中考数学动点问题复习(2020年整理).pptx
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中考数学专题:动点型问题一、中考专题诠释所谓“动点型问题”是指题设图形中存在一个或多个动点,它们在线段、射线或弧线上运动的一类开放性题目.解决这类问题的关键是动中求静,灵活运用有关数学知识解决问题.“动点型问题”题型繁多、题意创新,考察学生的分析问题、解决问题的能力,内容包括空间观念、应用意识、推理能力等,是近几年中考题的热点和难点。
二、解题策略和解法精讲解决动点问题的关键是“动中求静”.从变换的角度和运动变化来研究三角形、四边形、函数图像等图形,通过“对称、动点的运动”等研究手段和方法,来探索与发现图形性质及图形变化,在解题过程中渗透空间观念和合情推理。
在动点的运动过程中观察图形的变化情况,理解图形在不同位置的情况,做好计算推理的过程。
在变化中找到不变的性质是解决数学“动点”探究题的基本思路,这也是动态几何数学问题中最核心的数学本质。
三、中考考点精讲考点一:建立动点问题的函数解析式(或函数图像)函数揭示了运动变化过程中量与量之间的变化规律,是初中数学的重要内容.动点问题反映的是一种函数思想,由于某一个点或某图形的有条件地运动变化,引起未知量与已知量间的一种变化关系,这种变化关系就是动点问题中的函数关系.(一)应用勾股定理建立函数解析式(或函数图像)例1 如图,正方形ABCD的边长为a,动点P从点A出发,沿折线A→B→D→C→A的路径运动,回到点A时运动停止.设点P运动的路程长为长为x,AP长为y,则y关于x的函数图象大致是()A.B.C.D.对应训练1.如图,正△ABC的边长为3cm,动点P从点A出发,以每秒1cm的速度,沿A→B→C的方向运动,到达点C时停止,设运动时间为x(秒),y=PC2,则y关于x的函数的图象大致为()..A B C.D.(二)应用比例式建立函数解析式(或函数图像)例2 、如图,直角梯形AOCD的边OC在x轴上,O为坐标原点,CD垂直于x轴,D(5,4),AD=2.若动点E、F同时从点O出发,E点沿折线OA→AD→DC运动,到达C点时停止;F点沿OC运动,到达C点是停止,它们运动的速度都是每秒1个单位长度.设E运动秒x时,△EOF的面积为y(平方单位),则y关于x的函数图象大致为()A.B.C.D.对应训练2.、如图,Rt△ABC的内切圆⊙O与AB、BC、CA分别相切于点D、E、F,且∠ACB=90°,AB=5,BC=3,点P在射线AC上运动,过点P作PH⊥AB,垂足为H.(1)直接写出线段AC、AD及⊙O半径的长;(2)设PH=x,PC=y,求y关于x的函数关系式;(3)当PH与⊙O相切时,求相应的y值.(三)应用求图形面积的方法建立函数关系式例3 如图,在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC=6,D为BC的中点.(1)若E、F分别是AB、AC上的点,且AE=CF,求证:△AED≌△CFD;(2)当点F、E分别从C、A两点同时出发,以每秒1个单位长度的速度沿CA、AB运动,到点A、B时停止;设△DEF的面积为y,F点运动的时间为x,求y与x的函数关系式;(3)在(2)的条件下,点F、E分别沿CA、AB的延长线继续运动,求此时y与x的函数关系式.对应训练3.、如图,在边长为4的正方形ABCD中,动点P从A点出发,以每秒1个单位长度的速度沿AB向B点运动,同时动点Q从B点出发,以每秒2个单位长度的速度沿BC→CD方向运动,当P运动到B点时,P、Q两点同时停止运动.设P点运动的时间为t,△APQ的面积为S,则S与t的函数关系的图象是()A.B.C.D.考点二:动态几何型压轴题点动、线动、形动构成的问题称之为动态几何问题. 它主要以几何图形为载体,运动变化为主线,集多个知识点为一体,集多种解题思想于一题. 这类题综合性强,能力要求高,它能全面的考查学生的实践操作能力,空间想象能力以及分析问题和解决问题的能力.动态几何特点----问题背景是特殊图形,考查问题也是特殊图形,所以要把握好一般与特殊的关系;分析过程中,特别要关注图形的特性(特殊角、特殊图形的性质、图形的特殊位置。
2020年中考数学真题分项汇编(全国通用)专题26 动点综合问题【共45题】一.选择题(共11小题)1.(2020•铜仁市)如图,在矩形ABCD中,AB=3,BC=4,动点P沿折线BCD从点B开始运动到点D,设点P运动的路程为x,△ADP的面积为y,那么y与x之间的函数关系的图象大致是()A.B.C.D.【分析】分别求出0≤x≤4、4<x<7时函数表达式,即可求解.【解析】由题意当0≤x≤4时,y=12×AD×AB=12×3×4=6,当4<x<7时,y=12×PD×AD=12×(7﹣x)×4=14﹣2x.故选:D.2.(2020•安徽)如图,△ABC和△DEF都是边长为2的等边三角形,它们的边BC,EF在同一条直线l上,点C,E重合.现将△ABC在直线l向右移动,直至点B与F重合时停止移动.在此过程中,设点C移动的距离为x,两个三角形重叠部分的面积为y,则y随x变化的函数图象大致为()A.B.C.D.【分析】分为0<x≤2、2<x≤4两种情况,然后依据等边三角形的性质和三角形的面积公式可求得y与x的函数关系式,于是可求得问题的答案.【解析】如图1所示:当0<x≤2时,过点G作GH⊥BF于H.∵△ABC和△DEF均为等边三角形,∴△GEJ为等边三角形.∴GH=√32EJ=√32x,∴y=12EJ•GH=√34x2.当x=2时,y=√3,且抛物线的开口向上.如图2所示:2<x≤4时,过点G作GH⊥BF于H.y =12FJ •GH =√34(4﹣x )2,函数图象为抛物线的一部分,且抛物线开口向上.故选:A .3.(2020•江西)在平面直角坐标系中,点O 为坐标原点,抛物线y =x 2﹣2x ﹣3与y 轴交于点A ,与x 轴正半轴交于点B ,连接AB ,将Rt △OAB 向右上方平移,得到Rt △O 'A 'B ',且点O ',A '落在抛物线的对称轴上,点B '落在抛物线上,则直线A 'B '的表达式为( )A .y =xB .y =x +1C .y =x +12D .y =x +2【分析】求得A 、B 的坐标以及抛物线的对称轴,根据题意设出A ′(1,n ),则B ′(4,n +3),把B ′(4,n +3)代入抛物线解析式求得n ,即可求得A ′、B ′的坐标,然后根据待定系数法即可求得直线A 'B '的表达式.【解析】如图,∵抛物线y =x 2﹣2x ﹣3与y 轴交于点A ,与x 轴正半轴交于点B ,令y =0,解得x =﹣1或3,令x =0,求得y =﹣3,∴A (3,0),B (0,﹣3),∵抛物线y =x 2﹣2x ﹣3的对称轴为直线x =−−22×1=1, ∴A ′的横坐标为1,设A ′(1,n ),则B ′(4,n +3),∵点B '落在抛物线上,∴n +3=16﹣8﹣3,解得n =2,∴A ′(1,2),B ′(4,5),设直线A 'B '的表达式为y =kx +b ,∴{k +b =24k +b =5, 解得{k =1b =1∴直线A 'B '的表达式为y =x +1,故选:B .4.(2020•衡阳)如图1,在平面直角坐标系中,▱ABCD在第一象限,且BC∥x轴.直线y=x从原点O出发沿x轴正方向平移,在平移过程中,直线被▱ABCD截得的线段长度n与直线在x轴上平移的距离m 的函数图象如图2所示.那么▱ABCD的面积为()A.3B.3√2C.6D.6√2【分析】根据函数图象中的数据可以分别求得平行四边形的边AD的长和边AD边上的高BM的长,从而可以求得平行四边形的面积.【解析】过B作BM⊥AD于点M,分别过B,D作直线y=x的平行线,交AD于E,如图1所示,由图象和题意可得,AE=6﹣4=2,DE=7﹣6=1,BE=2,∴AB=2+1=3,∵直线BE平行直线y=x,∴BM=EM=√2,∴平行四边形ABCD的面积是:AD•BM=3×√2=3√2.故选:B.5.(2020•辽阳)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC=2√2,CD⊥AB于点D.点P从点A出发,沿A→D→C的路径运动,运动到点C停止,过点P作PE⊥AC于点E,作PF⊥BC于点F.设点P 运动的路程为x,四边形CEPF的面积为y,则能反映y与x之间函数关系的图象是()A.B.C.D.【分析】根据Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC=2√2,可得AB=4,根据CD⊥AB于点D.可得AD=BD=2,CD平分角ACB,点P从点A出发,沿A→D→C的路径运动,运动到点C停止,分两种情况讨论:根据PE⊥AC,PF⊥BC,可得四边形CEPF是矩形和正方形,设点P运动的路程为x,四边形CEPF的面积为y,进而可得能反映y与x之间函数关系式,从而可以得函数的图象.【解析】∵在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC=2√2,∴AB=4,∠A=45°,∵CD⊥AB于点D,∴AD=BD=2,∵PE⊥AC,PF⊥BC,∴四边形CEPF是矩形,∴CE=PF,PE=CF,∵点P运动的路程为x,∴AP=x,则AE=PE=x•sin45°=√22x,∴CE=AC﹣AE=2√2−√22x,∵四边形CEPF的面积为y,∴当点P从点A出发,沿A→D路径运动时,即0<x<2时,y=PE•CE=√22x(2√2−√22x)=−12x2+2x=−12(x﹣2)2+2,∴当0<x<2时,抛物线开口向下;当点P沿D→C路径运动时,即2≤x<4时,∵CD是∠ACB的平分线,∴PE=PF,∴四边形CEPF是正方形,∵AD=2,PD=x﹣2,∴CP=4﹣x,y=12(4﹣x)2=12(x﹣4)2.∴当2≤x<4时,抛物线开口向上,综上所述:能反映y与x之间函数关系的图象是:A.故选:A.6.(2020•孝感)如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,∠D=90°,AB=4,BC=6,∠BAD=30°.动点P沿路径A→B→C→D从点A出发,以每秒1个单位长度的速度向点D运动.过点P作PH⊥AD,垂足为H.设点P运动的时间为x(单位:s),△APH的面积为y,则y关于x的函数图象大致是()A.B.C.D.【分析】分别求出点P在AB上运动、点P在BC上运动、点P在CD上运动时的函数表达式,进而求解.【解析】①当点P在AB上运动时,y=12AH×PH=12×AP sin A×AP cos A=12×x2×√34=√38x2,图象为二次函数;②当点P在BC上运动时,如下图,由①知,BH′=AB sin A=4×12=2,同理AH′=2√3,则y=12×AH×PH=12(2√3+x﹣4)×2=2√3−4+x,为一次函数;③当点P在CD上运动时,同理可得:y=12×(2√3+6)×(4+6+2﹣x)=(3+√3)(12﹣x),为一次函数;故选:D.7.(2020•淄博)如图1,点P从△ABC的顶点B出发,沿B→C→A匀速运动到点A,图2是点P运动时,线段BP的长度y随时间x变化的关系图象,其中M是曲线部分的最低点,则△ABC的面积是()A.12B.24C.36D.48【分析】由图2知,AB=BC=10,当BP⊥AC时,y的值最小,即△ABC中,BC边上的高为8(即此时BP=8),即可求解.