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文檔簡介
1、中考數(shù)學(xué)綜合提高訓(xùn)練第一部分 函數(shù)圖象中點的存在性問題1.1 因動點產(chǎn)生的相似三角形問題 例1 如圖1,已知拋物線(b是實數(shù)且b2)與x軸的正半軸分別交于點A、B(點A位于點B是左側(cè)),與y軸的正半軸交于點C(1)點B的坐標(biāo)為_,點C的坐標(biāo)為_(用含b的代數(shù)式表示);(2)請你探索在第一象限內(nèi)是否存在點P,使得四邊形PCOB的面積等于2b,且PBC是以點P為直角頂點的等腰直角三角形?如果存在,求出點P的坐標(biāo);如果不存在,請說明理由;(3)請你進(jìn)一步探索在第一象限內(nèi)是否存在點Q,使得QCO、QOA和QAB中的任意兩個三角形均相似(全等可看作相似的特殊情況)?如果存在,求出點Q的坐標(biāo);如果不存在,
2、請說明理由圖1滿分解答(1)B的坐標(biāo)為(b, 0),點C的坐標(biāo)為(0, )(2)如圖2,過點P作PDx軸,PEy軸,垂足分別為D、E,那么PDBPEC因此PDPE設(shè)點P的坐標(biāo)為(x, x)如圖3,聯(lián)結(jié)OP所以S四邊形PCOBSPCOSPBO2b解得所以點P的坐標(biāo)為()圖2 圖3(3)由,得A(1, 0),OA1如圖4,以O(shè)A、OC為鄰邊構(gòu)造矩形OAQC,那么OQCQOA當(dāng),即時,BQAQOA所以解得所以符合題意的點Q為()如圖5,以O(shè)C為直徑的圓與直線x1交于點Q,那么OQC90°。因此OCQQOA當(dāng)時,BQAQOA此時OQB90°所以C、Q、B三點共線因此,即解得此時Q(
3、1,4)圖4 圖5考點伸展第(3)題的思路是,A、C、O三點是確定的,B是x軸正半軸上待定的點,而QOA與QOC是互余的,那么我們自然想到三個三角形都是直角三角形的情況這樣,先根據(jù)QOA與QOC相似把點Q的位置確定下來,再根據(jù)兩直角邊對應(yīng)成比例確定點B的位置如圖中,圓與直線x1的另一個交點會不會是符合題意的點Q呢?如果符合題意的話,那么點B的位置距離點A很近,這與OB4OC矛盾例2 如圖1,已知拋物線的方程C1: (m0)與x軸交于點B、C,與y軸交于點E,且點B在點C的左側(cè)(1)若拋物線C1過點M(2, 2),求實數(shù)m的值;(2)在(1)的條件下,求BCE的面積;(3)在(1)的條件下,在拋
4、物線的對稱軸上找一點H,使得BHEH最小,求出點H的坐標(biāo);(4)在第四象限內(nèi),拋物線C1上是否存在點F,使得以點B、C、F為頂點的三角形與BCE相似?若存在,求m的值;若不存在,請說明理由圖1解答(1)將M(2, 2)代入,得解得m4(2)當(dāng)m4時,所以C(4, 0),E(0, 2)所以SBCE(3)如圖2,拋物線的對稱軸是直線x1,當(dāng)H落在線段EC上時,BHEH最小設(shè)對稱軸與x軸的交點為P,那么因此解得所以點H的坐標(biāo)為(4)如圖3,過點B作EC的平行線交拋物線于F,過點F作FFx軸于F由于BCEFBC,所以當(dāng),即時,BCEFBC設(shè)點F的坐標(biāo)為,由,得解得xm2所以F(m2, 0)由,得所以由
5、,得整理,得016此方程無解圖2 圖3 圖4如圖4,作CBF45°交拋物線于F,過點F作FFx軸于F,由于EBCCBF,所以,即時,BCEBFC在RtBFF中,由FFBF,得解得x2m所以F所以BF2m2,由,得解得綜合、,符合題意的m為考點伸展第(4)題也可以這樣求BF的長:在求得點F、F的坐標(biāo)后,根據(jù)兩點間的距離公式求BF的長例3直線分別交x軸、y軸于A、B兩點,AOB繞點O按逆時針方向旋轉(zhuǎn)90°后得到COD,拋物線yax2bxc經(jīng)過A、C、D三點(1) 寫出點A、B、C、D的坐標(biāo);(2) 求經(jīng)過A、C、D三點的拋物線表達(dá)式,并求拋物線頂點G的坐標(biāo);(3) 在直線BG上
6、是否存在點Q,使得以點A、B、Q為頂點的三角形與COD相似?若存在,請求出點Q的坐標(biāo);若不存在,請說明理由圖1解答(1)A(3,0),B(0,1),C(0,3),D(1,0)(2)因為拋物線yax2bxc經(jīng)過A(3,0)、C(0,3)、D(1,0) 三點,所以 解得 所以拋物線的解析式為yx22x3(x1)24,頂點G的坐標(biāo)為(1,4)(3)如圖2,直線BG的解析式為y3x1,直線CD的解析式為y3x3,因此CD/BG因為圖形在旋轉(zhuǎn)過程中,對應(yīng)線段的夾角等于旋轉(zhuǎn)角,所以ABCD因此ABBG,即ABQ90°因為點Q在直線BG上,設(shè)點Q的坐標(biāo)為(x,3x1),那么RtCOD的兩條直角邊的
