC , 即(5 - 2t)/ 5 = t / 4 , 解得t = 20/13 .(2)如图②,过点P 作PE⊥BC 于点E .由(1)知,PC = 5 - 2t , QC = t ,∵PE∥AB,∴△CPE∽△CAB .∴PC / AC = PE / AB , 即(5 - 2t)/ 5 = PE / 3 . ∴PE = 3 - 6/5 t .∴当t = 5/4 时,y 的值最小,最小值为81/16 .【例题4】如图,在△ABC 中,∠C = 60°,BC = 4,AC = 2√3,点P 在BC 边上运动,PD∥AB,交AC 于D . 设BP 的长为x , △APD 的面积为y .(1)求AD 的长(用含x 的代数式表示);(2)求y 与x 之间的函数关系式,并回答当x 取何值时,y 的值最大?最大值是多少?(3)是否存在这样的点P,使得△ADP 的面积是△ABP 面积的2/3 ?若存在,请求出BP 的长;若不存在,请说明理由 .解:(1)∵PD∥AB,∴AD / AC = BP / BC .∵BC = 4 , AC = 2√3 , BP = x ,∴AD / 2√3 = x / 4 ,∴AD = √3/2 x .(2)过点P 作PE⊥AC 于E .∵sin∠ACB = PE / PC , ∠C = 60°,∴PE = PC ×sin60°= √3/2(4 - x ).∴y 与x 之间的函数关系式为∴当x = 2 时,y 的值最大,最大值是3/2 . (3)存在这样的点P .∵△ADP 与△ABP 等高不等底,∴S△ADP / S△ABP = DP / AB .∵△ADP 的面积是△ABP 面积的2/3 , ∴S△ADP / S△ABP = 2/3 ,∴DP / AB = 2/3 .∵PD∥AB,∴△CDP∽△CAB .∴DP / AB = CP / CB ,∴CP / CB = 2/3 .∴(4 - x)/ 4 = 2/3 ,∴x = 4/3 ,∴BP = 4/3 .。
数学中考题型(第25题)动点几何题型讲解

(2)在整个运动过程中,所形成的△PEF的面积存在最大值,
当△PEF的面积最大时,求线段BP的长;
(3)是否存在某一时刻t,使△PEF是直角三角形?若存在,
请求出此时刻t的值,若不存在,请说明理由。
A
A
线段运动与四边形问题(特殊平行四边形的判定)
E
F
H
线段运动与函数的综合(二次函数求面积最大值) B
DP C B
C
线段运动与存在性问题(分类思想)
X 广东2015 25.如题25图,在同一平面上,两块斜边相等的直角三角板Rt△ABC与
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Rt△ADC拼在一起,使斜边AC完全重合,且顶点B,D分别在AC的两旁,∠ABC=
∠ADC=90°∠CAD=30°,AB=BC=4cm.
(1)填空:AD=_________ (cm),DC=_____________(cm);
作
,交x轴于点E,以线段DE、DB为邻边作矩形BDEF.
(1)填空:点B的坐标为____________ ;
(2)是否存在这样的点D,使得△DEC是等腰三角形?若存在,请求出AD的长度;
若不存在,请说明理由;
(3)①求证:
;②设
,矩形BDEF的面积为y,求关于y的函数关系式
(可利用①的结论),并求出的最小值。
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3 作用:考查学生在学习数学中对 动态问题的认识和理解。
4 意义:培养学生在“分类讨论、数形结合、 方程与函数等”数学思想的形成。
5 题型出现的形式: 点动、线动、面动过程中求角、线段、 面积、函数极值问题, 或判定三角形、四边形的形状, 或存在性等问题。
PART ONE
02
以铜为镜,可以正衣冠
中考数学压轴题专题39 动态几何之面动形成的等腰三角形存在性问题(解析版)

一、选择题 二、填空题 三、解答题1.(2016广西来宾市)如图,在矩形ABCD 中,AB =10,AD =6,点M 为AB 上的一动点,将矩形ABCD 沿某一直线对折,使点C 与点M 重合,该直线与AB (或BC )、CD (或DA )分别交于点P 、Q .(1)用直尺和圆规在图甲中画出折痕所在直线(不要求写画法,但要求保留作图痕迹) (2)如果PQ 与AB 、CD 都相交,试判断△MPQ 的形状并证明你的结论;(3)设AM =x ,d 为点M 到直线PQ 的距离,2y d =,①求y 关于x 的函数解析式,并指出x 的取值范围;②当直线PQ 恰好通过点D 时,求点M 到直线PQ 的距离.【答案】(1)作图见解析;(2)△MPQ 是等腰三角形;(3)10. 【分析】(1)作线段CM 的垂直平分线即可;(2)由矩形的性质得出AB ∥CD ,CD =AB =10,得出∠QCO =∠PMO ,由折叠的性质得出PQ 是CM 的垂直平分线,由线段垂直平分线的性质得出CQ =MQ ,由ASA 证明△OCQ ≌△OMP ,得出CQ =MP ,得出MP =MQ 即可;(3)①作MN ⊥CD 于N ,如图2所示:则MN =AD =6,DN =AM =x ,CN =10﹣x ,在Rt △MCN 中,由勾股定理得出222(2)6(10)d x =+-,即可得出结果;②当直线PQ 恰好通过点D 时,Q 与D 重合,DM =DC =10,由勾股定理求出AM ,得出BM ,再由勾股定理求出CM ,即可得出结果.【解析】(1)如图1所示:(2)△MPQ是等腰三角形;理由如下:∵四边形ABCD是矩形,∴AB∥CD,CD=AB=10,∴∠QCO=∠PMO,由折叠的性质得:PQ是CM的垂直平分线,∴CQ=MQ,OC=OM,在△OCQ和△OMP中,∵∠QCO=∠PMO,OC=OM,∠COQ=∠MOP,∴△OCQ≌△OMP(ASA),∴CQ=MP,∴MP=MQ,即△MPQ 是等腰三角形;考点:四边形综合题;动点型;探究型;压轴题.2.(2016吉林省)如图,在等腰直角三角形ABC中,∠BAC=90°,AC=82cm,AD⊥BC于点D,点P从点A出发,沿A→C方向以2cm/s的速度运动到点C停止,在运动过程中,过点P作PQ∥AB交BC于点Q,以线段PQ为边作等腰直角三角形PQM,且∠PQM=90°(点M,C位于PQ异侧).设点P的运动时间为x(s),△PQM与△ADC重叠部分的面积为y(cm2)(1)当点M落在AB上时,x= ;(2)当点M落在AD上时,x= ;(3)求y关于x的函数解析式,并写出自变量x的取值范围.【答案】(1)4;(2)163;(3)2221(04)27163264 (4)23161664 (8)3x xy x x xx x x⎧<≤⎪⎪⎪=-+-<≤⎨⎪⎪-+<<⎪⎩.【分析】(1)当点M落在AB上时,四边形AMQP是正方形,此时点D与点Q重合,由此即可解决问题.(2)如图1中,当点M落在AD上时,作PE⊥QC于E,先证明DQ=QE=EC,由PE∥AD,得PA DEAC DC==23,由此即可解决问题.(3)分三种情形①当0<x≤4时,如图2中,设PM、PQ分别交AD于点E、F,则重叠部分为△PEF,②当4<x≤163时,如图3中,设PM、MQ分别交AD于E、G,则重叠部分为四边形PEGQ.③当163<x<8时,如图4中,则重合部分为△PMQ,分别计算即可解决问题.(3)①当0<x ≤4时,如图2中,设PM 、PQ 分别交AD 于点E 、F ,则重叠部分为△PEF ,∵AP =2x ,∴EF =PE =x ,∴y =S △PEF =12•PE •EF =212x . ②当4<x ≤163时,如图3中,设PM 、MQ 分别交AD 于E 、G ,则重叠部分为四边形PEGQ .∵PQ =PC =822x -,∴PM =16﹣2x ,∴ME =PM ﹣PE =16﹣3x ,∴y =S △PMQ ﹣S △MEG =2211(822)(163)22x x ---=2732642x x -+-.③当163<x <8时,如图4中,则重合部分为△PMQ ,∴y =S △PMQ =212PQ =21(822)2=21664x x -+.综上所述2221 (04)27163264 (4)23161664 (8)3x x y x x x x x x ⎧<≤⎪⎪⎪=-+-<≤⎨⎪⎪-+<<⎪⎩.考点:三角形综合题;分类讨论;分段函数;动点型;压轴题.3.(2016江苏省苏州市)如图,在矩形ABCD 中,AB =6cm ,AD =8cm ,点P 从点B 出发,沿对角线BD 向点D 匀速运动,速度为4cm /s ,过点P 作PQ ⊥BD 交BC 于点Q ,以PQ 为一边作正方形PQMN ,使得点N 落在射线PD 上,点O 从点D 出发,沿DC 向点C 匀速运动,速度为3m /s ,以O 为圆心,0.8cm 为半径作⊙O ,点P 与点O 同时出发,设它们的运动时间为t (单位:s )(0<t <85). (1)如图1,连接DQ 平分∠BDC 时,t 的值为 ;(2)如图2,连接CM ,若△CMQ 是以CQ 为底的等腰三角形,求t 的值; (3)请你继续进行探究,并解答下列问题:①证明:在运动过程中,点O 始终在QM 所在直线的左侧;②如图3,在运动过程中,当QM 与⊙O 相切时,求t 的值;并判断此时PM 与⊙O 是否也相切?