【解析】由图2知,AB=BC=10,当BP⊥AC时,y的值最小,即△ABC中,BC边上的高为8(即此时BP=8),当y=8时,PC=√BC2−BP2=√102−82=6,△ABC的面积=12×AC×BP=12×8×12=48,故选:D.8.(2020•广元)如图,AB,CD是⊙O的两条互相垂直的直径,点P从点O出发,沿O→C→B→O的路线匀速运动,设∠APD=y(单位:度),那么y与点P运动的时间(单位:秒)的关系图是()A.B.C.D.【分析】根据图示,分三种情况:(1)当点P沿O→C运动时;(2)当点P沿C→B运动时;(3)当点P沿B→O运动时;分别判断出y的取值情况,进而判断出y与点P运动的时间x(单位:秒)的关系图是哪个即可.【解析】(1)当点P沿O→C运动时,当点P在点O的位置时,y=90°,当点P在点C的位置时,∵OA=OC,∴y=45°,∴y由90°逐渐减小到45°;(2)当点P沿C→B运动时,根据圆周角定理,可得y≡90°÷2=45°;(3)当点P沿B→O运动时,当点P在点B的位置时,y=45°,当点P在点O的位置时,y=90°,∴y由45°逐渐增加到90°.故选:B.9.(2020•金昌)如图①,正方形ABCD中,AC,BD相交于点O,E是OD的中点.动点P从点E出发,沿着E→O→B→A的路径以每秒1个单位长度的速度运动到点A,在此过程中线段AP的长度y随着运动时间x的函数关系如图②所示,则AB的长为()A.4√2B.4C.3√3D.2√2【分析】连接AE,由题意DE=OE,设DE=OE=x,则OA=OD=2x,AE=2√5,在Rt△AEO中,利用勾股定理构建方程即可解决问题.【解析】如图,连接AE.∵四边形ABCD是正方形,∴AC⊥BD,OA=OC=OD=OB,由题意DE=OE,设DE=OE=x,则OA=OD=2x,∵AE=2√5,∴x2+(2x)2=(2√5)2,解得x=2或﹣2(不合题意舍弃),∴OA=OD=4,∴AB =AD =4√2,故选:A .10.(2020•台州)如图1,小球从左侧的斜坡滚下,到达底端后又沿着右侧斜坡向上滚,在这个过程中,小球的运动速度v (单位:m /s )与运动时间t (单位:s )的函数图象如图2,则该小球的运动路程y (单位:m )与运动时间t (单位:s )之间的函数图象大致是( )A .B .C .D .【分析】小球从左侧的斜坡滚下是匀变速运动,运动的路程y 是t 的二次函数,图象是先缓后陡,由此即可判断.【解析】小球从左侧的斜坡滚下是匀变速运动,运动的路程y 是t 的二次函数,图象是先缓后陡, 在右侧上升时,情形与左侧相反,故选:C . 11.(2020•河南)如图,在△ABC 中,∠ACB =90°,边BC 在x 轴上,顶点A ,B 的坐标分别为(﹣2,6)和(7,0).将正方形OCDE 沿x 轴向右平移,当点E 落在AB 边上时,点D 的坐标为( )A .(32,2)B .(2,2)C .(114,2) D .(4,2)【分析】根据已知条件得到AC =6,OC =2,OB =7,求得BC =9,根据正方形的性质得到DE =OC =OE =2,求得O ′E ′=O ′C ′=2,根据相似三角形的性质得到BO ′=3,于是得到结论.【解析】如图,设正方形D ′C ′O ′E ′是正方形OCDE 沿x 轴向右平移后的正方形,∵顶点A ,B 的坐标分别为(﹣2,6)和(7,0),∴AC =6,OC =2,OB =7,∴BC =9,∵四边形OCDE 是正方形,∴DE =OC =OE =2,∴O ′E ′=O ′C ′=2,∵E ′O ′⊥BC ,∴∠BO ′E ′=∠BCA =90°,∴E ′O ′∥AC ,∴△BO ′E ′∽△BCA ,∴E′O′AC=BO′BC , ∴26=BO′9,∴BO ′=3,∴OC ′=7﹣2﹣3=2,∴当点E 落在AB 边上时,点D 的坐标为(2,2),故选:B .二.填空题(共11小题)12.(2020•通辽)如图①,在△ABC 中,AB =AC ,∠BAC =120°,点E 是边AB 的中点,点P 是边BC上一动点,设PC =x ,P A +PE =y .图②是y 关于x 的函数图象,其中H 是图象上的最低点.那么a +b 的值为 4+2√3 .【分析】点A关于BC的对称点为点A′,连接A′E交BC于点P,此时y最小,进而求解.【解析】如图,将△ABC沿BC折叠得到△A′BC,则四边形ABA′C为菱形,菱形的对角线交于点O,设菱形的边长为2m,在△ABC中,BC=2BO=2×AC sin∠OAC=4m×sin60°=2√3m,从图②看,AB+BE=3√3=3m,解得:m=√3;点A关于BC的对称点为点A′,连接A′E交BC于点P,此时y最小,∵AB=AC,∠BAC=120°,则∠BAA′=60°,故AA′B为等边三角形,∵E是AB的中点,故A′E⊥AB,而AB∥A′C,故∠P A′C为直角,则a=PC=A′Ccos∠BCA′=2mcos30°=4√33m,此时b=AA′=2m,则a+b=2m+4√33m=4+2√3.故答案为4+2√3.13.(2020•连云港)如图,在平面直角坐标系xOy中,半径为2的⊙O与x轴的正半轴交于点A,点B是⊙O上一动点,点C为弦AB的中点,直线y=34x﹣3与x轴、y轴分别交于点D、E,则△CDE面积的最小值为2.【分析】如图,连接OB ,取OA 的中点M ,连接CM ,过点M 作MN ⊥DE 于N .首先证明点C 的运动轨迹是以M 为圆心,1为半径的⊙M ,设⊙M 交MN 于C ′.求出MN ,当点C 与C ′重合时,△C ′DE 的面积最小.【解析】如图,连接OB ,取OA 的中点M ,连接CM ,过点M 作MN ⊥DE 于N .∵AC =CB ,AM =OM ,∴MC =12OB =1,∴点C 的运动轨迹是以M 为圆心,1为半径的⊙M ,设⊙M 交MN 于C ′.∵直线y =34x ﹣3与x 轴、y 轴分别交于点D 、E ,∴D (4,0),E (0,﹣3),∴OD =4,OE =3,∴DE =2+42=5,∵∠MDN =∠ODE ,∠MND =∠DOE ,∴△DNM ∽△DOE ,∴MNOE =DMDE ,∴MN 3=35, ∴MN =95,当点C 与C ′重合时,△C ′DE 的面积最小,最小值=12×5×(95−1)=2, 故答案为2.14.(2020•福建)设A ,B ,C ,D 是反比例函数y =kx 图象上的任意四点,现有以下结论:①四边形ABCD 可以是平行四边形;②四边形ABCD 可以是菱形;③四边形ABCD 不可能是矩形;④四边形ABCD 不可能是正方形.其中正确的是 ①④ .(写出所有正确结论的序号)【分析】如图,过点O 任意作两条直线分别交反比例函数的图象于A ,C ,B ,D ,得到四边形ABCD .证明四边形ABCD 是平行四边形即可解决问题.【解析】如图,过点O 任意作两条直线分别交反比例函数的图象于A ,C ,B ,D ,得到四边形ABCD .由对称性可知,OA =OC ,OB =OD ,∴四边形ABCD 是平行四边形,当OA =OC =OB =OD 时,四边形ABCD 是矩形.∵反比例函数的图象在一,三象限,∴直线AC 与直线BD 不可能垂直,∴四边形ABCD 不可能是菱形或正方形,故选项①④正确,故答案为①④,15.(2020•淮安)如图,等腰△ABC 的两个顶点A (﹣1,﹣4)、B (﹣4,﹣1)在反比例函数y =k1x (x <0)的图象上,AC=BC.过点C作边AB的垂线交反比例函数y=k1x(x<0)的图象于点D,动点P从点D出发,沿射线CD方向运动3√2个单位长度,到达反比例函数y=k2x(x>0)图象上一点,则k2=1.【分析】用待定系数求得反比例函数y=k1x,再与直线y=x联立方程组求得D点坐标,再题意求得运动后P点的坐标,最后将求得的P点坐标代入y=k2x(x>0)求得结果.【解析】把A(﹣1,﹣4)代入y=k1x中得,k1=4,∴反比例函数y=k1x为y=4x,∵A(﹣1,﹣4)、B(﹣4,﹣1),∴AB的垂直平分线为y=x,联立方程驵{y=4xy=x,解得{x=−2y=−2,或{x=2y=2,∵AC=BC,CD⊥AB,∴CD是AB的垂直平分线,∵CD与反比例函数y=k1x(x<0)的图象于点D,∴D(﹣2,﹣2),∵动点P从点D出发,沿射线CD方向运动3√2个单位长度,到达反比例函数y=k2x(x>0)图象上一点,∴设移动后的点P的坐标为(m,m)(m>﹣2),则(x+2)2+(x+2)2=(3√2)2,∴x=1,∴P(1,1),把P (1,1)代入y =k2x (x >0)中,得k 2=1, 故答案为:1.16.(2020•德州)如图,在矩形ABCD 中,AB =√3+2,AD =√3.把AD 沿AE 折叠,使点D 恰好落在AB边上的D ′处,再将△AED ′绕点E 顺时针旋转α,得到△A 'ED ″,使得EA ′恰好经过BD ′的中点F .A ′D ″交AB 于点G ,连接AA ′.有如下结论:①A ′F 的长度是√6−2;②弧D 'D ″的长度是5√312π;③△A ′AF ≌△A ′EG ;④△AA ′F ∽△EGF .上述结论中,所有正确的序号是 ①②④ .【分析】由折叠的性质可得∠D =∠AD 'E =90°=∠DAD ',AD =AD ',可证四边形ADED '是正方形,可得AD =AD '=D 'E =DE =√3,AE =√2AD =√6,∠EAD '=∠AED '=45°,由勾股定理可求EF 的长,由旋转的性质可得AE =A 'E =√6,∠D 'ED ''=α,∠EA 'D ''=∠EAD '=45°,可求A 'F =√6−2,可判断①;由锐角三角函数可求∠FED '=30°,由弧长公式可求弧D 'D ″的长度,可判断②;由等腰三角形的性质可求∠EAA '=∠EA 'A =52.5°,∠A 'AF =7.5°,可判断③;由“HL ”可证Rt △ED 'G ≌Rt △ED ''G ,可得∴∠D 'GE =∠D ''GE =52.5°,可证△AF A '∽△EFG ,可判断④,即可求解.【解析】∵把AD 沿AE 折叠,使点D 恰好落在AB 边上的D ′处, ∴∠D =∠AD 'E =90°=∠DAD ',AD =AD ',∴四边形ADED '是矩形,又∵AD =AD '=√3,∴四边形ADED '是正方形,∴AD =AD '=D 'E =DE =√3,AE =√2AD =√6,∠EAD '=∠AED '=45°,∴D 'B =AB ﹣AD '=2,∵点F 是BD '中点,∴D 'F =1,∴EF =√D′E 2+D′F 2=√3+1=2,∵将△AED ′绕点E 顺时针旋转α,∴AE =A 'E =√6,∠D 'ED ''=α,∠EA 'D ''=∠EAD '=45°,∴A 'F =√6−2,故①正确;∵tan∠FED'=D′FD′E=1√3=√33,∴∠FED'=30°∴α=30°+45°=75°,∴弧D'D″的长度=75°×π×√3180°=5√312π,故②正确;∵AE=A'E,∠AEA'=75°,∴∠EAA'=∠EA'A=52.5°,∴∠A'AF=7.5°,∵∠AA'F≠∠EA'G,∠AA'E≠∠EA'G,∠AF A'=120°≠∠EA'G,∴△AA'F与△A'GE不全等,故③错误;∵D'E=D''E,EG=EG,∴Rt△ED'G≌Rt△ED''G(HL),∴∠D'GE=∠D''GE,∵∠AGD''=∠A'AG+∠AA'G=105°,∴∠D'GE=52.5°=∠AA'F,又∵∠AF A'=∠EFG,∴△AF A'∽△EFG,故④正确,故答案为:①②④.17.