浙江省紹興縣楊汛橋鎮(zhèn)中學(xué)中考數(shù)學(xué) 壓軸測試題專題 動點(diǎn)問題
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1、△+△數(shù)學(xué)中考教學(xué)資料2019年編△+△ 浙江省紹興縣楊汛橋鎮(zhèn)中學(xué)中考數(shù)學(xué)壓軸測試題專題2 動點(diǎn)問題 1. (2012上海市14分)如圖,在半徑為2的扇形AOB中,∠AOB=90°,點(diǎn)C是弧AB上的一個動點(diǎn)(不與點(diǎn)A、B重合)OD⊥BC,OE⊥AC,垂足分別為D、E. (1)當(dāng)BC=1時,求線段OD的長; (2)在△DOE中是否存在長度保持不變的邊?如果存在,請指出并求其長度,如果不存在,請說明理由; (3)設(shè)BD=x,△DOE的面積為y,求y關(guān)于x的函數(shù)關(guān)系式,并寫出它的定義域. 【答案】解:(1)∵點(diǎn)O是圓心,OD⊥BC,BC=1,∴BD=BC=。
2、 又∵OB=2,∴。 (2)存在,DE是不變的。 如圖,連接AB,則。 ∵D和E是中點(diǎn),∴DE=。 (3)∵BD=x,∴。 ∵∠1=∠2,∠3=∠4,∠AOB=900。 ∴∠2+∠3=45°。 過D作DF⊥OE,垂足為點(diǎn)F?!郉F=OF=。 由△BOD∽△EDF,得,即 ,解得EF=x。 ∴OE=。 ∴。 【考點(diǎn)】垂徑定理,勾股定理,等腰直角三角形的判定和性質(zhì),三角形中位線定理,相似三角形的判定和性質(zhì)。 【分析】(1)由OD⊥BC,根據(jù)垂徑定理可得出BD=BC= ,在Rt△BOD中利用勾股定理即可求出OD的長。 (2)連接AB,由△AO
3、B是等腰直角三角形可得出AB的長,再由D和E是中點(diǎn),根據(jù)三角形中位線定理可得出DE= 。 (3)由BD=x,可知,由于∠1=∠2,∠3=∠4,所以∠2+∠3=45°,過D作DF⊥OE,則DF=OF=,EF=x,OE=,即可求得y關(guān)于x的函數(shù)關(guān)系式。 ∵,點(diǎn)C是弧AB上的一個動點(diǎn)(不與點(diǎn)A、B重合), ∴。 2. (2012福建南平14分)如圖,在△ABC中,點(diǎn)D、E分別在邊BC、AC上,連接AD、DE,且∠1=∠B=∠C. (1)由題設(shè)條件,請寫出三個正確結(jié)論:(要求不再添加其他字母和輔助線,找結(jié)論過程中添加的字母和輔助線不能出現(xiàn)在結(jié)論中,不必證明) 答:
4、結(jié)論一: ;結(jié)論二: ;結(jié)論三: . (2)若∠B=45°,BC=2,當(dāng)點(diǎn)D在BC上運(yùn)動時(點(diǎn)D不與B、C重合), ①求CE的最大值; ②若△ADE是等腰三角形,求此時BD的長. (注意:在第(2)的求解過程中,若有運(yùn)用(1)中得出的結(jié)論,須加以證明) 【答案】解:(1)AB=AC;∠AED=∠ADC;△ADE∽△ACD。 (2)①∵∠B=∠C,∠B=45°,∴△ACB為等腰直角三角形。 ∴。 ∵∠1=∠C,∠DAE=∠CAD,∴△ADE∽△ACD。 ∴AD:AC=AE:AD,∴ 。 當(dāng)AD最小時,AE最小,此時AD⊥BC,
5、AD=BC=1。 ∴AE的最小值為 。∴CE的最大值= 。 ②當(dāng)AD=AE時,∴∠1=∠AED=45°,∴∠DAE=90°。 ∴點(diǎn)D與B重合,不合題意舍去。 當(dāng)EA=ED時,如圖1,∴∠EAD=∠1=45°。 ∴AD平分∠BAC,∴AD垂直平分BC?!郆D=1。 當(dāng)DA=DE時,如圖2, ∵△ADE∽△ACD,∴DA:AC=DE:DC。 ∴DC=CA=。∴BD=BC-DC=2-。 綜上所述,當(dāng)△ADE是等腰三角形時,BD的長的長為1或2-。 【考點(diǎn)】相似三角形的判定和性質(zhì),勾股定理,等腰(直角)三角形的判定和性質(zhì)。 【分析】(1)由∠B=∠C
6、,根據(jù)等腰三角形的性質(zhì)可得AB=AC;由∠1=∠C,∠AED=∠EDC+∠C得到∠AED=∠ADC;又由∠DAE=∠CAD,根據(jù)相似三角形的判定可得到△ADE∽△ACD。 (2)①由∠B=∠C,∠B=45°可得△ACB為等腰直角三角形,則,由∠1=∠C,∠DAE=∠CAD,根據(jù)相似三角形的判定可得△ADE∽△ACD,則有AD:AC=AE:AD,即,當(dāng)AD⊥BC,AD最小,此時AE最小,從而由CE=AC-AE得到CE的最大值。 ②分當(dāng)AD=AE,,EA=ED,DA=DE三種情況討論即可。 3. (2012甘肅蘭州12分)如圖,Rt△ABO的兩直角邊OA、OB分別在x軸的負(fù)半軸和y
7、軸的正半軸上,O為坐標(biāo)原點(diǎn),A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為(-3,0)、(0,4),拋物線y=x2+bx+c經(jīng)過點(diǎn)B,且頂點(diǎn)在直線x=上. (1)求拋物線對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式; (2)若把△ABO沿x軸向右平移得到△DCE,點(diǎn)A、B、O的對應(yīng)點(diǎn)分別是D、C、E,當(dāng)四邊形ABCD是菱形時,試判斷點(diǎn)C和點(diǎn)D是否在該拋物線上,并說明理由; (3)在(2)的條件下,連接BD,已知對稱軸上存在一點(diǎn)P使得△PBD的周長最小,求出P點(diǎn)的坐標(biāo); (4)在(2)、(3)的條件下,若點(diǎn)M是線段OB上的一個動點(diǎn)(點(diǎn)M與點(diǎn)O、B不重合),過點(diǎn)M作∥BD交x軸于點(diǎn)N,連接PM、PN,設(shè)OM的長為t,△PMN的面積為S,求S
8、和t的函數(shù)關(guān)系式,并寫出自變量t的取值范圍,S是否存在最大值?若存在,求出最大值和此時M點(diǎn)的坐標(biāo);若不存在,說明理由. 【答案】解:(1)∵拋物線y=x2+bx+c經(jīng)過點(diǎn)B(0,4),∴c=4。 ∵頂點(diǎn)在直線x=上,∴,解得。 ∴所求函數(shù)關(guān)系式為。 (2)在Rt△ABO中,OA=3,OB=4,∴。 ∵四邊形ABCD是菱形,∴BC=CD=DA=AB=5。 ∴C、D兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別是(5,4)、(2,0), 當(dāng)x=5時,; 當(dāng)x=2時,。 ∴點(diǎn)C和點(diǎn)D都在所求拋物線上。 (3)設(shè)CD與對稱軸交于點(diǎn)P,則P為所求的點(diǎn), 設(shè)直線CD對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式為y=kx+b, 則,解得,