说明理由.【答案】(1)1;(2)4049;(3)①证明见解析;②t =43s 时,⊙O 与直线QM 相切,PM 与⊙O 不相切.【分析】(1)先利用△PBQ ∽△CBD 求出PQ 、BQ ,再根据角平分线性质,列出方程解决问题.(2)由△QTM ∽△BCD ,得QM TQBD BC=列出方程即可解决. (3)①如图2中,由此QM 交CD 于E ,求出DE 、DO 利用差值比较即可解决问题. ②如图3中,由①可知⊙O 只有在左侧与直线QM 相切于点H ,QM 与CD 交于点E .由△OHE ∽△BCD ,得OH OEBC BD=,列出方程即可解决问题.利用反证法证明直线PM 不可能由⊙O 相切.【解析】(1)解:如图1中,∵四边形ABCD 是矩形,∴∠A =∠C =∠ADC =∠ABC =90°,AB =CD =6.AD =BC =8,∴BD 22AD AB +2268+=10,∵PQ ⊥BD ,∴∠BPQ =90°=∠C ,∵∠PBQ =∠DBC ,∴△PBQ ∽△CBD ,∴PB PQ BQ BC DC BD ==,∴48610t PQ BQ==,∴PQ =3t ,BQ =5t ,∵DQ 平分∠BDC ,QP ⊥DB ,QC ⊥DC ,∴QP =QC ,∴3t =8﹣5t ,∴t =1,故答案为:1.(2)解:如图2中,作MT ⊥BC 于T .∵MC =MQ ,MT ⊥CQ ,∴TC =TQ ,由(1)可知TQ =12(8﹣5t ),QM =3t ,∵MQ ∥BD ,∴∠MQT =∠DBC ,∵∠MTQ =∠BCD =90°,∴△QTM ∽△BCD ,∴QM TQBD BC=,∴1(85)32108t t -=,∴t =4049(s ),∴t =4049s 时,△CMQ 是以CQ 为底的等腰三角形.(3)①证明:如图2中,由此QM 交CD 于E ,∵EQ ∥BD ,∴EC CQ CD CB =,∴EC =34(8﹣5t ),ED =DC ﹣EC =6﹣34(8﹣5t )=154t ,∵DO =3t ,∴DE ﹣DO =154t ﹣3t =34t >0,∴点O 在直线QM 左侧.②解:如图3中,由①可知⊙O 只有在左侧与直线QM 相切于点H ,QM 与CD 交于点E . ∵EC =34(8﹣5t ),DO =3t ,∴OE =6﹣3t ﹣34(8﹣5t )=34t ,∵OH ⊥MQ ,∴∠OHE =90°,∵∠HEO =∠CEQ ,∴∠HOE =∠CQE =∠CBD ,∵∠OHE =∠C =90°,∴△OHE ∽△BCD ,∴OH OE BC BD =,∴30.84810t=,∴t =43,∴t =43s 时,⊙O 与直线QM 相切. 连接PM ,假设PM 与⊙O 相切,则∠OMH =12PMQ =22.5°,在MH 上取一点F ,使得MF =FO ,则∠FMO =∠FOM =22.5°,∴∠OFH =∠FOH =45°,∴OH =FH =0.8,FO =FM =0.82,∴MH =0.8(21)+,由OH HE BC DC =得到HE =35,由EC CQ BD CB =得到EQ =53,∴MH =MQ ﹣HE ﹣EQ =4﹣35﹣53=2625,∴0.8(21)+≠2625,矛盾,∴假设不成立,∴直线PM 与⊙O 不相切.考点:圆的综合题;动点型;探究型;压轴题. 4.(2016河南省)如图1,直线43y x n =-+交x 轴于点A ,交y 轴于点C (0,4),抛物线223y x bx c =++经过点A ,交y 轴于点B (0,﹣2).点P 为抛物线上一个动点,过点P 作x 轴的垂线PD ,过点B 作BD ⊥PD 于点D ,连接PB ,设点P 的横坐标为m . (1)求抛物线的解析式;(2)当△BDP 为等腰直角三角形时,求线段PD 的长;(3)如图2,将△BDP 绕点B 逆时针旋转,得到△BD ′P ′,且旋转角∠PBP ′=∠OAC ,当点P 的对应点P ′落在坐标轴上时,请直接写出点P 的坐标.【答案】(1)224233y x x =--;(2)PD =12或PD =72;(3)P (﹣5,4543+)或P (5,4543-+)或P (258,1132). 【分析】(1)先确定出点A 的坐标,再用待定系数法求出抛物线解析式;(2)由△BDP 为等腰直角三角形,判断出BD =PD ,建立m 的方程计算出m ,从而求出PD ; (3)分点P ′落在x 轴和y 轴两种情况计算即可.(3)∵∠PBP '=∠OAC ,OA =3,OC =4,∴AC =5,∴sin ∠PBP '=45,cos ∠PBP '=35,分两种情况讨论:①当点P '落在x 轴上时,过点D '作D 'N ⊥x 轴,垂足为N ,交BD 于点M ,∠DBD '=∠ND 'P '=∠PBP ',如图1,ND '﹣MD '=2,∴23244()()25335m m m ---=,∴m =5(舍),或m =﹣5; 如图2, ND '+MD '=2,∴23244()25335m m m -+=,∴m =5,或m =﹣5(舍),∴P(﹣5,4543+)或P (5,4543-+);②当点P '落在y 轴上时,如图3,过点D ′作D ′M ⊥x 轴,交BD 于M ,过P ′作P ′N ⊥y 轴,∴∠DBD ′=∠ND ′P ′=∠PBP ′,∵P ′N =BM ,∴24243()5335m m m -=,∴m =258,∴P (258,1132); 综上所述:P (﹣5,4543+)或P (5,4543-+)或P (258,1132).考点:二次函数综合题;分类讨论;动点型;压轴题.5.(2016甘肃省天水市)如图,二次函数2y ax bx c =++的图象交x 轴于A 、B 两点,交y 轴于点C ,且B (1,0),C (0,3),将△BOC 绕点O 按逆时针方向旋转90°,C 点恰好与A 重合.(1)求该二次函数的解析式;(2)若点P 为线段AB 上的任一动点,过点P 作PE ∥AC ,交BC 于点E ,连结CP ,求△PCE 面积S 的最大值;(3)设抛物线的顶点为M ,Q 为它的图象上的任一动点,若△OMQ 为以OM 为底的等腰三角形,求Q 点的坐标.【答案】(1)223y x x =--+;(2)S △PCE 的最大值为32;(3)Q (91378-+,813732+),或(91378--,5913732-). 【分析】(1)先求出点A 坐标,再用待定系数法求出抛物线解析式; (2)先求出S △PCE =S △PBC ﹣S △PBE ,即可求出最大面积;(3)先求出抛物线顶点坐标,由等腰三角形的两腰相等建立方程求出点Q 坐标.(3)∵二次函数的解析式为223y x x =--+=2(1)4x -++,∴顶点坐标(﹣1,4),∵△OMQ 为等腰三角形,OM 为底,∴MQ =OQ ,∴222(1)(234)x x x ++--+-=222(23)x x x +--+,∴281870x x +-=,∴x =91378-±,∴y =813732+或y =5913732-,∴Q (91378-+,813732+),或(91378--,5913732-). 考点:二次函数综合题;动点型;旋转的性质;最值问题;二次函数的最值;综合题. 6.(2015四川)如图,在△ABC 中,已知AB =AC =5,BC =6,且△ABC ≌△DEF ,将△DEF 与△ABC 重合在一起,△ABC 不动,△DEF 运动,并满足:点E 在边BC 上沿B 到C 的方向运动,且DE 、始终经过点A ,EF 与AC 交于M 点. (1)求证:△ABE ∽△ECM ;(2)探究:在△DEF 运动过程中,重叠部分能否构成等腰三角形?若能,求出BE 的长;若不能,请说明理由;(3)当线段AM 最短时,求重叠部分的面积.此时,EF ⊥AC ,∴22221612EM=AE AM 455⎛⎫-=-= ⎪⎝⎭.∴AEM 11161296S =AM EM 225525∆⋅⋅=⋅⋅=. ∴当线段AM 最短时,重叠部分的面积为9625.7.(2014年重庆市A 12分)已知:如图①,在矩形ABCD 中,AB =5,AD =320,AE ⊥BD ,垂足是E .点F 是点E 关于AB 的对称点,连接AF 、BF . (1)求AE 和BE 的长;(2)若将△ABF 沿着射线BD 方向平移,设平移的距离为m (平移距离指点B 沿BD 方向所经过的线段长度).当点F 分别平移到线段AB 、AD 上时,直接写出相应的m 的值. (3)如图②,将△ABF 绕点B 顺时针旋转一个角α(0°<α<180°),记旋转中的△ABF 为△A ′BF ′,在旋转过程中,设A ′F ′所在的直线与直线AD 交于点P .与直线BD 交于点Q .是否存在这样的P 、Q 两点,使△DPQ 为等腰三角形?若存在,求出此时DQ 的长;若不存在,请说明理由.【答案】解:(1)∵AB =5,AD =203,∴由勾股定理得22222025BD AB AD 533⎛⎫=+=+= ⎪⎝⎭.∵SBD 11S AB AD BD AE 22∆=⋅=⋅,∴1201255AE 2323⨯⨯=⨯,解得AE =4. ∴2222BE AB AE 543=-=-=.