中考压轴题突破--动态几何之动点问题
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中考数学压轴题专题十 动态几何问题试题特点用运动的观点来探究几何图形变化规律的问题称为动态几何问题,此类问题的显著特点是图形中的某个元素(如点、线段、三角形等)或整个图形按照某种规律运动,图形的各个元素在运动变化过程中互相依存、和谐统一,体现了数学中“变”与“不变”、“一般”与“特殊”的辩证思想.其主要类型有:1.点的运动(单点运动、多点运动);2.线段(直线)的运动;3.图形的运动(三角形运动、四边形运动、圆运动等).方式趋势动态几何题已成为中考试题的一大热点题型.在近几年各地的中考试卷中,以动点问题、平面图形的平移、翻折、旋转、剪拼问题等为代表的动态几何题频频出现在填空、选择、解答等各种题型中,总体呈现源于教材、高于教材,入口宽、难易适度、梯度分明,考查同学们对图形的直觉能力以及从变化中看到不变实质的数学洞察力.热点解析一、点的运动【题1】(2011盐城)如图1,已知一次函数y =-x +7与正比例函数y =43x 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】 (1)联立方程y =-x +7和y =43x 即可求出点A 的坐标,令-x +7=0即可得点B 的坐标.(2)①只要把三角形的面积用t 表示,求出即可.应注意分P 在OC 上运动和P 在CA 上运动两种情况.(D只要把有关线段用t表示,找出满足AP=AQ,AP=PQ,AQ=PQ的条件时t的值即可,应注意分别讨论P在OC上运动(此时直线∠与AB相交)和P在CA上运动(此时直线∠与AO相交)时AP=AQ,AP=PQ,AQ=PQ的条件.【失分点】以A、P、Q为顶点的三角形是等腰三角形有多种可能,容易考虑不周.【反思】涉及的主要知识点有:一次函数的图象和性质,解二元一次方程组,勾股定理,锐角三角函数,解一元二次方程,等腰三角形的判定.【牛刀小试】1.(2010湖北咸宁)如图6,直角梯形ABCD中,AB∥DC,∠DAB=90°,AD=2DC=4,AB=6.动点M以每秒1个单位长的速度,从点A沿线段AB向点B运动;同时点P以相同的速度,从点C沿折线C-D-A向点A运动,当点M到达点B 时,两点同时停止运动.过点M作直线∠∥AD,与线段CD的交点为E,与折线A-C -B的交点为Q.点M运动的时间为t(秒).(1)当t=0.5时,求线段QM的长.(2)当0<t<2时,如果以C,P,Q为顶点的三角形为直角三角形,求t的值.(3)当t>2时,连接PQ交线段AC于点R,请探究CQRQ是否为定值.若是,试求这个定值;若不是,请说明理由.2.(2010湖南娄底)如图7,在梯形ABCD中,AB∥CD,AB=2,DC=10,AD=BC=5,点M,N分别在边AD,BC上运动,并保持MN∥AB,ME⊥DC,NF⊥DC,垂足分别为E,F.(1)求梯形ABCD的面积.(2)探究一:四边形MNFE的面积有无最大值?若有,请求出这个最大值;若无,请说明理由.(3)探究二:四边形MNFF能否为正方形?若能,请求出正方形的面积;若不能,请说明理由.3.(2010广西钦州)如图8,将OA=6,AB=4的矩形OABC放置在平面直角坐标系中,动点M,N以每秒1个单位的速度分别从点A,C同时出发,其中点M沿AO向终点0运动,点N沿CB向终点B运动,当两个动点运动了ts时,过点N作NP⊥BC,交OB 于点P,连接MP.(1)点B的坐标为_______;用含£的式子表示点P的坐标为_______.(2)记△OMP的面积为S,求S与t的函数关系式(0<t<6).并求t为何值时,S有最大值.(3)试探究:当S有最大值时,在y轴上是否存在点T,使直线MT把△ONC分割成三角形和四边形两部分,且三角形的面积是△ONC面积的13?若存在,求出点T的坐标;若不存在,请说明理由.二、线的运动【题2】(2010云南昭通)如图,已知直线l的解析式为y=-x+6,它与x轴,y 轴分别相交于A,B两点.平行于直线l的直线n从原点出发,沿x轴正方向以每秒1个单位长度的速度运动,运动时间为t秒,运动过程中始终保持n∥l.直线n与x轴,y轴分别相交于C,D两点.线段CD的中点为P,以P为圆心,以CD为直径在CD上方作半圆,半圆面积为S.当直线n与直线l重合时,运动结束.(1)求A,B两点的坐标.(2)求S与t的函数关系式及自变量t的取值范围.(3)直线n在运动过程中,①当t为何值时,半圆与直线l相切?②是否存在这样的T 值,使得半圆面积S =12S 梯形ABCD ?若存在,求出t 值;若不存在,说明理由。
2020年中考数学压轴题突破之动态问题(几何)1.如图,点O是等边ABC内一点,AOB 110 , BOC .以OC为一边作等边三角形OCD,连接AC、AD .(1)若120 ,判断OB OD BD (填“,或”)(2)当150 ,试判断AOD的形状,并说明理由;(3)探究:当时,AOD是等腰三角形.(请直接写出答案)【答案】(1) 二; (2) ADO是直角三角形,证明见详解;(3) 125、110、140 .【分析】(1)根据等边三角形性质得出COD 60 ,利用?BOC a = 120。
求出BOD 180 ,所以B, 0, D三点共线,即有OB+ OD = BD ;(2)首先根据已知条件可以证明BOC ADC ,然后利用全等三角形的性质可以求出ADO的度数,由此即可判定AOD的形状;(3)分三种情况讨论,利用已知条件及等腰三角形的性质即可求解.2 .如图,在平面直角坐标系中,矩形ABCO的顶点O与坐标原点重合,顶点A C在坐标轴上,B(18,6),将矩形沿EF折叠,使点A与点C重合.图3 G(1)求点E的坐标;(2)P O O A E2E时停止运动,设P的运动时间为t, VPCE的面积为S,求S与t的关系式,直接写出t 的取值范围;3(3)在(2)的条件下,当PA=]PE 时,在平面直角坐标系中是否存在点Q,使得以点P 、E 、G Q 为顶点的四边形为平行四边形?若不存在,请说明理由;若存在,请求出点Q 的坐标.【答案】(1) E (10, 6); (2) S= -8t+54 (0<t<3)或 S=-6t+48 (3vtW8); (3)存 在,Q (14.4 , -4.8 )或(18.4 , -4.8 ). 【详解】解:(1)如图 1,矩形 ABO, B (18, 6),• .AB=18 BC=6,设 AE=x,贝U EC=x BE=18-x,Rt^EBC 中,由勾股定理得: EB"+BC 2=EC 2,(18-x) 2+62=x 2, x=10,即 AE=10,①当P 在OA 上时,0WtW3,如图 2,=18X 6-1X10(62) — - X8X6 - 1X 18X2t , 2 2 2=-8t+54 ,②当P 在AE 上时,3<t<8,如图3,S = S 矩形 OABC S △ PAE -S △ BEC -S △OPCj• •E ( 10, 6);(2)分两种情况:S=1PE?BC=1 X 6X(16-2t)=3 (16-2t ) =-6t+48 ;2 2(3)存在,由PA=3PE可知:P在AE上,如图4,过G作GHLOC于H,2•.AP+PE=10.•.AP=6 PE=4,设OF=y,则FG=y, FC=18-y,由折叠得:/ CGFW AOF=90 ,由勾股定理得:FC2=FC+CG,•. ( 18-y) 2=y2+62,y=8,•.FG=8 FC=18-8=10,1FC?GH= 1FG?CG221X10XGH= 1 X6X8,22GH=4.8,由勾股定理得:FH=J82 4 82 =6.4 ,• .OH=8+6.4=14.4,.•.G ( 14.4 , -4.8 ),•・•点P、E G Q为顶点的四边形为平行四边形,且PE=4,.•.Q ( 14.4 , -4.8 )或(18.4 , -4.8 ). k ,3.如图1,平面直角坐标系xoy中,A(-4, 3),反比例函数y —(k 0)的图象分别x交矩形ABOC勺两边AC, BC于E, F (E, F不与A重合),沿着EF将矩形ABO所叠使A, D重合.②若折叠后点 D 落在矩形ABOCrt (不包括边界),求线段CE 长度的取值范围.(2)若折叠后,△ ABD 是等腰三角形,请直接写出此时点 D 的坐标.7 . 23 3. 11 3.