初二下动点与面积问题
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八年级数学动点题型归纳一、动点与三角形相关题型1. 动点在三角形边上运动求线段长度或周长题目:在等腰三角形公式中,公式,公式,点公式从点公式出发沿公式向点公式运动,速度为每秒公式个单位长度,设运动时间为公式秒。
当公式时,求公式的长度。
解析:过点公式作公式于点公式。
因为公式,等腰三角形三线合一,所以公式。
在公式中,根据勾股定理公式。
当公式时,公式,则公式。
在公式中,根据勾股定理公式。
2. 动点运动过程中三角形面积的变化题目:在公式中,公式,公式,公式,点公式从点公式出发,沿公式向点公式以每秒公式个单位长度的速度运动,同时点公式从点公式出发,沿公式向点公式以每秒公式个单位长度的速度运动,设运动时间为公式秒公式,求公式的面积公式与公式的函数关系式。
解析:已知公式,则公式,公式。
根据三角形面积公式公式,对于公式,底为公式,高为公式。
所以公式。
二、动点与四边形相关题型1. 动点在四边形边上运动判断四边形形状题目:在矩形公式中,公式,公式,点公式从点公式出发沿公式向点公式运动,速度为每秒公式个单位长度,点公式从点公式出发沿公式向点公式运动,速度为每秒公式个单位长度,设运动时间为公式秒。
当公式时,四边形公式是什么四边形?解析:当公式时,公式,公式。
因为四边形公式是矩形,所以公式,公式。
则公式,公式。
在四边形公式中,公式(因为公式),公式,公式(此时公式运动到公式点),公式。
因为公式且公式,所以四边形公式是梯形。
2. 动点运动过程中四边形面积的变化题目:在平行四边形公式中,公式,公式,公式,点公式从点公式出发沿公式向点公式运动,速度为每秒公式个单位长度,点公式从点公式出发沿公式向点公式运动,速度为每秒公式个单位长度,设运动时间为公式秒。
求四边形公式的面积公式与公式的函数关系式。
解析:四边形公式的面积公式。
过点公式作公式于点公式,在公式中,公式,公式,则公式,公式。
所以公式。
因为公式,则公式。
公式。
所以公式。
三、动点与函数图象相关题型1. 根据动点运动情况确定函数图象题目:如图,在边长为公式的正方形公式中,点公式以每秒公式个单位长度的速度从点公式出发,沿公式的路径运动,到点公式停止。
初中数学动点产生的面积问题学习方法
函数中的动点问题是以函数为背景,充分运用方程、转化、函数以及数形结合等思想来研究解决。
1.求不规则图形或难以同时求出底和高的三角形的面积,一般的思路是割补法:
①有一边“水平”或“竖直”的多边形,作垂线分割成直角三角形或直角梯形,如图1;
②“斜”的三角形一般不易找到它的底和高,通常过顶点作铅垂线和水平线“补”成矩形,再减去各角上的直角三角形面积,如图2.
图1
图2
2.对于“斜”三角形可用“铅垂法”求面积:如图3,过△ABC的三个顶点分别作出与水平线垂直的三条直线,外侧两条直线之间的距离叫△ABC的“水平宽”(a),中间的这条直线在△ABC内部线段的长度叫△ABC的“铅垂高”(h).我们可得出一种计算三角形面积的新方法:S△ABC=1/2ah,即三角形面积等于水平宽与铅垂高乘积的一半.
图3
3.底或高不明显,但已知边的关系,可用相似比间接求得.①如图4,同底三角形的面积比等于高的比同高三角形的面积比等于底的比;②如图5,同底等高三角形的面积相等.
图4
图5
【典型例题】
如图①,已知抛物线y=ax2+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.。
运动变化题是随着图形的某一元素的运动变化,导致问题的结论改变或者保持不变的几何题,它揭示了“运动”与“静止”、“一般”与“特殊”的内在联系.解题的关键是分清几何元素运动的方向和捷径,注意在运动过程中哪些是变量,哪些不是变量,通常要根据几何元素所处的不同位置加以分类讨论,同时,综合运用勾股定理、方程和函数等知识,本节课的内容涉及三角形、特殊的四边形的面积问题.本节主要是在函数背景下求三角形或四边形的面积问题,较复杂的题目可以采取“割补”的思想构造较简单的图形进行求解.动点产生的面积问题内容分析知识结构模块一:面积计算的问题知识精讲【例1】 如图,已知直线l :22y x =-+与x 轴、y 轴分别交于点B 、C ,将直线y=x向上平移1个单位长度得到直线P A ,点Q 是直线P A 与y 轴的交点,求四边形PQOB 的面积. 【难度】★★ 【答案】 【解析】【例2】 如图,已知直线AB :2y x =+与直线OA :13y x =交于点A ,与直线OB :3y x =交于点B 两点.求△AOB 的面积. 【难度】★★ 【答案】 【解析】例题解析【例3】 如图,已知直线3y x =+的图像与x 轴、y 轴分别交于A 、B 两点,直线l 经过原点,与线段AB 交于点C ,把△AOB 的面积分为2:1两部分,求直线l 的解析式. 【难度】★★ 【答案】 【解析】【例4】 如图,已知,在矩形ABCD 中,AB =10,BC =12,四边形EFGH 的三个顶点E 、F 、H 分别在矩形ABCD 边AB 、BC 、DA 上,AE =2.(1)如图1,当四边形EFGH 为正方形时,求△GFC 的面积;(2)如图2,当四边形EFGH 为菱形,且BF =a 时,求△GFC 的面积.(用含a 的代数式表示)【难度】★★★ 【答案】 【解析】A B CDE F 图1GHABCDE F 图2GH【例5】 如图1,正方形ABCD 的边长为2,点A (0, 1)和点D 在y 轴正半轴上,点B 、C 在第一象限,一次函数y =kx +2的图像l 交AD 、CD 分别于E 、F . (1)若△DEF 与△BCF 的面积比为1∶2,求k 的值; (2)联结BE ,当BE 平分∠FBA 时,求k 的值. 【难度】★★★ 【答案】 【解析】【例6】 如图,在平面直角坐标系中,函数y =2x +12的图像分别交x 轴、y 轴于A 、B 两点,过点A 的直线交y 轴正半轴于点M ,且点M 为线段OB 的中点. (1)求直线AM 的表达式;(2)试在直线AM 上找一点P ,使得S △ABP =S △AOB ,请求出点P 的坐标; (3)若点H 为坐标平面内任意一点,是否存在点H ,使以A 、B 、M 、H 为顶点的四边形是等腰梯形?若存在,请直接写出点H 的坐标;若不存在,请说明理由. 【难度】★★★ 【答案】 【解析】【例7】 如图1,已知直角坐标平面内点A (2, 0),P 是函数y =x (x >0)图像上一点,PQ ⊥AP 交y 轴正半轴于点Q . (1)试证明:AP =PQ ;(2)设点P 的横坐标为a ,点Q 的纵坐标为b ,那么b 关于a 的函数关系式是_______;(3)当S △AOQ =23S △APQ 时,求点P 的坐标.【难度】★★★ 【答案】 【解析】本节主要研究点在运动的背景下,产生的面积与动点之间的关系,关键点是找出决定这个面积变化的几个量是怎样变化的,重点在于思维能力的培养,难度较大.模块二:与面积相关的函数解析式知识精讲【例8】 如图,矩形ABCD 中,AB =1,AD =2,M 是CD 的中点,点P 在矩形的边上沿A B C M →→→运动,试写出△APM 的面积y 与点P 经过的路程x 之间的函数关系,写出定义域,并画出函数图像. 【难度】★★ 【答案】 【解析】【例9】 如图,在梯形ABCD 中,AD //BC ,AB =CD =AD =5cm ,BC =11cm ,点P 从点D 出发沿DA 边以每秒1cm 的速度移动,点Q 从点B 出发沿BC 边以每秒2cm 的速度移动(当点P 到达点A 时,点P 与点Q 同时停止移动),假设点P 移动的时间为x (秒),四边形ABQP 的面积为y (cm 2). (1)求y 关于x 的函数解析式,并写出它的定义域;(2)在移动的过程中,求四边形ABQP 的面积与四边形QCDP 的面积相等时x 的值;(3)在移动过程中,是否存在x 使得PQ =AB ,若存在,求出所有的x 的值;若不存在,请说明理由. 【难度】★★ 【答案】 【解析】例题解析BAB CDMP【例10】已知:如图1,在线段AE的同侧作正方形ABCD和正方形BEFG(BE<AB),连结EG并延长交DC于点M,作MN⊥AB,垂足为N,MN交BD于P.设正方形ABCD的边长为1.(1)证明:△CMG≌△NBP;(2)设BE=x,四边形MGBN的面积为y,求y关于x的函数解析式,并写出定义域;(3)如果按照题设方法作出的四边形BGMP是菱形,求BE的长.【难度】★★★【答案】【解析】【例11】已知:在梯形ABCD中,AD//BC,∠B=90°,AB=BC=4,点E在边AB 上,CE=CD.(1)如图1,当∠BCD为锐角时,设AD=x,△CDE的面积为y,求y与x之间的函数解析式,并写出函数的定义域;(2)当CD=5时,求△CDE的面积.【难度】★★★【答案】【解析】AB CDEA BCDEFGPMN【例12】 如图1,四边形OABC 是矩形,点A 、C 的坐标分别为(3,0),(0,1),点D是线段BC 上的动点(与端点B 、C 不重合),过点D 作直线12y x m =-+交折线OAB 于点E .(1)当点E 恰为AB 中点时,求m 的值;(2)当点E 在线段OA 上,记△ODE 的面积为y ,求y 与m 的函数关系式并写出定义域;(3)当点E 在线段OA 上时,若矩形OABC 关于直线DE 的对称图形为四边形O 1A 1B 1C 1,试判断四边形O 1A 1B 1C 1与矩形OABC 的重叠部分的面积是否发生变化,若不变,写出该重叠部分的面积;若改变,写出重叠部分面积S 关于m 的函数关系式. 【难度】★★★ 【答案】 【解析】【例13】 如图1,在正方形ABCD 中,点E 在边AB 上(点E 与点A 、B 不重合),过点E 作FG ⊥DE ,FG 与边BC 相交于点F ,与边DA 的延长线相交于点G . (1)当E 是AB 中点时,求证AG =BF ;(2)当E 在边AB 上移动时,观察BF 、AG 、AE 之间具有怎样的数量关系?并证明你所得到的结论;(3)联结DF ,如果正方形的边长为2,设AE =x ,△DFG 的面积为y ,求y 与x 之间的函数解析式,并写出函数的定义域.【难度】★★★ 【答案】 【解析】xA BCD EFG【例14】 如图1,梯形ABCD 中,AD //BC ,∠B =90°,AD =18,BC =21.点P 从点A 出发沿AD 以每秒1个单位的速度向点D 匀速运动,点Q 从点C 沿CB 以每秒2个单位的速度向点B 匀速运动.点P 、Q 同时出发,其中一个点到达终点时两点停止运动,设运动的时间为t 秒.(1)当AB =10时,设A 、B 、Q 、P 四点构成的图形的面积为S ,求S 关于t 的函数关系式,并写出定义域;(2)设E 、F 为AB 、CD 的中点,求四边形PEQF 是平行四边形时t 的值.【难度】★★★ 【答案】【解析】【例15】 如图1,在菱形ABCD 中,∠B =45°,AB =4.左右作平行移动的正方形EFGH 的两个顶点F 、G 始终在边BC 上.当点G 到边BC 中点时,点E 恰好在边AB 上.(1)如图1,求正方形EFGH 的边长;(2)设点B 与点F 的距离为x ,在正方形EFGH 作平行移动的过程中,正方形EFGH 与菱形ABCD 重叠部分的面积为y ,求y 与x 的函数解析式,并写出它的定义域;(3)联结FH 、HC ,当△FHC 是等腰三角形时,求BF 的长. 【难度】★★★ 【答案】 【解析】ABCDE PAQ 图1备用图HAB C DEF G【例16】 如图1,在平面直角坐标系中,O 为坐标原点,四边形OABC 是矩形.A (0,4),C (5, 0),点D 是y 轴正半轴上一点,将四边形OABC 沿着过点D 的直线翻折,使得点O 落在线段AB 上的点E 处.过点E 作y 轴的平行线与x 轴交于点N .折痕与直线EN 交于点M ,联结DE 、OM . 设OD =t ,MN =s . (1)试判断四边形EDOM 的形状,并证明;(2)当点D 在线段OA 上时,求s 关于t 的函数解析式,并写出函数的定义域; (3)用含t 的代数式表示四边形EDOM 与矩形OABC 重叠部分的面积.【难度】★★★ 【答案】 【解析】【例17】 已知:如图1,梯形ABCD 中,AD //BC ,∠A =90°,∠C =45°,AB =AD =4.E 是直线AD 上一点,联结BE ,过点E 作EF ⊥BE 交直线CD 于点F .联结BF .(1)若点E 是线段AD 上一点(与点A 、D 不重合),(如图1所示) ①求证:BE =EF ;②设DE =x ,△BEF 的面积为y ,求y 关于x 的函数解析式,并写出此函数的定义域;(2)直线AD 上是否存在一点E ,使△BEF 是△ABE 面积的3倍,若存在,直接写出DE 的长,若不存在,请说明理由.【难度】★★★ 【答案】 【解析】AB DEFABCD图1备用图备用图ABCD【例18】如图,已知正方形ABCD的边长为3,菱形EFGH的三个顶点E、G、H分别在正方形的边AB、CD、DA上,AH=1,联结CF.(1)当DG=1时,求证菱形EFGH为正方形;(2)设DG=x,△FCG的面积为y,写出y关于x的函数解析式,并指出x的取值范围;(3)当DGGHE的度数.【难度】★★★【答案】【解析】A BCDEFGH【例19】已知:如图,四边形OABC的四个顶点坐标分别为O(0,0),A(8,0),B(4,4),C(0,4),直线l:y=x+m保持与四边形OABC的边交于点M、N(M 在折线AOC上,N在折线ABC上).设四边形OABC在l右下方部分的面积为S1,在l左上方部分的面积为S2,记S=S1-S2(S≥0).(1)求∠OAB的大小;(2)当M、N重合时,求l的解析式;(3)当m≤0时,线段AB上是否存在点N,使得S=0?若存在,求m的值;若不存在,请说明理由;(4)求S与m的函数关系式.