9、?!嘀本€CD對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式為。 當(dāng)x=時,?!郟()。 (4)∵M(jìn)N∥BD,∴△OMN∽△OBD。 ∴,即,得。 設(shè)對稱軸交x于點(diǎn)F,則。 ∵, , (0<t<4)。 ∵,,0<<4, ∴當(dāng)時,S取最大值是。此時,點(diǎn)M的坐標(biāo)為(0,)。 【考點(diǎn)】二次函數(shù)綜合題,待定系數(shù)法,曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)與方程的關(guān)系,二次函數(shù)的性質(zhì),菱形的性質(zhì),相似三角形的判定和性質(zhì)。 【分析】(1)根據(jù)拋物線y=x2+bx+c經(jīng)過點(diǎn)B(0,4),以及頂點(diǎn)在直線x=上,得出b,c即可。 (2)根據(jù)菱形的性質(zhì)得出C、D兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別是(5,4)、(2,0),利用圖象上點(diǎn)的性質(zhì)得出x=5或2時,y
10、的值即可。 (3)首先設(shè)直線CD對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式為y=kx+b,求出解析式,當(dāng)x=時,求出y即可。 (4)利用MN∥BD,得出△OMN∽△OBD,進(jìn)而得出,得到,從而表示出△PMN的面積,利用二次函數(shù)最值求出即可。 4. (2012廣東省9分)如圖,拋物線與x軸交于A、B兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,連接BC、AC. (1)求AB和OC的長; (2)點(diǎn)E從點(diǎn)A出發(fā),沿x軸向點(diǎn)B運(yùn)動(點(diǎn)E與點(diǎn)A、B不重合),過點(diǎn)E作直線l平行BC,交AC于點(diǎn)D.設(shè)AE的長為m,△ADE的面積為s,求s關(guān)于m的函數(shù)關(guān)系式,并寫出自變量m的取值范圍; (3)在(2)的條件下,連接CE,求△CDE面積的最大值;此
11、時,求出以點(diǎn)E為圓心,與BC相切的圓的面積(結(jié)果保留π). 【答案】解:(1)在中, 令x=0,得y=-9,∴C(0,﹣9); 令y=0,即,解得:x1=﹣3,x2=6,∴A(﹣3,0)、B(6,0)。 ∴AB=9,OC=9。 (2)∵ED∥BC,∴△AED∽△ABC,∴,即:。 ∴s=m2(0<m<9)。 (3)∵S△AEC=AE?OC=m,S△AED=s=m2, ∴S△EDC=S△AEC﹣S△AED =﹣m2+m=﹣(m﹣)2+。 ∴△CDE的最大面積為, 此時,AE=m=,BE=AB﹣AE=。 又, 過E作EF⊥BC于F,則Rt△BEF∽Rt△BCO,得:,
12、即:。 ∴。 ∴以E點(diǎn)為圓心,與BC相切的圓的面積 S⊙E=π?EF2=。 【考點(diǎn)】二次函數(shù)綜合題,曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)與方程的關(guān)系,相似三角形的判定和性質(zhì),二次函數(shù)的最值,勾股定理,直線與圓相切的性質(zhì)。 【分析】(1)已知拋物線的解析式,當(dāng)x=0,可確定C點(diǎn)坐標(biāo);當(dāng)y=0時,可確定A、B點(diǎn)的坐標(biāo),從而確定AB、OC的長。 (2)直線l∥BC,可得出△AED∽△ABC,它們的面積比等于相似比的平方,由此得到關(guān)于s、m的函數(shù)關(guān)系式;根據(jù)題目條件:點(diǎn)E與點(diǎn)A、B不重合,可確定m的取值范圍。 (3)①首先用m列出△AEC的面積表達(dá)式,△AEC、△AED的面積差即為△CDE的面積,由此可得關(guān)
13、于S△CDE關(guān)于m的函數(shù)關(guān)系式,根據(jù)函數(shù)的性質(zhì)可得到S△CDE的最大面積以及此時m的值。 ②過E做BC的垂線EF,這個垂線段的長即為與BC相切的⊙E的半徑,可根據(jù)相似三角形△BEF、△BCO得到的相關(guān)比例線段求得該半徑的值,由此得解。 5. (2012貴州畢節(jié)16分)如圖,直線l1經(jīng)過點(diǎn)A(-1,0),直線l2經(jīng)過點(diǎn)B(3,0), l1、l2均為與y軸交于點(diǎn)C(0,),拋物線經(jīng)過A、B、C三點(diǎn)。 (1)求拋物線的函數(shù)表達(dá)式; (2)拋物線的對稱軸依次與軸交于點(diǎn)D、與l2交于點(diǎn)E、與拋物線交于點(diǎn)F、與l1交于點(diǎn)G。求證:DE=EF=FG; (3)若l1⊥l2于y軸上的C點(diǎn)處,點(diǎn)P為拋物
14、線上一動點(diǎn),要使△PCG為等腰三角形,請寫出符合條件的點(diǎn)P的坐標(biāo),并簡述理由。 【答案】解:(1)∵拋物線經(jīng)過A(-1,0),B(3,0),C(0,)三點(diǎn), ∴ ,解得。 ∴拋物線的解析式為:. (2)證明:設(shè)直線l1的解析式為y=kx+b,由直線l1經(jīng)過A(-1,0),C(0,),得 ∴ ,解得,∴直線l1的解析式為:y=-x 。 直線l2經(jīng)過B(3,0),C(0,)兩點(diǎn),同理可求得直線l2解析式為:y= x 。 ∵拋物線, ∴對稱軸為x=1,D(1,0),頂點(diǎn)坐標(biāo)為F(1, )。 點(diǎn)E為x=1與直線l2:y= x的交點(diǎn),令x=1,得y= ,∴E(1, )。 點(diǎn)G為x=
15、1與直線l1:y=-x 的交點(diǎn),令x=1,得y= ,∴G(1,)。 ∴各點(diǎn)坐標(biāo)為:D(1,0),E(1, ),F(xiàn)(1,),G(1, ),它們均位于對稱軸x=1上。 ∴DE=EF=FG=。 (3)如圖,過C點(diǎn)作C關(guān)于對稱軸x=1的對稱點(diǎn)P1,CP1交對稱軸于H點(diǎn),連接CF,PG。 △PCG為等腰三角形,有三種情況: ①當(dāng)CG=PG時,如圖,由拋物線的對稱性可知,此時P1滿足P1G=CG。 ∵C(0,),對稱軸x=1,∴P1(2, )。 ②當(dāng)CG=PC時,此時P點(diǎn)在拋物線上,且CP的長度等于CG。 如圖,C(1, ),H點(diǎn)在x=1上,∴H(1,)。 在Rt△CHG中,CH=1,
16、HG=|yG-yH|=| -()|= , ∴由勾股定理得:?!郟C=2. 如圖,CP1=2,此時與①中情形重合。 又Rt△OAC中,,∴點(diǎn)A滿足PC=2的條件,但點(diǎn)A、C、G在同一條直線上,所以不能構(gòu)成等腰三角形。 ③當(dāng)PC=PG時,此時P點(diǎn)位于線段CG的垂直平分線上. ∵l1⊥l2,∴△ECG為直角三角形。 由(2)可知,EF=FG,即F為斜邊EG的中點(diǎn)。 ∴CF=FG,∴F為滿足條件的P點(diǎn),∴P2(1,)。 又,∴∠CGE=30°?!唷螲CG=60°。 又P1C=CG,∴△P1CG為等邊三角形。 ∴P1點(diǎn)也在CG的垂直平分線上,此種情形與①重合。
