中考数学专题:坐标系中的几何问题
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专题十经典模型模型53 “胡不归”模型模型故事从前,有个小伙子外出务工,某天不幸得知老父亲病危的消息,便立即启程赶路.由于思乡心切,他只考虑了两点之间线段最短的原理,所以选择了路径AB,但他忽略了走砂砾地带速度变慢的因素.当他赶到家时,老人刚刚咽气.邻居告诉说,老头弥留之际不断念叨着“胡不归?胡不?.…”而如果先沿着驿道AC走一段,再走砂砾地,会不会更早些到家?在这个问题中,由于这个小伙子在驿道和砂砾地带上前行的速度不同,那么这个小伙子有没有可能先在驿道上行走一段路程后,再走砂砾地带?虽然走的路多了,但总用时变少了,如果真有这种情况,那么在驿道和砂砾地带之间的拐点就尤为重要了,请问如何确定这个点呢?模型展现基础模型怎么用?1.找模型直线上一定点A ,一动点P,B为直线外一点,求kAP+BP的最小值2.用模型构造直角三角形,利用三角函数将含系数的线段进行转换,再根据垂线段最短化折为直,从而得到线段和最小值,最后运用锐角三角函数求解即可 模型分析如图,求这类带有系数的折线最值问题,通常我们都是将折线转化成为线段,再利用两点之间线段最短或垂线段最短求解,该模型就是利用了垂线段最短的性质,具体解题步骤如下: 一找:找带有系数k 的线段kAP ;二构:在点B 异侧,构造以线段AP 为斜边的直角三角形; ①以定点A 为顶点作①CAP ,使得sin ①P AC =h ; ①过动点P 作垂线构造Rt ①P AC ; 三转化:化折为直,将kAP 转化为PC ;四求解:使得hAP +BP =PC +BP ,利用“垂线段最短”转化为求BD 的长度.拓展延伸熟记特殊角的锐角三角函数值,kAP +BP 中系数k 发生变化时,所构造的直角三角形也会发生变化,同学们需要牢记特殊角度的正弦值:01sin 30 =2,0sin 60,0sin 45 =2,03sin 375,04sin 53 5例1如图, 在①ABC 中,AC =6,①A =30°,点D 是AB 边上一动点,(点拨:两定点A 、C ,动点D ,含特殊角30°)则12AD CD 的最小值为_________(点拨:线段数量关系的最小值,考虑“胡不归”)考什么?直角三角形的性质,30°,60°角的锐角三角函数值,垂线段最短.思路点拨哪条线段带有系数,就以它为斜边构造直角三角形,使得其中一锐角的正弦值恰好与系数相等.例2如图, 在平行四边形ABCD中,①DAB=45°,(点拨:特殊角)AB=6,BC=2,P为CD边上的一动点,则22PB PD(点拨:线段数量关系出现,且0<k<1,模型出现)的最小值为_____________考什么?平行四边形的性质,直角三角形的性质,45°角的锐角三角函数值,垂线段最短。
专题四几何最值的存在性问题【考题研究】在平面几何的动态问题中,当某几何元素在给定条件变动时,求某几何量(如线段的长度、图形的周长或面积、角的度数以及它们的和与差)的最大值或最小值问题,称为最值问题。
从历年的中考数学压轴题型分析来看,经常会考查到距离或者两条线段和差最值得问题,并且这部分题目在中考中失分率很高,应该引起我们的重视。
几何最值问题再教材中虽然没有进行专题讲解,到却给了我们很多解题模型,因此在专题复习时进行压轴训练是必要的。
【解题攻略】最值问题是一类综合性较强的问题,而线段和(差)问题,要归归于几何模型:(1)归于“两点之间的连线中,线段最短”凡属于求“变动的两线段之和的最小值”时,大都应用这一模型.(2)归于“三角形两边之差小于第三边”凡属于求“变动的两线段之差的最大值”时,大都应用这一模型.两条动线段的和的最小值问题,常见的是典型的“牛喝水”问题,关键是指出一条对称轴“河流”(如图1).三条动线段的和的最小值问题,常见的是典型的“台球两次碰壁”或“光的两次反射”问题,关键是指出两条对称轴“反射镜面”(如图2).两条线段差的最大值问题,一般根据三角形的两边之差小于第三边,当三点共线时,两条线段差的最大值就是第三边的长.如图3,PA与PB的差的最大值就是AB,此时点P在AB 的延长线上,即P′.解决线段和差的最值问题,有时候求函数的最值更方便,建立一次函数或者二次函数求解最值问题.【解题类型及其思路】解决平面几何最值问题的常用的方法有:(1)应用两点间线段最短的公理(含应用三角形的三边关系)求最值;(2)应用垂线段最短的性质求最值;(3)应用轴对称的性质求最值;(4)应用二次函数求最值;(5)应用其它知识求最值。