【难度】★★★【答案】【解析】x【例20】 在边长为4的正方形ABCD 中,点O 是对角线AC 的中点,P 是对角线AC上一动点,过点P 作PF ⊥CD 于点F ,作PE ⊥PB 交直线CD 于点E ,设P A =x ,PCE S y =△.(1)求证:DF =EF ;(2)当点P 在线段AO 上时,求y 关于x 的函数关系式及自变量x 的取值范围;(3)点P 在运动过程中能否使△PEC 为等腰三角形?如果能,请直接写出P A 的长;如果不能,请简单说明理由. 【难度】★★★ 【答案】 【解析】【习题1】 如图,直线443y x =-+与y 轴交于点A ,与直线4455y x =+交于点B ,且直线4455y x =+与x 轴交于点C ,求△ABC 【难度】★★ 【答案】 【解析】随堂检测ABCD E F P O【习题2】已知直线2y x=-+与x轴、y轴分别交于A点和B点,另一条直线(0)y kx b k=+≠经过点C(1,0),且把△AOB分成两部分.若△AOB被分成的两部分面积比为1:5,求k和b的值.【难度】★★★【答案】【解析】【习题3】直线364y x=-+与坐标轴分别交与点A、B两点,点P、Q同时从O点出发,同时到达A点,运动停止.点Q沿线段OA运动,速度为每秒1个单位长度,点P沿O B A→→运动.(1)直接写出A、B两点的坐标;(2)设点Q的运动时间为t秒,△OPQ的面积为S,求出S与t之间的函数关系;(3)当485S=时,求出点P的坐标,并直接写出以点O、P、Q为顶点的平行四边形的第四个顶点M的坐标.【难度】★★★【答案】【解析】【习题4】 如图,已知:过点A (8,0)、B (0,y =交于点C ,平行于y 轴的直线l 从原点O 出发,以每秒1个单位长度的速度沿x 轴向右平移,到C 点时停止;l 分别交线段BC 、OC 于点D 、E ,以DE 为边向左侧作等边△DEF ,设△DEF 与△BCO 重叠部分的面积为S (平方单位),直线l 的运动时间为t (秒).(1) 写出点C 的坐标和t 的取值范围; (2) 求s 与t 的函数关系式. 【难度】★★★ 【答案】 【解析】【作业1】 如图,已知直线P A :(0)y x n n =+>与直线PB :2()y x m m n =-+>交于点P .(1)用m 、n 表示出A 、B 、P 点的坐标;(2)若点Q 是直线P A 与y 轴的交点,且四边形PQOB 的面积56,AB=2,试求点P 的坐标,并写出直线P A 与PB 的解析式. 【难度】★★ 【答案】 【解析】课后作业【作业2】 如图所示,直线y kx b =+的截距为6,该直线分别交x 轴、y 轴于E 、F ,点E 的坐标为(-4,0). (1)求直线y kx b =+的表达式;(2)若点P (x ,y )是该直线第二象限上的一个动点,P A ⊥x 轴,PB ⊥y 轴,垂足分别为点A 、B ,试求四边形OAPB 的面积S 与x 的函数关系式,并写出自变量x 的取值范围. 【难度】★★★ 【答案】 【解析】【作业3】 如图,已知:直角梯形ABCD 中,AB ∥CD ,∠A =90°,AB =6,AD =4,DC =3,点P 从点A 出发,沿ADCB 方向移动,动点Q 从点A 出发,在AB 边上移动,设点P 移动的路程为x ,点Q 移动的路程为y ,线段PQ 平分梯形ABCD 的周长. (1) 求y 关于x 的函数解析式,并写出x 和y 的取值范围;(2) 当P 不在BC 边上时,线段PQ 能否平分ABCD 的面积?若能,求出此时x 的值;若不能,说明理由. 【难度】★★★ 【答案】 【解析】ABCDP Q【作业4】如图,在平面直角坐标系中,两个函数162y x y x==-+,的图像交于点A,动点P从点O开始在线段O向点A方向以每秒1个单位的速度运动,作PQ∥x 轴交直线BC于点Q,以PQ为一边向下作正方形PAMN,设它与△ABO重叠部分的面积为S.(1)求点A的坐标;(2)试求出点P在线段OA上运动时,S与运动的时间t(秒)的关系式.【难度】★★★【答案】【解析】。
专题10 动点产生的面积关系教学重难点1.体会点的运动过程,能从点的运动过程中抓住一些不变的量;2.能从点的运动过程中建立自变量与面积的关系式;3.让学生学会求一些基本图形的面积;4.体会压轴题的解题方法和思路。
【备注】:1.此部分知识点梳理,根据第1个图先让学生初步体会到压轴题中求图形面积的种类,可以看看每一类图形学生都是怎么求解的;2再根据第2个图引导学生总结求三角形面积的一般方法。
时间5分钟左右完成。
压轴题中求图形面积类型:三角形面积的一般求解方法:【备注】:1.以下每题教法建议,请老师根据学生实际情况参考;2.在讲解时:不宜采用灌输的方法,应采用启发、诱导的策略,并在读题时引导学生发现一些题目中的条件(相等的量、不变的量、隐藏的量等等),使学生在复杂的背景下自己发现、领悟题目的意思;3.可以根据各题的“参考教法”引导学生逐步解题,并采用讲练结合;注意边讲解边让学生计算,加强师生之间的互动性,让学生参与到例题的分析中来;4.例题讲解,可以根据“参考教法”中的问题引导学生分析题目,边讲边让学生书写,每个问题后面有答案提示;5.引导的技巧:直接提醒,问题式引导,类比式引导等等;6.部分例题可以先让学生自己试一试,之后再结合学生做的情况讲评;7.每个题目的讲解时间根据实际情况处理,建议每题7分钟,选讲例题在时间足够的情况下讲解。
例1(2020静安区建承中学一模)在平面直角坐标系xOy 中(如图),已知二次函数2y ax bx c =++(其中a 、b 、c 是常数,且a ≠0)的图像经过点A (0,-3)、B (1,0)、C (3,0),联结AB 、AC .(1)求这个二次函数的解析式;(2)点D 是线段AC 上的一点,联结BD ,如果:3:2ABD BCD S S ∆∆=,求tan∠DBC 的值; (3)如果点E 在该二次函数图像的对称轴上,当AC 平分∠BAE 时,求点E 的坐标.【整体分析】(1)直接利用待定系数法,把A 、B 、C 三点代入解析式,即可得到答案; (2)过点D 作DH ∠BC 于H ,在∠ABC 中,设AC 边上的高为h ,利用面积的比得到32AD DC =,然后求出DH 和BH ,即可得到答案;(3)延长AE 至x 轴,与x 轴交于点F ,先证明△OAB∠∠OFA ,求出点F 的坐标,然后求出直线AF 的方程,即可求出点E 的坐标. 【详解】解:(1)将A (0,-3)、B (1,0)、C (3,0)代入20y ax bx c a =++≠()得,03,0934,300a b a b c =+-⎧⎪=+-⎨⎪-=++⎩解得143a b c =-⎧⎪=⎨⎪=-⎩,∴此抛物线的表达式是:243y x x =-+-.(2)过点D 作DH ⊥BC 于H ,在∠ABC中,设AC边上的高为h,则11:():():3:222ABD BCDS S AD h DC h AD DC∆∆=⋅⋅==,又∠DH//y轴,∴25 CH DC DHOC AC OA===.∵OA=OC=3,则∠ACO=45°,∴△CDH为等腰直角三角形,∴26355 CH DH==⨯=.∴64255 BH BC CH=-=-=.∴tan∠DBC=32 DHBH=.(3)延长AE至x轴,与x轴交于点F,∠OA=OC=3,∴∠OAC=∠OCA=45°,∠∠OAB=∠OAC-∠BAC=45°-∠BAC,∠OFA=∠OCA-∠FAC=45°-∠FAC,∠∠BAC=∠FAC,∴∠OAB=∠OFA . ∴△OAB∠∠OFA , ∴13OB OA OA OF ==. ∴OF=9,即F (9,0);设直线AF 的解析式为y=kx+b (k≠0),可得093k b b =+⎧⎨-=⎩ ,解得133k b ⎧=⎪⎨⎪=-⎩,∴直线AF 的解析式为:133y x =-, 将x=2代入直线AF 的解析式得:73y =-,∴E (2,73-). 【点睛】本题考查了相似三角形的判定和性质,二次函数的性质,求二次函数的解析式,等腰直角三角形的判定和性质,求一次函数的解析式,解题的关键是掌握二次函数的图像和性质,以及正确作出辅助线构造相似三角形.例2..已知9023ABC AB BC AD BC P ∠===°,,,∥,为线段BD 上的动点,点Q 在射线AB 上,且满足PQ AD PC AB =(如图所示)。
初中数学中,动点面积最值问题通常与几何相关。
下面是一个例子,希望能帮助你理解该类型的问题。
假设有一个长方形,它的一边长为a(已知),另一边长为b(未知)。
现在我们在这个长方形内部选择一个动点P,它的坐标为(x, y)。
我们要求动点P与长方形四个边界的连线所围成的面积S的最大值和最小值。
解决这个问题的方法是,我们需要找到动点P的坐标(x, y)与长方形边界的关系,并分析这个关系如何影响面积S。
具体步骤如下:
1. 画出长方形,并标出其中一个边的长度为a。
2. 假设动点P的坐标为(x, y),则另一边长b可以表示为b = a - 2x(因为P点到两个垂直边的距离都是x)。
3. 面积S可以表示为S = xy = x(a - 2x)。
4. 将面积函数S关于x进行求导,得到S' = a - 4x。
5. 令S' = 0,解方程得到x的值。
6. 判断解得的x值是否在合理范围内,例如x的取值范围是[0, a/2]。
7. 将x的值代入面积函数S,计算出对应的面积值。
最大面积和最小面积分别对应于S的极大值和极小值。
通过求导找到极值点,再进行验证即可确定最值。
需要注意的是,这只是一个简单的例子,实际问题可能更加复杂。
在解决动点面积最值问题时,你可能还需要灵活运用几何知识、代数知识和微积分等数学工具,根据具体情况进行分析和推导。
因动点产生的面积问题解题策略一.解题策略解读:面积的存在性问题常见的题型和解题策略有两类:图1 图2 图3 计算面积常用到的策略还有:图4 图5 图6例1.已知抛物线y=mx2+(1-2m)x+1-3m与x轴交于不同的两点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,求出最值及相应的m的值;若没有,请说明理由.思路:1. 已知的抛物线的解析式可以因式分解的,抛物线过x轴上的定点(-1, 0).2. 第(2)题分两步,先对m赋予两个不同的值,联立求方程组的解,再验证这个点是确定的.3. 第(3)题中△ABP的高为定值,点A为定点,求△ABP的最大面积,其实就是求点B的横坐标的最大值.例2.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,有一块矩形板材ABCD, AB=3米, AD=6米,现想从此板材中截出一个面积尽可能大的四边形EFGH部件,使∠EFG=90°,米,∠EHG=45°.经研究,只有当点E、 F、 G分别在边AD、 AB、 BC上时,且AF<BF,并满足点H在矩形ABCD内部或边上时,才有可能截出符合要求的部件.试问能否截得符合要求的面积尽可能大的四边形EFGH部件?若能,求出截得的四边形EFGH 部件的面积;若不能,请说明理由.图1 图2 图3思路:1. 第(2)题的模型是“打台球”两次碰壁问题,依据光的反射原理.2. 第(3)题需先设AF的长并求解,再验证点H在矩形内部,然后计算面积.例3.如图1,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轴交于点A,抛物线的对称轴与x轴交于点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求点F的坐标;②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,连结OG,折痕与OG交于点H,点M是线段EH上的一个动点(不与点H重合),连结MG, MO,过点G作GP⊥OM于点P,交EH于点N,连结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,请直接写出变化的范围;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.图1 备用图思路:1. 第(1)题中点F的位置是由A、 B两点确定的,A、 B两点的坐标都隐含在抛物线的解析式中.2. 第(2)题思路在画示意图过程中,点G是关键点.以E为圆心,EO为半径画弧,交CD于点G.例 4.如图,已知平行四边形ABCD的三个顶点A(n, 0)、 B(m, 0)、 D(0,2n)(m>n>0),作平行四边形ABCD关于直线AD的对称图形AB1C1 D.(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.思路:1. 第(1)题先说理再计算,说理四边形CC1B1B是矩形.2. 第(2)题根据AB1=AB列关于m、 n的方程,整理就可以得到m与n的关系.例5.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=-x2+bx+c经过点A(3, 0)和点B(2, 3),过点A的直线与y轴的负半轴相交于点C,且tan∠CAO=.(1) 求这条抛物线的表达式及对称轴;(2) 连结AB、 BC,求∠ABC的正切值;(3) 若点D在x轴下方抛物线的对称轴上,当S△ABC =S△ADC时,求点D的坐标.解析:1. 直觉告诉我们,△ABC是直角三角形.2. 第(3)题的意思可以表达为: B、 D在直线AC的两侧,到直线AC的距离相等.于是我们容易想到,平行线间的距离处处相等.例6.如图,半圆O的直径AB=10,有一条定长为6的动弦CD在弧AB上滑动(点C、D分别不与点A、 B重合),点E、 F在AB上,EC⊥CD, FD⊥CD.(1) 求证:EO=FO;(2) 连结OC,如果△ECO中有一个内角等于45°,求线段EF的长;(3) 当动弦CD在弧AB上滑动时,设变量CE=x,四边形CDFE的面积为S,周长为l,问:S与l是否分别随着x变化而变化?