7、比為13,如果RtABQ與RtCOD相似,存在兩種情況:當(dāng)時,解得所以,當(dāng)時,解得所以, 圖2 圖3考點伸展第(3)題在解答過程中運用了兩個高難度動作:一是用旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)說明ABBG;二是我們換個思路解答第(3)題:如圖3,作GHy軸,QNy軸,垂足分別為H、N通過證明AOBBHG,根據(jù)全等三角形的對應(yīng)角相等,可以證明ABG90°在RtBGH中,當(dāng)時,在RtBQN中,當(dāng)Q在B上方時,;當(dāng)Q在B下方時,當(dāng)時,同理得到,例4 RtABC在直角坐標(biāo)系內(nèi)的位置如圖1所示,反比例函數(shù)在第一象限內(nèi)的圖象與BC邊交于點D(4,m),與AB邊交于點E(2,n),BDE的面積為2(1)求m與n的數(shù)量關(guān)系
8、;(2)當(dāng)tanA時,求反比例函數(shù)的解析式和直線AB的表達(dá)式;(3)設(shè)直線AB與y軸交于點F,點P在射線FD上,在(2)的條件下,如果AEO與EFP 相似,求點P的坐標(biāo)圖1解答(1)如圖1,因為點D(4,m)、E(2,n)在反比例函數(shù)的圖象上,所以 整理,得n2m(2)如圖2,過點E作EHBC,垂足為H在RtBEH中,tanBEHtanA,EH2,所以BH1因此D(4,m),E(2,2m),B(4,2m1)已知BDE的面積為2,所以解得m1因此D(4,1),E(2,2),B(4,3)因為點D(4,1)在反比例函數(shù)的圖象上,所以k4因此反比例函數(shù)的解析式為設(shè)直線AB的解析式為ykxb,代入B(4
9、,3)、E(2,2),得 解得,因此直線AB的函數(shù)解析式為圖2 圖3 圖4(3)如圖3,因為直線與y軸交于點F(0,1),點D的坐標(biāo)為(4,1),所以FD/ x軸,EFPEAO因此AEO與EFP 相似存在兩種情況:如圖3,當(dāng)時,解得FP1此時點P的坐標(biāo)為(1,1)如圖4,當(dāng)時,解得FP5此時點P的坐標(biāo)為(5,1)考點伸展本題的題設(shè)部分有條件“RtABC在直角坐標(biāo)系內(nèi)的位置如圖1所示”,如果沒有這個條件限制,保持其他條件不變,那么還有如圖5的情況:第(1)題的結(jié)論m與n的數(shù)量關(guān)系不變第(2)題反比例函數(shù)的解析式為,直線AB為第(3)題FD不再與x軸平行,AEO與EFP 也不可能相似圖5例5如圖1
10、,已知梯形OABC,拋物線分別過點O(0,0)、A(2,0)、B(6,3)(1)直接寫出拋物線的對稱軸、解析式及頂點M的坐標(biāo);(2)將圖1中梯形OABC的上下底邊所在的直線OA、CB以相同的速度同時向上平移,分別交拋物線于點O1、A1、C1、B1,得到如圖2的梯形O1A1B1C1設(shè)梯形O1A1B1C1的面積為S,A1、 B1的坐標(biāo)分別為 (x1,y1)、(x2,y2)用含S的代數(shù)式表示x2x1,并求出當(dāng)S=36時點A1的坐標(biāo);(3)在圖1中,設(shè)點D的坐標(biāo)為(1,3),動點P從點B出發(fā),以每秒1個單位長度的速度沿著線段BC運動,動點Q從點D出發(fā),以與點P相同的速度沿著線段DM運動P、Q兩點同時出
11、發(fā),當(dāng)點Q到達(dá)點M時,P、Q兩點同時停止運動設(shè)P、Q兩點的運動時間為t,是否存在某一時刻t,使得直線PQ、直線AB、x軸圍成的三角形與直線PQ、直線AB、拋物線的對稱軸圍成的三角形相似?若存在,請求出t的值;若不存在,請說明理由 圖1 圖2解答(1)拋物線的對稱軸為直線,解析式為,頂點為M(1,)(2) 梯形O1A1B1C1的面積,由此得到由于,所以整理,得因此得到當(dāng)S=36時, 解得 此時點A1的坐標(biāo)為(6,3)(3)設(shè)直線AB與PQ交于點G,直線AB與拋物線的對稱軸交于點E,直線PQ與x軸交于點F,那么要探求相似的GAF與GQE,有一個公共角G在GEQ中,GEQ是直線AB與拋物線對稱軸的夾