【答案】(1)①EC= 2;②3 CE 4; (2)点D 的坐标为(一,一)或(一,一)88 2 5 5【详解】,k k解:(1)①由题意得E(k,3) , F( 4,-), 3 4k kk 0 ,则 EC — , FB 一, 3 4AF 3 一, 417(12 k) 4 3 1 3 4(12 k) 3..由 A(-4, 3)得:AC 4, AB 3,,AC 4一 --- 一,AB 3 AE AC AF AB '又A=Z A,・ .△AE% AACB ・ •/AEF4 ACB ・ •.EF// CB如图2,连接AD 交EF 于点H ,••• AE.AE (1)①如图2,当点D 恰好在矩形 ABOC 勺对角线BC 上时,求CE 的长;②由折叠得EF 垂直平分AD,••• /AHE 90 ,则 EAH AEF又• BAD EAH BAC 90 ,BAD AEF ,・ .△AE% ABAQAE AF 口"AB AE 4--- ----- ,则 ----- ------ -,AB BD BD AF 34 3 9 BDAB - 3 - 3 4 4设 AF=x,贝U FB=3— x, FD=AF=x 在Rt^BDF 中,由勾股定理得:FB 2 BD 2 FD 2,r i图2由折叠的性质得: •••D 在 BC 上, ,AE AHEC DH 1 EC AC 2AH=DH 1,则 AE EC 2;即(3 x)2x 2 ,解得:如图,当D 落在BO 上时,: EAF ABD 90 ,B力。
中考数学压轴题专题十动态几何问题试题特点用运动的观点来探究几何图形变化规律的问题称为动态几何问题,此类问题的显著特点是图形中的某个元素(如点、线段、三角形等)或整个图形按照某种规律运动,图形的各个元素在运动变化过程中互相依存、和谐统一,体现了数学中“变”与“不变”、“一般”与“特殊”的辩证思想.其主要类型有:1.点的运动(单点运动、多点运动);2.线段(直线)的运动;3.图形的运动(三角形运动、四边形运动、圆运动等).方式趋势动态几何题已成为中考试题的一大热点题型.在近几年各地的中考试卷中,以动点问题、平面图形的平移、翻折、旋转、剪拼问题等为代表的动态几何题频频出现在填空、选择、解答等各种题型中,总体呈现源于教材、高于教材,入口宽、难易适度、梯度分明,考查同学们对图形的直觉能力以及从变化中看到不变实质的数学洞察力.热点解析一、点的运动【题1】(2011盐城)如图1,已知一次函数y=-x+7与正比例函数y=43x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】(1)联立方程y=-x+7和y=43x即可求出点A的坐标,令-x+7=0即可得点B的坐标.(2)①只要把三角形的面积用t表示,求出即可.应注意分P在OC上运动和P在CA上运动两种情况.(D只要把有关线段用t表示,找出满足AP=AQ,AP=PQ,AQ=PQ的条件时t的值即可,应注意分别讨论P在OC上运动(此时直线∠与AB相交)和P在CA上运动(此时直线∠与AO相交)时AP=AQ,AP=PQ,AQ=PQ的条件.【失分点】以A、P、Q为顶点的三角形是等腰三角形有多种可能,容易考虑不周.【反思】涉及的主要知识点有:一次函数的图象和性质,解二元一次方程组,勾股定理,锐角三角函数,解一元二次方程,等腰三角形的判定.【牛刀小试】1.(2010湖北咸宁)如图6,直角梯形ABCD中,AB∥DC,∠DAB=90°,AD=2DC=4,AB=6.动点M以每秒1个单位长的速度,从点A沿线段AB向点B运动;同时点P以相同的速度,从点C沿折线C-D-A向点A运动,当点M到达点B 时,两点同时停止运动.过点M作直线∠∥AD,与线段CD的交点为E,与折线A-C -B的交点为Q.点M运动的时间为t(秒).(1)当t=时,求线段QM的长.(2)当0<t<2时,如果以C,P,Q为顶点的三角形为直角三角形,求t的值.(3)当t>2时,连接PQ交线段AC于点R,请探究CQRQ是否为定值.若是,试求这个定值;若不是,请说明理由.2.(2010湖南娄底)如图7,在梯形ABCD中,AB∥CD,AB=2,DC=10,AD=BC=5,点M,N分别在边AD,BC上运动,并保持MN∥AB,ME⊥DC,NF⊥DC,垂足分别为E,F.(1)求梯形ABCD的面积.(2)探究一:四边形MNFE的面积有无最大值?若有,请求出这个最大值;若无,请说明理由.(3)探究二:四边形MNFF能否为正方形?若能,请求出正方形的面积;若不能,请说明理由.3.(2010广西钦州)如图8,将OA=6,AB=4的矩形OABC放置在平面直角坐标系中,动点M,N以每秒1个单位的速度分别从点A,C同时出发,其中点M沿AO向终点0运动,点N沿CB向终点B运动,当两个动点运动了ts时,过点N作NP⊥BC,交OB 于点P,连接MP.(1)点B的坐标为_______;用含£的式子表示点P的坐标为_______.(2)记△OMP的面积为S,求S与t的函数关系式(0<t<6).并求t为何值时,S有最大值.(3)试探究:当S有最大值时,在y轴上是否存在点T,使直线MT把△ONC分割成三角形和四边形两部分,且三角形的面积是△ONC面积的13?若存在,求出点T的坐标;若不存在,请说明理由.二、线的运动【题2】(2010云南昭通)如图,已知直线l的解析式为y=-x+6,它与x轴,y 轴分别相交于A,B两点.平行于直线l的直线n从原点出发,沿x轴正方向以每秒1个单位长度的速度运动,运动时间为t秒,运动过程中始终保持n∥l.直线n与x轴,y轴分别相交于C,D两点.线段CD的中点为P,以P为圆心,以CD为直径在CD上方作半圆,半圆面积为S.当直线n与直线l重合时,运动结束.(1)求A,B两点的坐标.(2)求S与t的函数关系式及自变量t的取值范围.(3)直线n在运动过程中,①当t为何值时,半圆与直线l相切?②是否存在这样的T值,使得半圆面积S=12S梯形ABCD?若存在,求出t值;若不存在,说明理由。
专题七几何图形动点运动问题【考题研究】几何动点运动问题,是以几何知识和具体的几何图形为背景,渗透运动变化的观点,通过点、线、形的运动,图形的平移、翻折、旋转等把图形的有关性质和图形之间的数量关系位置关系看作是在变化的、相互依存的状态之中,要求对运动变化过程伴随的数量关系的图形的位置关系等进行探究.对学生分析问题的能力,对图形的想象能力,动态思维能力的培养和提高有着积极的促进作用.动态问题,以运动中的几何图形为载体所构建成的综合题,它能把几何、三角、函数、方程等知识集于一身,题型新颖、灵活性强、有区分度,受到了人们的高度关注,同时也得到了命题者的青睐,动态几何问题,常常出现在各地的中考数学试卷中.【解题攻略】几何动点运动问题通常包括动点问题、动线问题、面动问题,在考查图形变换(含三角形的全等与相似)的同时常用到的不同几何图形的性质,以三角形四边形为主,主要运用方程、函数、数形结合、分类讨论等数学思想.【解题类型及其思路】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。
)动点问题一直是中考热点,近几年考查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、线段或面积的最值。
利用动点(图形)位置进行分类,把运动问题分割成几个静态问题,然后运用转化的思想和方法将几何问题转化为函数和方程问题,利用函数与方程的思想和方法将所解决图形的性质(或所求图形面积)直接转化为函数或方程。