17、綜上所述,P點(diǎn)的坐標(biāo)為P1(2, )或P2(1, )。 【考點(diǎn)】二次函數(shù)綜合題,待定系數(shù)法,曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)與方程的關(guān)系,二次函數(shù)的性質(zhì),等腰三角形的性質(zhì),勾股定理,直角三角形斜邊上中線的性質(zhì),銳角三角函數(shù)定義,特殊角的三角函數(shù)值。 【分析】(1)已知A、B、C三點(diǎn)坐標(biāo),利用待定系數(shù)法求出拋物線的解析式。 (2)D、E、F、G四點(diǎn)均在對稱軸x=1上,只要分別求出其坐標(biāo),就可以得到線段DE、EF、FG的長度。D是對稱軸與x軸交點(diǎn),F(xiàn)是拋物線頂點(diǎn),其坐標(biāo)易求;E是對稱軸與直線l2交點(diǎn),需要求出l2的解析式,G是對稱軸與l1的交點(diǎn),需要求出l1的解析式,而A、B、C三點(diǎn)坐標(biāo)已知,所以l1、l2的
18、解析式可以用待定系數(shù)法求出。從而問題得到解決。 (3)△PCG為等腰三角形,需要分三種情況討論:CG=PG,CG=PC,PC=PG。 6. (2012貴州遵義12分)如圖,△ABC是邊長為6的等邊三角形,P是AC邊上一動點(diǎn),由A向C運(yùn)動(與A、C不重合),Q是CB延長線上一點(diǎn),與點(diǎn)P同時以相同的速度由B向CB延長線方向運(yùn)動(Q不與B重合),過P作PE⊥AB于E,連接PQ交AB于D. (1)當(dāng)∠BQD=30°時,求AP的長; (2)當(dāng)運(yùn)動過程中線段ED的長是否發(fā)生變化?如果不變,求出線段ED的長;如果變化請說明理由. 【答案】解:(1)∵△ABC是邊長為6的等邊三角形,∴
19、∠ACB=60°。 ∵∠BQD=30°,∴∠QCP=90°。 設(shè)AP=x,則PC=6﹣x,QB=x,∴QC=QB+C=6+x。 ∵在Rt△QCP中,∠BQD=30°,∴PC=QC,即6﹣x=(6+x),解得x=2。 ∴當(dāng)∠BQD=30°時,AP=2。 (2)當(dāng)點(diǎn)P、Q運(yùn)動時,線段DE的長度不會改變。理由如下: 作QF⊥AB,交直線AB的延長線于點(diǎn)F,連接QE,PF。 ∵PE⊥AB于E,∴∠DFQ=∠AEP=90°。 ∵點(diǎn)P、Q做勻速運(yùn)動且速度相同,∴AP=BQ。 ∵△ABC是等邊三角形,∴∠A=∠ABC=∠FBQ=6
20、0°。 ∴在△APE和△BQF中, ∵∠A=∠FBQ,AP=BQ,∠AEP=∠BFQ=90°,∴△APE≌△BQF(AAS)。 ∴AE=BF,PE=QF且PE∥QF?!嗨倪呅蜳EQF是平行四邊形。 ∴DE=EF。 ∵EB+AE=BE+BF=AB,∴DE=AB。 又∵等邊△ABC的邊長為6,∴DE=3。 ∴當(dāng)點(diǎn)P、Q運(yùn)動時,線段DE的長度不會改變。 【考點(diǎn)】動點(diǎn)問題,等邊三角形的性質(zhì),全等三角形的判定和性質(zhì),含30度角的直角三角形的性質(zhì)。 【分析】(1)由△ABC是邊長為6的等邊三角形,可知∠ACB=60°,再由∠BQD=30°可知∠QC
21、P=90°,設(shè)AP=x,則PC=6﹣x,QB=x,在Rt△QCP中,∠BQD=30°,PC=QC,即6﹣x=(6+x),求出x的值即可。 (2)作QF⊥AB,交直線AB的延長線于點(diǎn)F,連接QE,PF,由點(diǎn)P、Q做勻速運(yùn)動且速度相同,可知AP=BQ,再根據(jù)全等三角形的判定定理得出△APE≌△BQF,再由AE=BF,PE=QF且PE∥QF,可知四邊形PEQF是平行四邊形,進(jìn)而可得出EB+AE=BE+BF=AB,DE=AB,由等邊△ABC的邊長為6可得出DE=3,故當(dāng)點(diǎn)P、Q運(yùn)動時,線段DE的長度不會改變。 7. (2012湖北宜昌12分)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,直線y=x
22、+1分別與兩坐標(biāo)軸交于B,A兩點(diǎn),C為該直線上的一動點(diǎn),以每秒1個單位長度的速度從點(diǎn)A開始沿直線BA向上移動,作等邊△CDE,點(diǎn)D和點(diǎn)E都在x軸上,以點(diǎn)C為頂點(diǎn)的拋物線y=a(x﹣m)2+n經(jīng)過點(diǎn)E.⊙M與x軸、直線AB都相切,其半徑為3(1﹣)a. (1)求點(diǎn)A的坐標(biāo)和∠ABO的度數(shù); (2)當(dāng)點(diǎn)C與點(diǎn)A重合時,求a的值; (3)點(diǎn)C移動多少秒時,等邊△CDE的邊CE第一次與⊙M相切? 【答案】解:(1)當(dāng)x=0時,y=1;當(dāng)y=0時,x=﹣, ∴OA=1,OB=?!郃的坐標(biāo)是(0,1)。 ∴tan∠ABO=。∴∠ABO=30°。 (2)∵△CDE為等邊三角形,
23、點(diǎn)A(0,1),∴tan30°=,∴OD=。 ∴D的坐標(biāo)是(﹣,0),E的坐標(biāo)是(,0), 把點(diǎn)A(0,1),D(﹣,0),E(,0)代入 y=a(x﹣m)2+n,得 ,解得?!郺=﹣3。 (3)如圖,設(shè)切點(diǎn)分別是Q,N,P,連接MQ,MN,MP,ME,過點(diǎn)C作CH⊥x軸,H為垂足,過A作AF⊥CH,F(xiàn)為垂足。 ∵△CDE是等邊三角形,∠ABO=30°, ∴∠BCE=90°,∠ECN=90°。 ∵CE,AB分別與⊙M相切,∴∠MPC=∠CNM=90°。∴四邊形MPCN為矩形。 ∵M(jìn)P=MN,∴四邊形MPCN為正方形。 ∴MP=
24、MN=CP=CN=3(1﹣)a(a<0)。 ∵EC和x軸都與⊙M相切,∴EP=EQ。 ∵∠NBQ+∠NMQ=180°,∴∠PMQ=60°?!唷螮MQ,=30°。 ∴在Rt△MEP中,tan30°=,∴PE=(﹣3)a。 ∴CE=CP+PE=3(1﹣)a+(﹣3)a=﹣2a。 ∴DH=HE=﹣a,CH=﹣3a,BH=﹣3a。 ∴OH=﹣3a﹣,OE=﹣4a﹣。 ∴E(﹣4a﹣,0),C(﹣3a﹣,﹣3a)。 設(shè)二次函數(shù)的解析式為:y=a(x+3a+)2﹣3a, ∵E在該拋物線上,∴a(﹣4a﹣+3a+)2﹣3a=0, 得:a2=1,解之
