2018中考数学压轴试题复习第一部分专题二因动点产生的等腰三角形问题
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课前导学:相似三角形的判定定理有3个,其中判定定理1和判定定理2都有对应角相等的条件,因此探求两个三角形相似的动态问题,一般情况下首先寻找一组对应角相等.判定定理2是最常用的解题依据,一般分三步:寻找一组等角,分两种情况列比例方程,解方程并检验.如果已知∠A=∠D,探求△ABC与△DEF相似,只要把夹∠A和∠D的两边表示出来,按照对应边成比例,分和两种情况列方程.应用判定定理1解题,先寻找一组等角,再分两种情况讨论另外两组对应角相等.应用判定定理3解题不多见,根据三边对应成比例列连比式解方程(组).还有一种情况,讨论两个直角三角形相似,如果一组锐角相等,其中一个直角三角形的锐角三角比是确定的,那么就转化为讨论另一个三角形是直角三角形的问题.求线段的长,要用到两点间的距离公式,而这个公式容易记错.理解记忆比较好.如图1,如果已知A、B两点的坐标,怎样求A、B两点间的距离呢?我们以AB为斜边构造直角三角形,直角边与坐标轴平行,这样用勾股定理就可以求斜边AB的长了.水平距离BC的长就是A、B两点间的水平距离,等于A、B两点的横坐标相减;竖直距离AC就是A、B两点间的竖直距离,等于A、B两点的纵坐标相减.九年级数学试题因动点产生的相似三角形问题1.如图,在平面直角坐标系中,双曲线kyx=(k≠0)与直线y=x+2都经过点A(2,m).(1)求k与m的值;(2)此双曲线又经过点B(n,2),过点B的直线BC与直线y=x+2平行交y轴于点C,联结AB、AC,求△ABC的面积;(3)在(2)的条件下,设直线y=x+2与y轴交于点D,在射线CB上有一点E,如果以点A、C、E所组成的三角形与△ACD相似,且相似比不为1,求点E的坐标.满分解答:(1)将点A(2,m)代入y=x+2,得m=4.所以点A的坐标为(2,4).将点A(2,4)代入kyx=,得k=8.(2)将点B (n ,2),代入8y x=,得n =4.所以点B 的坐标为(4,2).设直线BC 为y =x +b ,代入点B (4,2),得b =-2.所以点C 的坐标为(0,-2).由A (2,4)、B (4,2)、C (0,-2),可知A 、B 两点间的水平距离和竖直距离都是2,B 、C 两点间的水平距离和竖直距离都是4.所以AB=BC=,∠ABC =90°.所以S △ABC =12BA BC ⋅=12⨯=8.(3)由A (2,4)、D (0,2)、C (0,-2),得AD=AC=.由于∠DAC +∠ACD =45°,∠ACE +∠ACD =45°,所以∠DAC =∠ACE .所以△ACE 与△ACD 相似,分两种情况:①如图3,当CE AD CA AC=时,CE =AD=此时△ACD ≌△CAE ,相似比为1.②如图4,当CE AC CA AD ==CE=.此时C 、E 两点间的水平距离和竖直距离都是10,所以E (10,8).图3图4图22.如图,已知抛物线y=ax2+bx+c的顶点D的坐标为(1,﹣),且与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点,A点的坐标为(4,0).P点是抛物线上的一个动点,且横坐标为m.(l)求抛物线所对应的二次函数的表达式;(2)若动点P满足∠PAO不大于45°,求P点的横坐标m的取值范围;(3)当P点的横坐标m<0时,过P点作y轴的垂线PQ,垂足为Q.问:是否存在P点,使∠QPO=∠BCO?若存在,请求出P点的坐标;若不存在,请说明理由.3.如图,已知抛物线y=ax2﹣5ax+2(a≠0)与y轴交于点C,与x轴交于点A(1,0)和点B.(1)求抛物线的解析式;(2)求直线BC的解析式;(3)若点N是抛物线上的动点,过点N作NH⊥x轴,垂足为H,以B,N,H为顶点的三角形是否能够与△OBC相似?若能,请求出所有符合条件的点N的坐标;若不能,请说明理由.4.如图1,已知抛物线的方程C 1:1(2)()y x x m m=-+-(m >0)与x 轴交于点B 、C ,与y 轴交于点E ,且点B 在点C 的左侧.(1)若抛物线C 1过点M (2,2),求实数m 的值;(2)在(1)的条件下,求△BCE 的面积;(3)在(1)的条件下,在抛物线的对称轴上找一点H ,使得BH +EH 最小,求出点H 的坐标;(4)在第四象限内,抛物线C 1上是否存在点F ,使得以点B 、C 、F 为顶点的三角形与△BCE 相似?若存在,求m 的值;若不存在,请说明理由.满分解答(1)将M (2,2)代入1(2)()y x x m m =-+-,得124(2)m m=-⨯-.解得m =4.(2)当m =4时,2111(2)(4)2442y x x x x =-+-=-++.所以C (4,0),E (0,2).所以S △BCE =1162622BC OE ⋅=⨯⨯=.(3)如图2,抛物线的对称轴是直线x =1,当H 落在线段EC 上时,BH +EH 最小.设对称轴与x 轴的交点为P ,那么HP EO CP CO=.因此234HP =.解得32HP =.所以点H 的坐标为3(1,)2.(4)①如图3,过点B 作EC 的平行线交抛物线于F ,过点F 作FF ′⊥x 轴于F ′.由于∠BCE =∠FBC ,所以当CE BC CB BF =,即2BC CE BF =⋅时,△BCE ∽△FBC .设点F 的坐标为1(,(2)())x x x m m -+-,由''FF EO BF CO =,得1(2)()22x x m m x m+-=+.解得x =m +2.所以F ′(m +2,0).由'CO BF CE BF =4m BF +=.所以(m BF m +=.由2BC CE BF =⋅,得2(2)m +=.整理,得0=16.此方程无解.图2图3图4②如图4,作∠CBF =45°交抛物线于F ,过点F 作FF ′⊥x 轴于F ′,由于∠EBC =∠CBF ,所以BE BC BC BF=,即2BC BE BF =⋅时,△BCE ∽△BFC .在Rt △BFF′中,由FF ′=BF ′,得1(2)()2x x m x m +-=+.解得x =2m .所以F ′(2,0)m .所以BF′=2m +2,2)BF m =+.由2BC BE BF =⋅,得2(2)2)m m +=+.解得2m =±综合①、②,符合题意的m为2+.5.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=mx2﹣8mx+4m+2(m>2)与y轴的交点为A,与x轴的交点分别为B(x1,0),C(x2,0),且x2﹣x1=4,直线AD∥x轴,在x轴上有一动点E(t,0)过点E作平行于y轴的直线l与抛物线、直线AD的交点分别为P、Q.(1)求抛物线的解析式;(2)当0<t≤8时,求△APC面积的最大值;(3)当t>2时,是否存在点P,使以A、P、Q为顶点的三角形与△AOB相似?若存在,求出此时t的值;若不存在,请说明理由.6.如图,抛物线y=x2+mx+n与直线y=﹣x+3交于A,B两点,交x轴与D,C两点,连接AC,BC,已知A(0,3),C(3,0).(Ⅰ)求抛物线的解析式和tan∠BAC的值;(Ⅱ)在(Ⅰ)条件下:(1)P为y轴右侧抛物线上一动点,连接PA,过点P作PQ⊥PA交y轴于点Q,问:是否存在点P使得以A,P,Q为顶点的三角形与△ACB相似?若存在,请求出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.(2)设E为线段AC上一点(不含端点),连接DE,一动点M从点D出发,沿线段DE以每秒一个单位速度运动到E点,再沿线段EA以每秒个单位的速度运动到A后停止,当点E的坐标是多少时,点M在整个运动中用时最少?7.如图,已知二次函数(其中0<m<1)的图像与x轴交于A、B两点(点A在点B 的左侧),与y轴交于点C,对称轴为直线l.设P为对称轴l上的点,连接PA、PC,PA=P C.(1)∠ABC的度数为°;(2)求P点坐标(用含m的代数式表示);(3)在坐标轴上是否存在点Q(与原点O不重合),使得以Q、B、C为顶点的三角形与△PAC相似,且线段PQ的长度最小?如果存在,求出所有满足条件的点Q的坐标;如果不存在,请说明理由.8.如图,抛物线与x轴交于点A(﹣,0)、点B(2,0),与y轴交于点C(0,1),连接B C.(1)求抛物线的函数关系式;(2)点N为抛物线上的一个动点,过点N作NP⊥x轴于点P,设点N的横坐标为t(﹣<t<2),求△ABN的面积S与t的函数关系式;(3)若﹣<t<2且t≠0时△OPN∽△COB,求点N的坐标.9.如图1,在平面直角坐标系xOy 中,顶点为M 的抛物线y =ax 2+bx (a >0)经过点A 和x 轴正半轴上的点B ,AO =BO =2,∠AOB =120°.(1)求这条抛物线的表达式;(2)连结OM ,求∠AOM 的大小;(3)如果点C 在x 轴上,且△ABC 与△AOM 相似,求点C 的坐标.10.如图1,已知抛物线211(1)444b y x b x =-++(b 是实数且b >2)与x 轴的正半轴分别交于点A 、B (点A 位于点B 是左侧),与y 轴的正半轴交于点C .(1)点B 的坐标为______,点C 的坐标为__________(用含b 的代数式表示);(2)请你探索在第一象限内是否存在点P ,使得四边形PCOB 的面积等于2b ,且△PBC 是以点P 为直角顶点的等腰直角三角形?如果存在,求出点P 的坐标;如果不存在,请说明理由;(3)请你进一步探索在第一象限内是否存在点Q ,使得△QCO 、△QOA 和△QAB 中的任意两个三角形均相似(全等可看作相似的特殊情况)?如果存在,求出点Q 的坐标;如果不存在,请说明理由.图1满分解答(1)B 的坐标为(b ,0),点C 的坐标为(0,4b ).(2)如图2,过点P 作PD ⊥x 轴,PE ⊥y 轴,垂足分别为D 、E ,那么△PDB ≌△PEC .因此PD =PE .设点P 的坐标为(x,x).如图3,联结OP .所以S 四边形PCOB =S △PCO +S △PBO =1152428b x b x bx ⨯⋅+⨯⋅==2b .解得165x =.所以点P 的坐标为(1616,55).图2图3(3)由2111(1)(1)()4444b y x b x x x b =-++=--,得A (1,0),OA =1.①如图4,以OA 、OC 为邻边构造矩形OAQC ,那么△OQC ≌△QOA .当BA QA QA OA=,即2QA BA OA =⋅时,△BQA ∽△QOA .所以2()14b b =-.解得843b =±Q 为(1,23+).②如图5,以OC 为直径的圆与直线x =1交于点Q ,那么∠OQC =90°。
2017 挑战压轴题中考数学精讲解读篇因动点产生的相似三角形问题1.如图,在平面直角坐标系xOy中,将抛物线y=x2的对称轴绕着点P(0,2)顺时针旋转45°后与该抛物线交于A、B两点,点Q是该抛物线上一点.(1)求直线AB的函数表达式;(2)如图①,若点Q在直线AB的下方,求点Q到直线AB的距离的最大值;(3)如图②,若点Q在y轴左侧,且点T(0,t)(t<2)是射线PO上一点,当以P、B、Q为顶点的三角形与△PAT相似时,求所有满足条件的t的值.2.如图,已知BC是半圆O的直径,BC=8,过线段BO上一动点D,作AD⊥BC交半圆O于点A,联结AO,过点B作BH⊥AO,垂足为点H,BH的延长线交半圆O 于点F.(1)求证:AH=BD;(2)设BD=x,BE•BF=y,求y关于x的函数关系式;(3)如图2,若联结FA并延长交CB的延长线于点G,当△FAE与△FBG相似时,求BD的长度.3.如图,在平面直角坐标系xOy中,直线AB过点A(3,0)、B(0,m)(m>0),tan∠BAO=2.(1)求直线AB的表达式;(2)反比例函数y=的图象与直线AB交于第一象限内的C、D两点(BD<BC),当AD=2DB时,求k1的值;(3)设线段AB的中点为E,过点E作x轴的垂线,垂足为点M,交反比例函数y=的图象于点F,分别联结OE、OF,当△OEF∽△OBE时,请直接写出满足条件的所有k2的值.4.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=1,BC=7,点D是边CA延长线的一点,AE⊥BD,垂足为点E,AE的延长线交CA的平行线BF于点F,连结CE交AB于点G.(1)当点E是BD的中点时,求tan∠AFB的值;(2)CE•AF的值是否随线段AD长度的改变而变化?如果不变,求出CE•AF的值;如果变化,请说明理由;(3)当△BGE和△BAF相似时,求线段AF的长.5.如图,平面直角坐标系xOy中,已知B(﹣1,0),一次函数y=﹣x+5的图象与x轴、y轴分别交于点A、C两点,二次函数y=﹣x2+bx+c的图象经过点A、点B.(1)求这个二次函数的解析式;(2)点P是该二次函数图象的顶点,求△APC的面积;(3)如果点Q在线段AC上,且△ABC与△AOQ相似,求点Q的坐标.6.已知:半圆O的直径AB=6,点C在半圆O上,且tan∠ABC=2,点D为弧AC上一点,联结DC(如图)(1)求BC的长;(2)若射线DC交射线AB于点M,且△MBC与△MOC相似,求CD的长;(3)联结OD,当OD∥BC时,作∠DOB的平分线交线段DC于点N,求ON的长.7.如图,已知二次函数y=x2+bx+c(b,c为常数)的图象经过点A(3,﹣1),点C(0,﹣4),顶点为点M,过点A作AB∥x轴,交y轴与点D,交该二次函数图象于点B,连结BC.(1)求该二次函数的解析式及点M的坐标;(2)若将该二次函数图象向上平移m(m>0)个单位,使平移后得到的二次函数图象的顶点落在△ABC的内部(不包含△ABC的边界),求m的取值范围;(3)点P时直线AC上的动点,若点P,点C,点M所构成的三角形与△BCD相似,请直接写出所有点P的坐标(直接写出结果,不必写解答过程).因动点产生的等腰三角形问题8.如图1,在△ABC中,∠ACB=90°,∠BAC=60°,点E是∠BAC角平分线上一点,过点E作AE的垂线,过点A作AB的垂线,两垂线交于点D,连接DB,点F是BD的中点,DH⊥AC,垂足为H,连接EF,HF.(1)如图1,若点H是AC的中点,AC=2,求AB,BD的长;(2)如图1,求证:HF=EF;(3)如图2,连接CF,CE.猜想:△CEF是否是等边三角形?若是,请证明;若不是,说明理由.9.已知,一条抛物线的顶点为E(﹣1,4),且过点A(﹣3,0),与y轴交于点C,点D是这条抛物线上一点,它的横坐标为m,且﹣3<m<﹣1,过点D作DK ⊥x轴,垂足为K,DK分别交线段AE、AC于点G、H.(1)求这条抛物线的解析式;(2)求证:GH=HK;(3)当△CGH是等腰三角形时,求m的值.10.如图,已知在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AB=5,sinA=,点P是边BC上的一点,PE⊥AB,垂足为E,以点P为圆心,PC为半径的圆与射线PE相交于点Q,线段CQ与边AB交于点D.(1)求AD的长;(2)设CP=x,△PCQ的面积为y,求y关于x的函数解析式,并写出定义域;(3)过点C作CF⊥AB,垂足为F,联结PF、QF,如果△PQF是以PF为腰的等腰三角形,求CP的长.11.如图(1),直线y=﹣x+n交x轴于点A,交y轴于点C(0,4),抛物线y=x2+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′,当旋转角∠PBP′=∠OAC,且点P的对应点P′落在坐标轴上时,请直接写出点P的坐标.12.综合与探究如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线y=ax2+bx﹣8与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,直线l经过坐标原点O,与抛物线的一个交点为D,与抛物线的对称轴交于点E,连接CE,已知点A,D的坐标分别为(﹣2,0),(6,﹣8).(1)求抛物线的函数表达式,并分别求出点B和点E的坐标;(2)试探究抛物线上是否存在点F,使△FOE≌△FCE?若存在,请直接写出点F 的坐标;若不存在,请说明理由;(3)若点P是y轴负半轴上的一个动点,设其坐标为(0,m),直线PB与直线l交于点Q,试探究:当m为何值时,△OPQ是等腰三角形.因动点产生的直角三角形问题13.已知,如图1,在梯形ABCD中,AD∥BC,∠BCD=90°,BC=11,CD=6,tan∠ABC=2,点E在AD边上,且AE=3ED,EF∥AB交BC于点F,点M、N分别在射线FE和线段CD上.(1)求线段CF的长;(2)如图2,当点M在线段FE上,且AM⊥MN,设FM•cos∠EFC=x,CN=y,求y 关于x的函数解析式,并写出它的定义域;(3)如果△AMN为等腰直角三角形,求线段FM的长.14.如图,在矩形ABCD中,点O为坐标原点,点B的坐标为(4,3),点A、C 在坐标轴上,点P在BC边上,直线l1:y=2x+3,直线l2:y=2x﹣3.(1)分别求直线l1与x轴,直线l2与AB的交点坐标;(2)已知点M在第一象限,且是直线l2上的点,若△APM是等腰直角三角形,求点M的坐标;(3)我们把直线l1和直线l2上的点所组成的图形为图形F.已知矩形ANPQ的顶点N在图形F上,Q是坐标平面内的点,且N点的横坐标为x,请直接写出x的取值范围(不用说明理由).因动点产生的平行四边形问题15.如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2﹣2ax﹣3a(a<0)与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),经过点A的直线l:y=kx+b与y轴交于点C,与抛物线的另一个交点为D,且CD=4AC.(1)直接写出点A的坐标,并求直线l的函数表达式(其中k,b用含a的式子表示);(2)点E是直线l上方的抛物线上的一点,若△ACE的面积的最大值为,求a 的值;(3)设P是抛物线对称轴上的一点,点Q在抛物线上,以点A,D,P,Q为顶点的四边形能否成为矩形?若能,求出点P的坐标;若不能,请说明理由.16.如图,在矩形OABC中,OA=5,AB=4,点D为边AB上一点,将△BCD沿直线CD折叠,使点B恰好落在OA边上的点E处,分别以OC,OA所在的直线为x轴,y轴建立平面直角坐标系.(1)求点E坐标及经过O,D,C三点的抛物线的解析式;(2)一动点P从点C出发,沿CB以每秒2 个单位长的速度向点B运动,同时动点Q从E点出发,沿EC以每秒1个单位长的速度向点C运动,当点P到达点B时,两点同时停止运动.设运动时间为t秒,当t为何值时,DP=DQ;(3)若点N在(2)中的抛物线的对称轴上,点M在抛物线上,是否存在这样的点M与点N,使得以M,N,C,E为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请求出M点的坐标;若不存在,请说明理由.17.如图,抛物线y=﹣x2+2x+3与x轴交于A、B两点(点A在点B的左边),与y轴交于点C,点D和点C关于抛物线的对称轴对称,直线AD与y轴交于点E.(1)求直线AD的解析式;(2)如图1,直线AD上方的抛物线上有一点F,过点F作FG⊥AD于点G,作FH 平行于x轴交直线AD于点H,求△FGH周长的最大值;(3)点M是抛物线的顶点,点P是y轴上一点,点Q是坐标平面内一点,以A,M,P,Q为顶点的四边形是以AM为边的矩形.若点T和点Q关于AM所在直线对称,求点T的坐标.18.如图,点A和动点P在直线l上,点P关于点A的对称点为Q,以AQ为边作Rt△ABQ,使∠BAQ=90°,AQ:AB=3:4,作△ABQ的外接圆O.点C在点P右侧,PC=4,过点C作直线m⊥l,过点O作OD⊥m于点D,交AB右侧的圆弧于点E.在射线CD上取点F,使DF=CD,以DE,DF为邻边作矩形DEGF.设AQ=3x.(1)用关于x的代数式表示BQ,DF.(2)当点P在点A右侧时,若矩形DEGF的面积等于90,求AP的长.(3)在点P的整个运动过程中,①当AP为何值时,矩形DEGF是正方形?②作直线BG交⊙O于点N,若BN的弦心距为1,求AP的长(直接写出答案).19.在平面直角坐标系xOy(如图)中,经过点A(﹣1,0)的抛物线y=﹣x2+bx+3与y轴交于点C,点B与点A、点D与点C分别关于该抛物线的对称轴对称.(1)求b的值以及直线AD与x轴正方向的夹角;(2)如果点E是抛物线上一动点,过E作EF平行于x轴交直线AD于点F,且F 在E的右边,过点E作EG⊥AD与点G,设E的横坐标为m,△EFG的周长为l,试用m表示l;(3)点M是该抛物线的顶点,点P是y轴上一点,Q是坐标平面内一点,如果以点A、M、P、Q为顶点的四边形是矩形,求该矩形的顶点Q的坐标.20.如图,直线y=mx+4与反比例函数y=(k>0)的图象交于点A、B,与x轴、y轴分别交于D、C,tan∠CDO=2,AC:CD=1:2.(1)求反比例函数解析式;(2)联结BO,求∠DBO的正切值;(3)点M在直线x=﹣1上,点N在反比例函数图象上,如果以点A、B、M、N为顶点的四边形是平行四边形,求点N的坐标.21.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c的顶点坐标为(2,9),与y轴交于点A(0,5),与x轴交于点E、B.(1)求二次函数y=ax2+bx+c的表达式;(2)过点A作AC平行于x轴,交抛物线于点C,点P为抛物线上的一点(点P 在AC上方),作PD平行于y轴交AB于点D,问当点P在何位置时,四边形APCD 的面积最大?并求出最大面积;(3)若点M在抛物线上,点N在其对称轴上,使得以A、E、N、M为顶点的四边形是平行四边形,且AE为其一边,求点M、N的坐标.因动点产生的梯形问题22.如图,在平面直角坐标系xOy中,二次函数y=+bx+c的图象与y轴交于点A,与双曲线y=有一个公共点B,它的横坐标为4,过点B作直线l∥x轴,与该二次函数图象交于另一个点C,直线AC在y轴上的截距是﹣6.(1)求二次函数的解析式;(2)求直线AC的表达式;(3)平面内是否存在点D,使A、B、C、D为顶点的四边形是等腰梯形?如果存在,求出点D坐标;如果不存在,说明理由.23.如图,矩形OMPN的顶点O在原点,M、N分别在x轴和y轴的正半轴上,OM=6,ON=3,反比例函数y=的图象与PN交于C,与PM交于D,过点C作CA⊥x轴于点A,过点D作DB⊥y轴于点B,AC与BD交于点G.(1)求证:AB∥CD;(2)在直角坐标平面内是否若存在点E,使以B、C、D、E为顶点,BC为腰的梯形是等腰梯形?若存在,求点E的坐标;若不存在请说明理由.因动点产生的面积问题24.如图,边长为8的正方形OABC的两边在坐标轴上,以点C为顶点的抛物线经过点A,点P是抛物线上点A,C间的一个动点(含端点),过点P作PF⊥BC 于点F,点D、E的坐标分别为(0,6),(﹣4,0),连接PD、PE、DE.(1)请直接写出抛物线的解析式;(2)小明探究点P的位置发现:当P与点A或点C重合时,PD与PF的差为定值,进而猜想:对于任意一点P,PD与PF的差为定值,请你判断该猜想是否正确,并说明理由;(3)小明进一步探究得出结论:若将“使△PDE的面积为整数”的点P记作“好点”,则存在多个“好点”,且使△PDE的周长最小的点P也是一个“好点”.请直接写出所有“好点”的个数,并求出△PDE周长最小时“好点”的坐标.25.如图,四边形OABC是边长为4的正方形,点P为OA边上任意一点(与点O、A不重合),连接CP,过点P作PM⊥CP交AB于点D,且PM=CP,过点M作MN∥OA,交BO于点N,连接ND、BM,设OP=t.(1)求点M的坐标(用含t的代数式表示).(2)试判断线段MN的长度是否随点P的位置的变化而改变?并说明理由.(3)当t为何值时,四边形BNDM的面积最小.26.在数学兴趣小组活动中,小明进行数学探究活动,将边长为2的正方形ABCD 与边长为2的正方形AEFG按图1位置放置,AD与AE在同一直线上,AB与AG 在同一直线上.(1)小明发现DG⊥BE,请你帮他说明理由.(2)如图2,小明将正方形ABCD绕点A逆时针旋转,当点B恰好落在线段DG 上时,请你帮他求出此时BE的长.(3)如图3,小明将正方形ABCD绕点A继续逆时针旋转,线段DG与线段BE将相交,交点为H,写出△GHE与△BHD面积之和的最大值,并简要说明理由.27.在平面直角坐标系中,O为原点,直线y=﹣2x﹣1与y轴交于点A,与直线y=﹣x交于点B,点B关于原点的对称点为点C.(1)求过A,B,C三点的抛物线的解析式;(2)P为抛物线上一点,它关于原点的对称点为Q.①当四边形PBQC为菱形时,求点P的坐标;②若点P的横坐标为t(﹣1<t<1),当t为何值时,四边形PBQC面积最大?并说明理由.28.如图,在平面直角坐标系中,点A(10,0),以OA为直径在第一象限内作半圆,B为半圆上一点,连接AB并延长至C,使BC=AB,过C作CD⊥x轴于点D,交线段OB于点E,已知CD=8,抛物线经过O、E、A三点.(1)∠OBA= °.(2)求抛物线的函数表达式.(3)若P为抛物线上位于第一象限内的一个动点,以P、O、A、E为顶点的四边形面积记作S,则S取何值时,相应的点P有且只有3个?29.如图1,关于x的二次函数y=﹣x2+bx+c经过点A(﹣3,0),点C(0,3),点D为二次函数的顶点,DE为二次函数的对称轴,E在x轴上.(1)求抛物线的解析式;(2)DE上是否存在点P到AD的距离与到x轴的距离相等?若存在求出点P,若不存在请说明理由;(3)如图2,DE的左侧抛物线上是否存在点F,使2S△FBC=3S△EBC?若存在求出点F的坐标,若不存在请说明理由.30.已知抛物线y=mx2+(1﹣2m)x+1﹣3m与x轴相交于不同的两点A、B(1)求m的取值范围;(2)证明该抛物线一定经过非坐标轴上的一点P,并求出点P的坐标;(3)当<m≤8时,由(2)求出的点P和点A,B构成的△ABP的面积是否有最值?若有,求出该最值及相对应的m值.31.问题提出(1)如图①,已知△ABC,请画出△ABC关于直线AC对称的三角形.问题探究(2)如图②,在矩形ABCD中,AB=4,AD=6,AE=4,AF=2,是否在边BC、CD上分别存在点G、H,使得四边形EFGH的周长最小?若存在,求出它周长的最小值;若不存在,请说明理由.问题解决(3)如图③,有一矩形板材ABCD,AB=3米,AD=6米,现想从此板材中裁出一个面积尽可能大的四边形EFGH部件,使∠EFG=90°,EF=FG=米,∠EHG=45°,经研究,只有当点E、F、G分别在边AD、AB、BC上,且AF<BF,并满足点H在矩形ABCD内部或边上时,才有可能裁出符合要求的部件,试问能否裁得符合要求的面积尽可能大的四边形EFGH部件?若能,求出裁得的四边形EFGH部件的面积;若不能,请说明理由.32.如图,在平面直角坐标系中,矩形OCDE的顶点C和E分别在y轴的正半轴和x轴的正半轴上,OC=8,OE=17,抛物线y=x2﹣3x+m与y轴相交于点A,抛物线的对称轴与x轴相交于点B,与CD交于点K.(1)将矩形OCDE沿AB折叠,点O恰好落在边CD上的点F处.①点B的坐标为(、),BK的长是,CK的长是;②求点F的坐标;③请直接写出抛物线的函数表达式;(2)将矩形OCDE沿着经过点E的直线折叠,点O恰好落在边CD上的点G处,连接OG,折痕与OG相交于点H,点M是线段EH上的一个动点(不与点H重合),连接MG,MO,过点G作GP⊥OM于点P,交EH于点N,连接ON,点M从点E开始沿线段EH向点H运动,至与点N重合时停止,△MOG和△NOG的面积分别表示为S1和S2,在点M的运动过程中,S1•S2(即S1与S2的积)的值是否发生变化?若变化,请直接写出变化范围;若不变,请直接写出这个值.温馨提示:考生可以根据题意,在备用图中补充图形,以便作答.33.如图,已知▱ABCD的三个顶点A(n,0)、B(m,0)、D(0,2n)(m>n>0),作▱ABCD关于直线AD的对称图形AB1C1D(1)若m=3,试求四边形CC1B1B面积S的最大值;(2)若点B1恰好落在y轴上,试求的值.因动点产生的相切问题34.如图,已知在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+2x+c与x轴交于点A (﹣1,0)和点B,与y轴相交于点C(0,3),抛物线的对称轴为直线l.(1)求这条抛物线的关系式,并写出其对称轴和顶点M的坐标;(2)如果直线y=kx+b经过C、M两点,且与x轴交于点D,点C关于直线l的对称点为N,试证明四边形CDAN是平行四边形;(3)点P在直线l上,且以点P为圆心的圆经过A、B两点,并且与直线CD相切,求点P的坐标.35.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=14,tanA=,点D是边AC上一点,AD=8,点E是边AB上一点,以点E为圆心,EA为半径作圆,经过点D,点F是边AC 上一动点(点F不与A、C重合),作FG⊥EF,交射线BC于点G.(1)用直尺圆规作出圆心E,并求圆E的半径长(保留作图痕迹);(2)当点G的边BC上时,设AF=x,CG=y,求y关于x的函数解析式,并写出它的定义域;(3)联结EG,当△EFG与△FCG相似时,推理判断以点G为圆心、CG为半径的圆G与圆E可能产生的各种位置关系.36.