(2)当点F 在线段AB 上时,m 3=;当点F 在线段AD 上时,16m 3=. (3)存在,理由如下:①当DP =DQ 时,若点Q 在线段BD 的延长线上时,如答图1,有∠Q =∠1,则∠2=∠1+∠Q =2∠Q .∵∠3=∠4+∠Q ,∠3=∠2,∴∠4+∠Q =2∠Q . ∴∠4=∠Q .∴A ′Q =A ′B =5. ∴F ′Q =4+5=9.在Rt △BF ′Q 中,2222593DQ 3⎛⎫+=+ ⎪⎝⎭,解得25DQ 3103=-或25DQ 3103=--(舍去). 若点Q 在线段BD 上时,如答图2,有∠1=∠2=∠4, ∵∠1=∠3,∴∠3=∠4. ∵∠3=∠5+∠A ′,∠A ′=∠CBD ,∴∠3=∠5+∠CBD =∠A ′BQ . ∴∠4=∠∠A ′BQ . ∴A ′Q = A ′B =5.∴F ′Q =5-4=1. ∴22BQ 3110=+=. ∴25DQ 103=-. ②当QP =QD 时,如答图3,有∠P =∠1, ∵∠A ′=∠1,∠2=∠3, ∴∠4=∠P . ∴∠4=∠A ′. ∴QB =Q A ′. 设QB =Q A ′=x ,在Rt △BF ′Q 中,()22234x x +-=, 解得2525125x 3824=-=. ③当PD =PQ 时,如答图4, 有∠1=∠2=∠3,∵∠1=∠A ′,∴∠3=∠A ′.∴BQ =A ′B =5. ∴2510DQ 533=-=. 综上所述,当△DPQ 为等腰三角形时,DQ 的长为252512510310,10,,33243-- .【考点】1.轴对称、平移和旋转问题;2.矩形的性质;3.勾股定理;4.等腰三角形存在性问题;5.勾股定理;6.分类思想的应用.【分析】(1)由勾股定理求得BD 的长,根据三角形面积公式求出AE 的长,再应用勾股定理即可求得BE 的长.(2)根据平移的性质求解即可.(3)分DP =DQ (考虑点Q 在线段BD 的延长线和点Q 在线段BD 上两种情况),QP =QD ,PD =PQ 三种情况求解即可. 8.(2014年重庆市B 12分)如图1,在□ABCD 中,AH ⊥DC ,垂足为H ,AB =7,AD =7,AH 21.现有两个动点E 、F 同时从点A 出发,分别以每秒1个单位长度、每秒3个单位长度的速度沿射线AC 方向匀速运动. 在点E 、F 运动过程中,以EF 为边作等边△EFG ,使△EFG 与△ABC 在射线AC 的同侧,当点E 运动到点C 时,E 、F 两点同时停止运动. 设运转时间为t 秒. (1)求线段AC 的长;(2)在整个运动过程中,设等边△EFG 与△ABC 重叠部分的面积为S ,请直接写出S 与t 之间的函数关系式,并写出相应的自变量t 的取值范围;(3)当等边△EFG 的顶点E 到达点C 时,如图2,将△EFG 绕着点C 旋转一个角度(0360)αα︒<<︒.在旋转过程中,点E 与点C 重合,F 的对应点为F ′,G 的对应点为G ′. 设直线F ′G ′与射线DC 、射线AC 分别相交于M 、N 两点.试问:是否存在点M 、N ,使得△CMN 是以∠MCN 为底角的等腰三角形?若存在,请求出线段CM 的长度;若不存在,请说明理由.(3)存在.如图2,当等边△EFG 的顶点E 到达点C 时,AE =AC =7,AF =21,EF =14. △EFG 绕点C 旋转过程中,以∠MCN 为底角的等腰三角形△CMN 有两种情况:①当∠CMN 为等腰△CMN 的另一底角时,如答图1,过点C 作CI ⊥MN 于点I ,过N 作NJ ⊥CM 于点J .在等边△CG ′I 中,易得77IG ',CI 322== .设IN a,CN MN b === , 易得△ACH ∽△NCJ ,∴AC CH NC CJ =,即727b CJ=, ∴27CJ b 7=.∴47CM b 7=.在△CNI 中,由勾股定理得222CI IN CN +=,即22273a b 2⎛⎫+= ⎪⎝⎭,在△CMI 中,由勾股定理得222CI IM CM +=,即()2227473a b b 27⎛⎫⎛⎫++= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 二者联立,解得49b 4=,∴47CM b 777==.二者联立,解得49b 4=,∴49CM b 4==.综上所述,线段CM 的长度为77或494. 【考点】1.双动点和面动旋转问题;2.勾股定理;3.线段垂直平分线的性质;4.等边、腰三角形的性质;5.由实际问题列函数关系式;6.旋转的性质;7.相似三角形的判定和性质;8.等腰三角形存在性问题;9.分类思想的应用.【分析】(1)由勾股定理求出DH 的长,证明点H 为DC 的中点,从而根据线段垂直平分线上的点到线段两端距离相等的性质,得AC =AD =7.(2)分770t ,<t 4,4<t 733≤≤≤≤ 三种情况讨论即可.(3)分∠CMN 为等腰△CMN 的另一底角和∠CNM 为等腰△CMN 的另一底角两种情况讨论即可.。
全国中考数学压轴题精选-解析几何详细解析

全国中考数学压轴题精选-解析几何71.(中考江苏镇江28题)(本小题满分8分)探索研究 如图,在直角坐标系xOy 中,点P 为函数214y x =在第一象限内的图象上的任一点,点A 的坐标为(01),,直线l 过(01)B -,且与x 轴平行,过P 作y 轴的平行线分别交x 轴,l 于C Q ,,连结AQ 交x 轴于H ,直线PH 交y 轴于R .(1)求证:H 点为线段AQ 的中点; (2)求证:①四边形APQR 为平行四边形;②平行四边形APQR 为菱形;(3)除P 点外,直线PH 与抛物线214y x =有无其它公共点?并说明理由. (中考江苏镇江28题解析)(1)法一:由题可知1AO CQ ==.90AOH QCH ∠=∠=o Q ,AHO QHC ∠=∠,AOH QCH ∴△≌△.············································································· (1分) OH CH ∴=,即H 为AQ 的中点. ···························································· (2分) 法二:(01)A Q ,,(01)B -,,OA OB ∴=. ·················································· (1分) 又BQ x ∥轴,HA HQ ∴=. ···································································· (2分) (2)①由(1)可知AH QH =,AHR QHP ∠=∠,AR PQ Q ∥,RAH PQH ∴∠=∠,RAH PQH ∴△≌△. ············································································· (3分) AR PQ ∴=,又AR PQ ∥,∴四边形APQR 为平行四边形. ············································· (4分)②设214P m m ⎛⎫ ⎪⎝⎭,,PQ y Q ∥轴,则(1)Q m -,,则2114PQ m =+. 过P 作PG y ⊥轴,垂足为G ,在Rt APG △中,x2114AP m PQ ====+=.∴平行四边形APQR为菱形. ····································································(6分)(3)设直线PR为y kx b=+,由OH CH=,得22mH⎛⎫⎪⎝⎭,,214P m m⎛⎫⎪⎝⎭,代入得:221.4mk bkm b m⎧+=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩,221.4mkb m⎧=⎪⎪∴⎨⎪=-⎪⎩,∴直线PR为2124my x m=-.·····················(7分)设直线PR与抛物线的公共点为214x x⎛⎫⎪⎝⎭,,代入直线PR关系式得:2211424mx x m-+=,21()04x m-=,解得x m=.得公共点为214m m⎛⎫⎪⎝⎭,.所以直线PH与抛物线214y x=只有一个公共点P.·······································(8分)72(中考黑龙江齐齐哈尔28题)(本小题满分10分)如图,在平面直角坐标系中,点(30)C-,,点A B,分别在x轴,y轴的正半轴上,且满足10OA-=.(1)求点A,点B的坐标.(2)若点P从C点出发,以每秒1个单位的速度沿射线CB运动,连结AP.设ABP△的面积为S,点P的运动时间为t秒,求S与t的函数关系式,并写出自变量的取值范围.(3)在(2)的条件下,是否存在点P,使以点A B P,,为顶点的三角形与AOB△相似?