【典例指引】类型一【确定线段(或线段的和,差)的最值或确定点的坐标】【典例指引1】(2018·天津中考模拟)如图,在平面直角坐标系中,长方形OABC的顶点A、C分别在x轴、y轴的正半轴上.点B的坐标为(8,4),将该长方形沿OB翻折,点A的对应点为点D,OD与BC交于点E.(I)证明:EO=EB;(Ⅱ)点P是直线OB上的任意一点,且△OPC是等腰三角形,求满足条件的点P的坐标;(Ⅲ)点M是OB上任意一点,点N是OA上任意一点,若存在这样的点M、N,使得AM+MN 最小,请直接写出这个最小值.【举一反三】(2020·云南初三)如图,抛物线y=ax2+bx+3经过点B(﹣1,0),C(2,3),抛物线与y轴的焦点A,与x轴的另一个焦点为D,点M为线段AD上的一动点,设点M的横坐标为t.(1)求抛物线的表达式;(2)过点M作y轴的平行线,交抛物线于点P,设线段PM的长为1,当t为何值时,1的长最大,并求最大值;(先根据题目画图,再计算)(3)在(2)的条件下,当t为何值时,△PAD的面积最大?并求最大值;(4)在(2)的条件下,是否存在点P,使△PAD为直角三角形?若存在,直接写出t的值;若不存在,说明理由.类型二 【确定三角形、四边形的周长的最值或符合条件的点的坐标】【典例指引2】(2020·重庆初三期末)如图,抛物线2y ax bx =+(0a >)与双曲线k y x=相交于点A 、B ,已知点A 坐标()1,4,点B 在第三象限内,且AOB ∆的面积为3(O 为坐标原点).(1)求实数a 、b 、k 的值;(2)在该抛物线的对称轴上是否存在点P 使得POB ∆为等腰三角形?若存在请求出所有的P 点的坐标,若不存在请说明理由.(3)在坐标系内有一个点M ,恰使得MA MB MO ==,现要求在y 轴上找出点Q 使得BQM ∆的周长最小,请求出M 的坐标和BQM ∆周长的最小值.【举一反三】(2019·重庆实验外国语学校初三)如图1,已知抛物线y =﹣23384x +x +3与x 轴交于A 和B 两点,(点A 在点B 的左侧),与y 轴交于点C .(1)求出直线BC 的解析式.(2)M 为线段BC 上方抛物线上一动点,过M 作x 轴的垂线交BC 于H ,过M 作MQ ⊥BC 于Q ,求出△MHQ 周长最大值并求出此时M 的坐标;当△MHQ 的周长最大时在对称轴上找一点R ,使|AR ﹣MR |最大,求出此时R 的坐标.(3)T 为线段BC 上一动点,将△OCT 沿边OT 翻折得到△OC ′T ,是否存在点T 使△OC ′T 与△OBC 的重叠部分为直角三角形,若存在请求出BT 的长,若不存在,请说明理由.类型三 【确定三角形、四边形的面积最值或符合条件的点的坐标】【典例指引3】(2019·甘肃中考真题)如图,已知二次函数y =x 2+bx +c 的图象与x 轴交于点A (1,0)、B (3,0),与y 轴交于点C .(1)求二次函数的解析式;(2)若点P 为抛物线上的一点,点F 为对称轴上的一点,且以点A 、B 、P 、F 为顶点的四边形为平行四边形,求点P 的坐标;(3)点E 是二次函数第四象限图象上一点,过点E 作x 轴的垂线,交直线BC 于点D ,求四边形AEBD 面积的最大值及此时点E 的坐标.【举一反三】(2019·内蒙古中考真题)如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线22(0)y ax bx a =++≠与x 轴交于()1,0A -),()3,0B 两点,与y 轴交于点C ,连接BC .