(2020•东营)如图,在Rt△AOB中,OB=2√3,∠A=30°,⊙O的半径为1,点P是AB边上的动点,过点P作⊙O的一条切线PQ(其中点Q为切点),则线段PQ长度的最小值为2√2.【分析】连接OP、OQ,作OP′⊥AB于P′,根据切线的性质得到OQ⊥PQ,根据勾股定理得到PQ=√OP2−1,根据垂线段最短得到当OP⊥AB时,OP最小,根据直角三角形的性质、勾股定理计算即可.【解析】连接OP、OQ,作OP′⊥AB于P′,∵PQ是⊙O的切线,∴OQ⊥PQ,∴PQ=√OP2−OQ2=√OP2−1,当OP最小时,线段PQ长度的最小,当OP⊥AB时,OP最小,在Rt△AOB中,∠A=30°,∴OA=OBtanA=6,在Rt△AOP′中,∠A=30°,∴OP′=12OA=3,∴线段PQ长度的最小值=√32−1=2√2,故答案为:2√2.18.(2020•广东)有一架竖直靠在直角墙面的梯子正在下滑,一只猫紧紧盯住位于梯子正中间的老鼠,等待与老鼠距离最小时扑捉.把墙面、梯子、猫和老鼠都理想化为同一平面内的线或点,模型如图,∠ABC =90°,点M,N分别在射线BA,BC上,MN长度始终保持不变,MN=4,E为MN的中点,点D到BA,BC的距离分别为4和2.在此滑动过程中,猫与老鼠的距离DE的最小值为2√5−2.【分析】如图,连接BE,BD.求出BE,BD,根据DE≥BD﹣BE求解即可.【解析】如图,连接BE,BD.由题意BD =√22+42=2√5,∵∠MBN =90°,MN =4,EM =NE ,∴BE =12MN =2,∴点E 的运动轨迹是以B 为圆心,2为半径的弧,∴当点E 落在线段BD 上时,DE 的值最小,∴DE 的最小值为2√5−2.故答案为2√5−2.19.(2020•鄂州)如图,半径为2cm 的⊙O 与边长为2cm 的正方形ABCD 的边AB 相切于E ,点F 为正方形的中心,直线OE 过F 点.当正方形ABCD 沿直线OF 以每秒(2−√3)cm 的速度向左运动 1或(11+6√3) 秒时,⊙O 与正方形重叠部分的面积为(23π−√3)cm 2.【分析】分两种情形:如图1中,当点A ,B 落在⊙O 上时,如图2中,当点C ,D 落在⊙O 上时,分别求解即可解决问题.【解析】如图1中,当点A ,B 落在⊙O 上时,⊙O 与正方形重叠部分的面积为(23π−√3)cm 2此时,运动时间t =(2−√3)÷(2−√3)=1(秒)如图2中,当点C ,D 落在⊙O 上时,⊙O 与正方形重叠部分的面积为(23π−√3)cm 2此时,运动时间t=[4+2﹣(2−√3)]÷(2−√3)=(11+6√3)(秒),综上所述,满足条件的t的值为1秒或(11+6√3)秒.故答案为1或(11+6√3).20.(2020•鄂州)如图,已知直线y=−√3x+4与x、y轴交于A、B两点,⊙O的半径为1,P为AB上一动点,PQ切⊙O于Q点.当线段PQ长取最小值时,直线PQ交y轴于M点,a为过点M的一条直线,则点P到直线a的距离的最大值为2√3.【分析】在直线y=−√3x+4上,x=0时,y=4,y=0时,x=4√33,可得OB=4,OA=4√33,得角OBA=30°,根据PQ切⊙O于Q点可得OQ⊥PQ,由OQ=1,因此当OP最小时PQ长取最小值,此时OP ⊥AB,若使点P到直线a的距离最大,则最大值为PM,且M位于x轴下方,过点P作PE⊥y轴于点E,根据勾股定理和特殊角30度即可求出PM的长.【解析】如图,在直线y=−√3x+4上,x=0时,y=4,当y=0时,x=4√3 3,∴OB=4,OA=4√3 3,∴tan∠OBA=OAOB=√33,∴∠OBA=30°,由PQ切⊙O于Q点可知:OQ⊥PQ,∴PQ=√OP2−OQ2,由于OQ=1,因此当OP最小时PQ长取最小值,此时OP⊥AB,∴OP=12OB=2,此时PQ=√22−12=√3,BP=√42−22=2√3,∴OQ=12OP,即∠OPQ=30°,若使点P到直线a的距离最大,则最大值为PM,且M位于x轴下方,过点P作PE⊥y轴于点E,∴EP=12BP=√3,∴BE=√(2√3)2−(√3)2=3,∴OE=4﹣3=1,∵OE=12OP,∴∠OPE=30°,∴∠EPM=30°+30°=60°,即∠EMP=30°,∴PM=2EP=2√3.故答案为:2√3.21.(2020•成都)如图,在矩形ABCD中,AB=4,BC=3,E,F分别为AB,CD边的中点.动点P从点E出发沿EA向点A运动,同时,动点Q从点F出发沿FC向点C运动,连接PQ,过点B作BH⊥PQ 于点H,连接DH.若点P的速度是点Q的速度的2倍,在点P从点E运动至点A的过程中,线段PQ 长度的最大值为3√2,线段DH长度的最小值为√13−√2.【分析】连接EF交PQ于M,连接BM,取BM的中点O,连接OH,OD,过点O作ON⊥CD于N.首先利用相似三角形的性质证明EM=2FN,推出EM=2,FN=1,当点P与A重合时,PQ的值最大,解直角三角形求出OD,OH即可解决问题.【解析】连接EF交PQ于M,连接BM,取BM的中点O,连接OH,OD,过点O作ON⊥CD于N.∵四边形ABCD是矩形,DF=CF,AE=EB,∴四边形ADFE是矩形,∴EF=AD=3,∵FQ∥PE,∴△MFQ∽△MEP,∴MFME =FQPE,∵PE=2FQ,∴EM=2MF,∴EM=2,FM=1,当点P与A重合时,PQ的值最大,此时PM=√AE2+ME2=√22+22=2√2,MQ=√FQ2+MF2=√12+12=√2,∴PQ=3√2,∵MF∥ON∥BC,MO=OB,∴FN=CN=1,DN=DF+FN=3,ON=12(FM+BC)=2,∴OD=√DN2+ON2=√32+22=√13,∵BH⊥PQ,∴∠BHM=90°,∵OM=OB,∴OH=12BM=12×√22+22=√2,∵DH≥OD﹣OH,∴DH≥√13−√2,∴DH的最小值为√13−√2,故答案为3√2,√13−√2.22.(2020•泰州)如图,直线a⊥b,垂足为H,点P在直线b上,PH=4cm,O为直线b上一动点,若以1cm为半径的⊙O与直线a相切,则OP的长为3cm或5cm.【分析】当点O在点H的左侧⊙O与直线a相切时,OP=PH﹣OH;当点O在点H的右侧⊙O与直线a相切时,OP=PH+OH,即可得出结果.【解析】∵直线a⊥b,O为直线b上一动点,∴⊙O与直线a相切时,切点为H,∴OH=1cm,当点O在点H的左侧,⊙O与直线a相切时,如图1所示:OP=PH﹣OH=4﹣1=3(cm);当点O在点H的右侧,⊙O与直线a相切时,如图2所示:OP=PH+OH=4+1=5(cm);∴⊙O与直线a相切,OP的长为3cm或5cm,故答案为:3cm或5cm.三.解答题(共23小题)23.(2020•临沂)如图,菱形ABCD的边长为1,∠ABC=60°,点E是边AB上任意一点(端点除外),线段CE的垂直平分线交BD,CE分别于点F,G,AE,EF的中点分别为M,N.(1)求证:AF=EF;(2)求MN+NG的最小值;(3)当点E在AB上运动时,∠CEF的大小是否变化?为什么?【分析】(1)连接CF,根据垂直平分线的性质和菱形的对称性得到CF=EF和CF=AF即可得证;(2)连接AC,根据菱形对称性得到AF+CF最小值为AC,再根据中位线的性质得到MN+NG的最小值为AC的一半,即可求解;(3)延长EF,交DC于H,利用外角的性质证明∠AFC=∠FCE+∠FEC+∠F AE+∠FEA,再由AF=CF =EF,得到∠AEF=∠EAF,∠FEC=∠FCE,从而推断出∠AFD=∠F AE+∠ABF=∠F AE+∠CEF,从而可求出∠ABF=∠CEF=30°,即可证明.【解析】(1)连接CF,∵FG垂直平分CE,∴CF=EF,∵四边形ABCD为菱形,∴A和C关于对角线BD对称,∴CF=AF,∴AF =EF ;(2)连接AC ,∵M 和N 分别是AE 和EF 的中点,点G 为CE 中点,∴MN =12AF ,NG =12CF ,即MN +NG =12(AF +CF ),当点F 与菱形ABCD 对角线交点O 重合时, AF +CF 最小,即此时MN +NG 最小,∵菱形ABCD 边长为1,∠ABC =60°,∴△ABC 为等边三角形,AC =AB =1,即MN +NG 的最小值为12;(3)不变,理由是:延长EF ,交DC 于H ,∵∠CFH =∠FCE +∠FEC ,∠AFH =∠F AE +∠FEA ,∴∠AFC =∠FCE +∠FEC +∠F AE +∠FEA ,∵点F 在菱形ABCD 对角线BD 上,根据菱形的对称性可得:∠AFD =∠CFD =12∠AFC ,∵AF =CF =EF ,∴∠AEF =∠EAF ,∠FEC =∠FCE ,∴∠AFD=∠F AE+∠ABF=∠F AE+∠CEF,∴∠ABF=∠CEF,∵∠ABC=60°,∴∠ABF=∠CEF=30°,为定值.24.(2020•金华)如图,在平面直角坐标系中,正方形ABOC的两直角边分别在坐标轴的正半轴上,分别过OB,OC的中点D,E作AE,AD的平行线,相交于点F,已知OB=8.(1)求证:四边形AEFD为菱形.(2)求四边形AEFD的面积.(3)若点P在x轴正半轴上(异于点D),点Q在y轴上,平面内是否存在点G,使得以点A,P,Q,G为顶点的四边形与四边形AEFD相似?若存在,求点P的坐标;若不存在,试说明理由.【分析】(1)根据邻边相等的四边形是菱形证明即可.(2)连接DE,求出△ADE的面积即可解决问题.(3)首先证明AK=3DK,①当AP为菱形的一边,点Q在x轴的上方,有图2,图3两种情形.②当AP为菱形的边,点Q在x轴的下方时,有图4,图5两种情形.③如图6中,当AP为菱形的对角线时,有图6一种情形.分别利用相似三角形的性质求解即可.【解答】(1)证明:如图1中,∵AE∥DF,AD∥EF,∴四边形AEFD是平行四边形,∵四边形ABOC是正方形,∴AC=AB=OC=OB,∠ACE=∠ABD=90°,∵E,D分别是OC,OB的中点,∴CE=BD,∴△CAE≌△ABD(SAS),∴AE=AD,∴四边形AEFD是菱形.(2)解:如图1中,连接DE.∵S△ADB=S△ACE=12×8×4=16,S△EOD=12×4×4=8,∴S△AED=S正方形ABOC﹣2S△ABD﹣S△EOD=64﹣2×16﹣8=24,∴S菱形AEFD=2S△AED=48.(3)解:如图1中,连接AF,设AF交DE于K,∵OE=OD=4,OK⊥DE,∴KE=KD,∴OK=KE=KD=2√2,∵AO=8√2,∴AK=6√2,∴AK=3DK,①当AP 为菱形的一边,点Q 在x 轴的上方,有图2,图3两种情形:如图2中,设AG 交PQ 于H ,过点H 作HN ⊥x 轴于N ,交AC 于M ,设AM =t .