若存在,请直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.x(中考黑龙江齐齐哈尔28题解析)解:(1)10OA -=Q230OB ∴-=,10OA -= ······································································· (1分)OB ∴=,1OA =Q 点A ,点B 分别在x 轴,y 轴的正半轴上(10)(0A B ∴,, ·················································································· (2分)(2)求得90ABC ∠=o············································································· (3分)(0(t t S t t ⎧<⎪=⎨->⎪⎩ ≤(每个解析式各1分,两个取值范围共1分) ················································ (6分)(3)1(30)P -,;21P ⎛- ⎝;31P ⎛ ⎝;4(3P (每个1分,计4分) ··········································································································· (10分)注:本卷中所有题目,若由其它方法得出正确结论,酌情给分.73(中考海南省卷24题)(本题满分14分)如图13,已知抛物线经过原点O 和x 轴上另一点A ,它的对称轴x =2 与x 轴交于点C ,直线y =-2x -1经过抛物线上一点B (-2,m ),且与y 轴、直线x =2分别交于点D 、E .(1)求m 的值及该抛物线对应的函数关系式; (2)求证:① CB =CE ;② D 是BE 的中点;(3)若P (x ,y )是该抛物线上的一个动点,求出所有符合条件的点P 的坐标;若不存在,请说明理由.(中考海南省卷24题解析)(1)∵ 点B (-2,m )在直线y =-2x -1上,∴ m =-2×(-2)-1=3. ………………………………(2分) ∴ B (-2,3)∵ 抛物线经过原点O 和点A ,对称轴为x =2, ∴ 点A 的坐标为(4,0) .设所求的抛物线对应函数关系式为y =a (x -0)(x -4). ……………………(3分)将点B (-2,3)代入上式,得3=a (-2-0)(-2-4),∴ 41=a . ∴ 所求的抛物线对应的函数关系式为)4(41-=x x y ,即x x y -=241. (6分) (2)①直线y =-2x -1与y 轴、直线x =2过点B 作BG ∥x 轴,与y 轴交于F 、直线x 则BG ⊥直线x =2,BG =4.在Rt △BGC 中,BC =522=+BG CG .∵ CE =5,∴ CB =CE =5. ……………………(9分)②过点E 作EH ∥x 轴,交y 轴于H ,则点H 的坐标为H (0,-5). 又点F 、D 的坐标为F (0,3)、D (0,-1),∴ FD =DH =4,BF =EH =2,∠BFD =∠EHD ∴ △DFB ≌△DHE (SAS ),∴ BD =DE .即D 是BE 的中点. (3) 存在. 由于PB =PE ,∴ 点P 在直线CD 上,∴ 符合条件的点P 是直线CD 与该抛物线的交点.设直线CD 对应的函数关系式为y =kx +b .将D (0,-1) C (2,0)代入,得⎩⎨⎧=+-=021b k b . 解得 1,21-==b k .∴ 直线CD 对应的函数关系式为y =21x -1.∵ 动点P 的坐标为(x ,x x -241),∴ 21x -1=x x -241. ………………………………(13分)解得 531+=x ,532-=x . ∴ 2511+=y ,2511-=y .∴ 符合条件的点P 的坐标为(53+,251+)或(53-,251-).…(14分)(注:用其它方法求解参照以上标准给分.)74.(中考广东东莞22题)(本题满分9分)将两块大小一样含30°角的直角三角板,叠放在一起,使得它们的斜边AB 重合,直角边不重合,已知AB=8,BC=AD=4,AC 与BD 相交于点E ,连结CD . (1)填空:如图9,AC= ,BD= ;四边形ABCD 是 梯形. (2)请写出图9中所有的相似三角形(不含全等三角形).(3)如图10,若以AB 所在直线为x 轴,过点A 垂直于AB 的直线为y 轴建立如图10的平面直角坐标系,保持ΔABD 不动,将ΔABC 向x 轴的正方向平移到ΔFGH 的位置,FH 与BD 相交于点P ,设AF=t ,ΔFBP 面积为S ,求S 与t 之间的函数关系式,并写出t 的取值值范围.(中考广东东莞22题解析)解:(1)…………………………1分等腰;…………………………2分(2)共有9对相似三角形.(写对3-5对得1分,写对6-8对得2分,写对9对得3分)①△DCE 、△ABE 与△ACD 或△BDC 两两相似,分别是:△DCE ∽△ABE ,△DCE ∽△ACD ,△DCE ∽△BDC ,△ABE ∽△ACD ,△ABE ∽△BDC ;(有5对)②△ABD ∽△EAD ,△ABD ∽△EBC ;(有2对) ③△BAC ∽△EAD ,△BAC ∽△EBC ;(有2对)所以,一共有9对相似三角形.…………………………………………5分(3)由题意知,FP ∥AE , ∴ ∠1=∠PFB , 又∵ ∠1=∠2=30°,∴ ∠PFB =∠2=30°,∴ FP =BP.…………………………6分过点P 作PK ⊥FB 于点K ,则FK BK ==∵ AF =t ,AB =8,∴ FB =8-t ,1(8)2BK t =-.DCAE图9图10在Rt △BPK中,1tan 2(8)tan 30)26PK BK t t =⋅∠=-︒=-. ……………………7分 ∴ △FBP的面积11(8)(8)226S FB PK t t =⋅⋅=⋅-⋅-, ∴ S 与t 之间的函数关系式为:28)S t =-,或243S t =-分 t 的取值范围为:08t ≤<. …………………………………………………………9分75(中考甘肃兰州28题)(本题满分12分)如图19-1,OABC 是一张放在平面直角坐标系中的矩形纸片,O 为原点,点A 在x 轴的正半轴上,点C 在y 轴的正半轴上,5OA =,4OC =.(1)在OC 边上取一点D ,将纸片沿AD 翻折,使点O 落在BC 边上的点E 处,求D E,两点的坐标;(2)如图19-2,若AE 上有一动点P (不与A E ,重合)自A 点沿AE 方向向E 点匀速运动,运动的速度为每秒1个单位长度,设运动的时间为t 秒(05t <<),过P 点作ED 的平行线交AD 于点M ,过点M 作AE 的平行线交DE 于点N .求四边形PMNE 的面积S 与时间t 之间的函数关系式;当t 取何值时,S 有最大值?最大值是多少? (3)在(2)的条件下,当t 为何值时,以A M E ,,为顶点的三角形为等腰三角形,并求出相应的时刻点M 的坐标.(中考甘肃兰州28题解析)(本题满分12分) 解:(1)依题意可知,折痕AD 是四边形OAED 的对称轴, ∴在Rt ABE △中,5AE AO ==,4AB =.3BE ∴=.2CE ∴=.E ∴点坐标为(2,4). ··················································································· 2分 在Rt DCE △中,222DC CE DE +=, 又DE OD =Q .222(4)2OD OD ∴-+= . 解得:52CD =. D ∴点坐标为502⎛⎫⎪⎝⎭, ······················································································ 3分(2)如图①PM ED Q ∥,APM AED ∴△∽△.PM AP ED AE ∴=,又知AP t =,52ED =,5AE = 5522t tPM ∴=⨯=, 又5PE t =-Q .而显然四边形PMNE 为矩形.215(5)222PMNE t S PM PE t t t ∴==⨯-=-+g 矩形 ·················································· 5分 21525228PMNES t ⎛⎫∴=--+ ⎪⎝⎭四边形,又5052<<Q∴当52t =时,PMNE S 矩形有最大值258. ······························································ 6分 (3)(i )若以AE 为等腰三角形的底,则ME MA =(如图①) 在Rt AED △中,ME MA =,PM AE ⊥Q ,P ∴为AE 的中点,1522t AP AE ∴===.又PM ED Q ∥,M ∴为AD 的中点. 