如图,线段PA=1,点D是线段PA延长线上的点,AD=a(a>1),点O是线段AP延长线上的点,OA2=OP•OD,以O为圆心,OA为半径作扇形OAB,∠BOA=90°.点C是弧AB上的点,联结PC、DC.(1)联结BD交弧AB于E,当a=2时,求BE的长;(2)当以PC为半径的⊙P和以CD为半径的⊙C相切时,求a的值;(3)当直线DC经过点B,且满足PC•OA=BC•OP时,求扇形OAB的半径长.37.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3cm/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<).(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.38.如图,抛物线y=﹣x2+mx+n的图象经过点A(2,3),对称轴为直线x=1,一次函数y=kx+b的图象经过点A,交x轴于点P,交抛物线于另一点B,点A、B 位于点P的同侧.(1)求抛物线的解析式;(2)若PA:PB=3:1,求一次函数的解析式;(3)在(2)的条件下,当k>0时,抛物线的对称轴上是否存在点C,使得⊙C 同时与x轴和直线AP都相切,如果存在,请求出点C的坐标,如果不存在,请说明理由.因动点产生的线段和差问题39.如图,抛物线y=x2﹣4x与x轴交于O,A两点,P为抛物线上一点,过点P的直线y=x+m与对称轴交于点Q.(1)这条抛物线的对称轴是,直线PQ与x轴所夹锐角的度数是;(2)若两个三角形面积满足S△POQ=S△PAQ,求m的值;(3)当点P在x轴下方的抛物线上时,过点C(2,2)的直线AC与直线PQ交于点D,求:①PD+DQ的最大值;②PD•DQ的最大值.40.抛物线y=ax2+bx+4(a≠0)过点A(1,﹣1),B(5,﹣1),与y轴交于点C.(1)求抛物线的函数表达式;(2)如图1,连接CB,以CB为边作▱CBPQ,若点P在直线BC上方的抛物线上,Q为坐标平面内的一点,且▱CBPQ的面积为30,求点P的坐标;(3)如图2,⊙O1过点A、B、C三点,AE为直径,点M为上的一动点(不与点A,E重合),∠MBN为直角,边BN与ME的延长线交于N,求线段BN长度的最大值.41.如图,在每一个四边形ABCD中,均有AD∥BC,CD⊥BC,∠ABC=60°,AD=8,BC=12.(1)如图①,点M是四边形ABCD边AD上的一点,则△BMC的面积为;(2)如图②,点N是四边形ABCD边AD上的任意一点,请你求出△BNC周长的最小值;(3)如图③,在四边形ABCD的边AD上,是否存在一点P,使得cos∠BPC的值最小?若存在,求出此时cos∠BPC的值;若不存在,请说明理由.42.如图,把△EFP按图示方式放置在菱形ABCD中,使得顶点E、F、P分别在线段AB、AD、AC上,已知EP=FP=4,EF=4,∠BAD=60°,且AB>4.(1)求∠EPF的大小;(2)若AP=6,求AE+AF的值;(3)若△EFP的三个顶点E、F、P分别在线段AB、AD、AC上运动,请直接写出AP长的最大值和最小值.43.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2﹣x+2与x轴交于B、C两点(点B在点C的左侧),与y轴交于点A,抛物线的顶点为D.(1)填空:点A的坐标为(,),点B的坐标为(,),点C的坐标为(,),点D的坐标为(,);(2)点P是线段BC上的动点(点P不与点B、C重合)①过点P作x轴的垂线交抛物线于点E,若PE=PC,求点E的坐标;②在①的条件下,点F是坐标轴上的点,且点F到EA和ED的距离相等,请直接写出线段EF的长;③若点Q是线段AB上的动点(点Q不与点A、B重合),点R是线段AC上的动点(点R不与点A、C重合),请直接写出△PQR周长的最小值.44.如图,矩形ABCD中,AB=4,AD=3,M是边CD上一点,将△ADM沿直线AM 对折,得到△ANM.(1)当AN平分∠MAB时,求DM的长;(2)连接BN,当DM=1时,求△ABN的面积;(3)当射线BN交线段CD于点F时,求DF的最大值.45.如图,半圆O的直径AB=4,以长为2的弦PQ为直径,向点O方向作半圆M,其中P点在上且不与A点重合,但Q点可与B点重合.发现:的长与的长之和为定值l,求l:思考:点M与AB的最大距离为,此时点P,A间的距离为;点M与AB的最小距离为,此时半圆M的弧与AB所围成的封闭图形面积为;探究:当半圆M与AB相切时,求的长.(注:结果保留π,cos35°=,cos55°=)46.(1)发现:如图1,点A为线段BC外一动点,且BC=a,AB=b.填空:当点A位于时,线段AC的长取得最大值,且最大值为(用含a,b的式子表示)(2)应用:点A为线段BC外一动点,且BC=3,AB=1,如图2所示,分别以AB,AC为边,作等边三角形ABD和等边三角形ACE,连接CD,BE.①请找出图中与BE相等的线段,并说明理由;②直接写出线段BE长的最大值.(3)拓展:如图3,在平面直角坐标系中,点A的坐标为(2,0),点B的坐标为(5,0),点P为线段AB外一动点,且PA=2,PM=PB,∠BPM=90°,请直接写出线段AM长的最大值及此时点P的坐标.47.如图,直线l:y=﹣3x+3与x轴、y轴分别相交于A、B两点,抛物线y=ax2﹣2ax+a+4(a<0)经过点B.(1)求该抛物线的函数表达式;(2)已知点M是抛物线上的一个动点,并且点M在第一象限内,连接AM、BM,设点M的横坐标为m,△ABM的面积为S,求S与m的函数表达式,并求出S的最大值;(3)在(2)的条件下,当S取得最大值时,动点M相应的位置记为点M′.①写出点M′的坐标;②将直线l绕点A按顺时针方向旋转得到直线l′,当直线l′与直线AM′重合时停止旋转,在旋转过程中,直线l′与线段BM′交于点C,设点B、M′到直线l′的距离分别为d1、d2,当d1+d2最大时,求直线l′旋转的角度(即∠BAC的度数).48.如图,在平面直角坐标系xOy中,将二次函数y=x2﹣1的图象M沿x轴翻折,把所得到的图象向右平移2个单位长度后再向上平移8个单位长度,得到二次函数图象N.(1)求N的函数表达式;(2)设点P(m,n)是以点C(1,4)为圆心、1为半径的圆上一动点,二次函数的图象M与x轴相交于两点A、B,求PA2+PB2的最大值;(3)若一个点的横坐标与纵坐标均为整数,则该点称为整点.求M与N所围成封闭图形内(包括边界)整点的个数.49.如图,顶点为A(,1)的抛物线经过坐标原点O,与x轴交于点B.(1)求抛物线对应的二次函数的表达式;(2)过B作OA的平行线交y轴于点C,交抛物线于点D,求证:△OCD≌△OAB;(3)在x轴上找一点P,使得△PCD的周长最小,求出P点的坐标.2017 挑战压轴题中考数学精讲解读篇参考答案与试题解析一.解答题(共36小题)1.如图,在平面直角坐标系xOy中,将抛物线y=x2的对称轴绕着点P(0,2)顺时针旋转45°后与该抛物线交于A、B两点,点Q是该抛物线上一点.(1)求直线AB的函数表达式;(2)如图①,若点Q在直线AB的下方,求点Q到直线AB的距离的最大值;(3)如图②,若点Q在y轴左侧,且点T(0,t)(t<2)是射线PO上一点,当以P、B、Q为顶点的三角形与△PAT相似时,求所有满足条件的t的值.【分析】(1)根据题意易得点M、P的坐标,利用待定系数法来求直线AB的解析式;(2)如图①,过点Q作x轴的垂线QC,交AB于点C,再过点Q作直线AB的垂线,垂足为D,构建等腰直角△QDC,利用二次函数图象上点的坐标特征和二次函数最值的求法进行解答;(3)根据相似三角形的对应角相等推知:△PBQ中必有一个内角为45°;需要分类讨论:∠PBQ=45°和∠PQB=45°;然后对这两种情况下的△PAT是否是直角三角形分别进行解答.另外,以P、B、Q为顶点的三角形与△PAT相似也有两种情况:△Q″PB∽△PAT、△Q″BP∽△PAT.【解答】解:(1)如图①,设直线AB与x轴的交点为M.∵∠OPA=45°,∴OM=OP=2,即M(﹣2,0).设直线AB的解析式为y=kx+b(k≠0),将M(﹣2,0),P(0,2)两点坐标代入,得,解得.故直线AB的解析式为y=x+2;(2)如图①,过点Q作x轴的垂线QC,交AB于点C,再过点Q作直线AB的垂线,垂足为D,根据条件可知△QDC为等腰直角三角形,则QD=QC.设Q(m,m2),则C(m,m+2).∴QC=m+2﹣m2=﹣(m﹣)2+,QD=QC=[﹣(m﹣)2+].故当m=时,点Q到直线AB的距离最大,最大值为;(3)∵∠APT=45°,∴△PBQ中必有一个内角为45°,由图知,∠BPQ=45°不合题意.①如图②,若∠PBQ=45°,过点B作x轴的平行线,与抛物线和y轴分别交于点Q′、F.此时满足∠PBQ′=45°.∵Q′(﹣2,4),F(0,4),∴此时△BPQ′是等腰直角三角形,由题意知△PAT也是等腰直角三角形.(i)当∠PTA=90°时,得到:PT=AT=1,此时t=1;(ii)当∠PAT=90°时,得到:PT=2,此时t=0.②如图③,若∠PQB=45°,①中是情况之一,答案同上;先以点F为圆心,FB为半径作圆,则P、B、Q′都在圆F上,设圆F与y轴左侧的抛物线交于另一点Q″.则∠PQ″B=∠PQ′B=45°(同弧所对的圆周角相等),即这里的交点Q″也是符合要求.设Q″(n,n2)(﹣2<n<0),由FQ″=2,得n2+(4﹣n2)2=22,即n4﹣7n2+12=0.解得n2=3或n2=4,而﹣2<n<0,故n=﹣,即Q″(﹣,3).可证△PFQ″为等边三角形,所以∠PFQ″=60°,又PQ″=PQ″,所以∠PBQ″=∠PFQ″=30°.则在△PQ″B中,∠PQ″B=45°,∠PBQ″=30°.(i)若△Q″PB∽△PAT,则过点A作y轴的垂线,垂足为E.则ET=AE=,OE=1,所以OT=﹣1,解得t=1﹣;(ii)若△Q″BP∽△PAT,则过点T作直线AB垂线,垂足为G.设TG=a,则PG=TG=a,AG=TG=a,AP=,∴a+a=,解得PT=a=﹣1,∴OT=OP﹣PT=3﹣,∴t=3﹣.综上所述,所求的t的值为t=1或t=0或t=1﹣或t=3﹣.2.如图,已知BC是半圆O的直径,BC=8,过线段BO上一动点D,作AD⊥BC交半圆O于点A,联结AO,过点B作BH⊥AO,垂足为点H,BH的延长线交半圆O于点F.(1)求证:AH=BD;(2)设BD=x,BE•BF=y,求y关于x的函数关系式;(3)如图2,若联结FA并延长交CB的延长线于点G,当△FAE与△FBG相似时,求BD的长度.【分析】(1)由AD⊥BC,BH⊥AO,利用垂直的定义得到一对直角相等,再由一对公共角,且半径相等,利用AAS得到三角形ADO与三角形BHO全等,利用全等三角形对应边相等得到OH=OD,利用等式的性质化简即可得证;(2)连接AB,AF,如图1所示,利用HL得到直角三角形ADB与直角三角形BHA 全等,利用全等三角形对应角相等得到一对角相等,再由公共角相等得到三角形ABE与三角形AFB相似,由相似得比例即可确定出y与x的函数解析式;(3)连接OF,如图2所示,利用两对角相等的三角形相似得到三角形AFO与三角形FOG相似,由相似得比例求出BD的长即可.【解答】(1)证明:∵AD⊥BC,BH⊥AO,∴∠ADO=∠BHO=90°,在△ADO与△BHO中,,∴△ADO≌△BHO(AAS),∴OH=OD,。
因动点产生的等腰三角形问题例1(2011年湖州市中考第24题)如图1,已知正方形OABC 的边长为2,顶点A 、C 分别在x 、y 轴的正半轴上,M 是BC 的中点.P (0,m )是线段OC 上一动点(C 点除外),直线PM 交AB 的延长线于点D .(1)求点D 的坐标(用含m 的代数式表示); (2)当△APD 是等腰三角形时,求m 的值;(3)设过P 、M 、B 三点的抛物线与x 轴正半轴交于点E ,过点O 作直线ME 的垂线,垂足为H (如图2).当点P 从O 向C 运动时,点H 也随之运动.请直接写出点H 所经过的路长(不必写解答过程).图1 图2满分解答(1)因为PC //DB ,所以1CP PM MCBD DM MB===.因此PM =DM ,CP =BD =2-m .所以AD =4-m .于是得到点D 的坐标为(2,4-m ).(2)在△APD 中,22(4)AD m =-,224AP m =+,222(2)44(2)PD PM m ==+-.①当AP =AD 时,2(4)m -24m =+.解得32m =(如图3).②当P A =PD 时,24m +244(2)m =+-.解得43m =(如图4)或4m =(不合题意,舍去).③当DA =DP 时,2(4)m -244(2)m =+-.解得23m =(如图5)或2m =(不合题意,舍去).综上所述,当△APD 为等腰三角形时,m 的值为32,43或23.图3 图4 图5(3)点H 所经过的路径长为54π.考点伸展第(2)题解等腰三角形的问题,其中①、②用几何说理的方法,计算更简单:①如图3,当AP =AD 时,AM 垂直平分PD ,那么△PCM ∽△MBA .所以12PC MB CM BA ==.因此12PC =,32m =.②如图4,当P A =PD 时,P 在AD 的垂直平分线上.所以DA =2PO .因此42m m -=.解得43m =.第(2)题的思路是这样的:如图6,在Rt △OHM 中,斜边OM 为定值,因此以OM 为直径的⊙G 经过点H ,也就是说点H 在圆弧上运动.运动过的圆心角怎么确定呢?如图7,P 与O 重合时,是点H 运动的起点,∠COH =45°,∠CGH =90°.图6 图7例2(2011年盐城市中考第28题)如图1,已知一次函数y =-x +7与正比例函数43y x =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.图1满分解答(1)解方程组7,4,3y x y x =-+⎧⎪⎨=⎪⎩得3,4.x y =⎧⎨=⎩ 所以点A 的坐标是(3,4). 令70y x =-+=,得7x =.所以点B 的坐标是(7,0).(2)①如图2,当P 在OC 上运动时,0≤t <4.由8AP RA C P P O RCO R A S S SS=--=△△△梯形,得1113+7)44(4)(7)8222t t t t -⨯-⨯⨯--⨯-=(.整理,得28120t t -+=.解得t =2或t =6(舍去).如图3,当P 在CA 上运动时,△APR 的最大面积为6.因此,当t =2时,以A 、P 、R 为顶点的三角形的面积为8.图2 图3 图4②我们先讨论P在OC上运动时的情形,0≤t<4.如图1,在△AOB中,∠B=45°,∠AOB>45°,OB=7,42AB=,所以OB>AB.因此∠OAB>∠AOB>∠B.如图4,点P由O向C运动的过程中,OP=BR=RQ,所以PQ//x轴.因此∠AQP=45°保持不变,∠P AQ越来越大,所以只存在∠APQ=∠AQP的情况.此时点A在PQ的垂直平分线上,OR=2CA=6.所以BR=1,t=1.我们再来讨论P在CA上运动时的情形,4≤t<7.在△APQ中,3cos5A∠=为定值,7AP t=-,5520333AQ OA OQ OA OR t=-=-=-.如图5,当AP=AQ时,解方程520733t t-=-,得418t=.如图6,当QP=QA时,点Q在P A的垂直平分线上,AP=2(OR-OP).解方程72[(7)(4)]t t t-=---,得5t=.如7,当P A=PQ时,那么12cosAQAAP∠=.因此2cosAQ AP A=⋅∠.解方程52032(7)335t t-=-⨯,得22643t=.综上所述,t=1或418或5或22643时,△APQ是等腰三角形.图5 图6 图7考点伸展当P在CA上,QP=QA时,也可以用2cosAP AQ A=⋅∠来求解.例3(2010年上海市闸北区中考模拟第25题)如图1,在直角坐标平面内有点A(6, 0),B(0, 8),C(-4, 0),点M、N 分别为线段AC和射线AB上的动点,点M以2个单位长度/秒的速度自C向A方向作匀速运动,点N以5个单位长度/秒的速度自A向B方向作匀速运动,MN交OB于点P.(1)求证:MN∶NP为定值;(2)若△BNP与△MNA相似,求CM的长;(3)若△BNP是等腰三角形,求CM的长.图1满分解答(1)如图2,图3,作NQ⊥x轴,垂足为Q.设点M、N的运动时间为t秒.在Rt△ANQ中,AN=5t,NQ=4t,AQ=3t.在图2中,QO=6-3t,MQ=10-5t,所以MN∶NP=MQ∶QO=5∶3.在图3中,QO =3t -6,MQ =5t -10,所以MN ∶NP =MQ ∶QO =5∶3.(2)因为△BNP 与△MNA 有一组邻补角,因此这两个三角形要么是一个锐角三角形和一个钝角三角形,要么是两个直角三角形.只有当这两个三角形都是直角三角形时才可能相似.如图4,△BNP ∽△MNA ,在Rt △AMN 中,35AN AM =,所以531025t t =-.解得3031t =.此时CM 6031=.图2 图3 图4(3)如图5,图6,图7中,OP MP QN MN =,即245OP t =.所以85OP t =. ①当N 在AB 上时,在△BNP 中,∠B 是确定的,885BP t =-,105BN t =-. (Ⅰ)如图5,当BP =BN 时,解方程881055t t -=-,得1017t =.此时CM 2017=.(Ⅱ)如图6,当NB =NP 时,45BE BN =.解方程()1848105255t t ⎛⎫-=- ⎪⎝⎭,得54t =.此时CM 52=.(Ⅲ)当PB =PN 时,1425BN BP =.解方程()1481058255t t ⎛⎫-=- ⎪⎝⎭,得t 的值为负数,因此不存在PB =PN 的情况. ②如图7,当点N 在线段AB 的延长线上时,∠B 是钝角,只存在BP =BN 的可能,此时510BN t =-.解方程885105t t -=-,得3011t =.此时CM 6011=.图5 图6 图7考点伸展如图6,当NB =NP 时,△NMA 是等腰三角形,1425BN BP =,这样计算简便一些.例4(2010年南通市中考第27题)如图1,在矩形ABCD 中,AB =m (m 是大于0的常数),BC =8,E 为线段BC 上的动点(不与B 、C 重合).连结DE ,作EF ⊥DE ,EF 与射线BA 交于点F ,设CE =x ,BF =y .(1)求y 关于x 的函数关系式;(2)若m =8,求x 为何值时,y 的值最大,最大值是多少?(3)若12y m=,要使△DEF 为等腰三角形,m 的值应为多少?图1满分解答(1)因为∠EDC 与∠FEB 都是∠DEC 的余角,所以∠EDC =∠FEB .又因为∠C =∠B =90°,所以△DCE ∽△EBF .因此DC EB CE BF =,即8m x x y -=.整理,得y 关于x 的函数关系为218y x x m m=-+. (2)如图2,当m =8时,2211(4)288y x x x =-+=--+.因此当x =4时,y 取得最大值为2. (3) 若12y m =,那么21218x x m m m=-+.整理,得28120x x -+=.解得x =2或x =6.要使△DEF 为等腰三角形,只存在ED =EF 的情况.因为△DCE ∽△EBF ,所以CE =BF ,即x =y .将x =y =2代入12y m=,得m =6(如图3);将x =y =6代入12y m=,得m =2(如图4).图2 图3 图4考点伸展本题中蕴涵着一般性与特殊性的辩证关系,例如:由第(1)题得到218y x x m m =-+221116(8)(4)x x x m m m=--=--+, 那么不论m 为何值,当x =4时,y 都取得最大值.对应的几何意义是,不论AB 边为多长,当E 是BC 的中点时,BF 都取得最大值.第(2)题m =8是第(1)题一般性结论的一个特殊性.再如,不论m 为小于8的任何值,△DEF 都可以成为等腰三角形,这是因为方程218x x x m m=-+总有一个根8x m =-的.第(3)题是这个一般性结论的一个特殊性.例5(2009年重庆市中考第26题)已知:如图1,在平面直角坐标系xOy 中,矩形OABC 的边OA 在y 轴的正半轴上,OC 在x 轴的正半轴上,OA =2,OC =3,过原点O 作∠AOC 的平分线交AB 于点D ,连接DC ,过点D 作DE ⊥DC ,交OA 于点E .(1)求过点E 、D 、C 的抛物线的解析式;(2)将∠EDC 绕点D 按顺时针方向旋转后,角的一边与y 轴的正半轴交于点F ,另一边与线段OC 交于点G .如果DF 与(1)中的抛物线交于另一点M ,点M 的横坐标为56,那么EF =2GO 是否成立?若成立,请给予证明;若不成立,请说明理由;(3)对于(2)中的点G ,在位于第一象限内的该抛物线上是否存在点Q ,使得直线GQ 与AB 的交点P 与点C 、G 构成的△PCG 是等腰三角形?若存在,请求出点Q 的坐标;若不存在成立,请说明理由.图1 图2满分解答(1)由于OD 平分∠AOC ,所以点D 的坐标为(2,2),因此BC =AD =1. 由于△BCD ≌△ADE ,所以BD =AE =1,因此点E 的坐标为(0,1).设过E 、D 、C 三点的抛物线的解析式为c bx ax y ++=2,那么⎪⎩⎪⎨⎧=++=++=.039,224,1c b a c b a c 解得65-=a ,613=b 1=c .因此过E 、D 、C 三点的抛物线的解析式为1613652++-=x x y . (2)把56=x 代入1613652++-=x x y ,求得512=y .所以点M 的坐标为⎪⎭⎫⎝⎛512,56. 如图2,过点M 作MN ⊥AB ,垂足为N ,那么DA DN FA MN =,即25622512-=-FA .解得1=FA . 因为∠EDC 绕点D 旋转的过程中,△DCG ≌△DEF ,所以CG =EF =2.因此GO =1,EF =2GO . (3)在第(2)中,GC =2.设点Q 的坐标为⎪⎭⎫ ⎝⎛++-161365,2x x x . ①如图3,当CP =CG =2时,点P 与点B (3,2)重合,△PCG 是等腰直角三角形.此时G Q Q x x y -=,因此11613652-=++-x x x 。
1.2因动点产生的等腰三角形问题例1 2017年重庆市中考第25题如图1,在△ ABC中,N ACB = 90° / BAC = 60° 点E是/ BAC 的平分线上一点,过点E 作AE的垂线,过点A作AB的垂线,两垂线交于点D,连接DB,点F是BD的中点,DH丄AC,垂足为H,连接EF , HF .(1)如图1,若点H是AC的中点,AC = 2「3,求AB、BD的长;(2)如图1,求证:HF = EF .(3)如图2,连接CF、CE,猜想:△ CEF是否是等边三角形?若是,请证明;若不是,请说明理由.图2例2 2017年长沙市中考第26题如图1,抛物线y= ax2+ bx+ c (a、b、c是常数,a丰0)的对称轴为y轴,且经过(0,0)和(、后,丄)两点,点P在该抛物线上运动,以点P为圆心的O P总经过定点A(0, 2).16(1)求a、b、c的值;(2)求证:在点P运动的过程中,O P始终与x轴相交;(3)设O P与x轴相交于M(x i, 0)、N(x2, 0)两点,当厶AMN为等腰三角形时,求圆心P 的纵坐标.例3 2018年上海市虹口区中考模拟第25题如图1,在Rt△ ABC 中,/ A = 90°, AB = 6, AC= 8,点 D 为边BC 的中点,DE丄BC 交边AC于点E,点P为射线AB上的一动点,点Q为边AC上的一动点,且/ PDQ = 90°(1)求ED、EC的长;(2)若BP = 2,求CQ的长;(3)记线段PQ与线段DE的交点为F,若△ PDF为等腰三角形,求BP的长.图1如图1抛物线y = ax 2 + bx + c 经过A( — 1,0)、B(3, 0)、C(0 ,3)三点,直线I 是抛物线的 对称轴.(1) 求抛物线的函数关系式;(2) 设点P 是直线I 上的一个动点,当△ PAC 的周长最小时,求点 P 的坐标;(3) 在直线I 上是否存在点 M ,使△ MAC 为等腰三角形,若存在,直接写出所有符合 条件的点M 的坐标;若不存在,请说明理由.如图1,点A在x轴上,OA= 4,将线段OA绕点0顺时针旋转(1)求点B的坐标;(2)求经过A、0、B的抛物线的解析式;(3)在此抛物线的对称轴上,是否存在点P,使得以点P、0、腰三角形?若存在,求点P的坐标;若不存在,请说明理由.120°至0B的位置. B为顶点的三角形是等图1如图1已知一次函数y=—x+ 7与正比例函数y=4x的图象交于点A,且与x轴交于3点B.(1)求点A和点B的坐标;(2)过点A作AC丄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0 —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I交x轴于点R,交线段BA或线段A0于点Q.当点P到达点A时,点P 和直线I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.图11.2因动点产生的等腰三角形问题答案例1 2017年重庆市中考第25题如图1,在△ ABC 中,N ACB = 90° / BAC = 60°点E 是/ BAC 的平分线上一点, 过点E 作AE 的垂线,过点 A 作AB 的垂线,两垂线交于点 D ,连接DB ,点F 是BD 的中 点,DH 丄AC ,垂足为H ,连接EF , HF .(1) 如图1,若点H 是AC 的中点,AC = 2 3,求AB 、BD 的长;(2) 如图1,求证:HF = EF .(3) 如图2,连接CF 、CE ,猜想:△ CEF 是否是等边三角形?若是,请证明;若不 是,请说明理由.动感体验请打开几何画板文件名“ 15重庆25”,拖动点E 运动,可以体验到,△ FAE 与厶FDH 保持全等,△ CMF 与厶CAE 保持全等,△ CEF 保持等边三角形的形状.思路点拨1•把图形中所有30。