25、得a1=1,a2=﹣1。 ∵a<0,∴a=﹣1。 ∴AF=2,CF=2,∴AC=4。 ∴點(diǎn)C移動到4秒時,等邊△CDE的邊CE第一次與⊙M相切。 【考點(diǎn)】動點(diǎn)問題,二次函數(shù)綜合題,待定系數(shù)法,曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)與方程的關(guān)系,銳角三角函數(shù)定義,特殊角的三角函數(shù)值,等邊三角形的性質(zhì),直線與圓相切的性質(zhì)。 【分析】(1)已知直線AB的解析式,令解析式的x=0,能得到A點(diǎn)坐標(biāo);令y=0,能得到B點(diǎn)坐標(biāo);在Rt△OAB中,知道OA、OB的長,用正切函數(shù)即可得到∠ABO的值。 (2)當(dāng)C、A重合時,可知點(diǎn)C的坐標(biāo),然后結(jié)合OC的長以及等邊三角形的特性求出OD、OE的長,即可得到D、E的坐標(biāo),利用
26、待定系數(shù)即可確定a的值。 (3)作出第一次相切時的示意圖,已知的條件只有圓的半徑,那么連接圓心與三個切點(diǎn)以及點(diǎn)E,首先能判斷出四邊形CPMN是正方形,那么CP與⊙M的半徑相等,只要再求出PE就能進(jìn)一步求得C點(diǎn)坐標(biāo);那么可以從PE=EQ,即Rt△MEP入手,首先∠CED=60°,而∠MEP=∠MEQ,易求得這兩個角的度數(shù),通過解直角三角形不難得到PE的長,即可求出PE及點(diǎn)C、E的坐標(biāo).然后利用C、E的坐標(biāo)確定a的值,從而可求出AC的長,由此得解。 8. (2012湖南常德10分)已知四邊形ABCD是正方形,O為正方形對角線的交點(diǎn),一動點(diǎn)P從B開始,沿射線BC運(yùn)動,連結(jié)DP,作CN⊥
27、DP于點(diǎn)M,且交直線AB于點(diǎn)N,連結(jié)OP,ON。(當(dāng)P在線段BC上時,如圖1:當(dāng)P在BC的延長線上時,如圖2) (1)請從圖1,圖2中任選一圖證明下面結(jié)論: ①BN=CP: ②OP=ON,且OP⊥ON (2) 設(shè)AB=4,BP=x,試確定以O(shè)、P、B、N為頂點(diǎn)的四邊形的面積y與x的函數(shù)關(guān)系。 【答案】(1)證明:如圖1, ①∵四邊形ABCD是正方形, ∴OC=OB,DC=BC,∠DCB=∠CBA=90°,∠OCB=∠OBA=45°,∠DOC=90°,DC∥AB。 ∵DP⊥CN,∴∠CMD=∠DOC=90°。
28、 ∴∠BCN+∠CPD=90°,∠PCN+∠DCN=90°?!唷螩PD=∠CNB。 ∵DC∥AB,∴∠DCN=∠CNB=∠CPD。 ∵在△DCP和△CBN中,∠DCP=∠CBN,∠CPD=∠BNC,DC=BC, ∴△DCP≌△CBN(AAS)?!郈P=BN。 ②∵在△OBN和△OCP中,OB=OC,∠OCP=∠OBN, CP=BN , ∴△OBN≌△OCP(SAS)?!郞N=OP,∠BON=∠COP。 ∴∠BON+∠BOP=∠COP+∠BOP,即∠NOP=∠BOC=90°。 ∴ON⊥OP。 (2)解:∵AB=4,四邊形ABCD是正方形,∴O到BC
29、邊的距離是2。 圖1中,, 圖2中,。 ∴以O(shè)、P、B、N為頂點(diǎn)的四邊形的面積y與x的函數(shù)關(guān)系是: 。 【考點(diǎn)】正方形的性質(zhì),三角形外角性質(zhì),全等三角形的判定和性質(zhì),兩線垂直的判定,多邊形的面積的分解,函數(shù)解析式的確定,分段函數(shù),點(diǎn)到直線的距離。 【分析】(1)對于圖1,證明線段相等,一般情況下找全等。根據(jù)BN,CP的分布情況 可以觀察△CNB和△DPC,然后證明兩三角形全等。也可以觀察△CAN和△DBP,證明AN=BP,從而有BN=CP。 對于圖2,證明如下: ①∵ABCD為正方形,AC,BD為對角線,∴∠DCP=90º。 ∵CM⊥DP
30、, ∴∠PCM=∠PDC?!唷螾DB=∠CAN。 又∵∠DPB=∠ANC,BD=AC,∴△PDB≌△NCA(ASA)。 ∴PB=AN,DP=CN?!郈P=BN。 ②∵∠PDB=∠CAN,OD=OC, CP=BN,∴△PDO≌△NCO(SAS)。 ∴OP=ON,∠DOP=∠CON。 ∵∠DOC=90º,∴∠PON=∠NOC+POC=∠DOP+∠POC=∠DOC=90º?!郞P⊥ON。 (2)求以O(shè)、P、B、N為頂點(diǎn)的四邊形的面積,則要把
31、四邊形分解為兩個三角形去解決問題。圖1中,S四邊形OPBN=S△OBN+S△BOP,,;圖2中,S四邊形OBNP=S△POB+S△PBN,代入求出即可。 9. (2012湖南張家界10分)如圖,⊙O的直徑AB=4,C為圓周上一點(diǎn),AC=2,過點(diǎn)C作⊙O的切線DC,P點(diǎn)為優(yōu)弧上一動點(diǎn)(不與A.C重合). (1)求∠APC與∠ACD的度數(shù); (2)當(dāng)點(diǎn)P移動到CB弧的中點(diǎn)時,求證:四邊形OBPC是菱形. (3)P點(diǎn)移動到什么位置時,△APC與△ABC全等,請說明理由. 【答案】解:(1)連接AC,如圖所示: ∵AB=4,∴OA=OB=OC=AB=2。 又∵AC=2,∴AC=OA=
32、OC?!唷鰽CO為等邊三角形。 ∴∠AOC=∠ACO=∠OAC=60°, ∴∠APC=∠AOC=30°。 又DC與圓O相切于點(diǎn)C,∴OC⊥DC。∴∠DCO=90°。 ∴∠ACD=∠DCO﹣∠ACO=90°﹣60°=30°。 (2)連接PB,OP, ∵AB為直徑,∠AOC=60°,∴∠COB=120°。 當(dāng)點(diǎn)P移動到弧CB的中點(diǎn)時,∠COP=∠POB=60°。 ∴△COP和△BOP都為等邊三角形。∴AC=CP=OA=OP。 ∴四邊形AOPC為菱形。 (3)當(dāng)點(diǎn)P與B重合時,△ABC與△
33、APC重合,顯然△ABC≌△APC。 當(dāng)點(diǎn)P繼續(xù)運(yùn)動到CP經(jīng)過圓心時,△ABC≌△CPA,理由為: ∵CP與AB都為圓O的直徑,∴∠CAP=∠ACB=90°。 在Rt△ABC與Rt△CPA中,AB=CP,AC=AC ∴Rt△ABC≌Rt△CPA(HL)。 綜上所述,當(dāng)點(diǎn)P與B重合時和點(diǎn)P運(yùn)動到CP經(jīng)過圓心時,△ABC≌△CPA。 【考點(diǎn)】切線的性質(zhì),等邊三角形的判定和性質(zhì),全等三角形的判定和性質(zhì),圓周角定理,菱形的判定。 【分析】(1)連接AC,由直徑AB=4,得到半徑OA=OC=2,又AC=2,得到AC=OC=OA,即△AOC為等邊三角形,可得出三個內(nèi)角都為60
34、76;,再由同弧所對的圓心角等于所對圓周角的2倍,得到∠APC為30°,由CD為圓O的切線,得到OC垂直于CD,可得出∠OCD為直角,用∠OCD-∠OCA可得出∠ACD的度數(shù)。 (2)由∠AOC為60°,AB為圓O的直徑,得到∠BOC=120°,再由P為CB 的中點(diǎn),得到兩條弧相等,根據(jù)等弧對等角,可得出∠COP=∠BOP=60°,從而得到△COP與△BOP都為等邊三角形,可得出OC=OB=PC=PB,即四邊形OBPC為菱形。 (3)點(diǎn)P有兩個位置使△APC與△ABC全等,其一:P與B重合時,顯然兩三角形全等;第二:當(dāng)CP為圓O的直徑時,此時兩三角