试用所学过的函数知识直接写出它们的函数解析式及函数定义域,以说明你的结论.思路:1. 用垂径定理和平行线等分线段定理证明点O是EF的中点.2. 第(2)题的△ECO中,∠ECO是定值,45°的角分两种情况.3. 第(3)题用x表示OE的长,在△ECO中,∠ECO是定值.例7.直线y=2x+m与抛物线y=ax2+ax+b都过点M(1, 0),且a<b.(1) 求抛物线顶点Q的坐标(用含a的式子表示);(2) 试说明抛物线与直线有两个交点;(3) 设抛物线与直线的另一个交点为N.①若-1≤a≤-时,求MN的取值范围;②求△QMN的面积最小值.思路:1. 将M(1, 0)分别代入直线和抛物线的解析式,可以确定m的值,用a表示b.2. 联立直线与抛物线的解析式,消去y,得到关于a的一元二次方程,判断Δ>0.3. 第(3)题①,分别求a=-1和a=-时直线与抛物线的交点M、 N的坐标,再求MN的长,两个MN的长,就是MN的取值范围的两端值.例8.已知Rt△EFP和矩形ABCD如图1摆放(点P与点B重合),点F、 B(P)、 C 在同一直线上,AB=EF=6cm, BC=FP=8cm, ∠EFP=90°.如图2, △EFP从图1位置出发,沿BC方向匀速运动,速度为1cm/s, EP与AB交于点G;同时,点Q从点C出发,沿CD方向匀速运动,速度为1cm/s.过点Q作QM⊥BD,垂足为H,交AD于点M,连结AF、 PQ.当点Q停止运动时,△EFP也停止运动.设运动时间为t(s)(0<t<6).解答下列问题:(1) 当t为何值时,PQ∥BD?(2) 设五边形AFPQM的面积为y(cm2),求y与t之间的函数关系式;(3) 在运动过程中,是否存在某一时刻t,使S五边形AFPQM ∶S矩形ABCD=9∶8?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由;(4) 在运动过程中,是否存在某一时刻t,使点M在线段PG的垂直平分线上?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.图1 图2思路:1. 把线段BP、 PC、 CQ、 DQ的长用t表示出来.再把线段BG、 DM的长用t表示出来.2. 用割补法求五边形AFPQM的面积,等于直角梯形减去两个直角三角形的面积.3. 第(3)题用第(2)题的结果,直接解方程就可以了.4. 第(4)题是根据MP2=MG2列方程,需要构造以MP为斜边的直角三角形.例9.如图1,在平面直角坐标系中,过原点O及点A(8, 0)、 C(0, 6)作矩形OABC,连结OB,点D为OB的中点,点E是线段AB上的动点,连结DE,作DF⊥DE,交OA于点F,连结EF.已知点E从点A出发,以每秒1个单位长度的速度在线段AB上移动,设移动时间为t秒.(1) 如图1,当t=3时,求DF的长;(2) 如图2,当点E在线段AB上移动的过程中,∠DEF的大小是否发生变化?如果变化,请说明理由;如果不变,请求出tan∠DEF的值;(3) 连结AD,当AD将△DEF分成的两部分的面积比为1∶2时,求相应的t的值.图1 图2思路;1. 作DM⊥AB于M, DN⊥OA于N,那么△NDF与△MDE的相似比为3∶4.2. 面积比为1∶2要分两种情况讨论.把面积比转化为两个同高三角形底边的比.3. 过点E作OA的平行线,构造“8字型”相似,这样就把底边的比利用起来了.例10.如图1,二次函数y=x2+bx+c的图象与x轴交于A、 B两点,与y轴交于点C, OB=OC.点D在函数图象上,CD∥x轴,且CD=2,直线l是抛物线的对称轴,E是抛物线的顶点.(1) 求b、 c的值;(2) 如图1,连结BE,线段OC上点F关于直线l的对称点F'恰好在线段BE上,求点F的坐标;(3) 如图2,动点P在线段OB上,过点P作x轴的垂线分别与BC交于点M,与抛物线交于点N.试问:抛物线上是否存在点Q,使得△PQN与△APM的面积相等,且线段NQ的长度最小?如果存在,求出点Q的坐标;如果不存在,说明理由.图1 图2思路:1. 由已知抛物线的解析式可得C(0, c),再用c表示B、 D两点的坐标,然后将B、 D代入抛物线的解析式列关于b、 c的方程组.2. 第(2)题: 通过点C、 F分别与点D、 F'关于直线l对称,得到点F'是BE的中点,从而求得点F的坐标.3. 第(3)题: 设点P的横坐标为m,用m表示点M、 N的坐标,进而用m表示线段PM、 PN、 PA的长,根据两个三角形的面积相等,求出PN边上的高QH.最后讨论NQ与QH的关系.例11.如图,在平面直角坐标系中,直线y=12x+2与x 轴交于点A,与y 轴交于点C.抛物线y=-x 2+bx+c 经过A 、 C 两点,与x 轴的另一个交点为点B.(1) 求抛物线的函数表达式;(2) 点D 为直线AC 上方抛物线上一动点.① 连结BC 、 CD.设直线BD 交线段AC 于点E, △CDE 的面积为S 1, △BCE 的面积为S 2,求 12S S 的最大值; ② 过点D 作DF ⊥AC,垂足为F,连结CD.是否存在点D,使得△CDF 中的某个角恰好等于∠BAC 的2倍?若存在,求出点D 的坐标;若不存在,请说明理由.图1 备用图思路: 1. △CDE 与△BCE 是同高三角形,面积比等于底边的比.构造“8字型”,把底边的比转化为竖直线段的比.2. 第(3)题的第一种情况∠DCF=2∠BAC,过点C 作x 轴的平行线,通过内错角相等,再作轴对称的角,很容易找到点D 的位置.3. 第(3)题的第二种情况∠CDF=2∠BAC,先要探求2∠BAC的大小(正切值),如果这一步探究不出来,基本上进行不下去.例12.已知Rt△OAB,∠OAB=90°,∠ABO=30°,斜边OB=4,将Rt△OAB绕点O 顺时针旋转60°,如题图1,连接BC.(1)填空:∠OBC= ;(2)如图1,连接AC,作OP⊥AC,垂足为P,求OP的长度;(3)如图2,点M,N同时从点O出发,在△OCB边上运动,M沿O→C→B路径匀速运动,N沿O→B→C路径匀速运动,当两点相遇时运动停止,已知点M的运动速度为1.5单位/秒,点N的运动速度为1单位/秒,设运动时间为x秒,△OMN 的面积为y,求当x为何值时y取得最大值?最大值为多少?思路:(1)由旋转的性质可以证明△OBC是等边三角形,从而可得∠OBC的度数;(2)求出△AOC的面积,利用三角形的面积公式计算即可;(3)分三种情形讨论求解即可解决问题:①当0<x≤83时,M在OC上运动,N在OB上运动,此时过点N作NE⊥OC且交OC于点E,利用面积公式表示出△OMN的面积(y值);②当8 3<x≤4时,M在BC上运动,N在OB上运动.作MH⊥OB于H,利用∠CBO=60°表示出MH,再利用面积公式表示出△OMN的面积(y值);③当4<x≤4.8时,M、N都在BC上运动,作OG⊥BC于G,易求OG,再利用面积公式表示出△OMN的面积(y值),最后分别求出三种情况下面积最大值,从而求出整个运动过程中y的最大值.例13. 在平面直角坐标系中,抛物线2y ax bx c=++交x轴于A、B两点,交y轴于点C(0,43-),OA=1,OB=4,直线l过点A,交y轴于点D,交抛物线于点E,且满足tan∠OAD=34.(1)求抛物线的解析式;(2)动点P从点B出发,沿x轴正方向以每秒2个单位长度的速度向点A运动,动点Q从点A出发,沿射线AE以每秒1个单位长度的速度向点E运动,当点P运动到点A时,点Q也停止运动,设运动为t秒.①在P、Q的运动过程中,是否存在某一时刻t,使得△ADC与△PQA相似,若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由;②在P、Q的运动过程中,是否存在某一时刻t,使得△APQ与△CAQ的面积之和最大?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.思路:本题是代数几何综合题,以平面直角坐标系为背景,考查了求二次函数解析式,二次函数的性质,,方程组的解法,几何图形面积的表示,相似三角形的判定与性质,分类讨论思想,三角形的面积的最值问题,综合性强,难度大,解题的关键是需要学生有良好的运算能力及分析问题和解决问题的能力,还得富有耐心.(1)利用A、B、C三点的坐标确定二次函数的解析式.(2)利用题目的已知条件表示出相关线段的长,①中利用三角函数值探索出∠PAQ=∠ACD,再根据题目中的要求使得△ADC与△PQA相似,进行分类讨论得到对应线段成比例,列出关于t的方程求解即可;②直接利用三角形的面积公式列出△APQ与△CAQ 的面积之和与时间t之间的函数关系式,再将所得的二次函数的解析式配方确定最值即可得到答案.。
初中数学动点问题大全动点问题一直是中考热点题型,近几年考察探究运动中的特殊性:等腰三角形、直角三角形、相似三角形、平行四边形、梯形、特殊角或其三角函数值、线段或面积的最值问题等,下面就此问题的常见题型作简单介绍。
题型一动点形成的面积问题1.面积公式:三角形面积用12S ah =来表示,利用未知数的代数式来表示底和高。
2.面积比等于相似比的平方:面积无法用底和高表示时,利用相似三角形的面积比等于相似比的平方来求解,只需要知道相似比和另一个三角形面积即可表示。
3.相似三角形:当面积公式和面积比等于相似比的平方不能有效解题时,利用相似三角形的比例关系求解。
角度1:利用公式法解决动点面积问题例题1:在平面直角坐标系xOy 中,抛物线2y x bx c =-++经过点30A (,)和23B (,).过点A 的直线与y 轴的负半轴相交于点C ,且1tan 3CAO ∠=.(1)求这条抛物线的表达式及对称轴;(2)连接AB 、BC ,求ABC ∠的正切值;(3)若点D 在x 轴下方的对称轴上,当ABC ADC S S ∆∆=时,求点D 的坐标.变式1:如图,在平面直角坐标系xOy 中,已知点A 的坐标为(,3)a (其中4a >),射线O 与反比例函数12y x =的图像交于点P ,点B 、C 分别在函数12y x=的图像上,且//AB x 轴,//AC y 轴.(1)当点P 横坐标为6,求直线AO 的表达式;(2)联结BO ,当AB BO =时,求点A 坐标;(3)联结BP 、CP ,试猜想:ABP ACP S S ∆∆的值是否随a 的变化而变化?如果不变,求出ABP ACP S S ∆∆的值;如果变化,请说明理由.O x y (备用图)O xy解析:(1)∵反比例函数12y x=的图像经过横坐标为6的点P ,∴点P 的坐标为(6,2).设直线AO 的表达式为y kx =(0k ≠).将点P (6,2)代入y kx =,解得13k =.∴所求反比例函数的解析式为13y x =.(2)∵AB //x 轴,∴点B 纵坐标为3,将3y =代入12y x=,得4x =.∴B 坐标为(4,3).∵AB =BO ,∴224(40)(30)a -=-+-9a =.∴点A 坐标为(9,3).(3)不变.延长AB 交y 轴于点D ,延长AC 交x 轴于点E ,∴32ADO AEO S S a ∆∆==.∵点C 坐标为(a ,12a ).∴6CEO S ∆=,同理6BDO S ∆=,∴ADO BDO AEO CEO S S S S ∆∆∆∆-=-,即ABO ACO S S ∆∆=.∵△ABP 与△ABO 同高,∴ABP ABO S AP S AO ∆∆=.同理ACP ACO S AP S AO ∆∆=.∴1ABP ACP S S ∆∆=.即当a 变化时,ABP ACPS S ∆∆的值不变,且恒为1变式2:如图,在直角坐标系中,一条抛物线与x 轴交于A 、B 两点,与y 轴交于C 点,其中(3,0)B ,(0,4)C ,点A 在x 轴的负半轴上,4OC OA =;(1)求这条抛物线的解析式,并求出它的顶点坐标;(2)联结AC 、BC ,点P 是x 轴正半轴上一个动点,过点P 作//PM BC 交射线AC 于点M ,联结CP ,若CPM ∆的面积为2,则请求出点P 的坐标;解析:(1)设这条抛物线的解析式为2(0)y ax bx c a =++≠它的顶点坐标为16(1,)3(2)过点P 作PH AC ⊥,垂足为H .∵P 点在x 轴的正半轴上,∴设0P x (,).∵A )0,1(-,∴1PA x =+.∵在Rt AOC ∆中,222OA OC AC +=;又∵14OA OC ==,∴17AC =90sin 117PH PH PHA CAO AP x ∠=︒∴∠===+ 17PH =//BP CM PM BC AB AC ∴= ;300B P x (,),(,)1点P 在点B 的左侧时,3BP x =-,∴3417x -=17(3)4x CM -=∵2PCM S =△∴122CM PH ⋅⋅=,∴17(3)12217x -=解得110x .P =∴(,)2点P 在点B 的右侧时,3BP x =-,∴3417x -=17(3)x CM -=∵2PCM S =△∴122CM PH ⋅⋅=,∴17(3)122417x -=解得11x =+,21x =-(不合题意,舍去)∴P(1+0).综上所述,P 的坐标为(1,0)或(1+0)角度2:利用面积比等于相似比的平方解决动点面积问题例题2:如图,已知在梯形ABCD 中,//AD BC ,5AB DC ==,4AD =.M 、N 分别是边AD 、BC 上的任意一点,联结AN 、DN .点E 、F 分别在线段AN 、DN 上,且//ME DN ,//MF AN ,联结EF .(1)如图1,如果//EF BC ,求EF 的长;(2)如果四边形MENF 的面积是ADN ∆的面积的38,求AM 的长;解析:(1)∵AD //BC ,EF //BC ,∴EF //A D .又∵ME //DN ,∴四边形EF DM 是平行四边形.∴EF =DM .同理可证,EF =AM .∴AM =DM .