解题类型:几何动点运动问题常见有两种常见类型:(1)利用函数与方程的思想和方法将所解决图形的性质直接转化为函数或方程;(2)根据运动图形的位置分类,把动态问题分割成几个静态问题,再将几何问题转化为函数和方程问题【典例指引】类型一【探究动点运动过程中线段之间的数量关系】【典例指引1】在△ABC中,∠ACB=45°,点D为射线BC上一动点(与点B、C不重合),连接AD,以AD为一边在AD右侧作正方形ADEF.(1)如果AB=AC,如图1,且点D在线段BC上运动,判断∠BAD∠CAF(填“=”或“≠”),并证明:CF⊥BD(2)如果AB≠AC,且点D在线段BC的延长线上运动,请在图2中画出相应的示意图,此时(1)中的结论是否成立?请说明理由;(3)设正方形ADEF的边DE所在直线与直线CF相交于点P,若AC=42,CD=2,求线段CP的长.【举一反三】如图1,点C在线段AB上,(点C不与A、B重合),分别以AC、BC为边在AB同侧作等边三角形ACD和等边三角形BCE,连接AE、BD交于点P(1)观察猜想:①线段AE与BD的数量关系为_________;②∠APC的度数为_______________(2)数学思考:如图2,当点C在线段AB外时,(1)中的结论①,②是否仍然成立?若成立,请给予证明;若不成立,请你写出正确结论再给予证明(3)拓展应用:如图3,分别以AC、BC为边在AB同侧作等腰直角三角形ACD和等腰直角三角形BCE,其中∠ACD=∠BCE=90°,CA=CD,CB=CE,连接AE=BD交于点P,则线段AE与BD的关系为________________类型二【确定动点运动过程中的运动时间】【典例指引2】已知:如图,在平面直角坐标系中,长方形OABC的项点B的坐标是(6,4).(1)直接写出A点坐标(______,______),C点坐标(______,______);P m,且四边形OADP的面积是(2)如图,D为OC中点.连接BD,AD,如果在第二象限内有一点(),1∆面积的2倍,求满足条件的点P的坐标;ABC(3)如图,动点M从点C出发,以每钞1个单位的速度沿线段CB运动,同时动点N从点A出发.以每秒2t>,在M,个单位的連度沿线段AO运动,当N到达O点时,M,N同时停止运动,运动时间是t秒()0N运动过程中.当5MN=时,直接写出时间t的值.【举一反三】如图,▱ABCD 的对角线AC 、BD 相交于点O ,AB ⊥AC ,AB =3,BC =5,点P 从点A 出发,沿AD 以每秒1个单位的速度向终点D 运动.连结PO 并延长交BC 于点Q .设点P 的运动时间为t 秒. (1)求BQ 的长,(用含t 的代数式表示)(2)当四边形ABQP 是平行四边形时,求t 的值(3)当点O 在线段AP 的垂直平分线上时,直接写出t 的值.类型三 【探究动点运动过程中图形的形状或图形之间的关系】【典例指引3】已知矩形ABCD 中,10cm AB =,20cm BC =,现有两只蚂蚁P 和Q 同时分别从A 、B 出发,沿AB BC CD DA =--方向前进,蚂蚁P 每秒走1cm ,蚂蚁Q 每秒走2cm .问:(1)蚂蚁出发后△PBQ 第一次是等腰三角形需要爬行几秒?(2)P 、Q 两只蚂蚁最快爬行几秒后,直线PQ 与边AB 平行?如图,平面直角坐标系中,直线l分别交x轴、y轴于A、B两点(AO<AB)且AO、AB的长分别是一元二次方程x2-3x+2=0的两个根,点C在x轴负半轴上,且AB:AC=1:2.(1)求A、C两点的坐标;(2)若点M从C点出发,以每秒1个单位的速度沿射线CB运动,连接AM,设△ABM的面积为S,点M的运动时间为t,写出S关于t的函数关系式,并写出自变量的取值范围;(3)点P是y轴上的点,在坐标平面内是否存在点Q,使以A、B、P、Q为顶点的四边形是菱形?若存在,请直接写出Q点的坐标;若不存在,请说明理由.类型四【探究动点运动过程中图形的最值问题】【典例指引4】如图,抛物线y=ax2﹣34x+c与x轴相交于点A(﹣2,0)、B(4,0),与y轴相交于点C,连接AC,BC,以线段BC为直径作⊙M,过点C作直线CE∥AB,与抛物线和⊙M分别交于点D,E,点P 在BC下方的抛物线上运动.(1)求该抛物线的解析式;(2)当△PDE是以DE为底边的等腰三角形时,求点P的坐标;(3)当四边形ACPB的面积最大时,求点P的坐标并求出最大值.已知:如图.在△ABC中.AB=AC=5cm,BC=6cm.点P由B出发,沿BC方向匀速运动.速度为1cm/s.同时,点Q从点A出发,沿AC方向匀速运动.速度为1cm/s,过点P作PM⊥BC交AB于点M,过点Q作QN⊥BC,垂足为点N,连接MQ,若设运动时间为t(s)(0<t<3),解答下列问题:(1)当t为何值时,点M是边AB中点?(2)设四边形PNQM的面积为y(cm2),求出y与t之间的函数关系式;(3)是否存在某一时刻t,使S四边形PNQM:S△ABC=4:9?若存在,求出此时t的值;若不存在,说明理由;(4)是否存在某一时刻t,使四边形PNQM为正方形?若存在,求出此时t的值;若不存在,请说明理由.【新题训练】1.如图①,△ABC是等边三角形,点P是BC上一动点(点P与点B、C不重合),过点P作PM∥AC交AB于M,PN∥AB交AC于N,连接BN、CM.(1)求证:PM+PN=BC;(2)在点P的位置变化过程中,BN=CM是否成立?试证明你的结论;(3)如图②,作ND∥BC交AB于D,则图②成轴对称图形,类似地,请你在图③中添加一条或几条线段,使图③成轴对称图形(画出一种情形即可).2.如图,在矩形ABCD中,AB=18,AD=12,点M是边AB的中点,连结DM,DM与AC交于点G,点E,F分别是CD与DG上的点,连结EF,(1)求证:CG=2AG.(2)若DE=6,当以E,F,D为顶点的三角形与△CDG相似时,求EF的长.(3)若点E从点D出发,以每秒2个单位的速度向点C运动,点F从点G出发,以每秒1个单位的速度向点D运动.当一个点到达,另一个随即停止运动.在整个运动过程中,求四边形CEFG的面积的最小值.3.知识链接:将两个含30°角的全等三角尺放在一起,让两个30°角合在一起成60°,经过拼凑、观察、思考,探究出结论“直角三角形中,30°角所对的直角边等于斜边的一半”.如图,等边三角形ABC的边长为4cm,点D从点C出发沿CA向A运动,点E从B出发沿AB的延长线BF 向右运动,已知点D、E都以每秒0.5cm的速度同时开始运动,运动过程中DE与BC相交于点P,设运动时间为x秒.(1)请直接写出AD长.(用x的代数式表示)(2)当△ADE为直角三角形时,运动时间为几秒?(3)求证:在运动过程中,点P始终为线段DE的中点.4.如图所示,已知抛物线2(0)y ax a =≠与一次函数y kx b =+的图象相交于(1,1)A --,(2,4)-B 两点,点P 是抛物线上不与A ,B 重合的一个动点.(1)请求出a ,k ,b 的值;(2)当点P 在直线AB 上方时,过点P 作y 轴的平行线交直线AB 于点C ,设点P 的横坐标为m ,PC 的长度为L ,求出L 关于m 的解析式;(3)在(2)的基础上,设PAB ∆面积为S ,求出S 关于m 的解析式,并求出当m 取何值时,S 取最大值,最大值是多少?5.已知:如图,在矩形ABCD 中,AC 是对角线,AB =6cm ,BC =8cm .点P 从点D 出发,沿DC 方向匀速运动,速度为1cm /s ,同时,点Q 从点C 出发,沿CB 方向匀速运动,速度为2cm /s ,过点Q 作QM ∥AB 交AC 于点M ,连接PM ,设运动时间为t (s )(0<t <4).解答下列问题:(1)当t 为何值时,∠CPM =90°;(2)是否存在某一时刻t ,使S 四边形MQCP =ABCD 1532S 矩形?若存在,求出t 的值;若不存在,请说明理由; (3)当t 为何值时,点P 在∠CAD 的角平分线上.6.在等边三角形ABC中,点D是BC的中点,点E、F分别是边AB、AC(含线段AB、AC的端点)上的动点,且∠EDF=120°,小明和小慧对这个图形展开如下研究:问题初探:(1)如图1,小明发现:当∠DEB=90°时,BE+CF=nAB,则n的值为;问题再探:(2)如图2,在点E、F的运动过程中,小慧发现两个有趣的结论:①DE始终等于DF;②BE与CF的和始终不变;请你选择其中一个结论加以证明.成果运用:(3)若边长AB=8,在点E、F的运动过程中,记四边形DEAF的周长为L,L=DE+EA+AF+FD,则周长L取最大值和最小值时E点的位置?7.如图,在矩形ABCD中,AB=8cm,BC=16cm,点P从点D出发向点A运动,运动到点A停止,同时,点Q从点B出发向点C运动,运动到点C即停止,点P、Q的速度都是1cm/s.连接PQ、AQ、CP.设点P、Q运动的时间为ts.(1)当t为何值时,四边形ABQP是矩形;(2)当t为何值时,四边形AQCP是菱形;(3)分别求出(2)中菱形AQCP的周长和面积.8.如图,O为菱形ABCD对角线的交点,M是射线CA上的一个动点(点M与点C、O、A都不重合),过点A、C分别向直线BM作垂线段,垂足分别为E、F,连接OE,OF.(1)①依据题意补全图形;②猜想OE与OF的数量关系为_________________.(2)小东通过观察、实验发现点M在射线CA上运动时,(1)中的猜想始终成立.