∵菱形P AQG ∽菱形ADFE ,∴PH =3AH ,∵HN ∥OQ ,QH =HP ,∴ON =NP , ∴HN 是△PQO 的中位线,∴ON =PN =8﹣t ,∵∠MAH =∠PHN =90°﹣∠AHM ,∠PNH =∠AMH =90°,∴△HMA ∽△PNH ,∴AMNH =MHPN =AHPH =13, ∴HN =3AM =3t ,∴MH =MN ﹣NH =8﹣3t ,∵PN =3MH ,∴8﹣t =3(8﹣3t ),∴t =2,∴OP =2ON =2(8﹣t )=12,∴P (12,0).如图3中,过点H 作HI ⊥y 轴于I ,过点P 作PN ⊥x 轴交IH 于N ,延长BA 交IN 于M .同法可证:△AMH ∽△HNP ,∴AMHN =MHPN =AHHP =13,设MH =t , ∴PN =3MH =3t ,∴AM =BM ﹣AB =3t ﹣8,∵HI 是△OPQ 的中位线,∴OP =2IH ,∴HI =HN ,∴8+t =9t ﹣24,∴t =4,∴OP =2HI =2(8+t )=24,∴P (24,0).②当AP 为菱形的边,点Q 在x 轴的下方时,有图4,图5两种情形:如图4中,QH =3PH ,过点H 作HM ⊥OC 于M ,过D 点P 作PN ⊥MH 于N .∵MH 是△QAC 的中位线,∴MH =12AC =4, 同法可得:△HPN ∽△QHM ,∴NPHM =HN MQ =PH QH =13, ∴PN =13HM =43,∴OM =PN =43,设HN =t ,则MQ =3t ,∵MQ =MC ,∴3t =8−43,∴t =209, ∴OP =MN =4+t =569,∴点P 的坐标为(569,0).如图5中,QH =3PH ,过点H 作HM ⊥x 轴于M 交AC 于I ,过点Q 作QN ⊥HM 于N .∵IH 是△ACQ 的中位线,∴CQ =2HI ,NQ =CI =4,同法可得:△PMH ∽△HNQ ,∴MHNQ =PMHN =PHHQ =13,则MH =13NQ =43, 设PM =t ,则HN =3t ,∵HN =HI ,∴3t =8+43,∴t =289,∴OP =OM ﹣PM =QN ﹣PM =4﹣t =89,∴P (89,0). ③如图6中,当AP 为菱形的对角线时,有图6一种情形:过点H 作HM ⊥y 轴于于点M ,交AB 于I ,过点P 作PN ⊥HM 于N .∵HI ∥x 轴,AH =HP ,∴AI =IB =4,∴PN =IB =4,同法可得:△PNH ∽△HMQ ,∴PNHM =HNMQ =PHHQ =13, ∴MH =3PN =12,HI =MH ﹣MI =4,∵HI 是△ABP 的中位线,∴BP =2IH =8,∴OP =OB +BP =16,∴P (16,0),综上所述,满足条件的点P 的坐标为(12,0)或(24,0)或(569,0)或(89,0)或(16,0). 25.(2020•连云港)筒车是我国古代利用水力驱动的灌溉工具,唐代陈廷章在《水轮赋)中写道:“水能利物,轮乃曲成”.如图,半径为3m 的筒车⊙O 按逆时针方向每分钟转56圈,筒车与水面分别交于点A 、B ,筒车的轴心O 距离水面的高度OC 长为2.2m ,筒车上均匀分布着若干个盛水筒.若以某个盛水筒P 刚浮出水面时开始计算时间.(1)经过多长时间,盛水筒P 首次到达最高点?(2)浮出水面3.4秒后,盛水筒P 距离水面多高?(3)若接水槽MN 所在直线是⊙O 的切线,且与直线AB 交于点M ,MO =8m .求盛水筒P 从最高点开始,至少经过多长时间恰好在直线MN 上.(参考数据:cos43°=sin47°≈1115,sin16°=cos74°≈1140,sin22°=cos68°≈38)【分析】(1)如图1中,连接OA .求出∠AOC 的度数,以及旋转速度即可解决问题.(2)如图2中,盛水筒P 浮出水面3.4秒后,此时∠AOP =3.4×5°=17°,过点P 作PD ⊥OC 于D ,解直角三角形求出CD 即可.(3)如图3中,连接OP ,解直角三角形求出∠POM ,∠COM ,可得∠POH 的度数即可解决问题.【解析】(1)如图1中,连接OA .由题意,筒车每秒旋转360°×56÷60=5°,在Rt △ACO 中,cos ∠AOC =OC OA =2.23=1115. ∴∠AOC =43°,∴180−435=27.4(秒).答:经过27.4秒时间,盛水筒P 首次到达最高点.(2)如图2中,盛水筒P 浮出水面3.4秒后,此时∠AOP =3.4×5°=17°,∴∠POC =∠AOC +∠AOP =43°+17°=60°,过点P 作PD ⊥OC 于D ,在Rt △POD 中,OD =OP •cos60°=3×12=1.5(m ), 2.2﹣1.5=0.7(m ),答:浮出水面3.4秒后,盛水筒P 距离水面0.7m .(3)如图3中,∵点P 在⊙O 上,且MN 与⊙O 相切,∴当点P 在MN 上时,此时点P 是切点,连接OP ,则OP ⊥MN ,在Rt △OPM 中,cos ∠POM =OP OM =38,∴∠POM =68°,在Rt △COM 中,cos ∠COM =OC OM =2.28=1140, ∴∠COM =74°,∴∠POH =180°﹣∠POM ﹣∠COM =180°﹣68°﹣74°=38°,∴需要的时间为385=7.6(秒),答:盛水筒P 从最高点开始,至少经过7.6秒恰好在直线MN 上.26.(2020•潍坊)如图1,在△ABC 中,∠A =90°,AB =AC =√2+1,点D ,E 分别在边AB ,AC 上,且AD =AE =1,连接DE .现将△ADE 绕点A 顺时针方向旋转,旋转角为α(0°<α<360°),如图2,连接CE ,BD ,CD .(1)当0°<α<180°时,求证:CE =BD ;(2)如图3,当α=90°时,延长CE 交BD 于点F ,求证:CF 垂直平分BD ;(3)在旋转过程中,求△BCD 的面积的最大值,并写出此时旋转角α的度数.【分析】(1)利用“SAS ”证得△ACE ≌△ABD 即可得到结论;(2)利用“SAS ”证得△ACE ≌△ABD ,推出∠ACE =∠ABD ,计算得出AD =BC =√2+2,利用等腰三角形“三线合一”的性质即可得到结论;(3)观察图形,当点D 在线段BC 的垂直平分线上时,△BCD 的面积取得最大值,利用等腰直角三角形的性质结合三角形面积公式即可求解.【解答】(1)证明:如图2中,根据题意:AB =AC ,AD =AE ,∠CAB =∠EAD =90°,∵∠CAE +∠BAE =∠BAD +∠BAE =90°,∴∠CAE =∠BAD ,在△ACE 和△ABD 中,{AC =AB ∠CAE =∠BAD AE =AD,∴△ACE ≌△ABD (SAS ),∴CE =BD ;(2)证明:如图3中,根据题意:AB =AC ,AD =AE ,∠CAB =∠EAD =90°,在△ACE 和△ABD 中,{AC =AB ∠CAE =∠BAD AE =AD,∴△ACE ≌△ABD (SAS ),∴∠ACE =∠ABD ,∵∠ACE +∠AEC =90°,且∠AEC =∠FEB ,∴∠ABD +∠FEB =90°,∴∠EFB =90°,∴CF ⊥BD ,∵AB =AC =√2+1,AD =AE =1,∠CAB =∠EAD =90°,∴BC =√2AB =√2+2,CD =AC +AD =√2+2,∴BC =CD ,∵CF ⊥BD , ∴CF 是线段BD 的垂直平分线;(3)解:△BCD 中,边BC 的长是定值,则BC 边上的高取最大值时△BCD 的面积有最大值,∴当点D 在线段BC 的垂直平分线上时,△BCD 的面积取得最大值,如图4中:∵∵AB =AC =√2+1,AD =AE =1,∠CAB =∠EAD =90°,DG ⊥BC 于G ,∴AG =12BC =√2+22,∠GAB =45°,∴DG =AG +AD =√2+22+1=√2+42,∠DAB =180°﹣45°=135°,∴△BCD 的面积的最大值为:12BC ⋅DG =12(√2+2)(√2+42)=3√2+52, 旋转角α=135°.27.(2020•苏州)如图,已知∠MON =90°,OT 是∠MON 的平分线,A 是射线OM 上一点,OA =8cm .动点P 从点A 出发,以1cm /s 的速度沿AO 水平向左作匀速运动,与此同时,动点Q 从点O 出发,也以1cm /s 的速度沿ON 竖直向上作匀速运动.连接PQ ,交OT 于点B .经过O 、P 、Q 三点作圆,交OT 于点C ,连接PC 、QC .设运动时间为t (s ),其中0<t <8.(1)求OP +OQ 的值;(2)是否存在实数t ,使得线段OB 的长度最大?若存在,求出t 的值;若不存在,说明理由.(3)求四边形OPCQ 的面积.【分析】(1)由题意得出OP =8﹣t ,OQ =t ,则可得出答案;(2)如图,过点B 作BD ⊥OP ,垂足为D ,则BD ∥OQ .设线段BD 的长为x ,则BD =OD =x ,OB =√2BD =√2x ,PD =8﹣t ﹣x ,得出PDOP =BDOQ ,则8−t−x8−t =x t ,解出x =8t−t 28.由二次函数的性质可得出答案; (3)证明△PCQ 是等腰直角三角形.则S △PCQ =12PC •QC =12×√22PQ ⋅√22PQ =14PQ 2.在Rt △POQ 中,PQ 2=OP 2+OQ 2=(8﹣t )2+t 2.由四边形OPCQ 的面积S =S △POQ +S △PCQ 可得出答案.【解析】(1)由题意可得,OP =8﹣t ,OQ =t ,∴OP +OQ =8﹣t +t =8(cm ).(2)当t =4时,线段OB 的长度最大.如图,过点B 作BD ⊥OP ,垂足为D ,则BD ∥OQ .∵OT 平分∠MON ,∴∠BOD =∠OBD =45°,∴BD =OD ,OB =√2BD .设线段BD 的长为x ,则BD =OD =x ,OB =√2BD =√2x ,PD =8﹣t ﹣x ,∵BD ∥OQ ,∴PD OP =BD OQ , ∴8−t−x 8−t =xt ,∴x =8t−t 28.∴OB=√2⋅8t−t28=−√28(t−4)2+2√2.当t=4时,线段OB的长度最大,最大为2√2cm.(3)∵∠POQ=90°,∴PQ是圆的直径.∴∠PCQ=90°.∵∠PQC=∠POC=45°,∴△PCQ是等腰直角三角形.∴S△PCQ=12PC•QC=12×√22PQ⋅√22PQ=14PQ2.在Rt△POQ中,PQ2=OP2+OQ2=(8﹣t)2+t2.∴四边形OPCQ的面积S=S△POQ+S△PCQ=12OP⋅OQ+14PQ2,=12t(8−t)+14[(8−t)2+t2],=4t−12t2+12t2+16﹣4t=16.∴四边形OPCQ的面积为16cm2.28.(2020•黑龙江)如图,在平面直角坐标系中,矩形ABCD的边AB长是x2﹣3x﹣18=0的根,连接BD,∠DBC=30°,并过点C作CN⊥BD,垂足为N,动点P从B点以每秒2个单位长度的速度沿BD方向匀速运动到D点为止;点M沿线段DA以每秒√3个单位长度的速度由点D向点A匀速运动,到点A为止,点P与点M同时出发,设运动时间为t秒(t>0).(1)线段CN=3√3;(2)连接PM和MN,求△PMN的面积s与运动时间t的函数关系式;(3)在整个运动过程中,当△PMN是以PN为腰的等腰三角形时,直接写出点P的坐标.【分析】(1)解方程求出AB的长,由直角三角形的性质可求BD,BC的长,CN的长;(2)分三种情况讨论,由三角形的面积可求解;(3)分两种情况讨论,由等腰三角形的性质和勾股定理可求解.