∵AD =4,∴122EF AM AD ===.(2)∵38ADN MENF S S ∆=四边形,∴58AME DMF ADN S S S ∆∆∆+=.即得58AME DMF ADN ADN S S S S ∆∆∆∆+=.∵ME //DN ,∴△AME ∽△AN D .∴22AME ADN S AM S AD∆∆=.同理可证,△DM F ∽△DN A .即得22DMF ADN S DM S AD ∆∆=.设AM =x ,则4DM AD AM x =-=-.∴22(4)516168x x -+=.即得2430x x -+=.解得11x =,23x =.∴AM 的长为1或3.A B CD M N EF (图1)AB C D M N E F变式3:已知直线1l 、2l ,12//l l ,点A 是1l 上的点,B 、C 是2l 上的点,AC BC ⊥,60ABC ∠=︒,4AB =,O 是AB 的中点,D 是CB 延长线上的点,将DOC ∆沿直线CO 翻折,点D 与'D 重合.(1)如图1,当点'D 落在直线1l 上时,求DB 的长;(2)延长DO 交1l 于点E ,直线'OD 分别交1l 、2l 于点M 、N .①如图2,当点E 在线段AM 上时,设x AE =,y DN =,求y 关于x 的函数解析式及其定义域;②若DON ∆的面积为323时,求AE 的长.解析:变式4:如图1,在梯形ABCD 中,//AD BC ,对角线BC AC ⊥,4AD =cm ,︒=∠45D ,3=BC cm .(1)求B ∠cos 的值;(2)点E 为BC 延长线上的动点,点F 在线段CD 上(点F 与点C 不重合),且满足ADE AFC ∠=∠,如图2,设x BE =,y DF =,求y 关于x 的函数解析式,并写出函数的定义域;(3)点E 为射线BC 上的动点,点F 在射线CD 上,仍然满足ADE AFC ∠=∠,当AFD ∆的面积为2cm 2时,求BE 的长.解析:(1)∵//AD BC ,∴ACB DAC ∠=∠.∵AC BC ⊥,∴90ACB ∠=︒.∴90DAC ∠=︒.∵45D ∠=︒,∴45ACD ∠=︒.∴AD AC =.∵4AD =,∴4AC =.∵3=BC ,∴5AB ==.∴3cos 5BC B AB ∠==.(2)∵//AD BC ,∴ADF DCE ∠=∠.∵AFC FDA FAD ∠=∠+∠,ADE FDA EDC ∠=∠+∠,又AFC ADE ∠=∠,∴FAD EDC ∠=∠.∴ADF DCE ∆~∆.∴AD DF DC CE =.在Rt ADC ∆中,222AC AD DC +=,又4==AC AD ,∴24=DC .∵x BE =,∴3-=x CE .y DF =,∴3244-=x y .22322-=x y .定义域为113<<x .(3)当点E 在BC 的延长线上,由(2)可得:ADF DCE ∆~∆,∴2(DC AD S S DCE ADF =∆∆.∵2AFD S ∆=,4=AD ,24=DC ,∴4=∆DCE S .∵AC CE S DCE ⨯⨯=∆21,∴44)3(21=⨯-⨯BE ,∴5BE =.当点E 在线段BC 上,同理可得:44)3(21=⨯-⨯BE .∴1BE =.所以BE 的长为5或1.角度3:利用锐角三角比法解决动点面积问题例题3:已知在平面直角坐标系xoy (如图)中,抛物线212y x bx c =++经过点(4,0)A 、点(0,4)C -,点B 与点A 关于这条抛物线的对称轴对称;(1)用配方法求这条抛物线的顶点坐标;(2)联结AC 、BC ,求ACB ∠的正弦值;(3)点P 是这条抛物线上的一个动点,设点P 的横坐标为(0)m m >,过点P 作y 轴的垂线PQ ,垂足为Q ,如果QPO BCO ∠=∠,求m 的值;解析:变式5:已知在平面直角坐标系xoy 中,抛物线2(0)y ax bx c a =++>与x 轴相交于(1,0),(3,0)A B -两点,对称轴l 与x 轴相交于点C ,顶点为点D ,且ADC ∠的正切值为12.(1)求顶点D 的坐标;(2)求抛物线的表达式;(3)F 点是抛物线上的一点,且位于第一象限,联结AF ,若FAC ADC ∠=∠,求F 点的坐标.解析:(1)∵抛物线与x 轴相交于()1,0A -,()3,0B 两点,∴对称轴l :直线1x =,2AC =∵90ACD ∠=︒,1tan 2ADC ∠=,∴4CD =,∵0a >,∴()1,4D -(2)设()214y a x =--将1,0x y =-=代入上式,得,1a =所以,这条抛物线的表达为223y x x =--(3)过点F 作FH x ⊥轴,垂足为点H设()2,23F x x x --,∵FAC ADC ∠=∠,∴tan tan FAC ADC ∠=∠,∵1tan 2ADC ∠=,∴1tan 2FH FAC AH ∠==∵223FH x x =--,1AH x =+,∴223112x x x --=+解得172x =,21x =-(舍),∴79,24F ⎛⎫ ⎪⎝⎭巩固1:如图,在直角坐标系xOy 中,抛物线c ax ax y +-=22与x 轴的正半轴相交于点A 、与y 轴的正半轴相交于点B ,它的对称轴与x 轴相交于点C ,且OBC OAB ∠=∠,3AC =.(1)求此抛物线的表达式;(2)如果点D 在此抛物线上,DF OA ⊥,垂足为F ,DF 与线段AB 相交于点G ,且2:3:=∆∆AFG ADG S S ,求点D 的坐标.解析:(1)∵抛物线c ax ax y +-=22的对称轴为直线12=--=a a x ,∴OC =1,OA =OC +AC =4,∴点A (4,0).∵∠OBC =∠OAB ,∴tan ∠OAB =tan ∠OBC ,∴OBOC OA OB =,∴OB OB 14=,∴OB =2,∴点B (0,2),∴⎩⎨⎧+-==,8160,2c a a c ∴⎪⎩⎪⎨⎧=-=.2,41c a ∴此抛物线的表达式为221412++-=x x y .(2)由2:3:=∆∆AFG ADG S S 得DG :FG =3:2,DF :FG =5:2,设m OF =,得m AF -=4,221412++-=m m DF ,由FG //OB ,得OA AF OB FG =,∴24m FG -=,∴2:524:)22141(2=-++-m m m ,∴01272=+-m m ,∴4,321==m m (不符合题意,舍去),∴点D 的坐标是(3,45)巩固2:如图,已知ABC ∆与BDE ∆都是等边三角形,点D 在边AC 上(不与A 、C 重合),DE 与AB 相交于点F .(1)求证:BCD DAF ∆∆∽;(2)若1BC =,设CD x =,AF y =;①求y 关于x 的函数解析式及定义域;②当x 为何值时,79BEF BCD S S ∆∆=?(1)证明:∵ABC ∆与BDE ∆都是等边三角形,∴60A C BDE ∠=∠=∠=︒A C BO yx∵ADF BDE C DBC ∠+∠=∠+∠,∴ADF DBC ∠=∠,∴BCD ∆∽DAF∆(2)∵BCD ∆∽DAF ∆,∴BC CD AD AF=∵1BC =,设CD x =,AF y =,∴11x x y=-,∴()201y x x x =-<<(3)解法一:∵ABC ∆与BDE ∆都是等边三角形,∴60E C ∠=∠=︒,60EBD CBA ∠=∠=︒,∴EBF CBD∠=∠∴EBF ∆∽CBD ∆,∴BE BF BC BD=,∵BE BD =,1BC =,∴2BE BF =∵EBF ∆∽CBD ∆,79BEF BCD S S ∆∆=,∴2279BEF BCD S BE S BC ∆∆==,∴279BE BF ==,∴29AF =∴229x x -=,解得1221,33x x ==,∴当13x =或23时,79BEF BCD S S ∆∆=解法二:∵△ABC 与BDE ∆都是等边三角形,∴60E C ∠=∠=︒,60EBD CBA ∠=∠=︒,∴EBF CBD∠=∠∴EBF ∆∽CBD ∆,∵79BEF BCD S S ∆∆=,∴2279BEF BCDS BE S BC ∆∆==∵1BC =,BE BD =,∴279BD =过点B 作BH AC ⊥于点H ,∵60C ∠=︒,∴BH =16DH =,12CH =当点D 在线段CH 上时,111263CD CH DH =-=-=当点D 在线段CH 的延长线上时,112263CD CH DH =+=+=综上所述,当13x =或23时,79BEF BCD S S ∆∆=.巩固3:在矩形ABCD 中,4AB =,6AD =,点P 是射线DA 上一动点,将三角板直角顶点重合于点P ,三角板两直角边中的一边始终经过点C ,另一直角边交射线BA 于点E .(1)判断EAP ∆与PDC ∆一定相似吗?请证明你的结论;(2)设PD x =,AE y =,求y 与x 的函数关系式,并写出它的定义域;(3)是否存在这样的点P ,是EAP ∆周长等于PDC ∆周长的2倍?若存在,请求出PD 的长度;若不存在,请简要说明理由.解析:(1)△EAP ∽△PDC①当P 在AD 边上时,如图(1):∵矩形ABCD ,==90D A ∠∠ ,∴1+2=90∠∠据题意=90CPE ∠ ∴3+2=90∠∠ ,∴1=3∠∠,∴△EAP ∽△PDC②当P 在AD 边上时,如图(2):同理可得△EAP ∽△PDC(2)若点P 在边AD 上,据题意:PD x =6PA x =-4DC =AE y =又∵△EAP ∽△PDC ,∴AE PA PD DC =,∴64y x x -=,∴22613442x x y x x -==-+()06x <<若点P 在边DA 延长线上时,据题意PD x =,则6PA x =-,4DC =,AE y =,∵△EAP ∽△PDC ,∴AE PA PD DC =,∴64y x x -=,∴()2664x x y x -=>(3)假如存在这样的点P ,使△EAP 周长等于PDC ∆的2倍①若点P 在边AD 上∵△EAP ∽△PDC ∴():6:4EAP PDC C C x =- ,∴()6:42x -=,∴2x =-不合题意舍去;②若点P 在边DA 延长线上,同理得()6:42x -=,∴14x =综上所述:存在这样的点P 满足题意,此时14PD =巩固4:如图,已知抛物线2y ax bx c =++经过点(0,4)A -,点(2,0)B -,点(4,0)C .(1)求这个抛物线的解析式,并写出顶点坐标;(2)已知点M 在y 轴上,OMB OAB ACB ∠+∠=∠,求点M 的坐标.解析:(1)∵抛物线2y ax bx c =++经过点(0,4)A -,点(2,0)B -,点(4,0)C ∴44201640c a b c a b c =-⎧⎪-+=⎨⎪++=⎩解得方程组的解为1214a b c ⎧=⎪⎪=-⎨⎪=-⎪⎩∴这个抛物线的解析式为:2142y x x =--顶点为9(1,)2-(2)如图:取OA 的中点,记为点N ∵OA =OC =4,∠AOC =90°∴∠ACB =45°∵点N 是OA 的中点∴ON =2又∵OB =2∴OB =ON又∵∠BON =90°∴∠ONB =45°∴∠ACB =∠ONB∵∠OMB +∠OAB =∠ACB ∠NBA +∠OAB =∠ONB ∴∠OMB =∠NBA1°当点M 在点N 的上方时,记为M 1∵∠BAN =∠M 1AB ,∠NBA =∠OM 1B ,∴△ABN ∽△AM 1B ∴1AN AB AB AM =又∵AN =2,AB =∴110AM =又∵A (0,—4)∴1(0,6)M 2°当点M 在点N 的下方时,记为M 2,点M 1与点M 2关于x 轴对称,∴2(0,6)M -综上所述,点M 的坐标为(0,6)或(0,6)-题型二动点形成的相切问题1.直线和圆相切:圆心到直线距离等于半径构造直角三角形,利用三角比、勾股定理等来表示圆心到直线距离及半径,建立等量关系2.圆和圆相切:两圆半径和等于圆心距.利用平行线分线段成比例、勾股定理、三角比、相似等表示相关线段,建立等量关系角度4:直线与圆相切问题例题4:如图,在ABC ∆中,10,12,AB AC BC ===点E F 、分别在边BC AC 、上(点F 不与点A 、C 重合)//EF AB .把ABC ∆沿直线EF 翻折,点C 与点D 重合,设FC x =.(1)求B ∠的余切值;(2)当点D 在ABC ∆的外部时,DE DF 、分别交AB 于M 、N ,若MN y =,求y 关于x 的函数关系式并写出定义域;(3)(下列所有问题只要直接写出结果即可)以E 为圆心、BE 长为半径的E 与边AC 1没有公共点时,求x 的取值范围.2一个公共点时,求x 的取值范围.3两个公共点时,求x 的取值范围.AE CB FA B D GC EF变式6:已知:矩形ABCD 中,过点B 作BG ⊥AC 交AC 于点E ,分别交射线AD 于F 点、交射线CD 于G 点,BC =6.(1)当点F 为AD 中点时,求AB 的长;(2)联结AG ,设AFG AB x S y ∆==,,求y 关于x 的函数关系式及自变量x 的取值范围;(3)是否存在x 的值,使以D 为圆心的圆与BC 、BG 都相切?若存在,求出x 的值;若不存在,请说明理由.解析:(1)∵点F 为AD 中点,且AD =BC =6,∴AF =3∵矩形ABCD 中,∠ABC =90°,BG ⊥AC 于点E ,∴∠ABE +∠EBC =90°,∠AC ∠EBC =90°∴∠ABE =∠ACB ,∴△ABF ∽△BCF ,∴AB AF BC AB =∴AB =23(2)由(1)可得△ABF ∽△BCF ∴AB AF BC AB =∵AB =x ,BC =6∴AF =62x ;同理可得:CG =x36①当F 点在线段AD 上时DG =CG -CD =x x x x 23636-=-∴S ⊿AFG =1236213x x CG AF -=⋅。