过点M 作MF OA ⊥,垂足为F ,则MF 是OAD △的中位线, 1524MF OD ∴==,1522OF OA ==, ∴当52t =时,5052⎛⎫<< ⎪⎝⎭,AME △为等腰三角形.此时M 点坐标为5524⎛⎫ ⎪⎝⎭,. ·············································································· 8分 (ii )若以AE 为等腰三角形的腰,则5AM AE ==(如图②)在Rt AOD △中,AD ===过点M 作MF OA ⊥,垂足为F .PM ED Q ∥,APM AED ∴△∽△. AP AMAE AD∴=.555AM AE t AP AD ⨯∴====g,12PM t ∴==.MF MP ∴==5OF OA AF OA AP =-=-=-∴当t =(05<),此时M点坐标为(5-.······················ 11分综合(i )(ii )可知,52t =或t =A M E ,,为顶点的三角形为等腰三角形,相应M 点的坐标为5524⎛⎫ ⎪⎝⎭,或(5-. ······················································· 12分76.(中考天津市卷26题)(本小题10分) 已知抛物线c bx ax y ++=232,(Ⅰ)若1==b a ,1-=c ,求该抛物线与x 轴公共点的坐标;(Ⅱ)若1==b a ,且当11<<-x 时,抛物线与x 轴有且只有一个公共点,求c 的取值范围; (Ⅲ)若0=++c b a ,且01=x 时,对应的01>y ;12=x 时,对应的02>y ,试判断当10<<x 时,抛物线与x 轴是否有公共点?若有,请证明你的结论;若没有,阐述理由.(中考天津市卷26题解析)解(Ⅰ)当1==b a ,1-=c 时,抛物线为1232-+=x x y , 方程01232=-+x x 的两个根为11-=x ,312=x . ∴该抛物线与x 轴公共点的坐标是()10-,和103⎛⎫ ⎪⎝⎭,. ········································· 2分 (Ⅱ)当1==b a 时,抛物线为c x x y ++=232,且与x 轴有公共点.对于方程0232=++c x x ,判别式c 124-=∆≥0,有c ≤31. ·································· 3分①当31=c 时,由方程031232=++x x ,解得3121-==x x . 此时抛物线为31232++=x x y 与x 轴只有一个公共点103⎛⎫- ⎪⎝⎭,. ···························· 4分②当31<c 时, 11-=x 时,c c y +=+-=1231, 12=x 时,c c y +=++=5232.由已知11<<-x 时,该抛物线与x 轴有且只有一个公共点,考虑其对称轴为31-=x ,应有1200.y y ⎧⎨>⎩≤, 即1050.c c +⎧⎨+>⎩≤,解得51c -<-≤. 综上,31=c 或51c -<-≤. ····································································· 6分(Ⅲ)对于二次函数c bx ax y ++=232,由已知01=x 时,01>=c y ;12=x 时,0232>++=c b a y , 又0=++c b a ,∴b a b a c b a c b a +=++++=++22)(23. 于是02>+b a .而c a b --=,∴02>--c a a ,即0>-c a .∴0>>c a . ···························································································· 7分 ∵关于x 的一元二次方程0232=++c bx ax 的判别式 0])[(412)(4124222>+-=-+=-=∆ac c a ac c a ac b ,∴抛物线c bx ax y ++=232与x 轴有两个公共点,顶点在x 轴下方. ························· 8分 又该抛物线的对称轴abx 3-=, 由0=++c b a ,0>c ,02>+b a , 得a b a -<<-2, ∴32331<-<a b . 又由已知01=x 时,01>y ;12=x 时,02>y ,观察图象,可知在10<<x 范围内,该抛物线与x 轴有两个公共点. ····································· 10分77(中考湖北宜昌25题)如图1,已知四边形OABC 中的三个顶点坐标为O (0,0),A (0,n ),C (m ,0).动点P 从点O 出发依次沿线段OA ,AB ,BC 向点C 移动,设移动路程为z ,△OPC 的面积S 随着z 的变化而变化的图象如图2所示.m ,n 是常数, m >1,n >0. (1)请你确定n 的值和点B 的坐标; (2)当动点P 是经过点O ,C 的抛物线y =ax 2+bx +c 的顶点,且在双曲线y =115x上时,求这时四边形OABC 的面积.(中考湖北宜昌25题解析)解:(1) 从图中可知,当P 从O 向A 运动时,△POC 的面积S(第25题)=12mz , z 由0逐步增大到2,则S 由0逐步增大到m ,故OA =2,n =2 . (1分) 同理,AB =1,故点B 的坐标是(1,2).(2分) (2)解法一:∵抛物线y =ax 2+bx +c 经过点O (0,0),C (m ,0),∴c =0,b =-am ,(3分) ∴抛物线为y =ax 2-amx ,顶点坐标为(2m ,-14 am 2).(4分)如图1,设经过点O ,C ,P 的抛物线为l.当P 在OA 上运动时,O ,P 都在y 轴上, 这时P ,O ,C 三点不可能同在一条抛物线上, ∴这时抛物线l 不存在, 故不存在m 的值..① 当点P 与C 重合时,双曲线y =115x不可能经过P , 故也不存在m 的值.②(5分)(说明:①②任做对一处评1分,两处全对也只评一分) 当P 在AB 上运动时,即当0<x 0≤1时,y 0=2, 抛物线l 的顶点为P (2m,2). ∵P 在双曲线y =115x 上,可得 m =115,∵115>2,与 x 0=2m≤1不合,舍去.(6分)③容易求得直线BC 的解析式是:2211m y x m m=---,(7分) 当P 在BC 上运动,设P 的坐标为 (x 0,y 0),当P 是顶点时 x 0=2m, 故得y 0=02211m x m m ---=1m m -,顶点P 为(2m,1m m -), ∵1< x 0=2m <m ,∴m>2,又∵P 在双曲线y =115x 上,于是,2m ×1m m -=115,化简后得5m 2-22m +22=0,解得1m =2m =分)2,2220,>∴-<Q 2222,10m -∴=<与题意2<x 0=2m<m 不合,舍去.④(9分)故由①②③④,满足条件的只有一个值:2210m +=.这时四边形OABC 的面积=1(1)22m +⨯=165+.(10分) (2)解法二: ∵抛物线y =ax 2+bx +c 经过点O (0,0),C (m ,0)∴c =0,b =-am ,(3分)∴抛物线为y =ax 2-amx ,顶点坐标P 为(m 2 ,-14am 2). (4分) ∵m >1,∴m 2 >0,且m 2≠m , ∴P 不在边OA 上且不与C 重合. (5分)∵P 在双曲线y =115x 上,∴m 2 ×(- 14 am 2)=115 即a =- 885m 3 . .①当1<m ≤2时,12 <m 2≤1,如图2,分别过B ,P 作x 轴的垂线, M ,N 为垂足,此时点P 在线段AB 上,且纵坐标为2,∴-14 am 2=2,即a =-8m 2 . 而a =- 885m 3 ,∴- 885m 3 =-8m 2 ,m =115>2,而1<m ≤2,不合题意,舍去.(6分) ②当m ≥2时,m 2>1,如图3,分别过B ,P 作x 轴的垂线,M ,N 为垂足,ON >OM , 此时点P 在线段CB 上,易证Rt △BMC ∽Rt △PNC ,∴BM ∶PN =MC ∶NC ,即: 2∶PN =(m -1)∶m 2 ,∴PN =m m -1(7分) 而P 的纵坐标为- 14 am 2,∴m m -1 =- 14 am 2,即a =4m(1-m)而a =-885m 3 ,∴- 885m 3 =4m(1-m)化简得:5m 2-22m +22=0.解得:m = 11±11 5 ,(8分) 但m ≥2,所以m =11-11 5舍去,(9分) 取m = 11+11 5 . 由以上,这时四边形OABC 的面积为:12 (AB +OC ) ×OA =12 (1+m ) ×2=16+11 5. (10分)。
中考数学压轴题专题十动态几何问题