12、角,為定值在GAF中,GAF是直線AB與x軸的夾角,也為定值,而且GEQGAF因此只存在GQEGAF的可能,GQEGAF這時GAFGQEPQD由于,所以解得 圖3 圖4考點伸展第(3)題是否存在點G在x軸上方的情況?如圖4,假如存在,說理過程相同,求得的t的值也是相同的事實上,圖3和圖4都是假設(shè)存在的示意圖,實際的圖形更接近圖3例6 如圖1,已知點A (-2,4) 和點B (1,0)都在拋物線上(1)求m、n;(2)向右平移上述拋物線,記平移后點A的對應(yīng)點為A,點B的對應(yīng)點為B,若四邊形A ABB為菱形,求平移后拋物線的表達(dá)式;(3)記平移后拋物線的對稱軸與直線AB 的交點為C,試在x軸上找一
13、個點D,使得以點B、C、D為頂點的三角形與ABC相似圖1 動感體驗請打開幾何畫板文件名“10寶山24”,拖動點A向右平移,可以體驗到,平移5個單位后,四邊形A ABB為菱形再拖動點D在x軸上運動,可以體驗到,BCD與ABC相似有兩種情況思路點撥1點A與點B的坐標(biāo)在3個題目中處處用到,各具特色第(1)題用在待定系數(shù)法中;第(2)題用來計算平移的距離;第(3)題用來求點B 的坐標(biāo)、AC和BC的長2拋物線左右平移,變化的是對稱軸,開口和形狀都不變3探求ABC與BCD相似,根據(jù)菱形的性質(zhì),BACCBD,因此按照夾角的兩邊對應(yīng)成比例,分兩種情況討論滿分解答(1) 因為點A (-2,4) 和點B (1,0
14、)都在拋物線上,所以 解得,(2)如圖2,由點A (-2,4) 和點B (1,0),可得AB5因為四邊形A ABB為菱形,所以A ABB AB5因為,所以原拋物線的對稱軸x1向右平移5個單位后,對應(yīng)的直線為x4因此平移后的拋物線的解析式為圖2(3) 由點A (-2,4) 和點B (6,0),可得A B如圖2,由AM/CN,可得,即解得所以根據(jù)菱形的性質(zhì),在ABC與BCD中,BACCBD如圖3,當(dāng)時,解得此時OD3,點D的坐標(biāo)為(3,0)如圖4,當(dāng)時,解得此時OD,點D的坐標(biāo)為(,0) 圖3 圖4考點伸展在本題情境下,我們還可以探求BCD與AB B相似,其實這是有公共底角的兩個等腰三角形,容易想
15、象,存在兩種情況我們也可以討論BCD與CB B相似,這兩個三角形有一組公共角B,根據(jù)對應(yīng)邊成比例,分兩種情況計算例7 2009年臨沂市中考第26題如圖1,拋物線經(jīng)過點A(4,0)、B(1,0)、C(0,2)三點(1)求此拋物線的解析式;(2)P是拋物線上的一個動點,過P作PMx軸,垂足為M,是否存在點P,使得以A、P、M為頂點的三角形與OAC相似?若存在,請求出符合條件的 點P的坐標(biāo);若不存在,請說明理由;(3)在直線AC上方的拋物線是有一點D,使得DCA的面積最大,求出點D的坐標(biāo),圖1動感體驗 請打開幾何畫板文件名“09臨沂26”,拖動點P在拋物線上運動,可以體驗到,PAM的形狀在變化,分別
16、雙擊按鈕“P在B左側(cè)”、“ P在x軸上方”和“P在A右側(cè)”,可以顯示PAM與OAC相似的三個情景雙擊按鈕“第(3)題”, 拖動點D在x軸上方的拋物線上運動,觀察DCA的形狀和面積隨D變化的圖象,可以體驗到,E是AC的中點時,DCA的面積最大思路點撥1已知拋物線與x軸的兩個交點,用待定系數(shù)法求解析式時,設(shè)交點式比較簡便2數(shù)形結(jié)合,用解析式表示圖象上點的坐標(biāo),用點的坐標(biāo)表示線段的長3按照兩條直角邊對應(yīng)成比例,分兩種情況列方程4把DCA可以分割為共底的兩個三角形,高的和等于OA滿分解答 (1)因為拋物線與x軸交于A(4,0)、B(1,0)兩點,設(shè)拋物線的解析式為,代入點C的 坐標(biāo)(0,2),解得所以
17、拋物線的解析式為(2)設(shè)點P的坐標(biāo)為如圖2,當(dāng)點P在x軸上方時,1x4,如果,那么解得不合題意如果,那么解得此時點P的坐標(biāo)為(2,1)如圖3,當(dāng)點P在點A的右側(cè)時,x4,解方程,得此時點P的坐標(biāo)為解方程,得不合題意如圖4,當(dāng)點P在點B的左側(cè)時,x1,解方程,得此時點P的坐標(biāo)為解方程,得此時點P與點O重合,不合題意綜上所述,符合條件的 點P的坐標(biāo)為(2,1)或或 圖2 圖3 圖4(3)如圖5,過點D作x軸的垂線交AC于E直線AC的解析式為設(shè)點D的橫坐標(biāo)為m,那么點D的坐標(biāo)為,點E的坐標(biāo)為所以因此當(dāng)時,DCA的面積最大,此時點D的坐標(biāo)為(2,1) 圖5 圖6考點伸展第(3)題也可以這樣解:如圖6,