第一部分函数图象中点的存在性问题§1.1 因动点产生的相似三角形问题例1 2014年衡阳市中考第28题例2 2014年益阳市中考第21题例3 2015年湘西州中考第26题例4 2015年张家界市中考第25题例5 2016年常德市中考第26题例6 2016年岳阳市中考第24题例7 2016年上海市崇明县中考模拟第25题例8 2016年上海市黄浦区中考模拟第26题§1.2 因动点产生的等腰三角形问题例9 2014年长沙市中考第26题例10 2014年张家界市第25题例11 2014年邵阳市中考第26题例12 2014年娄底市中考第27题例13 2015年怀化市中考第22题例14 2015年长沙市中考第26题例15 2016年娄底市中考第26题例16 2016年上海市长宁区金山区中考模拟第25题例17 2016年河南省中考第23题§1.3 因动点产生的直角三角形问题例19 2015年益阳市中考第21题例20 2015年湘潭市中考第26题例21 2016年郴州市中考第26题例22 2016年上海市松江区中考模拟第25题例23 2016年义乌市绍兴市中考第24题§1.4 因动点产生的平行四边形问题例24 2014年岳阳市中考第24题例25 2014年益阳市中考第20题例26 2014年邵阳市中考第25题例27 2015年郴州市中考第25题例28 2015年黄冈市中考第24题例29 2016年衡阳市中考第26题例30 2016年上海市嘉定区宝山区中考模拟中考第24题例31 2016年上海市徐汇区中考模拟第24题§1.5 因动点产生的面积问题例32 2014年常德市中考第25题例33 2014年永州市中考第25题例35 2015年邵阳市中考第26题例36 2015年株洲市中考第23题例37 2015年衡阳市中考第28题例38 2016年益阳市中考第22题例39 2016年永州市中考第26题例40 2016年邵阳市中考第26题例41 2016年陕西省中考第25题§1.6 因动点产生的相切问题例42 2014年衡阳市中考第27题例43 2014年株洲市中考第23题例44 2015年湘潭市中考第25题例45 2015年湘西州中考第25题例46 2016年娄底市中考第25题例47 2016年湘潭市中考第26题例48 2016年上海市闵行区中考模拟第24题例49 2016年上海市普陀区中考模拟中考第25题§1.7 因动点产生的线段和差问题例50 2014年郴州市中考第26题例51 2014年湘西州中考第25题例53 2015年济南市中考第28题例54 2015年沈阳市中考第25题例55 2016年福州市中考第26题例56 2016年张家界市中考第24题例57 2016年益阳市中考第21题第二部分图形运动中的函数关系问题§2.1 由比例线段产生的函数关系问题例1 2014年常德市中考第26题例2 2014年湘潭市中考第25题例3 2014年郴州市中考第25题例4 2015年常德市中考第25题例5 2015年郴州市中考第26题例6 2015年邵阳市中考第25题例7 2015年娄底市中考第26题例8 2016年郴州市中考第25题例9 2016年湘西州中考第26题例10 2016年上海市静安区青浦区中考模拟第25题例11 2016年哈尔滨市中考第27题第三部分图形运动中的计算说理问题§3.1 代数计算及通过代数计算进行说理问题例1 2014年长沙市中考第25题例2 2014年怀化市中考第23题例3 2014年湘潭市中考第26题例4 2014年株洲市中考第24题例5 2015年衡阳市中考第27题例6 2015年娄底市中考第25题例7 2015年永州市中考第26题例8 2015年长沙市中考第25题例9 2015年株洲市中考第24题例10 2016年怀化市中考第22题例11 2016年邵阳市中考第25题例12 2016年株洲市中考第26题例13 2016年长沙市中考第25题例14 2016年长沙市中考第26题§3.2 几何证明及通过几何计算进行说理问题例15 2014年衡阳市中考第26题例16 2014年娄底市中考第26题例17 2014年岳阳市中考第23题例18 2015年常德市中考第26题例19 2015年益阳市中考第20题例20 2015年永州市中考第27题例21 2015年岳阳市中考第23题例22 2016年常德市中考第25题例23 2016年衡阳市中考第25题例24 2016年永州市中考第27题例25 2016年岳阳市中考第23题例26 2016年株洲市中考第25题例27 2016年湘潭市中考第25题第四部分图形的平移、翻折与旋转§4.1 图形的平移例1 2015年泰安市中考第15题例2 2015年咸宁市中考第14题例3 2015年株洲市中考第14题例4 2016年上海市虹口区中考模拟第18题§4.2 图形的翻折例5 2016年上海市奉贤区中考模拟第18题例6 2016年上海市静安区青浦区中考模拟第18题例7 2016年上海市闵行区中考模拟第18题例8 2016年上海市浦东新区中考模拟第18题例8 2016年上海市普陀区中考模拟第18题例10 2016年常德市中考第15题例11 2016年张家界市中考第14题例12 2016年淮安市中考第18题例13 2016年金华市中考第15题例14 2016年雅安市中考第12题§4.3 图形的旋转例15 2016年上海昂立教育中学生三模联考第18题例16 2016年上海市崇明县中考模拟第18题例17 2016年上海市黄浦区中考模拟第18题例18 2016年上海市嘉定区宝山区中考模拟第18题例19 2016年上海市闸北区中考模拟第18题例20 2016年邵阳市中考第13题例21 2016年株洲市中考第4题§4.4 三角形例22 2016年安徽省中考第10题例23 2016年武汉市中考第10题例24 2016年河北省中考第16题例25 2016年娄底市中考第10题例27 2016年台州市中考第10题例28 2016年陕西省中考第14题例29 2016年内江市中考第11题例30 2016年上海市中考第18题§4.5 四边形例31 2016年湘西州中考第11题例32 2016年益阳市中考第4题例33 2016年益阳市中考第6题例34 2016年常德市中考第16题例35 2016年成都市中考第14题例36 2016年广州市中考第13题例37 2016年福州市中考第18题例38 2016年无锡市中考第17题例39 2016年台州市中考第15题§4.6 圆例40 2016年滨州市中考第16题例41 2016年宁波市中考第17题例42 2016年连云港市中考第16题例43 2016年烟台市中考第17题例45 2016年无锡市中考第18题例46 2016年武汉市中考第9题例47 2016年宿迁市中考第16题例48 2016年衡阳市中考第17题例49 2016年邵阳市中考第18题例50 2016年湘西州中考第18题例51 2016年永州市中考第20题§4.7 函数的图象及性质例52 2015年荆州市中考第9题例53 2015年德州市中考第12题例54 2015年烟台市中考第12题例55 2015年中山市中考第10题例56 2015年武威市中考第10题例57 2015年呼和浩特市中考第10题例58 2016年湘潭市中考第18题例59 2016年衡阳市中考第19题例60 2016年岳阳市中考第15题例61 2016年株洲市中考第9题例63 2016年岳阳市中考第8题例64 2016年岳阳市中考第16题例65 2016年益阳市中考第14题例66 2016年株洲市中考第10题例67 2016年株洲市中考第17题例68 2016年东营市中考第15题例69 2016年成都市中考第13题例70 2016年泰州市中考第16题例71 2016年宿迁市中考第15题例72 2016年临沂市中考第14题例73 2016年义乌市绍兴市中考第9题例74 2016年淄博市中考第12题例75 2016年嘉兴市中考第16题§1.1 因动点产生的相似三角形问题课前导学相似三角形的判定定理有3个,其中判定定理1和判定定理2都有对应角相等的条件,因此探求两个三角形相似的动态问题,一般情况下首先寻找一组对应角相等.判定定理2是最常用的解题依据,一般分三步:寻找一组等角,分两种情况列比例方程,解方程并检验.如果已知∠A=∠D,探求△ABC与△DEF相似,只要把夹∠A和∠D的两边表示出来,按照对应边成比例,分AB DEAC DF=和AB DFAC DE=两种情况列方程.应用判定定理1解题,先寻找一组等角,再分两种情况讨论另外两组对应角相等.应用判定定理3解题不多见,根据三边对应成比例列连比式解方程(组).还有一种情况,讨论两个直角三角形相似,如果一组锐角相等,其中一个直角三角形的锐角三角比是确定的,那么就转化为讨论另一个三角形是直角三角形的问题.求线段的长,要用到两点间的距离公式,而这个公式容易记错.理解记忆比较好.如图1,如果已知A、B两点的坐标,怎样求A、B两点间的距离呢?我们以AB为斜边构造直角三角形,直角边与坐标轴平行,这样用勾股定理就可以求斜边AB的长了.水平距离BC的长就是A、B两点间的水平距离,等于A、B两点的横坐标相减;竖直距离AC就是A、B两点间的竖直距离,等于A、B两点的纵坐标相减.图1例 1 2014年湖南省衡阳市中考第28题二次函数y=a x2+b x+c(a≠0)的图象与x轴交于A(-3, 0)、B(1, 0)两点,与y轴交于点C(0,-3m)(m>0),顶点为D.(1)求该二次函数的解析式(系数用含m的代数式表示);(2)如图1,当m=2时,点P为第三象限内抛物线上的一个动点,设△APC的面积为S,试求出S与点P的横坐标x之间的函数关系式及S的最大值;(3)如图2,当m取何值时,以A、D、C三点为顶点的三角形与△OBC相似?图1 图2动感体验请打开几何画板文件名“14衡阳28”,拖动点P 运动,可以体验到,当点P 运动到AC 的中点的正下方时,△APC 的面积最大.拖动y 轴上表示实数m 的点运动,抛物线的形状会改变,可以体验到,∠ACD 和∠ADC 都可以成为直角.思路点拨1.用交点式求抛物线的解析式比较简便.2.连结OP ,△APC 可以割补为:△AOP 与△COP 的和,再减去△AOC .3.讨论△ACD 与△OBC 相似,先确定△ACD 是直角三角形,再验证两个直角三角形是否相似.4.直角三角形ACD 存在两种情况.图文解析(1)因为抛物线与x 轴交于A (-3, 0)、B (1, 0)两点,设y =a (x +3)(x -1).代入点C (0,-3m ),得-3m =-3a .解得a =m .所以该二次函数的解析式为y =m (x +3)(x -1)=mx 2+2mx -3m .(2)如图3,连结OP .当m =2时,C (0,-6),y =2x 2+4x -6,那么P (x , 2x 2+4x -6).由于S △AOP =1()2P OA y ⨯-=32-(2x 2+4x -6)=-3x 2-6x +9, S △COP =1()2P OC x ⨯-=-3x ,S △AOC =9, 所以S =S △APC =S △AOP +S △COP -S △AOC =-3x 2-9x =23273()24x -++. 所以当32x =-时,S 取得最大值,最大值为274.图3 图4 图5(3)如图4,过点D 作y 轴的垂线,垂足为E .过点A 作x 轴的垂线交DE 于F . 由y =m (x +3)(x -1)=m (x +1)2-4m ,得D (-1,-4m ).在Rt △OBC 中,OB ∶OC =1∶3m .如果△ADC 与△OBC 相似,那么△ADC 是直角三角形,而且两条直角边的比为1∶3m .①如图4,当∠ACD =90°时,OA OC EC ED =.所以331m m =.解得m =1. 此时3CA OC CD ED ==,3OC OB =.所以CA OC CD OB =.所以△CDA ∽△OBC .②如图5,当∠ADC =90°时,FA FD ED EC =.所以421m m=.解得m =.此时2DA FD DC EC m===32OC m OB ==DCA 与△OBC 不相似. 综上所述,当m =1时,△CDA ∽△OBC .考点伸展第(2)题还可以这样割补:如图6,过点P 作x 轴的垂线与AC 交于点H .由直线AC :y =-2x -6,可得H (x ,-2x -6).又因为P (x , 2x 2+4x -6),所以HP =-2x 2-6x .因为△P AH 与△PCH 有公共底边HP ,高的和为A 、C两点间的水平距离3,所以S =S △APC =S △APH +S △CPH =32(-2x 2-6x ) =23273()24x -++. 图6例 2 2014年湖南省益阳市中考第21题如图1,在直角梯形ABCD 中,AB //CD ,AD ⊥AB ,∠B =60°,AB =10,BC =4,点P 沿线段AB 从点A 向点B 运动,设AP =x .2·1·c·n·j·y(1)求AD 的长;(2)点P 在运动过程中,是否存在以A 、P 、D 为顶点的三角形与以P 、C 、B 为顶点的三角形相似?若存在,求出x 的值;若不存在,请说明理由;(3)设△ADP 与△PCB 的外接圆的面积分别为S 1、S 2,若S =S 1+S 2,求S 的最小值. 动感体验 图1请打开几何画板文件名“14益阳21”,拖动点P 在AB 上运动,可以体验到,圆心O 的运动轨迹是线段BC 的垂直平分线上的一条线段.观察S 随点P 运动的图象,可以看到,S 有最小值,此时点P 看上去象是AB 的中点,其实离得很近而已.思路点拨1.第(2)题先确定△PCB 是直角三角形,再验证两个三角形是否相似.2.第(3)题理解△PCB 的外接圆的圆心O 很关键,圆心O 在确定的BC 的垂直平分线上,同时又在不确定的BP 的垂直平分线上.而BP 与AP 是相关的,这样就可以以AP 为自变量,求S 的函数关系式.图文解析(1)如图2,作CH ⊥AB 于H ,那么AD =CH .在Rt △BCH 中,∠B =60°,BC =4,所以BH =2,CH =AD =(2)因为△APD 是直角三角形,如果△APD 与△PCB 相似,那么△PCB 一定是直角三角形.①如图3,当∠CPB =90°时,AP =10-2=8.所以APAD ,而PC PB APD 与△PCB 不相似.图2 图3 图4②如图4,当∠BCP =90°时,BP =2BC =8.所以AP =2.所以APAD 3.所以∠APD =60°.此时△APD ∽△CBP .综上所述,当x =2时,△APD ∽△CBP .(3)如图5,设△ADP 的外接圆的圆心为G ,那么点G 是斜边DP 的中点.设△PCB 的外接圆的圆心为O ,那么点O 在BC 边的垂直平分线上,设这条直线与BC 交于点E ,与AB 交于点F .设AP =2m .作OM ⊥BP 于M ,那么BM =PM =5-m .在Rt △BEF 中,BE =2,∠B =60°,所以BF =4.在Rt △OFM 中,FM =BF -BM =4-(5-m )=m -1,∠OFM =30°,所以OM 1)m -. 所以OB 2=BM 2+OM 2=221(5)(1)3m m -+-. 在Rt △ADP 中,DP 2=AD 2+AP 2=12+4m 2.所以GP 2=3+m 2.于是S =S 1+S 2=π(GP 2+OB 2) =22213(5)(1)3m m m π⎡⎤++-+-⎢⎥⎣⎦=2(73285)3m m π-+. 所以当167m =时,S 取得最小值,最小值为1137π.图5 图6考点伸展关于第(3)题,我们再讨论个问题.问题1,为什么设AP =2m 呢?这是因为线段AB =AP +PM +BM =AP +2BM =10. 这样BM =5-m ,后续可以减少一些分数运算.这不影响求S 的最小值.问题2,如果圆心O 在线段EF 的延长线上,S 关于m 的解析式是什么?如图6,圆心O 在线段EF 的延长线上时,不同的是FM =BM -BF =(5-m )-4=1-m .此时OB 2=BM 2+OM 2=221(5)(1)3m m -+-.这并不影响S 关于m 的解析式.例3 2015年湖南省湘西市中考第26题如图1,已知直线y=-x+3与x轴、y轴分别交于A、B两点,抛物线y=-x2+bx+c 经过A、B两点,点P在线段OA上,从点O出发,向点A以每秒1个单位的速度匀速运动;同时,点Q在线段AB上,从点A出发,向点B个单位的速度匀速运动,连结PQ,设运动时间为t秒.(1)求抛物线的解析式;(2)问:当t为何值时,△APQ为直角三角形;(3)过点P作PE//y轴,交AB于点E,过点Q作QF//y轴,交抛物线于点F,连结EF,当EF//PQ时,求点F的坐标;(4)设抛物线顶点为M,连结BP、BM、MQ,问:是否存在t的值,使以B、Q、M为顶点的三角形与以O、B、P为顶点的三角形相似?若存在,请求出t的值;若不存在,请说明理由.图1动感体验请打开几何画板文件名“15湘西26”,拖动点P在OA上运动,可以体验到,△APQ有两个时刻可以成为直角三角形,四边形EPQF有一个时刻可以成为平行四边形,△MBQ与△BOP有一次机会相似.思路点拨1.在△APQ中,∠A=45°,夹∠A的两条边AP、AQ都可以用t表示,分两种情况讨论直角三角形APQ.2.先用含t的式子表示点P、Q的坐标,进而表示点E、F的坐标,根据PE=QF列方程就好了.3.△MBQ与△BOP都是直角三角形,根据直角边对应成比例分两种情况讨论.图文解析(1)由y=-x+3,得A(3, 0),B(0, 3).将A(3, 0)、B(0, 3)分别代入y=-x2+bx+c,得930,3.b cc-++=⎧⎨=⎩解得2,3.bc=⎧⎨=⎩所以抛物线的解析式为y=-x2+2x+3.(2)在△APQ中,∠P AQ=45°,AP=3-t,AQ.分两种情况讨论直角三角形APQ:①当∠PQA=90°时,AP.解方程3-t=2t,得t=1(如图2).②当∠QP A=90°时,AQ AP t-t),得t=1.5(如图3).图2 图3(3)如图4,因为PE //QF ,当EF //PQ 时,四边形EPQF 是平行四边形.所以EP =FQ .所以y E -y P =y F -y Q .因为x P =t ,x Q =3-t ,所以y E =3-t ,y Q =t ,y F =-(3-t )2+2(3-t )+3=-t 2+4t . 因为y E -y P =y F -y Q ,解方程3-t =(-t 2+4t )-t ,得t =1,或t =3(舍去).所以点F 的坐标为(2, 3).图4 图5(4)由y =-x 2+2x +3=-(x -1)2+4,得M (1, 4).由A (3, 0)、B (0, 3),可知A 、B 两点间的水平距离、竖直距离相等,AB =.由B (0, 3)、M (1, 4),可知B 、M 两点间的水平距离、竖直距离相等,BM 所以∠MBQ =∠BOP =90°.因此△MBQ 与△BOP 相似存在两种可能:①当BM OB BQ OP =3t=.解得94t =(如图5).②当BM OPBQ OB =3t =.整理,得t 2-3t +3=0.此方程无实根. 考点伸展第(3)题也可以用坐标平移的方法:由P (t , 0),E (t , 3-t ),Q(3-t , t ),按照P →E 方向,将点Q 向上平移,得F (3-t , 3).再将F (3-t , 3)代入y =-x 2+2x +3,得t =1,或t =3.§1.2 因动点产生的等腰三角形问题课前导学我们先回顾两个画图问题:1.已知线段AB=5厘米,以线段AB为腰的等腰三角形ABC有多少个?顶点C的轨迹是什么?2.已知线段AB=6厘米,以线段AB为底边的等腰三角形ABC有多少个?顶点C的轨迹是什么?已知腰长画等腰三角形用圆规画圆,圆上除了两个点以外,都是顶点C.已知底边画等腰三角形,顶角的顶点在底边的垂直平分线上,垂足要除外.在讨论等腰三角形的存在性问题时,一般都要先分类.如果△ABC是等腰三角形,那么存在①AB=AC,②BA=BC,③CA=CB三种情况.解等腰三角形的存在性问题,有几何法和代数法,把几何法和代数法相结合,可以使得解题又好又快.几何法一般分三步:分类、画图、计算.哪些题目适合用几何法呢?如果△ABC的∠A(的余弦值)是确定的,夹∠A的两边AB和AC可以用含x的式子表示出来,那么就用几何法.①如图1,如果AB=AC,直接列方程;②如图2,如果BA=BC,那么1cos2AC AB A=∠;③如图3,如果CA=CB,那么1cos2AB AC A=∠.代数法一般也分三步:罗列三边长,分类列方程,解方程并检验.如果三角形的三个角都是不确定的,而三个顶点的坐标可以用含x的式子表示出来,那么根据两点间的距离公式,三边长(的平方)就可以罗列出来.图1 图2 图3例 9 2014年长沙市中考第26题如图1,抛物线y =ax 2+bx +c (a 、b 、c 是常数,a ≠0)的对称轴为y 轴,且经过(0,0)和1)16两点,点P 在该抛物线上运动,以点P 为圆心的⊙P 总经过定点A (0, 2). (1)求a 、b 、c 的值;(2)求证:在点P 运动的过程中,⊙P 始终与x 轴相交;(3)设⊙P 与x 轴相交于M (x 1, 0)、N (x 2, 0)两点,当△AMN 为等腰三角形时,求圆心P 的纵坐标.图1动感体验请打开几何画板文件名“14长沙26”,拖动圆心P 在抛物线上运动,可以体验到,圆与x 轴总是相交的,等腰三角形AMN 存在五种情况.思路点拨1.不算不知道,一算真奇妙,原来⊙P 在x 轴上截得的弦长MN =4是定值.2.等腰三角形AMN 存在五种情况,点P 的纵坐标有三个值,根据对称性,MA =MN 和NA =NM 时,点P 的纵坐标是相等的.图文解析(1)已知抛物线的顶点为(0,0),所以y =ax 2.所以b =0,c =0.将1)16代入y =ax 2,得2116a =.解得14a =(舍去了负值). (2)抛物线的解析式为214y x =,设点P 的坐标为21(,)4x x .已知A (0, 2),所以PA =214x . 而圆心P 到x 轴的距离为214x ,所以半径P A >圆心P 到x 轴的距离. 所以在点P 运动的过程中,⊙P 始终与x 轴相交.(3)如图2,设MN 的中点为H ,那么PH 垂直平分MN .在Rt △PMH 中,2241416PM PA x ==+,22411()416PH x x ==,所以MH 2=4. 所以MH =2.因此MN =4,为定值.等腰△AMN 存在三种情况:①如图3,当AM =AN 时,点P 为原点O 重合,此时点P 的纵坐标为0.图2 图3②如图4,当MA =MN 时,在Rt △AOM 中,OA =2,AM =4,所以OM =此时x =OH =2.所以点P 的纵坐标为222112)1)444x ===+如图5,当NA =NM 时,根据对称性,点P 的纵坐标为也为4+图4 图5③如图6,当NA =NM =4时,在Rt △AON 中,OA =2,AN =4,所以ON =此时x =OH =2.所以点P 的纵坐标为222112)1)444x ===-如图7,当MN =MA =4时,根据对称性,点P 的纵坐标也为4-图6 图7考点伸展如果点P 在抛物线214y x =上运动,以点P 为圆心的⊙P 总经过定点B (0, 1),那么在点P 运动的过程中,⊙P 始终与直线y =-1相切.这是因为:设点P 的坐标为21(,)4x x .已知B (0, 1),所以2114PB x =+. 而圆心P 到直线y =-1的距离也为2114x +,所以半径PB =圆心P 到直线y =-1的距离.所以在点P 运动的过程中,⊙P 始终与直线y =-1相切.例 10 2014年湖南省张家界市中考第25题如图1,在平面直角坐标系中,O 为坐标原点,抛物线y =ax 2+bx +c (a ≠0)过O 、B 、C 三点,B 、C 坐标分别为(10, 0)和1824(,)55-,以OB 为直径的⊙A 经过C 点,直线l 垂直x 轴于B 点.(1)求直线BC 的解析式;(2)求抛物线解析式及顶点坐标;(3)点M 是⊙A 上一动点(不同于O 、B ),过点M 作⊙A 的切线,交y 轴于点E ,交直线l 于点F ,设线段ME 长为m ,MF 长为n ,请猜想mn 的值,并证明你的结论;(4)若点P 从O 出发,以每秒1个单位的速度向点B 作直线运动,点Q 同时从B 出发,以相同速度向点C 作直线运动,经过t (0<t ≤8)秒时恰好使△BPQ 为等腰三角形,请求出满足条件的t 值. 图图1 动感体验请打开几何画板文件名“14张家界25”,拖动点M 在圆上运动,可以体验到,△EAF保持直角三角形的形状,AM 是斜边上的高.拖动点Q 在BC 上运动,可以体验到,△BPQ有三个时刻可以成为等腰三角形.思路点拨1.从直线BC 的解析式可以得到∠OBC 的三角比,为讨论等腰三角形BPQ 作铺垫.2.设交点式求抛物线的解析式比较简便.3.第(3)题连结AE 、AF 容易看到AM 是直角三角形EAF 斜边上的高.4.第(4)题的△PBQ 中,∠B 是确定的,夹∠B 的两条边可以用含t 的式子表示.分三种情况讨论等腰三角形.图文解析(1)直线BC 的解析式为31542y x =-. (2)因为抛物线与x 轴交于O 、B (10, 0)两点,设y =ax (x -10).代入点C 1824(,)55-,得241832()555a -=⨯⨯-.解得524a =. 所以2255255125(10)(5)2424122424y x x x x x =-=-=--. 抛物线的顶点为125(5,)24-. (3)如图2,因为EF 切⊙A 于M ,所以AM ⊥EF . 由AE =AE ,AO =AM ,可得Rt △AOE ≌Rt △AME .所以∠1=∠2.同理∠3=∠4.于是可得∠EAF =90°.所以∠5=∠1.由tan ∠5=tan ∠1,得MA ME MF MA=. 所以ME ·MF =MA 2,即mn =25.图2(4)在△BPQ 中,cos ∠B =45,BP =10-t ,BQ =t . 分三种情况讨论等腰三角形BPQ :①如图3,当BP =BQ 时,10-t =t .解得t =5.②如图4,当PB =PQ 时,1cos 2BQ BP B =∠.解方程14(10)25t t =-,得8013t =. ③如图5,当QB =QP 时,1cos 2BP BQ B =∠.解方程14(10)25t t -=,得5013t =.图3 图4 图5考点伸展在第(3)题条件下,以EF 为直径的⊙G 与x 轴相切于点A .如图6,这是因为AG 既是直角三角形EAF 斜边上的中线,也是直角梯形EOBF 的中位线,因此圆心G 到x 轴的距离等于圆的半径,所以⊙G 与x 轴相切于点A .图6例 11 2014年湖南省邵阳市中考第26题在平面直角坐标系中,抛物线y=x2-(m+n)x+mn(m>n)与x轴相交于A、B两点(点A位于点B的右侧),与y轴相交于点C.(1)若m=2,n=1,求A、B两点的坐标;(2)若A、B两点分别位于y轴的两侧,C点坐标是(0,-1),求∠ACB的大小;(3)若m=2,△ABC是等腰三角形,求n的值.动感体验请打开几何画板文件名“14邵阳26”,点击屏幕左下方的按钮(2),拖动点A在x轴正半轴上运动,可以体验到,△ABC保持直角三角形的形状.点击屏幕左下方的按钮(3),拖动点B在x轴上运动,观察△ABC的顶点能否落在对边的垂直平分线上,可以体验到,等腰三角形ABC有4种情况.思路点拨1.抛物线的解析式可以化为交点式,用m,n表示点A、B、C的坐标.2.第(2)题判定直角三角形ABC,可以用勾股定理的逆定理,也可以用锐角的三角比.3.第(3)题讨论等腰三角形ABC,先把三边长(的平方)罗列出来,再分类解方程.图文解析(1)由y=x2-(m+n)x+mn=(x-m)(x-n),且m>n,点A位于点B的右侧,可知A(m, 0),B(n, 0).若m=2,n=1,那么A(2, 0),B(1, 0)..(2)如图1,由于C(0, mn),当点C的坐标是(0,-1),mn=-1,OC=1.若A、B两点分别位于y轴的两侧,那么OA·OB=m(-n)=-mn=1.所以OC2=OA·OB.所以OC OB OA OC.所以tan∠1=tan∠2.所以∠1=∠2.又因为∠1与∠3互余,所以∠2与∠3互余.所以∠ACB=90°.图1 图2 图3(3)在△ABC 中,已知A (2, 0),B (n , 0),C (0, 2n ).讨论等腰三角形ABC ,用代数法解比较方便:由两点间的距离公式,得AB 2=(n -2)2,BC 2=5n 2,AC 2=4+4n 2.①当AB =AC 时,解方程(n -2)2=4+4n 2,得43n =-(如图2). ②当CA =CB 时,解方程4+4n 2=5n 2,得n =-2(如图3),或n =2(A 、B 重合,舍去).③当BA =BC 时,解方程(n -2)2=5n 2,得n =4),或n =(如图5).图4 图5考点伸展第(2)题常用的方法还有勾股定理的逆定理.由于C (0, mn ),当点C 的坐标是(0,-1),mn =-1.由A (m , 0),B (n , 0),C (0,-1),得AB 2=(m -n )2=m 2-2mn +n 2=m 2+n 2+2,BC 2=n 2+1,AC 2=m 2+1.所以AB 2=BC 2+AC 2.于是得到Rt △ABC ,∠ACB =90°.第(3)题在讨论等腰三角形ABC 时,对于CA =CB 的情况,此时A 、B 两点关于y 轴对称,可以直接写出B (-2, 0),n =-2.例 12 2014年湖南省娄底市中考第27题如图1,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=4cm,BC=3cm.如果点P由点B出发沿BA 方向向点A匀速运动,同时点Q由点A出发沿AC方向向点C匀速运动,它们的速度均为1cm/s.连结PQ,设运动时间为t(s)(0<t<4),解答下列问题:(1)设△APQ的面积为S,当t为何值时,S取得最大值?S的最大值是多少?(2)如图2,连结PC,将△PQC沿QC翻折,得到四边形PQP′C,当四边形PQP′C 为菱形时,求t的值;(3)当t为何值时,△APQ是等腰三角形?图1 图2动感体验请打开几何画板文件名“14娄底27”,拖动点Q在AC上运动,可以体验到,当点P运动到AB的中点时,△APQ的面积最大,等腰三角形APQ存在三种情况.还可以体验到,当QC=2HC时,四边形PQP′C是菱形.思路点拨1.在△APQ中,∠A是确定的,夹∠A的两条边可以用含t的式子表示.2.四边形PQP′C的对角线保持垂直,当对角线互相平分时,它是菱形,.图文解析(1)在Rt△ABC中,AC=4,BC=3,所以AB=5,sin A=35,cos A=45.作QD⊥AB于D,那么QD=AQ sin A=35 t.所以S=S△APQ=12AP QD⋅=13(5)25t t-⨯=23(5)10t t--=23515()+1028t--.当52t=时,S取得最大值,最大值为158.(2)设PP′与AC交于点H,那么PP′⊥QC,AH=AP cos A=4(5)5t-.如果四边形PQP′C为菱形,那么PQ=PC.所以QC=2HC.解方程4424(5)5t t⎡⎤-=⨯--⎢⎥⎣⎦,得2013t=.图3 图4(3)等腰三角形APQ存在三种情况:①如图5,当AP=AQ时,5-t=t.解得52t=.②如图6,当P A=PQ时,1cos2AQ AP A=.解方程14(5)25t t=-,得4013t=.③如图7,当QA=QP时,1cos2AP AQ A=.解方程14(5)25t t-=,得2513t=.图5 图6 图7 考点伸展在本题情境下,如果点Q是△PP′C的重心,求t的值.如图8,如果点Q是△PP′C的重心,那么QC=23 HC.解方程2444(5)35t t⎡⎤-=⨯--⎢⎥⎣⎦,得6023t=.图8例 13 2015年湖南省怀化市中考第22题如图1,已知Rt△ABC中,∠C=90°,AC=8,BC=6,点P以每秒1个单位的速度从A向C运动,同时点Q以每秒2个单位的速度从A→B→C方向运动,它们到C点后都停止运动,设点P 、Q 运动的时间为t 秒.(1)在运动过程中,求P 、Q 两点间距离的最大值;(2)经过t 秒的运动,求△ABC 被直线PQ 扫过的面积S 与时间t 的函数关系式;(3)P ,Q 两点在运动过程中,是否存在时间t ,使得△PQC 为等腰三角形.若存在,求出此时的t 值,若不存在,请说明理由.(24.25≈,结果保留一位小数)图1动感体验请打开几何画板文件名“15怀化22”,拖动点P 在AC 上运动,可以体验到,PQ 与BD 保持平行,等腰三角形PQC 存在三种情况.思路点拨1.过点B 作QP 的平行线交AC 于D ,那么BD 的长就是PQ 的最大值.2.线段PQ 扫过的面积S 要分两种情况讨论,点Q 分别在AB 、BC 上.3.等腰三角形PQC 分三种情况讨论,先罗列三边长.图文解析(1)在Rt △ABC 中,AC =8,BC =6,所以AB =10.如图2,当点Q 在AB 上时,作BD //PQ 交AC 于点D ,那么22AB AQ t AD AP t===. 所以AD =5.所以CD =3. 如图3,当点Q 在BC 上时,16228CQ t CP t-==-. 又因为623CB CD ==,所以CQ CB CP CD =.因此PQ //BD .所以PQ 的最大值就是BD .在Rt △BCD 中,BC =6,CD =3,所以BD =.所以PQ 的最大值是图2 图3 图4(2)①如图2,当点Q 在AB 上时,0<t ≤5,S △ABD =15.由△AQP ∽△ABD ,得2()AQPABDS AP S AD =△△.所以S =S △AQP =215()5t ⨯=235t . ②如图3,当点Q 在BC 上时,5<t ≤8,S △ABC =24. 因为S △CQP =12CQ CP ⋅=1(162)(8)2t t --=2(8)t -,所以S =S △ABC -S △CQP =24-(t -8)2=-t 2+16t -40.(3)如图3,当点Q 在BC 上时,CQ =2CP ,∠C =90°,所以△PQC 不可能成为等腰三角形.当点Q 在AB 上时,我们先用t 表示△PQC 的三边长:易知CP =8-t .如图2,由QP //BD ,得QP AP BD AD =5t =.所以QP =. 如图4,作QH ⊥AC 于H .在Rt △AQH 中,QH =AQ sin ∠A =65t ,AH =85t . 在Rt △CQH 中,由勾股定理,得CQ分三种情况讨论等腰三角形PQC :(1)①当PC =PQ时,解方程8t -=,得10t =≈3.4(如图5所示). ②当QC =QP=.整理,得2111283200t t -+=. 所以(11t -40)(t -8)=0.解得4011t =≈3.6(如图6所示),或t =8(舍去). ③当CP =CQ时,8t -=25160t t -=. 解得165t ==3.2(如图7所示),或t =0(舍去). 综上所述,当t 的值约为3.4,3.6,或等于3.2时,△PQC 是等腰三角形.图5 图6 图7考点伸展第(1)题求P、Q两点间距离的最大值,可以用代数计算说理的方法:①如图8,当点Q在AB上时,PQ.当Q与B重合时,PQ最大,此时t=5,PQ的最大值为②如图9,当点Q在BC上时,PQ)t-.当Q与B重合时,PQ最大,此时t=5,PQ的最大值为综上所述,PQ的最大值为图8 图9§1.3 因动点产生的直角三角形问题课前导学我们先看三个问题:1.已知线段AB,以线段AB为直角边的直角三角形ABC有多少个?顶点C的轨迹是什么?2.已知线段AB,以线段AB为斜边的直角三角形ABC有多少个?顶点C的轨迹是什么?3.已知点A(4,0),如果△OAB是等腰直角三角形,求符合条件的点B的坐标.图1 图2 图3 如图1,点C在垂线上,垂足除外.如图2,点C在以AB为直径的圆上,A、B两点除外.如图3,以OA为边画两个正方形,除了O、A两点以外的顶点和正方形对角线的交点,都是符合题意的点B,共6个.解直角三角形的存在性问题,一般分三步走,第一步寻找分类标准,第二步列方程,第。