小东把这个发现与同学们进行交流,通过讨论,形成了证明(1)中猜想的几种想法:想法1:由已知条件和菱形对角线互相平分,可以构造与△OAE全等的三角形,从而得到相等的线段,再依据直角三角形斜边中线的性质,即可证明猜想;想法2:由已知条件和菱形对角线互相垂直,能找到两组共斜边的直角三角形,例如其中的一组△OAB和△EAB,再依据直角三角形斜边中线的性质,菱形四边相等,可以构造一对以OE和OF为对应边的全等三角形,即可证明猜想.……请你参考上面的想法,帮助小东证明(1)中的猜想(一种方法即可).(3)当∠ADC=120°时,请直接写出线段CF,AE,EF之间的数量关系是_________________.9.(1)(问题情境)小明遇到这样一个问题:如图①,已知ABC ∆是等边三角形,点D 为BC 边上中点,60ADE ∠=︒,DE 交等边三角形外角平分线CE 所在的直线于点E ,试探究AD 与DE 的数量关系.小明发现:过D 作//DF AC ,交AB 于F ,构造全等三角形,经推理论证问题得到解决.请直接写出AD 与DE 的数量关系,并说明理由. (2)(类比探究)如图②,当D 是线段BC 上(除,B C 外)任意一点时(其他条件不变)试猜想AD 与DE 的数量关系并证明你的结论. (3)(拓展应用)当D 是线段BC 上延长线上,且满足CD BC =(其他条件不变)时,请判断ADE ∆的形状,并说明理由.10.如图,直线y =﹣23x +4与x 轴交于点C ,与y 轴交于点B ,抛物线y =ax 2+103x +c 经过B 、C 两点. (1)求抛物线的解析式;(2)如图,点E 是直线BC 上方抛物线上的一动点,当△BEC 面积最大时,请求出点E 的坐标; (3)在(2)的结论下,过点E 作y 轴的平行线交直线BC 于点M ,连接AM ,点Q 是抛物线对称轴上的动点,在抛物线上是否存在点P ,使得以P 、Q 、A 、M 为顶点的四边形是平行四边形?如果存在,请直接写出点P 的坐标;如果不存在,请说明理由.11.如图,边长为4的正方形ABCD 中,点P 是边CD 上一动点,作直线BP ,过A 、C 、D 三点分别作直线BP 的垂线段,垂足分别是E 、F 、G .(1)如图(a )所示,当CP =3时,求线段EG 的长;(2)如图(b )所示,当∠PBC =30°时,四边形ABCF 的面积;(3)如图(c )所示,点P 在CD 上运动的过程中,四边形AECG 的面积S 是否存在最大值?如果存在,请求出∠PBC 为多少度时,S 有最大值,最大值是多少?如果不存在,请说明理由.12.已知:如图,在四边形ABCD 中,//AB CD ,90ACB ∠=︒,10cm AB =,8cm BC =,OD 垂直平分A C .点P 从点B 出发,沿BA 方向匀速运动,速度为1cm/s ;同时,点Q 从点D 出发,沿DC 方向匀速运动,速度为1cm/s ;当一个点停止运动,另一个点也停止运动.过点P 作PE AB ⊥,交BC 于点E ,过点O 作//QF AC ,分别交AD ,OD 于点F ,G .连接OP ,EG .设运动时间为()t s ()05t <<,解答下列问题:(1)当t 为何值时,点E 在BAC ∠的平分线上? (2)设四边形PEGO 的面积为()2mS c ,求S 与t 的函数关系式.(3)连接OE ,OQ ,在运动过程中,是否存在某一时刻t ,使OE OQ ⊥?若存在,求出t 的值;若不存在,请说明理由.13.已知:如图1,矩形OABC 的两个顶点A ,C 分别在x 轴,y 轴上,点B 的坐标是(8,2),点P 是边BC 上的一个动点,连接AP ,以AP 为一边朝点B 方向作正方形P ADE ,连接OP 并延长与DE 交于点M ,设CP =a (a >0).(1)请用含a 的代数式表示点P ,E 的坐标.(2)连接OE ,并把OE 绕点E 逆时针方向旋转90°得EF .如图2,若点F 恰好落在x 轴的正半轴上,求a 与EMDM的值. (3)①如图1,当点M 为DE 的中点时,求a 的值.②在①的前提下,并且当a >4时,OP 的延长线上存在点Q ,使得EQ +22PQ 有最小值,请直接写出EQ +22PQ 的最小值.14.如图,边长为6的正方形ABCD 中,,E F 分别是,AD AB 上的点,AP BE ⊥,P 为垂足. (1)如图①, AF =BF ,AE =23,点T 是射线PF 上的一个动点,则当△ABT 为直角三角形时,求AT 的长;(2)如图②,若AE AF =,连接CP ,求证:CP FP ⊥.15.边长相等的两个正方形ABCO 、ADEF 如图摆放,正方形ABCO 的边OA 、OC 在坐标轴上,ED 交线段OC 于点G ,ED 的延长线交线段BC 于点P ,连AG ,已知OA 长为3. (1)求证:AOG ADG ∆≅∆;(2)若12∠=∠,AG =2,求点G 的坐标;(3)在(2)条件下,在直线PE 上找点M ,使以M 、A 、G 为顶点的三角形是等腰三角形,求出点M 的坐标.16.定义:有一组邻角相等的凸四边形叫做“梦想四边形”。
中考数学重难考点突破—动态题型分类解析解决动态几何间题的关键是要善于运用运动与变化的眼光去观察和研究图形,把握图形运动与变化的全过程,抓住变化中的不变,以不变应万变从结论入手,分析结论要成立需具备的典型特征条件是什么?然后利用函数与方程的思想和方法将这个需具备的典型特征条件(或所求图形面积)直接转化为函数或方程。
类型一点动型动态题1.如图1,在△ABC中,∠B=90°,AB=12 mm,BC=24 mm,动点P从点A开始沿边AB向B以2 mm/s的速度移动(不与点B重合),动点Q从点B开始沿边BC向C以4 mm/s 的速度移动(不与点C重合).如果P、Q分别从A、B同时出发,那么经过___3__秒,四边形APQC的面积最小.图1解:设经过x秒四边形APQCD面积最小由题意得:AP=2x,BQ=4x,则PB=12—2x,△PBQ的面积=1/2×BQ×PB=1/2×4x×(12—2x)=—4(x—3)2+36当x=3时,△PBQ的面积的最大值是36mm2,此时四边形APQC的面积最小。
点评:本题中由于四边形APQC在动点运动中,无法确定其形态,也就无法应用面积公式。
而P、B、Q三点,根据题意始终组成一个直角三角形△PBQ,故从求直角三角形面积入手便可解决问题。
2.如图2,已知△ABC中,AB=AC=10厘米,BC=8厘米,点D为AB的中点.(1)如果点P在线段BC上以3厘米/秒的速度由B点向C点运动,同时,点Q在线段CA 上由C点向A点运动.①若点Q的运动速度与点P的运动速度相等,经过1秒后,△BPD与△CQP是否全等,请说明理由;②若点Q的运动速度与点P的运动速度不相等,当点Q的运动速度为多少时,能够使△BPD 与△CQP全等?(2)若点Q以②中的运动速度从点C出发,点P以原来的运动速度从点B同时出发,都逆时针沿△ABC三边运动,求经过多长时间点P与点Q第一次在哪条边上相遇?图2解:(1)①∵t=1秒,∴BP=CQ=3×1=3(厘米).∵AB=10厘米,点D为AB的中点,∴BD=5厘米.又∵PC=BC-BP,BC=8厘米,∴PC=8-3=5(厘米),∴PC=BD.又∵AB=AC,∴∠B=∠C,∴△BPD≌△CQP.②∵v P ≠v Q ,∴BP ≠CQ .又∵△BPD 与△CQP 全等,∠B =∠C ,则BP =PC =4,CQ =BD =5, ∴点P ,点Q 运动的时间t =BP 3=43(秒), ∴v Q =CQ t =543=154(厘米/秒).(2)设经过x 秒后点P 与点Q 第一次相遇,由题意,得154x =3x +2×10,解得x =803(秒). ∴点P 共运动了803×3=80(厘米).∵80=2×28+24,∴点P 、Q 在AB 边上相遇, ∴经过803 秒点P 与点Q 第一次在边AB 上相遇. 类型二 线动型动态题3.已知二次函数y =x 2-(2m +2)x +(m 2+4m -3)中,m 为不小于0的整数,它的图象与x 轴交于点A 和点B ,点A 在原点左边,点B 在原点右边.(1)求这个二次函数的解析式;(2)点C 是抛物线与y 轴的交点,已知AD =AC (D 在线段AB 上),有一动点P 从点A 出发,沿线段AB 以每秒1个单位长度的速度移动,同时,另一动点Q 从点C 出发,以某一速度沿线段CB 移动,经过t 秒的移动,线段PQ 被CD 垂直平分,求t 的值.图3解:(1)∵二次函数的图象与x轴有两个交点,∴Δ=[]-2m+22-4(m2+4m-3)=-8m+16>0,∴m<2.∵m为不小于0的整数,∴m取0、1.当m=1时,y=x2-4x+2,图象与x轴的两个交点在原点的同侧,不合题意,舍去;当m=0时,y=x2-2x-3,符合题意.∴二次函数的解析式为y=x2-2x-3.(2)∵AC=AD,∴∠ADC=∠ACD.∵CD垂直平分PQ,∴DP=DQ,∴∠ADC=∠CDQ.∴∠ACD=∠CDQ,∴DQ∥AC,∴△BDQ∽△BAC,∴DQAC=BDAB.∵AC=10,BD=4-10,AB=4.∴DQ=10-52,∴PD=10-52.∴AP=AD-PD=52,∴t=52÷1=52.类型三面动型动态题4.如图4,四边形ABCD是边长为1的正方形,四边形EFGH是边长为2的正方形,点D 与点F重合,点B,D(F),H在同一条直线上,将正方形ABCD沿F→H方向平移至点B与点H 重合时停止,设点D、F之间的距离为x,正方形ABCD与正方形EFGH重叠部分的面积为y,则能大致反映y与x之间函数关系的图象是( B)图4解析:正方形ABCD与正方形EFGH重叠部分主要分为3个部分,是个分段函数,分别对应三种情况中的对应函数求出来即可得到正确答案。