18、過D點構(gòu)造矩形OAMN,那么DCA的面積等于直角梯形CAMN的面積減去CDN和ADM的面積設(shè)點D的橫坐標(biāo)為(m,n),那么由于,所以例8 如圖1,ABC中,AB5,AC3,cosAD為射線BA上的點(點D不與點B重合),作DE/BC交射線CA于點E.(1) 若CEx,BDy,求y與x的函數(shù)關(guān)系式,并寫出函數(shù)的定義域;(2) 當(dāng)分別以線段BD,CE為直徑的兩圓相切時,求DE的長度;(3) 當(dāng)點D在AB邊上時,BC邊上是否存在點F,使ABC與DEF相似?若存在,請求出線段BF的長;若不存在,請說明理由 圖1 備用圖 備用圖解答 (1)如圖2,作BHAC,垂足為點H在RtABH中,AB5,cosA,
19、所以AHAC所以BH垂直平分AC,ABC 為等腰三角形,ABCB5 因為DE/BC,所以,即于是得到,()(2)如圖3,圖4,因為DE/BC,所以,即,因此,圓心距 圖2 圖3 圖4在M中,在N中,當(dāng)兩圓外切時,解得或者如圖5,符合題意的解為,此時當(dāng)兩圓內(nèi)切時,當(dāng)x6時,解得,如圖6,此時E在CA的延長線上,;當(dāng)x6時,解得,如圖7,此時E在CA的延長線上, 圖5 圖6 圖7(3)因為ABC是等腰三角形,因此當(dāng)ABC與DEF相似時,DEF也是等腰三角形如圖8,當(dāng)D、E、F為ABC的三邊的中點時,DE為等腰三角形DEF的腰,符合題意,此時BF2.5根據(jù)對稱性,當(dāng)F在BC邊上的高的垂足時,也符合題
20、意,此時BF4.1如圖9,當(dāng)DE為等腰三角形DEF的底邊時,四邊形DECF是平行四邊形,此時 圖8 圖9 圖10 圖11考點伸展第(3)題的情景是一道典型題,如圖10,如圖11,AH是ABC的高,D、E、F為ABC的三邊的中點,那么四邊形DEHF是等腰梯形例9 圖1解答(1),(2)由拋物線的解析式,得點M的坐標(biāo)為,點N的坐標(biāo)為因此MN的中點D的坐標(biāo)為(2,0),DN3因為AOB是等腰直角三角形,如果DNE與AOB相似,那么DNE也是等腰直角三角形如圖2,如果DN為直角邊,那么點E的坐標(biāo)為E1(2,3)或E2(2,3)將E1(2,3)代入,求得此時拋物線的解析式為將E2(2,3)代入,求得此時
21、拋物線的解析式為如果DN為斜邊,那么點E的坐標(biāo)為E3或E4將E3代入,求得此時拋物線的解析式為將E4代入,求得此時拋物線的解析式為 圖2 圖3對于點E為E1(2,3)和E3,直線NE是相同的,ENP45°又OBP45°,PP,所以POBPGN因此對于點E為E2(2,3)和E4,直線NE是相同的此時點G在直線的右側(cè),又,所以考點伸展在本題情景下,怎樣計算PB的長?如圖3,作AFAB交OP于F,那么OBCOAF,OFOC,PF,PA,所以1.2 因動點產(chǎn)生的等腰三角形問題例1如圖1,拋物線yax2bxc經(jīng)過A(1,0)、B(3, 0)、C(0 ,3)三點,直線l是拋物線的對稱軸
22、(1)求拋物線的函數(shù)關(guān)系式;(2)設(shè)點P是直線l上的一個動點,當(dāng)PAC的周長最小時,求點P的坐標(biāo);(3)在直線l上是否存在點M,使MAC為等腰三角形,若存在,直接寫出所有符合條件的點M的坐標(biāo);若不存在,請說明理由圖1 解答(1)因為拋物線與x軸交于A(1,0)、B(3, 0)兩點,設(shè)ya(x1)(x3),代入點C(0 ,3),得3a3解得a1所以拋物線的函數(shù)關(guān)系式是y(x1)(x3)x22x3(2)如圖2,拋物線的對稱軸是直線x1當(dāng)點P落在線段BC上時,PAPC最小,PAC的周長最小設(shè)拋物線的對稱軸與x軸的交點為H由,BOCO,得PHBH2所以點P的坐標(biāo)為(1, 2)圖2(3)點M的坐標(biāo)為(1
23、, 1)、(1,)、(1,)或(1,0)考點伸展第(3)題的解題過程是這樣的:設(shè)點M的坐標(biāo)為(1,m)在MAC中,AC210,MC21(m3)2,MA24m2如圖3,當(dāng)MAMC時,MA2MC2解方程4m21(m3)2,得m1此時點M的坐標(biāo)為(1, 1)如圖4,當(dāng)AMAC時,AM2AC2解方程4m210,得此時點M的坐標(biāo)為(1,)或(1,)如圖5,當(dāng)CMCA時,CM2CA2解方程1(m3)210,得m0或6當(dāng)M(1, 6)時,M、A、C三點共線,所以此時符合條件的點M的坐標(biāo)為(1,0)圖3 圖4 圖5例2如圖1,點A在x軸上,OA4,將線段OA繞點O順時針旋轉(zhuǎn)120°至OB的位置(1)