2018年中考数学专题等腰三角形存在性问题(题型全面)压轴题专题等腰三角形存在性问题题型一:几何图形1、在△ABC中,AB=AC,∠A=36°.求∠ABC的度数。
解析:由AB=AC,可得∠B=∠C,设∠B=∠C=x,则∠A=180°-2x,又已知∠A=36°,所以180°-2x=36°,解得x=72°,所以∠B=∠C=72°,∠ABC=180°-∠A-∠B=72°。
2、如图(2),BD是△ABC中∠ABC的平分线.①找出图中所有等腰三角形(等腰三角形ABC除外),并选其中一个写出推理过程;②在直线BC上是否存在点P,使△CDP是以CD为一腰的等腰三角形?如果存在,请在图(3)中画出满足条件的所有的点P,并直接写出相应的∠CPD的度数;如果不存在,请说明理由.解析:①等腰三角形有△ABD、△CBD、△ACD,以△ABD为例,由AB=AD,∠BDA=∠BAD=x,∠ABD=180°-2x,所以∠ABD=∠CBD=∠ACD=72°。
②存在点P,满足△CDP是以CD为一腰的等腰三角形。
如图(3),连接DP,由对称性可知∠BDP=∠ADP,又∠BDP=∠ABC/2,∠ADP=∠ACB/2,所以∠ABC=∠ACB,即△ABC是等腰三角形,所以CD=BC,所以∠CPD=∠CDP=90°-x。
变式一:如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=6cm,BC=8cm,动点P从点C出发,按C→B→A的路径,以2cm 每秒的速度运动,设运动时间为t秒.1)当t=1时,求△ACP的面积.2)t为何值时,线段AP是∠CAB的平分线?3)当t为何值时,△ACP是以AC为腰的等腰三角形?解析:(1)由勾股定理可得AB=10cm,所以△ABC的面积为24cm²,又由正弦定理可得sinA=3/5,所以AC=3cm,AP=2t,所以△ACP的面积为1/2×3×2t=3t。
因动点产生的等腰三角形问题例1 如图1,在Rt△ABC中,∠A=90°,AB=6,AC=8,点D为边BC的中点,DE⊥BC交边AC于点E,点P为射线AB上的一动点,点Q为边AC上的一动点,且∠PDQ=90°.(1)求ED、EC的长;(2)若BP=2,求CQ的长;(3)记线段PQ与线段DE的交点为F,若△PDF为等腰三角形,求BP的长.图1 备用图思路点拨1.第(2)题BP=2分两种情况.2.解第(2)题时,画准确的示意图有利于理解题意,观察线段之间的和差关系.3.第(3)题探求等腰三角形PDF时,根据相似三角形的传递性,转化为探求等腰三角形CDQ.满分解答(1)在Rt△ABC中,AB=6,AC=8,所以BC=10.在Rt△CDE中,CD=5,所以315tan544ED CD C=⋅∠=⨯=,254EC=.(2)如图2,过点D作DM⊥AB,DN⊥AC,垂足分别为M、N,那么DM、DN是△ABC的两条中位线,DM=4,DN=3.由∠PDQ=90°,∠MDN=90°,可得∠PDM=∠QDN.因此△PDM∽△QDN.所以43PM DMQN DN==.所以34QN PM=,43PM QN=.图2 图3 图4①如图3,当BP=2,P在BM上时,PM=1.此时3344QN PM==.所以319444CQ CN QN=+=+=.②如图4,当BP=2,P在MB的延长线上时,PM=5.此时31544QN PM==.所以1531444CQ CN QN=+=+=.(3)如图5,如图2,在Rt△PDQ中,3 tan4QD DNQPDPD DM∠===.在Rt△ABC中,3tan4BACCA∠==.所以∠QPD=∠C.由∠PDQ =90°,∠CDE =90°,可得∠PDF =∠CDQ . 因此△PDF ∽△CDQ .当△PDF 是等腰三角形时,△CDQ 也是等腰三角形.①如图5,当CQ =CD =5时,QN =CQ -CN =5-4=1(如图3所示). 此时4433PM QN ==.所以45333BP BM PM =-=-=. ②如图6,当QC =QD 时,由cos CHC CQ=,可得5425258CQ =÷=.所以QN =CN -CQ =257488-=(如图2所示). 此时4736PM QN ==.所以725366BP BM PM =+=+=. ③不存在DP =DF 的情况.这是因为∠DFP ≥∠DQP >∠DPQ (如图5,图6所示).图5 图6考点伸展如图6,当△CDQ 是等腰三角形时,根据等角的余角相等,可以得到△BDP 也是等腰三角形,PB =PD .在△BDP 中可以直接求解256BP =.例2 如图1,抛物线y =ax 2+bx +c 经过A (-1,0)、B (3, 0)、C (0 ,3)三点,直线l 是抛物线的对称轴.(1)求抛物线的函数关系式;(2)设点P 是直线l 上的一个动点,当△P AC 的周长最小时,求点P 的坐标;(3)在直线l 上是否存在点M ,使△MAC 为等腰三角形,若存在,直接写出所有符合条件的点M 的坐标;若不存在,请说明理由.图1思路点拨1.第(2)题是典型的“牛喝水”问题,点P 在线段BC 上时△P AC 的周长最小. 2.第(3)题分三种情况列方程讨论等腰三角形的存在性.满分解答(1)因为抛物线与x 轴交于A (-1,0)、B (3, 0)两点,设y =a (x +1)(x -3), 代入点C (0 ,3),得-3a =3.解得a =-1.所以抛物线的函数关系式是y =-(x +1)(x -3)=-x 2+2x +3. (2)如图2,抛物线的对称轴是直线x =1.当点P 落在线段BC 上时,P A +PC 最小,△P AC 的周长最小. 设抛物线的对称轴与x 轴的交点为H . 由BH PH BO CO =,BO =CO ,得PH =BH =2. 图2 所以点P 的坐标为(1, 2).(3)点M 的坐标为(1, 1)、(1,6)、(1,6-)或(1,0).考点伸展第(3)题的解题过程是这样的: 设点M 的坐标为(1,m ).在△MAC 中,AC 2=10,MC 2=1+(m -3)2,MA 2=4+m 2.①如图3,当MA =MC 时,MA 2=MC 2.解方程4+m 2=1+(m -3)2,得m =1. 此时点M 的坐标为(1, 1).②如图4,当AM =AC 时,AM 2=AC 2.解方程4+m 2=10,得6m =±. 此时点M 的坐标为(1,6)或(1,6-).③如图5,当CM =CA 时,CM 2=CA 2.解方程1+(m -3)2=10,得m =0或6. 当M (1, 6)时,M 、A 、C 三点共线,所以此时符合条件的点M 的坐标为(1,0).图3 图4 图5例3 如图1,点A 在x 轴上,OA =4,将线段OA 绕点O 顺时针旋转120°至OB 的位置.(1)求点B 的坐标;(2)求经过A 、O 、B 的抛物线的解析式;(3)在此抛物线的对称轴上,是否存在点P ,使得以点P 、O 、B 为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,求点P 的坐标;若不存在,请说明理由.图1思路点拨1.用代数法探求等腰三角形分三步:先分类,按腰相等分三种情况;再根据两点间的距离公式列方程;然后解方程并检验.2.本题中等腰三角形的角度特殊,三种情况的点P 重合在一起.满分解答(1)如图2,过点B 作BC ⊥y 轴,垂足为C .在Rt △OBC 中,∠BOC =30°,OB =4,所以BC =2,23OC =. 所以点B 的坐标为(2,23)--.(2)因为抛物线与x 轴交于O 、A (4, 0),设抛物线的解析式为y =ax (x -4), 代入点B (2,23)--,232(6)a -=-⨯-.解得36a =-. 所以抛物线的解析式为23323(4)663y x x x x =--=-+.(3)抛物线的对称轴是直线x =2,设点P 的坐标为(2, y ).①当OP =OB =4时,OP 2=16.所以4+y 2=16.解得23y =±. 当P 在(2,23)时,B 、O 、P 三点共线(如图2).②当BP =BO =4时,BP 2=16.所以224(23)16y ++=.解得1223y y ==-. ③当PB =PO 时,PB 2=PO 2.所以22224(23)2y y ++=+.解得23y =-. 综合①、②、③,点P 的坐标为(2,23)-,如图2所示.图2 图3考点伸展如图3,在本题中,设抛物线的顶点为D ,那么△DOA 与△OAB 是两个相似的等腰三角形.由23323(4)(2)663y x x x =--=--+,得抛物线的顶点为23(2,)3D .因此23tan 3DOA ∠=.所以∠DOA =30°,∠ODA =120°.例4 如图1,已知一次函数y =-x +7与正比例函数43y x =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.图1思路点拨1.把图1复制若干个,在每一个图形中解决一个问题.2.求△APR 的面积等于8,按照点P 的位置分两种情况讨论.事实上,P 在CA 上运动时,高是定值4,最大面积为6,因此不存在面积为8的可能.3.讨论等腰三角形APQ ,按照点P 的位置分两种情况讨论,点P 的每一种位置又要讨论三种情况.满分解答(1)解方程组7,4,3y x y x =-+⎧⎪⎨=⎪⎩得3,4.x y =⎧⎨=⎩ 所以点A 的坐标是(3,4). 令70y x =-+=,得7x =.所以点B 的坐标是(7,0).(2)①如图2,当P 在OC 上运动时,0≤t <4.由8A P R A C P P O RC O R AS S S S=--=△△△梯形,得1113+7)44(4)(7)8222t t t t -⨯-⨯⨯--⨯-=(.整理,得28120t t -+=.解得t =2或t =6(舍去).如图3,当P 在CA 上运动时,△APR 的最大面积为6.因此,当t =2时,以A 、P 、R 为顶点的三角形的面积为8.图2 图3 图4②我们先讨论P 在OC 上运动时的情形,0≤t <4.如图1,在△AOB 中,∠B =45°,∠AOB >45°,OB =7,42AB =,所以OB >AB .因此∠OAB >∠AOB >∠B .如图4,点P 由O 向C 运动的过程中,OP =BR =RQ ,所以PQ //x 轴.因此∠AQP =45°保持不变,∠P AQ 越来越大,所以只存在∠APQ =∠AQP 的情况. 此时点A 在PQ 的垂直平分线上,OR =2CA =6.所以BR =1,t =1. 我们再来讨论P 在CA 上运动时的情形,4≤t <7.在△APQ 中, 3cos 5A ∠=为定值,7AP t =-,5520333AQ OA OQ OA OR t =-=-=-.如图5,当AP=AQ时,解方程520733t t-=-,得418t=.如图6,当QP=QA时,点Q在P A的垂直平分线上,AP=2(OR-OP).解方程72[(7)(4)]t t t-=---,得5t=.如7,当P A=PQ时,那么12cosAQAAP∠=.因此2cosAQ AP A=⋅∠.解方程52032(7)335t t-=-⨯,得22643t=.综上所述,t=1或418或5或22643时,△APQ是等腰三角形.图5 图6 图7考点伸展当P在CA上,QP=QA时,也可以用2cosAP AQ A=⋅∠来求解.例5 如图1,在矩形ABCD 中,AB =m (m 是大于0的常数),BC =8,E 为线段BC 上的动点(不与B 、C 重合).连结DE ,作EF ⊥DE ,EF 与射线BA 交于点F ,设CE =x ,BF =y .(1)求y 关于x 的函数关系式;(2)若m =8,求x 为何值时,y 的值最大,最大值是多少?(3)若12y m=,要使△DEF 为等腰三角形,m 的值应为多少?图1思路点拨1.证明△DCE ∽△EBF ,根据相似三角形的对应边成比例可以得到y 关于x 的函数关系式. 2.第(2)题的本质是先代入,再配方求二次函数的最值.3.第(3)题头绪复杂,计算简单,分三段表达.一段是说理,如果△DEF 为等腰三角形,那么得到x =y ;一段是计算,化简消去m ,得到关于x 的一元二次方程,解出x 的值;第三段是把前两段结合,代入求出对应的m 的值.满分解答(1)因为∠EDC 与∠FEB 都是∠DEC 的余角,所以∠EDC =∠FEB .又因为∠C =∠B =90°,所以△DCE ∽△EBF .因此DC EB CE BF =,即8m xx y-=.整理,得y 关于x 的函数关系为218y x x m m =-+. (2)如图2,当m =8时,2211(4)288y x x x =-+=--+.因此当x =4时,y 取得最大值为2. (3) 若12y m =,那么21218x x m m m=-+.整理,得28120x x -+=.解得x =2或x =6.要使△DEF 为等腰三角形,只存在ED =EF 的情况.因为△DCE ∽△EBF ,所以CE =BF ,即x =y .将x =y =2代入12y m=,得m =6(如图3);将x =y =6代入12y m=,得m =2(如图4).图2 图3 图4考点伸展本题中蕴涵着一般性与特殊性的辩证关系,例如: 由第(1)题得到218y x x m m =-+221116(8)(4)x x x m m m=--=--+, 那么不论m 为何值,当x =4时,y 都取得最大值.对应的几何意义是,不论AB 边为多长,当E 是BC 的中点时,BF 都取得最大值.第(2)题m =8是第(1)题一般性结论的一个特殊性.再如,不论m 为小于8的任何值,△DEF 都可以成为等腰三角形,这是因为方程218x x x m m=-+总有一个根8x m =-的.第(3)题是这个一般性结论的一个特殊性.例 6 如图1,在等腰梯形ABCD 中,AD //BC ,E 是AB 的中点,过点E 作EF //BC 交CD 于点F ,AB =4,BC =6,∠B =60°.(1)求点E 到BC 的距离;(2)点P 为线段EF 上的一个动点,过点P 作PM ⊥EF 交BC 于M ,过M 作MN //AB 交折线ADC 于N ,连结PN ,设EP =x .①当点N 在线段AD 上时(如图2),△PMN 的形状是否发生改变?若不变,求出△PMN 的周长;若改变,请说明理由;②当点N 在线段DC 上时(如图3),是否存在点P ,使△PMN 为等腰三角形?若存在,请求出所有满足条件的x 的值;若不存在,请说明理由.图1 图2 图3思路点拨1.先解读这个题目的背景图,等腰梯形ABCD 的中位线EF =4,这是x 的变化范围.平行线间的距离处处相等,AD 与EF 、EF 与BC 间的距离相等.2.当点N 在线段AD 上时,△PMN 中PM 和MN 的长保持不变是显然的,求证PN 的长是关键.图形中包含了许多的对边平行且相等,理顺线条的关系很重要.3.分三种情况讨论等腰三角形PMN ,三种情况各具特殊性,灵活运用几何性质解题.满分解答(1)如图4,过点E 作EG ⊥BC 于G .在Rt △BEG 中,221==AB BE ,∠B =60°, 所以160cos =︒⋅=BE BG ,360sin =︒⋅=BE EG .所以点E 到BC 的距离为3.(2)因为AD //EF //BC ,E 是AB 的中点,所以F 是D C 的中点.因此EF 是梯形ABCD 的中位线,EF =4.①如图4,当点N 在线段AD 上时,△PMN 的形状不是否发生改变.过点N 作NH ⊥EF 于H ,设PH 与NM 交于点Q .在矩形EGMP 中,EP =GM =x ,PM =EG =3.在平行四边形BMQE 中,BM =EQ =1+x .所以BG =PQ =1.因为PM 与NH 平行且相等,所以PH 与NM 互相平分,PH =2PQ =2.在Rt △PNH 中,NH =3,PH =2,所以PN =7.在平行四边形ABMN 中,MN =AB =4.因此△PMN 的周长为3+7+4.图4 图5②当点N 在线段DC 上时,△CMN 恒为等边三角形.如图5,当PM =PN 时,△PMC 与△PNC 关于直线PC 对称,点P 在∠DCB 的平分线上.在Rt △PCM 中,PM =3,∠PCM =30°,所以MC =3.此时M 、P 分别为BC 、EF 的中点,x =2.如图6,当MP =MN 时,MP =MN =MC =3,x =GM =GC -MC =5-3.如图7,当NP =NM 时,∠NMP =∠NPM =30°,所以∠PNM =120°.又因为∠FNM =120°,所以P 与F 重合.此时x =4.综上所述,当x =2或4或5-3时,△PMN 为等腰三角形.图6 图7 图8 考点伸展第(2)②题求等腰三角形PMN 可以这样解:如图8,以B 为原点,直线BC 为x 轴建立坐标系,设点M 的坐标为(m ,0),那么点P 的坐标为(m ,3),MN =MC =6-m ,点N 的坐标为(26+m ,2)6(3m -). 由两点间的距离公式,得21922+-=m m PN .当PM =PN 时,92192=+-m m ,解得3=m 或6=m .此时2=x .当MP =MN 时,36=-m ,解得36-=m ,此时35-=x .当NP =NM 时,22)6(219m m m -=+-,解得5=m ,此时4=x .。
因动点产生的等腰三角形问题例年重庆市中考第题如图,在△中,=°,∠=°,点是∠的平分线上一点,过点作的垂线,过点作的垂线,两垂线交于点,连接,点是的中点,⊥,垂足为,连接,.()如图,若点是的中点,=,求、的长;()如图,求证:=.()如图,连接、,猜想:△是否是等边三角形?若是,请证明;若不是,请说明理由.图图例年长沙市中考第题如图,抛物线=++(、、是常数,≠)的对称轴为轴,且经过()和两点,点在该抛物线上运动,以点为圆心的⊙总经过定点(, ).()求、、的值;()求证:在点运动的过程中,⊙始终与轴相交;()设⊙与轴相交于(, )、(, )两点,当△为等腰三角形时,求圆心的纵坐标.图例年上海市虹口区中考模拟第题如图,在△中,∠=°,=,=,点为边的中点,⊥交边于点,点为射线上的一动点,点为边上的一动点,且∠=°.()求、的长;()若=,求的长;()记线段与线段的交点为,若△为等腰三角形,求的长.图备用图例年扬州市中考第题如图,抛物线=++经过(-)、(, )、( )三点,直线是抛物线的对称轴.()求抛物线的函数关系式;()设点是直线上的一个动点,当△的周长最小时,求点的坐标;()在直线上是否存在点,使△为等腰三角形,若存在,直接写出所有符合条件的点的坐标;若不存在,请说明理由.图例年临沂市中考第题如图,点在轴上,=,将线段绕点顺时针旋转°至的位置.()求点的坐标;()求经过、、的抛物线的解析式;()在此抛物线的对称轴上,是否存在点,使得以点、、为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,求点的坐标;若不存在,请说明理由.图例年盐城市中考第题如图,已知一次函数=-+与正比例函数的图象交于点,且与轴交于点.()求点和点的坐标;()过点作⊥轴于点,过点作直线轴.动点从点出发,以每秒个单位长的速度,沿——的路线向点运动;同时直线从点出发,以相同速度向左平移,在平移过程中,直线交轴于点,交线段或线段于点.当点到达点时,点和直线都停止运动.在运动过程中,设动点运动的时间为秒.①当为何值时,以、、为顶点的三角形的面积为?②是否存在以、、为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,求的值;若不存在,请说明理由.图因动点产生的等腰三角形问题答案例年重庆市中考第题如图,在△中,=°,∠=°,点是∠的平分线上一点,过点作的垂线,过点作的垂线,两垂线交于点,连接,点是的中点,⊥,垂足为,连接,.()如图,若点是的中点,=,求、的长;()如图,求证:=.()如图,连接、,猜想:△是否是等边三角形?若是,请证明;若不是,请说明理由.图图动感体验请打开几何画板文件名“重庆”,拖动点运动,可以体验到,△与△保持全等,△与△保持全等,△保持等边三角形的形状.思路点拨.把图形中所有°的角都标注出来,便于寻找等角和等边..中点有哪些用处呢?联想到斜边上的中线和中位线就有思路构造辅助线了.满分解答()如图,在△中,∠=°,=,所以=.在△中,∠=°,=,所以=,=.在△中,=,=,由勾股定理,得=.()如图,由∠=°,∠=°,平分∠,得∠=°,∠=°.在△中,=.在△中,=.所以=.因为点是△的斜边上的中线,所以=,∠=∠.所以∠=∠.所以△≌△.所以=.图图图()如图,作⊥于,联结.由,是的中点,得是的中点.因此=,△是等边三角形.又因为=,所以=.又因为=,∠=∠=°,所以△≌△.所以∠=∠,=.所以∠=∠=°.所以△是等边三角形.考点伸展我们再看几个特殊位置时的效果图,看看有没有熟悉的感觉.如图,如图,当点落在边上时,点与点重合.图图如图,图,点落在边上.如图,图,等腰梯形.图图图图例年长沙市中考第题如图,抛物线=++(、、是常数,≠)的对称轴为轴,且经过()和两点,点在该抛物线上运动,以点为圆心的⊙总经过定点(, ).()求、、的值;()求证:在点运动的过程中,⊙始终与轴相交;()设⊙与轴相交于(, )、(, )两点,当△为等腰三角形时,求圆心的纵坐标.图动感体验请打开几何画板文件名“长沙”,拖动圆心在抛物线上运动,可以体验到,圆与轴总是相交的,等腰三角形存在三种情况.思路点拨.不算不知道,一算真奇妙,原来⊙在轴上截得的弦长=是定值..等腰三角形存在三种情况,其中=和=两种情况时,点的纵坐标是相等的.满分解答()已知抛物线的顶点为(),所以=.所以=,=.将代入=,得.解得(舍去了负值).()抛物线的解析式为,设点的坐标为.已知(, ),所以>.而圆心到轴的距离为,所以半径>圆心到轴的距离.所以在点运动的过程中,⊙始终与轴相交.()如图,设的中点为,那么垂直平分.在△中,,,所以=.所以=.因此=,为定值.等腰△存在三种情况:①如图,当=时,点为原点重合,此时点的纵坐标为.图图②如图,当=时,在△中,=,=,所以=.此时==.所以点的纵坐标为.③如图,当=时,点的纵坐标为也为.图图考点伸展如果点在抛物线上运动,以点为圆心的⊙总经过定点(, ),那么在点运动的过程中,⊙始终与直线=-相切.这是因为:设点的坐标为.已知(, ),所以.而圆心到直线=-的距离也为,所以半径=圆心到直线=-的距离.所以在点运动的过程中,⊙始终与直线=-相切.例年上海市虹口区中考模拟第题如图,在△中,∠=°,=,=,点为边的中点,⊥交边于点,点为射线上的一动点,点为边上的一动点,且∠=°.()求、的长;()若=,求的长;()记线段与线段的交点为,若△为等腰三角形,求的长.图备用图动感体验请打开几何画板文件名“虹口”,拖动点在射线上运动,可以体验到,△与△保持相似.观察△,可以看到,、可以落在对边的垂直平分线上,不存在=的情况.请打开超级画板文件名“虹口”,拖动点在射线上运动,可以体验到,△与△保持相似.观察△,可以看到,、可以落在对边的垂直平分线上,不存在=的情况.思路点拨.第()题=分两种情况..解第()题时,画准确的示意图有利于理解题意,观察线段之间的和差关系..第()题探求等腰三角形时,根据相似三角形的传递性,转化为探求等腰三角形.满分解答()在△中,=,=,所以=.在△中,=,所以,.()如图,过点作⊥,⊥,垂足分别为、,那么、是△的两条中位线,=,=.由∠=°,∠=°,可得∠=∠.因此△∽△.所以.所以,.图图图①如图,当=,在上时,=.此时.所以.②如图,当=,在的延长线上时,=.此时.所以.()如图,如图,在△中,.在△中,.所以∠=∠.由∠=°,∠=°,可得∠=∠.因此△∽△.当△是等腰三角形时,△也是等腰三角形.①如图,当==时,=-=-=(如图所示).此时.所以.②如图,当=时,由,可得.所以=-=(如图所示).此时.所以.③不存在=的情况.这是因为∠≥∠>∠(如图,图所示).图图考点伸展如图,当△是等腰三角形时,根据等角的余角相等,可以得到△也是等腰三角形,=.在△中可以直接求解.例年扬州市中考第题如图,抛物线=++经过(-)、(, )、( )三点,直线是抛物线的对称轴.()求抛物线的函数关系式;()设点是直线上的一个动点,当△的周长最小时,求点的坐标;()在直线上是否存在点,使△为等腰三角形,若存在,直接写出所有符合条件的点的坐标;若不存在,请说明理由.图动感体验请打开几何画板文件名“扬州”,拖动点在抛物线的对称轴上运动,可以体验到,当点落在线段上时,+最小,△的周长最小.拖动点在抛物线的对称轴上运动,观察△的三个顶点与对边的垂直平分线的位置关系,可以看到,点有次机会落在的垂直平分线上;点有次机会落在的垂直平分线上;点有次机会落在的垂直平分线上,但是有次、、三点共线.思路点拨.第()题是典型的“牛喝水”问题,点在线段上时△的周长最小..第()题分三种情况列方程讨论等腰三角形的存在性.满分解答()因为抛物线与轴交于(-)、(, )两点,设=(+)(-),代入点( ),得-=.解得=-.所以抛物线的函数关系式是=-(+)(-)=-++.()如图,抛物线的对称轴是直线=.当点落在线段上时,+最小,△的周长最小.设抛物线的对称轴与轴的交点为.由,=,得==.所以点的坐标为(, ).图()点的坐标为(, )、(,)、(,)或().考点伸展第()题的解题过程是这样的:设点的坐标为().在△中,=,=+(-),=+.①如图,当=时,=.解方程+=+(-),得=.此时点的坐标为(, ).②如图,当=时,=.解方程+=,得.此时点的坐标为(,)或(,).③如图,当=时,=.解方程+(-)=,得=或.当(, )时,、、三点共线,所以此时符合条件的点的坐标为().图图图例年临沂市中考第题如图,点在轴上,=,将线段绕点顺时针旋转°至的位置.()求点的坐标;()求经过、、的抛物线的解析式;()在此抛物线的对称轴上,是否存在点,使得以点、、为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,求点的坐标;若不存在,请说明理由.图动感体验请打开几何画板文件名“临沂”,拖动点在抛物线的对称轴上运动,可以体验到,⊙和⊙以及的垂直平分线与抛物线的对称轴有一个共同的交点,当点运动到⊙与对称轴的另一个交点时,、、三点共线.请打开超级画板文件名“临沂”,拖动点,发现存在点,使得以点、、为顶点的三角形是等腰三角形思路点拨.用代数法探求等腰三角形分三步:先分类,按腰相等分三种情况;再根据两点间的距离公式列方程;然后解方程并检验..本题中等腰三角形的角度特殊,三种情况的点重合在一起.满分解答()如图,过点作⊥轴,垂足为.在△中,∠=°,=,所以=,.所以点的坐标为.()因为抛物线与轴交于、(, ),设抛物线的解析式为=(-),代入点,.解得.所以抛物线的解析式为.()抛物线的对称轴是直线=,设点的坐标为(, ).①当==时,=.所以=.解得.当在时,、、三点共线(如图).②当==时,=.所以.解得.③当=时,=.所以.解得.综合①、②、③,点的坐标为,如图所示.图图考点伸展如图,在本题中,设抛物线的顶点为,那么△与△是两个相似的等腰三角形.由,得抛物线的顶点为.因此.所以∠=°,∠=°.例年盐城市中考第题如图,已知一次函数=-+与正比例函数的图象交于点,且与轴交于点.()求点和点的坐标;()过点作⊥轴于点,过点作直线轴.动点从点出发,以每秒个单位长的速度,沿——的路线向点运动;同时直线从点出发,以相同速度向左平移,在平移过程中,直线交轴于点,交线段或线段于点.当点到达点时,点和直线都停止运动.在运动过程中,设动点运动的时间为秒.①当为何值时,以、、为顶点的三角形的面积为?②是否存在以、、为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,求的值;若不存在,请说明理由.图动感体验请打开几何画板文件名“盐城”,拖动点由向运动,从图象中可以看到,△的面积有一个时刻等于.观察△,可以体验到,在上时,只存在=的情况;在上时,有三个时刻,△是等腰三角形.思路点拨.把图复制若干个,在每一个图形中解决一个问题..求△的面积等于,按照点的位置分两种情况讨论.事实上,在上运动时,高是定值,最大面积为,因此不存在面积为的可能..讨论等腰三角形,按照点的位置分两种情况讨论,点的每一种位置又要讨论三种情况.满分解答()解方程组得所以点的坐标是(,).令,得.所以点的坐标是(,).()①如图,当在上运动时,≤<.由,得.整理,得.解得=或=(舍去).如图,当在上运动时,△的最大面积为.因此,当=时,以、、为顶点的三角形的面积为.图图图②我们先讨论在上运动时的情形,≤<.如图,在△中,∠=°,∠>°,=,,所以>.因此∠>∠>∠.如图,点由向运动的过程中,==,所以轴.因此∠=°保持不变,∠越来越大,所以只存在∠=∠的情况.此时点在的垂直平分线上,==.所以=,=.我们再来讨论在上运动时的情形,≤<.在△中,为定值,,.如图,当=时,解方程,得.如图,当=时,点在的垂直平分线上,=(-).解方程,得.如,当=时,那么.因此.解方程,得.综上所述,=或或或时,△是等腰三角形.图图图考点伸展当在上,=时,也可以用来求解.。