2020年东营市中考数学压轴题型讲练一一几何图形中运动变化问题【题型导引】题型一:动点问题动态型试题一般是指以几何知识和图形为背景,渗透运动变化观点的一类试题,常见的运动对象有点动、线动、图动;其运动形式有平动、旋转、翻折、滚动等.动态型试题其特点是集几何、代数知识于一体,数形结合,有较强的综合性.题目灵活多变,动中有静,动静结合.(1)动中求静,即在运动变化中探索问题中的不变性;(2)动静互化,抓住“静”的瞬间,找出导致图形或变化规律发生改变的特殊时刻;同时在运动变化的过程中寻找不变性及变化规律.题型二:动线问题动线问题主要和旋转变换结合,在处理此类问题上要注意进行转化,化动为静,利用变换的性质解答即可。
题型三:动面问题面的转动问题注意转化为静态问题来研究,转动后的与之前的在性质上形成新的图形,结合图形特点进行解答。
【典例解析】类型一:动点问题例题1:(2019«湖南衡阳・3分)如图,在直角三角形ABC中,ZC=90°,AC=BC,E是AB的中点,过点E作AC 和BC的垂线,垂足分别为点D和点F,四边形CDEF沿着CA方向匀速运动,点C与点A重合时停止运动,设运动时间为t,运动过程中四边形CDEF与AABC的重叠部分面积为S.则S关于t的函数图象大致为()【解答】解:..,在直角三角形ABC中,ZC=90°,AC=BC,•••AABC是等腰直角三角形,VEF±BC,EDXAC,四边形EFCD是矩形,•.•E是AB的中点,/.EF=-AC,DE=-BC,22...EF=ED,...四边形EFCD是正方形,设正方形的边长为a,如图1当移动的距离<a时,$=正方形的面积-AEE'H的面积=a2-^t2;2当移动的距离>a时,如图2,S=S aac h=—(2a-t)2=—t2-2at+2a\22.LS关于t的函数图象大致为C选项,故选:C.技法归纳:解答此类问题的策略可以归纳为三步:“看”“写”“选”.(1)“看”就是认真观察几何图形,彻底弄清楚动点从何点开始出发,运动到何点停止,整个运动过程分为不同的几段,何点(时刻)是特殊点(时刻),这是准确解答的前提和关键;(2)“写”就是计算、写出动点在不同路段的函数解析式,注意一定要注明自变量的取值范围,求出在特殊点的函数数值和自变量的值;(3)“选”就是根据解析式选择准确的函数图象或答案,多用排除法。
热点专题8动点几何问题考向1图形的运动与最值1. (2019 江苏省连云港市)如图,在矩形ABCD中,AB=4,AD=3,以点C为圆心作⊙C与直线BD相切,点P是⊙C上一个动点,连接AP交BD于点T,则的最大值是.【解析】如图,过点P作PE⊙BD交AB的延长线于E,⊙⊙AEP=⊙ABD,⊙APE⊙⊙ATB,⊙,⊙AB=4,⊙AE=AB+BE=4+BE,⊙,⊙BE最大时,最大,⊙四边形ABCD是矩形,⊙BC=AD=3,CD=AB=4,过点C作CH⊙BD于H,交PE于M,并延长交AB于G,⊙BD是⊙C的切线,⊙⊙GME=90°,在Rt⊙BCD中,BD==5,⊙⊙BHC=⊙BCD=90°,⊙CBH=⊙DBC,⊙⊙BHC⊙⊙BCD,⊙,⊙,⊙BH=,CH=,⊙⊙BHG=⊙BAD=90°,⊙GBH=⊙DBA,⊙⊙BHG⊙⊙BAD,⊙=,⊙,⊙HG=,BG=,在Rt⊙GME中,GM=EG•sin⊙AEP=EG×=EG,而BE=GE﹣BG=GE﹣,⊙GE最大时,BE最大,⊙GM最大时,BE最大,⊙GM=HG+HM=+HM,即:HM最大时,BE最大,延长MC交⊙C于P',此时,HM最大=HP'=2CH=,⊙GP'=HP'+HG=,过点P'作P'F⊙BD交AB的延长线于F,⊙BE最大时,点E落在点F处,即:BE 最大=BF ,在Rt⊙GP 'F 中,FG ====,⊙BF =FG ﹣BG =8, ⊙最大值为1+=3,故答案为:3.2. (2019 江苏省无锡市)如图,在ABC ∆中,5AB AC ==,BC =D 为边AB 上一动点(B 点除外),以CD 为一边作正方形CDEF ,连接BE ,则BDE ∆面积的最大值为 .【解析】过D 作DG ⊙BC 于G ,过A 作AN ⊙BC 于N ,过E 作EH ⊙HG 于H ,延长ED 交BC 于M .易证⊙EHD ⊙⊙DGC ,可设DG =HE =x ,⊙AB =AC =5,BC =AN ⊙BC ,⊙BN =12BC =,AN ⊙G ⊙BC ,AN ⊙BC , ⊙DG ⊙AN , ⊙2BG BNDG AN==,⊙BG =2x ,CG =HD =- 2x ;易证⊙HED ⊙⊙GMD ,于是HE HDGM GD =,x GM =MG 2= ,所以S ⊙BDE= 12BM ×HD =12×(2x 2)×(4- 2x )=252x -+=2582x ⎛-+ ⎝⎭,当x 时,S ⊙BDE 的最大值为8. 因此本题答案为8. 3. (2019 江苏省宿迁市)如图,⊙MAN =60°,若⊙ABC 的顶点B 在射线AM 上,且AB =2,点C 在射线AN 上运动,当⊙ABC 是锐角三角形时,BC 的取值范围是 .【解析】如图,过点B作BC1⊙AN,垂足为C1,BC2⊙AM,交AN于点C2在Rt⊙ABC1中,AB=2,⊙A=60°⊙⊙ABC1=30°⊙AC1=AB=1,由勾股定理得:BC1=,在Rt⊙ABC2中,AB=2,⊙A=60°⊙⊙AC2B=30°⊙AC2=4,由勾股定理得:BC2=2,当⊙ABC是锐角三角形时,点C在C1C2上移动,此时<BC<2.故答案为:<BC<2.4. (2019 江苏省宿迁市)如图,正方形ABCD的边长为4,E为BC上一点,且BE=1,F为AB边上的一个动点,连接EF,以EF为边向右侧作等边⊙EFG,连接CG,则CG的最小值为.【解析】由题意可知,点F是主动点,点G是从动点,点F在线段上运动,点G也一定在直线轨迹上运动将⊙EFB绕点E旋转60°,使EF与EG重合,得到⊙EFB⊙⊙EHG从而可知⊙EBH为等边三角形,点G在垂直于HE的直线HN上作CM⊙HN,则CM即为CG的最小值作EP⊙CM,可知四边形HEPM为矩形,则CM=MP+CP=HE+EC=1+=故答案为.5.(2019 江苏省扬州市)如图,已知等边⊙ABC的边长为8,点P是AB边上的一个动点(与点A、B不重合).直线1是经过点P的一条直线,把⊙ABC沿直线1折叠,点B的对应点是点B′.(1)如图1,当PB=4时,若点B′恰好在AC边上,则AB′的长度为;(2)如图2,当PB=5时,若直线1⊙AC,则BB′的长度为;(3)如图3,点P在AB边上运动过程中,若直线1始终垂直于AC,⊙ACB′的面积是否变化?若变化,说明理由;若不变化,求出面积;(4)当PB=6时,在直线1变化过程中,求⊙ACB′面积的最大值.【解析】(1)如图1中,⊙⊙ABC是等边三角形,⊙⊙A=60°,AB=BC=AC=8,⊙PB=4,⊙PB′=PB=P A=4,⊙⊙A=60°,⊙⊙APB′是等边三角形,⊙AB′=AP=4.故答案为4.(2)如图2中,设直线l交BC于点E.连接BB′交PE于O.⊙PE⊙AC,⊙⊙BPE=⊙A=60°,⊙BEP=⊙C=60°,⊙⊙PEB是等边三角形,⊙PB=5,⊙⊙B,B′关于PE对称,⊙BB′⊙PE,BB′=2OB⊙OB=PB•sin60°=,⊙BB′=5.故答案为5.(3)如图3中,结论:面积不变.⊙B,B′关于直线l对称,⊙BB′⊙直线l,⊙直线l ⊙AC , ⊙AC ⊙BB ′, ⊙S ⊙ACB ′=S ⊙ACB =•82=16.