1 / 29xy12QPAOCBxyAOB【例1】 如图,已知直线l :22y x =-+与x 轴、y 轴分别交于点B 、C ,将直线y=x向上平移1个单位长度得到直线P A ,点Q 是直线P A 与y 轴的交点,求四边形PQOB 的面积. 【难度】★★【答案】65.【解析】由题意可得:直线P A 的解析式为1+=x y令⎩⎨⎧+-=+=221x y x y ,解得:⎪⎩⎪⎨⎧==3431y x ,则⎪⎭⎫ ⎝⎛3431,P .∵点Q 是直线P A 与y 轴的交点, ∴()01Q ,. ∵直线l :22y x =-+与x 轴、y 轴分别交于点B 、C , ∴B (1,0),C (0,2). ∴65311211221=⨯⨯-⨯⨯=-=CPQ COB PQOB S S S △△四边形. 【总结】考察四边形面积的求法,不规则图形的面积用割补法来解决.【例2】 如图,已知直线AB :2y x =+与直线OA :13y x =交于点A ,与直线OB :3y x =交于点B 两点.求△AOB 的面积. 【难度】★★ 【答案】4.【解析】令⎪⎩⎪⎨⎧=+=x y x y 312,解得:⎩⎨⎧-=-=13y x ,则()31A --,. 令⎩⎨⎧=+=x y x y 32,解得:⎩⎨⎧==31y x ,则()13B ,. 设直线AB 与x 轴相交于C ,则C (-2,0),∴412213221=⨯⨯+⨯⨯=+=OCB OAC OAB S S S △△△.【总结】考察三角形面积的求法,不能直接求面积则用割补法来解决,注意交点坐标 的求法.例题解析【例3】 如图,已知直线3y x =+的图像与x 轴、y 轴分别交于A 、B 两点,直线l 经过原点,与线段AB 交于点C ,把△AOB 的面积分为2:1两部分,求直线l 的解 析式. 【难度】★★【答案】2y x =-或x y 21-=.【解析】∵直线3y x =+的图像与x 轴、y 轴分别交于∴A (-3,0),B (0,3),∴293321=⨯⨯=OAB S △.当OBA OBCS S △△32=时, 则2932321⨯=⨯⨯C y ,则2=C y , ∵C 点在直线AB 上,∴C (-1,2), 则直线l 的解析式为:2y x =-;当OBA OBC S S △△31=时,则2931321⨯=⨯⨯C y ,则1=C y , ∵C 点在直线AB 上,∴C (-2,1),则直线l 的解析式为:x y 21-=.综上直线l 的解析式为2y x =-或x y 21-=.【总结】考察面积的求法,本题中要注意分类讨论.3 / 29【例4】 如图,已知,在矩形ABCD 中,AB =10,BC =12,四边形EFGH 的三个顶点E 、F 、H 分别在矩形ABCD 边AB 、BC 、DA 上,AE =2.(1)如图1,当四边形EFGH 为正方形时,求△GFC 的面积;(2)如图2,当四边形EFGH 为菱形,且BF =a 时,求△GFC 的面积.(用含a 的代数式表示)【难度】★★★ 【答案】见解析.【解析】(1)过点G 作GM ⊥BC 于M .∵四边形EFGH 为正方形时,∴︒=∠+∠90BEF AEH ∵︒=∠+∠90AHE AEH ,∴BEF AHE ∠=∠ ∵BEF AHE ∠=∠,B A ∠=∠,EF EH =, ∴BEF AHE ≌△△同理可知:BEF MFG ≌△△ ∴2===AE BF GM∴10=-=BF BC FC ,则10=GFC S △; (2)过点G 作GM ⊥BC 于M ,连接HF ∵AD ∥BC ,∴MFH AHF ∠=∠ ∵EH ∥FG ,∴GFH EHF ∠=∠ ∴MFG AHE ∠=∠∵MFG AHE ∠=∠,GMF A ∠=∠,GF EH =, ∴MFG AHE ≌△△∴2==AE GM∴()a a GM FC S GFC -=⨯-=⋅=122122121△.【总结】本题主要考察菱形、正方形的性质和全等三角形的判定和性质.A BCDEF 图1GHABCDE F 图2GHMM4 / 29【例5】 如图1,正方形ABCD 的边长为2,点A (0, 1)和点D 在y 轴正半轴上,点B 、C 在第一象限,一次函数y =kx +2的图像l 交AD 、CD 分别于E 、F . (1)若△DEF 与△BCF 的面积比为1∶2,求k 的值; (2)联结BE ,当BE 平分∠FBA 时,求k 的值. 【难度】★★★【答案】(1)1=k ;(2)2=k .【解析】(1)∵正方形ABCD 的边长为2,点A (0, 1)和点D 在y 轴正半轴上,点B 、C 在第一象限, ∴B (2, 1),C (2, 3),D (0, 3).∵一次函数y =kx +2的图像l 交AD 、CD 分别于E 、F , ∴E (0, 2). 设F (m , 3),∵△DEF 与△BCF 的面积比为1∶2, ∴()212221121=⨯-⨯⋅m m ,解得:1=m ,∴F (1, 3) ∵F (1, 3)在直线y =kx +2上,∴1=k ; (2)延长BE 交CD 的延长线于H , ∵BE 平分∠FBA ,∴ABE FBE ∠=∠∵CD ∥AB ,∴ABE H ∠=∠,∴FBE H ∠=∠,∴FB=HF ∵AE =1,DE=1,∴AE=DE∵AE=DE ,BAE HDE ∠=∠,BEA HED ∠=∠ ∴△HED ≌△BEA∴HD=AB =2,∴H (-2, 3) 设F (n , 3) ∵FB=HF ,∴()22222+=+-n n ,解得:21=n , ∴F (21, 3) ∵F (21, 3)在直线y =kx +2上, ∴2=k .【总结】考察等腰三角形的性质和两点之间的距离公式的运用,注意点的坐标与解析式的关系.ABCD EFxy OH5 / 29【例6】 如图,在平面直角坐标系中,函数y =2x +12的图像分别交x 轴、y 轴于A 、B 两点,过点A 的直线交y 轴正半轴于点M ,且点M 为线段OB 的中点. (1)求直线AM 的表达式;(2)试在直线AM 上找一点P ,使得S △ABP =S △AOB ,请求出点P 的坐标; (3)若点H 为坐标平面内任意一点,是否存在点H ,使以A 、B 、M 、H 为顶点的四边形是等腰梯形?若存在,请直接写出点H 的坐标;若不存在,请说明理由. 【难度】★★★【答案】(1)6+=x y ;(2)P (6, 12)或P (-18, -12); (3)H (-12, 0)或H (-6, 18)或H (56-, 518). 【解析】(1)∵函数y =2x +12的图像分别交x 轴、y 轴于A 、B 两点,∴A (-6, 0),B (0, 12)∵点M 为线段OB 的中点, ∴M (0, 6), 则直线AM 的表达式为6+=x y ; (2)当点P 在AM 的延长线上时∵S △ABP =S △AOB ,∴OP ∥AB ,则可知直线OP 的表达式为x y 2=. ∵P 在直线AM 上,∴令⎩⎨⎧+==62x y x y ,解得:⎩⎨⎧==126y x , ∴P (6, 12);当P 在AM 的反向延长线上时,过P 点作PN ⊥OB ,垂足为H 设P (n , n+6)∵AONP ABO BPN ABP S S S S 梯形△△△--=, S △ABP =S △AOB ,()()()()1262166621126216621⨯⨯=--⨯--⨯-⨯⨯----⋅n n n n ,解得:18-=n ,则P (-18, -12).(3)存在点H ,使以A 、B 、M 、H 为顶点的四边形是等腰梯形.若以AM 为底,BM 为腰,过点B 作AM 的平行线,当点H (-12, 0)时,以A 、B 、M 、H 为顶点的四边形是等腰梯形;若以BM 为底,AM 为腰,过点A 作BM 的平行线,当点H (-6, 18)时,以A 、B 、M 、H 为顶点的四边形是等腰梯形;若以AB 为底,BM 为腰,过点M 作AB 的平行线,当点H (56-, 518)时,以A 、B 、M 、H 为顶点的四边形是等腰梯形.【总结】本题综合性较强,本题一方面考察面积的确定,另一方面考察等腰梯形的性质和分类讨论.ABOMxy6 / 29【例7】 如图1,已知直角坐标平面内点A (2, 0),P 是函数y =x (x >0)图像上一点,PQ ⊥AP 交y 轴正半轴于点Q . (1)试证明:AP =PQ ;(2)设点P 的横坐标为a ,点Q 的纵坐标为b ,那么b 关于a 的函数关系式是_______;(3)当S △AOQ =23S △APQ 时,求点P 的坐标.【难度】★★★【答案】(1)见解析;(2)22-=a b ;(3)⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--255255,P 或⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++255255,P . 【解析】(1)过P 作x 轴、y 轴的垂线,垂足分别为H 、T ,∵P 是函数y =x (x >0)图像上一点 ∴PH=PT ,PH ⊥PT∵PQ ⊥AP ,∴QPT APH ∠=∠∵QPT APH ∠=∠,PH=PT ,QTP AHP ∠=∠ ∴△PHA ≌△PTQ ∴AP =PQ ;(2)由(1)可得:TQ a AH =-=2 ∵OH OT TQ OQ ==+, ∴a a b =-+2, 即22-=a b ; (3)设()P a a ,, ∵2221-=⋅⋅=a OQ OA S AOQ △,222122+-==a a AP S APQ △, ∴()2232222+-=-a a a , 解得:255±=a . ∴⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--255255,P 或⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++255255,P . 【总结】本题主要考察全等的运用,及三角形面积的求法,注意利用面积公式确定点的坐标.P QAy O x7 / 29【例8】 如图,矩形ABCD 中,AB =1,AD =2,M 是CD 的中点,点P 在矩形的边上沿A B C M →→→运动,试写出△APM 的面积y 与点P 经过的路程x 之间的函数关系,写出定义域,并画出函数图像. 【难度】★★ 【答案】见解析.【解析】当P 在AB 上运动时,即10≤<x ,y =x AP AD S APM =⋅=21△;当P 在BC 上运动时,即31≤<x , ∵PCM ABP ABCM APM S S S S △△梯形△--=, ∴y =454432123+-=----=x x x S APM △; 当P 在CM 上运动时,即273≤<x , y =x x S APM -=⨯⎪⎭⎫⎝⎛-=2722721△.函数图像如由图所示.【总结】本题主要考察面积与动点的结合,注意进行讨论.【例9】 如图,在梯形ABCD 中,AD //BC ,AB =CD =AD =5cm ,BC =11cm ,点P 从点D 出发沿DA 边以每秒1cm 的速度移动,点Q 从点B 出发沿BC 边以每秒2cm 的速度移动(当点P 到达点A 时,点P 与点Q 同时停止移动),假设点P 移动的时间为x (秒),四边形ABQP 的面积为y (cm 2). (1)求y 关于x 的函数解析式,并写出它的定义域;(2)在移动的过程中,求四边形ABQP 的面积与四边形QCDP 的面积相等时x 的值;(3)在移动过程中,是否存在x 使得PQ =AB ,若存在,求出所有的x 的值;若不存在,请说明理由. 【难度】★★【答案】(1)102+=x y (50≤≤x ); (2)3=x ;(3)35=x 或311=x . 【解析】(1)作AE ⊥BC 于E ,DF ⊥BC 于F ,∵AB =CD =AD =5cm ,BC =11cm , ∴BE=CF =3,则4=AE .ABCDMPABCDPQE F8 / 29∵2DP x BQ x ==,, ∴()10242521+=⨯+-⨯=x x x y (50≤≤x ); (2)当四边形ABQP 的面积与四边形QCDP 的面积相等时, 四边形ABQP 的面积等于四边形ABCD 的面积的一半,∴()41152121102⨯+⨯⨯=+x ,解得:3=x ;(3)∵PQ =AB ,AD //BC ,∴四边形ABQP 为平行四边形或等腰梯形. 当四边形ABQP 为平行四边形时,则AP =BQ ,∴x x 25=-,解得:35=x ;当四边形ABQP 为等腰梯形时,则四边形PQCD 为平行四边形,∴x x 211-=,解得:311=x ;综上所述,当PQ =AB 时,x 的值为53或113.【总结】本题主要考察动点背景下的平行四边形和等腰梯形的性质的综合运用.【例10】 已知:如图1,在线段AE 的同侧作正方形ABCD 和正方形BEFG (BE <AB ),连结EG 并延长交DC 于点M ,作MN ⊥AB ,垂足为N ,MN 交BD 于P .设正方形ABCD 的边长为1. (1)证明:△CMG ≌△NBP ;(2)设BE =x ,四边形MGBN 的面积为y ,求y 关于x 的函数解析式,并写出定义域;(3)如果按照题设方法作出的四边形BGMP 是菱形,求BE 的长. 【难度】★★★ 【答案】见解析.【解析】(1)∵正方形ABCD 和正方形BEFG ,∴︒=∠45ABD ,︒=∠45BEG ∵CM ∥BE ,∴︒=∠=∠45BEG CMG ∵正方形ABCD ,MN ⊥AB ,∴四边形BCMN 是矩形, ∴CM=NB . ∵CM=NB ,PNB C ∠=∠,PBN CMG ∠=∠ ∴△CMG ≌△NBP ;(2)∵正方形BEFG ,BE =x , ∴x BE BG ==, ∴x CG -=1,ABC DEFGPMN9 / 29∴()()212111212+-=-+=x x x y (10<<x ); (3)由已知可得:MN ∥BC ,MG ∥BP , ∴四边形BGMP 是平行四边形.要使四边形BGMP 是菱形,则MG BG =, ∴()x x -=12,解得:22-=x , ∴当22-=BE 时,四边形BGMP 是菱形.