24、求點B的坐標(biāo);(2)求經(jīng)過A、O、B的拋物線的解析式;(3)在此拋物線的對稱軸上,是否存在點P,使得以點P、O、B為頂點的三角形是等腰三角形?若存在,求點P的坐標(biāo);若不存在,請說明理由圖1解答(1)如圖2,過點B作BCy軸,垂足為C在RtOBC中,BOC30°,OB4,所以BC2,所以點B的坐標(biāo)為(2)因為拋物線與x軸交于O、A(4, 0),設(shè)拋物線的解析式為yax(x4),代入點B,解得所以拋物線的解析式為(3)拋物線的對稱軸是直線x2,設(shè)點P的坐標(biāo)為(2, y)當(dāng)OPOB4時,OP216所以4+y216解得當(dāng)P在時,B、O、P三點共線(如圖2)當(dāng)BPBO4時,BP216所以解得當(dāng)
25、PBPO時,PB2PO2所以解得綜合、,點P的坐標(biāo)為,如圖2所示圖2 圖3考點伸展如圖3,在本題中,設(shè)拋物線的頂點為D,那么DOA與OAB是兩個相似的等腰三角形由,得拋物線的頂點為因此所以DOA30°,ODA120°例3如圖1,已知正方形OABC的邊長為2,頂點A、C分別在x、y軸的正半軸上,M是BC的中點P(0,m)是線段OC上一動點(C點除外),直線PM交AB的延長線于點D(1)求點D的坐標(biāo)(用含m的代數(shù)式表示);(2)當(dāng)APD是等腰三角形時,求m的值;(3)設(shè)過P、M、B三點的拋物線與x軸正半軸交于點E,過點O作直線ME的垂線,垂足為H(如圖2)當(dāng)點P從O向C運動時,
26、點H也隨之運動請直接寫出點H所經(jīng)過的路長(不必寫解答過程)圖1 圖2解答(1)因為PC/DB,所以因此PMDM,CPBD2m所以AD4m于是得到點D的坐標(biāo)為(2,4m)(2)在APD中,當(dāng)APAD時,解得(如圖3)當(dāng)PAPD時,解得(如圖4)或(不合題意,舍去)當(dāng)DADP時,解得(如圖5)或(不合題意,舍去)綜上所述,當(dāng)APD為等腰三角形時,m的值為,或圖3 圖4 圖5(3)點H所經(jīng)過的路徑長為考點伸展第(2)題解等腰三角形的問題,其中、用幾何說理的方法,計算更簡單:如圖3,當(dāng)APAD時,AM垂直平分PD,那么PCMMBA所以因此,如圖4,當(dāng)PAPD時,P在AD的垂直平分線上所以DA2PO因此
27、解得第(2)題的思路是這樣的:如圖6,在RtOHM中,斜邊OM為定值,因此以O(shè)M為直徑的G經(jīng)過點H,也就是說點H在圓弧上運動運動過的圓心角怎么確定呢?如圖7,P與O重合時,是點H運動的起點,COH45°,CGH90°圖6 圖7例4如圖1,已知一次函數(shù)yx7與正比例函數(shù)的圖象交于點A,且與x軸交于點B(1)求點A和點B的坐標(biāo);(2)過點A作ACy軸于點C,過點B作直線l/y軸動點P從點O出發(fā),以每秒1個單位長的速度,沿OCA的路線向點A運動;同時直線l從點B出發(fā),以相同速度向左平移,在平移過程中,直線l交x軸于點R,交線段BA或線段AO于點Q當(dāng)點P到達(dá)點A時,點P和直線l都停
28、止運動在運動過程中,設(shè)動點P運動的時間為t秒當(dāng)t為何值時,以A、P、R為頂點的三角形的面積為8?是否存在以A、P、Q為頂點的三角形是等腰三角形?若存在,求t的值;若不存在,請說明理由 圖1 解答(1)解方程組 得 所以點A的坐標(biāo)是(3,4)令,得所以點B的坐標(biāo)是(7,0)(2)如圖2,當(dāng)P在OC上運動時,0t4由,得整理,得解得t2或t6(舍去)如圖3,當(dāng)P在CA上運動時,APR的最大面積為6因此,當(dāng)t2時,以A、P、R為頂點的三角形的面積為8圖2 圖3 圖4我們先討論P在OC上運動時的情形,0t4如圖1,在AOB中,B45°,AOB45°,OB7,所以O(shè)BAB因此OABA
29、OBB如圖4,點P由O向C運動的過程中,OPBRRQ,所以PQ/x軸因此AQP45°保持不變,PAQ越來越大,所以只存在APQAQP的情況此時點A在PQ的垂直平分線上,OR2CA6所以BR1,t1我們再來討論P在CA上運動時的情形,4t7在APQ中, 為定值,如圖5,當(dāng)APAQ時,解方程,得如圖6,當(dāng)QPQA時,點Q在PA的垂直平分線上,AP2(OROP)解方程,得如7,當(dāng)PAPQ時,那么因此解方程,得綜上所述,t1或或5或時,APQ是等腰三角形 圖5 圖6 圖7例5 如圖1,在直角坐標(biāo)平面內(nèi)有點A(6, 0),B(0, 8),C(4, 0),點M、N分別為線段AC和射線AB上的動點