(4)如图4中,当B ′P ⊙AC 时,⊙ACB ′的面积最大,设直线PB ′交AC 于E ,在Rt⊙APE 中,⊙P A =2,⊙P AE =60°, ⊙PE =P A •sin60°=,⊙B ′E =6+,⊙S ⊙ACB ′的最大值=×8×(6+)=4+24.6. (2019 江苏省苏州市) 已知矩形ABCD 中,AB =5cm ,点P 为对角线AC 上的一点,且AP=.如图⊙,动点M 从点A 出发,在矩形边上沿着A B C →→的方向匀速运动(不包含点C ).设动点M 的运动时间为t (s ),APM ∆的面积为S (cm²),S 与t 的函数关系如图⊙所示:(1)直接写出动点M 的运动速度为 /cm s ,BC 的长度为 cm ;(2)如图⊙,动点M 重新从点A 出发,在矩形边上,按原来的速度和方向匀速运动.同时,另一个动点N 从点D 出发,在矩形边上沿着D C B →→的方向匀速运动,设动点N 的运动速度为()/v cm s .已知两动点M 、N 经过时间()x s 在线段BC 上相遇(不包含点C ),动点M 、N 相遇后立即停止运动,记此时APM DPN ∆∆与的面积为()()2212,S cm S cm . ⊙求动点N 运动速度()/v cm s 的取值范围;⊙试探究12S S ⋅是否存在最大值.若存在,求出12S S ⋅的最大值并确定运动速度时间x 的值;若不存在,请说明理由.【解析】(1)2/cm s ;10cm(2)⊙解:⊙在边BC 上相遇,且不包含C 点 ⊙57.515 2.5C vB v⎧⎪⎪⎨⎪≥⎪⎩<在点在点⊙2/6/3cm s v cm s ≤<⊙如右图12()PAD CDM ABM N ABCD S S S S S S ∆∆∆+=---(N )矩形()()5152525751022x x ⨯-⨯-=---=15过M 点做MH ⊙AC,则12MH CM ==①(图)PBCDAS (cm²)t (s )②图O2.57.515-2x2x-5(N )⊙ ⊙22S x =()122152S S x x ⋅=-+⋅ =2430x x -+ =215225444x ⎛⎫--+ ⎪⎝⎭因为152.57.54<<,所以当154x =时,12S S ⋅取最大值2254.7. (2019 江苏省扬州市)如图,四边形ABCD 是矩形,AB =20,BC =10,以CD 为一边向矩形外部作等腰直角⊙GDC ,⊙G =90°.点M 在线段AB 上,且AM =a ,点P 沿折线AD ﹣DG 运动,点Q 沿折线BC ﹣CG 运动(与点G 不重合),在运动过程中始终保持线段PQ ⊙A B .设PQ 与AB 之间的距离为x . (1)若a =12.⊙如图1,当点P 在线段AD 上时,若四边形AMQP 的面积为48,则x 的值为 ; ⊙在运动过程中,求四边形AMQP 的最大面积;(2)如图2,若点P 在线段DG 上时,要使四边形AMQP 的面积始终不小于50,求a 的取值范围.【解析】 ⊙P 在线段AD 上,PQ =AB =20,AP =x ,AM =12,112152S MH AP x =⋅=-+四边形AMQP的面积=(12+20)x=48,解得:x=3;故答案为:3;⊙当P,在AD上运动时,P到D点时四边形AMQP面积最大,为直角梯形,⊙0<x≤10时,四边形AMQP面积的最大值=(12+20)10=160,当P在DG上运动,10<x≤20,四边形AMQP为不规则梯形,作PH⊙AB于M,交CD于N,作GE⊙CD于E,交AB于F,如图2所示:则PM=x,PN=x﹣10,EF=BC=10,⊙⊙GDC是等腰直角三角形,⊙DE=CE,GE=CD=10,⊙GF=GE+EF=20,⊙GH=20﹣x,由题意得:PQ⊙CD,⊙⊙GPQ⊙⊙GDC,⊙=,即=,解得:PQ=40﹣2x,⊙梯形AMQP的面积=(12+40﹣2x)×x=﹣x2+26x=﹣(x﹣13)2+169,⊙当x=13时,四边形AMQP的面积最大=169;(2)解:P在DG上,则10≤x≤20,AM=a,PQ=40﹣2x,梯形AMQP的面积S=(a+40﹣2x)×x=﹣x2+x,对称轴为:x=10+,⊙0≤x≤20,⊙10≤10+≤15,对称轴在10和15之间,⊙10≤x≤20,二次函数图象开口向下,⊙当x=20时,S最小,⊙﹣202+×20≥50,⊙a≥5;综上所述,a的取值范围为5≤a≤20.考向2动点与函数的结合问题1.(2019 江苏省连云港市)如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线L1:y=x2+bx+c过点C(0,﹣3),与抛物线L2:y=﹣x2﹣x+2的一个交点为A,且点A的横坐标为2,点P、Q分别是抛物线L1、L2上的动点.(1)求抛物线L1对应的函数表达式;(2)若以点A、C、P、Q为顶点的四边形恰为平行四边形,求出点P的坐标;(3)设点R为抛物线L1上另一个动点,且CA平分⊙PCR.若OQ⊙PR,求出点Q的坐标.【解析】(1)将x=2代入y=﹣x2﹣x+2,得y=﹣3,故点A的坐标为(2,﹣3),将A(2,﹣1),C(0,﹣3)代入y=x2+bx+c,得,解得,⊙抛物线L1:y=x2﹣2x﹣3;(2)设点P的坐标为(x,x2﹣2x﹣3),第一种情况:AC为平行四边形的一条边,⊙当点Q在点P右侧时,则点Q的坐标为(x+2,﹣2x﹣3),将Q(x+2,﹣2x﹣3)代入y=﹣x2﹣x+2,得﹣2x﹣3=﹣(x+2)2﹣(x+2)+2,解得,x=0或x=﹣1,因为x=0时,点P与C重合,不符合题意,所以舍去,此时点P的坐标为(﹣1,0);⊙当点Q在点P左侧时,则点Q的坐标为(x﹣2,x2﹣2x﹣3),将Q(x﹣2,x2﹣2x﹣3)代入y=﹣x2﹣x+2,得y=﹣x2﹣x+2,得x2﹣2x﹣3=﹣(x﹣2)2﹣(x﹣2)+2,解得,x=3,或x=﹣,此时点P的坐标为(3,0)或(﹣,);第二种情况:当AC为平行四边形的一条对角线时,由AC的中点坐标为(1,﹣3),得PQ的中点坐标为(1,﹣3),故点Q的坐标为(2﹣x,﹣x2+2x﹣3),将Q(2﹣x,﹣x2+2x﹣3)代入y=﹣x2﹣x+2,得﹣x2+2x﹣3═﹣(2﹣x)2﹣(2﹣x)+2,解得,x=0或x=﹣3,因为x=0时,点P与点C重合,不符合题意,所以舍去,此时点P的坐标为(﹣3,12),综上所述,点P的坐标为(﹣1,0)或(3,0)或(﹣,)或(﹣3,12);(3)当点P在y轴左侧时,抛物线L1不存在点R使得CA平分⊙PCR,当点P在y轴右侧时,不妨设点P在CA的上方,点R在CA的下方,过点P、R分别作y轴的垂线,垂足分别为S、T,过点P作PH⊙TR于点H,则有⊙PSC=⊙RTC=90°,由CA平分⊙PCR,得⊙PCA=⊙RCA,则⊙PCS=⊙RCT,⊙⊙PSC⊙⊙RTC,⊙,设点P坐标为(x1,),点R坐标为(x2,),所以有,整理得,x1+x2=4,在Rt⊙PRH中,tan⊙PRH==过点Q作QK⊙x轴于点K,设点Q坐标为(m,),若OQ⊙PR,则需⊙QOK=⊙PRH,所以tan⊙QOK=tan⊙PRH=2,所以2m=,解得,m=,所以点Q坐标为(,﹣7+)或(,﹣7﹣).2.(2019 江苏省常州市)已知平面图形S,点P、Q是S上任意两点,我们把线段PQ的长度的最大值称为平面图形S的“宽距”.例如,正方形的宽距等于它的对角线的长度.(1)写出下列图形的宽距:⊙半径为1的圆:;⊙如图1,上方是半径为1的半圆,下方是正方形的三条边的“窗户形“:;(2)如图2,在平面直角坐标系中,已知点A(﹣1,0)、B(1,0),C是坐标平面内的点,连接AB、BC、CA所形成的图形为S,记S的宽距为d.⊙若d=2,用直尺和圆规画出点C所在的区域并求它的面积(所在区域用阴影表示);⊙若点C在⊙M上运动,⊙M的半径为1,圆心M在过点(0,2)且与y轴垂直的直线上.对于⊙M上任意点C,都有5≤d≤8,直接写出圆心M的横坐标x的取值范围.【解析】(1)⊙半径为1的圆的宽距离为1,故答案为1.⊙如图1,正方形ABCD的边长为2,设半圆的圆心为O,点P是⊙O上一点,连接OP,PC,OC.在Rt⊙ODC中,OC===⊙OP+OC≥PC,⊙PC≤1+,⊙这个“窗户形“的宽距为1+.故答案为1+.(2)⊙如图2﹣1中,点C所在的区域是图中正方形AEBF,面积为2.⊙如图2﹣2中,当点M在y轴的右侧时,连接AM,作MT⊙x轴于T.