【解析】(1)∵AB长是x2﹣3x﹣18=0的根,∴AB=6,∵四边形ABCD是矩形,∴AD=BC,AB=CD=6,∠BCD=90°,∵∠DBC=30°,∴BD=2CD=12,BC=√3CD=6√3,∵∠DBC=30°,CN⊥BD,∴CN=12BC=3√3,故答案为:3√3.(2)如图,过点M作MH⊥BD于H,∵AD∥BC,∴∠ADB=∠DBC=30°,∴MH=12MD=√32t,∵∠DBC=30°,CN⊥BD,∴BN=√3CN=9,当0<t<92时,△PMN的面积s=12×(9﹣2t)×√32t=−√32t2+9√34t;当t=92时,点P与点N重合,s=0,当92<t≤6时,△PMN的面积s=12×(2t﹣9)×√32t=√32t2−9√34t;(3)如图,过点P作PE⊥BC于E,当PN =PM =9﹣2t 时,∵PM 2=MH 2+PH 2,∴(9﹣2t )2=(√32t )2+(12﹣2t −32t )2, ∴t =3或t =73,∴BP =6或143,当BP =6时,∵∠DBC =30°,PE ⊥BC ,∴PE =12BP =3,BE =√3PE =3√3,∴点P (3√3,3),当BP =143时,同理可求点P (7√33,73), 当PN =NM =9﹣2t 时,∵NM 2=MH 2+NH 2,∴(9﹣2t )2=(√32t )2+(32t ﹣3)2, ∴t =3或24(不合题意舍去),∴BP =6,∴点P (3√3,3),综上所述:点P 坐标为(3√3,3)或(7√33,73). 29.(2020•河北)如图1和图2,在△ABC 中,AB =AC ,BC =8,tan C =34.点K 在AC 边上,点M ,N 分别在AB ,BC 上,且AM =CN =2.点P 从点M 出发沿折线MB ﹣BN 匀速移动,到达点N 时停止;而点Q 在AC 边上随P 移动,且始终保持∠APQ =∠B .(1)当点P在BC上时,求点P与点A的最短距离;(2)若点P在MB上,且PQ将△ABC的面积分成上下4:5两部分时,求MP的长;(3)设点P移动的路程为x,当0≤x≤3及3≤x≤9时,分别求点P到直线AC的距离(用含x的式子表示);(4)在点P处设计并安装一扫描器,按定角∠APQ扫描△APQ区域(含边界),扫描器随点P从M到B再到N共用时36秒.若AK=94,请直接写出点K被扫描到的总时长.【分析】(1)如图1中,过点A作AH⊥BC于H.解直角三角形求出AH即可.(2)利用相似三角形的性质求解即可.(3)分两种情形:当0≤x≤3时,当3<x≤9时,分别画出图形求解即可.(4)求出CK的长度,以及CQ的最大值,利用路程与速度的关系求解即可.【解析】(1)如图1中,过点A作AH⊥BC于H.∵AB=AC,AH⊥BC,∴BH=CH=4,∠B=∠C,∴tan∠B=tan∠C=AHBH=34,∴AH=3,AB=AC=√AH2+BH2=√32+42=5.∴当点P在BC上时,点P到A的最短距离为3.(2)如图1中,∵∠APQ=∠B,∴PQ∥BC,∴△APQ∽△ABC,。
中考动点专题所谓“动点型问题”是指题设图形中消失一个或多个动点,它们在线段.射线或弧线上活动的一类凋谢性标题.解决这类问题的症结是动中求静,灵巧应用有关数学常识解决问题.症结:动中求静.数学思惟:分类思惟函数思惟方程思惟数形联合思惟转化思惟重视对几何图形活动变更才能的考察从变换的角度和活动变更来研讨三角形.四边形.函数图像等图形,经由过程“对称.动点的活动”等研讨手腕和办法,来摸索与发明图形性质及图形变更,在解题进程中渗入渗出空间不雅念和合情推理.选择根本的几何图形,让学生阅历摸索的进程,以才能立意,考察学生的自立探讨才能,促进造就学生解决问题的才能.图形在动点的活动进程中不雅察图形的变更情形,须要懂得图形在不合地位的情形,才干做好盘算推理的进程.在变更中找到不变的性质是解决数学“动点”探讨题的根本思绪,这也是动态几何数学问题中最焦点的数学本质.二期课改后数学卷中的数学压轴性题正慢慢转向数形联合.动态几何.着手操纵.试验探讨等偏向成长.这些压轴题题型繁多.题意创新,目标是考察学生的剖析问题.解决问题的才能,内容包含空间不雅念.应用意识.推理才能等.从数学思惟的层面上讲:(1)活动不雅点;(2)方程思惟;(3)数形联合思惟;(4)分类思惟;(5)转化思惟等.研讨积年来各区的压轴性试题,就能找到本年中考数学试题的热门的形成和命题的动向,它有利于我们教师在教授教养中研讨对策,掌控偏向.只的如许,才干更好的造就学生解题素养,在本质教导的布景下更明白地表现课程尺度的导向.本文拟就压轴题的题型布景和区分度测量点的消失性和区分度小题处理手段提出本身的不雅点.函数揭示了活动变更进程中量与量之间的变更纪律,是初中数学的重要内容.动点问题反应的是一种函数思惟,因为某一个点或某图形的有前提地活动变更,引起未知量与已知量间的一种变更关系,这种变更关系就是动点问题中的函数关系.那么,我们如何树立这种函数解析式呢?下面联合中测验题举例剖析.一.应用勾股定理树立函数解析式例1(2000年·上海)如图1,在半径为6,圆心角为90°的扇形OAB 的弧AB 上,有一个动点P,PH ⊥OA,垂足为H,△OPH 的重心为G.(1)当点P 在弧AB 上活动时,线段GO.GP.GH 中,有无长度保持不变的线段?假如有,请指出如许的线段,并求出响应的长度.(2)设PH x =,GP y =,求y 关于x 的函数解析式,并写出函数的界说域(即自变量x 的取值规模).(3)假如△PGH 是等腰三角形,试求出线段PH 的长. 解:(1)当点P 在弧AB 上活动时,OP 保持不变,于是线段GO.GP.GH 中,有长度保持不变的线段,这条线段是GH=32NH=2132⋅OP=2.(2)在Rt △POH 中, 22236x PH OP OH -=-=,∴2362121x OH MH -==.在Rt △MPH 中, .HM NGPO AB图1x y∴y =GP=32MP=233631x + (0<x <6).(3)△PGH 是等腰三角形有三种可能情形: ①GP=PH 时,x x =+233631,解得6=x . 经磨练,6=x 是原方程的根,且相符题意.②GP=GH 时,2336312=+x ,解得0=x . 经磨练,0=x 是原方程的根,但不相符题意.③PH=GH 时,2=x .综上所述,假如△PGH 是等腰三角形,那么线段PH 的长为6或2. 二.应用比例式树立函数解析式例2(2006年·山东)如图2,在△ABC 中,AB=AC=1,点D,BD=,x CE=y . (1)假如∠BAC=30°,∠DAE=105°,试肯定y 与x 之间的函数解析式;(2)假如∠BAC 的度数为α,∠DAE 的度数为β,当α,β知足如何的关系式时,(1)中y 与x 之间的函数解析式还成立?试解释来由.解:(1)在△ABC 中,∵AB=AC,∠BAC=30°,∴∠ABC=∠ACB=75°, ∴∠ABD=∠ACE=105°. ∵∠BAC=30°,∠DAE=105°, ∴∠DAB+∠CAE=75°,又∠DAB+∠ADB=∠ABC=75°, ∴∠CAE=∠ADB,∴△ADB ∽△EAC, ∴ACBD CEAB =,∴11x y =, ∴xy 1=.(2)因为∠DAB+∠CAE=αβ-,又∠DAB+∠ADB=∠ABC=290α-︒,且函数关系式成立,AED CB图2 3(1)∴290α-︒=αβ-, 整顿得=-2αβ︒90. 当=-2αβ︒90时,函数解析式xy 1=成立. 例3(2005年·上海)如图3(1),在△ABC 中,∠ABC=90°,AB=4,BC=3. 点EP ⊥ED,交射线AB 于点P,交射线CB 于点F.(1)求证: △ADE ∽△AEP.(2)设OA=x ,AP=y ,求y 关于x 的函数解析式,并写出它的界说域.(3)当BF=1时,求线段AP 的长. 解:(1)贯穿连接OD.依据题意,得OD ⊥AB,∴∠ODA=90°,∠ODA=∠DEP.又由OD=OE,得∠ODE=∠OED.∴∠ADE=∠AEP, ∴△ADE ∽△AEP.(2)∵∠ABC=90°,AB=4,BC=3, ∴AC=5. ∵∠ABC=∠ADO=90°, ∴OD ∥BC, ∴53x OD =,54x AD =,∴OD=x 53,AD=x 54. ∴AE=x x 53+=x 58. ∵△ADE ∽△AEP, ∴AE ADAP AE =, ∴x x yx 585458=. ∴x y 516= (8250≤<x ). (3)当BF=1时,①若EP 交线段CB 的延伸线于点F,如图3(1),则CF=4.∵∠ADE=∠AEP, ∴∠PDE=∠PEC. ∵∠FBP=∠DEP=90°,∠FPB=∠DPE, ∴∠F=∠PDE, ∴∠F=∠FEC, ∴CF=CE. ∴5-x 58=4,得85=x .可求得2=y ,即AP=2.②若EP 交线段CB 于点F,如图3(2), 则CF=2. 类似①,可得CF=CE.A3(2)∴5-x 58=2,得815=x . 可求得6=y ,即AP=6.综上所述,当BF=1时,线段AP 的长为2或6. 三.应用求图形面积的办法树立函数关系式例4(2004年·上海)如图,在△ABC 中,∠BAC=90°,AB=AC=22,⊙A 的半径为1.若点O 在BC 边上活动(与点B.C 不重合),设BO=x ,△AOC 的面积为y .(1)求y 关于x 的函数解析式,并写出函数的界说域.(2)以点O 为圆心,BO 长为半径作圆O,求当⊙O 与⊙A 相切时,△AOC 的面积.解:(1)过点A 作AH ⊥BC,垂足为H.∵∠BAC=90°,AB=AC=22, ∴BC=4,AH=21BC=2. ∴OC=4-x . ∵AH OC S AOC ⋅=∆21, ∴4+-=x y (40<<x ). (2)①当⊙O 与⊙A 外切时,在Rt △AOH 中,OA=1+x ,OH=x -2, ∴222)2(2)1(x x -+=+. 解得67=x . 此时,△AOC 的面积y =617674=-. ②当⊙O 与⊙A 内切时,在Rt △AOH 中,OA=1-x ,OH=2-x , ∴222)2(2)1(-+=-x x . 解得27=x . 此时,△AOC 的面积y =21274=-.综上所述,当⊙O 与⊙A 相切时,△AOC 的面积为617或21. 动态几何特色----问题布景是特别图形,考察询题也是特别图形,所以要掌控好一般与特别的关系;剖析进程中,特别要存眷图形的特点(特别角.ACO 图8HC特别图形的性质.图形的特别地位.)动点问题一向是中考热门,近几年考察探讨活动中的特别性:等腰三角形.直角三角形.类似三角形.平行四边形.梯形.特别角或其三角函数.线段或面积的最值.下面就此问题的罕有题型作简略介绍,解题办法.症结给以点拨. 一.以动态几何为主线的压轴题 (一)点动问题.1.(09年徐汇区)如图,ABC ∆中,10==AC AB ,12=BC ,点D 在边BC 上,且4=BD ,以点D 为极点作B EDF ∠=∠,分离交边AB 于点E ,交射线CA 于点F .