30、,點M以2個單位長度/秒的速度自C向A方向作勻速運動,點N以5個單位長度/秒的速度自A向B方向作勻速運動,MN交OB于點P(1)求證:MNNP為定值;(2)若BNP與MNA相似,求CM的長;(3)若BNP是等腰三角形,求CM的長圖1解答(1)如圖2,圖3,作NQx軸,垂足為Q設(shè)點M、N的運動時間為t秒在RtANQ中,AN5t,NQ4t ,AQ3t在圖2中,QO63t,MQ105t,所以MNNPMQQO53在圖3中,QO3t6,MQ5t10,所以MNNPMQQO53(2)因為BNP與MNA有一組鄰補(bǔ)角,因此這兩個三角形要么是一個銳角三角形和一個鈍角三角形,要么是兩個直角三角形只有當(dāng)這兩個三角形都
31、是直角三角形時才可能相似如圖4,BNPMNA,在RtAMN中,所以解得此時CM 圖2 圖3 圖4(3)如圖5,圖6,圖7中,即所以當(dāng)N在AB上時,在BNP中,B是確定的,()如圖5,當(dāng)BPBN時,解方程,得此時CM()如圖6,當(dāng)NBNP時,解方程,得此時CM()當(dāng)PBPN時,解方程,得t的值為負(fù)數(shù),因此不存在PBPN的情況如圖7,當(dāng)點N在線段AB的延長線上時,B是鈍角,只存在BPBN的可能,此時解方程,得此時CM 圖5 圖6 圖7考點伸展如圖6,當(dāng)NBNP時,NMA是等腰三角形,這樣計算簡便一些例6如圖1,在矩形ABCD中,ABm(m是大于0的常數(shù)),BC8,E為線段BC上的動點(不與B、C重
32、合)連結(jié)DE,作EFDE,EF與射線BA交于點F,設(shè)CEx,BFy(1)求y關(guān)于x的函數(shù)關(guān)系式; (2)若m8,求x為何值時,y的值最大,最大值是多少?(3)若,要使DEF為等腰三角形,m的值應(yīng)為多少?圖1解答(1)因為EDC與FEB都是DEC的余角,所以EDCFEB又因為CB90°,所以DCEEBF因此,即整理,得y關(guān)于x的函數(shù)關(guān)系為(2)如圖2,當(dāng)m8時,因此當(dāng)x4時,y取得最大值為2(3) 若,那么整理,得解得x2或x6要使DEF為等腰三角形,只存在EDEF的情況因為DCEEBF,所以CEBF,即xy將xy 2代入,得m6(如圖3);將xy 6代入,得m2(如圖4) 圖2 圖3
33、 圖4例7已知:如圖1,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,矩形OABC的邊OA在y軸的正半軸上,OC在x軸的正半軸上,OA2,OC3,過原點O作AOC的平分線交AB于點D,連結(jié)DC,過點D作DEDC,交OA于點E(1)求過點E、D、C的拋物線的解析式;(2)將EDC繞點D按順時針方向旋轉(zhuǎn)后,角的一邊與y軸的正半軸交于點F,另一邊與線段OC交于點G如果DF與(1)中的拋物線交于另一點M,點M的橫坐標(biāo)為,那么EF2GO是否成立?若成立,請給予證明;若不成立,請說明理由;(3)對于(2)中的點G,在位于第一象限內(nèi)的該拋物線上是否存在點Q,使得直線GQ與AB的交點P與點C、G構(gòu)成的PCG是等腰三角形?若存在,
34、請求出點Q的坐標(biāo);若不存在成立,請說明理由圖1解答(1)由于OD平分AOC,所以點D的坐標(biāo)為(2,2),因此BCAD1由于BCDADE,所以BDAE1,因此點E的坐標(biāo)為(0,1)設(shè)過E、D、C三點的拋物線的解析式為,那么 解得,因此過E、D、C三點的拋物線的解析式為(2)把代入,求得所以點M的坐標(biāo)為如圖2,過點M作MNAB,垂足為N,那么,即解得圖2因為EDC繞點D旋轉(zhuǎn)的過程中,DCGDEF,所以CGEF2因此GO1,EF2GO(3)在第(2)中,GC2設(shè)點Q的坐標(biāo)為如圖3,當(dāng)CPCG2時,點P與點B(3,2)重合,PCG是等腰直角三角形此時,因此。由此得到點Q的坐標(biāo)為如圖4,當(dāng)GPGC2時,
35、點P的坐標(biāo)為(1,2)此時點Q的橫坐標(biāo)為1,點Q的坐標(biāo)為如圖5,當(dāng)PGPC時,點P在GC的垂直平分線上,點P、Q與點D重合此時點Q的坐標(biāo)為(2,2) 圖3 圖4 圖5考點伸展在第(2)題情景下,EDC繞點D旋轉(zhuǎn)的過程中,F(xiàn)G的長怎樣變化?設(shè)AF的長為m,那么點F由E開始沿射線EA運動的過程中,F(xiàn)G先是越來越小,F(xiàn)與A重合時,F(xiàn)G達(dá)到最小值;F經(jīng)過點A以后,F(xiàn)G越來越大,當(dāng)C與O重合時,F(xiàn)G達(dá)到最大值4例 8如圖1,在等腰梯形ABCD中,AD/BC,E是AB的中點,過點E作EF/BC交CD于點F,AB4,BC6,B60°(1)求點E到BC的距離;(2)點P為線段EF上的一個動點,過點P