【总结】本题考察正方形的性质和动点背景的下面积问题,解题时注意认真分析题目中的条件.【例11】 已知:在梯形ABCD 中,AD //BC ,∠B =90°,AB =BC =4,点E 在边AB上,CE =CD .(1)如图1,当∠BCD 为锐角时,设AD =x ,△CDE 的面积为y ,求y 与x 之间 的函数解析式,并写出函数的定义域; (2) 当CD =5时,求△CDE 的面积. 【难度】★★★【答案】(1)x x y 4212+-=(40<<x );(2)27或252.【解析】(1)过C 作CF ⊥AD 交AD 延长线于F∵AD //BC ,∠B =90°,AB =BC =4, ∴四边形ABCF 是正方形.∵CE =CD ,BC=CF ,∴△BCE ≌△FCD ,∴DF=BE ∵AD =x ,∴x DF -=4,∴x BE -=4 ∴ADE BEC ABCD y S S S =--△△梯形 ()()1114444222x x x x =+⨯-⋅⋅-⨯⨯- 2142x x =-+, 定义域为:40<<x ;(2)当∠BCD 为锐角时, ∵CD =5时,CF=4,∴由勾股定理可得:3=DF ,则1=AD代入解析式中可得:27=y ;当∠BCD 为钝角时,易知3DF BE ==.AB CDEFA B CDEF10 / 29∴CDEBCEADEABCD SS SS=--梯形111(47)43417222=⨯+⨯-⨯⨯-⨯⨯ 252=. 综上所述,△CDE 的面积为27或252. 【总结】考察全等三角形的构造和正方形的性质的综合运用,第(2)问要注意分类讨论.【例12】 如图1,四边形OABC 是矩形,点A 、C 的坐标分别为(3,0),(0,1),点D是线段BC 上的动点(与端点B 、C 不重合),过点D 作直线12y x m =-+交折线OAB 于点E .(1)当点E 恰为AB 中点时,求m 的值;(2)当点E 在线段OA 上,记△ODE 的面积为y ,求y 与m 的函数关系式并写出定义域;(3)当点E 在线段OA 上时,若矩形OABC 关于直线DE 的对称图形为四边形O 1A 1B 1C 1,试判断四边形O 1A 1B 1C 1与矩形OABC 的重叠部分的面积是否发生变化,若不变,写出该重叠部分的面积;若改变,写出重叠部分面积S 关于m 的函数关系式. 【难度】★★★ 【答案】见解析.【解析】∵四边形OABC 是矩形,点A 、C 的坐标分别为(3,0),(0,1),∴B (3,1). (1)当点E 恰为AB 中点时,则E (3,21) ∵点E 在直线12y x m =-+上, ∴代入E 点坐标,可得:2=m ;(2)当点E 在线段OA 上,∵直线12y x m =-+交折线OAB 于点E , ∴E (m 2,0),∴m m y =⋅⋅=1221(312m <≤); (3)设O 1A 1与CB 相交于点M ,OA 与B 1C 1相交于点N ,则四边形O 1A 1B 1C 1与 矩形OABC 的重叠部分的面积为四边形DNEM 的面积.AB CDEOxy∵DM ∥NE ,DN ∥ME ,∴四边形DNEM 是平行四边形 ∵NED MED ∠=∠,NED MDE ∠=∠,∴NED MED ∠=∠, ∴ME MD =,∴四边形DNEM 是菱形过D 作DH ⊥OA ,垂足为H ,设菱形DNEM 的边长为a∵D (22-m ,1),E (m 2,0), ∴DH =1,HE =()2222m m --=,∴2NH EN EH a =-=-, 在直角△DHN 中,()22212+-=a a ,解得:45=a ∴菱形DNEM 的面积为:55144⨯=.【总结】本题综合性较强,一方面考查面积与动点的结合,另一方面考查面积的定值,注意进行分析.【例13】 如图1,在正方形ABCD 中,点E 在边AB 上(点E 与点A 、B 不重合),过点E 作FG ⊥DE ,FG 与边BC 相交于点F ,与边DA 的延长线相交于点G . (1)当E 是AB 中点时,求证AG =BF ;(2)当E 在边AB 上移动时,观察BF 、AG 、AE 之间具有怎样的数量关系?并证明你所得到的结论;(3)联结DF ,如果正方形的边长为2,设AE =x ,△DFG 的面积为y ,求y 与x 之间的函数解析式,并写出函数的定义域.【难度】★★★【答案】(1)见解析;(2)AE AG BF =+;(3)2212+=x y (20<<x ).【解析】(1)当E 是AB 中点时,AE=BE∵AE=BE ,AEG BEF ∠=∠,B EAG ∠=∠ ∴△EAG ≌△EBF ∴AG =BF(2)AE AG BF =+过点F 作FH ⊥DA ,垂足为H ,则四边形ABFH 是矩形 ∴FH=AB=AD∵DE ⊥FG ,∴DEA ADE G ∠=∠-︒=∠90 ∵FH=AD ,DEA G ∠=∠,G A ∠=∠ ∴△FHG ≌△DAE , ∴GH=AE ,即AE AG HA =+ ∵BF=HA , ∴AE AG BF =+;A BCD EF GH(3)由(2)可得:FG=DE ∴224+==x DE FG ∴221442122222+=+⋅+=x x x y (20<<x ) 【总结】本题主要考察正方形背景下的动点问题,注意对常见辅助线的添加以及线段间的转化.【例14】 如图1,梯形ABCD 中,AD //BC ,∠B =90°,AD =18,BC =21.点P 从点A 出发沿AD 以每秒1个单位的速度向点D 匀速运动,点Q 从点C 沿CB 以每秒2个单位的速度向点B 匀速运动.点P 、Q 同时出发,其中一个点到达终点时两点停止运动,设运动的时间为t 秒.(1)当AB =10时,设A 、B 、Q 、P 四点构成的图形的面积为S ,求S 关于t 的函数关系式,并写出定义域;(2)设E 、F 为AB 、CD 的中点,求四边形PEQF 是平行四边形时t 的值.【难度】★★★【答案】(1)t S 5105-=(5.100≤≤t ); (2)23=t . 【解析】(1)由题意可得:AP =t ,CQ =t 2,则()t t t S 51051022121-=⨯-+⨯=(5.100≤≤t );(2)过点D 作DH ⊥BC 于H ,取CH 的中点G ,则四边形ABHD 是矩形.∵F 是CD 的中点,G 是CH 的中点,∴DH FG 21=∵AD //BC ,∠B =90°,AD =18,BC =21∴CH =21-18=3,CG =2321=CH∴232-=-=t GC QC QG ∵四边形PEQF 是平行四边形, ∴PE=QF∵AB FG AE 21==,90A FGQ ∠=∠=GABCDE F PABCD Q图1备用图H∴△AEP ≌△GFQ , ∴QG=AP∴t t =-232, 解得:23=t ,即当四边形PEQF 是平行四边形时,t 的值为32. 【总结】本题一方面考察梯形背景下的动点结合,另一方面考察中位线及平行四边形的性质的综合运用,注意认真分析.【例15】 如图1,在菱形ABCD 中,∠B =45°,AB =4.左右作平行移动的正方形EFGH 的两个顶点F 、G 始终在边BC 上.当点G 到边BC 中点时,点E 恰好在边AB 上.(1)如图1,求正方形EFGH 的边长;(2)设点B 与点F 的距离为x ,在正方形EFGH 作平行移动的过程中,正方形EFGH 与菱形ABCD 重叠部分的面积为y ,求y 与x 的函数解析式,并写出它的定义域;(3)联结FH 、HC ,当△FHC 是等腰三角形时,求BF 的长. 【难度】★★★ 【答案】见解析.【解析】(1)当点G 到边BC 中点时,BG=2,∵∠B =45°,正方形EFGH 的两个顶点F 、G 始终在边BC 上. ∴BF=EF=FG ∵BG=2,∴FG=1, 即正方形EFGH 的边长为1;(2)当10≤<x 时,()212121122++-=--=x x x y ,当31≤<x 时,1=y ;(3)当FH=HC 时,∵HG ⊥CF ,∴FG=CG=1, ∴2114=--=--=FG GC BC BF ; 当FC=HC 时,∵CG CG FG FC +=+=1,2221GC GC GH HC +=+= ∴112+=+GC GC ,解得:0=GC , ∴3014=--=--=FG GC BC BF ;当FH=FC 时,则2=FC ,此时24-=-=FC BC BF , 综上所述,当△FHC 是等腰三角形时,BF 的长为2或3或42-.HAB C DEF G【总结】本题主要考察平行四边形与正方形的性质的综合运用,解题时注意对等腰三角形要进行分类讨论.【例16】 如图1,在平面直角坐标系中,O 为坐标原点,四边形OABC 是矩形,A (0,4),C (5, 0),点D 是y 轴正半轴上一点,将四边形OABC 沿着过点D 的直线翻折,使得点O 落在线段AB 上的点E 处.过点E 作y 轴的平行线与x 轴交于点N .折痕与直线EN 交于点M ,联结DE 、OM . 设OD =t ,MN =s . (1)试判断四边形EDOM 的形状,并证明;(2)当点D 在线段OA 上时,求s 关于t 的函数解析式,并写出函数的定义域; (3)用含t 的代数式表示四边形EDOM 与矩形OABC 重叠部分的面积.【难度】★★★ 【答案】见解析.【解析】(1)四边形EDOM 是菱形.∵将四边形OABC 沿着过点D 的直线翻折,使得点O 落在线段AB 上的点E 处, ∴EDM ODM ∠=∠,DE OD =. ∵EM ∥OD , ∴DME ODM ∠=∠, ∴DME EDM ∠=∠,∴EM DE =,∵DE OD =,∴EM OD =. ∵EM ∥OD ,∴四边形EDOM 是平行四边形, ∵EM DE =,∴平行四边形EDOM 是菱形; (2)由(1)可得:OD =EM = t , ∵EN =OA =4, ∴t s -=4(24t <<); (3)当点D 在线段OA 上时,∵t EM ED OM OD ====,4=EN ,s t =-4∴()22224816224ON OM MN t t t t =-=--=-=-∴四边形EDOM 与矩形OABC 重叠部分面积为:224224OD ON t t t t ⋅=⋅-=-; 当点D 在线段OA 延长上时(如图所示),∵4AD t BD t =-=,, ∴2222(4)224AE BD AD t t t =-=--=-, ∴四边形EDOM 与矩形OABC 重叠部分面积为:2244824AE OA t t ⋅=-⨯=-, 综上所述,四边形EDOM 与矩形OABC 重叠部分的面积为224t t -或824t -. 【总结】本题主要考察菱形的判定方法和性质的综合运用,解题时注意进行分析.MA BCDE MNAB C OOxy xyE DN【例17】 已知:如图1,梯形ABCD 中,AD //BC ,∠A =90°,∠C =45°,AB =AD =4.E 是直线AD 上一点,联结BE ,过点E 作EF ⊥BE 交直线CD 于点F .联结BF .(1)若点E 是线段AD 上一点(与点A 、D 不重合),(如图1所示) ①求证:BE =EF ;②设DE =x ,△BEF 的面积为y ,求y 关于x 的函数解析式,并写出此函数的定义域;(2)直线AD 上是否存在一点E ,使△BEF 是△ABE 面积的3倍,若存在,直接写出DE 的长,若不存在,请说明理由.【难度】★★★ 【答案】见解析.【解析】(1)①在AB 上截取AG=AE ,连接EG ,∵∠A =90°,AG=AE , ∴︒=∠=∠45AEG AGE , ∴︒=∠135BGE ∵AD //BC ,∠C =45°, ∴︒=∠135D ,∴D BGE ∠=∠ ∵AG=AE ,AB =AD , ∴ED=BG∵∠A =90°,EF ⊥BE , ∴DEF ABE ∠=∠∵ED=BG ,D BGE ∠=∠,DEF ABE ∠=∠ ∴△BGE ≌△EDF , ∴BE =EF ;②∵DE =x ,∴4AE x =-, ∵∠A =90°,∴()222244+-=+=x AB AE BE ,∵BE =EF , ∴()()23284444212122222+-=+-⋅+-=⋅⋅=x x x x EF BE y (40<<x );A BCDEFABCD图1备用图备用图ABCDGEF G(2)①当点E 在线段AD 上时,∵()11448222ABE S AB AE x x =⨯⨯=⨯⨯-=-△,又3BEFABESS=,∴()23282832+-=-⨯x x x ,解得:522±-=x (负值舍去),∴522+-=DE ;②当点E 在线段DA 延长线上时,延长BA 到G ,使得BG =DE ,连接EG , 则△AGE 是等腰直角三角形.同(1)可证△BGE ≌△EDF , ∴BE =EF ,21122BEF S BE EF BE =⨯⨯=⨯= ∵()824421-=-⨯⨯=x x S ABE △,又3BEFABES S=,∴()23288232+-=-⨯x x x ,解得:5210±=x ,∴5210±=DE ;③当点E 在线段AD 延长线上时,延长AB 到G ,使得BG =DE ,连接EG , 则△AGE 是等腰直角三角形.同(1)可证△BGE ≌△EDF , ∴BE =EF ,21122BEF S BE EF BE =⨯⨯=⨯==,∵()144282ABE S x x =⨯⨯+=+△,又3BEFABESS=,∴()28323282x x x ++⨯+=,解得:2x =±,∴2DE =+;综上所述,当△BEF 是△ABE 面积的3倍时,DE 的长为2-+或10±或2+【总结】本题综合性较强,主要考察全等三角形的构造方法和梯形的性质运用,注意对点在直线上的准确理解,要分多种情况进行讨论.【例18】 如图,已知正方形ABCD 的边长为3,菱形EFGH 的三个顶点E 、G 、H 分别在正方形的边AB 、CD 、DA 上,AH =1,联结CF . (1)当DG =1时,求证菱形EFGH 为正方形;(2)设DG =x ,△FCG 的面积为y ,写出y 关于x 的函数解析式,并指出x 的取值范围;(3)当DG =433时,求∠GHE 的度数.