2017挑战压轴题中考数学精讲解读篇因动点产生的相似三角形问题1. 如图,在平面直角坐标系xOy中,将抛物线y=x2的对称轴绕着点P( 0,2)顺时针旋转45°后与该抛物线交于A、B两点,点Q是该抛物线上一点.(1)求直线AB的函数表达式;(2)如图①,若点Q在直线AB的下方,求点Q到直线AB的距离的最大值;(3)如图②,若点Q在y轴左侧,且点T (0,t) (t V2)是射线PO上一点, 当以P、B、Q为顶点的三角形与△ PAT相似时,求所有满足条件的t的值.图①图②备用图2. 如图,已知BC是半圆O的直径,BC=8过线段BO上一动点D,作AD丄BC 交半圆O于点A,联结AO,过点B作BH丄AO,垂足为点H,BH的延长线交半圆O于点F.(1)求证:AH=BD(2)设BD=x, BE?BF=y求y关于x的函数关系式;(3)如图2,若联结FA并延长交CB的延长线于点G,当厶卩人丘与厶FBG相似时,求BD的长度.3•如图,在平面直角坐标系xOy中,直线AB过点A (3, 0)、B (0, m) (m>0), tan / BAO=2(1)求直线AB的表达式;(2)反比例函数y= 的图象与直线AB交于第一象限内的C、D两点(BD v BC),x当AD=2DB时,求&的值;(3)设线段AB的中点为E,过点E作x轴的垂线,垂足为点M,交反比例函数y的图象于点F,分别联结OE OF,当厶OE2A OBE时,请直接写出满足条x4. 如图,在Rt A ABC中,/ ACB=90, AC=1, BC=7,点D是边CA延长线的一点,AE丄BD,垂足为点E, AE的延长线交CA的平行线BF于点F,连结CE交AB于点G.(1)当点E是BD的中点时,求tan / AFB的值;(2)CE?AF的值是否随线段AD长度的改变而变化?如果不变,求出CE?AF的值; 如果变化,请说明理由;(3)当△BGE和△ BAF相似时,求线段AF的长.5. 如图,平面直角坐标系xOy中,已知B (- 1, 0), —次函数y=-x+5的图象与x 轴、y轴分别交于点A、C两点,二次函数y=-x2+bx+c的图象经过点A、点B.(1)求这个二次函数的解析式;(2)点P是该二次函数图象的顶点,求△ APC的面积;(3)如果点Q在线段AC上,且△ ABC与厶AOQ相似,求点Q的坐标.6 .已知:半圆O的直径AB=6,点C在半圆O上,且tan / ABC=2匚,点D为弧AC 上一点,联结DC (如图)(1)求BC的长;(2)若射线DC交射线AB于点M,且△ MBC与厶MOC相似,求CD的长;(3)联结OD,当OD// BC时,作/ DOB的平分线交线段DC于点N,求ON的长.7•如图,已知二次函数y=«+bx+c(b, c为常数)的图象经过点A (3,- 1), 点C (0,- 4),顶点为点M,过点A作AB// x轴,交y轴与点D,交该二次函数图象于点B,连结BC.(1)求该二次函数的解析式及点M的坐标;(2)若将该二次函数图象向上平移m (m > 0)个单位,使平移后得到的二次函数图象的顶点落在△ ABC的内部(不包含厶ABC的边界),求m的取值范围;(3)点P时直线AC上的动点,若点P,点C,点M所构成的三角形与△ BCD相似,请直接写出所有点P的坐标(直接写出结果,不必写解答过程)•备用医I因动点产生的等腰三角形问题8 .如图1,在厶ABC中,/ ACB=90, / BAC=60,点E是/BAC角平分线上一点,过点E作AE的垂线,过点A作AB的垂线,两垂线交于点D,连接DB,点F是BD的中点,DH丄AC,垂足为H,连接EF, HF.(1)如图1,若点H是AC的中点,AC=2「,求AB, BD的长;(2)如图1,求证:HF=EF(3)如图2,连接CF, CE猜想:△ CEF是否是等边三角形?若是,请证明;若不是,说明理由.9 •已知,一条抛物线的顶点为E (- 1,4),且过点A (-3, 0),与y轴交于点C,点D是这条抛物线上一点,它的横坐标为m,且-3v m v- 1,过点D作DK 丄x轴,垂足为K, DK分别交线段AE、AC于点G、H.(1) 求这条抛物线的解析式;(2) 求证:GH=HK10.如图,已知在Rt A ABC中,/ ACB=90, AB=5, si nA丄,点P是边BC上的5一点,PEI AB,垂足为E,以点P为圆心,PC为半径的圆与射线PE相交于点Q, 线段CQ与边AB交于点D.(1) 求AD的长;(2) 设CP=x △ PCQ的面积为y,求y关于x的函数解析式,并写出定义域;(3) 过点C作CF丄AB,垂足为F,联结PF、QF,如果△ PQF是以PF为腰的等腰三角形,求CP的长.C C11 •如图(1),直线y=- x+n交x轴于点A,交y轴于点(0,4),抛物线y=「x2+bx+c3 3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丄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)当厶BDP为等腰直角三角形时,求线段PD的长;(3)如图(2),将厶BDP绕点B逆时针旋转,得到△ BD P'当旋转角/ PBP = / OAC且点P的对应点P落在坐标轴上时,请直接写出点P的坐标.12 •综合与探究如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线y=ax2+bx - 8与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,直线I经过坐标原点0,与抛物线的一个交点为D,与抛物线的对称轴交于点E,连接CE已知点A,D的坐标分别为(-2, 0),(6,- 8).(1)求抛物线的函数表达式,并分别求出点B和点E的坐标;(2)试探究抛物线上是否存在点F,使厶FOE^A FCE若存在,请直接写出点F 的坐标;若不存在,请说明理由;(3)若点P是y轴负半轴上的一个动点,设其坐标为(0, m),直线PB与直线是等腰三角形.因动点产生的直角三角形问题13. 已知,如图1,在梯形ABCD中,AD// BC,/ BCD=90, BC=11, CD=6, tan / ABC=2点E在AD边上,且AE=3ED EF// AB交BC于点F,点M、N分别在射线FE和线段CD上.(1)求线段CF的长;(2)如图2,当点M在线段FE上,且AM丄MN,设FM?cos/ EFC=x CN=y求y关于x的函数解析式,并写出它的定义域;(3)如果△ AMN为等腰直角三角形,求线段FM的长.C C14. 如图,在矩形ABCD中,点0为坐标原点,点B的坐标为(4, 3),点A、C 在坐标轴上,点P在BC边上,直线h:y=2x+3,直线12:y=2x-3.(1)分别求直线l1与x轴,直线12与AB的交点坐标;(2)已知点M在第一象限,且是直线12上的点,若△ APM是等腰直角三角形,求点M的坐标;(3)我们把直线h和直线12上的点所组成的图形为图形F.已知矩形ANPQ的顶点N在图形F上,Q是坐标平面内的点,且N点的横坐标为x,请直接写出x的取值范围(不用说明理由).因动点产生的平行四边形问题15. 如图,在平面直角坐标系xOy 中,抛物线y=ax - 2ax -3a (a v 0)与x 轴交 于A , B 两点(点A 在点B 的左侧),经过点A 的直线I : y=kx+b 与y 轴交于点C , 与抛物线的另一个交点为D ,且CD=4AC(1) 直接写出点A 的坐标,并求直线I 的函数表达式(其中k , b 用含a 的式子 表示);(2) 点E 是直线I 上方的抛物线上的一点,若△ ACE 的面积的最大值为「,求a4的值;(3) 设P 是抛物线对称轴上的一点,点 Q 在抛物线上,以点A ,D ,P ,Q 为顶OA=5, AB=4,点D 为边AB 上一点,将△ BCD 沿直 线CD 折叠,使点B 恰好落在OA 边上的点E 处,分别以OC, OA 所在的直线为x 轴,y 轴建立平面直角坐标系.(1) 求点E 坐标及经过O , D , C 三点的抛物线的解析式;(2) 一动点P 从点C 出发,沿CB 以每秒2个单位长的速度向点B 运动,同时 动点Q 从E 点出发,沿EC 以每秒1个单位长的速度向点C 运动,当点P 到达点 B 时,两点同时停止运动.设运动时间为 t 秒,当t 为何值时,DP=DQ(3) 若点N 在(2)中的抛物线的对称轴上,点 M 在抛物线上,是否存在这样 的点M 与点N ,使得以M , N , C, E 为顶点的四边形是平行四边形?若存在, 请求出M 点的坐标;若不存在,请说明理由.16.如图,在矩形OABC 中, 请说明理由.17•如图,抛物线y=-X123+2X+3与x轴交于A、B两点(点A在点B的左边),与y轴交于点C,点D和点C关于抛物线的对称轴对称,直线AD与y轴交于点E.1 求直线AD的解析式;2 如图1,直线AD上方的抛物线上有一点F,过点F作FG丄AD于点G,作FH平行于X轴交直线AD于点巴求厶FGH周长的最大值;3 点M是抛物线的顶点,点P是y轴上一点,点Q是坐标平面内一点,以A, M , P, Q为顶点的四边形是以AM为边的矩形•若点T和点Q关于AM所在直线对称,求点T 的坐标.18•如图,点A和动点P在直线I上,点P关于点A的对称点为Q,以AQ为边作Rt A ABQ,使/ BAQ=90 , AQ: AB=3: 4,作厶ABQ的外接圆0.点C在点P 右侧,PC=4过点C作直线m丄I,过点O作OD丄m于点D,交AB右侧的圆弧于点E.在射线CD上取点F,使DF冷CD,以DE, DF为邻边作矩形DEGF设AQ=3x.(1)用关于X的代数式表示BQ, DF.(2)当点P在点A右侧时,若矩形DEGF勺面积等于90,求AP的长.(3)在点P的整个运动过程中,①当AP为何值时,矩形DEGF是正方形?②作直线BG交。
等腰三角形一、选择题1.(2018•山东枣庄•3分)如图是由8个全等的矩形组成的大正方形,线段AB的端点都在小矩形的顶点上,如果点P是某个小矩形的顶点,连接PA、PB,那么使△ABP为等腰直角三角形的点P的个数是()A.2个B.3个C.4个D.5个【分析】根据等腰直角三角形的判定即可得到结论.【解答】解:如图所示,使△ABP为等腰直角三角形的点P的个数是3,故选:B.【点评】本题考查了等腰直角三角形的判定,正确的找出符合条件的点P是解题的关键.2 (2018•山东枣庄•3分)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CD⊥AB,垂足为D,AF平分∠CAB,交CD于点E,交CB于点F.若AC=3,AB=5,则CE的长为()A.B.C.D.【分析】根据三角形的内角和定理得出∠CAF+∠CFA=90°,∠FAD+∠AED=90°,根据角平分线和对顶角相等得出∠CEF=∠CFE,即可得出EC=FC,再利用相似三角形的判定与性质得出答案.【解答】解:过点F作FG⊥AB于点G,∵∠ACB=90°,CD⊥AB,∴∠CDA=90°,∴∠CAF+∠CFA=90°,∠FAD+∠AED=90°,∵AF平分∠CAB,∴∠CAF=∠FAD,∴∠CFA=∠AED=∠CEF,∴CE=CF,∵AF平分∠CAB,∠ACF=∠AGF=90°,∴FC=FG,∵∠B=∠B,∠FGB=∠ACB=90°,∴△BFG∽△BAC,∴=,∵AC=3,AB=5,∠ACB=90°,∴BC=4,∴=,∵FC=FG,∴=,解得:FC=,即CE的长为.故选:A.【点评】本题考查了直角三角形性质、等腰三角形的性质和判定,三角形的内角和定理以及相似三角形的判定与性质等知识,关键是推出∠CEF=∠CFE.3. (2018•山东淄博•4分)如图,P为等边三角形ABC内的一点,且P到三个顶点A,B,C 的距离分别为3,4,5,则△ABC的面积为()A.B.C.D.【考点】R2:旋转的性质;KK:等边三角形的性质;KS:勾股定理的逆定理.【分析】将△BPC绕点B逆时针旋转60°得△BEA,根据旋转的性质得BE=BP=4,AE=PC=5,∠PBE=60°,则△BPE为等边三角形,得到PE=PB=4,∠BPE=60°,在△AEP中,AE=5,延长BP,作AF⊥BP于点FAP=3,PE=4,根据勾股定理的逆定理可得到△APE为直角三角形,且∠APE=90°,即可得到∠APB的度数,在直角△APF中利用三角函数求得AF和PF的长,则在直角△ABF中利用勾股定理求得AB的长,进而求得三角形ABC的面积.【解答】解:∵△ABC为等边三角形,∴BA=BC,可将△BPC绕点B逆时针旋转60°得△BEA,连EP,且延长BP,作AF⊥BP于点F.如图,∴BE=BP=4,AE=PC=5,∠PBE=60°,∴△BPE为等边三角形,∴PE=PB=4,∠BPE=60°,在△AEP中,AE=5,AP=3,PE=4,∴AE2=PE2+PA2,∴△APE为直角三角形,且∠APE=90°,∴∠APB=90°+60°=150°.∴∠APF=30°,∴在直角△APF中,AF=AP=,PF=AP=.∴在直角△ABF中,AB2=BF2+AF2=(4+)2+()2=25+12.则△ABC的面积是•AB2=•(25+12)=.故选:A.【点评】本题考查了等边三角形的判定与性质、勾股定理的逆定理以及旋转的性质:旋转前后的两个图形全等,对应点与旋转中心的连线段的夹角等于旋转角,对应点到旋转中心的距离相等.4. (2018•江苏扬州•3分)如图,点A在线段BD上,在BD的同侧做等腰Rt△ABC和等腰Rt△ADE,CD与BE、AE分别交于点P,M.对于下列结论:①△BAE∽△CAD;②MP•MD=MA•ME;③2CB2=CP•CM.其中正确的是()A.①②③B.①C.①② D.②③【分析】(1)由等腰Rt△ABC和等腰Rt△ADE三边份数关系可证;(2)通过等积式倒推可知,证明△PAM∽△EMD即可;(3)2CB2转化为AC2,证明△ACP∽△MCA,问题可证.【解答】解:由已知:AC=AB,AD=AE∴∵∠BAC=∠EAD∴∠BAE=∠CAD∴△BAE∽△CAD所以①正确∵△BAE∽△CAD∴∠BEA=∠CDA∵∠PME=∠AMD∴△PME∽△AMD∴∴MP•MD=MA•ME所以②正确∵∠BEA=∠CDA∠PME=∠AMD∴P、E、D、A四点共圆∴∠APD=∠EAD=90°∵∠CAE=180°﹣∠BAC﹣∠EAD=90°∴△CAP∽△CMA∴AC2=CP•CM∵AC=AB∴2CB2=CP•CM所以③正确故选:A.【点评】本题考查了相似三角形的性质和判断.在等积式和比例式的证明中应注意应用倒推的方法寻找相似三角形进行证明,进而得到答案.5.(2018·湖南省常德·3分)如图,已知BD是△ABC的角平分线,ED是BC的垂直平分线,∠BAC=90°,AD=3,则CE的长为()A.6 B.5 C.4 D.3【分析】根据线段垂直平分线的性质得到DB=DC,根据角平分线的定义、三角形内角和定理求出∠C=∠DBC=∠ABD=30°,根据直角三角形的性质解答.【解答】解:∵ED是BC的垂直平分线,∴DB=DC,∴∠C=∠DBC,∵BD是△ABC的角平分线,∴∠ABD=∠DBC,∴∠C=∠DBC=∠ABD=30°,∴BD=2AD=6,∴CE=CD×cos∠C=3,故选:D.【点评】本题考查的是线段垂直平分线的性质、直角三角形的性质,掌握线段垂直平分线上的点到线段两端点的距离相等是解题的关键.6. (2018·台湾·分)如图,锐角三角形ABC中,BC>AB>AC,甲、乙两人想找一点P,使得∠BPC与∠A互补,其作法分别如下:(甲)以A为圆心,AC长为半径画弧交AB于P点,则P即为所求;(乙)作过B点且与AB垂直的直线l,作过C点且与AC垂直的直线,交l于P点,则P即为所求对于甲、乙两人的作法,下列叙述何者正确?()A.两人皆正确B.两人皆错误C.甲正确,乙错误D.甲错误,乙正确【分析】甲:根据作图可得AC=AP,利用等边对等角得:∠APC=∠ACP,由平角的定义可知:∠BPC+∠APC=180°,根据等量代换可作判断;乙:根据四边形的内角和可得:∠BPC+∠A=180°.【解答】解:甲:如图1,∵AC=AP,∴∠APC=∠ACP,∵∠BPC+∠APC=180°∴∠BPC+∠ACP=180°,∴甲错误;乙:如图2,∵AB⊥PB,AC⊥PC,∴∠ABP=∠ACP=90°,∴∠BPC+∠A=180°,∴乙正确,故选:D.【点评】本题考查了垂线的定义、四边形的内角和定理、等腰三角形的性质,正确的理解题意是解题的关键.7.(2018•湖北荆门•3分)如图,等腰Rt△ABC中,斜边AB的长为2,O为AB的中点,P 为AC边上的动点,OQ⊥OP交BC于点Q,M为PQ的中点,当点P从点A运动到点C时,点M 所经过的路线长为()A.B.C.1 D.2【分析】连接OC,作PE⊥AB于E,MH⊥AB于H,QF⊥AB于F,如图,利用等腰直角三角形的性质得AC=BC=,∠A=∠B=45°,OC⊥AB,OC=OA=OB=1,∠OC B=45°,再证明Rt△AOP ≌△COQ得到AP=CQ,接着利用△APE和△BFQ都为等腰直角三角形得到PE=AP=CQ,QF=BQ,所以PE+QF=BC=1,然后证明MH为梯形PEFQ的中位线得到MH=,即可判定点M到AB的距离为,从而得到点M的运动路线为△ABC的中位线,最后利用三角形中位线性质得到点M所经过的路线长.【解答】解:连接OC,作PE⊥AB于E,MH⊥AB于H,QF⊥AB于F,如图,∵△ACB为到等腰直角三角形,∴AC=BC=AB=,∠A=∠B=45°,∵O为AB的中点,∴OC⊥AB,OC平分∠ACB,OC=OA=OB=1,∴∠OCB=45°,∵∠POQ=90°,∠COA=90°,∴∠AOP=∠COQ,在Rt△AOP和△COQ中,∴Rt△AOP≌△COQ,∴AP=CQ,易得△APE和△BFQ都为等腰直角三角形,∴PE=AP=CQ ,QF=BQ , ∴PE+QF=(CQ+BQ )=BC=×=1, ∵M 点为PQ 的中点,∴MH 为梯形PEFQ 的中位线,∴MH=(PE+QF )=,即点M 到AB 的距离为,而CO=1,∴点M 的运动路线为△ABC 的中位线,∴当点P 从点A 运动到点C 时,点M 所经过的路线长=AB=1.故选:C .【点评】本题考查了轨迹:通过计算确定动点在运动过程中不变的量,从而得到运动的轨迹.也考查了等腰直角三角形的性质.8. (2018•河北•3分)已知:如图4,点P 在线段AB 外,且PA PB =.求证:点P 在线段AB 的垂直平分线上.在证明该结论时,需添加辅助线,则作法不.正确的是( )A .作APB ∠的平分线PC 交AB 于点CB .过点P 作PC AB ⊥于点C 且AC BC =C.取AB 中点C ,连接PCD .过点P 作PC AB ⊥,垂足为C9. (2018四川省绵阳市)如图,△ACB和△ECD都是等腰直角三角形,CA=CB,CE=CD,△ACB 的顶点A在△ECD的斜边DE上,若AE= ,AD= ,则两个三角形重叠部分的面积为()A.B.C.D.【答案】D【考点】三角形的面积,全等三角形的判定与性质,勾股定理,相似三角形的判定与性质,等腰直角三角形【解析】【解答】解:连接BD,作CH⊥DE,∵△ACB和△ECD都是等腰直角三角形,∴∠ACB=∠ECD=90°,∠ADC=∠CAB=45°,即∠ACD+∠DCB=∠ACD+∠ACE=90°,∴∠DCB=∠ACE,在△DCB和△ECA中,,∴△DCB≌△ECA,∴DB=EA= ,∠CDB=∠E=45°,∴∠CDB+∠ADC=∠ADB=90°,在Rt△ABD中,∴AB= =2 ,在Rt△ABC中,∴2AC2=AB2=8,∴AC=BC=2,在Rt△ECD中,∴2CD2=DE2= ,∴CD=CE= +1,∵∠ACO=∠DCA,∠CAO=∠CDA,∴△CAO∽△CDA,∴:= = =4-2 ,又∵= CE = DE·CH,∴CH= = ,∴= AD·CH= × × = ,∴=(4-2 )× =3- .即两个三角形重叠部分的面积为3- .故答案为:D.【分析】解:连接BD,作CH⊥DE,根据等腰直角三角形的性质可得∠ACB=∠ECD=90°,∠ADC=∠CAB=45°,再由同角的余角相等可得∠DCB=∠ACE;由SAS得△DCB≌△ECA,根据全等三角形的性质知DB=EA= ,∠CDB=∠E=45°,从而得∠ADB=90°,在Rt△ABD中,根据勾股定理得AB=2 ,同理可得AC=BC=2,CD=CE= +1;由相似三角形的判定得△CAO∽△CDA,根据相似三角形的性质:面积比等于相似比的平方从而得出两个三角形重叠部分的面积. 二.填空题1.(2018四川省泸州市3分)如图,等腰△ABC的底边BC=20,面积为120,点F在边BC 上,且BF=3FC,EG是腰AC的垂直平分线,若点D在EG上运动,则△CDF周长的最小值为18 .【分析】如图作AH⊥BC于H,连接AD.由EG垂直平分线段AC,推出DA=DC,推出DF+DC=AD+DF,可得当A、D、F共线时,DF+DC的值最小,最小值就是线段AF的长;【解答】解:如图作AH⊥BC于H,连接AD.∵EG垂直平分线段AC,∴DA=DC,∴DF+DC=AD+DF,∴当A、D、F共线时,DF+DC的值最小,最小值就是线段AF的长,∵•BC•AH=120,∴AH=12,∵AB=AC,AH⊥BC,∴BH=CH=10,∵BF=3FC,∴CF=FH=5,∴AF===13,∴DF+DC的最小值为13.∴△CDF周长的最小值为13+5=18;故答案为18.【点评】本题考查轴对称﹣最短问题、线段的垂直平分线的性质、等腰三角形的性质等知识,解题的关键是学会利用轴对称,解决最短问题,属于中考常考题型.2. (2018•广西桂林•3分)如图,在ΔABC中,∠A=36°,AB=AC,BD平分∠ABC,则图中等腰三角形的个数是__________【答案】3详解:∵AB=AC,∴△ABC是等腰三角形.∵∠A=36°,∴∠C=∠ABC=72°.BD平分∠ABC交AC于D,∴∠ABD=∠DBC=36°,∵∠A=∠ABD=36°,∴△ABD是等腰三角形.∠BDC=∠A+∠ABD=36°+36°=72°=∠C,∴△BDC是等腰三角形.∴共有3个等腰三角形.故答案为:3.点睛:本题考查了等腰三角形的判定与性质及三角形内角和定理;求得角的度数是正确解答本题的关键.3. (2018·新疆生产建设兵团·5分)如图,△ABC是⊙O的内接正三角形,⊙O的半径为2,则图中阴影部的面积是.【分析】根据等边三角形性质及圆周角定理可得扇形对应的圆心角度数,再根据扇形面积公式计算即可.【解答】解:∵△ABC是等边三角形,∴∠C=60°,根据圆周角定理可得∠AOB=2∠C=120°,∴阴影部分的面积是=π,故答案为:【点评】本题主要考查扇形面积的计算和圆周角定理,根据等边三角形性质和圆周角定理求得圆心角度数是解题的关键.4. (2018·四川宜宾·3分)刘徽是中国古代卓越的数学家之一,他在《九章算术》中提出了“割圆术”,即用内接或外切正多边形逐步逼近圆来近似计算圆的面积,设圆O的半径为1,若用圆O的外切正六边形的面积来近似估计圆O的面积,则S= 2.(结果保留根号)【考点】MM:正多边形和圆;1O:数学常识.【分析】根据正多边形的定义可得出△ABO为等边三角形,根据等边三角形的性质结合OM 的长度可求出AB的长度,再利用三角形的面积公式即可求出S的值.【解答】解:依照题意画出图象,如图所示.∵六边形ABCDEF为正六边形,∴△ABO为等边三角形,∵⊙O的半径为1,∴OM=1,∴BM=AM=,∴AB=,∴S=6S△ABO=6×××1=2.故答案为:2.【点评】本题考查了正多边形和圆、三角形的面积以及数学常识,根据等边三角形的性质求出正六边形的边长是解题的关键.5. (2018·天津·3分)如图,在边长为4的等边中,,分别为,的中点,于点,为的中点,连接,则的长为__________.【答案】【解析】分析:连接DE,根据题意可得ΔDEG是直角三角形,然后根据勾股定理即可求解DG的长.详解:连接DE,∵D、E分别是AB、BC的中点,∴DE∥AC,DE=AC∵ΔABC是等边三角形,且BC=4∴∠DEB=60°,DE=2∵EF⊥AC,∠C=60°,EC=2∴∠FEC=30°,EF=∴∠DEG=180°-60°-30°=90°∵G是EF的中点,∴EG=.在RtΔDEG中,DG=故答案为:.点睛:本题主要考查了等边三角形的性质,勾股定理以及三角形中位线性质定理,记住和熟练运用性质是解题的关键.6.(2018·湖北省武汉· 3分)如图.在△ABC中,∠ACB=60°,AC=1,D是边AB的中点,E是边BC上一点.若DE平分△ABC的周长,则DE的长是.【分析】延长BC至M,使CM=CA,连接AM,作CN⊥AM于N,根据题意得到ME=EB,根据三角形中位线定理得到DE=AM,根据等腰三角形的性质求出∠ACN,根据正弦的概念求出AN,计算即可.【解答】解:延长BC至M,使CM=CA,连接AM,作CN⊥AM于N,∵DE平分△ABC的周长,∴ME=EB,又AD=DB,∴DE=AM,DE∥AM,∵∠ACB=60°,∴∠ACM=120°,∵CM=CA,∴∠ACN=60°,AN=MN,∴AN=AC•sin∠ACN=,∴AM=,∴DE=,EDCBA故答案为:.【点评】本题考查的是三角形中位线定理、等腰三角形的性质、解直角三角形,掌握三角形中位线定理、正确作出辅助性是解题的关键.7.(2018•北京•2分) 右图所示的网格是正方形网格,BAC ∠________DAE ∠.(填“>”,“=”或“<”) 【答案】>【解析】如下图所示,G FABCD EAFG △是等腰直角三角形,∴45FAG BAC ∠=∠=︒,∴BAC DAE ∠>∠.另:此题也可直接测量得到结果.【考点】等腰直角三角形8. (2018•江苏盐城•3分)如图,在直角中,,,,、分别为边、上的两个动点,若要使是等腰三角形且是直角三角形,则________.16.【答案】或【考点】等腰三角形的判定与性质,相似三角形的判定与性质【解析】【解答】解:当△BPQ是直角三角形时,有两种情况:∠BPQ=90度,∠BQP=90度。
中考数学因动点产生的等腰三角形问题详解近年来,中考数学中因动点产生的图象问题,因其能较好地考查学生的空间想象能力和实际操作能力而备受
命题者的青睐。
思路点拨
1.证明△DCE∽△EBF,根据相似三角形的对应边成比例可以得到y关于x的函数关系式.
2.第(2)题的本质是先代入,再配方求二次函数的最值.
3.第(3)题头绪复杂,计算简单,分三段表达.一段是说理,如果△DEF为等腰三角形,那么得到x=y;一段是计算,化简消去m,得到关于x的一元二次方程,解出x的值;第三段是把前两段结合,代入求出对应的m的值.