36、作PMEF交BC于M,過M作MN/AB交折線ADC于N,連結(jié)PN,設(shè)EPx當(dāng)點N在線段AD上時(如圖2),PMN的形狀是否發(fā)生改變?若不變,求出PMN的周長;若改變,請說明理由;當(dāng)點N在線段DC上時(如圖3),是否存在點P,使PMN為等腰三角形?若存在,請求出所有滿足條件的x的值;若不存在,請說明理由 圖1 圖2 圖3解答(1)如圖4,過點E作EGBC于G在RtBEG中,B60°,所以,所以點E到BC的距離為(2)因為AD/EF/BC,E是AB的中點,所以F是DC的中點因此EF是梯形ABCD的中位線,EF4如圖4,當(dāng)點N在線段AD上時,PMN的形狀不是否發(fā)生改變過點N作NHEF于H,
37、設(shè)PH與NM交于點Q在矩形EGMP中,EPGMx,PMEG在平行四邊形BMQE中,BMEQ1x所以BGPQ1因為PM與NH平行且相等,所以PH與NM互相平分,PH2PQ2在RtPNH中,NH,PH2,所以PN在平行四邊形ABMN中,MNAB4因此PMN的周長為4 圖4 圖5當(dāng)點N在線段DC上時,CMN恒為等邊三角形如圖5,當(dāng)PMPN時,PMC與PNC關(guān)于直線PC對稱,點P在DCB的平分線上在RtPCM中,PM,PCM30°,所以MC3此時M、P分別為BC、EF的中點,x2如圖6,當(dāng)MPMN時,MPMNMC,xGMGCMC5如圖7,當(dāng)NPNM時,NMPNPM30°,所以PNM
38、120°又因為FNM120°,所以P與F重合此時x4綜上所述,當(dāng)x2或4或5時,PMN為等腰三角形 圖6 圖7 圖81.3 因動點產(chǎn)生的直角三角形問題例1 如圖1,拋物線與x軸交于A、B兩點(點A在點B的左側(cè)),與y軸交于點C(1)求點A、B的坐標(biāo);(2)設(shè)D為已知拋物線的對稱軸上的任意一點,當(dāng)ACD的面積等于ACB的面積時,求點D的坐標(biāo);(3)若直線l過點E(4, 0),M為直線l上的動點,當(dāng)以A、B、M為頂點所作的直角三角形有且只有三個時,求直線l的解析式圖1 解答(1)由,得拋物線與x軸的交點坐標(biāo)為A(4, 0)、B(2, 0)對稱軸是直線x1(2)ACD與ACB有公
39、共的底邊AC,當(dāng)ACD的面積等于ACB的面積時,點B、D到直線AC的距離相等過點B作AC的平行線交拋物線的對稱軸于點D,在AC的另一側(cè)有對應(yīng)的點D設(shè)拋物線的對稱軸與x軸的交點為G,與AC交于點H由BD/AC,得DBGCAO所以所以,點D的坐標(biāo)為因為AC/BD,AGBG,所以HGDG而DHDH,所以DG3DG所以D的坐標(biāo)為圖2 圖3(3)過點A、B分別作x軸的垂線,這兩條垂線與直線l總是有交點的,即2個點M以AB為直徑的G如果與直線l相交,那么就有2個點M;如果圓與直線l相切,就只有1個點M了聯(lián)結(jié)GM,那么GMl在RtEGM中,GM3,GE5,所以EM4在RtEM1A中,AE8,所以M1A6所以
40、點M1的坐標(biāo)為(4, 6),過M1、E的直線l為根據(jù)對稱性,直線l還可以是例2在平面直角坐標(biāo)系中,反比例函數(shù)與二次函數(shù)yk(x2x1)的圖象交于點A(1,k)和點B(1,k)(1)當(dāng)k2時,求反比例函數(shù)的解析式;(2)要使反比例函數(shù)與二次函數(shù)都是y隨x增大而增大,求k應(yīng)滿足的條件以及x的取值范圍;(3)設(shè)二次函數(shù)的圖象的頂點為Q,當(dāng)ABQ是以AB為斜邊的直角三角形時,求k的值解答(1)因為反比例函數(shù)的圖象過點A(1,k),所以反比例函數(shù)的解析式是當(dāng)k2時,反比例函數(shù)的解析式是(2)在反比例函數(shù)中,如果y隨x增大而增大,那么k0當(dāng)k0時,拋物線的開口向下,在對稱軸左側(cè),y隨x增大而增大拋物線yk