⊙AC≤AM+CM,又⊙5≤d≤8,⊙当d=5时.AM=4,⊙AT==2,此时M(2﹣1,2),当d=8时.AM=7,⊙AT==2,此时M(2﹣1,2),⊙满足条件的点M的横坐标的范围为2﹣1≤x≤2﹣1.当点M在y轴的左侧时,满足条件的点M的横坐标的范围为﹣2+1≤x﹣2+1.考向3运动过程中的定值问题1.(2019 江苏省宿迁市)如图⊙,在钝角⊙ABC中,⊙ABC=30°,AC=4,点D为边AB中点,点E为边BC中点,将⊙BDE绕点B逆时针方向旋转α度(0≤α≤180).(1)如图⊙,当0<α<180时,连接AD、CE.求证:⊙BDA⊙⊙BEC;(2)如图⊙,直线CE、AD交于点G.在旋转过程中,⊙AGC的大小是否发生变化?如变化,请说明理由;如不变,请求出这个角的度数;(3)将⊙BDE从图⊙位置绕点B逆时针方向旋转180°,求点G的运动路程.【解析】(1)如图⊙中,由图⊙,⊙点D为边AB中点,点E为边BC中点,⊙DE⊙AC,⊙=,⊙=,⊙⊙DBE=⊙ABC,⊙⊙DBA=⊙EBC,⊙⊙DBA⊙⊙EBC.(2)⊙AGC的大小不发生变化,⊙AGC=30°.理由:如图⊙中,设AB交CG于点O.⊙⊙DBA⊙⊙EBC,⊙⊙DAB=⊙ECB,⊙⊙DAB+⊙AOG+⊙G=180°,⊙ECB+⊙COB+⊙ABC=180°,⊙AOG=⊙COB,⊙⊙G=⊙ABC=30°.(3)如图⊙﹣1中.设AB的中点为K,连接DK,以AC为边向右作等边⊙ACO,连接OG,OB.以O为圆心,OA为半径作⊙O,⊙⊙AGC=30°,⊙AOC=60°,⊙⊙AGC=⊙AOC,⊙点G在⊙O上运动,以B 为圆心,BD 为半径作⊙B ,当直线与⊙B 相切时,BD ⊙AD , ⊙⊙ADB =90°, ⊙BK =AK , ⊙DK =BK =AK , ⊙BD =BK , ⊙BD =DK =BK , ⊙⊙BDK 是等边三角形, ⊙⊙DBK =60°, ⊙⊙DAB =30°,⊙⊙DOG =2⊙DAB =60°, ⊙的长==,观察图象可知,点G 的运动路程是的长的两倍=.2.(2019 江苏省无锡市)如图1,在矩形ABCD 中,3BC =,动点P 从B 出发,以每秒1个单位的速度,沿射线BC 方向移动,作PAB ∆关于直线PA 的对称PAB ∆',设点P 的运动时间为()t s .(1)若AB =⊙如图2,当点B '落在AC 上时,显然PAB ∆'是直角三角形,求此时t 的值;⊙是否存在异于图2的时刻,使得PCB ∆'是直角三角形?若存在,请直接写出所有符合题意的t 的值?若不存在,请说明理由.(2)当P 点不与C 点重合时,若直线PB '与直线CD 相交于点M ,且当3t <时存在某一时刻有结论45PAM ∠=︒成立,试探究:对于3t >的任意时刻,结论“45PAM ∠=︒”是否总是成立?请说明理由.【解析】(1)⊙勾股求的易证CB P CBA'V:V,故''43B P=解得⊙1°如图,当⊙PCB’=90 °时,在⊙PCB’中采用勾股得:222(3)t t+-=,解得t=22°如图,当⊙PCB’=90 °时,在⊙PCB’中采用勾股得:222(3)t t+-=,解得t=6B'CB'CBA A BDPD33°当⊙CPB’=90 °时,易证四边形ABP’为正方形,解得(2)如图,⊙⊙PAM=45°⊙⊙2+⊙3=45°,⊙1+⊙4=45°又⊙翻折⊙⊙1=⊙2,⊙3=⊙4又⊙⊙ADM=⊙AB’M(AAS)⊙AD=AB’=AB即四边形ABCD是正方形如图,设⊙APB=xB'CA BDA⊙⊙PAB=90°-x ⊙⊙DAP=x易证⊙MDA⊙⊙B’AM (HL ) ⊙⊙BAM=⊙DAM ⊙翻折⊙⊙PAB=⊙PAB’=90°-x⊙⊙DAB’=⊙PAB’-⊙DAP=90°-2x ⊙⊙DAM=21⊙DAB’=45°-x ⊙⊙MAP=⊙DAM+⊙PAD=45°4321MB'BCB'A D PP。
1.动态几何之动点问题一、选择题1.如图,在Rt △ABC中,∠C=900,AC=1cm,BC=2cm,点P从A出发,以1cm/s的速沿折线AC→CB →BA运动,最终回到A点. 设点P的运动时间为x(s),线段AP的长度为y(cm),则能反映y与x 之间函数关系的图像大致是( )2.在ΔABC中,BC=10,BC边上的高h=5,点E在AB上,过点E作EF∥BC,交AC于F,D为BC上的一点,连DE、DF.设E到BC的距离为x,则ΔDEF的面积为S关于x的函数图象大致( )3.如图,已知矩形ABCD的长AB为5,宽BC为4.E是BC边上的一个动点,AE⊥EF,EF交CD于点F.设BE=x,FC=y,则点E从点B运动到点C时,能表示y关于x的函数关系的大致图象是( )二、填空题1.如图,弹性小球从点P(0,3)出发,沿所示方向运动,每当小球碰到矩形OABC的边时反弹,反弹时反射角等于入射角. 当小球第1次碰到矩形的边时的点为P1,第2次碰到矩形的边时的点为P2,……第n次碰到矩形的边时的点为P n. 则点P3的坐标是,点P2014的坐标是 .2.在如图所示的平面直角坐标系中,点P是直线y=x上的动点,A(1,0),B(2,0)是x轴上的两点,则PA+PB的最小值为.3.如图,AB、CD是⊙O两条弦,AB=8,CD=6,MN是直径,AB⊥MN于E,CD⊥MN于点F,P为EF上任意一点,,则PA+PC的最小值为.4. 如图,在边长为2的菱形ABCD中,∠A=60°,M是AD边的中点,N是AB边上一动点,将△AMN沿MN所在的直线翻折得到△A′MN,连接A′C. 则A′C长度的最小值是.5.如图,点C在以AB为直径的半圆上,AB=8,∠CBA=30°,点D在线段AB上运动,点E与点D关于AC对称,DF⊥DE于点D,并交EC的延长线于点F.下列结论:①CE=CF;②线段EF的最小值为23;③当AD=2时,EF与半圆相切;④若点F恰好落在BC上,则AD=25;⑤当点D从点A运动到点B 时,线段EF扫过的面积是163.其中正确结论的序号是.三、解答题1. 如图,点O在线段AB上,A O=2,OB=1,OC为射线,且∠BOC=60°. 动点P以每秒2个单位长度的速度从点O出发,沿射线OC做匀速运动. 设运动时间为t秒.(1)当1t2=时,则OP= ,ABPS∆=;(2)当△ABP是直角三角形时,求t的值;(3)如图2,当AP=AB时,过点A作AQ∥BP,并使得∠QOP=∠B,求证:AP BP3⋅=.2.如图,在Rt△ABC中,∠B=90°,AC=60,AB=30。
点D是AC上的动点,过D作DF⊥BC于F,再过F作FE//AC,交AB于E。
设CD=x,DF=y.(1)求y与x的函数关系式;(2)当四边形AEFD为菱形时,求x的值;(3)当△FED是直角三角形时,求x的值.3.如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的顶点为A(﹣1,﹣1),与x轴交点M(1,0).C为x轴上一点,且∠CAO=90°,线段AC的延长线交抛物线于B点,另有点F(﹣1,0).(1)求抛物线的解析式;(2)求直线AC的解析式及B点坐标;(3)过点B做x轴的垂线,交x轴于Q点,交过点D(0,﹣2)且垂直于y轴的直线于E点,若P是△BEF 的边EF上的任意一点,是否存在BP⊥EF?若存在,求P点的坐标,若不存在,请说明理由.4. 如图,直线y=x+2与抛物线y=ax2+bx+6(a≠0)相交于A 15,22⎛⎫⎪⎝⎭和B (4,m ),点P 是线段AB 上异于A 、B 的动点,过点P 作PC ⊥x 轴于点D ,交抛物线于点C . (1)求抛物线的解析式;(2)是否存在这样的P 点,使线段PC 的长有最大值,若存在,求出这个最大值;若不存在,请说明理由;(3)求△PAC 为直角三角形时点P 的坐标.5. 如图,抛物线2y x 2x 3=--+的图象与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 为抛物线的顶点. (1)求A 、B 、C 的坐标;(2)点M 为线段AB 上一点(点M 不与点A 、B 重合),过点M 作x 轴的垂线,与直线AC 交于点E ,与抛物线交于点P ,过点P 作PQ ∥AB 交抛物线于点Q ,过点Q 作QN ⊥x 轴于点N.若点P 在点Q 左边,当矩形PQMN 的周长最大时,求△AEM 的面积;(3)在(2)的条件下,当矩形PMNQ 的周长最大时,连接DQ.过抛物线上一点F 作y 轴的平行线,与直线AC 交于点G (点G 在点F 的上方).若FG=22DQ ,求点F 的坐标.6. 