满分解答
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因动点产生的相似三角形问题例1 2018上海市宝山区嘉定区中考模拟第24题如图1,在平面直角坐标系中,双曲线(k≠0)与直线y=x+2都经过点A(2, m).(1)求k与m的值;(2)此双曲线又经过点B(n, 2),过点B的直线BC与直线y=x+2平行交y轴于点C,联结AB、AC,求△ABC的面积;(3)在(2)的条件下,设直线y=x+2与y轴交于点D,在射线CB上有一点E,如果以点A、C、E所组成的三角形与△ACD相似,且相似比不为1,求点E的坐标.图1例2 2017年武汉市中考第24题如图1,Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=6 cm,BC=8 cm,动点P从点B出发,在BA边上以每秒5 cm的速度向点A匀速运动,同时动点Q从点C出发,在CB边上以每秒4 cm的速度向点B匀速运动,运动时间为t秒(0<t<2),连接PQ.(1)若△BPQ与△ABC相似,求t的值;(2)如图2,连接AQ、CP,若AQ⊥CP,求t的值;(3)试证明:PQ的中点在△ABC的一条中位线上.图1 图2例3 2017年苏州市中考第29题如图1,已知抛物线211(1)444by x b x =-++(b 是实数且b >2)与x 轴的正半轴分别交于点A 、B (点A 位于点B 是左侧),与y 轴的正半轴交于点C .(1)点B 的坐标为______,点C 的坐标为__________(用含b 的代数式表示); (2)请你探索在第一象限内是否存在点P ,使得四边形PCOB 的面积等于2b ,且△PBC 是以点P 为直角顶点的等腰直角三角形?如果存在,求出点P 的坐标;如果不存在,请说明理由;(3)请你进一步探索在第一象限内是否存在点Q ,使得△QCO 、△QOA 和△QAB 中的任意两个三角形均相似(全等可看作相似的特殊情况)?如果存在,求出点Q 的坐标;如果不存在,请说明理由.图1例4 2018年黄冈市中考模拟第25题如图1,已知抛物线的方程C1:1(2)()y x x mm=-+-(m>0)与x轴交于点B、C,与y轴交于点E,且点B在点C的左侧.(1)若抛物线C1过点M(2, 2),求实数m的值;(2)在(1)的条件下,求△BCE的面积;(3)在(1)的条件下,在抛物线的对称轴上找一点H,使得BH+EH最小,求出点H 的坐标;(4)在第四象限内,抛物线C1上是否存在点F,使得以点B、C、F为顶点的三角形与△BCE相似?若存在,求m的值;若不存在,请说明理由.图1例5 2017年义乌市中考第24题如图1,已知梯形OABC,抛物线分别过点O(0,0)、A(2,0)、B(6,3).(1)直接写出抛物线的对称轴、解析式及顶点M的坐标;(2)将图1中梯形OABC的上下底边所在的直线OA、CB以相同的速度同时向上平移,分别交抛物线于点O1、A1、C1、B1,得到如图2的梯形O1A1B1C1.设梯形O1A1B1C1的面积为S,A1、B1的坐标分别为(x1,y1)、(x2,y2).用含S的代数式表示x2-x1,并求出当S=36时点A1的坐标;(3)在图1中,设点D的坐标为(1,3),动点P从点B出发,以每秒1个单位长度的速度沿着线段BC运动,动点Q从点D出发,以与点P相同的速度沿着线段DM运动.P、Q两点同时出发,当点Q到达点M时,P、Q两点同时停止运动.设P、Q两点的运动时间为t,是否存在某一时刻t,使得直线PQ、直线AB、x轴围成的三角形与直线PQ、直线AB、抛物线的对称轴围成的三角形相似?若存在,请求出t的值;若不存在,请说明理由.图1 图2例6 2017年临沂市中考第26题如图1,抛物线经过点A(4,0)、B(1,0)、C(0,-2)三点.(1)求此抛物线的解析式;(2)P是抛物线上的一个动点,过P作PM⊥x轴,垂足为M,是否存在点P,使得以A、P、M为顶点的三角形与△OAC相似?若存在,请求出符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由;(3)在直线AC上方的抛物线是有一点D,使得△DCA的面积最大,求出点D的坐标.,图1因动点产生的相似三角形问题答案例1 2018上海市宝山区嘉定区中考模拟第24题如图1,在平面直角坐标系中,双曲线(k ≠0)与直线y =x +2都经过点A (2, m ). (1)求k 与m 的值;(2)此双曲线又经过点B (n , 2),过点B 的直线BC 与直线y =x +2平行交y 轴于点C ,联结AB 、AC ,求△ABC 的面积;(3)在(2)的条件下,设直线y =x +2与y 轴交于点D ,在射线CB 上有一点E ,如果以点A 、C 、E 所组成的三角形与△ACD 相似,且相似比不为1,求点E 的坐标.图1动感体验请打开几何画板文件名“15宝山嘉定24”,拖动点E 在射线CB 上运动,可以体验到,△ACE 与△ACD 相似,存在两种情况.思路点拨1.直线AD //BC ,与坐标轴的夹角为45°. 2.求△ABC 的面积,一般用割补法.3.讨论△ACE 与△ACD 相似,先寻找一组等角,再根据对应边成比例分两种情况列方程.满分解答(1)将点A (2, m )代入y =x +2,得m =4.所以点A 的坐标为(2, 4).将点A (2, 4)代入ky x=,得k =8. (2)将点B (n , 2),代入8y x=,得n =4.所以点B 的坐标为(4, 2).设直线BC 为y =x +b ,代入点B (4, 2),得b =-2. 所以点C 的坐标为(0,-2). 由A (2, 4) 、B (4, 2) 、C (0,-2),可知A 、B 两点间的水平距离和竖直距离都是2,B 、C 两点间的水平距离和竖直距离都是4.图2所以AB =BC =ABC =90°.所以S △ABC =12BA BC ⋅=12⨯=8.(3)由A (2, 4) 、D (0, 2) 、C (0,-2),得AD =AC =. 由于∠DAC +∠ACD =45°,∠ACE +∠ACD =45°,所以∠DAC =∠ACE . 所以△ACE 与△ACD 相似,分两种情况:①如图3,当CE ADCA AC=时,CE =AD = 此时△ACD ≌△CAE ,相似比为1.②如图4,当CE ACCA AD ==CE =.此时C 、E 两点间的水平距离和竖直距离都是10,所以E (10, 8).图3 图4考点伸展第(2)题我们在计算△ABC 的面积时,恰好△ABC 是直角三角形. 一般情况下,在坐标平面内计算图形的面积,用割补法. 如图5,作△ABC 的外接矩形HCNM ,MN //y 轴.由S 矩形HCNM =24,S △AHC =6,S △AMB =2,S △BCN =8,得S △ABC =8.图5例2 2017年武汉市中考第24题如图1,Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=6 cm,BC=8 cm,动点P从点B出发,在BA边上以每秒5 cm的速度向点A匀速运动,同时动点Q从点C出发,在CB边上以每秒4 cm的速度向点B匀速运动,运动时间为t秒(0<t<2),连接PQ.(1)若△BPQ与△ABC相似,求t的值;(2)如图2,连接AQ、CP,若AQ⊥CP,求t的值;(3)试证明:PQ的中点在△ABC的一条中位线上.图1 图2动感体验请打开几何画板文件名“14武汉24”,拖动点P运动,可以体验到,若△BPQ可以两次成为直角三角形,与△ABC相似.当AQ⊥CP时,△ACQ∽△CDP.PQ的中点H在△ABC的中位线EF上.思路点拨1.△BPQ与△ABC有公共角,按照夹角相等,对应边成比例,分两种情况列方程.2.作PD⊥BC于D,动点P、Q的速度,暗含了BD=CQ.3.PQ的中点H在哪条中位线上?画两个不同时刻P、Q、H的位置,一目了然.满分解答(1)Rt△ABC中,AC=6,BC=8,所以AB=10.△BPQ与△ABC相似,存在两种情况:①如果BP BABQ BC=,那么510848tt=-.解得t=1.②如果BP BCBQ BA=,那么588410tt=-.解得3241t=.图3 图4 (2)作PD⊥BC,垂足为D.在Rt△BPD中,BP=5t,cos B=45,所以BD=BP cos B=4t,PD=3t.当AQ⊥CP时,△ACQ∽△CDP.所以AC CDQC PD=,即68443tt t-=.解得78t=.图5 图6(3)如图4,过PQ的中点H作BC的垂线,垂足为F,交AB于E.由于H是PQ的中点,HF//PD,所以F是QD的中点.又因为BD=CQ=4t,所以BF=CF.因此F是BC的中点,E是AB的中点.所以PQ的中点H在△ABC的中位线EF上.考点伸展本题情景下,如果以PQ为直径的⊙H与△ABC的边相切,求t的值.如图7,当⊙H与AB相切时,QP⊥AB,就是BP BCBQ BA=,3241t=.如图8,当⊙H与BC相切时,PQ⊥BC,就是BP BABQ BC=,t=1.如图9,当⊙H与AC相切时,直径PQ半径等于FC=48.解得12873t=,或t=0(如图10,但是与已知0<t<2矛盾).图7 图8 图9 图10例3 2017年苏州市中考第29题如图1,已知抛物线211(1)444by x b x =-++(b 是实数且b >2)与x 轴的正半轴分别交于点A 、B (点A 位于点B 是左侧),与y 轴的正半轴交于点C .(1)点B 的坐标为______,点C 的坐标为__________(用含b 的代数式表示); (2)请你探索在第一象限内是否存在点P ,使得四边形PCOB 的面积等于2b ,且△PBC 是以点P 为直角顶点的等腰直角三角形?如果存在,求出点P 的坐标;如果不存在,请说明理由;(3)请你进一步探索在第一象限内是否存在点Q ,使得△QCO 、△QOA 和△QAB 中的任意两个三角形均相似(全等可看作相似的特殊情况)?如果存在,求出点Q 的坐标;如果不存在,请说明理由.图1动感体验请打开几何画板文件名“12苏州29”,拖动点B 在x 轴的正半轴上运动,可以体验到,点P 到两坐标轴的距离相等,存在四边形PCOB 的面积等于2b 的时刻.双击按钮“第(3)题”,拖动点B ,可以体验到,存在∠OQA =∠B 的时刻,也存在∠OQ ′A =∠B 的时刻.思路点拨1.第(2)题中,等腰直角三角形PBC 暗示了点P 到两坐标轴的距离相等.2.联结OP ,把四边形PCOB 重新分割为两个等高的三角形,底边可以用含b 的式子表示.3.第(3)题要探究三个三角形两两相似,第一直觉这三个三角形是直角三角形,点Q 最大的可能在经过点A 与x 轴垂直的直线上.满分解答(1)B 的坐标为(b , 0),点C 的坐标为(0,4b ). (2)如图2,过点P 作PD ⊥x 轴,PE ⊥y 轴,垂足分别为D 、E ,那么△PDB ≌△PEC . 因此PD =PE .设点P 的坐标为(x, x). 如图3,联结OP .所以S 四边形PCOB =S △PCO +S △PBO =1152428b x b x bx ⨯⋅+⨯⋅==2b .解得165x =.所以点P 的坐标为(1616,55).图2 图3 (3)由2111(1)(1)()4444b y x b x x x b =-++=--,得A (1, 0),OA =1.①如图4,以OA 、OC 为邻边构造矩形OAQC ,那么△OQC ≌△QOA . 当BA QA QA OA=,即2QA BA OA =⋅时,△BQA ∽△QOA . 所以2()14bb =-.解得8b =±Q 为(1,2.②如图5,以OC 为直径的圆与直线x =1交于点Q ,那么∠OQC =90°。
专题二等腰三角形的存在性问题【考题研究】近几年各地的中考数学试题中,探索等腰三角形的存在性问题频频出现,这类试题的知识覆盖面较广,综合性较强,题意构思精巧,要求学生要有较高的分析问题的能力和解决问题的能力,这类问题符合课标对学生能力提高的要求。
【解题攻略】在讨论等腰三角形的存在性问题时,一般都要先分类.如果△ABC是等腰三角形,那么存在①AB=AC,②BA=BC,③CA=CB三种情况.解等腰三角形的存在性问题,有几何法和代数法,把几何法和代数法相结合,可以使得解题又好又快.几何法一般分三步:分类、画图、计算.哪些题目适合用几何法呢?如果△ABC的∠A(的余弦值)是确定的,夹∠A的两边AB和AC可以用含x的式子表示出来,那么就用几何法.①如图1,如果AB=AC,直接列方程;②如图2,如果BA=BC,那么;③如图3,如果CA=CB,那么.代数法一般也分三步:罗列三边长,分类列方程,解方程并检验.如果三角形的三个角都是不确定的,而三个顶点的坐标可以用含x的式子表示出来,那么根据两点间的距离公式,三边长(的平方)就可以罗列出来.【解题类型及其思路】解题类型:动态类型:1.一动点类型问题;2.双动点或多动点类型问题背景类型:1.几何图形背景;2.平面直角坐标系和几何图形背景解题思路:几何法一般分三步:分类、画图、计算;代数法一般也分三步:罗列三边长,分类列方程,解方程并检验.如果△ABC是等腰三角形,那么存在①AB=AC,②BA=BC,③CA=CB三种情况.已知腰长画等腰三角形用圆规画圆,已知底边画等腰三角形用刻度尺画垂直平分线.解等腰三角形的存在性问题,有几何法和代数法,把几何法和代数法相结合,可以使得解题又好又快.【典例指引】类型一 【二次函数综合题中根据条件判定三角形的形状】典例指引1.抛物线2y x bx c =++与x 轴交于点A ,点B (1,0),与y 轴交于点C (0,﹣3),点M 是其顶点. (1)求抛物线解析式;(2)第一象限抛物线上有一点D ,满足∠DAB =45°,求点D 的坐标;(3)直线x t = (﹣3<t <﹣1)与x 轴相交于点H .与线段AC ,AM 和抛物线分别相交于点E ,F ,P .证明线段HE ,EF ,FP 总能组成等腰三角形.【举一反三】(2020·江西初三期中)如图①,已知抛物线y =ax 2+bx +3(a ≠0)与x 轴交于点A (1,0)和点B (-3,0),与y 轴交于点C .(1)求抛物线的解析式;(2)设抛物线的对称轴与x 轴交于点M ,问在对称轴上是否存在点P ,使△CMP 为等腰三角形?若存在,请直接写出所有符合条件的点P 的坐标;若不存在,请说明理由;(3)如图②,若点E 为第二象限抛物线上一动点,连接BE 、CE ,求四边形BOCE 面积的最大值,并求此时E 点的坐标.类型二【利用二次函数的性质与等腰三角形的性质确定点的坐标】典例指引2.(2019·山东初三期末)如图1,已知抛物线2()30y ax bx a =++≠与x 轴交于点(1,0)A 和点(3,0)B -,与y 轴交于点C .(l )求抛物线的表达式;(2)如图l ,若点E 为第二象限抛物线上一动点,连接,BE CE ,求四边形BOCE 面积的最大值,并求此时E 点的坐标;(3)如图2,在x 轴上是否存在一点D 使得ACD ∆为等腰三角形?若存在,请求出所有符合条件的点D 的坐标;若不存在,请说明理由.【举一反三】(2019·广东省中山市中山纪念中学三鑫双语学校初三期中)如图,已知抛物线y=ax2+bx+c的图象与x轴交于A(2,0),B(﹣8,0)两点,与y轴交于点C(0,﹣8).(1)求抛物线的解析式;(2)点F是直线BC下方抛物线上的一点,当△BCF的面积最大时,求出点F的坐标;(3)在(2)的条件下,是否存在这样的点Q(0,m),使得△BFQ为等腰三角形?如果有,请直接写出点Q的坐标;如果没有,请说明理由.类型三【确定满足等腰三角形的动点的运动时间】典例指引3.(2018济南中考)如图1,抛物线平移后过点A(8,,0)和原点,顶点为B,对称轴与轴相交于点C,与原抛物线相交于点D.(1)求平移后抛物线的解析式并直接写出阴影部分的面积;(2)如图2,直线AB与轴相交于点P,点M为线段OA上一动点,为直角,边MN与AP相交于点N,设,试探求:①为何值时为等腰三角形;②为何值时线段PN的长度最小,最小长度是多少.【举一反三】如图所示,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)经过A(﹣1,0)、B(3,0)、C(0,3)三点.点D从C出发,沿线段CO以1个单位/秒的速度向终点O运动,过点D作OC的垂线交BC于点E,作EF∥OC,交抛物线于点F.(1)求此抛物线的解析式;(2)小明在探究点D运动时发现,①当点D与点C重合时,EF长度可看作O;②当点D与点O重合时,EF长度也可以看作O,于是他猜想:设点D运动到OC中点位置时,当线段EF最长,你认为他猜想是否正确,为什么?(3)连接CF、DF,请直接写出△CDF为等腰三角形时所有t的值.【新题训练】1.(2020·江西初三)如图,在平面直角坐标系中,已知点A (﹣2,﹣4),直线x =﹣2与x 轴相交于点B ,连接OA ,抛物线y =﹣x 2从点O 沿OA 方向平移,与直线x =﹣2交于点P ,顶点M 到点A 时停止移动.(1)线段OA 所在直线的函数解析式是 ;(2)设平移后抛物线的顶点M 的横坐标为m ,问:当m 为何值时,线段P A 最长?并求出此时P A 的长. (3)若平移后抛物线交y 轴于点Q ,是否存在点Q 使得△OMQ 为等腰三角形?若存在,请求出点Q 的坐标;若不存在,请说明理由.2.(2018·山东中考真题)如图,在平面直角坐标系中,二次函数2y ax bx c =++交x 轴于点()4,0A -、()2,0B ,交y 轴于点()0,6C ,在y 轴上有一点()0,2E -,连接AE .(1)求二次函数的表达式;(2)若点D 为抛物线在x 轴负半轴上方的一个动点,求ADE ∆面积的最大值;(3)抛物线对称轴上是否存在点P ,使AEP ∆为等腰三角形,若存在,请直接写出所有P 点的坐标,若不存在请说明理由.3.(2016·广西中考真题)在平面直角坐标系中,抛物线223y x x =--+与x 轴交于A ,B 两点(A 在B 的左侧),与y 轴交于点C ,顶点为D . (1)请直接写出点A ,C ,D 的坐标;(2)如图(1),在x 轴上找一点E ,使得△CDE 的周长最小,求点E 的坐标;(3)如图(2),F 为直线AC 上的动点,在抛物线上是否存在点P ,使得△AFP 为等腰直角三角形?若存在,求出点P 的坐标,若不存在,请说明理由.4.(2019·广东广州市第二中学初三)如图(1),在平面直角坐标系中,矩形ABCO,B点坐标为(4,3),抛物线y=12-x2+bx+c经过矩形ABCO的顶点B、C,D为BC的中点,直线AD与y轴交于E点,与抛物线y=12-x2+bx+c交于第四象限的F点.(1)求该抛物线解析式与F点坐标;(2)如图,动点P从点C出发,沿线段CB以每秒1个单位长度的速度向终点B运动;同时,动点M从点A出发,沿线段AE 13个单位长度的速度向终点E运动.过点P作PH⊥OA,垂足为H,连接MP,MH.设点P的运动时间为t秒.①问EP+PH+HF是否有最小值,如果有,求出t的值;如果没有,请说明理由.②若△PMH是等腰三角形,求出此时t的值.5.(2019·湖南中考模拟)如图,关于x的二次函数y=x2+bx+c的图象与x轴交于点A(1,0)和点B与y轴交于点C(0,3),抛物线的对称轴与x轴交于点D.(1)求二次函数的表达式;(2)在y轴上是否存在一点P,使△PBC为等腰三角形?若存在.请求出点P的坐标;(3)有一个点M从点A出发,以每秒1个单位的速度在AB上向点B运动,另一个点N从点D与点M同时出发,以每秒2个单位的速度在抛物线的对称轴上运动,当点M到达点B时,点M、N同时停止运动,问点M、N运动到何处时,△MNB面积最大,试求出最大面积.6.(2018·山东中考模拟)如图,抛物线y=﹣x2+mx+n与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,抛物线的对称轴交x轴于点D,已知A(﹣1,0),C(0,2).(1)求抛物线的表达式;(2)在抛物线的对称轴上是否存在点P,使△PCD是以CD为腰的等腰三角形?如果存在,直接写出P点的坐标;如果不存在,请说明理由;(3)点E时线段BC上的一个动点,过点E作x轴的垂线与抛物线相交于点F,当点E运动到什么位置时,四边形CDBF的面积最大?求出四边形CDBF的最大面积及此时E点的坐标.7.(2019·山东中考模拟)已知:如图,抛物线y =ax 2+bx +c 与坐标轴分别交于点A (0,6),B (6,0),C (﹣2,0),点P 是线段AB 上方抛物线上的一个动点. (1)求抛物线的解析式;(2)当点P 运动到什么位置时,△P AB 的面积有最大值?(3)过点P 作x 轴的垂线,交线段AB 于点D ,再过点P 做PE ∥x 轴交抛物线于点E ,连结DE ,请问是否存在点P 使△PDE 为等腰直角三角形?若存在,求出点P 的坐标;若不存在,说明理由.8.(2018·广东中考模拟)如图,在平面直角坐标系xOy 中,二次函数24y ax bx =+-(0a ≠)的图象与x 轴交于A (﹣2,0)、B (8,0)两点,与y 轴交于点B ,其对称轴与x 轴交于点D .(1)求该二次函数的解析式;(2)如图1,连结BC ,在线段BC 上是否存在点E ,使得△CDE 为等腰三角形?若存在,求出所有符合条件的点E 的坐标;若不存在,请说明理由;(3)如图2,若点P (m ,n )是该二次函数图象上的一个动点(其中m >0,n <0),连结PB ,PD ,BD ,求△BDP 面积的最大值及此时点P 的坐标.9.(2019·四川中考模拟)如图,已知二次函数y=﹣x2+bx+c(c>0)的图象与x轴交于A、B两点(点A 在点B的左侧),与y轴交于点C,且OB=OC=3,顶点为M.(1)求二次函数的解析式;(2)点P为线段BM上的一个动点,过点P作x轴的垂线PQ,垂足为Q,若OQ=m,四边形ACPQ的面积为S,求S关于m的函数解析式,并写出m的取值范围;(3)探索:线段BM上是否存在点N,使△NMC为等腰三角形?如果存在,求出点N的坐标;如果不存在,请说明理由.10.(2019·甘肃中考模拟)如图,已知二次函数y=ax2+bx+c的图象与x轴相交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴相交于点C(0,﹣3).(1)求这个二次函数的表达式;(2)若P是第四象限内这个二次函数的图象上任意一点,PH⊥x轴于点H,与BC交于点M,连接PC.①求线段PM的最大值;②当△PCM是以PM为一腰的等腰三角形时,求点P的坐标.11.(2019·安徽中考模拟)如图,已知直线1y x =+与抛物线2y ax 2x c =++相交于点()1,0A -和点()2,B m 两点.(1)求抛物线的函数表达式;(2)若点P 是位于直线AB 上方抛物线上的一动点,当PAB ∆的面积S 最大时,求此时PAB ∆的面积S 及点P 的坐标;(3)在x 轴上是否存在点Q ,使QAB ∆是等腰三角形?若存在,直接写出Q 点的坐标(不用说理);若不存在,请说明理由.12.(2018·江苏中考模拟)(2017南宁,第26题,10分)如图,已知抛物线2239y ax ax a =--与坐标轴交于A ,B ,C 三点,其中C (0,3),∠BAC 的平分线AE 交y 轴于点D ,交BC 于点E ,过点D 的直线l 与射线AC ,AB 分别交于点M ,N .(1)直接写出a 的值、点A 的坐标及抛物线的对称轴;(2)点P 为抛物线的对称轴上一动点,若△P AD 为等腰三角形,求出点P 的坐标;(3)证明:当直线l 绕点D 旋转时,11AM AN+均为定值,并求出该定值.13.(2019·重庆中考模拟)如图,在平面直角坐标系中,一抛物线的对称轴为直线,与y轴负半轴交于C点,与x轴交于A、B两点,其中B点的坐标为(3,0),且OB=OC.(1)求此抛物线的解析式;(2)若点G(2,y)是该抛物线上一点,点P是直线AG下方的抛物线上一动点,当点P运动到什么位置时,△APG的面积最大?求出此时P点的坐标和△APG的最大面积.(3)若平行于x轴的直线与该抛物线交于M、N两点(其中点M在点N的右侧),在x轴上是否存在点Q,使△MNQ为等腰直角三角形?若存在,请求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.14.(2019·辽宁中考模拟)抛物线y=ax2+bx﹣3(a≠0)与直线y=kx+c(k≠0)相交于A(﹣1,0)、B(2,﹣3)两点,且抛物线与y轴交于点C.(1)求抛物线的解析式;(2)求出C、D两点的坐标(3)在第四象限抛物线上有一点P,若△PCD是以CD为底边的等腰三角形,求出点P的坐标.15.(2020·浙江初三期末)如图,抛物线y=﹣12x2+2x+6交x轴于A,B两点(点A在点B的右侧),交y轴于点C,顶点为D,对称轴分別交x轴、线段AC于点E、F.(1)求抛物线的对称轴及点A的坐标;(2)连结AD,CD,求△ACD的面积;(3)设动点P从点D出发,沿线段DE匀速向终点E运动,取△ACD一边的两端点和点P,若以这三点为顶点的三角形是等腰三角形,且P为顶角顶点,求所有满足条件的点P的坐标.16.(2020·湖北初三期末)如图,已知二次函数的图象经过点A (4,4),B (5,0)和原点O ,P 为二次函数图象上的一个动点,过点P 作x 轴的垂线,垂足为D (m ,0),并与直线OA 相较于点C .(1)求出二次函数的解析式;(2)当点P 在直线OA 的上方时,求线段PC 的最大值;(3)当点P 在直线OA 的上方时,是否存在一点P ,使射线OP 平分∠AOy ,若存在,请求出P 点坐标;若不存在.请说明理由;(4)当m >0时,探索是否存在点P ,使得△PCO 为等腰三角形,若存在,求出P 点的坐标;若不存在,请说明理由.17.(2019·吉林初三)如图1,抛物线与y =﹣211433x x ++与x 轴交于A 、B 两点(点A 在点B 的左侧),与y 轴交于点C ,连接AC 、BC ,点D 是线段AB 上一点,且AD =CA ,连接CD .(1)如图2,点P 是直线BC 上方抛物线上的一动点,在线段BC 上有一动点Q ,连接PC 、PD 、PQ ,当△PCD 面积最大时,求PQ +10CQ 的最小值; (2)将过点D 的直线绕点D 旋转,设旋转中的直线l 分别与直线AC 、直线CO 交于点M 、N ,当△CMN 为等腰三角形时,直接写出CM 的长.18.(2020·江苏初三期末)在平面直角坐标系xOy 中,抛物线2y x mx n =-++与x 轴交于点A ,B ( A 在B的左侧)(1)如图1,若抛物线的对称轴为直线3,4x AB =-= .①点A 的坐标为( , ),点B 的坐标为( , );②求抛物线的函数表达式;(2)如图2,将(1)中的抛物线向右平移若干个单位,再向下平移若干个单位,使平移后的抛物线经过点O ,且与x 正半轴交于点C ,记平移后的抛物线顶点为P ,若OCP ∆是等腰直角三角形,求点P 的坐标.专题二等腰三角形的存在性问题【考题研究】近几年各地的中考数学试题中,探索等腰三角形的存在性问题频频出现,这类试题的知识覆盖面较广,综合性较强,题意构思精巧,要求学生要有较高的分析问题的能力和解决问题的能力,这类问题符合课标对学生能力提高的要求。
第一部分函数图象中点的存在性问题§1.1 因动点产生的相似三角形问题例1 2014年市中考第28题例2 2014年市中考第21题例3 2015年湘西州中考第26题例4 2015年市中考第25题例5 2016年市中考第26题例6 2016年市中考第24题例7 2016年市崇明县中考模拟第25题例8 2016年市黄浦区中考模拟第26题§1.2 因动点产生的等腰三角形问题例9 2014年市中考第26题例10 2014年市第25题例11 2014年市中考第26题例12 2014年市中考第27题例13 2015年市中考第22题例14 2015年市中考第26题例15 2016年市中考第26题例16 2016年市长宁区金山区中考模拟第25题例17 2016年省中考第23题§1.3 因动点产生的直角三角形问题例19 2015年市中考第21题例20 2015年市中考第26题例21 2016年市中考第26题例22 2016年市松江区中考模拟第25题例23 2016年义乌市市中考第24题§1.4 因动点产生的平行四边形问题例24 2014年市中考第24题例25 2014年市中考第20题例26 2014年市中考第25题例27 2015年市中考第25题例28 2015年黄冈市中考第24题例29 2016年市中考第26题例30 2016年市嘉定区宝山区中考模拟中考第24题例31 2016年市徐汇区中考模拟第24题§1.5 因动点产生的面积问题例32 2014年市中考第25题例33 2014年永州市中考第25题例35 2015年市中考第26题例36 2015年株洲市中考第23题例37 2015年市中考第28题例38 2016年市中考第22题例39 2016年永州市中考第26题例40 2016年市中考第26题例41 2016年省中考第25题§1.6 因动点产生的相切问题例42 2014年市中考第27题例43 2014年株洲市中考第23题例44 2015年市中考第25题例45 2015年湘西州中考第25题例46 2016年市中考第25题例47 2016年市中考第26题例48 2016年市闵行区中考模拟第24题例49 2016年市普陀区中考模拟中考第25题§1.7 因动点产生的线段和差问题例50 2014年市中考第26题例51 2014年湘西州中考第25题例53 2015年市中考第28题例54 2015年市中考第25题例55 2016年市中考第26题例56 2016年市中考第24题例57 2016年市中考第21题第二部分图形运动中的函数关系问题§2.1 由比例线段产生的函数关系问题例1 2014年市中考第26题例2 2014年市中考第25题例3 2014年市中考第25题例4 2015年市中考第25题例5 2015年市中考第26题例6 2015年市中考第25题例7 2015年市中考第26题例8 2016年市中考第25题例9 2016年湘西州中考第26题例10 2016年市静安区青浦区中考模拟第25题例11 2016年市中考第27题第三部分图形运动中的计算说理问题§3.1 代数计算及通过代数计算进行说理问题例1 2014年市中考第25题例2 2014年市中考第23题例3 2014年市中考第26题例4 2014年株洲市中考第24题例5 2015年市中考第27题例6 2015年市中考第25题例7 2015年永州市中考第26题例8 2015年市中考第25题例9 2015年株洲市中考第24题例10 2016年市中考第22题例11 2016年市中考第25题例12 2016年株洲市中考第26题例13 2016年市中考第25题例14 2016年市中考第26题§3.2 几何证明及通过几何计算进行说理问题例15 2014年市中考第26题例16 2014年市中考第26题例17 2014年市中考第23题例18 2015年市中考第26题例19 2015年市中考第20题例20 2015年永州市中考第27题例21 2015年市中考第23题例22 2016年市中考第25题例23 2016年市中考第25题例24 2016年永州市中考第27题例25 2016年市中考第23题例26 2016年株洲市中考第25题例27 2016年市中考第25题第四部分图形的平移、翻折与旋转§4.1 图形的平移例1 2015年市中考第15题例2 2015年市中考第14题例3 2015年株洲市中考第14题例4 2016年市虹口区中考模拟第18题§4.2 图形的翻折例5 2016年市奉贤区中考模拟第18题例6 2016年市静安区青浦区中考模拟第18题例7 2016年市闵行区中考模拟第18题例8 2016年市浦东新区中考模拟第18题例8 2016年市普陀区中考模拟第18题例10 2016年市中考第15题例11 2016年市中考第14题例12 2016年市中考第18题例13 2016年市中考第15题例14 2016年市中考第12题§4.3 图形的旋转例15 2016年昂立教育中学生三模联考第18题例16 2016年市崇明县中考模拟第18题例17 2016年市黄浦区中考模拟第18题例18 2016年市嘉定区宝山区中考模拟第18题例19 2016年市闸北区中考模拟第18题例20 2016年市中考第13题例21 2016年株洲市中考第4题§4.4 三角形例22 2016年省中考第10题例23 2016年市中考第10题例24 2016年省中考第16题例25 2016年市中考第10题例27 2016年市中考第10题例28 2016年省中考第14题例29 2016年江市中考第11题例30 2016年市中考第18题§4.5 四边形例31 2016年湘西州中考第11题例32 2016年市中考第4题例33 2016年市中考第6题例34 2016年市中考第16题例35 2016年市中考第14题例36 2016年市中考第13题例37 2016年市中考第18题例38 2016年市中考第17题例39 2016年市中考第15题§4.6 圆例40 2016年滨州市中考第16题例41 2016年市中考第17题例42 2016年市中考第16题例43 2016年市中考第17题例45 2016年市中考第18题例46 2016年市中考第9题例47 2016年宿迁市中考第16题例48 2016年市中考第17题例49 2016年市中考第18题例50 2016年湘西州中考第18题例51 2016年永州市中考第20题§4.7 函数的图象及性质例52 2015年荆州市中考第9题例53 2015年市中考第12题例54 2015年市中考第12题例55 2015年市中考第10题例56 2015年市中考第10题例57 2015年呼和浩特市中考第10题例58 2016年市中考第18题例59 2016年市中考第19题例60 2016年市中考第15题例61 2016年株洲市中考第9题例62 2016年永州市中考第19题例63 2016年市中考第8题例64 2016年市中考第16题例65 2016年市中考第14题例66 2016年株洲市中考第10题例67 2016年株洲市中考第17题例68 2016年东营市中考第15题例69 2016年市中考第13题例70 2016年市中考第16题例71 2016年宿迁市中考第15题例72 2016年市中考第14题例73 2016年义乌市市中考第9题例74 2016年市中考第12题例75 2016年市中考第16题§1.1 因动点产生的相似三角形问题课前导学相似三角形的判定定理有3个,其中判定定理1和判定定理2都有对应角相等的条件,因此探求两个三角形相似的动态问题,一般情况下首先寻找一组对应角相等.