35、形全等。 10. (2012江蘇無錫10分)如圖,菱形ABCD的邊長為2cm,∠DAB=60°.點(diǎn)P從A點(diǎn)出發(fā),以cm/s的速度,沿AC向C作勻速運(yùn)動;與此同時,點(diǎn)Q也從A點(diǎn)出發(fā),以1cm/s的速度,沿射線AB作勻速運(yùn)動.當(dāng)P運(yùn)動到C點(diǎn)時,P、Q都停止運(yùn)動.設(shè)點(diǎn)P運(yùn)動的時間為ts. (1)當(dāng)P異于A.C時,請說明PQ∥BC; (2)以P為圓心、PQ長為半徑作圓,請問:在整個運(yùn)動過程中,t為怎樣的值時,⊙P與邊BC分別有1個公共點(diǎn)和2個公共點(diǎn)? 【答案】解:(1)∵四邊形ABCD是菱形,且菱形ABCD的邊長為2, ∴AB=BC=2,∠BAC=∠DAB。 又∵∠DAB=6
36、0°,∴∠BAC=∠BCA=30°。 如圖1,連接BD交AC于O。 ∵四邊形ABCD是菱形, ∴AC⊥BD,OA=AC。 ∴OB=AB=1。∴OA=,AC=2OA=2。 運(yùn)動ts后,AP=t,AO=t,∴。 又∵∠PAQ=∠CAB,∴△PAQ∽△CAB.∴∠APQ=∠ACB. ∴PQ∥BC. (2)如圖2,⊙P與BC切于點(diǎn)M,連接PM,則PM⊥BC。 在Rt△CPM中,∵∠PCM=30°,∴PM=。 由PM=PQ=AQ=t,即=t,解得t=, 此時⊙P與邊BC有一個公共點(diǎn)。 如圖3,⊙P過點(diǎn)B,此時PQ=PB, ∵∠PQB=∠PAQ+∠A
37、PQ=60° ∴△PQB為等邊三角形?!郠B=PQ=AQ=t。∴t=1。 ∴當(dāng)時,⊙P與邊BC有2個公共點(diǎn)。 如圖4,⊙P過點(diǎn)C,此時PC=PQ,即 =t ∴t=。 ∴當(dāng)1≤t≤時,⊙P與邊BC有一個公共點(diǎn)。 當(dāng)點(diǎn)P運(yùn)動到點(diǎn)C,即t=2時,Q、B重合,⊙P過點(diǎn)B, 此時,⊙P與邊BC有一個公共點(diǎn)。 綜上所述,當(dāng)t=或1≤t≤或t=2時,⊙P與菱形ABCD的邊BC有1個公共點(diǎn);當(dāng)時,⊙P與邊BC有2個公共點(diǎn)。 【考點(diǎn)】直線與圓的位置關(guān)系,菱形的性質(zhì),含30°角直角三角形的性質(zhì),相似三角形的判定和性質(zhì),平行的判定,切線的性質(zhì),等邊三角形的判定和性質(zhì)。 【分析
38、】(1)連接BD交AC于O,構(gòu)建直角三角形AOB.利用菱形的對角線互相垂直、對角線平分對角、鄰邊相等的性質(zhì)推知△PAQ∽△CAB;然后根據(jù)“相似三角形的對應(yīng)角相等”證得∠APQ=∠ACB;最后根據(jù)平行線的判定定理“同位角相等,兩直線平行”可以證得結(jié)論。 (2)分⊙P與BC切于點(diǎn)M,⊙P過點(diǎn)B,⊙P過點(diǎn)C和點(diǎn)P運(yùn)動到點(diǎn)C四各情況討論即可。 11. (2012江蘇南通12分)如圖,在△ABC中,AB=AC=10cm,BC=12cm,點(diǎn)D是BC邊的中點(diǎn).點(diǎn)P從點(diǎn)B出發(fā),以acm/s(a>0)的速度沿BA勻速向點(diǎn)A運(yùn)動;點(diǎn)Q同時以1cm/s的速度從點(diǎn)D出發(fā),沿DB勻速向點(diǎn)B運(yùn)動,其中一個動點(diǎn)到達(dá)端
39、點(diǎn)時,另一個動點(diǎn)也隨之停止運(yùn)動,設(shè)它們運(yùn)動的時間為ts. (1)若a=2,△BPQ∽△BDA,求t的值; (2)設(shè)點(diǎn)M在AC上,四邊形PQCM為平行四邊形. ①若a=,求PQ的長; ②是否存在實(shí)數(shù)a,使得點(diǎn)P在∠ACB的平分線上?若存在,請求出a的值;若不存在,請說明 理由. 【答案】解:(1)△ABC中,AB=AC=10,BC=12,D是BC的中點(diǎn),∴BD=CD=BC=6。 ∵a=2,∴BP=2t,DQ=t?!郆Q=BD-QD=6-t。 ∵△BPQ∽△BDA,∴,即,解得:。 (2)①過點(diǎn)P作PE⊥BC于E, ∵四邊形PQCM為平行四邊形, ∴PM∥CQ,PQ∥CM
40、,PQ=CM。 ∴PB:AB=CM:AC。 ∵AB=AC,∴PB=CM?!郟B=PQ。 ∴BE=BQ=(6-t)。 ∵a=,∴PB=t。 ∵AD⊥BC,∴PE∥AD?!郟B:AB=BE:BD,即。 解得,t=。 ∴PQ=PB=t=(cm)。 ②不存在.理由如下: ∵四邊形PQCM為平行四邊形,∴PM∥CQ,PQ∥CM,PQ=CM。 ∴PB:AB=CM:AC。 ∵AB=AC,∴PB=CM,∴PB=PQ。 若點(diǎn)P在∠ACB的平分線上,則∠PCQ=∠PCM, ∵PM∥CQ,∴∠PCQ=∠CPM。∴∠CPM=∠PCM。 ∴PM=CM?!嗨倪呅蜳QCM是菱形?!郟Q=CQ。
41、 ∴PB=CQ。 ∵PB=at,CQ=BD+QD=6+t,∴PM=CQ=6+t,AP=AB-PB=10-at,且 at=6+t①。 ∵PM∥CQ,∴PM:BC=AP:AB,∴,化簡得:6at+5t=30②。 把①代入②得,t=。 ∴不存在實(shí)數(shù)a,使得點(diǎn)P在∠ACB的平分線上。 【考點(diǎn)】等腰三角形的性質(zhì),相似三角形的判定和性質(zhì),平行四邊形的性質(zhì),平行的性質(zhì),菱形的判定和性質(zhì),反證法。 【分析】(1)由△ABC中,AB=AC=10,BC=12,D是BC的中點(diǎn),根據(jù)等腰三角形三線合一的性質(zhì), 即可求得BD與CD的長,又由a=2,△BPQ∽△BDA,利用相似三角形的對應(yīng)邊成比例,即可求得
42、t的值。 (2)①首先過點(diǎn)P作PE⊥BC于E,由四邊形PQCM為平行四邊形,易證得PB=PQ,又由平行 線分線段成比例定理,即可得方程,解此方程即可求得答案。 ②用反證法,假設(shè)存在點(diǎn)P在∠ACB的平分線上,由四邊形PQCM為平行四邊形,可得四邊形PQCM是菱形,即可得PB=CQ,PM:BC=AP:PB,及可得方程組,解此方程組求得t值為負(fù),故可得不存在。 12. (2012江蘇泰州12分) 如圖,已知一次函數(shù)的圖象與x軸相交于點(diǎn)A,與反比例函數(shù) 的圖象相交于B(-1,5)、C(,d)兩點(diǎn).點(diǎn)P(m,n)是一次函數(shù)的圖象上的動點(diǎn). (1)求k、b的值; (2)設(shè),過點(diǎn)P作x軸的平行
43、線與函數(shù)的圖象相交于點(diǎn)D.試問△PAD的面積是 否存在最大值?若存在,請求出面積的最大值及此時點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請說明理由; (3)設(shè),如果在兩個實(shí)數(shù)m與n之間(不包括m和n)有且只有一個整數(shù),求實(shí)數(shù)a的取值 范圍. 【答案】解:(1)將點(diǎn)B 的坐標(biāo)代入,得 ,解得。 ∴反比例函數(shù)解析式為。 將點(diǎn)C(,d)的坐標(biāo)代入,得?!郈(,-2)。 ∵一次函數(shù)的圖象經(jīng)過B(-1,5)、C(,-2)兩點(diǎn), ∴,解得。 (2)存在。