中考数学压轴题专题十动态几何问题试题特点用运动的观点来探究几何图形变化规律的问题称为动态几何问题,此类问题的显著特点是图形中的某个元素(如点、线段、三角形等)或整个图形按照某种规律运动,图形的各个元素在运动变化过程中互相依存、和谐统一,体现了数学中“变”与“不变”、“一般”与“特殊”的辩证思想.其主要类型有:1.点的运动(单点运动、多点运动);2.线段(直线)的运动;3.图形的运动(三角形运动、四边形运动、圆运动等).方式趋势动态几何题已成为中考试题的一大热点题型.在近几年各地的中考试卷中,以动点问题、平面图形的平移、翻折、旋转、剪拼问题等为代表的动态几何题频频出现在填空、选择、解答等各种题型中,总体呈现源于教材、高于教材,入口宽、难易适度、梯度分明,考查同学们对图形的直觉能力以及从变化中看到不变实质的数学洞察力.热点解析一、点的运动【题1】(2011盐城)如图1,已知一次函数y=-x+7与正比例函数y=43x的图象交于点A,且与x轴交于点B.(1)求点A和点B的坐标;(2)过点A作AC⊥y轴于点C,过点B作直线l∥y轴,动点P从点O出发,以每秒1个单位长的速度,沿O-C-A的路线向点A运动;同时直线l从点B出发,以相同速度向左平移,在平移过程中,直线l交x轴于点R,交线段BA或线段AO于点Q.当点P到达点A时,点P和直线l都停止运动.在运动过程中,设动点P运动的时间为t秒.①当t为何值时,以A、P、R为顶点的三角形的面积为8?②是否存在以A、P、Q为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,求t的值;若不存在,请说明理由.【思路】(1)联立方程y=-x+7和y=43x即可求出点A的坐标,令-x+7=0即可得点B的坐标.(2)①只要把三角形的面积用t表示,求出即可.应注意分P在OC上运动和P在CA上运动两种情况.(D只要把有关线段用t表示,找出满足AP=AQ,AP=PQ,AQ=PQ的条件时t的值即可,应注意分别讨论P在OC上运动(此时直线∠与AB相交)和P在CA上运动(此时直线∠与AO相交)时AP=AQ,AP=PQ,AQ=PQ的条件.【失分点】以A、P、Q为顶点的三角形是等腰三角形有多种可能,容易考虑不周.【反思】涉及的主要知识点有:一次函数的图象和性质,解二元一次方程组,勾股定理,锐角三角函数,解一元二次方程,等腰三角形的判定.【牛刀小试】1.(2010湖北咸宁)如图6,直角梯形ABCD中,AB∥DC,∠DAB=90°,AD=2DC=4,AB=6.动点M以每秒1个单位长的速度,从点A沿线段AB向点B运动;同时点P以相同的速度,从点C沿折线C-D-A向点A运动,当点M到达点B 时,两点同时停止运动.过点M作直线∠∥AD,与线段CD的交点为E,与折线A-C -B的交点为Q.点M运动的时间为t(秒).(1)当t=时,求线段QM的长.(2)当0<t<2时,如果以C,P,Q为顶点的三角形为直角三角形,求t的值.(3)当t>2时,连接PQ交线段AC于点R,请探究CQRQ是否为定值.若是,试求这个定值;若不是,请说明理由.2.(2010湖南娄底)如图7,在梯形ABCD中,AB∥CD,AB=2,DC=10,AD=BC=5,点M,N分别在边AD,BC上运动,并保持MN∥AB,ME⊥DC,NF⊥DC,垂足分别为E,F.(1)求梯形ABCD的面积.(2)探究一:四边形MNFE的面积有无最大值?若有,请求出这个最大值;若无,请说明理由.(3)探究二:四边形MNFF能否为正方形?若能,请求出正方形的面积;若不能,请说明理由.3.(2010广西钦州)如图8,将OA=6,AB=4的矩形OABC放置在平面直角坐标系中,动点M,N以每秒1个单位的速度分别从点A,C同时出发,其中点M沿AO向终点0运动,点N沿CB向终点B运动,当两个动点运动了ts时,过点N作NP⊥BC,交OB 于点P,连接MP.(1)点B的坐标为_______;用含£的式子表示点P的坐标为_______.(2)记△OMP的面积为S,求S与t的函数关系式(0<t<6).并求t为何值时,S有最大值.(3)试探究:当S有最大值时,在y轴上是否存在点T,使直线MT把△ONC分割成三角形和四边形两部分,且三角形的面积是△ONC面积的13?若存在,求出点T的坐标;若不存在,请说明理由.二、线的运动【题2】(2010云南昭通)如图,已知直线l的解析式为y=-x+6,它与x轴,y 轴分别相交于A,B两点.平行于直线l的直线n从原点出发,沿x轴正方向以每秒1个单位长度的速度运动,运动时间为t秒,运动过程中始终保持n∥l.直线n与x轴,y轴分别相交于C,D两点.线段CD的中点为P,以P为圆心,以CD为直径在CD上方作半圆,半圆面积为S.当直线n与直线l重合时,运动结束.(1)求A,B两点的坐标.(2)求S与t的函数关系式及自变量t的取值范围.(3)直线n在运动过程中,①当t为何值时,半圆与直线l相切?②是否存在这样的T值,使得半圆面积S=12S梯形ABCD?若存在,求出t值;若不存在,说明理由。
中考数学压轴题专题07几何图形动点运动问题(学生版+解析版)

专题七几何图形动点运动问题【考题研究】几何动点运动问题,是以几何知识和具体的几何图形为背景,渗透运动变化的观点,通过点、线、形的运动,图形的平移、翻折、旋转等把图形的有关性质和图形之间的数量关系位置关系看作是在变化的、相互依存的状态之中,要求对运动变化过程伴随的数量关系的图形的位置关系等进行探究.对学生分析问题的能力,对图形的想象能力,动态思维能力的培养和提高有着积极的促进作用.动态问题,以运动中的几何图形为载体所构建成的综合题,它能把几何、三角、函数、方程等知识集于一身,题型新颖、灵活性强、有区分度,受到了人们的高度关注,同时也得到了命题者的青睐,动态几何问题,常常出现在各地的中考数学试卷中.【解题攻略】几何动点运动问题通常包括动点问题、动线问题、面动问题,在考查图形变换(含三角形的全等与相似)的同时常用到的不同几何图形的性质,以三角形四边形为主,主要运用方程、函数、数形结合、分类讨论等数学思想.【解题类型及其思路】动态几何特点----问题背景是特殊图形,考查问题也是特殊图形,所以要把握好一般与特殊的关系;分析过程中,特别要关注图形的特性(特殊角、特殊图形的性质、图形的特殊位置。
)动点问题一直是中考热点,近几年考查探究运动中的特殊性:等腰三角形、直角三角形、相似三角形、平行四边形、梯形、特殊角或其三角函数、线段或面积的最值。
利用动点(图形)位置进行分类,把运动问题分割成几个静态问题,然后运用转化的思想和方法将几何问题转化为函数和方程问题,利用函数与方程的思想和方法将所解决图形的性质(或所求图形面积)直接转化为函数或方程。
解题类型:几何动点运动问题常见有两种常见类型:(1)利用函数与方程的思想和方法将所解决图形的性质直接转化为函数或方程;(2)根据运动图形的位置分类,把动态问题分割成几个静态问题,再将几何问题转化为函数和方程问题【典例指引】类型一【探究动点运动过程中线段之间的数量关系】【典例指引1】在△ABC中,∠ACB=45°,点D为射线BC上一动点(与点B、C不重合),连接AD,以AD为一边在AD右侧作正方形ADEF.(1)如果AB=AC,如图1,且点D在线段BC上运动,判断∠BAD∠CAF(填“=”或“≠”),并证明:CF⊥BD(2)如果AB≠AC,且点D在线段BC的延长线上运动,请在图2中画出相应的示意图,此时(1)中的结论是否成立?请说明理由;(3)设正方形ADEF的边DE所在直线与直线CF相交于点P,若AC=42,CD=2,求线段CP的长.【举一反三】如图1,点C在线段AB上,(点C不与A、B重合),分别以AC、BC为边在AB同侧作等边三角形ACD和等边三角形BCE,连接AE、BD交于点P(1)观察猜想:①线段AE与BD的数量关系为_________;②∠APC的度数为_______________(2)数学思考:如图2,当点C在线段AB外时,(1)中的结论①,②是否仍然成立?若成立,请给予证明;若不成立,请你写出正确结论再给予证明(3)拓展应用:如图3,分别以AC、BC为边在AB同侧作等腰直角三角形ACD和等腰直角三角形BCE,其中∠ACD=∠BCE=90°,CA=CD,CB=CE,连接AE=BD交于点P,则线段AE与BD的关系为________________类型二【确定动点运动过程中的运动时间】【典例指引2】已知:如图,在平面直角坐标系中,长方形OABC的项点B的坐标是(6,4).(1)直接写出A点坐标(______,______),C点坐标(______,______);P m,且四边形OADP的面积是(2)如图,D为OC中点.连接BD,AD,如果在第二象限内有一点(),1∆面积的2倍,求满足条件的点P的坐标;ABC(3)如图,动点M从点C出发,以每钞1个单位的速度沿线段CB运动,同时动点N从点A出发.以每秒2t>,在M,个单位的連度沿线段AO运动,当N到达O点时,M,N同时停止运动,运动时间是t秒()0N运动过程中.当5MN=时,直接写出时间t的值.【举一反三】如图,▱ABCD 的对角线AC 、BD 相交于点O ,AB ⊥AC ,AB =3,BC =5,点P 从点A 出发,沿AD 以每秒1个单位的速度向终点D 运动.连结PO 并延长交BC 于点Q .设点P 的运动时间为t 秒. (1)求BQ 的长,(用含t 的代数式表示)(2)当四边形ABQP 是平行四边形时,求t 的值(3)当点O 在线段AP 的垂直平分线上时,直接写出t 的值.