判定定理2是最常用的解题依据,一般分三步:寻找一组等角,分两种情况列比例方程,解方程并检验.如果已知∠A =∠D ,探求△ABC 与△DEF 相似,只要把夹∠A 和∠D 的两边表示出来,按照对应边成比例,分AB DE AC DF =和AB DF AC DE=两种情况列方程. 应用判定定理1解题,先寻找一组等角,再分两种情况讨论另外两组对应角相等. 应用判定定理3解题不多见,根据三边对应成比例列连比式解方程(组).还有一种情况,讨论两个直角三角形相似,如果一组锐角相等,其中一个直角三角形的锐角三角比是确定的,那么就转化为讨论另一个三角形是直角三角形的问题.求线段的长,要用到两点间的距离公式,而这个公式容易记错.理解记忆比较好. 如图1,如果已知A 、B 两点的坐标,怎样求A 、B 两点间的距离呢?我们以AB 为斜边构造直角三角形,直角边与坐标轴平行,这样用勾股定理就可以求斜边AB 的长了.水平距离BC 的长就是A 、B 两点间的水平距离,等于A 、B 两点的横坐标相减;竖直距离AC 就是A 、B 两点间的竖直距离,等于A 、B 两点的纵坐标相减.图1例 1 2014年省市中考第28题二次函数y =a x 2+b x +c (a ≠0)的图象与x 轴交于A (-3, 0)、B (1, 0)两点,与y 轴交于点C (0,-3m )(m >0),顶点为D .(1)求该二次函数的解析式(系数用含m 的代数式表示);(2)如图1,当m =2时,点P 为第三象限抛物线上的一个动点,设△APC 的面积为S ,试求出S 与点P 的横坐标x 之间的函数关系式及S 的最大值;(3)如图2,当m 取何值时,以A 、D 、C 三点为顶点的三角形与△OBC 相似?图1 图2动感体验请打开几何画板文件名“1428”,拖动点P 运动,可以体验到,当点P 运动到AC 的中点的正下方时,△APC 的面积最大.拖动y 轴上表示实数m 的点运动,抛物线的形状会改变,可以体验到,∠ACD 和∠ADC 都可以成为直角.思路点拨1.用交点式求抛物线的解析式比较简便.2.连结OP ,△APC 可以割补为:△AOP 与△COP 的和,再减去△AOC .3.讨论△ACD 与△OBC 相似,先确定△ACD 是直角三角形,再验证两个直角三角形是否相似.4.直角三角形ACD 存在两种情况.图文解析(1)因为抛物线与x 轴交于A (-3, 0)、B (1, 0)两点,设y =a (x +3)(x -1).代入点C (0,-3m ),得-3m =-3a .解得a =m .所以该二次函数的解析式为y =m (x +3)(x -1)=mx 2+2mx -3m .(2)如图3,连结OP .当m =2时,C (0,-6),y =2x 2+4x -6,那么P (x , 2x 2+4x -6).由于S △AOP =1()2P OA y ⨯-=32-(2x 2+4x -6)=-3x 2-6x +9, S △COP =1()2P OC x ⨯-=-3x ,S △AOC =9, 所以S =S △APC =S △AOP +S △COP -S △AOC =-3x 2-9x =23273()24x -++. 所以当32x =-时,S 取得最大值,最大值为274.图3 图4 图5(3)如图4,过点D 作y 轴的垂线,垂足为E .过点A 作x 轴的垂线交DE 于F . 由y =m (x +3)(x -1)=m (x +1)2-4m ,得D (-1,-4m ).在Rt △OBC 中,OB ∶OC =1∶3m .如果△ADC 与△OBC 相似,那么△ADC 是直角三角形,而且两条直角边的比为1∶3m .①如图4,当∠ACD =90°时,OA OC EC ED =.所以331m m =.解得m =1. 此时3CA OC CD ED ==,3OC OB =.所以CA OC CD OB =.所以△CDA ∽△OBC . ②如图5,当∠ADC =90°时,FA FD ED EC =.所以421m m=.解得2m =. 此时222DA FD DC EC m===,而3232OC m OB ==.因此△DCA 与△OBC 不相似. 综上所述,当m =1时,△CDA ∽△OBC .考点伸展第(2)题还可以这样割补:如图6,过点P 作x 轴的垂线与AC 交于点H .由直线AC :y =-2x -6,可得H (x ,-2x -6).又因为P (x , 2x 2+4x -6),所以HP =-2x 2-6x .因为△PAH 与△PCH 有公共底边HP ,高的和为A 、C 两点间的水平距离3,所以S =S △APC =S △APH +S △CPH=32(-2x 2-6x ) =23273()24x -++. 图6例2 2014年省市中考第21题如图1,在直角梯形ABCD中,AB//CD,AD⊥AB,∠B=60°,AB=10,BC=4,点P沿线段AB从点A向点B运动,设AP=x.2·1·c·n·j·y(1)求AD的长;(2)点P在运动过程中,是否存在以A、P、D为顶点的三角形与以P、C、B为顶点的三角形相似?若存在,求出x的值;若不存在,请说明理由;(3)设△ADP与△PCB的外接圆的面积分别为S1、S2,若S=S1+S2,求S的最小值.动感体验图1请打开几何画板文件名“1421”,拖动点P在AB上运动,可以体验到,圆心O的运动轨迹是线段BC的垂直平分线上的一条线段.观察S随点P运动的图象,可以看到,S有最小值,此时点P看上去象是AB的中点,其实离得很近而已.思路点拨1.第(2)题先确定△PCB是直角三角形,再验证两个三角形是否相似.2.第(3)题理解△PCB的外接圆的圆心O很关键,圆心O在确定的BC的垂直平分线上,同时又在不确定的BP的垂直平分线上.而BP与AP是相关的,这样就可以以AP 为自变量,求S的函数关系式.图文解析(1)如图2,作CH⊥AB于H,那么AD=CH.在Rt△BCH中,∠B=60°,BC=4,所以BH=2,CH=23.所以AD=23.(2)因为△APD是直角三角形,如果△APD与△PCB相似,那么△PCB一定是直角三角形.①如图3,当∠CPB=90°时,AP=10-2=8.所以APAD =23=43,而PCPB=3.此时△APD与△PCB不相似.图2 图3 图4 ②如图4,当∠BCP=90°时,BP=2BC=8.所以AP=2.所以AP AD =23=3.所以∠APD =60°.此时△APD ∽△CBP . 综上所述,当x =2时,△APD ∽△CBP .(3)如图5,设△ADP 的外接圆的圆心为G ,那么点G 是斜边DP 的中点.设△PCB 的外接圆的圆心为O ,那么点O 在BC 边的垂直平分线上,设这条直线与BC 交于点E ,与AB 交于点F .设AP =2m .作OM ⊥BP 于M ,那么BM =PM =5-m .在Rt △BEF 中,BE =2,∠B =60°,所以BF =4.在Rt △OFM 中,FM =BF -BM =4-(5-m )=m -1,∠OFM =30°,所以OM =3(1)m -. 所以OB 2=BM 2+OM 2=221(5)(1)3m m -+-. 在Rt △ADP 中,DP 2=AD 2+AP 2=12+4m 2.所以GP 2=3+m 2.于是S =S 1+S 2=π(GP 2+OB 2)=22213(5)(1)3m m m π⎡⎤++-+-⎢⎥⎣⎦=2(73285)3m m π-+. 所以当167m =时,S 取得最小值,最小值为1137π.图5 图6考点伸展关于第(3)题,我们再讨论个问题.问题1,为什么设AP =2m 呢?这是因为线段AB =AP +PM +BM =AP +2BM =10. 这样BM =5-m ,后续可以减少一些分数运算.这不影响求S 的最小值.问题2,如果圆心O 在线段EF 的延长线上,S 关于m 的解析式是什么?如图6,圆心O 在线段EF 的延长线上时,不同的是FM =BM -BF =(5-m )-4=1-m .此时OB 2=BM 2+OM 2=221(5)(1)3m m -+-.这并不影响S 关于m 的解析式.例 3 2015年省湘西市中考第26题如图1,已知直线y =-x +3与x 轴、y 轴分别交于A 、B 两点,抛物线y =-x 2+bx +c 经过A 、B 两点,点P 在线段OA 上,从点O 出发,向点A 以每秒1个单位的速度匀速运动;同时,点Q 在线段AB 上,从点A 出发,向点B 以每秒2个单位的速度匀速运动,连结PQ ,设运动时间为t 秒.(1)求抛物线的解析式;(2)问:当t 为何值时,△APQ 为直角三角形;(3)过点P 作PE //y 轴,交AB 于点E ,过点Q 作QF //y 轴,交抛物线于点F ,连结EF ,当EF //PQ 时,求点F 的坐标;(4)设抛物线顶点为M ,连结BP 、BM 、MQ ,问:是否存在t 的值,使以B 、Q 、M 为顶点的三角形与以O 、B 、P 为顶点的三角形相似?若存在,请求出t 的值;若不存在,请说明理由. 图1动感体验请打开几何画板文件名“15湘西26”,拖动点P 在OA 上运动,可以体验到,△APQ 有两个时刻可以成为直角三角形,四边形EPQF 有一个时刻可以成为平行四边形,△MBQ 与△BOP 有一次机会相似.思路点拨1.在△APQ 中,∠A =45°,夹∠A 的两条边AP 、AQ 都可以用t 表示,分两种情况讨论直角三角形APQ .2.先用含t 的式子表示点P 、Q 的坐标,进而表示点E 、F 的坐标,根据PE =QF 列方程就好了.3.△MBQ 与△BOP 都是直角三角形,根据直角边对应成比例分两种情况讨论. 图文解析(1)由y =-x +3,得A (3, 0),B (0, 3).将A (3, 0)、B (0, 3)分别代入y =-x 2+bx +c ,得930,3.b c c -++=⎧⎨=⎩ 解得2,3.b c =⎧⎨=⎩ 所以抛物线的解析式为y =-x 2+2x +3.(2)在△APQ 中,∠PAQ =45°,AP =3-t ,AQ =2t .分两种情况讨论直角三角形APQ :①当∠PQA =90°时,AP =2AQ .解方程3-t =2t ,得t =1(如图2).②当∠QPA =90°时,AQ =2AP .解方程2t =2(3-t ),得t =1.5(如图3).图2 图3(3)如图4,因为PE //QF ,当EF //PQ 时,四边形EPQF 是平行四边形.所以EP =FQ .所以y E -y P =y F -y Q .因为x P =t ,x Q =3-t ,所以y E =3-t ,y Q =t ,y F =-(3-t )2+2(3-t )+3=-t 2+4t . 因为y E -y P =y F -y Q ,解方程3-t =(-t 2+4t )-t ,得t =1,或t =3(舍去).所以点F 的坐标为(2, 3).图4 图5(4)由y =-x 2+2x +3=-(x -1)2+4,得M (1, 4).由A (3, 0)、B (0, 3),可知A 、B 两点间的水平距离、竖直距离相等,AB =2. 由B (0, 3)、M (1, 4),可知B 、M 两点间的水平距离、竖直距离相等,BM 2 所以∠MBQ =∠BOP =90°.因此△MBQ 与△BOP 相似存在两种可能: ①当BM OB BQ OP =23322t t=-.解得94t =(如图5). ②当BM OP BQ OB =23322t t =-.整理,得t 2-3t +3=0.此方程无实根. 考点伸展第(3)题也可以用坐标平移的方法:由P (t , 0),E (t , 3-t ),Q(3-t , t ),按照P →E 方向,将点Q 向上平移,得F (3-t , 3).再将F (3-t , 3)代入y =-x 2+2x +3,得t =1,或t =3.§1.2 因动点产生的等腰三角形问题课前导学我们先回顾两个画图问题:1.已知线段AB =5厘米,以线段AB 为腰的等腰三角形ABC 有多少个?顶点C 的轨迹是什么?2.已知线段AB =6厘米,以线段AB 为底边的等腰三角形ABC 有多少个?顶点C 的轨迹是什么?已知腰长画等腰三角形用圆规画圆,圆上除了两个点以外,都是顶点C .已知底边画等腰三角形,顶角的顶点在底边的垂直平分线上,垂足要除外.在讨论等腰三角形的存在性问题时,一般都要先分类.如果△ABC 是等腰三角形,那么存在①AB =AC ,②BA =BC ,③CA =CB 三种情况. 解等腰三角形的存在性问题,有几何法和代数法,把几何法和代数法相结合,可以使得解题又好又快.几何法一般分三步:分类、画图、计算.哪些题目适合用几何法呢?如果△ABC 的∠A (的余弦值)是确定的,夹∠A 的两边AB 和AC 可以用含x 的式子表示出来,那么就用几何法.①如图1,如果AB =AC ,直接列方程;②如图2,如果BA =BC ,那么1cos 2AC AB A =∠;③如图3,如果CA =CB ,那么1cos 2AB AC A =∠. 代数法一般也分三步:罗列三边长,分类列方程,解方程并检验.如果三角形的三个角都是不确定的,而三个顶点的坐标可以用含x 的式子表示出来,那么根据两点间的距离公式,三边长(的平方)就可以罗列出来.图1 图2 图3例 9 2014年市中考第26题如图1,抛物线y =ax 2+bx +c (a 、b 、c 是常数,a ≠0)的对称轴为y 轴,且经过(0,0)和1(,)16a 两点,点P 在该抛物线上运动,以点P 为圆心的⊙P 总经过定点A (0, 2). (1)求a 、b 、c 的值;(2)求证:在点P 运动的过程中,⊙P 始终与x 轴相交;(3)设⊙P 与x 轴相交于M (x 1, 0)、N (x 2, 0)两点,当△AMN 为等腰三角形时,求圆心P 的纵坐标.图1动感体验请打开几何画板文件名“1426”,拖动圆心P 在抛物线上运动,可以体验到,圆与x 轴总是相交的,等腰三角形AMN 存在五种情况.思路点拨1.不算不知道,一算真奇妙,原来⊙P 在x 轴上截得的弦长MN =4是定值.2.等腰三角形AMN 存在五种情况,点P 的纵坐标有三个值,根据对称性,MA =MN 和NA =NM 时,点P 的纵坐标是相等的.图文解析(1)已知抛物线的顶点为(0,0),所以y =ax 2.所以b =0,c =0.将1(,)16a 代入y =ax 2,得2116a =.解得14a =(舍去了负值). (2)抛物线的解析式为214y x =,设点P 的坐标为21(,)4x x . 已知A (0, 2),所以222411(2)4416PA x x x =+-+>214x . 而圆心P 到x 轴的距离为214x ,所以半径PA >圆心P 到x 轴的距离. 所以在点P 运动的过程中,⊙P 始终与x 轴相交.(3)如图2,设MN 的中点为H ,那么PH 垂直平分MN .在Rt △PMH 中,2241416PM PA x ==+,22411()416PH x x ==,所以MH 2=4. 所以MH =2.因此MN =4,为定值.等腰△AMN 存在三种情况:①如图3,当AM =AN 时,点P 为原点O 重合,此时点P 的纵坐标为0.图2 图3 ②如图4,当MA =MN 时,在Rt △AOM 中,OA =2,AM =4,所以OM =23.此时x =OH =232+.所以点P 的纵坐标为22211(232)(31)42344x =+=+=+. 如图5,当NA =NM 时,根据对称性,点P 的纵坐标为也为423+.图4 图5③如图6,当NA =NM =4时,在Rt △AON 中,OA =2,AN =4,所以ON =23.此时x =OH =232-.所以点P 的纵坐标为22211(232)(31)42344x =-=-=-. 如图7,当MN =MA =4时,根据对称性,点P 的纵坐标也为423-.图6 图7考点伸展如果点P 在抛物线214y x =上运动,以点P 为圆心的⊙P 总经过定点B (0, 1),那么在点P 运动的过程中,⊙P 始终与直线y =-1相切.这是因为:设点P 的坐标为21(,)4x x .已知B (0, 1),所以2114PB x ==+. 而圆心P 到直线y =-1的距离也为2114x +,所以半径PB =圆心P 到直线y =-1的距离.所以在点P 运动的过程中,⊙P 始终与直线y =-1相切.例 10 2014年省市中考第25题如图1,在平面直角坐标系中,O 为坐标原点,抛物线y =ax 2+bx +c (a ≠0)过O 、B 、C 三点,B 、C 坐标分别为(10, 0)和1824(,)55-,以OB 为直径的⊙A 经过C 点,直线l 垂直x 轴于B 点.(1)求直线BC 的解析式;(2)求抛物线解析式及顶点坐标;(3)点M 是⊙A 上一动点(不同于O 、B ),过点M 作⊙A 的切线,交y 轴于点E ,交直线l 于点F ,设线段ME 长为m ,MF 长为n ,请猜想mn 的值,并证明你的结论;(4)若点P 从O 出发,以每秒1个单位的速度向点B 作直线运动,点Q 同时从B 出发,以相同速度向点C 作直线运动,经过t (0<t ≤8)秒时恰好使△BPQ 为等腰三角形,请求出满足条件的t 值. 图图1 动感体验请打开几何画板文件名“1425”,拖动点M 在圆上运动,可以体验到,△EAF 保持直角三角形的形状,AM 是斜边上的高.拖动点Q 在BC 上运动,可以体验到,△BPQ 有三个时刻可以成为等腰三角形.思路点拨1.从直线BC 的解析式可以得到∠OBC 的三角比,为讨论等腰三角形BPQ 作铺垫.2.设交点式求抛物线的解析式比较简便.3.第(3)题连结AE 、AF 容易看到AM 是直角三角形EAF 斜边上的高.4.第(4)题的△PBQ 中,∠B 是确定的,夹∠B 的两条边可以用含t 的式子表示.分三种情况讨论等腰三角形.图文解析(1)直线BC 的解析式为31542y x =-. (2)因为抛物线与x 轴交于O 、B (10, 0)两点,设y =ax (x -10). 代入点C 1824(,)55-,得241832()555a -=⨯⨯-.解得524a =. 所以2255255125(10)(5)2424122424y x x x x x =-=-=--. 抛物线的顶点为125(5,)24-. (3)如图2,因为EF 切⊙A 于M ,所以AM ⊥EF . 由AE =AE ,AO =AM ,可得Rt △AOE ≌Rt △AME .所以∠1=∠2.同理∠3=∠4.于是可得∠EAF =90°.所以∠5=∠1.由tan ∠5=tan ∠1,得MA ME MF MA=. 所以ME ·MF =MA 2,即mn =25.图2(4)在△BPQ 中,cos ∠B =45,BP =10-t ,BQ =t . 分三种情况讨论等腰三角形BPQ : ①如图3,当BP =BQ 时,10-t =t .解得t =5.②如图4,当PB =PQ 时,1cos 2BQ BP B =∠.解方程14(10)25t t =-,得8013t =. ③如图5,当QB =QP 时,1cos 2BP BQ B =∠.解方程14(10)25t t -=,得5013t =.图3 图4 图5考点伸展在第(3)题条件下,以EF 为直径的⊙G 与x 轴相切于点A .如图6,这是因为AG 既是直角三角形EAF 斜边上的中线,也是直角梯形EOBF 的中位线,因此圆心G 到x 轴的距离等于圆的半径,所以⊙G 与x 轴相切于点A .图6例11 2014年省市中考第26题在平面直角坐标系中,抛物线y=x2-(m+n)x+mn(m>n)与x轴相交于A、B两点(点A位于点B的右侧),与y轴相交于点C.(1)若m=2,n=1,求A、B两点的坐标;(2)若A、B两点分别位于y轴的两侧,C点坐标是(0,-1),求∠ACB的大小;(3)若m=2,△ABC是等腰三角形,求n的值.动感体验请打开几何画板文件名“1426”,点击屏幕左下方的按钮(2),拖动点A在x轴正半轴上运动,可以体验到,△ABC保持直角三角形的形状.点击屏幕左下方的按钮(3),拖动点B在x轴上运动,观察△ABC的顶点能否落在对边的垂直平分线上,可以体验到,等腰三角形ABC有4种情况.思路点拨1.抛物线的解析式可以化为交点式,用m,n表示点A、B、C的坐标.2.第(2)题判定直角三角形ABC,可以用勾股定理的逆定理,也可以用锐角的三角比.3.第(3)题讨论等腰三角形ABC,先把三边长(的平方)罗列出来,再分类解方程.图文解析(1)由y=x2-(m+n)x+mn=(x-m)(x-n),且m>n,点A位于点B的右侧,可知A(m, 0),B(n, 0).若m=2,n=1,那么A(2, 0),B(1, 0)..(2)如图1,由于C(0, mn),当点C的坐标是(0,-1),mn=-1,OC=1.若A、B两点分别位于y轴的两侧,那么OA·OB=m(-n)=-mn=1.所以OC2=OA·OB.所以OC OB.OA OC所以tan ∠1=tan ∠2.所以∠1=∠2.又因为∠1与∠3互余,所以∠2与∠3互余.所以∠ACB =90°.图1 图2 图3(3)在△ABC 中,已知A (2, 0),B (n , 0),C (0, 2n ).讨论等腰三角形ABC ,用代数法解比较方便:由两点间的距离公式,得AB 2=(n -2)2,BC 2=5n 2,AC 2=4+4n 2.①当AB =AC 时,解方程(n -2)2=4+4n 2,得43n =-(如图2). ②当CA =CB 时,解方程4+4n 2=5n 2,得n =-2(如图3),或n =2(A 、B 重合,舍去).③当BA =BC 时,解方程(n -2)2=5n 2,得51n +=-(如图4),或51n -=(如图5).图4 图5考点伸展第(2)题常用的方法还有勾股定理的逆定理.由于C (0, mn ),当点C 的坐标是(0,-1),mn =-1.由A (m , 0),B (n , 0),C (0,-1),得AB 2=(m -n )2=m 2-2mn +n 2=m 2+n 2+2, BC 2=n 2+1,AC 2=m 2+1.所以AB 2=BC 2+AC 2.于是得到Rt △ABC ,∠ACB =90°.第(3)题在讨论等腰三角形ABC 时,对于CA =CB 的情况,此时A 、B 两点关于y轴对称,可以直接写出B (-2, 0),n =-2.例 12 2014年省市中考第27题如图1,在△ABC 中,∠ACB =90°,AC =4cm ,BC =3cm .如果点P 由点B 出发沿BA 方向向点A 匀速运动,同时点Q 由点A 出发沿AC 方向向点C 匀速运动,它们的速度均为1cm/s .连结PQ ,设运动时间为t (s )(0<t <4),解答下列问题:(1)设△APQ 的面积为S ,当t 为何值时,S 取得最大值?S 的最大值是多少?(2)如图2,连结PC ,将△PQC 沿QC 翻折,得到四边形PQP ′C ,当四边形PQP ′C 为菱形时,求t 的值;(3)当t 为何值时,△APQ 是等腰三角形?图1 图2动感体验请打开几何画板文件名“1427”,拖动点Q 在AC 上运动,可以体验到,当点P 运动到AB 的中点时,△APQ 的面积最大,等腰三角形APQ 存在三种情况.还可以体验到,当QC =2HC 时,四边形PQP ′C 是菱形.思路点拨1.在△APQ 中,∠A 是确定的,夹∠A 的两条边可以用含t 的式子表示.2.四边形PQP ′C 的对角线保持垂直,当对角线互相平分时,它是菱形,.图文解析(1)在Rt △ABC 中,AC =4,BC =3,所以AB =5,sin A =35,cos A =45. 作QD ⊥AB 于D ,那么QD =AQ sin A =35t . 所以S =S △APQ =12AP QD ⋅=13(5)25t t -⨯=23(5)10t t --=23515()+1028t --. 当52t =时,S 取得最大值,最大值为158.(2)设PP ′与AC 交于点H ,那么PP ′⊥QC ,AH =AP cos A =4(5)5t -.如果四边形PQP ′C 为菱形,那么PQ =PC .所以QC =2HC . 解方程4424(5)5t t ⎡⎤-=⨯--⎢⎥⎣⎦,得2013t =.图3 图4(3)等腰三角形APQ 存在三种情况:①如图5,当AP =AQ 时,5-t =t .解得52t =. ②如图6,当PA =PQ 时,1cos 2AQ AP A =.解方程14(5)25t t =-,得4013t =. ③如图7,当QA =QP 时,1cos 2AP AQ A =.解方程14(5)25t t -=,得2513t =.图5 图6 图7考点伸展在本题情境下,如果点Q 是△PP ′C 的重心,求t 的值.如图8,如果点Q 是△PP ′C 的重心,那么QC =23HC . 解方程2444(5)35t t ⎡⎤-=⨯--⎢⎥⎣⎦,得6023t =.图8例 13 2015年省市中考第22题如图1,已知Rt △ABC 中,∠C =90°,AC =8,BC =6,点P 以每秒1个单位的速度从A 向C 运动,同时点Q 以每秒2个单位的速度从A →B →C 方向运动,它们到C 点后都停止运动,设点P 、Q 运动的时间为t 秒.(1)在运动过程中,求P 、Q 两点间距离的最大值;(2)经过t 秒的运动,求△ABC 被直线PQ 扫过的面积S 与时间t 的函数关系式;(3)P ,Q 两点在运动过程中,是否存在时间t ,使得△PQC 为等腰三角形.若存在,求出此时的t 值,若不存在,请说明理由.(24.25≈,结果保留一位小数)图1动感体验请打开几何画板文件名“1522”,拖动点P 在AC 上运动,可以体验到,PQ 与BD 保持平行,等腰三角形PQC 存在三种情况.思路点拨1.过点B 作QP 的平行线交AC 于D ,那么BD 的长就是PQ 的最大值.2.线段PQ 扫过的面积S 要分两种情况讨论,点Q 分别在AB 、BC 上.3.等腰三角形PQC 分三种情况讨论,先罗列三边长.图文解析(1)在Rt △ABC 中,AC =8,BC =6,所以AB =10.如图2,当点Q 在AB 上时,作BD //PQ 交AC 于点D ,那么22AB AQ t AD AP t===. 所以AD =5.所以CD =3. 如图3,当点Q 在BC 上时,16228CQ t CP t-==-. 又因为623CB CD ==,所以CQ CB CP CD =.因此PQ //BD .所以PQ 的最大值就是BD . 在Rt △BCD 中,BC =6,CD =3,所以BD =35.所以PQ 的最大值是35.图2 图3 图4(2)①如图2,当点Q 在AB 上时,0<t ≤5,S △ABD =15.由△AQP ∽△ABD ,得2()AQPABDS AP S AD =△△.所以S =S △AQP =215()5t ⨯=235t . ②如图3,当点Q 在BC 上时,5<t ≤8,S △ABC =24. 因为S △CQP =12CQ CP ⋅=1(162)(8)2t t --=2(8)t -,所以S =S △ABC -S △CQP =24-(t -8)2=-t 2+16t -40.(3)如图3,当点Q 在BC 上时,CQ =2CP ,∠C =90°,所以△PQC 不可能成为等腰三角形.当点Q 在AB 上时,我们先用t 表示△PQC 的三边长:易知CP =8-t .如图2,由QP //BD ,得QP AP BD AD =,即535t =.所以35QP t =. 如图4,作QH ⊥AC 于H .在Rt △AQH 中,QH =AQ sin ∠A =65t ,AH =85t . 在Rt △CQH 中,由勾股定理,得CQ =22QH CH +=2268()(8)55t t +-. 分三种情况讨论等腰三角形PQC :(1)①当PC =PQ 时,解方程358t t -=,得6510t =-≈3.4(如图5所示). ②当QC =QP 时,226835()(8)55t t t +-=.整理,得2111283200t t -+=. 所以(11t -40)(t -8)=0.解得4011t =≈3.6(如图6所示),或t =8(舍去). ③当CP =CQ 时,22688()(8)55t t t -=+-.整理,得25160t t -=.解得165t ==3.2(如图7所示),或t =0(舍去). 综上所述,当t 的值约为3.4,3.6,或等于3.2时,△PQC 是等腰三角形.图5 图6 图7考点伸展第(1)题求P 、Q 两点间距离的最大值,可以用代数计算说理的方法:①如图8,当点Q 在AB 上时,PQ =22QH PH +=2268()()55t t t +-=35t . 当Q 与B 重合时,PQ 最大,此时t =5,PQ 的最大值为35.②如图9,当点Q 在BC 上时,PQ =22CQ CP +=22(2)CP CP +=5(8)t -. 当Q 与B 重合时,PQ 最大,此时t =5,PQ 的最大值为35.综上所述,PQ 的最大值为35.图8 图9§1.3 因动点产生的直角三角形问题课前导学我们先看三个问题:1.已知线段AB ,以线段AB 为直角边的直角三角形ABC 有多少个?顶点C 的轨迹是什么?2.已知线段AB ,以线段AB 为斜边的直角三角形ABC 有多少个?顶点C 的轨迹是什么?3.已知点A (4,0),如果△OAB 是等腰直角三角形,求符合条件的点B 的坐标.图1 图2 图3如图1,点C 在垂线上,垂足除外.如图2,点C 在以AB 为直径的圆上,A 、B 两点除外.如图3,以OA为边画两个正方形,除了O、A两点以外的顶点和正方形对角线的交点,都是符合题意的点B,共6个.解直角三角形的存在性问题,一般分三步走,第一步寻找分类标准,第二步列方程,第三步解方程并验根.一般情况下,按照直角顶点或者斜边分类,然后按照三角比或勾股定理列方程.有时根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半列方程更简便.解直角三角形的问题,常常和相似三角形、三角比的问题联系在一起.如果直角边与坐标轴不平行,那么过三个顶点作与坐标轴平行的直线,可以构造两个新的相似直角三角形,这样列比例方程比较简便.如图4,已知A(3, 0),B(1,-4),如果直角三角形ABC的顶点C在y轴上,求点C的坐标.我们可以用几何的方法,作AB为直径的圆,快速找到两个符合条件的点C.如果作BD⊥y轴于D,那么△AOC∽△CDB.设OC=m,那么341mm-=.这个方程有两个解,分别对应图中圆与y轴的两个交点.图4例19 2015年省市中考第21题如图1,已知抛物线E1:y=x2经过点A(1,m),以原点为顶点的抛物线E2经过点B(2,2),点A、B关于y轴的对称点分别为点A′、B′.(1)求m的值及抛物线E2所表示的二次函数的表达式;(2)如图1,在第一象限,抛物线E1上是否存在点Q,使得以点Q、B、B′为顶点的三角形为直角三角形?若存在,求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由;(3)如图2,P为第一象限的抛物线E1上与点A不重合的一点,连结OP并延长与抛物线E2相交于点P′,求△PAA′与△P′BB′的面积之比.。
【类型综述】数学因运动而充满活力,数学因变化而精彩纷呈,动态几何问题是近年来中考的热点问题,以运动的观点来探究几何图形的变化规律问题,动态问题的解答,一般要将动态问题转化为静态问题,抓住运动过程中的不变量,利用不变的关系和几何性质建立关于方程(组)、函数关系问题,将几何问题转化为代数问题。