【难度】★★★ 【答案】见解析.【解析】(1)当DG =1时,∵AH =1,∴DG=AH∵菱形EFGH , ∴HG=HE ,∵90A D ∠=∠=, ∴△HDG ≌△EAH , ∴AEH DHG ∠=∠ ∵︒=∠+∠90AEH AHE ,∴︒=∠+∠90DHG AHE ,∴︒=∠90GHE ∴菱形EFGH 是正方形;(2)联结GE ,过F 作FM ⊥DC 交DC 的延长线于M , ∵CD ∥AB ,∴AEG CGE ∠=∠∵FG ∥HE ,∴HEG FGE ∠=∠,∴HEA FGC ∠=∠ ∵HEA FGC ∠=∠,M A ∠=∠,FG=HE , ∴△AHE ≌△MFG , ∴1==FM HA ,∴()x x y 21233121-=-⋅⨯=(30<<x );(3)∵正方形ABCD 的边长为3,AH =1, ∴DH =2.当DG =433时,213233422222=⎪⎭⎫⎝⎛+=+=DG DH GH , ∴2132=HE ,∴33522=-=HA HE AE . 过G 做GN ⊥AB 于N ,∵DG =433,335=AE , ∴33=NE , ∴21323332222=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+=EN GN GE , ∴HE GE GH ==, ∴△EGH 是等边三角形, ∴︒=∠60GHE .【总结】本题主要考察正方形的性质及全等三角形的综合运用,注意辅助线的合理添 加.ABCD EFG H M N【例19】 已知:如图,四边形OABC 的四个顶点坐标分别为O (0, 0),A (8, 0),B (4,4),C (0, 4),直线l :y =x +m 保持与四边形OABC 的边交于点M 、N (M 在折线AOC 上,N 在折线ABC 上).设四边形OABC 在l 右下方部分的面积为S 1,在l 左上方部分的面积为S 2,记S =S 1-S 2(S ≥0). (1)求∠OAB 的大小;(2)当M 、N 重合时,求l 的解析式;(3)当m ≤0时,线段AB 上是否存在点N ,使得S =0?若存在,求m 的值;若不存在,请说明理由;(4)求S 与m 的函数关系式. 【难度】★★★ 【答案】见解析.【解析】(1)过B 作BE ⊥x 轴,垂足为E ,则点E (4,0)∵B (4,4), ∴44==AE BE ,,∴△ABE 为等腰直角三角形, ∴︒=∠45OAB ; (2)∵S ≥0,∴点M 、N 只能重合到点C (0, 4),此时4=m ,故直线l 的解析式为:y =x +4;(3)四边形OABC 的面积()2448421=⨯+⨯.∵直线l :y =x +m 保持与四边形OABC 边交于点M 、N , ∴△AMN 为等腰直角三角形.当S =0时,则△AMN 的面积为四边形OABC 的面积的一半. 过N 做x 轴的垂线NH ,则NH=AH=MH .设a NH =,则122212==⋅⋅a a a ,解得:32=a , ∴()82323N -,,∵点N 在直线l :y =x +m 上, ∴834-=m ;ABC OxyN ME H(4)∵S =S 1-S 2(S ≥0),∴834-≥m .①当0834<≤-m 时,m OM -=,m AM +=8, 经过A (8, 0),B (4,4)的直线解析式为:8+-=x y , 令⎩⎨⎧+=+-=m x y x y 8, 解得:⎪⎩⎪⎨⎧+=-=2828m y m x ∴16441282822121++=+⨯+⨯⨯=m m m m S ,1224S S -=, ∴88212422121++=-=-=m m S S S S ; ②当40≤≤m 时,m OM =,m CM -=4,∴()22421m S -=,1224S S -=,∴882242121++-=-=-=m m S S S S ;综上所述,2218880)288(04)m m m S m m m ⎧++≤<⎪=⎨⎪-++≤≤⎩.【总结】本题综合性较强,主要考察图形的运动,包含了一次函数的性质及解析式的求法.解题时要注意从多个角度分析,特别要清楚动点的移动位置.【例20】 在边长为4的正方形ABCD 中,点O 是对角线AC 的中点,P 是对角线AC上一动点,过点P 作PF ⊥CD 于点F ,作PE ⊥PB 交直线CD 于点E ,设P A =x ,PCE S y =△.(1)求证:DF =EF ;(2)当点P 在线段AO 上时,求y 关于x 的函数关系式及自变量x 的取值范围;(3)点P 在运动过程中能否使△PEC 为等腰三角形?如果能,请直接写出P A 的长;如果不能,请简单说明理由. 【难度】★★★ 【答案】见解析.【解析】(1)延长FP 交AB 于点G∵正方形ABCD 中,PF ⊥CD 于点F ,∴四边形AGFD 是矩形, ∴DF=AG ,︒=∠90AGF ∵正方形ABCD , ∴︒=∠45BAC∵︒=∠90AGF ,∴GP AG =,∴GP DF = 同理可得:BG PF CF ==∵PE ⊥PB ,︒=∠90AGF ,∴FPE GBP ∠=∠ ∵FPE GBP ∠=∠,BG PF =,PFE BGP ∠=∠ ∴△GBP ≌△FPE ,∴GP=EF ∵GP DF =,∴EF DF =; (2)∵P A =x , ∴x GP AG 22==,x EF DF 22==, 则x DE 2=,∴x CE 24-=, ∵x PF 224-=, ∴()8232122424212+-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=x x x x y (022x ≤≤)(3)点P 在运动过程中能使△PEC 为等腰三角形. 当点E 在CD 边上时,∵︒≥∠90CEP ,要使△PEC 为等腰三角形,则︒=∠=∠45ECP CPE ,则PE ⊥CE . ∵PE ⊥PB , ∴BP ∥CD , ∴BP ∥BA .于是点P 在AB 上,又点P 在AC 上,∴A 与P 重合,此时AP =0. 当点E 在DC 延长线上时,要使△PEC 为等腰三角形,只能是PC=CE , ∴易得P A =4.【总结】本题主要考查正方形的性质的综合运用,注意对等腰的分类讨论.A BCDE F P OGxy BAOC【习题1】 如图,直线443y x =-+与y 轴交于点A ,与直线4455y x =+交于点B ,且直线4455y x =+与x 轴交于点C ,求△ABC 的面积. 【难度】★★ 【答案】4.【解析】∵直线443y x =-+与y 轴交于点A ,∴A (0,4);∵直线443y x =-+与x 轴交于点D ,∴D (3,0);令⎪⎩⎪⎨⎧+=+-=5454434x y x y , 解得:⎪⎩⎪⎨⎧==223y x , 则322B ⎛⎫ ⎪⎝⎭,;∵直线4455y x =+与x 轴交于点C , ∴C (-1,0),∴424214421=⨯⨯-⨯⨯=-=BCD ACD ABC S S S △△△. 【总结】考察面积的求法,不规则图形的面积用割补法来解决,注意交点坐标的确定.随堂检测【习题2】 已知直线2y x =-+与x 轴、y 轴分别交于A 点和B 点,另一条直线(0)y kx b k =+≠经过点C (1,0),且把△AOB 分成两部分.若△AOB 被分成的两部分面积比为1:5,求k 和b 的值. 【难度】★★★【答案】22k b ==-,或2233k b =-=,.【解析】∵直线2y x =-+与x 轴、y 轴分别交于A 点和B 点,∴A (2,0),B (0,2).若△AOB 被分成的两部分面积比为1:5,那么直线(0)y kx b k =+≠与y 轴或A B 交点的纵坐标为:326122=⨯⨯. 当(0)y kx b k =+≠与直线2y x =-+相交时,交点为D ,当32=y 时,223x =-+,解得:34=x ,∴D (34,32), ∵点C (1,0),D (34,32)在直线(0)y kx b k =+≠上, ∴22k b ==-,;当(0)y kx b k =+≠与y 轴相交时,交点为E ,当32=y 时,223x =-+,解得:34=x ,∴E (0,32), ∵C (1,0),E (0,32)在直线(0)y kx b k =+≠上, ∴2233k b =-=,.综上,22k b ==-,或2233k b =-=,.【总结】本题主要考察面积的求法及交点坐标的确定,注意要分类讨论.【习题3】 直线364y x =-+与坐标轴分别交与点A 、B 两点,点P 、Q 同时从O 点出发,同时到达A 点,运动停止.点Q 沿线段OA 运动,速度为每秒1个单位长度,点P 沿O B A →→运动. (1)直接写出A 、B 两点的坐标;(2)设点Q 的运动时间为t 秒,△OPQ 的面积为S ,求出S 与t 之间的函数关系;(3)当485S =时,求出点P 的坐标,并直接写出以点O 、P 、Q 为顶点的平行四边形的第四个顶点M 的坐标. 【难度】★★★ 【答案】见解析.【解析】(1)∵直线364y x =-+与坐标轴分别交与点A 、B 两点,∴A (8,0),B (0,6);(2)∵OA=8,OB=6,∴AB=10.∵点Q 沿线段OA 运动,速度为每秒1个单位长度, ∴运动时间为8秒,∴点P 的运动速度是(6+10)÷8=2. 当点P 在线段OB 上运动时(03)t ≤≤, ∵t OQ =,t OP 2=, ∴2t S =;当点P 在线段BA 上运动时(38)t <≤,t OQ =,t t AP 2162106-=-+=, ∵8t OA OQ S S OPAOPQ ==△△,10216tBA AP S S OBA OPA -==△△, ∴t t t t S t t S OAB OPQ 52453241021681021682+-=⨯-⋅=-⋅=△△,综上所述,S 与t 之间的函数关系为:22(03)324(38)55t t S t t t ⎧≤≤⎪=⎨-+<≤⎪⎩;(3)当485S =时,∵6321548⨯⨯>,∴点P 在AB 上,当485S =时,524524532=+-t t ,解得:4=t ,∴524=PD ,8=AP ,532=AD , ∴58=OD ,∴P (58,524), ∴以点O 、P 、Q 为顶点的平行四边形的第四个顶点M 的坐标(528,524)或 (512-,524)或(512,524-)ABxyOQ P【习题4】 如图,已知:过点A (8,0)、B (0,83)两点的直线与直线3y x =交于点C ,平行于y 轴的直线l 从原点O 出发,以每秒1个单位长度的速度沿x 轴向右平移,到C 点时停止;l 分别交线段BC 、OC 于点D 、E ,以DE 为边向左侧作等边△DEF ,设△DEF 与△BCO 重叠部分的面积为S (平方单位),直线l 的运动时间为t (秒).(1) 写出点C 的坐标和t 的取值范围; (2) 求s 与t 的函数关系式. 【难度】★★★ 【答案】见解析.【解析】(1)∵直线过点A (8,0)、B (0,83),∴直线AB 的解析式为383+-=x y . 令⎪⎩⎪⎨⎧=+-=x y x y 3383, 解得:⎩⎨⎧==344y x ,∴C (4,43), 40≤≤t ;(2)作EM ⊥y 轴与M ,DG ⊥y 轴于点G∵直线l 的运动时间为t (秒),∴D (t ,383t -+),E (t ,3t ), ∴t t t DE 32383383-=-+-=, ∴等边△DEF 的DE 边上的高为:()t t DE 31232382323-=-=. ∵E (t ,3t ),∴t ME =,t MN 33=,同理可得:t GH 33= ∴可求梯形上底为:t t 3323238--, ∴当点F 在BO 边上时:t t =-312,∴3=t . 当30<≤t 时,重叠部分为等腰梯形,223783238323383233t S t t t t t ⎛⎫=-+--=-+ ⎪ ⎪⎝⎭; 当43≤≤t 时,重叠部分为三角形,()()348324333123238212+-=--=t t t t S .【总结】本题综合性较强,主要考察一次函数与动点的结合以及图形的运动,解题时 一方面要清晰动点的运动轨迹,另一方面要学会表示动点的坐标,第(2)问注意 要分类讨论.AB CDEOxy l FPMGxy QPAOC B【作业1】 如图,已知直线P A :(0)y x n n =+>与直线PB :2()y x m m n =-+>交于点P .(1)用m 、n 表示出A 、B 、P 点的坐标;(2)若点Q 是直线P A 与y 轴的交点,且四边形PQOB 的面积56,AB=2,试求 点P 的坐标,并写出直线P A 与PB 的解析式. 【难度】★★ 【答案】见解析.【解析】(1)∵直线P A :(0)y x n n =+>交x 轴与A ,∴A (n -,0),∵直线PB :2()y x m m n =-+>交x 轴与B , ∴B (2m,0), 令⎩⎨⎧+-=+=m x y n x y 2, 解得:323m n x m n y -⎧=⎪⎪⎨+⎪=⎪⎩,∴P (3m n -,32nm +);(2)∵点Q 是直线P A 与y 轴的交点, ∴Q (0,n ).∵四边形PQOB 的面积56,∴()65321221=-⋅-⋅-⋅⋅=-n m n m m m S S CPQ COB △△. ∵AB=2, ∴23=+n m, ∴21m n ==,. ∴直线P A 的解析式为:1y x =+, 直线PB 的解析式为:22y x =-+.【总结】本题主要考察点的坐标的求法及几何图形面积的表示.课后作业xy FEO【作业2】 如图所示,直线y kx b =+的截距为6,该直线分别交x 轴、y 轴于E 、F ,点E 的坐标为(-4,0). (1)求直线y kx b =+的表达式;(2)若点P (x ,y )是该直线第二象限上的一个动点,P A ⊥x 轴,PB ⊥y 轴,垂足分别为点A 、B ,试求四边形OAPB 的面积S 与x 的函数关系式,并写出自变量x 的取值范围. 