类型三 【探究动点运动过程中图形的形状或图形之间的关系】【典例指引3】已知矩形ABCD 中,10cm AB =,20cm BC =,现有两只蚂蚁P 和Q 同时分别从A 、B 出发,沿AB BC CD DA =--方向前进,蚂蚁P 每秒走1cm ,蚂蚁Q 每秒走2cm .问:(1)蚂蚁出发后△PBQ 第一次是等腰三角形需要爬行几秒?(2)P 、Q 两只蚂蚁最快爬行几秒后,直线PQ 与边AB 平行?如图,平面直角坐标系中,直线l分别交x轴、y轴于A、B两点(AO<AB)且AO、AB的长分别是一元二次方程x2-3x+2=0的两个根,点C在x轴负半轴上,且AB:AC=1:2.(1)求A、C两点的坐标;(2)若点M从C点出发,以每秒1个单位的速度沿射线CB运动,连接AM,设△ABM的面积为S,点M的运动时间为t,写出S关于t的函数关系式,并写出自变量的取值范围;(3)点P是y轴上的点,在坐标平面内是否存在点Q,使以A、B、P、Q为顶点的四边形是菱形?若存在,请直接写出Q点的坐标;若不存在,请说明理由.类型四【探究动点运动过程中图形的最值问题】【典例指引4】如图,抛物线y=ax2﹣34x+c与x轴相交于点A(﹣2,0)、B(4,0),与y轴相交于点C,连接AC,BC,以线段BC为直径作⊙M,过点C作直线CE∥AB,与抛物线和⊙M分别交于点D,E,点P 在BC下方的抛物线上运动.(1)求该抛物线的解析式;(2)当△PDE是以DE为底边的等腰三角形时,求点P的坐标;(3)当四边形ACPB的面积最大时,求点P的坐标并求出最大值.已知:如图.在△ABC中.AB=AC=5cm,BC=6cm.点P由B出发,沿BC方向匀速运动.速度为1cm/s.同时,点Q从点A出发,沿AC方向匀速运动.速度为1cm/s,过点P作PM⊥BC交AB于点M,过点Q作QN⊥BC,垂足为点N,连接MQ,若设运动时间为t(s)(0<t<3),解答下列问题:(1)当t为何值时,点M是边AB中点?(2)设四边形PNQM的面积为y(cm2),求出y与t之间的函数关系式;(3)是否存在某一时刻t,使S四边形PNQM:S△ABC=4:9?若存在,求出此时t的值;若不存在,说明理由;(4)是否存在某一时刻t,使四边形PNQM为正方形?若存在,求出此时t的值;若不存在,请说明理由.【新题训练】1.如图①,△ABC是等边三角形,点P是BC上一动点(点P与点B、C不重合),过点P作PM∥AC交AB于M,PN∥AB交AC于N,连接BN、CM.(1)求证:PM+PN=BC;(2)在点P的位置变化过程中,BN=CM是否成立?试证明你的结论;(3)如图②,作ND∥BC交AB于D,则图②成轴对称图形,类似地,请你在图③中添加一条或几条线段,使图③成轴对称图形(画出一种情形即可).2.如图,在矩形ABCD中,AB=18,AD=12,点M是边AB的中点,连结DM,DM与AC交于点G,点E,F分别是CD与DG上的点,连结EF,(1)求证:CG=2AG.(2)若DE=6,当以E,F,D为顶点的三角形与△CDG相似时,求EF的长.(3)若点E从点D出发,以每秒2个单位的速度向点C运动,点F从点G出发,以每秒1个单位的速度向点D运动.当一个点到达,另一个随即停止运动.在整个运动过程中,求四边形CEFG的面积的最小值.3.知识链接:将两个含30°角的全等三角尺放在一起,让两个30°角合在一起成60°,经过拼凑、观察、思考,探究出结论“直角三角形中,30°角所对的直角边等于斜边的一半”.如图,等边三角形ABC的边长为4cm,点D从点C出发沿CA向A运动,点E从B出发沿AB的延长线BF 向右运动,已知点D、E都以每秒0.5cm的速度同时开始运动,运动过程中DE与BC相交于点P,设运动时间为x秒.(1)请直接写出AD长.(用x的代数式表示)(2)当△ADE为直角三角形时,运动时间为几秒?(3)求证:在运动过程中,点P始终为线段DE的中点.4.如图所示,已知抛物线2(0)y ax a =≠与一次函数y kx b =+的图象相交于(1,1)A --,(2,4)-B 两点,点P 是抛物线上不与A ,B 重合的一个动点.(1)请求出a ,k ,b 的值;(2)当点P 在直线AB 上方时,过点P 作y 轴的平行线交直线AB 于点C ,设点P 的横坐标为m ,PC 的长度为L ,求出L 关于m 的解析式;(3)在(2)的基础上,设PAB ∆面积为S ,求出S 关于m 的解析式,并求出当m 取何值时,S 取最大值,最大值是多少?5.已知:如图,在矩形ABCD 中,AC 是对角线,AB =6cm ,BC =8cm .点P 从点D 出发,沿DC 方向匀速运动,速度为1cm /s ,同时,点Q 从点C 出发,沿CB 方向匀速运动,速度为2cm /s ,过点Q 作QM ∥AB 交AC 于点M ,连接PM ,设运动时间为t (s )(0<t <4).解答下列问题:(1)当t 为何值时,∠CPM =90°;(2)是否存在某一时刻t ,使S 四边形MQCP =ABCD 1532S 矩形?若存在,求出t 的值;若不存在,请说明理由; (3)当t 为何值时,点P 在∠CAD 的角平分线上.6.在等边三角形ABC中,点D是BC的中点,点E、F分别是边AB、AC(含线段AB、AC的端点)上的动点,且∠EDF=120°,小明和小慧对这个图形展开如下研究:问题初探:(1)如图1,小明发现:当∠DEB=90°时,BE+CF=nAB,则n的值为;问题再探:(2)如图2,在点E、F的运动过程中,小慧发现两个有趣的结论:①DE始终等于DF;②BE与CF的和始终不变;请你选择其中一个结论加以证明.成果运用:(3)若边长AB=8,在点E、F的运动过程中,记四边形DEAF的周长为L,L=DE+EA+AF+FD,则周长L取最大值和最小值时E点的位置?7.如图,在矩形ABCD中,AB=8cm,BC=16cm,点P从点D出发向点A运动,运动到点A停止,同时,点Q从点B出发向点C运动,运动到点C即停止,点P、Q的速度都是1cm/s.连接PQ、AQ、CP.设点P、Q运动的时间为ts.(1)当t为何值时,四边形ABQP是矩形;(2)当t为何值时,四边形AQCP是菱形;(3)分别求出(2)中菱形AQCP的周长和面积.8.如图,O为菱形ABCD对角线的交点,M是射线CA上的一个动点(点M与点C、O、A都不重合),过点A、C分别向直线BM作垂线段,垂足分别为E、F,连接OE,OF.(1)①依据题意补全图形;②猜想OE与OF的数量关系为_________________.(2)小东通过观察、实验发现点M在射线CA上运动时,(1)中的猜想始终成立.小东把这个发现与同学们进行交流,通过讨论,形成了证明(1)中猜想的几种想法:想法1:由已知条件和菱形对角线互相平分,可以构造与△OAE全等的三角形,从而得到相等的线段,再依据直角三角形斜边中线的性质,即可证明猜想;想法2:由已知条件和菱形对角线互相垂直,能找到两组共斜边的直角三角形,例如其中的一组△OAB和△EAB,再依据直角三角形斜边中线的性质,菱形四边相等,可以构造一对以OE和OF为对应边的全等三角形,即可证明猜想.……请你参考上面的想法,帮助小东证明(1)中的猜想(一种方法即可).(3)当∠ADC=120°时,请直接写出线段CF,AE,EF之间的数量关系是_________________.9.(1)(问题情境)小明遇到这样一个问题:如图①,已知ABC ∆是等边三角形,点D 为BC 边上中点,60ADE ∠=︒,DE 交等边三角形外角平分线CE 所在的直线于点E ,试探究AD 与DE 的数量关系.小明发现:过D 作//DF AC ,交AB 于F ,构造全等三角形,经推理论证问题得到解决.请直接写出AD 与DE 的数量关系,并说明理由. (2)(类比探究)如图②,当D 是线段BC 上(除,B C 外)任意一点时(其他条件不变)试猜想AD 与DE 的数量关系并证明你的结论. (3)(拓展应用)当D 是线段BC 上延长线上,且满足CD BC =(其他条件不变)时,请判断ADE ∆的形状,并说明理由.10.如图,直线y =﹣23x +4与x 轴交于点C ,与y 轴交于点B ,抛物线y =ax 2+103x +c 经过B 、C 两点. (1)求抛物线的解析式;(2)如图,点E 是直线BC 上方抛物线上的一动点,当△BEC 面积最大时,请求出点E 的坐标; (3)在(2)的结论下,过点E 作y 轴的平行线交直线BC 于点M ,连接AM ,点Q 是抛物线对称轴上的动点,在抛物线上是否存在点P ,使得以P 、Q 、A 、M 为顶点的四边形是平行四边形?如果存在,请直接写出点P 的坐标;如果不存在,请说明理由.11.如图,边长为4的正方形ABCD 中,点P 是边CD 上一动点,作直线BP ,过A 、C 、D 三点分别作直线BP 的垂线段,垂足分别是E 、F 、G .(1)如图(a )所示,当CP =3时,求线段EG 的长;(2)如图(b )所示,当∠PBC =30°时,四边形ABCF 的面积;(3)如图(c )所示,点P 在CD 上运动的过程中,四边形AECG 的面积S 是否存在最大值?如果存在,请求出∠PBC 为多少度时,S 有最大值,最大值是多少?如果不存在,请说明理由.12.