(1)求该抛物线的解析式,并写出它的对称轴;(2)点D 为抛物线对称轴上一点,连接CD BD 、,若DCB CBD ∠=∠,求点D 的坐标;(3)已知()1,1F ,若(),E x y 是抛物线上一个动点(其中12x <<),连接CE CF EF 、、,求CEF ∆面积的最大值及此时点E 的坐标.B C M N为顶点(4)若点N为抛物线对称轴上一点,抛物线上是否存在点M,使得以,,,的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出所有满足条件的点M的坐标;若不存在,请说明理由.【新题训练】1.如图,直线y=5x+5交x轴于点A,交y轴于点C,过A,C两点的二次函数y=ax2+4x +c的图象交x轴于另一点B.(1)求二次函数的表达式;(2)连接BC,点N是线段BC上的动点,作ND⊥x轴交二次函数的图象于点D,求线段ND 长度的最大值;(3)若点H为二次函数y=ax2+4x+c图象的顶点,点M(4,m)是该二次函数图象上一点,在x轴,y轴上分别找点F,E,使四边形HEFM的周长最小,求出点F、E的坐标.2.(2019·江苏中考真题)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l是经过点P的一条直线,把△ABC沿直线l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l//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l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l变化过程中,求△ACB’面积的最大值.3.(2019·湖南中考真题)如图,在平面直角坐标系xOy中,矩形ABCD的边AB=4,BC=6.若不改变矩形ABCD的形状和大小,当矩形顶点A在x轴的正半轴上左右移动时,矩形的另一个顶点D始终在y轴的正半轴上随之上下移动.(1)当∠OAD=30°时,求点C的坐标;(2)设AD的中点为M,连接OM、MC,当四边形OMCD的面积为212时,求OA的长;(3)当点A移动到某一位置时,点C到点O的距离有最大值,请直接写出最大值,并求此时cos∠OAD的值.4.(2018·江苏中考真题)如图,在平面直角坐标系中,一次函数y=﹣23x+4的图象与x轴和y轴分别相交于A、B两点.动点P从点A出发,在线段AO上以每秒3个单位长度的速度向点O作匀速运动,到达点O停止运动,点A关于点P的对称点为点Q,以线段PQ为边向上作正方形PQMN.设运动时间为t秒.(1)当t=13秒时,点Q的坐标是;(2)在运动过程中,设正方形PQMN与△AOB重叠部分的面积为S,求S与t的函数表达式;(3)若正方形PQMN对角线的交点为T,请直接写出在运动过程中OT+PT的最小值.5.(2020·江苏初三期末)已知二次函数223y x x =--+的图象和x 轴交于点A 、B ,与y轴交于点C ,点P 是直线AC 上方的抛物线上的动点.(1)求直线AC 的解析式.(2)当P 是抛物线顶点时,求APC ∆面积.(3)在P 点运动过程中,求APC ∆面积的最大值.6.(2020·江苏初三期末)如图,抛物线265y ax x =+-交x 轴于A 、B 两点,交y 轴于点C ,点B 的坐标为()5,0,直线5y x =-经过点B 、C .(1)求抛物线的函数表达式;(2)点P 是直线BC 上方抛物线上的一动点,求BCP ∆面积S 的最大值并求出此时点P 的坐标;(3)过点A 的直线交直线BC 于点M ,连接AC ,当直线AM 与直线BC 的一个夹角等于ACB ∠的3倍时,请直接写出点M 的坐标.7.(2019·石家庄市第四十一中学初三)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y =x (x ﹣b )﹣与y轴相交于A点,与x轴相交于B、C两点,且点C在点B的右侧,设抛物线的顶点为P.(1)若点B与点C关于直线x=1对称,求b的值;(2)若OB=OA,求△BCP的面积;(3)当﹣1≤x≤1时,该抛物线上最高点与最低点纵坐标的差为h,求出h与b的关系;若h 有最大值或最小值,直接写出这个最大值或最小值.8.(2020·江西初三期中)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.9.