44、 令,即,解得?!郃(,0)。 由題意,點(diǎn)P(m,n)是一次函數(shù)的圖象上的動點(diǎn),且 ∴點(diǎn)P在線段AB 上運(yùn)動(不含A、B)。設(shè)P()。 ∵DP∥x軸,且點(diǎn)D在的圖象上, ∴,即D()。 ∴△PAD的面積為。 ∴S關(guān)于n的二次函數(shù)的圖象開口向下,有最大值。 又∵n=,,得,而。 ∴當(dāng)時,即P()時,△PAD的面積S最大,為。 (3)由已知,P()。 易知m≠n,即,即。 若,則。 由題設(shè),,解出不等式組的解為。 若,則。
45、 由題設(shè),,解出不等式組的解為。 綜上所述,數(shù)a的取值范圍為,。 【考點(diǎn)】反比例函數(shù)和一次函數(shù)綜合問題,曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)與方程的關(guān)系,平行的性質(zhì),二次函數(shù)的性質(zhì),不等式組的應(yīng)用。 【分析】(1)根據(jù)曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)與方程的關(guān)系,由B 的坐標(biāo)求得,從而得到;由點(diǎn)C在上求得,即得點(diǎn)C的坐標(biāo);由點(diǎn)B、C在上,得方程組,解出即可求得k、b的值。 (2)求出△PAD的面積S關(guān)于n的二次函數(shù)(也可求出關(guān)于m),應(yīng)用二次函數(shù)的最值原理即可求得面積的最大值及此時點(diǎn)P的坐標(biāo)。 (3)由m≠n得到。分和兩種情況求解。 13. (2012江蘇常州9分)已知,在
46、矩形ABCD中,AB=4,BC=2,點(diǎn)M為邊BC的中點(diǎn),點(diǎn)P為邊CD上的動點(diǎn)(點(diǎn)P異于C、D兩點(diǎn))。連接PM,過點(diǎn)P作PM的垂線與射線DA相交于點(diǎn)E(如圖)。設(shè)CP=x,DE=y。 (1)寫出y與x之間的函數(shù)關(guān)系式 ▲ ; (2)若點(diǎn)E與點(diǎn)A重合,則x的值為 ▲ ; (3)是否存在點(diǎn)P,使得點(diǎn)D關(guān)于直線PE的對稱點(diǎn)D′落在邊AB上?若存在,求x的值;若不存在,請說明理由。 【答案】解:(1)y=-x2+4x。 (2)或。 (3)存在。 過點(diǎn)P作PH⊥AB于點(diǎn)H。則
47、 ∵點(diǎn)D關(guān)于直線PE的對稱點(diǎn)D′落在邊AB上, ∴P D′=PD=4-x,E D′=ED= y=-x2+4x,EA=AD-ED= x2-4x+2,∠P D′E=∠D=900。 在Rt△D′P H中,PH=2, D′P =DP=4-x,D′H=。 ∵∠ E D′A=1800-900-∠P D′H=900-∠P D′H=∠D′P H,∠P D′E=∠P HD′ =900, ∴△E D′A∽△D′P H?!啵?, 即,兩邊平
48、方并整理得,2x2-4x+1=0。解得。 ∵當(dāng)時,y=, ∴此時,點(diǎn)E已在邊DA延長線上,不合題意,舍去(實(shí)際上是無理方程的增根)。 ∵當(dāng)時,y=, ∴此時,點(diǎn)E在邊AD上,符合題意。 ∴當(dāng)時,點(diǎn)D關(guān)于直線PE的對稱點(diǎn)D′落在邊AB上。 【考點(diǎn)】矩形的性質(zhì),相似三角形的判定和性質(zhì),勾股定理,折疊對稱的性質(zhì),解無理方程。 【分析】(1)∵CM=1,CP=x,DE=y,DP=4-x,且△MCP∽△PDE, ∴,即?!鄖=-x2+4x。 (2)當(dāng)點(diǎn)E與點(diǎn)A重合時,y=2,即2=-x2+4x,x2-4x+2=0。 解得。 (3)過點(diǎn)P作PH⊥A
49、B于點(diǎn)H,則由點(diǎn)D關(guān)于直線PE的對稱點(diǎn)D′落在邊AB上,可得△E D′A與△D′P H相似,由對應(yīng)邊成比例得得關(guān)于x的方程即可求解。注意檢驗。 14. (2012江蘇徐州8分)如圖1,A、B、C、D為矩形的四個頂點(diǎn),AD=4cm,AB=dcm。動點(diǎn)E、F分別從點(diǎn)D、B出發(fā),點(diǎn)E以1 cm/s的速度沿邊DA向點(diǎn)A移動,點(diǎn)F以1 cm/s的速度沿邊BC向點(diǎn)C移動,點(diǎn)F移動到點(diǎn)C時,兩點(diǎn)同時停止移動。以EF為邊作正方形EFGH,點(diǎn)F出發(fā)xs時,正方形EFGH的面積為ycm2。已知y與x的函數(shù)圖象是拋物線的一部分,如圖2所示。請根據(jù)圖中信息,解答下列問題: (1)自變量x的取值范圍是 ▲
50、 ; (2)d= ▲ ,m= ▲ ,n= ▲ ; (3)F出發(fā)多少秒時,正方形EFGH的面積為16cm2? 【答案】解:(1)0≤x≤4。 (2)3,2,25. (3)過點(diǎn)E作EI⊥BC垂足為點(diǎn)I。則四邊形DEIC為矩形。 ∴EI=DC=3,CI=DE=x。 ∵BF=x,∴IF=4-2x。 在Rt△EFI中,。 ∵y是以EF為邊長的正方形EFGH的面積,
51、 ∴。 當(dāng)y=16時,, 解得,。 ∴F出發(fā)或秒時,正方形EFGH的面積為16cm2。 【考點(diǎn)】動點(diǎn)問題,矩形的判定和性質(zhì),平行線間垂直線段的性質(zhì),勾股定理,解一元二次方程。 【分析】(1)自變量x的取值范圍是點(diǎn)F從點(diǎn)C到點(diǎn)B的運(yùn)動時間,由時間=距離÷速度,即可求。 (2)由圖2知,正方形EFGH的面積的最小值是9,而正方形EFGH的面積最小時,根據(jù)地兩平行線間垂直線段最短的性質(zhì),得d=AB=EF=3。 當(dāng)正方形EFGH的面積最小時,由BF=DE和EF∥AB得,E、F分別為AD、
52、BC的中點(diǎn),即m=2。 當(dāng)正方形EFGH的面積最大時,EF等于矩形ABCD的對角線,根據(jù)勾股定理,它為5,即n=25。 (3)求出正方形EFGH的面積y關(guān)于x的函數(shù)關(guān)系式,即可求得F出發(fā)或秒時,正方形EFGH的面積為16cm2。 15. (2012四川樂山13分)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,點(diǎn)A的坐標(biāo)為(m,m),點(diǎn)B的坐標(biāo)為(n,﹣n),拋物線經(jīng)過A、O、B三點(diǎn),連接OA、OB、AB,線段AB交y軸于點(diǎn)C.已知實(shí)數(shù)m、n(m<n)分別是方程x2﹣2x﹣3=0的兩根. (1)求拋物線的解析式; (2)若點(diǎn)P為線段OB上的一個動點(diǎn)(不與點(diǎn)O、B重合)