如图,二次函数24y x bx c 3=++的图象与x 轴交于A (3,0),B (﹣1,0),与y 轴交于点C .若点P ,Q 同时从A 点出发,都以每秒1个单位长度的速度分别沿AB ,AC 边运动,其中一点到达端点时,另一点也随之停止运动.(1)求该二次函数的解析式及点C 的坐标;(2)当点P 运动到B 点时,点Q 停止运动,这时,在x 轴上是否存在点E ,使得以A ,E ,Q 为顶点的三角形为等腰三角形?若存在,请求出E 点坐标;若不存在,请说明理由.(3)当P ,Q 运动到t 秒时,△APQ 沿PQ 翻折,点A 恰好落在抛物线上D 点处,请判定此时四边形APDQ 的形状,并求出D 点坐标.7.如图,抛物线2y x bx c =-++与x 轴交于A(-1,0),B(5,0)两点,直线3y x 34=-+与y 轴交于点C ,,与x 轴交于点D.点P 是x 轴上方的抛物线上一动点,过点P 作PF ⊥x 轴于点F ,交直线CD 于点E.设点P 的横坐标为m.(1)求抛物线的解析式; (2)若PE =5EF ,求m 的值;(3)若点E /是点E 关于直线PC 的对称点、是否存在点P ,使点E /落在y 轴上?若存在,请直接写出相应的点P 的坐标;若不存在,请说明理由.8.如图,在四边形OABC 中,AB ∥OC ,BC ⊥x 轴于C ,()()A 11B 31--,,,,动点P 从O 点出发,沿x 轴正方向以2个单位/秒的速度运动.过P 作PQ ⊥OA 于Q .设P 点运动的时间为t 秒(0 < t < 2),ΔOPQ 与四边形OABC 重叠的面积为S .(1)求经过O 、A 、B 三点的抛物线的解析式并确定顶点M 的坐标; (2)用含t 的代数式表示P 、Q 两点的坐标; (3)将ΔOPQ 绕P 点逆时针旋转90°,是否存在t ,使得ΔOPQ 的顶点O 或Q 落在抛物线上?若存在,直接写出t 的值;若不存在,请说明理由; (4)求S 与t 的函数解析式.9. 如图,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)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.10.如图,在R t△ABC中,∠ACB=90°,AC=4 cm ,BC=3 cm,⊙O为△ABC的内切圆.(1)求⊙O的半径;(2)点P从点B沿边BA向点A以点1c m/s 的速度匀速运动,以点P为圆心,PB长为半径作圆. 设点P 运动的时间为t s. 若⊙P与⊙O相切,求t的值.11. 如图,抛物线()2y ax bx c a 0=++≠与x 轴交于点()()A 1,0,B 3,0- 两点,与y 轴交于点()C 0,3-. (1)求该抛物线的解析式及顶点M 的坐标; (2)求△BCM 面积与△ABC 面积的比;(3)若P 是x 轴上一个动点,过P 作射线PQ ∥AC 交抛物线于点Q ,随着P 点的运动,在抛物线上是否存在这样的点Q ,使以A 、P 、Q 、C 为顶点的四边形为平行四边形?若存在请求出Q 点的坐标;若不存在,请说明理由.12. 如图,已知直线l 的解析式为1y x 12=-,抛物线y = ax 2+bx +2经过点A (m ,0),B (2,0),D 51,4⎛⎫ ⎪⎝⎭三点.(1)求抛物线的解析式及A 点的坐标,并在图示坐标系中画出抛物线的大致图象;(2)已知点 P (x ,y )为抛物线在第二象限部分上的一个动点,过点P 作PE 垂直x 轴于点E, 延长PE 与直线l 交于点F ,请你将四边形PAFB 的面积S 表示为点P 的横坐标x 的函数, 并求出S 的最大值及S 最大时点P 的坐标;13. 在Rt △ABC 中,∠C=90°,P 是BC 边上不同于B 、C 的一动点,过P 作PQ ⊥AB,垂足为Q ,连接AP . (1)试说明不论点P 在BC 边上何处时,都有△PBQ 与△ABC 相似; (2)若AC=3,BC=4,当BP 为何值时,△AQP 面积最大,并求出最大值;(3)在Rt △ABC 中,两条直角边BC 、AC 满足关系式BC=λAC ,是否存在一个λ的值,使Rt △AOP 既与Rt △ACP 全等,也与Rt △BQP 全等.14. 如图,矩形ABCD 中,AB=20,BC=10,点P 为AB 边上一动点,DP 交AC 于点Q. (1)求证:△APQ ∽△CDQ ;(2)P 点从A 点出发沿AB 边以每秒1个单位的速度向B 点移动,移动时间为t 秒. ①当t 为何值时,DP ⊥AC ? ②设APQDCQSSy =+,写出y 与t 之间的函数解析式,并探究P 点运动到第几秒到第几秒之间时,y取得最小值.15.如图,抛物线()2y ax bx c a 0=++≠与y 轴交于点C(0,4),与x 轴交于点A 和点B ,其中点A 的坐标为()2,0-,抛物线的对称轴x=1与抛物线交于点D ,与直线BC 交于点E. (1)求抛物线的解析式;(2)若点F 是直线BC 上方的抛物线上的一个动点,是否存在点F 使四边形ABFC 的面积为17,若存在,求出点F 的坐标;若不存在,请说明理由;(3)平行于DE 的一条动直线Z 与直线BC 相交于点P ,与抛物线相交于点Q ,若以D 、E 、P 、Q 为顶点的四边形是平行四边形,求点P 的坐标.16. 如图1,已知在平行四边形ABCD中,AB=5,BC=8,cosB=45,点P是边BC上的动点,以CP为半径的⊙C与边AD交于点E、F(点F在点E的右侧),射线CE与射线BA交于点G.(1)当⊙C经过点A时,求CP的长;(2)连接AP,当AP//CG时,求弦EF的长;(3)当△AGE是等腰三角形时,求⊙C的半径长.17. 如图,在⊙O的内接△ABC中,∠ACB=90°,AC=2BC,过C作AB的垂线l交⊙O于另一点D,垂足为E.设P是AC上异于A,C的一个动点,射线AP交l于点F,连接PC与PD,PD交AB于点G.(1)求证:△PAC∽△PDF;(2)若AB=5,AP BP=,求PD的长;(3)在点P运动过程中,设AGx,tan AFD yBG=∠=,求y与x之间的函数关系式.(不要求写出x的取值范围)18.如图,已知抛物线()()ky x 2x 48=+-(k 为常数,且k >0)与x 轴从左至右依次交于A,B 两点,与y 轴交于点C ,经过点B 的直线3y x b 3=-+与抛物线的另一交点为D.(1)若点D 的横坐标为-5,求抛物线的函数表达式;(2)若在第一象限的抛物线上有点P ,使得以A ,B ,P 为顶点的三角形与△ABC 相似,求k 的值; (3)在(1)的条件下,设F 为线段BD 上一点(不含端点),连接AF ,一动点M 从点A 出发,沿线段AF 以每秒1个单位的速度运动到F ,再沿线段FD 以每秒2个单位的速度运动到D 后停止. 当点F 的坐标是多少时,点M 在整个运动过程中用时最少?19. 如图,直线4y x 83=-+与x 轴交于A 点,与y 轴交于B 点,动点P 从A 点出发,以每秒2个单位的速度沿AO 方向向点O 匀速运动,同时动点Q 从B 点出发,以每秒1个单位的速度沿BA 方向向点A 匀速运动,当一个点停止运动,另一个点也随之停止运动,连接PQ ,设运动时间为t (s )(0<t≤3). (1)写出A ,B 两点的坐标;(2)设△AQP 的面积为S ,试求出S 与t 之间的函数关系式;并求出当t 为何值时,△AQP 的面积最大? (3)当t 为何值时,以点A ,P ,Q 为顶点的三角形与△ABO 相似,并直接写出此时点Q 的坐标.20. 等边三角形ABC 的边长为6,在AC ,BC 边上各取一点E ,F ,连结AF ,BE 相交于点P. (1)若AE=CF.①求证:AF=BE ,并求∠APB 的度数. ②若AE=2,试求AP AF ⋅的值.(2)若AF=BE ,当点E 从点A 运动到点C 时,试求点P 经过的路径长.21. 如图,已知抛物线2y x 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 ,连接BC.(1)求A 、B 、C 三点的坐标;(2)若点P 为线段BC 上的一点(不与B 、C 重合),PM ∥y 轴,且PM 交抛物线于点M ,交x 轴于点N ,当△BCM 的面积最大时,求△BPN 的周长;(3)在(2)的条件下,当BCM 的面积最大时,在抛物线的对称轴上存在点Q ,使得△CNQ 为直角三角形,求点Q 的坐标.。