(2020·山东初三期末)如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的图象过点C(0,1),顶点为Q (2,3),点D在x轴正半轴上,且OD=OC.(1)求直线CD的解析式;(2)求抛物线的解析式;(3)将直线CD绕点C逆时针方向旋转45°所得直线与抛物线相交于另一点E,求证:△CEQ ∽△CDO;(4)在(3)的条件下,若点P是线段QE上的动点,点F是线段OD上的动点,问:在P 点和F点移动过程中,△PCF的周长是否存在最小值?若存在,求出这个最小值;若不存在,请说明理由.10.(2020·盘锦市双台子区第一中学初三月考)如图①,已知抛物线y=ax2+bx+c的图像经过点A(0,3)、B(1,0),其对称轴为直线l:x=2,过点A作AC∥x轴交抛物线于点C,∠AOB 的平分线交线段AC于点E,点P是抛物线上的一个动点,设其横坐标为m.(1)求抛物线的解析式;(2)若动点P在直线OE下方的抛物线上,连结PE、PO,当m为何值时,四边形AOPE面积最大,并求出其最大值;(3)如图②,F是抛物线的对称轴l上的一点,在抛物线上是否存在点P使△POF成为以点P为直角顶点的等腰直角三角形?若存在,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.11.(2020·四川初三)如图,一次函数122y x=-+的图像与坐标轴交于A、B两点,点C 的坐标为(1,0)-,二次函数2y ax bx c =++的图像经过A 、B 、C 三点.(1)求二次函数的解析式(2)如图1,已知点(1,)D n 在抛物线上,作射线BD ,点Q 为线段AB 上一点,过点Q 作QM y ⊥轴于点M ,作QN BD ⊥于点N ,过Q 作//QP y 轴交抛物线于点P ,当QM 与QN 的积最大时,求点P 的坐标;(3)在(2)的条件下,连接AP ,若点E 为抛物线上一点,且满足APE ABO ∠=∠,求点E 的坐标.12.(2019·广东初三)如图,已知抛物线y =﹣3x 2+bx +c 与x 轴交于原点O 和点A (6,0),抛物线的顶点为B .(1)求该抛物线的解析式和顶点B 的坐标;(2)若动点P 从原点O 出发,以每秒1个长度单位的速度沿线段OB 运动,设点P 运动的时间为t (s ).问当t 为何值时,△OPA 是直角三角形?(3)若同时有一动点M 从点A 出发,以2个长度单位的速度沿线段AO 运动,当P 、M 其中一个点停止运动时另一个点也随之停止运动.设它们的运动时间为t (s ),连接MP ,当t 为何值时,四边形ABPM 的面积最小?并求此最小值.13.(2019·山东初三期中)如图,已知抛物线经过两点A (﹣3,0),B (0,3),且其对称轴为直线x =﹣1.(1)求此抛物线的解析式.(2)若点Q 是对称轴上一动点,当OQ +BQ 最小时,求点Q 的坐标.(3)若点P 是抛物线上点A 与点B 之间的动点(不包括点A ,点B ),求△PAB 面积的最大值,并求出此时点P 的坐标.14.(2019·四川中考真题)如图,抛物线212y x bx c =-++过点(3,2)A ,且与直线72y x =-+交于B 、C 两点,点B 的坐标为(4,)m .(1)求抛物线的解析式;(2)点D 为抛物线上位于直线BC 上方的一点,过点D 作DE x ⊥轴交直线BC 于点E ,点P 为对称轴上一动点,当线段DE 的长度最大时,求PD PA +的最小值;(3)设点M 为抛物线的顶点,在y 轴上是否存在点Q ,使45AQM ︒∠=?若存在,求点Q的坐标;若不存在,请说明理由.15.(2019·天津中考真题)已知抛物线2y x bx c =-+(b c ,为常数,0b >)经过点(1,0)A -,点(,0)M m 是x 轴正半轴上的动点. (Ⅰ)当2b =时,求抛物线的顶点坐标;(Ⅱ)点(,)D D b y 在抛物线上,当AM AD =,5m =时,求b 的值; (Ⅲ)点1(,)2Q Q b y +在抛物线上,当22AM QM +的最小值为332时,求b 的值. 16.