53、,直線PC與拋物線交于D、E兩點(diǎn)(點(diǎn)D在y軸右側(cè)),連接OD、BD. ①當(dāng)△OPC為等腰三角形時,求點(diǎn)P的坐標(biāo); ②求△BOD 面積的最大值,并寫出此時點(diǎn)D的坐標(biāo). 【答案】解:(1)解方程x2﹣2x﹣3=0,得 x1=3,x2=﹣1。 ∵m<n,∴m=﹣1,n=3。∴A(﹣1,﹣1),B(3,﹣3)。 ∵拋物線過原點(diǎn),設(shè)拋物線的解析式為y=ax2+bx。 ∴,解得:。 ∴拋物線的解析式為。 (2)①設(shè)直線AB的解析式為y=kx+b。 ∴,解得:。 ∴直線AB的解析式為。 ∴C點(diǎn)坐標(biāo)為(0,)。 ∵直線OB過點(diǎn)O(0,0),B(3,﹣3),∴直線OB的解析式為y=﹣
54、x。 ∵△OPC為等腰三角形,∴OC=OP或OP=PC或OC=PC。 設(shè)P(x,﹣x)。 (i)當(dāng)OC=OP時,,解得(舍去)。 ∴P1()。 (ii)當(dāng)OP=PC時,點(diǎn)P在線段OC的中垂線上,∴P2()。 (iii)當(dāng)OC=PC時,由,解得(舍去)。 ∴P3()。 綜上所述,P點(diǎn)坐標(biāo)為P1()或P2()或P3()。 ②過點(diǎn)D作DG⊥x軸,垂足為G,交OB于Q,過B作BH⊥x軸,垂足為H. 設(shè)Q(x,﹣x),D(x,). S△BOD=S△ODQ+S△BDQ=DQ?OG+DQ?GH =DQ(OG+GH) = =。 ∵0<x<3,∴當(dāng)時,S取得最大值為,此時D()。
55、 【考點(diǎn)】二次函數(shù)綜合題,待定系數(shù)法,曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)與方程的關(guān)系,解一元二次方程,等腰三角形的性質(zhì),二次函數(shù)的最值。 【分析】(1)首先解方程得出A,B兩點(diǎn)的坐標(biāo),從而利用待定系數(shù)法求出二次函數(shù)解析式即可。 (2)①首先求出AB的直線解析式,以及BO解析式,再利用等腰三角形的性質(zhì)得出當(dāng)OC=OP時,當(dāng)OP=PC時,點(diǎn)P在線段OC的中垂線上,當(dāng)OC=PC時分別求出x的值即可。 ②利用S△BOD=S△ODQ+S△BDQ得出關(guān)于x的二次函數(shù),從而得出最值即可。 16. (2012四川攀枝花12分)如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,四邊形ABCD是菱形,頂點(diǎn)A.C.D 均在坐標(biāo)軸上,且AB=
56、5,sinB=. (1)求過A.C.D三點(diǎn)的拋物線的解析式; (2)記直線AB的解析式為y1=mx+n,(1)中拋物線的解析式為y2=ax2+bx+c,求當(dāng)y1<y2時,自變量x的取值范圍; (3)設(shè)直線AB與(1)中拋物線的另一個交點(diǎn)為E,P點(diǎn)為拋物線上A.E兩點(diǎn)之間的一個動點(diǎn),當(dāng)P點(diǎn)在何處時,△PAE的面積最大?并求出面積的最大值. 【答案】解:(1)∵四邊形ABCD是菱形,且AB=5,∴AB=AD=CD=BC=5,sinB=sinD=。 在Rt△OCD中,OC=CD?sinD=4,OD=3,∴OA=AD﹣OD=2。 ∴A(﹣2,0)、B(﹣5,4)、C(0,4)、D(3,
57、0)。 設(shè)拋物線的解析式為:y=a(x+2)(x﹣3),將C(0,4)代入得: 2×(﹣3)a=4,解得a=﹣。 ∴拋物線的解析式為y=(x+2)(x﹣3)。 (2)由A(﹣2,0)、B(﹣5,4)得直線AB:。 由(1)得:,則: ,解得:,。 由圖可知:當(dāng)y1<y2時,﹣2<x<5。 (3)∵S△PAE等于AE和AE上高乘積的一半, ∴當(dāng)在拋物線上A.E兩點(diǎn)之間,P到直線AB的距離最大時,S△PAE最大。 若設(shè)直線L∥AB,則直線L與拋物線有且只有一個交點(diǎn)時,該交點(diǎn)為點(diǎn)P。 設(shè)直線L:, 當(dāng)直線L與拋物線有且只有一個交點(diǎn)時,,且△=0。 由化簡,得
58、, , 解得,b=。 且,解得。 ∴直線L:。∴點(diǎn)P()。 由(2)得:E(5,),則直線PE:。 設(shè)直線PE與x軸交于點(diǎn)F,則點(diǎn)F(,0),∴AF=OA+OF=。 ∴△PAE的最大值:。 綜上所述,當(dāng)P()時,△PAE的面積最大,為。 【考點(diǎn)】二次函數(shù)綜合題,菱形的性質(zhì),銳角三角函數(shù)定義,待定系數(shù)法,曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)與方程的關(guān)系,直線與拋物線的交點(diǎn),平行線的性質(zhì),一元二次方程根的判別式。 【分析】(1)由菱形ABCD的邊長和一角的正弦值,可求出OC.OD.OA的長,從而確定A.C.D三點(diǎn)坐標(biāo),通過待定系數(shù)法可求出拋物線的解析式。 (2)首先由A.B的坐標(biāo)確定直線AB的解
59、析式,然后求出直線AB與拋物線解析式的兩個交點(diǎn),然后通過觀察圖象找出直線y1在拋物線y2圖象下方的部分。 (3)該題的關(guān)鍵點(diǎn)是確定點(diǎn)P的位置:P△AE的面積最大,那么AE上的高最大,即點(diǎn)P離直線AE的距離最遠(yuǎn),那么點(diǎn)P為與直線AB平行且與拋物線有且僅有的唯一交點(diǎn)。根據(jù)一元二次方程根的判別式△=0求解即可。 17. (2012四川廣元12分)如圖,在矩形ABCO中,AO=3,tan∠ACB=,以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn),OC為x 軸,OA為y軸建立平面直角坐標(biāo)系。設(shè)D,E分別是線段AC,OC上的動點(diǎn),它們同時出發(fā),點(diǎn)D以每 秒3個單位的速度從點(diǎn)A向點(diǎn)C運(yùn)動,點(diǎn)E以每秒1個單位的速度從點(diǎn)C向點(diǎn)O運(yùn)動,
60、設(shè)運(yùn)動時間為t 秒。 (1)求直線AC的解析式; (2)用含t的代數(shù)式表示點(diǎn)D的坐標(biāo); (3)當(dāng)t為何值時,△ODE為直角三角形? (4)在什么條件下,以Rt△ODE的三個頂點(diǎn)能確定一條對稱軸平行于y軸的拋物線?并請選擇一種 情況,求出所確定拋物線的解析式。 【答案】解:(1)根據(jù)題意,得CO=AB=BC?tan∠ACB=4, ∴A(0,3)、B(4,3)、C(4,0)。 設(shè)直線AC的解析式為:y=kx+3,代入C點(diǎn)坐標(biāo),得:4k+3=0,k=。 ∴直線AC:y=x+3。 (2)分別作DF⊥AO,DH⊥CO,垂足分別為F,H, 則有△ADF∽△DCH∽△ACO。