(1)当6=AE 时,求AF 的长;(2)当以点C 为圆心CF 长为半径的⊙C 和以点A 为圆心AE 长为半径的⊙A相切时,求BE 的长; (3)当以边AC 为直径的⊙O 与线段DE 相切时,求BE 的长. [题型布景和区分度测量点]本题改编改过教材九上《类似形》24.5(4)例六,典范的一线三角(三等角)问题,试题在原题的基本上改编出第一小题,当E 点在AB 边上活动时,渗入渗出入圆与圆的地位关系(相切问题)的消失性的研讨形成了第二小题,参加直AB CDEOlA ′线与圆的地位关系(相切问题)的消失性的研讨形成了第三小题.区分度测量点在直线与圆的地位关系和圆与圆的地位关系,从而应用方程思惟来求解.[区分度性小题处理手段]1.直线与圆的相切的消失性的处理办法:应用d=r 树立方程.2.圆与圆的地位关系的消失性(相切问题)的处理办法:应用d=R ±r(r R >)树立方程.3.解题的症结是用含x 的代数式暗示出相干的线段. [ 略解]解:(1) 证实CDF ∆∽EBD ∆∴BECDBD CF =,代入数据得8=CF ,∴AF=2 (2)设BE=x ,则,10==AC d ,10x AE -=应用(1)的办法xCF 32=,相切时特别切和内切两种情形斟酌: 外切,xx 321010+-=,24=x ;内切,xx 321010--=,17210±=x .100<<x∴当⊙C 和⊙A 相切时,BE 的长为24或17210-. (3)当以边AC 为直径的⊙O 与线段DE 相切时,320=BE . (二)线动问题在矩形ABCD 中,AB =3,点O 在对角线AC 上,直线l 过点O,且与AC 垂直交AD 于点E.(1)若直线l 过点B,把△ABE 沿直线l 翻折,点A 与矩形ABCD 的对称中间A '重合,求BC 的长;(2)若直线l 与AB 订交于点F,且AO =41AC,设AD 的长为x ,五边形BCDEF 的面积为S.①求S 关于x 的函数关系式,并指出x 的取值规模;ABCDE O lF ②摸索:是否消失如许的x ,以A 为圆心,以-x 43长为半径的圆与直线l 相切,若消失,请求出x 的值;若不消失,请解释来由.[题型布景和区分度测量点]本题以矩形为布景,联合轴对称.类似.三角等相干常识编制得到.第一小题考察了学生轴对称.矩形.勾股定理三小块常识内容;当直线l 沿AB 边向上平移时,寻找面积函数解析式为区分测量点一.参加直线与圆的地位关系(相切问题)的消失性的研讨形成了区分度测量点二.[区分度性小题处理手段]1.找面积关系的函数解析式,规矩图形套用公式或用割补法,不规矩图形用割补法.2.直线与圆的相切的消失性的处理办法:应用d=r 树立方程. 3.解题的症结是用含x 的代数式暗示出相干的线段. [ 略解](1)∵A ’是矩形ABCD 的对称中间∴A ’B =AA ’=21AC∵AB =A ’B,AB =3∴AC =6 33=BC(2)①92+=x AC ,9412+=x AO ,)9(1212+=x AF ,x x AE 492+=∴AF 21⋅=∆AE S AEFx x 96)9(22+=,xx x S 96)9(322+-=xx x S 968127024-+-= (333<<x )②若圆A 与直线l 相切,则941432+=-x x ,01=x (舍去),582=x ∵3582<=x ∴不消失如许的x ,使圆A 与直线l 相切.(三)面动问题如图,在ABC ∆中,6,5===BC AC AB ,D .E 分离是边AB .AC 上的两个动点(D 不与A .B 重合),且保持BC DE ∥,认为DE 边,在点A 的异侧作正方形DEFG .(1)试求ABC ∆的面积;(2)当边FG 与BC 重应时,求正方形DEFG 的边长;(3)设x AD =,ABC ∆与正方形DEFG 重叠部分的面积为y ,试求y 关于x 的函数关系式,并写出界说域;(4)当BDG ∆是等腰三角形时,请直接写出AD 的长. [题型布景和区分度测量点]本题改编改过教材九上《类似形》24.5(4)例七,典范的共角类似三角形问题,试题为了形成坡度,在原题的基本上改编出求等腰三角形面积的第一小题,当D 点在AB 边上活动时,正方形DEFG 整体动起来,GF 边落在BC 边上时,正好和教材中的例题对应,可以说是类似三角形对应的小高比大高=对应的小边比大边,探寻正方形和三角形的重叠部分的面积与线段AD 的关系的函数解析式形成了第三小题,仍然属于面积类习题来设置区分测量点一,用等腰三角形的消失性来设置区分测量点二. [区分度性小题处理手段]1.找到三角形与正方形的重叠部分是解决本题的症结,如上图3-1.3-2重叠部分分离为正方形和矩形包含两种情形.2.准确的抓住等腰三角形的腰与底的分类,如上图3-3.3-4.3-5用方程思惟解决.C3.解题的症结是用含x 的代数式暗示出相干的线段. [ 略解]解:(1)12=∆ABC S .(2)令此时正方形的边长为a ,则446a a -=,解得512=a . (3)当20≤x 时, 22253656x x y =⎪⎭⎫ ⎝⎛=, 当52 x 时, ()2252452455456x x x x y -=-⋅=. (4)720,1125,73125=AD . [类题]改编自09奉贤3月考25题,将前提(2)“当点M .N 分离在边BA .CA 上时”,去失落,同时加到第(3)题中.已知:在△ABC 中,AB =AC ,∠B =30º,BC =6,点D 在边BC 上,点E 在线段DC上,DE =3,△DEF 是等边三角形,边DF .EF 与边BA .CA 分离订交于点M .N . (1)求证:△BDM ∽△CEN ;(2)设BD =x ,△ABC 与△DEF 重叠部分的面积为y ,求y 关于x 的函数解析式,并写出界说域.(3)当点M .N 分离在边BA .CA 上时,是否消失点D ,使以M 为圆心,BM 为半径的圆与直线EF 相切,假如消失,请求出x 的值;如不消失,请解释来由.例1:已知⊙O 的弦AB 的长等于⊙O 的半径,点C 在⊙O 上变更(不与A.B )重合,求∠ACB 的大小 .ABF DEMNC剖析:点C 的变更是否影响∠ACB 的大小的变更呢?我们无妨将点C 转变一下,若何变更呢?可能在优弧AB 上,也可能在劣弧AB 上变更,显然这两者的成果不一样.那么,当点C 在优弧AB 上变更时,∠ACB 所对的弧是劣弧AB,它的大小为劣弧AB 的一半,是以很天然地想到它的圆心角,贯穿连接AO.BO,则因为AB=OA=OB,即三角形ABC 为等边三角形,则∠AOB=600,则由同弧所对的圆心角与圆周角的关系得出:∠ACB=21∠AOB=300,当点C 在劣弧AB 上变更时,∠ACB 所对的弧是优弧AB,它的大小为优弧AB 的一半,由∠AOB=600得,优弧AB的度数为3600-600=3000,则由同弧所对的圆心角与圆周角的关系得出:∠ACB=1500,是以,本题的答案有两个,分离为300或1500.反思:本题经由过程点C 在圆上活动的不肯定性而引起成果的不独一性.从而须要分类评论辩论.如许由点C的活动变更性而引起的分类评论辩论在解题中经常消失.变式1:已知△ABC 是半径为2的圆内接三角形,若32=AB ,求∠C 的大小.本题与例1的差别只是AB 与圆的半径的关系产生了一些变更,其解题办法与上面一致,在三角形AOB中,232121sin ==∠OB AB AOB ,则06021=∠AOB ,即0120=∠AOB , 从而当点C 在优弧AB 上变更时,∠C 所对的弧是劣弧AB,它的大小为劣弧AB 的一半,即060=∠C ,当点C 在劣弧AB 上变更时,∠C 所对的弧是优弧AB,它的大小为优弧AB 的一半,由∠AOB=1200得,优弧AB的度数为3600-1200=2400,则由同弧所对的圆心角与圆周角的关系得出:∠C=1200,是以060=∠C 或∠C=1200.变式2: 如图,半经为1的半圆O 上有两个动点A.B,若AB=1,断定∠AOB 的大小是否会随点A.B 的变更而变更,若变更,求出变更规模,若不变更,求出它的值.四边形ABCD 的面积的最大值.解:(1)因为AB=OA=OB,所以三角形AOB 为等边三角形,则∠AOB=600,即∠AOB 的大小不会随点A.B 的变更而变更.(2)四边形ABCD 的面积由三个三角形构成,个中三角形AOB 的面积为43,而三角形AOD 与三角形BOC 的面积之和为)(212121BG AF BG OC AF OD +=⨯+⨯,又由梯形的中位线定理得三角形AOD 与三角形BOC 的面积之和EH BG AF =+)(21,要四边形ABCD 的面积最大,只需EH 最大,显然EH ≤OE=23,当AB ∥CD 时,EH=OE,是以四边形ABCD 的面积最大值为43+23=433.对于本题同窗们还可以持续思虑:四边形ABCD 的周长的变更规模.变式3:别为A.B,另一个极点C 在半圆上,问如何截取才干使截出的三角形的面积最大?请求解释来由(广州市2000年考题)剖析:要使三角形ABC 的面积最大,而三角形ABC 的底边AB 为圆的直径为常量,只需AB 边上的高最大即可.过点C 作CD ⊥AB于点D,贯穿连接CO,因为CD ≤CO,当O 与D 重合,CD=CO,是以,当CO 与AB垂直时,即C 为半圆弧的中点时,其三角形ABC 的面积最大.本题也可以先猜测,点C 为半圆弧的中点时,三角形ABC 的面积最大,故只需另选一个地位C1(不与C 重合),,证实三角形ABC 的面积大于三角形ABC1的面积即可.如图显然三角形 ABC1的面积=21AB ×C1D,而C1D< C1O=CO,则三角形 ABC1的面积=21AB ×C1D<21AB ×C1O=三角形 ABC 的面积,是以,对于除点C 外的随意率性点C1,都有三角形 ABC1的面积小于三角形三角形 ABC 的面积,故点C 为半圆中点时,三角形ABC 面积最大.本题还可研讨三角形ABC 的周长何时最大的问题.提醒:应用周长与面积之间的关系.要三角形ABC 的周长最大,AB 为常数,只需AC+BC 最大,而(AC+BC )2=AC2+CB2+2AC ×BC=AB2+4×ΔABC 的面积,是以ΔABC 的面积最大时,AC+BC 最大,从而ΔABC 的周长最大.从以上一道题及其三个变式的研讨我们不难发明,解决动态几何问题的罕有办法有:一、 特别探路,一般推证例2:(2004年广州市中考题第11题)如图,⊙O1和⊙O2内切于A,⊙O1的半径为3,⊙O2的半径为2,点P 为⊙O1上的任一点(与点A 不重合),直线PA 交⊙O2于点C,PB 切⊙O2于点B,则PC BP 的值为(A )2 (B )3 (C )23(D )26剖析:本题是一道选择题,给出四个答案有且只有一个是准确的,是以可以取一个特别地位进行研讨,当点P 知足PB ⊥AB 时,可以经由过程盘算得出PB=221322=- BC ×AP=BP ×AB,是以 BC=62462288162822==+=+⨯BP AB BPAB ,在三角形BPC 中,PC=36222=-BC BP , 所以,PC BP =3选(B ) 当然,本题还可以依据三角形类似得BP AP PC BP =,即可盘算出结论.作为一道选择题,到此已经完成,但假如是一道解答题,我们得出的结论只是一个特别情形,还要进一步证实对一般情形也成立.AA例3:如图,在等腰直角三角形ABC 中,斜边BC=4,OA ⊥BC 于O,点E 和点F 分离在边AB.AC 上滑动并保持AE=CF,但点F 不与A.C重合,点E 不与B.A 重合.断定∆OEF 的外形,并加以证实.断定四边形AEOF 的面积是否随点E.F 的变更而变更,若变更,求其变更规模,若不变更,求它的值.