(2019·湖南中考真题)如图,抛物线y =ax 2+bx (a >0)过点E (8,0),矩形ABCD 的边AB 在线段OE 上(点A 在点B 的左侧),点C 、D 在抛物线上,∠BAD 的平分线AM 交BC 于点M ,点N 是CD 的中点,已知OA =2,且OA :AD =1:3.(1)求抛物线的解析式;(2)F 、G 分别为x 轴,y 轴上的动点,顺次连接M 、N 、G 、F 构成四边形MNGF ,求四边形MNGF 周长的最小值;(3)在x 轴下方且在抛物线上是否存在点P ,使△ODP 中OD 610求出点P 的坐标;若不存在,请说明理由;(4)矩形ABCD 不动,将抛物线向右平移,当平移后的抛物线与矩形的边有两个交点K 、L ,且直线KL 平分矩形的面积时,求抛物线平移的距离.17.(2019·辽宁中考真题)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y =ax 2+bx +2(a ≠0)与x 轴交于A ,B 两点(点A 在点B 的左侧),与y 轴交于点C ,抛物线经过点D (﹣2,﹣3)和点E (3,2),点P 是第一象限抛物线上的一个动点.(1)求直线DE 和抛物线的表达式;(2)在y 轴上取点F (0,1),连接PF ,PB ,当四边形OBPF 的面积是7时,求点P 的坐标; (3)在(2)的条件下,当点P 在抛物线对称轴的右侧时,直线DE 上存在两点M ,N (点M 在点N 的上方),且MN =22,动点Q 从点P 出发,沿P →M →N →A 的路线运动到终点A ,当点Q 的运动路程最短时,请直接写出此时点N 的坐标.18.(2019·湖南中考真题)已知抛物线2(0)y ax bx c a =++≠过点(1,0)A ,(3,0)B 两点,与y 轴交于点C ,=3OC .(1)求抛物线的解析式及顶点D 的坐标;(2)过点A 作AM BC ⊥,垂足为M ,求证:四边形ADBM 为正方形;(3)点P 为抛物线在直线BC 下方图形上的一动点,当PBC ∆面积最大时,求点P 的坐标; (4)若点Q 为线段OC 上的一动点,问:12AQ QC +是否存在最小值?若存在,求岀这个最小值;若不存在,请说明理由.专题四 几何最值的存在性问题【考题研究】在平面几何的动态问题中,当某几何元素在给定条件变动时,求某几何量(如线段的长度、图形的周长或面积、角的度数以及它们的和与差)的最大值或最小值问题,称为最值问题。
最值模型之瓜豆模型(原理)直线轨迹型动点轨迹问题是中考和各类模拟考试的重要题型,学生受解析几何知识的局限和思维能力的束缚,该压轴点往往成为学生在中考中的一个坎,致使该压轴点成为学生在中考中失分的集中点。
掌握该压轴题型的基本图形,构建问题解决的一般思路,是中考专题复习的一个重要途径。
本专题就最值模型中的瓜豆原理(动点轨迹为直线型)进行梳理及对应试题分析,方便掌握。
【模型解读】瓜豆原理:若两动点到某定点的距离比是定值,夹角是定角,则两动点的运动路径相同。
动点轨迹基本类型为直线型和圆弧型,本专题受教学进程影响,估只对瓜豆原理中的直线型轨迹作讲解。
主动点叫瓜,从动点叫豆,瓜在直线上运动,豆也在直线_上运动;瓜在圆周上运动,豆的轨迹也是圆。
古人云:种瓜得瓜,种豆得豆.“种”圆得圆,“种”线得线,谓之“瓜豆原理”。
模型1、运动轨迹为直线1)如图,P是直线BC上一动点,连接AP,取AP中点Q,当点P在BC上运动时,Q点轨迹是?解析:当P点轨迹是直线时,Q点轨迹也是一条直线.理由:分别过A、Q向BC作垂线,垂足分别为M、N,在运动过程中,因为AP=2AQ,所以QN始终为AM的一半,即Q点到BC的距离是定值,故Q点轨迹是一条直线.2)如图,在△APQ中AP=AQ,∠PAQ为定值,当点P在直线BC上运动时,求Q点轨迹?解析:当AP与AQ夹角固定且AP:AQ为定值的话,P、Q轨迹是同一种图形。
理由:当确定轨迹是线段的时候,可以任取两个时刻的Q点的位置,连线即可,比如Q点的起始位置和终点位置,连接即得Q点轨迹线段。
【最值原理】动点轨迹为一条直线时,利用“垂线段最短”求最值。
1)当动点轨迹已知时可直接运用垂线段最短求最值;2)当动点轨迹未知时,先确定动点轨迹,再垂线段最短求最值。