【难度】★★★ 【答案】见解析.【解析】(1)∵直线y kx b =+的截距为6,该直线分别交x 轴、y 轴于E 、F ,∴点E 的坐标为(-4,0),∴直线y kx b =+的表达式为623+=x y ;(2)∵点P (x ,y )是该直线第二象限上的一个动点,∴623+=x y ,∴()x x x x S 6236232--=⎪⎭⎫⎝⎛+-=(04<<-x ).【总结】考察一次函数解析式的求法及图形面积的确定, 注意点的坐标与线段长度的关系.【作业3】 如图,已知:直角梯形ABCD 中,AB ∥CD ,∠A =90°,AB =6,AD =4,DC =3,点P 从点A 出发,沿ADCB 方向移动,动点Q 从点A 出发,在AB 边上移动,设点P 移动的路程为x ,点Q 移动的路程为y ,线段PQ 平分梯形ABCD 的周长. (1) 求y 关于x 的函数解析式,并写出x 和y 的取值范围;(2) 当P 不在BC 边上时,线段PQ 能否平分ABCD 的面积?若能,求出此时x 的值;若不能,说明理由. 【难度】★★★ 【答案】见解析.【解析】(1)过C 做CE ⊥AB 于E ,则CD=AE =3. ∵CE =4, ∴BC =5,∴梯形的周长为18.∵线段PQ 平分梯形ABCD 的周长, ∴9=+y x . ∵60≤≤y , ∴93≤≤x , ∴x y -=9(93≤≤x );ABCD PQ E(2)∵P 不在BC 边上时,则73≤≤x . 当43<≤x 时,点P 在AD 边上,则xy S APQ 21=△. ∵线段PQ 能否平分ABCD 的面积, ∴921=xy . 由1929xy x y ⎧=⎪⎨⎪+=⎩,解得:,∴36x y =⎧⎨=⎩或63x y =⎧⎨=⎩(舍去);当74≤≤x 时,P 在CD 边上,此时()y x S ADPQ +-⨯=4421四边形 ∵线段PQ 能否平分ABCD 的面积, ∴()94421=+-⨯y x联立9=+y x ,方程组无解.故当x =3时,线段PQ 平分ABCD 的面积.【总结】本题考察的知识点较多,包含了梯形的性质,面梯形面积及三角形的面积公式,二元二次方程组的解法等,第(1)问注意对解析式的确定,第(2)问注意利用第(1)问的结论,同时要进行分类讨论.【作业4】 如图,在平面直角坐标系中,两个函数162y x y x ==-+,的图像交于点A ,动点P 从点O 开始在线段O 向点A 方向以每秒1个单位的速度运动,作PQ ∥x 轴交直线BC 于点Q ,以PQ 为一边向下作正方形PAMN ,设它与△ABO 重叠部分的面积为S .(1) 求点A 的坐标;(2) 试求出点P 在线段OA 上运动时,S 与运动的时间t (秒)的关系式.【难度】★★★【答案】见解析.【解析】(1)令⎪⎩⎪⎨⎧+-==621x y x y , 解得:⎩⎨⎧==44y x ,∴A (4,4);ABCP Q O yx(2)∵动点P 从点O 开始在线段O 向点A 方向以每秒1个单位的速度运动, ∴t OP =, 则P (t 22,t 22). ∵PQ ∥x 轴,∴Q (t 212-,t 22), ∴t PQ 22312-=. 当t t 2222312=-时, 23=t . 当230≤<t 时,t t t t S 262322312222+-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=; 当P 到达A 点时,24=t , 当2423<<t 时,144236292231222+-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=t t t S ,综上所述,223(0291442t t S t t ⎧-+<≤⎪⎪=⎨⎪-+<⎪⎩.【总结】本题主要考察交点坐标与面积的确定,解题的关键是要能够掌握重叠部分图 形的特点,一开始是矩形,后来才是正方形,要找出这个临界点,这样就将问题简化 了.。
二次函数--由动点生成面积问题二次函数是数学中重要的一个概念,它描述了一类以二次项为主导的多项式函数。
而这篇文章将重点探讨一个有趣的问题:如何由动点生成二次函数并应用于面积问题。
首先,我们需要了解什么是动点。
动点是平面上一个不固定的点,它的位置随着时间的推移而变化。
在二维平面上,我们通常用坐标系来描述动点的位置,其中x轴和y轴代表两个独立的变量。
考虑以下问题:假设我们有一条规定的直线,上面有两个动点A和B,它们沿着直线运动。
我们假设初始时刻A和B分别位于直线的两个不同的点,运动速度相同且方向相反。
我们还假设直线是垂直于x轴的。
为了简化问题,我们将直线的方程表示为 y = kx + b,其中 k 是直线的斜率,b 是 y 轴的截距。
此外,我们假设 A 和 B 分别运动的距离为 d1 和 d2,而 d1 和 d2 的长度相等。
我们的目标是通过动点A和B的运动来生成一个面积问题,并进一步将其转化为二次函数。
为了实现这一目标,我们需要引入一个新的点C,它是动点A和B的垂直平分线上的一个固定点。
通过仔细观察,我们可以发现三角形ABC的两条边的长度与动点A和B的距离之间存在一定的关系。
假设三角形ABC的高度为h,底边的长度为b,同时A和B分别位于底边的两个端点。
根据数学原理,我们可以通过两个已知长度和一个夹角来计算一个三角形的面积。
那么如何计算三角形ABC的面积呢?首先,我们可以根据两个动点A和B的运动距离d1和d2来计算出三角形底边的长度b。
由于d1和d2的长度相等,我们可以将它们的和除以2来得到b的长度。
即b=(d1+d2)/2接下来,我们需要确定三角形ABC的高度h。
由于点C是动点A和B的垂直平分线上的一个固定点,因此我们可以用坐标系来表示其位置。
假设点C的坐标为(x0,y0)。
由于点C是动点A和B的垂直平分线的交点,因此动点A在以点C为圆心的圆上运动。
同样地,动点B也在以点C为圆心的圆上运动。
我们可以将动点A和B的位置分别表示为(x1,y1)和(x2,y2)。
一、已知,矩形OABC 在平面直角坐标系内的位置如图所示,点O 为坐标原点,点A 的坐
标为(10,0),点B 的坐标为(10,8).
⑴直接写出点C 的坐标为:C ( , ); ⑵已知直线AC 与双曲线)0(≠=m x
m
y 在第一象限内有一点交点Q 为(5,n )
; ①求m 及n 的值;
②若动点P 从A 点出发,沿折线AO →OC 的路径以每秒2个单位长度的速度运动,到达C 处停止.求△OPQ 的面积S 与点P 的运动时间t (秒)的函数关系式,并求当t 取何值时S=10.
已知:如图,正比例函数y ax =的图象与反比例函数k
y x
=
的图象交于点()32A ,. (1)试确定上述正比例函数和反比例函数的表达式; (2)根据图象回答,在第一象限内,当x 取何值时,反比例函数的值大于正比例函数的值? (3)()M m n ,是反比例函数图象上的一动点,其中03m <<,过点M 作直线MN x ∥轴,交y 轴于点B ;过点A 作直线AC y ∥轴交x 轴于点C ,交直线MB 于点D .当四边形
OADM 的面积为6时,请判断线段BM 与DM 的大小关系,并说明理由.
二、 如图 1,在矩形ABCD 中,cm AB 6=,cm BC 8=, 动点N M 、同时从点A 出发,
M 点按折线A →C →B →A 的路径以3
cm/s 的速度运动, N 点按折线A →C →D →A 的路径以2s cm /的速度运动.运动时间为t (s ),当点M 回到A 点时,两点都停止
运动.
(1)求对角线AC 的长度;
(2)经过几秒,以点A 、C 、M 、N 为顶点的四边形是平行四边形? (3)设△CMN 的面积为s )(2
cm , 求:当5>t 时,s 与t 的函数关系式.
五、如图1,直线4
3
y x b =-
+分别与x 轴、y 轴交于A 、B 两点,与直线y kx =交于点C ⎪⎭
⎫ ⎝⎛342 . 平行于y 轴的直线l 从原点O 出发, 以每秒1个单位长度的速度沿x 轴向右平移,到C 点时停止;直线l 分别交线段BC 、OC 、x 轴于点D 、E 、P ,以DE 为斜边向左侧作等腰..直角..△DEF ,设直线l 的运动时间为t (秒). (1)填空:k = ;b = ;
(2)当t 为何值时,点F 在y 轴上(如图2所示);
(3)设△DEF 与△BCO 重叠部分的面积为S ,请直接写出....S 与t 的函数关系式(不要求写解答过程),并写出t 的取值范围.
(图1)
(图2)
(备用图)
四、如图,直线y=x与y=-x+2交于点A,点P是直线OA上一动点(点A除外),作PQ∥x轴
交直线y=-x+2于点Q,以PQ为边,向下作正方形PQMN,设点P的横坐标为t.
(1)求交点A的坐标;
(2)写出点P从点O运动到点A过程中,正方形PQMN与△OAB重叠的面积s与t的函数关
系式,并写出相应的自变量t的取值范围;
(3)是否存在点Q,使△OCQ为等腰三角形?若存在,请直接写出点Q的坐标;若不存在,
请说明理由.
六、如图12,在平面直角坐标系中,点A、B、C的坐标分别为(0,2)、(-1,0)、(4,0).P 是线段OC上的一动点(点P与点O、C不重合),过点P的直线x=t与AC相交于点Q.设四边形ABPQ关于直线x=t的对称的图形与△QPC重叠部分的面积为S.
⑴点B关于直线x=t的对称点B′的坐标为________;
⑵求S与t的函数关系式.
图12
三、已知,矩形ABCD中,AB=4cm,BC=8cm,AC的垂直平分线EF分别交AD、BC
于点E、F,垂足为O。
(1)如图1,连接AF、CE,求AF的长;
(2)如图2,动点P、Q分别从A、C两点同时出发,沿△AFB和△CDE各边匀速运动一周,即点P自A→F→B→A停止,点Q自C→D→E→C停止,在运动过程中,
①已知点P的速度为每秒5cm,点Q的速度为每秒4cm,运动时间为t秒,当
A、C、P、Q四点为顶点的四边形是平行四边形时,求t的值。
②若点P、Q的运动路程分别为a、b(单位:cm,ab≠0),已知A、C、P、Q
四点为顶点的四边形是平行四边形,求a与b满足的数量关系式。
七、已知:如图,四边形ABCD 是等腰梯形,其中AD ∥BC ,AD =2,BC =4,AB =DC =2,点M 从点B 开始,以每秒1个单位的速度向点C 运动;点N 从点D 开始,沿D —A —B 方向,以每秒1个单位的速度向点B 运动.若点M 、N 同时开始运动,其中一点到达终点,另一点也停止运动,运动时间为t (t >0).过点N 作NP ⊥BC 与P ,交BD 于点Q . (1)点D 到BC 的距离为 ; (2)求出t 为何值时,QM ∥AB ;
(3)设△BMQ 的面积为S ,求S 与t 的函数关系式; (4)求出t 为何值时,△BMQ 为直角三角形.
A B C D
M N P
Q
如图,直线4+-=x y 与两坐标轴分别相交于A 、B 点,点M 是线段AB 上任意一点(A 、B 两点除外),过M 分别作MC ⊥OA 于点C ,MD ⊥OB 于D .
(1)当点M 在AB 上运动时,你认为四边形OCMD 的周长是否发生变化?并说明理由; (2)当点M 运动到什么位置时,四边形OCMD 的面积有最大值?最大值是多少?
(3)当四边形OCMD 为正方形时,将四边形OCMD 沿着x 轴的正方向移动,设平移的距
离为)40<<a a (,正方形OCMD 与△AOB 重叠部分的面积为S .试求S 与a 的函数关系式并画出该函数的图象.
图(1)
图(2)
图(3)
如图,直线364y x =-
+分别与x 轴、y 轴交于A B 、两点,直线5
4
y x =与AB 交于点C ,与过点A 且平行于y 轴的直线交于点D .点E 从点A 出发,以每秒1个单位的速度沿x 轴向左运动.过点E 作x 轴的垂线,分别交直线AB OD 、于P Q 、两点,以PQ 为边向右作正方形PQMN ,设正方形PQMN 与ACD △重叠部分(阴影部分)的面积为S (平方单位).点E 的运动时间为t (秒).
(1)求点C 的坐标.(1分)
(2)当05t <<时,求S 与t 之间的函数关系式.(4分) (3)求(2)中S 的最大值.(2分)
(4)当0t >时,直接写出点942⎛
⎫ ⎪⎝
⎭
,在正方形PQMN 内部时t 的取值范围.(3分)
【参考公式:二次函数2
y ax bx c =++图象的顶点坐标为2424b ac b a
a ⎛⎫
-- ⎪⎝⎭,.
】
如图(十二),直线l 的解析式为4y x =-+,它与x 轴、y 轴分别相交于A B 、两点.平行于直线l 的直线m 从原点O 出发,沿x 轴的正方形以每秒1个单位长度的速度运动,它与x 轴、y 轴分别相交于M N 、两点,设运动时间为t 秒(04t <≤). (1)求A B 、两点的坐标;
(2)用含t 的代数式表示MON △的面积1S ;
(3)以MN 为对角线作矩形OMPN ,记MPN △和OAB △重合部分的面积为2S , ①当2t <≤4时,试探究2S 与t 之间的函数关系式;
②在直线m 的运动过程中,当t 为何值时,2S 为OAB △面积的516
?
如图,已知直线128
:
33
l y x =
+与直线2:216l y x =-+相交于点C l l 12,、分别交x 轴于A B 、两点.矩形DEFG 的顶点D E 、分别在直线12l l 、上,顶点F G 、都在x 轴上,且点G 与点B 重合.
(1)求ABC △的面积;
(2)求矩形DEFG 的边DE 与EF 的长;
(3)若矩形DEFG 从原点出发,沿x 轴的反方向以每秒1个单位长度的速度平移,设移动时间为(012)t t ≤≤秒,矩形DEFG 与ABC △重叠部分的面积为S ,求S 关于t 的函数关系式,并写出相应的t 的取值范围.。