∆AEF 的面积是否跟着点 E.F 的变更而变更,若变更,求其变更规模,若不变更,求它的值.剖析:本题结论很难发明,先从特别情形入手.最特别情形为E.F 分离为AB.AC 中点,显然有ΔEOF 为等腰直角三角形.还可发明当点E 与A 无穷接近时,点F 与点C 无穷接近,此时ΔEOF 无穷接近ΔAOC,而ΔAOC 为等腰直角三角形,几种特别情形都可以得出ΔEOF 为等腰直角三角形.一般情形下成立吗?OE 与OF 相等吗?∠EOF 为直角吗?可否证实.假如它们成立,即可以推出三角形OFC 与三角形OEA 全等,一般情形下这两个三角形全等吗?不难从标题标前提可得:OA=OC,∠OCF=∠OAE,而AE=CF,则ΔOEA ≌ΔOFC,则OE=OF,且∠FOC=∠EOA,所以∠EOF=∠EOA+∠AOF=∠FOC+∠FOA=900,则∠EOF 为直角,故ΔEOF 为等腰直角三角形.二、着手实践,操纵确认例4(2003年广州市中测验题)在⊙O 中,C 为弧AB 的中点,D 为弧AC 上任一点(与A.C 不重合),则(A )AC+CB=AD+DB (B) AC+CB<AD+DB(C) AC+CB>AD+DB (D) AC+CB 与AD+DB 的大小关系不肯定剖析:本题可以经由过程着手操纵一下,器量AC.CB.AD.DB 的长度,可以F E O C B A测验测验换几个地位量一量,得出结论(C )例5:如图,过两齐心圆的小圆上任一点C 分离作小圆的直径CA 和非直径的弦CD,延伸CA 和CD 与大圆分离交于点B.E,则下列结论中准确的是( * )(A )AB DE = (B )AB DE >(C )AB DE <(D )AB DE ,的大小不肯定剖析:本题可以经由过程器量的办法进行,选(B )本题也可以可以证实得出结论,贯穿连接DO.EO,则在三角形OED 中,因为双方之差小于第三边,则 OE —OD<DE,即OB —OA<DE,是以ED AB <,即AB DE >三、 树立接洽,盘算解释例6:如图,正方形ABCD 的边长为4,点M 在边DC 上,且DM=1,N 为对角线AC 上随意率性一点,则DN+MN 的最小值为 .剖析:可否将DN 和NM 进行转化,与树立三角形双方之和大于第三边等问题,很天然地想到轴对称问题,因为ABCD 为正方形,是以贯穿连接BN,显然有ND=NB,则问题就转化为BN+NM 的最小值问题了,一般情形下:BN+NM ≥BM,只有在B.N.M 三点共线时,BN+NM=BM,是以DN+MN 的最小值为BM=522=+CM BC 本题经由过程树立平面上三个点中构成的三角形中的双方之和大于第三边及共线时的双方之和等于第三边的特别情形求最小值,最后经由过程勾股定理盘算得出结论.例7:如图,在等腰直角三角形ABC 中,斜边BC=4,OA ⊥BC 于O,点E 和点F 分离在边AB.AC 上滑动并保持AE=CF,但点F 不与A.C 重合,点E 不与B.A 重合.断定四边形AEOF 的面积是否随点E.F 的变更而变更,若变更,求其变更规模,若不变更,求它的值.∆AEF 的面积是否跟着点E.F 的变更而变更,若变更,求其变更规模,若不变更,求它的值. (即例3的第2.第3问)剖析:(2)本题的办法许多,其一,可以树立四边形AEOF 与AE 长的函数关系式,如设AE=x,则AF=x -22, 而三角形AOB 的面积与三角形AOE 的面积B M N DC B A F E O C B A之比=x 22,而三角形AOB 的面积=221=⨯⨯OA OB ,则三角形AOE 的面积=2x ,同理三角形AOF 的面积=222x-,是以四边形AEOF 的面积=22)22(=-+x x ;即AEOF 的面积不会随点E.F 的变更而变更,是一个定值,且为2.当然,本题也可以如许思虑,因为三角形AOE 与三角形COF 全等,则四边形AEOF 的面积与三角形AOC 的面积相等,而AOC 的面积为2,是以AEOF 的面积不会随点E.F 的变更而变更,是一个定值,且为2.本题经由过程树立函数关系或有关图形之间的关系,然后经由过程简略的盘算得出结论的办法应用比较普遍.第(3)问,也可以经由过程树立函数关系求得,∆AEF 的面积=1)2(21)22(212+--=-x x x ,又x 的变更规模为220<<x ,由二次函数常识得∆AEF 的面积的规模为:<0∆AEF 的面积1≤.本题也可以依据三角形AEF 与三角形OEF 的面积关系肯定∆AEF 的面积规模:不难证实∆AEF 的面积≤∆OEF 的面积,它们公用边EF,取EF 的中点H,显然因为∆OEF 为等腰直角三角形,则OH ⊥EF,作AG ⊥EF,显然AG ≤AH=AG (=EF 21),所以∆AEF 的面积≤∆OEF 的面积,而它们的和为2,是以<0∆AEF 的面积1≤.本题包涵的内在十分丰硕,还可以提出许多问题研讨:比方,比较线段EF 与AO 长度大小等(可以经由过程A.E.O.F 四点在以EF 为直径的圆上得出许多结论)例8:如图,在矩形ABCD 中,AB=12cm,BC=6cm,点P 沿AB 边从点A 开端向点B 以2厘米/秒的速度移动;点Q 沿DA 边从点D 开端向点A 以1厘米/秒的速度移动.假如P.Q同时动身,用t 秒暗示移动的时光(0≤ t ≤6),那么:(1)当t 为何值时,三角形QAP 为等腰三角形?(2)求四边形QAPC 的面积,提出一个与盘算成果有关的结论;(3)当t 为何值时,以点Q.A.P 为极点的三角形与△ABC 类似?剖析:(1)当三角形QAP 为等腰三角形时,因为∠A 为直角,只能是AQ=AP,树立等量关系,t t -=62,即2=t 时,三角形QAP 为等腰三角形;(2)四边形QAPC 的面积=ABCD 的面积—三角形QDC 的面积—三角形PBC 的面积 =6)212(211221612⨯--⨯⨯-⨯x x =36,即当P.Q 活动时,四边形QAPC 的面积不变.(3)显然有两种情形:△PAQ ∽△ABC,△QAP ∽△ABC, 由类似关系得61262=-x x 或12662=-x x ,解之得3=x 或2.1=x树立关系求解,包含的内容多,可所以函数关系,可所以方程组或不等式等,经由过程解方程.或函数的最大值最小值,自变量的取值规模等方面来解决问题;也可所以经由过程一些几何上的关系,描写图形的特点,如全等.类似.共圆等方面的常识求解.作为练习同窗们可以分解上述办法求解:点动.线动.形动构成的问题称之为动态几何问题. 它重要以几何图形为载体,活动变更为主线,集多个常识点为一体,集多种解题思惟于一题. 这类题分解性强,才能请求高,它能周全的考察学生的实践操纵才能,空间想象才能以及剖析问题息争决问题的才能. 个中以灵巧多变而著称的双动点问题更成为本年中测验题的热门,现采撷几例加以分类浅析,供读者观赏. 1 以双动点为载体,寻找函数图象问题 例1 (2007年杭州市)在直角梯形ABCD 中,∠C=90°,高CD=6cm(如图1). 动点P,Q 同时从点B 动身,点P 沿BA,AD,DC 活动到点C 停滞,点Q 沿BC 活动到点C 停滞,两点活动时的速度都是1cm/s. 而当点P 到达点A 时,点Q 正好到达点C. 设P,Q 同时从点B 动身,经由的时光为t(s)时,△BPQ 的面积为y(cm)2(如图2). 分离以t,y 为横.纵坐标树立直角坐标系,已知点P 在AD 边上从A 到D 活动时,y 与t 的函数图象是图3中的线段MN.(1)分离求出梯形中BA,AD 的长度;(2)写出图3中M,N 两点的坐标;(3)分离写出点P 在BA 边上和DC 边上活动时,y 与t 的函数关系式(注明自变量的取值规模),并在图3中补全全部活动中y关于x的函数关系的大致图象.评析本题将点的活动进程中形成的函数解析式与其响应的函数图象有机的联合在一路,二者相辅相成,给人以清爽.淡雅之感. 本题彰显数形联合.分类评论辩论.函数建模与参数思惟在解题进程中的灵巧应用. 解决本题的症结是从函数图象中肯定线段AB.梯形的高与t的函数关系式,树立起y与t的函数关系式,进而依据函数关系式填补函数图象.2 以双动点为载体,寻找结论凋谢性问题例2 (2007年泰州市)如图5,Rt△ABC中,∠B=90°,∠CAB=30°.它的极点A的坐标为(10,0),极点B的坐标为(5,53),AB=10,点P从点A动身,沿A→B→C的偏向匀速活动,同时点Q从点D(0,2)动身,沿y轴正偏向以雷同速度活动,当点P到达点C时,两点同时停滞活动,设活动的时光为t秒.(1)求∠BAO的度数.(2)当点P在AB上活动时,△OPQ的面积S(平地契位)与时光t(秒)之间的函数图象为抛物线的一部分,(如图6),求点P的活动速度.(3)求(2)中面积S与时光t之间的函数关系式及面积S取最大值时点P的坐标.(4)假如点P,Q保持(2)中的速度不变,那么点P沿AB边活动时,∠OPQ的大小跟着时光t的增大而增大;沿着BC边活动时,∠OPQ的大小跟着时光t的增大而减小,当点P沿这双方活动时,使∠OPQ=90°的点P有几个?请解释来由.解 (1)∠BAO=60°.(2)点P的活动速度为2个单位/秒. 评析本题是以双点活动构建的集函数.凋谢.最值问题于一体的分解题. 试题有难度.有梯度也有区分度,是一道具有很好的提拔功效的好题. 解决本题的症结是从图象中获取P的速度为2,然后树立S与t的函数关系式,应用函数的性质解得问题(3).本题的难点是题(4),考生要从标题标信息中肯定树立以B为直角极点的三角形,以B为临界点进行分类评论辩论,进而肯定点的个数问题.3 以双动点为载体,寻找消失性问题例3 (2007年扬州市)如图8,矩形ABCD中,AD=3厘米,AB=a厘米(a>3).动点M,N同时从B点动身,分离沿B→A,B→C活动,速度是1厘米/秒.过M作直线垂直于AB,分离交AN,CD于P,Q.当点N到达终点C时,点M也随之停滞活动.设活动时光为t秒.(1)若a=4厘米,t=1秒,则PM=厘米;(2)若a=5厘米,求时光t,使△PNB∽△PAD,并求出它们的类似比;(3)若在活动进程中,消失某时刻使梯形PMBN与梯形PQDA的面积相等,求a的取值规模;(4)是否消失如许的矩形:在活动进程中,消失某时刻使梯形PMBN,梯形PQDA,梯形PQCN的面积都相等?若消失,求a的值;若不消失,请解释来由.评析本题是以双动点为载体,矩形为布景创设的消失性问题.试题由浅入深.层层递进,将几何与代数常识完善的分解为一题,侧重对类似和梯形面积等常识点的考察,本题的难点主如果题(3),解决此题的症结是应用类似三角形的性质用t的代数式暗示PM,进而应用梯形面积相等列等式求出t与a的函数关系式,再应用t的规模肯定的a取值规模. 第(4)小题是题(3)结论的拓展应用,在解决此问题的进程中,要有全局不雅念以及对问题的整体掌控.4 以双动点为载体,寻找函数最值问题例4 (2007年吉林省)如图9,在边长为82cm的正方形ABCD中,E.F是对角线AC上的两个动点,它们分离从点。
中考数学复习(一)动点型问题一、中考专题诠释所谓“动点型问题”是指题设图形中存在一个或多个动点,它们在线段、射线或弧线上运动的一类开放性题目.解决这类问题的关键是动中求静,灵活运用有关数学知识解决问题.“动点型问题”题型繁多、题意创新,考察学生的分析问题、解决问题的能力,容包括空间观念、应用意识、推理能力等,是近几年中考题的热点和难点。