已知:如图,在四边形ABCD 中,//AB CD ,90ACB ∠=︒,10cm AB =,8cm BC =,OD 垂直平分A C .点P 从点B 出发,沿BA 方向匀速运动,速度为1cm/s ;同时,点Q 从点D 出发,沿DC 方向匀速运动,速度为1cm/s ;当一个点停止运动,另一个点也停止运动.过点P 作PE AB ⊥,交BC 于点E ,过点O 作//QF AC ,分别交AD ,OD 于点F ,G .连接OP ,EG .设运动时间为()t s ()05t <<,解答下列问题:(1)当t 为何值时,点E 在BAC ∠的平分线上? (2)设四边形PEGO 的面积为()2mS c ,求S 与t 的函数关系式.(3)连接OE ,OQ ,在运动过程中,是否存在某一时刻t ,使OE OQ ⊥?若存在,求出t 的值;若不存在,请说明理由.13.已知:如图1,矩形OABC 的两个顶点A ,C 分别在x 轴,y 轴上,点B 的坐标是(8,2),点P 是边BC 上的一个动点,连接AP ,以AP 为一边朝点B 方向作正方形P ADE ,连接OP 并延长与DE 交于点M ,设CP =a (a >0).(1)请用含a 的代数式表示点P ,E 的坐标.(2)连接OE ,并把OE 绕点E 逆时针方向旋转90°得EF .如图2,若点F 恰好落在x 轴的正半轴上,求a 与EMDM的值. (3)①如图1,当点M 为DE 的中点时,求a 的值.②在①的前提下,并且当a >4时,OP 的延长线上存在点Q ,使得EQ +22PQ 有最小值,请直接写出EQ +22PQ 的最小值.14.如图,边长为6的正方形ABCD 中,,E F 分别是,AD AB 上的点,AP BE ⊥,P 为垂足. (1)如图①, AF =BF ,AE =23,点T 是射线PF 上的一个动点,则当△ABT 为直角三角形时,求AT 的长;(2)如图②,若AE AF =,连接CP ,求证:CP FP ⊥.15.边长相等的两个正方形ABCO 、ADEF 如图摆放,正方形ABCO 的边OA 、OC 在坐标轴上,ED 交线段OC 于点G ,ED 的延长线交线段BC 于点P ,连AG ,已知OA 长为3. (1)求证:AOG ADG ∆≅∆;(2)若12∠=∠,AG =2,求点G 的坐标;(3)在(2)条件下,在直线PE 上找点M ,使以M 、A 、G 为顶点的三角形是等腰三角形,求出点M 的坐标.16.定义:有一组邻角相等的凸四边形叫做“梦想四边形”。
中考数学专题——动态问题(非常全面)

(中考数学专题3) 动态几何问题【例1】如图,在梯形ABCD 中,AD BC ∥,3AD =,5DC =,10BC =,梯形的高为4.动点M 从B 点出发沿线段BC 以每秒2个单位长度的速度向终点C 运动;动点N 同时从C 点出发沿线段CD 以每秒1个单位长度的速度向终点D 运动.设运动的时间为t (秒).D NCM B A(1)当MN AB ∥时,求t 的值;(2)试探究:t 为何值时,MNC △为等腰三角形.【例3】在△ABC 中,∠ACB=45º.点D (与点B 、C 不重合)为射线BC 上一动点,连接AD ,以AD 为一边且在AD 的右侧作正方形ADEF .(1)如果AB=AC .如图①,且点D 在线段BC 上运动.试判断线段CF 与BD 之间的位置关系,并证明你的结论.(2)如果AB ≠AC ,如图②,且点D 在线段BC 上运动.(1)中结论是否成立,为什么?(3)若正方形ADEF 的边DE 所在直线与线段CF 所在直线相交于点P ,设AC =42,3=BC ,CD=x ,求线段CP 的长.(用含x 的式子表示)【例4】已知如图,在梯形ABCD 中,24AD BC AD BC ==∥,,,点M 是AD 的中点,MBC △是等边三角形.(1)求证:梯形ABCD 是等腰梯形;(2)动点P 、Q 分别在线段BC 和MC 上运动,且60MPQ =︒∠保持不变.设PC x MQ y ==,,求y与x 的函数关系式; (3)在(2)中,当y 取最小值时,判断PQC △的形状,并说明理由.【例5】已知正方形ABCD 中,E 为对角线BD 上一点,过E 点作EF BD ⊥交BC 于F ,连接DF ,G 为DF 中点,连接EG CG ,. (1)直接写出线段EG 与CG 的数量关系;(2)将图1中BEF ∆绕B 点逆时针旋转45︒,如图2所示,取DF 中点G ,连接EG CG ,,. 你在(1)中得到的结论是否发生变化?写出你的猜想并加以证明.(3)将图1中BEF ∆绕B 点旋转任意角度,如图3所示,再连接相应的线段,问(1)中的结论是否仍然成立?(不要求证明)A DC B P M Q 60图3图2图1FEABCDABC DEFGGFED C BA【总结】 通过以上五道例题,我们研究了动态几何问题当中点动,线动,乃至整体图形动这么几种可能的方式。
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2013中考数学压轴题动态几何题型精选解析(三)
例题如图1,在直角坐标系中,已知点A(0,2)、点B(﹣2,0),过点B和线段OA的中点C作直线BC,以线段BC为边向上作正方形BCDE.
(1)填空:点D的坐标为,点E的坐标为.
(2)若抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)经过A、D、E三点,求该抛物线的解析式.
(3)若正方形和抛物线均以每秒个单位长度的速度沿射线BC同时向上平移,直至正方形的顶点E落在y
轴上时,正方形和抛物线均停止运动.
①在运动过程中,设正方形落在y轴右侧部分的面积为s,求s关于平移时间t(秒)的函数关系式,并写出相应自变量t的取值范围.
②运动停止时,求抛物线的顶点坐标.
思路分析:
(1)构造全等三角形,由全等三角形对应线段之间的相等关系,求出点D、点E的坐标;
(2)利用待定系数法求出抛物线的解析式;
(3)本问非常复杂,须小心思考与计算:
①为求s的表达式,需要识别正方形(与抛物线)的运动过程.正方形的平移,从开始到结束,总共历时秒,期间可以划分成三个阶段:当0<t≤时,对应图(3)a;当<t≤1时,对应图(3)b;当1<t≤时,对应图(3)c.每个阶段的表达式不同,请对照图形认真思考;
②当运动停止时,点E到达y轴,点E(﹣3,2)运动到点E′(0,),可知整条抛物线向右平移了3个单位,向上平移了个单位.由此得到平移之后的抛物线解析式,进而求出其顶点坐标.
解:(1)由题意可知:OB=2,OC=1.
如图(1)所示,过D点作DH⊥y轴于H,过E点作EG⊥x轴于G.
易证△CDH≌△BCO,∴DH=OC=1,CH=OB=2,∴D(﹣1,3);
同理△EBG≌△BCO,∴BG=OC=1,EG=OB=2,∴E(﹣3,2).
∴D(﹣1,3)、E(﹣3,2).
(2)抛物线经过(0,2)、(﹣1,3)、(﹣3,2),
则
解得
∴.
(3)①当点D运动到y轴上时,t=.
当0<t≤时,如图(3)a所示.
设D′C′交y轴于点F
∵tan∠BCO==2,又∵∠BCO=∠FCC′
∴tan∠FCC′=2,即=2
∵CC′=5t,∴FC′=25t.
∴S△CC′F=CC′•FC′=t×t=5t2
当点B运动到点C时,t=1.
当<t≤1时,如图(3)b所示.
设D′E′交y轴于点G,过G作GH⊥B′C′于H.
在Rt△BOC中,BC=
∴GH=,∴CH=GH=
∵CC′=t,∴HC′=t﹣,∴GD′=t﹣
∴S梯形CC′D′G=(t﹣+t)=5t﹣
当点E运动到y轴上时,t=.
当1<t≤时,如图(3)c所示
设D′E′、E′B′分别交y轴于点M、N
∵CC′=t,B′C′=,
∴CB′=t﹣,∴B′N=2CB′=t﹣
∵B′E′=,∴E′N=B′E′﹣B′N=﹣t
∴E′M=E′N=(﹣t)
∴S△MNE′=(﹣t)•(﹣t)=5t2﹣15t+
∴S五边形B′C′D′MN=S正方形B′C′D′E′﹣S△MNE′=(5t2﹣15t+)=﹣5t2+15t﹣综上所述,S与x的函数关系式为:
当0<t≤时,S=5t2
当<t≤1时,S=5t
当1<t≤时,S=﹣5t2+15t
②当点E运动到点E′时,运动停止.如图(3)d所示
∵∠CB′E′=∠BOC=90°,∠BCO=∠B′CE′
∴△BOC∽△E′B′C
∴
∵OB=2,B′E′=BC=
∴
∴CE′=
∴OE′=OC+CE′=1+=
∴E′(0,)
由点E(﹣3,2)运动到点E′(0,),可知整条抛物线向右平移了3个单位,向上平移了个单位.
∵=
∴原抛物线顶点坐标为(,)
∴运动停止时,抛物线的顶点坐标为(,).
点评:本题是非常典型的动面型综合题,全面考查了初中数学代数几何的多个重要知识点,包括:二次函数的图象与性质、待定系数法求解析式、抛物线与几何变换(平移)、相似三角形的判定与性质、全等三角形的判定与性质、正方形的性质等.难点在于第(3)问,识别正方形和抛物线平移过程的不同阶段是关键所在.作为中考压轴题,本题涉及考点众多,计算复杂,因而难度很大,对考生综合能力要求很高,具有很好的区分度.
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