41、(x2x1)的對稱軸是直線 圖1所以當(dāng)k0且時,反比例函數(shù)與二次函數(shù)都是y隨x增大而增大(3)拋物線的頂點Q的坐標(biāo)是,A、B關(guān)于原點O中心對稱,當(dāng)OQOAOB時,ABQ是以AB為直徑的直角三角形由OQ2OA2,得解得(如圖2),(如圖3)圖2 圖3考點伸展如圖4,已知經(jīng)過原點O的兩條直線AB與CD分別與雙曲線(k0)交于A、B和C、D,那么AB與CD互相平分,所以四邊形ACBD是平行四邊形問平行四邊形ABCD能否成為矩形?能否成為正方形?如圖5,當(dāng)A、C關(guān)于直線yx對稱時,AB與CD互相平分且相等,四邊形ABCD是矩形因為A、C可以無限接近坐標(biāo)系但是不能落在坐標(biāo)軸上,所以O(shè)A與OC無法垂直,因
42、此四邊形ABCD不能成為正方形圖4 圖5例3 如圖1,已知拋物線yx2bxc與x軸交于A、B兩點(點A在點B左側(cè)),與y軸交于點C(0,3),對稱軸是直線x1,直線BC與拋物線的對稱軸交于點D(1)求拋物線的函數(shù)表達(dá)式;(2)求直線BC的函數(shù)表達(dá)式;(3)點E為y軸上一動點,CE的垂直平分線交CE于點F,交拋物線于P、Q兩點,且點P在第三象限當(dāng)線段時,求tanCED的值;當(dāng)以C、D、E為頂點的三角形是直角三角形時,請直接寫出點P的坐標(biāo)溫馨提示:考生可以根據(jù)第(3)問的題意,在圖中補(bǔ)出圖形,以便作答圖1解答(1)設(shè)拋物線的函數(shù)表達(dá)式為,代入點C(0,3),得所以拋物線的函數(shù)表達(dá)式為(2)由,知A
43、(1,0),B(3,0)設(shè)直線BC的函數(shù)表達(dá)式為,代入點B(3,0)和點C(0,3),得 解得,所以直線BC的函數(shù)表達(dá)式為(3)因為AB4,所以因為P、Q關(guān)于直線x1對稱,所以點P的橫坐標(biāo)為于是得到點P的坐標(biāo)為,點F的坐標(biāo)為所以,進(jìn)而得到,點E的坐標(biāo)為直線BC:與拋物線的對稱軸x1的交點D的坐標(biāo)為(1,2)過點D作DHy軸,垂足為H在RtEDH中,DH1,所以tanCED,圖2 圖3 圖4考點伸展第(3)題求點P的坐標(biāo)的步驟是:如圖3,圖4,先分兩種情況求出等腰直角三角形CDE的頂點E的坐標(biāo),再求出CE的中點F的坐標(biāo),把點F的縱坐標(biāo)代入拋物線的解析式,解得的x的較小的一個值就是點P的橫坐標(biāo)例4
44、設(shè)直線l1:yk1xb1與l2:yk2xb2,若l1l2,垂足為H,則稱直線l1與l2是點H的直角線(1)已知直線;和點C(0,2),則直線_和_是點C的直角線(填序號即可);(2)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,直角梯形OABC的頂點A(3,0)、B(2,7)、C(0,7),P為線段OC上一點,設(shè)過B、P兩點的直線為l1,過A、P兩點的直線為l2,若l1與l2是點P的直角線,求直線l1與l2的解析式 圖1答案(1)直線和是點C的直角線(2)當(dāng)APB90°時,BCPPOA那么,即解得OP6或OP1如圖2,當(dāng)OP6時,l1:, l2:y2x6如圖3,當(dāng)OP1時,l1:y3x1, l2:圖2
45、圖3例5 在平面直角坐標(biāo)系xOy中,拋物線與x軸的交點分別為原點O和點A,點B(2,n)在這條拋物線上(1)求點B的坐標(biāo);(2)點P在線段OA上,從點O出發(fā)向點A運動,過點P作x軸的垂線,與直線OB交于點E,延長PE到點D,使得EDPE,以PD為斜邊,在PD右側(cè)作等腰直角三角形PCD(當(dāng)點P運動時,點C、D也隨之運動)當(dāng)?shù)妊苯侨切蜳CD的頂點C落在此拋物線上時,求OP的長;若點P從點O出發(fā)向點A作勻速運動,速度為每秒1個單位,同時線段OA上另一個點Q從點A出發(fā)向點O作勻速運動,速度為每秒2個單位(當(dāng)點Q到達(dá)點O時停止運動,點P也停止運動)過Q作x軸的垂線,與直線AB交于點F,延長QF到點M,使得FMQF,以QM為斜邊,在QM的左側(cè)作等腰直角三角形QMN(當(dāng)點Q運動時,點M、N也隨之運動)若點P運動到t秒時,兩個等腰直角三角形分別有一條邊恰好落在同一條直線上,求此刻t的值圖1解答(1) 因為拋物線經(jīng)過原點,所以 解得,(舍去)因此所以點B的坐標(biāo)為(2,4)(2) 如圖4,設(shè)OP的長為t,那么PE2t,EC2t,點C的坐標(biāo)為(3t, 2t)當(dāng)點C落在拋物線上時,解得如圖1,當(dāng)兩條斜邊PD與QM在同一條直線上時,點P、Q重合此時3t10解得如圖2,當(dāng)兩條直角邊PC與MN在同一條直線上,PQN是等腰直角
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