二、解题策略和解法精讲解决动点问题的关键是“动中求静”.从变换的角度和运动变化来研究三角形、四边形、函数图像等图形,通过“对称、动点的运动”等研究手段和方法,来探索与发现图形性质及图形变化,在解题过程中渗透空间观念和合情推理。
在动点的运动过程中观察图形的变化情况,理解图形在不同位置的情况,做好计算推理的过程。
在变化中找到不变的性质是解决数学“动点”探究题的基本思路,这也是动态几何数学问题中最核心的数学本质。
三、中考考点精讲考点一:建立动点问题的函数解析式(或函数图像)函数揭示了运动变化过程中量与量之间的变化规律,是初中数学的重要容.动点问题反映的是一种函数思想,由于某一个点或某图形的有条件地运动变化,引起未知量与已知量间的一种变化关系,这种变化关系就是动点问题中的函数关系.例1 如图,动点P从点A出发,沿线段AB运动至点B后,立即按原路返回,点P在运动过程中速度不变,则以点B为圆心,线段BP长为半径的圆的面积S与点P的运动时间t的函数图象大致为()A.B.C.D.对应训练1.如图,⊙O的圆心在定角∠α(0°<α<180°)的角平分线上运动,且⊙O与∠α的两边相切,图中阴影部分的面积S关于⊙O的半径r(r>0)变化的函数图象大致是()A. B. C. D.考点二:动态几何型题目(一)点动问题.例2 如图,梯形ABCD中,AB∥DC,DE⊥AB,CF⊥AB,且AE=EF=FB=5,DE=12动点P从点A出发,沿折线AD-DC-CB以每秒1个单位长的速度运动到点B停止.设运动时间为t秒,y=S△EPF,则y与t的函数图象大致是()A.B.C.D.对应训练2.如图,点P是以O为圆心,AB为直径的半圆上的动点,AB=2.设弦AP的长为x,△APO的面积为y,则下列图象中,能表示y与x的函数关系的图象大致是()A. B.C. D.(二)线动问题例3 如右图所示,已知等腰梯形ABCD,AD∥BC,若动直线l垂直于BC,且向右平移,设扫过的阴影部分的面积为S,BP为x,则S关于x的函数图象大致是()A. B.C. D.对应训练3.如图所示,在矩形ABCD中,垂直于对角线BD的直线l,从点B开始沿着线段BD匀速平移到D.设直线l被矩形所截线段EF的长度为y,运动时间为t,则y关于t的函数的大致图象是()A. B.C.D.(三)面动问题例4 如图所示:边长分别为1和2的两个正方形,其中一边在同一水平线上,小正方形沿该水平线自左向右匀速穿过大正方形,设穿过的时间为t,大正方形去掉小正方形后的面积为s,那么s与t的大致图象应为()A.B.C.D.对应训练4.如图所示,半径为1的圆和边长为3的正方形在同一水平线上,圆沿该水平线从左向右匀速穿过正方形,设穿过时间为t,正方形除去圆部分的面积为S(阴影部分),则S与t的大致图象为()A.B.C.D.考点三:动点综合题动态问题是近几年来中考数学的热点题型,解题时需要用运动和变化的眼光去观察和研究问题,挖掘运动、变化的全过程,并特别关注运动与变化中的不变量、不变关系或特殊关系,动中取静,静中求动.(一)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△PAC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12ym,要使△DEF为等腰三角形,m的值应为多少?图1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因动点产生的直角三角形问题 例1 如图1,抛物线213442y x x =--与x 轴交于A 、B 两点(点B 在点A 的右侧),与y 轴交于点C ,连结BC ,以BC 为一边,点O 为对称中心作菱形BDEC ,点P 是x 轴上的一个动点,设点P 的坐标为(m , 0),过点P 作x 轴的垂线l 交抛物线于点Q .(1)求点A 、B 、C 的坐标;(2)当点P 在线段OB 上运动时,直线l 分别交BD 、BC 于点M 、N .试探究m 为何值时,四边形CQMD 是平行四边形,此时,请判断四边形CQBM 的形状,并说明理由;(3)当点P 在线段EB 上运动时,是否存在点Q ,使△BDQ 为直角三角形,若存在,请直接写出点Q 的坐标;若不存在,请说明理由.图1例2 如图1,抛物线233384y x 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 . (1)求点A 、B 的坐标;(2)设D 为已知抛物线的对称轴上的任意一点,当△ACD 的面积等于△ACB 的面积时,求点D 的坐标;(3)若直线l 过点E (4, 0),M 为直线l 上的动点,当以A 、B 、M 为顶点所作的直角三角形有且只有....三个时,求直线l 的解析式.图1例3 在平面直角坐标系中,反比例函数与二次函数y=k(x2+x-1)的图象交于点A(1,k)和点B(-1,-k).(1)当k=-2时,求反比例函数的解析式;(2)要使反比例函数与二次函数都是y随x增大而增大,求k应满足的条件以及x的取值围;(3)设二次函数的图象的顶点为Q,当△ABQ是以AB为斜边的直角三角形时,求k的值.例4设直线l1:y=k1x+b1与l2:y=k2x+b2,若l1⊥l2,垂足为H,则称直线l1与l2是点H的直角线.(1)已知直线①122y x=-+;②2y x=+;③22y x=+;④24y x=+和点C(0,2),则直线_______和_______是点C的直角线(填序号即可);(2)如图,在平面直角坐标系中,直角梯形OABC的顶点A(3,0)、B(2,7)、C(0,7),P为线段OC上一点,设过B、P两点的直线为l1,过A、P两点的直线为l2,若l1与l2是点P的直角线,求直线l1与l2的解析式.图1例5 在平面直角坐标系xOy 中,抛物线22153244m my x x m m -=-++-+与x 轴的交点分别为原点O 和点A ,点B (2,n )在这条抛物线上.(1)求点B 的坐标;(2)点P 在线段OA 上,从点O 出发向点A 运动,过点P 作x 轴的垂线,与直线OB 交于点E ,延长PE 到点D ,使得ED =PE ,以PD 为斜边,在PD 右侧作等腰直角三角形PCD (当点P 运动时,点C 、D 也随之运动).①当等腰直角三角形PCD 的顶点C 落在此抛物线上时,求OP 的长;②若点P 从点O 出发向点A 作匀速运动,速度为每秒1个单位,同时线段OA 上另一个点Q 从点A 出发向点O 作匀速运动,速度为每秒2个单位(当点Q 到达点O 时停止运动,点P 也停止运动).过Q 作x 轴的垂线,与直线AB 交于点F ,延长QF 到点M ,使得FM =QF ,以QM 为斜边,在QM 的左侧作等腰直角三角形QMN (当点Q 运动时,点M 、N 也随之运动).若点P 运动到t 秒时,两个等腰直角三角形分别有一条边恰好落在同一条直线上,求此刻t 的值.图1例6 如图1,已知A 、B 是线段MN 上的两点,,,.以A 为中心顺时针旋转点M ,以B 为中心逆时针旋转点N ,使M 、N 两点重合成一点C ,构成△ABC ,设.(1)求x 的取值围;(2)若△ABC 为直角三角形,求x 的值; (3)探究:△ABC 的最大面积?图14=MN 1=MA 1>MB x AB=例 7如图1,直线434+-=x y 和x 轴、y 轴的交点分别为B 、C ,点A 的坐标是(-2,0). (1)试说明△ABC 是等腰三角形;(2)动点M 从A 出发沿x 轴向点B 运动,同时动点N 从点B 出发沿线段BC 向点C 运动,运动的速度均为每秒1个单位长度.当其中一个动点到达终点时,他们都停止运动.设M 运动t 秒时,△MON 的面积为S .① 求S 与t 的函数关系式;② 设点M 在线段OB 上运动时,是否存在S =4的情形?若存在,求出对应的t 值;若不存在请说明理由; ③在运动过程中,当△MON 为直角三角形时,求t 的值.图1例8 如图1,直线434+-=x y 和x 轴、y 轴的交点分别为B 、C ,点A 的坐标是(-2,0). (1)试说明△ABC 是等腰三角形;(2)动点M 从A 出发沿x 轴向点B 运动,同时动点N 从点B 出发沿线段BC 向点C 运动,运动的速度均为每秒1个单位长度.当其中一个动点到达终点时,他们都停止运动.设M 运动t 秒时,△MON 的面积为S .① 求S 与t 的函数关系式;② 设点M 在线段OB 上运动时,是否存在S =4的情形?若存在,求出对应的t 值;若不存在请说明理由; ③在运动过程中,当△MON 为直角三角形时,求t 的值.图1课后练习(一)一、选择题1.如图,Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠ABC=60°,BC=2cm,D为BC的中点,若动点E以1cm/s的速度从A点出发,沿着A→B→A的方向运动,设E点的运动时间为t秒(0≤t<6),连接DE,当△BDE是直角三角形时,t的值为()A.2 B.2.5或3.5 C.3.5或4.5 D.2或3.5或4.52.图1所示矩形ABCD中,BC=x,CD=y,y与x满足的反比例函数关系如图2所示,等腰直角三角形AEF的斜边EF过C 点,M为EF的中点,则下列结论正确的是()A.当x=3时,EC<EM B.当y=9时,EC>EMC.当x增大时,EC•CF的值增大 D.当y增大时,BE•DF的值不变3.如图,将边长为4的正方形ABCD的一边BC与直角边分别是2和4的Rt△GEF的一边GF重合.正方形ABCD以每秒1个单位长度的速度沿GE向右匀速运动,当点A和点E重合时正方形停止运动.设正方形的运动时间为t秒,正方形ABCD与Rt△GEF重叠部分面积为s,则s关于t的函数图象为()A.B.C.D.4.如图,在平面直角坐标系xOy中,A(0,2),B(0,6),动点C在直线y=x上.若以A、B、C三点为顶点的三角形是等腰三角形,则点C的个数是()A.2 B.3 C.4 D.55.如图,在平面直角坐标系中,O为坐标原点,点A、B的坐标分别为(8,0)、(0,6).动点Q从点O、动点P从点A同时出发,分别沿着OA方向、AB方向均以1个单位长度/秒的速度匀速运动,运动时间为t(秒)(0<t≤5).以P为圆心,PA长为半径的⊙P与AB、OA的另一个交点分别为C、D,连接CD、QC.(1)求当t为何值时,点Q与点D重合?(2)设△QCD的面积为S,试求S与t之间的函数关系式,并求S的最大值;(3)若⊙P与线段QC只有一个交点,请直接写出t的取值围.6.如图,在平面直角坐标系中,O为坐标原点,点A的坐标为(0,4),点B的坐标为(4,0),点C的坐标为(-4,0),点P在射线AB上运动,连结CP与y轴交于点D,连结BD.过P,D,B三点作⊙Q与y轴的另一个交点为E,延长DQ交⊙Q于点F,连结EF,BF.(1)求直线AB的函数解析式;(2)当点P在线段AB(不包括A,B两点)上时.①求证:∠BDE=∠ADP;②设DE=x,DF=y.请求出y关于x的函数解析式;(3)请你探究:点P在运动过程中,是否存在以B,D,F为顶点的直角三角形,满足两条直角边之比为2:1?如果存在,求出此时点P的坐标:如果不存在,请说明理由.7.如图,直角梯形OABC中,AB∥OC,O为坐标原点,点A在y轴正半轴上,点C在x轴正半轴上,点B坐标为(2,2 3 ),∠BCO=60°,OH⊥BC于点H。