在动态问题中,动点形成的等腰三角形问题是常见的一类题型,可以与旋转、平移、对称等几何变化相结合,也可以与一次函数、反比例函数、二次函数的图象相结合,从而产生数与形的完美结合.解决动点产生的等腰三角形问题的重点和难点在于应用分类讨论思想和数形结合思想进行准确的分类.【方法揭秘】我们先回顾两个画图问题:1.已知线段AB=5厘米,以线段AB为腰的等腰三角形ABC有多少个?顶点C的轨迹是什么?2.已知线段AB=6厘米,以线段AB为底边的等腰三角形ABC有多少个?顶点C的轨迹是什么?已知腰长画等腰三角形用圆规画圆,圆上除了两个点以外,都是顶点C.已知底边画等腰三角形,顶角的顶点在底边的垂直平分线上,垂足要除外.在讨论等腰三角形的存在性问题时,一般都要先分类.如果△ABC是等腰三角形,那么存在①AB=AC,②BA=BC,③CA=CB三种情况.解等腰三角形的存在性问题,有几何法和代数法,把几何法和代数法相结合,可以使得解题又好又快.几何法一般分三步:分类、画图、计算.哪些题目适合用几何法呢?如果△ABC的∠A(的余弦值)是确定的,夹∠A的两边AB和AC可以用含x的式子表示出来,那么就用几何法.①如图1,如果AB=AC,直接列方程;②如图2,如果BA=BC,那么1cos2AC AB A=∠;③如图3,如果CA=CB,那么1cos2AB AC A=∠.代数法一般也分三步:罗列三边长,分类列方程,解方程并检验.如果三角形的三个角都是不确定的,而三个顶点的坐标可以用含x的式子表示出来,那么根据两点间的距离公式,三边长(的平方)就可以罗列出来.图1 图2 图3【典例分析】例1 如图1,在Rt△ABC中,∠A=90°,AB=6,AC=8,点D为边BC的中点,DE⊥BC交边AC 于点E,点P为射线AB上的一动点,点Q为边AC上的一动点,且∠PDQ=90°.(1)求ED、EC的长;(2)若BP=2,求CQ的长;(3)记线段PQ与线段DE的交点为F,若△PDF为等腰三角形,求BP的长.图1 备用图思路点拨1.第(2)题BP=2分两种情况.2.解第(2)题时,画准确的示意图有利于理解题意,观察线段之间的和差关系.3.第(3)题探求等腰三角形PDF时,根据相似三角形的传递性,转化为探求等腰三角形CDQ.满分解答图2 图3 图4 ①如图3,当BP=2,P在BM上时,PM=1.此时3344QN PM==.所以319444CQ CN QN=+=+=.②如图4,当BP=2,P在MB的延长线上时,PM=5.此时31544QN PM==.所以1531444CQ CN QN=+=+=.②如图6,当QC=QD时,由cosCHCCQ=,可得5425258CQ=÷=.所以QN=CN-CQ=257488-=(如图2所示).此时4736PM QN==.所以725366BP BM PM=+=+=.③不存在DP=DF的情况.这是因为∠DFP≥∠DQP>∠DPQ(如图5,图6所示).图5 图6考点伸展如图6,当△CDQ是等腰三角形时,根据等角的余角相等,可以得到△BDP也是等腰三角形,PB=PD.在△BDP中可以直接求解256BP=.学科@网例2如图1,抛物线y=ax2+bx+c经过A(-1,0)、B(3, 0)、C(0 ,3)三点,直线l是抛物线的对称轴.(1)求抛物线的函数关系式;(2)设点P是直线l上的一个动点,当△P AC的周长最小时,求点P的坐标;(3)在直线l上是否存在点M,使△MAC为等腰三角形,若存在,直接写出所有符合条件的点M的坐标;若不存在,请说明理由.图1思路点拨1.第(2)题是典型的“牛喝水”问题,点P在线段BC上时△P AC的周长最小.2.第(3)题分三种情况列方程讨论等腰三角形的存在性.满分解答所以点P的坐标为(1, 2).图2(3)点M的坐标为(1, 1)、(1,6)、(1,6-)或(1,0).考点伸展第(3)题的解题过程是这样的:设点M的坐标为(1,m).在△MAC中,AC2=10,MC2=1+(m-3)2,MA2=4+m2.①如图3,当MA=MC时,MA2=MC2.解方程4+m2=1+(m-3)2,得m=1.此时点M的坐标为(1, 1).②如图4,当AM=AC时,AM2=AC2.解方程4+m2=10,得6m=±.此时点M的坐标为(1,6)或(1,6-).③如图5,当CM=CA时,CM2=CA2.解方程1+(m-3)2=10,得m=0或6.当M(1, 6)时,M、A、C三点共线,所以此时符合条件的点M的坐标为(1,0).图3 图4 图5例3 如图1,点A在x轴上,OA=4,将线段OA绕点O顺时针旋转120°至OB的位置.(1)求点B的坐标;(2)求经过A、O、B的抛物线的解析式;(3)在此抛物线的对称轴上,是否存在点P,使得以点P、O、B为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,求点P的坐标;若不存在,请说明理由.图1思路点拨1.用代数法探求等腰三角形分三步:先分类,按腰相等分三种情况;再根据两点间的距离公式列方程;然后解方程并检验.2.本题中等腰三角形的角度特殊,三种情况的点P重合在一起.满分解答(3)抛物线的对称轴是直线x=2,设点P的坐标为(2, y).①当OP=OB=4时,OP2=16.所以4+y2=16.解得23y=±.当P在(2,3)时,B、O、P三点共线(如图2).②当BP=BO=4时,BP2=16.所以224(23)16y++=.解得1223y y==-③当PB=PO时,PB2=PO2.所以22224(23)2y y++=+.解得23y=-综合①、②、③,点P的坐标为(2,23)-,如图2所示.图2 图3考点伸展如图3,在本题中,设抛物线的顶点为D ,那么△DOA 与△OAB 是两个相似的等腰三角形. 由23323(4)(2)y x x x =--=--+,得抛物线的顶点为23(2,)D . 因此23tan DOA ∠=.所以∠DOA =30°,∠ODA =120°. 例4 如图1,已知一次函数y =-x +7与正比例函数43y x =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.思路点拨1.把图1复制若干个,在每一个图形中解决一个问题.2.求△APR 的面积等于8,按照点P 的位置分两种情况讨论.事实上,P 在CA 上运动时,高是定值4,最大面积为6,因此不存在面积为8的可能.3.讨论等腰三角形APQ,按照点P的位置分两种情况讨论,点P的每一种位置又要讨论三种情况.满分解答图2 图3 图4②我们先讨论P在OC上运动时的情形,0≤t<4.如图1,在△AOB中,∠B=45°,∠AOB>45°,OB=7,42AB=OB>AB.因此∠OAB>∠AOB>∠B.如图4,点P由O向C运动的过程中,OP=BR=RQ,所以PQ//x轴.因此∠AQP=45°保持不变,∠P AQ越来越大,所以只存在∠APQ=∠AQP的情况.此时点A在PQ的垂直平分线上,OR=2CA=6.所以BR=1,t=1.我们再来讨论P在CA上运动时的情形,4≤t<7.在△APQ中,3cos5A∠=为定值,7AP t=-,5520333AQ OA OQ OA OR t=-=-=-.如图5,当AP=AQ时,解方程520733t t-=-,得418t=.如图6,当QP=QA时,点Q在P A的垂直平分线上,AP=2(OR-OP).解方程72[(7)(4)]t t t-=---,得5t=.图5 图6 图7考点伸展当P在CA上,QP=QA时,也可以用2cos=⋅∠来求解.学科@网AP AQ A例5 如图1,在△ABC中,∠ACB=90°,∠BAC=60°,点E是∠BAC的平分线上一点,过点E作AE 的垂线,过点A作AB的垂线,两垂线交于点D,连接DB,点F是BD的中点,DH⊥AC,垂足为H,连接EF,HF.(1)如图1,若点H是AC的中点,AC=23,求AB、BD的长;(2)如图1,求证:HF=EF.(3)如图2,连接CF、CE,猜想:△CEF是否是等边三角形?若是,请证明;若不是,请说明理由.图1 图2思路点拨1.把图形中所有30°的角都标注出来,便于寻找等角和等边.2.中点F有哪些用处呢?联想到斜边上的中线和中位线就有思路构造辅助线了.满分解答图3 图4 图5 (3)如图5,作FM⊥AB于M,联结CM.由FM//DA,F是DB的中点,得M是AB的中点.因此FM=12AD,△ACM是等边三角形.又因为AE=12AD,所以FM=EA.又因为CM=CA,∠CMF=∠CAE=30°,所以△CMF≌△CAE.所以∠MCF=∠ACE,CF=CE.所以∠ECF=∠ACM=60°.所以△CEF是等边三角形.考点伸展我们再看几个特殊位置时的效果图,看看有没有熟悉的感觉.如图6,如图7,当点F落在BC边上时,点H与点C重合.图6 图7如图8,图9,点E 落在BC 边上.如图10,图11,等腰梯形ABEC .图8 图9 图10 图11例6如图1,已知Rt △ABC 中,∠C =90°,AC =8,BC =6,点P 以每秒1个单位的速度从A 向C 运动,同时点Q 以每秒2个单位的速度从A →B →C 方向运动,它们到C 点后都停止运动,设点P 、Q 运动的时间为t 秒.(1)在运动过程中,求P 、Q 两点间距离的最大值;(2)经过t 秒的运动,求△ABC 被直线PQ 扫过的面积S 与时间t 的函数关系式;(3)P ,Q 两点在运动过程中,是否存在时间t ,使得△PQC 为等腰三角形.若存在,求出此时的t 值,若不存在,请说明理由.(24.25 ,结果保留一位小数)图1思路点拨1.过点B 作QP 的平行线交AC 于D ,那么BD 的长就是PQ 的最大值. 2.线段PQ 扫过的面积S 要分两种情况讨论,点Q 分别在AB 、BC 上.3.等腰三角形PQC 分三种情况讨论,先罗列三边长.满分解答图2 图3 图4 (2)①如图2,当点Q 在AB 上时,0<t ≤5,S △ABD =15. 由△AQP ∽△ABD ,得2()AQP ABDS AP S AD=△△.所以S =S △AQP =215()5t ⨯=235t .②如图3,当点Q 在BC 上时,5<t ≤8,S △ABC =24. 因为S △CQP =12CQ CP ⋅=1(162)(8)2t t --=2(8)t -, 所以S =S △ABC -S △CQP =24-(t -8)2=-t 2+16t -40.(3)如图3,当点Q 在BC 上时,CQ =2CP ,∠C =90°,所以△PQC 不可能成为等腰三角形. 当点Q 在AB 上时,我们先用t 表示△PQC 的三边长:易知CP =8-t . 如图2,由QP //BD ,得QP AP BD AD =535t=.所以355QP =. 如图4,作QH ⊥AC 于H .在Rt △AQH 中,QH =AQ sin ∠A =65t ,AH =85t .在Rt △CQH 中,由勾股定理,得CQ 22QH CH +2268()(8)55t t +-图5 图6 图7考点伸展第(1)题求P 、Q 两点间距离的最大值,可以用代数计算说理的方法: ①如图8,当点Q 在AB 上时,PQ 22QH PH +2268()()55t t t +-35. 当Q 与B 重合时,PQ 最大,此时t =5,PQ 的最大值为35②如图9,当点Q 在BC 上时,PQ 22CQ CP +22(2)CP CP +5(8)t -. 当Q 与B 重合时,PQ 最大,此时t =5,PQ 的最大值为35 综上所述,PQ 的最大值为35图8 图9【变式训练】1.(2017四川省达州市)已知函数()()12030x xy x x⎧->⎪⎪=⎨⎪<⎪⎩的图象如图所示,点P 是y 轴负半轴上一动点,过点P作y 轴的垂线交图象于A ,B 两点,连接OA 、OB .下列结论: ①若点M 1(x 1,y 1),M 2(x 2,y 2)在图象上,且x 1<x 2<0,则y 1<y 2; ②当点P 坐标为(0,﹣3)时,△AOB 是等腰三角形; ③无论点P 在什么位置,始终有S △AOB =7.5,AP =4BP ;④当点P 移动到使∠AOB =90°时,点A 的坐标为(26,6-). 其中正确的结论个数为( )A .1B .2C .3D .4 【答案】C .③正确.设P (0,m ),则B (3m ,m ),A (﹣12m ,m ),∴PB =﹣3m,P A =﹣12m ,∴P A =4PB ,∵S AOB =S △OPB +S△OP A=31222+=7.5,故③正确. ④正确.设P (0,m ),则B (3m ,m ),A (﹣12m ,m ),∴PB =﹣3m,P A =﹣12m ,OP =﹣m ,∵∠AOB =90°,∠OPB =∠OP A =90°,∴∠BOP +∠AOP =90°,∠AOP +∠OP A =90°,∴∠BOP =∠OAP ,∴△OPB ∽△APO ,∴OP PB AP OP =,∴OP 2=PB •P A ,∴m 2=﹣3m•(﹣12m ),∴m 4=36,∵m <0,∴m =﹣6,∴A (26,﹣6),故④正确,∴②③④正确,故选C .考点:1.反比例函数综合题;2.综合题.学科@网2.(2017浙江省绍兴市)如图,∠AOB =45°,点M 、N 在边OA 上,OM =x ,ON =x +4,点P 是边OB 上的点.若使点P 、M 、N 构成等腰三角形的点P 恰好有三个,则x 的值是 .【答案】x =0或x =424- 或442x << .②当0<x <4时,如下图,圆N 与OB 相切时,NP 2=MN =4,且NP 2⊥OB ,此时MP 3=4,则OM =ON -MN =2NP 2-4= 424.当MD =MN =4时,圆M 与OB 只有一个交点,此时OM =2MD =42,故4≤x <42.与OB 有两个交点P 2和P 3,故答案为:x =0或x =424或4≤x <42. 考点:1.相交两圆的性质;2.分类讨论;3.综合题.3.(2017四川省南充市)如图1,已知二次函数2y ax bx c =++(a 、b 、c 为常数,a ≠0)的图象过点O(0,0)和点A (4,0),函数图象最低点M 的纵坐标为38-,直线l 的解析式为y =x .(1)求二次函数的解析式;(2)直线l 沿x 轴向右平移,得直线l ′,l ′与线段OA 相交于点B ,与x 轴下方的抛物线相交于点C ,过点C 作CE ⊥x 轴于点E ,把△BCE 沿直线l ′折叠,当点E 恰好落在抛物线上点E ′时(图2),求直线l ′的解析式;(3)在(2)的条件下,l ′与y 轴交于点N ,把△BON 绕点O 逆时针旋转135°得到△B ′ON ′,P 为l ′上的动点,当△PB ′N ′为等腰三角形时,求符合条件的点P 的坐标. 【答案】(1)22833y x x =-;(2)y =x ﹣3;(3)P 坐标为(0,﹣3)或(323332+-,323332--)或(323332++,323332-+).(3)分两种情形求解即可①当P 1与N 重合时,△P 1B ′N ′是等腰三角形,此时P 1(0,﹣3).②当N ′=N ′B ′时,设P (m ,m ﹣3),列出方程解方程即可; 试题解析:(1)由题意抛物线的顶点坐标为(2,38-),设抛物线的解析式为2(2)3y a x 8=--,把(0,0)代入得到a=23,∴抛物线的解析式为22(2)33y x8=--,即22833y x x=-.(2)如图1中,设E(m,0),则C(m,22833m m-),B(221133m m-+,0),∵E′在抛物线上,∴E、B关于对称轴对称,∴2211()332m m m+-+=2,解得m=1或6(舍弃),∴B(3,0),C(1,﹣2),∴直线l′的解析式为y=x﹣3.考点:1.二次函数综合题;2.几何变换综合题;3.分类讨论;4.压轴题.学科@网4.(2017四川省广安市)如图,已知抛物线2y x bx c =-++与y 轴相交于点A (0,3),与x 正半轴相交于点B ,对称轴是直线x =1.(1)求此抛物线的解析式以及点B 的坐标.(2)动点M 从点O 出发,以每秒2个单位长度的速度沿x 轴正方向运动,同时动点N 从点O 出发,以每秒3个单位长度的速度沿y 轴正方向运动,当N 点到达A 点时,M 、N 同时停止运动.过动点M 作x 轴的垂线交线段AB 于点Q ,交抛物线于点P ,设运动的时间为t 秒. ①当t 为何值时,四边形OMPN 为矩形.②当t >0时,△BOQ 能否为等腰三角形?若能,求出t 的值;若不能,请说明理由.【答案】(1)223y x x =-++,B 点坐标为(3,0);(2)①;②. 【解析】试题分析:(1)由对称轴公式可求得b ,由A 点坐标可求得c ,则可求得抛物线解析式;再令y =0可求得B 点坐标;(2)①用t 可表示出ON 和OM ,则可表示出P 点坐标,即可表示出PM 的长,由矩形的性质可得ON =PM ,可得到关于t 的方程,可求得t 的值;②由题意可知OB =OA ,故当△BOQ 为等腰三角形时,只能有OB =BQ 或OQ =BQ ,用t 可表示出Q 点的坐标,则可表示出OQ 和BQ 的长,分别得到关于t 的方程,可求得t 的值.②∵A (0,3),B (3,0),∴OA =OB =3,且可求得直线AB 解析式为y =﹣x +3,∴当t >0时,OQ ≠OB ,∴当△BOQ 为等腰三角形时,有OB =QB 或OQ =BQ 两种情况,由题意可知OM =2t ,∴Q (2t ,﹣2t +3),∴OQ 22(2)(23)t t +-+28129t t -+,BQ 22(23)(23)t t -++-+2|2t ﹣3|,又由题意可知0<t <1,当OB =QB 2|2t ﹣3|=3,解得t =624+(舍去)或t =6324-; 当OQ =BQ 28129t t -+22t ﹣3|,解得t =34; 综上可知当t 632-或34时,△BOQ 为等腰三角形. 考点:1.二次函数综合题;2.动点型;3.分类讨论;4.压轴题.5. (2017四川省眉山市)如图,抛物线22y ax bx =+-与x 轴交于A 、B 两点,与y 轴交于C 点,已知A (3,0),且M (1,83-)是抛物线上另一点. (1)求a 、b 的值;(2)连结AC ,设点P 是y 轴上任一点,若以P 、A 、C 三点为顶点的三角形是等腰三角形,求P 点的坐标; (3)若点N 是x 轴正半轴上且在抛物线内的一动点(不与O 、A 重合),过点N 作NH ∥AC 交抛物线的对称轴于H 点.设ON =t ,△ONH 的面积为S ,求S 与t 之间的函数关系式.【答案】(1)2343 ab⎧=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩;(2)P点的坐标1(0,2)或(0,132-)或(0,54)或(0,132--);(3)2211(01)3311(13)33t t tSt t t⎧-<<⎪⎪=⎨⎪-≤<⎪⎩.(3)过H作HG⊥OA于G,设HN交Y轴于M,根据平行线分线段成比例定理得到OM=23t,求得抛物线的对称轴为直线x=15523-⨯=1310,得到OG=1310,求得GN=t﹣1310,根据相似三角形的性质得到HG=213315t-,于是得到结论.试题解析:(1)把A(3,0),且M(1,83-)代入22y ax bx=+-得:9320823a ba b+-=⎧⎪⎨+-=-⎪⎩,解得:2343ab⎧=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩;(2)在22y ax bx=+-中,当x=0时.y=﹣2,∴C(0,﹣2),∴OC=2,如图,设P(0,m),则PC=m+2,OA =3,AC =2223+=13,分三种情况: ①当P A =CA 时,则OP 1=OC =2,∴P 1(0,2);②当PC =CA =13时,即m +2=13,∴m=13﹣2,∴P 2(0,13﹣2);③当PC =P A 时,点P 在AC 的垂直平分线上,则△AOC ∽△P 3EC ,∴31313=,∴P 3C =134,∴m =54,∴P 3(0,54),④当PC =CA =13时,m =﹣2﹣13,∴P 4(0,﹣2﹣13),综上所述,P 点的坐标1(0,2)或(0,132-)或(0,54)或(0,132--);(3)过H 作HG ⊥OA 于G ,设HN 交Y 轴于M ,∵NH ∥AC ,∴OM ON OC OA =,∴23OM t =,∴OM =23t,∵抛物线的对称轴为直线x =15523-⨯ =1310,∴OG =1310,∴GN =t ﹣1310,∵GH ∥OC ,∴△NGH ∽△NOM ,∴HG GN OM ON =,即131023t HGt t -=,∴HG =213315t -,∴S =ON •GH =t (t ﹣)=t 2﹣t (0<t <3).∴2211(01)3311(13)33t t t S t t t ⎧-<<⎪⎪=⎨⎪-≤<⎪⎩ .考点:二次函数综合题.学科@网6. (2017广东省)如图,在平面直角坐标系中,O 为原点,四边形ABCO 是矩形,点A ,C 的坐标分别是A (0,2)和C (23,0),点D 是对角线AC 上一动点(不与A ,C 重合),连结BD ,作DE ⊥DB ,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:DEDB =3; ②设AD =x ,矩形BDEF 的面积为y ,求y 关于x 的函数关系式(可利用①的结论),并求出y 的最小值.【答案】(1)(232);(2)AD 的值为2或23(3)①证明见解析;②2323433y x x =-+当x =3时,y 3(3)①由(2)可知,B、D、E、C四点共圆,推出∠DBC=∠DCE=30°,由此即可解决问题;②作DH⊥AB于H.想办法用x表示BD、DE的长,构建二次函数即可解决问题;试题解析:(1)∵四边形AOCB是矩形,∴BC=OA=2,OC=AB=23,∠BCO=∠BAO=90°,∴B(23,2).故答案为:(23,2).(2)存在.理由如下:连接BE,取BE的中点K,连接DK、KC.∵∠BDE=∠BCE=90°,∴KD=KB=KE=KC,∴B、D、E、C四点共圆,∴∠DBC=∠DCE,∠EDC=∠EBC,∵tan∠ACO=AOOC=33,∴∠ACO=30°,∠ACB=60°(3)①由(2)可知,B 、D 、E 、C 四点共圆,∴∠DBC =∠DCE =30°,∴tan ∠DBE =DE DB ,∴DEDB =3. ②如图2中,作DH ⊥AB 于H .在Rt △ADH 中,∵AD =x ,∠DAH =∠ACO =30°,∴DH =12AD =12x ,AH 22AD DH -32x ,∴ BH =33x ,在Rt △BDH 中,BD 22BH DH +2213()(23)22x x +-,∴ DE =33BD =332213()(23)22x x +-BDEF 的面积为y =33 22213[()(23)]22x x +-23612)x x -+,即232343y x x =-+233)3y x =-, ∵33>0,∴当x =3时,y 3 考点:1.相似形综合题;2.最值问题;3.二次函数的最值;4.动点型;5.存在型;6.分类讨论;7.压轴题.7. (2017广西四市)如图,已知抛物线a ax ax y 9322--=与坐标轴交于A ,B ,C 三点,其中C (0,3),∠BAC 的平分线AE 交y 轴于点D ,交BC 于点E ,过点D 的直线l 与射线AC ,AB 分别交于点M ,N . (1)直接写出a 的值、点A 的坐标及抛物线的对称轴;(2)点P 为抛物线的对称轴上一动点,若△P AD 为等腰三角形,求出点P 的坐标; (3)证明:当直线l 绕点D 旋转时,ANAM 11+均为定值,并求出该定值.【答案】(1)a =13-,A (﹣3,0),抛物线的对称轴为x =3;(2)点P 的坐标为(3,2)或(3,0)或(3,﹣4);(3)3.试题解析:(1)∵C (0,3),∴﹣9a =3,解得:a =13-. 令y =0得:22390ax ax a --=,∵a ≠0,∴22390x x --=,解得:x =3x =33A 的30),B (330),∴抛物线的对称轴为x 3 (2)∵OA 3OC =3,∴tan ∠CAO 3,∴∠CAO =60°.∵AE 为∠BAC 的平分线,∴∠DAO =30°,∴DO 3AO =1,∴点D 的坐标为(0,1). 设点P 3a ).依据两点间的距离公式可知:AD 2=4,AP 2=12+a 2,DP 2=3+(a ﹣1)2. 当AD =P A 时,4=12+a 2,方程无解.当AD =DP 时,4=3+(a ﹣1)2,解得a =2或a =0,∴点P 3,23,0).当AP =DP 时,12+a 2=3+(a ﹣1)2,解得a =﹣4,∴点P 的坐标为(,﹣4).综上所述,点P 的坐标为(3,2)或(3,0)或(3,﹣4).∵∠MAG =60°,∠AGM =90°,∴AM =2AG 233k +-233k k -,∴AN AM 11+323231k k --3232k -3(32(31)k k -3. 考点:1.二次函数综合题;2.旋转的性质;3.定值问题;4.动点型;5.分类讨论;6.压轴题. 8. (2017重庆市B 卷)如图,在平面直角坐标系中,抛物线233333y x x =-x 轴交于A 、B 两点(点A 在点B 的左侧),与y 轴交于点C ,对称轴与x 轴交于点D ,点E (4,n )在抛物线上.(1)求直线AE 的解析式;(2)点P 为直线CE 下方抛物线上的一点,连接PC ,PE .当△PCE 的面积最大时,连接CD ,CB ,点K 是线段CB 的中点,点M 是CP 上的一点,点N 是CD 上的一点,求KM +MN +NK 的最小值; (3)点G 是线段CE 的中点,将抛物线2323333y x x =--沿x 轴正方向平移得到新抛物线y ′,y ′经过点D ,y ′的顶点为点F .在新抛物线y ′的对称轴上,是否存在一点Q ,使得△FGQ 为等腰三角形?若存在,直接写出点Q 的坐标;若不存在,请说明理由. 【答案】(1)33y x =+;(2)3;(3)Q 的坐标为(3,42213-+)或′(3,42213--)或(3,23)或(3,235-).(2)设直线CE 的解析式为y =mx 3,将点E 的坐标代入求得m 的值,从而得到直线CE 的解析式,过点P 作PF ∥y 轴,交CE 与点F .设点P 的坐标为(x 233333x x -,则点F (x ,2333x -,则FP =2343x x .由三角形的面积公式得到△EPC 的面积=22383x x ,利用二次函数的性质可求得x的值,从而得到点P的坐标,作点K关于CD和CP的对称点G、H,连接G、H交CD和CP 与N、M.然后利用轴对称的性质可得到点G和点H的坐标,当点O、N、M、H在条直线上时,KM+MN+NK 有最小值,最小值=GH;(2)设直线CE的解析式为y=mx﹣3,将点E的坐标代入得:4m﹣3=53,解得:m=23,∴直线CE的解析式为2333y x=-.过点P作PF∥y轴,交CE与点F.∵K 是CB 的中点,∴k (323.∵点H 与点K 关于CP 对称,∴点H 的坐标为(32,﹣332).∵点G 与点K 关于CD 对称,∴点G (0,0),∴KM +MN +NK =MH +MN +GN .当点O 、N 、M 、H 在条直线上时,KM +MN +NK 有最小值,最小值=GH ,∴GH 22333()()22=3,∴KM +MN +NK 的最小值为3. (3)如图3所示:考点:1.二次函数综合题;2.最值问题;3.分类讨论;4.存在型;5.压轴题.学科@网9.(2017湖南张家界第23题)已知抛物线c1的顶点为A(﹣1,4),与y轴的交点为D(0,3).(1)求c1的解析式;(2)若直线l1:y=x+m与c1仅有唯一的交点,求m的值;(3)若抛物线c1关于y轴对称的抛物线记作c2,平行于x轴的直线记作l2:y=n.试结合图形回答:当n 为何值时,l2与c1和c2共有:①两个交点;②三个交点;③四个交点;(4)若c 2与x 轴正半轴交点记作B ,试在x 轴上求点P ,使△P AB 为等腰三角形.【答案】(1)223y x x =--+;(2)214;(3)①4;②3;③3<n <4或n <3;(4)(﹣5,0)或(3﹣42,0)或(3+42,0)或(﹣1,0).(4)求得B (3,0),得到OB =3,根据勾股定理得到AB 的长,①当AP =AB ,②当AB =BP =42AP =PB 时,点P 在AB 的垂直平分线上,于是得到结论.试题解析:(1)∵抛物线c 1的顶点为A (﹣1,4),∴设抛物线c 1的解析式为2(1)4y a x =++,把D (0,3)代入2(1)4y a x =++得3=a +4,∴a =﹣1,∴抛物线c 1的解析式为:2(1)4y x =-++,即 223y x x =--+;(2)解223y x x y x m⎧=--+⎨=+⎩得2330x x m ++-=,∵直线l 1:y =x +m 与c 1仅有唯一的交点,∴△=9﹣4m +12=0,∴m =214;(4)如图,∵若c 2与x 轴正半轴交于B ,∴B (3,0),∴OB =3,∴AB =224(13)++ =42: ①当AP =AB =42时,PB =8,∴P 1(﹣5,0);②当AB =BP =42时,P 2(3﹣42,0)或P 3(3+42,0);③当AP =PB 时,点P 在AB 的垂直平分线上,∴P A =PB =4,∴P 4(﹣1,0).综上所述,点P 的坐标为(﹣5,0)或(3﹣42,0)或(3+42,0)或(﹣1,0)时,△P AB 为等腰三角形.考点:二次函数综合题;分类讨论;轴对称的性质;压轴题.。
§1.2 因动点产生的等腰三角形问题课前导学我们先回顾两个画图问题:1.已知线段AB=5厘米,以线段AB为腰的等腰三角形ABC有多少个?顶点C的轨迹是什么?2.已知线段AB=6厘米,以线段AB为底边的等腰三角形ABC有多少个?顶点C的轨迹是什么?已知腰长画等腰三角形用圆规画圆,圆上除了两个点以外,都是顶点C.已知底边画等腰三角形,顶角的顶点在底边的垂直平分线上,垂足要除外.在讨论等腰三角形的存在性问题时,一般都要先分类.如果△ABC是等腰三角形,那么存在①AB=AC,②BA=BC,③CA=CB三种情况.解等腰三角形的存在性问题,有几何法和代数法,把几何法和代数法相结合,可以使得解题又好又快.几何法一般分三步:分类、画图、计算.哪些题目适合用几何法呢?如果△ABC的∠A(的余弦值)是确定的,夹∠A的两边AB和AC可以用含x的式子表示出来,那么就用几何法.①如图1,如果AB=AC,直接列方程;②如图2,如果BA=BC,那么;③如图3,如果CA=CB,那么.代数法一般也分三步:罗列三边长,分类列方程,解方程并检验.如果三角形的三个角都是不确定的,而三个顶点的坐标可以用含x的式子表示出来,那么根据两点间的距离公式,三边长(的平方)就可以罗列出来.图1 图2 图3例 9 2014年长沙市中考第26题如图1,抛物线y=ax2+bx+c(a、b、c是常数,a≠0)的对称轴为y轴,且经过(0,0)和两点,点P在该抛物线上运动,以点P为圆心的⊙P总经过定点A(0, 2).(1)求a、b、c的值;(2)求证:在点P运动的过程中,⊙P始终与x轴相交;(3)设⊙P与x轴相交于M(x1, 0)、N(x2, 0)两点,当△AMN为等腰三角形时,求圆心P的纵坐标.图1动感体验请打开几何画板文件名“14长沙26”,拖动圆心P在抛物线上运动,可以体验到,圆与x轴总是相交的,等腰三角形AMN存在五种情况.思路点拨1.不算不知道,一算真奇妙,原来⊙P在x轴上截得的弦长MN=4是定值.2.等腰三角形AMN存在五种情况,点P的纵坐标有三个值,根据对称性,MA=MN和NA =NM时,点P的纵坐标是相等的.图文解析(1)已知抛物线的顶点为(0,0),所以y=ax2.所以b=0,c=0.将代入y=ax2,得.解得(舍去了负值).(2)抛物线的解析式为,设点P的坐标为.已知A(0, 2),所以>.而圆心P到x轴的距离为,所以半径PA>圆心P到x轴的距离.所以在点P运动的过程中,⊙P始终与x轴相交.(3)如图2,设MN的中点为H,那么PH垂直平分MN.在Rt△PMH中,,,所以MH2=4.所以MH=2.因此MN=4,为定值.等腰△AMN存在三种情况:①如图3,当AM=AN时,点P为原点O重合,此时点P的纵坐标为0.图2 图3②如图4,当MA=MN时,在Rt△AOM中,OA=2,AM=4,所以OM=2.。
§1.2因动点产生的等腰三角形问题
课前导学
我们先回顾两个画图问题:
1.已知线段AB=5厘米,以线段AB为腰的等腰三角形ABC有多少个?顶点C的轨迹是什么?
2.已知线段AB=6厘米,以线段AB为底边的等腰三角形ABC有多少个?顶点C的轨迹是什么?
已知腰长画等腰三角形用圆规画圆,圆上除了两个点以外,都是顶点C.
已知底边画等腰三角形,顶角的顶点在底边的垂直平分线上,垂足要除外.
在讨论等腰三角形的存在性问题时,一般都要先分类.
如果△ABC是等腰三角形,那么存在①AB=AC,②BA=BC,③CA=CB三种情况.
解等腰三角形的存在性问题,有几何法和代数法,把几何法和代数法相结合,可以使得解题又好又快.几何法一般分三步:分类、画图、计算.哪些题目适合用几何法呢?
如果△ABC的∠A(的余弦值)是确定的,夹∠A的两边AB和AC可以用含x的式子表示出来,那么就用几何法.
①如图1,如果AB=AC,直接列方程;②如图2,如果BA=BC,那么1cos
2
AC AB A
=∠;③如图3,如
果CA=CB,那么1cos
2
AB AC A
=∠.
代数法一般也分三步:罗列三边长,分类列方程,解方程并检验.
如果三角形的三个角都是不确定的,而三个顶点的坐标可以用含x的式子表示出来,那么根据两点间的距离公式,三边长(的平方)就可以罗列出来.
图1图2图3
例92014年长沙市中考第26题
如图1,抛物线y =ax 2+bx +c (a 、b 、c 是常数,a ≠0)的对称轴为y 轴,且经过(0,0)和1)16
两点,点P 在该抛物线上运动,以点P 为圆心的⊙P 总经过定点A (0,2).
(1)求a 、b 、c 的值;
(2)求证:在点P 运动的过程中,⊙P 始终与x 轴相交;
(3)设⊙P 与x 轴相交于M (x 1,0)、N (x 2,0)两点,当△AMN 为等腰三角形时,求圆心P 的纵坐标.
图1
动感体验
请打开几何画板文件名“14长沙26”,拖动圆心P 在抛物线上运动,可以体验到,圆与x 轴总是相交的,等腰三角形AMN 存在五种情况.
思路点拨
1.不算不知道,一算真奇妙,原来⊙P 在x 轴上截得的弦长MN =4是定值.
2.等腰三角形AMN 存在五种情况,点P 的纵坐标有三个值,根据对称性,MA =MN 和NA =NM 时,点P 的纵坐标是相等的.
图文解析
(1)已知抛物线的顶点为(0,0),所以y =ax 2.所以b =0,c =0.
将1)16代入y =ax 2,得2116a =.解得14
a =(舍去了负值).(2)抛物线的解析式为214y x =
,设点P 的坐标为21(,)4x x .
已知A (0,2),所以PA ==>21x .而圆心P 到x 轴的距离为214
x ,所以半径PA >圆心P 到x 轴的距离.所以在点P 运动的过程中,⊙P 始终与x 轴相交.
(3)如图2,设MN 的中点为H ,那么PH 垂直平分MN .
在Rt△PMH 中,2241416PM PA x ==+,22411()416
PH x x ==,所以MH 2=4.所以MH =2.因此MN =4,为定值.
等腰△AMN 存在三种情况:
①如图3,当AM =AN 时,点P 为原点O 重合,此时点P 的纵坐标为0.。