61、∴AD:DC:AC=AF:DH:AO=FD:HC:OC, 而AD=3t(其中0≤t≤),OC=AB=4,AC=5, ∴FD=,AF=,DH=,HC=。 ∴D(,)。 (3)CE= t,E(t,0),OE=OC-CE=4- t,HE=|CH-CE|=, 則OD2=DH2+OH2=, DE2=DH2+HE2=。 當(dāng)△ODE為直角三角形時,有OD2+DE2=OE2,或OD2+OE2=DE2,或DE2+OE2=OD2, 即①, 或②, 或③, 上述三個方程在0≤t≤內(nèi)的所有實(shí)數(shù)解為 。 (4)當(dāng)DO⊥OE,及DE⊥OE時,即和時,以Rt△ODE的三個頂點(diǎn)不確定對 稱軸平行于
62、y軸的拋物線,其它兩種情況都可以各確定一條對稱軸平行于y軸的拋物線。 ∵D(,),E(4-t,0) ∴當(dāng)時,D(,),E(3,0)。 ∵拋物線過O(0,0),∴設(shè)所求拋物線為,將點(diǎn)D,E坐標(biāo)代入,得 ,解得。 ∴所求拋物線為。 【考點(diǎn)】二次函數(shù)綜合題,動點(diǎn)問題,矩形的性質(zhì),銳角三角函數(shù)定義,待定系數(shù)法,曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)與方程的關(guān)系,相似三角形的判定和性質(zhì),勾股定理和逆定理,解一元二次方程和二元一次方程組。 【分析】(1)在Rt△AOC中,已知AO的長以及∠ACB的正弦值,能求出OC的長,即可確定點(diǎn)C的坐 標(biāo),利用待定系數(shù)法能求出直線AC的解析式。 (2)過D作AO、OC的垂線,
63、通過構(gòu)建相似三角形來求出點(diǎn)D的坐標(biāo)。 (3)用t表示出OD、DE、OE的長,若△ODE為直角三角形,那么三邊符合勾股定理,據(jù)此列方 程求出對應(yīng)的t的值。 (4)根據(jù)(3)的結(jié)論能得到t的值,△ODE中,當(dāng)OD⊥x軸或DE垂直x軸時,都不能確定“一 條對稱軸平行于y軸的拋物線”,余下的情況都是符合要求的,首先得D、E的坐標(biāo),再利用待定系數(shù)法求出拋物線的解析式。 當(dāng)時,所求拋物線為。 18. (2012四川巴中12分)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,點(diǎn)A,C分別在x軸,y軸上,四邊形ABCO 為矩形,AB=16,點(diǎn)D與點(diǎn)A關(guān)于y軸對稱,tan∠ACB=,點(diǎn)E,F(xiàn)分別是線段AD,AC上的動點(diǎn)
64、(點(diǎn) E不與點(diǎn)A,D重合),且∠CEF=∠ACB。 (1)求AC的長和點(diǎn)D的坐標(biāo); (2)說明△AEF與△DCE相似; (3)當(dāng)△EFC為等腰三角形時,求點(diǎn)E的坐標(biāo)。 【答案】解:(1)∵四邊形ABCO為矩形,∴∠B=90°。 在Rt△ABC中,BC=AB÷tan∠ACB=16÷=12 ,AC=。 則AO=BC=12?!?A(-12,0)。 ∵點(diǎn)D與點(diǎn)A關(guān)于軸對稱,∴D(12,0)。 (2)∵點(diǎn)D與點(diǎn)A關(guān)于y軸對稱,∴∠CDE=∠CAO。 ∵∠CEF=∠ACB,∠ACB=∠CAO,∴∠CDE=∠CEF。 又∵∠AEC=∠AEF+∠CEF=
65、∠CDE+∠DCE(三角形外角性質(zhì)),∴∠AEF=∠DCE。 則在△AEF與△DCE中,∠CDE=∠CAO,∠AEF=∠DCE, ∴△AEF∽△DCE。 (3)當(dāng)△EFC為等腰三角形時,有以下三種情況: ①當(dāng)CE=EF時,∵△AEF∽△DCE,∴△AEF≌△DCE。∴AE=CD=20。 ∴OE=AE-OA=20-12=8?!郋(8,0)。 ②當(dāng)EF=FC時,如圖所示,過點(diǎn)F作FM⊥CE于M, 則點(diǎn)M為CE中點(diǎn)。 ∴CE=2ME=2EF?cos∠CEF=2EF?cos∠ACB=EF。 ∵點(diǎn)D與點(diǎn)A關(guān)于y軸對稱,∴CD=AC=20。 ∵△AEF∽△DCE, ∴ ,即 ,解得。
66、 ∴OE=AE-OA=,∴E( ,0)。 ③當(dāng)CE=CF時,則有∠CFE=∠CEF, ∵∠CEF=∠ACB=∠CAO,∴∠CFE=∠CAO。 即此時F點(diǎn)與A點(diǎn)重合,這與已知條件矛盾。 綜上所述,當(dāng)△EFC為等腰三角形時,點(diǎn)E的坐標(biāo)為(8,0)或(,0)。 【考點(diǎn)】坐標(biāo)與圖形性質(zhì),矩形的性質(zhì),軸對稱的性質(zhì),等腰三角形的判定和性質(zhì),相似三角形的判定和性質(zhì),勾股定理,銳角三角函數(shù)定義。 【分析】(1)利用矩形的性質(zhì),在Rt△ABC中,利用三角函數(shù)求出AC、BC的長度,從而得到A點(diǎn)坐標(biāo); 由點(diǎn)D與點(diǎn)A關(guān)于y軸對稱,進(jìn)而得到D點(diǎn)的坐標(biāo)。 (2)欲證△AEF與△DCE相似,只需要證明兩個
67、對應(yīng)角相等即可,在△AEF與△DCE中,易知 ∠CDE=∠CAO,∠AEF=∠DCE,從而問題解決。 (3)當(dāng)△EFC為等腰三角形時,需要分CE=EF,EF=FC,CE=CF三種情況討論。 19. (2012山東臨沂11分)已知,在矩形ABCD中,AB=a,BC=b,動點(diǎn)M從點(diǎn)A出發(fā)沿邊AD向點(diǎn)D運(yùn)動. (1)如圖1,當(dāng)b=2a,點(diǎn)M運(yùn)動到邊AD的中點(diǎn)時,請證明∠BMC=90°; (2)如圖2,當(dāng)b>2a時,點(diǎn)M在運(yùn)動的過程中,是否存在∠BMC=90°,若存在,請給與證明;若不存在,請說明理由; (3)如圖3,當(dāng)b<2a時,(2)中的結(jié)論是否仍然成立?請說明理由
68、. 【答案】(1)證明:∵b=2a,點(diǎn)M是AD的中點(diǎn),∴AB=AM=MD=DC=a, 又∵在矩形ABCD中,∠A=∠D=90°,∴∠AMB=∠DMC=45°。 ∴∠BMC=90°。 (2)解:存在,理由如下: 若∠BMC=90°,則∠AMB=∠DMC=90°。 又∵∠AMB+∠ABM=90°,∴∠ABM=∠DMC。 又∵∠A=∠D=90°,∴△ABM∽△DMC?!唷? 設(shè)AM=x,則,整理得:x2﹣bx+a2=0。 ∵b>2a,a>0,b>0,∴△=b2﹣4a2>0。 ∴方程有兩個不相等的實(shí)數(shù)根。 又
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