3)确定动点轨迹的方法(重点)②当某动点到某条直线的距离不变时,该动点的轨迹为直线;③当一个点的坐标以某个字母的代数式表示时,若可化为一次函数,则点的轨迹为直线;④观察动点运动到特殊位置时,如中点,端点等特殊位置考虑;⑤若动点轨迹用上述方法不都合适,则可以将所求线段转化(常用中位线、矩形对角线、全等、相似)为其他已知轨迹的线段求最值。
专题 几何专题题型一考察概念基础知识点型例1如图1,等腰△ABC 的周长为21,底边BC = 5,AB 的垂直平分线是DE ,则△BEC 的周长为 ; 例2 如图2,菱形ABCD 中,60A ∠=°,E 、F 是AB 、AD 的中点,若2EF=,菱形边长是______.图1 图2 图3 例3 已知AB 是⊙O 的直径,PB 是⊙O 的切线,AB =3cm,PB =4cm,则BC = . 题型二折叠题型:折叠题要从中找到对就相等的关系,然后利用勾股定理即可求解; 沿DE 折叠,若48CDE ∠=°,则APD ∠等例4 D E ,分别为AC ,BC 边的中点,于 ;例5如图4.矩形纸片ABCD 的边长AB =4,AD =2.将矩形纸片沿 EF 折叠, 使点A 与点C 重合,折叠后在其一面着色图,则着色部分的面积为A . 8B .112C . 4D .52EDBC A P图4图5 图6题型三涉及计算题型:常见的有应用勾股定理求线段长度,求弧长,扇形面积及圆锥体积,侧面积,三角函数计算等;例6如图3,P 为⊙O 外一点,PA 切⊙O 于A,AB 是⊙O 的直径,PB 交⊙O 于C,PA =2cm,PC =1cm,则图中阴影部分的面积S 是A.2235cm π- B 2435cm π- C 24235cm π- D 2232cm π- 图3 题型四证明题型: 第二轮复习之几何一——三角形全等判定方法1:SAS例1如图,AC 是菱形ABCD 的对角线,点E 、F 分别在边AB 、AD 上,且 AE=AF; 求证:△ACE ≌△ACF例2 在正方形ABCD 中,AC 为对角线,E 为AC 上一点,连接EB 、ED . 1求证:△BEC ≌△DEC ;2延长BE 交AD 于F ,当∠BED =120°时,求∠EFD 的度数.BD GFF ADFEBCDCBA EFG判定方法2:AASASA例3 如图,ABCD 是正方形,点G 是BC 上的任意一点,DE AG ⊥于 E ,BF DE ∥,交 AG 于F ,求证:AFBF EF =+.例4如图,在□ABCD 中,分别延长BA,DC 到点E,使得AE=AB, CH=CD 连接EH,分别交AD,BC 于点F,G;求证:△AEF ≌△CHG.判定方法3:HL 专用于直角三角形例5在△ABC 中,AB=CB,∠ABC=90o,F 为AB 延长线上一点,点E在BC上, 且AE=CF. 1求证:Rt △AB E ≌Rt △CBF; 2若∠CAE=30o,求∠ACF 度数.对应练习1.如图,在平行四边形ABCD 中,E 为BC 中点,AE 的延长线与DC 的延长线相交于点F.1证明:∠DFA = ∠FAB; 2证明: △ABE≌△FCE.2.如图,点E 是正方形ABCD 内一点,CDE ∆是等边三角形,连接EB 、EA ,延长BE 交边AD 于点F . 1求证:BCE ADE ∆≅∆;5分2求AFB ∠的度数.5分3.如图,已知∠ACB =90°,AC =BC ,BE ⊥CE 于E ,AD ⊥CE 于D ,CE 与AB 相交于F .1求证:△CEB ≌△ADC ;2若AD =9cm,DE =6cm,求BE 及EF 的长.第二轮复习之几何二——三角形相似Ⅰ.三角形相似的判定例1如图,在平行四边形ABCD 中,过点A 作AE ⊥BC,垂足为E,连接DE,F 为线段DE 上一点,且∠AFE =∠B. 1求证:△ADF ∽△DEC2若AB =4,AD =33,AE =3,求AF 的长. 例2如图9,点P 是正方形ABCD 边AB 上一点不与点A .B重合,连接PD 并将线段PD 绕点P 顺时针方向旋转90°得到线段PE, PE 交边BC 于点F .连接BE 、DF;E B D A CF AF DEB CABCEFABCDF EF ED CBA 1求证:∠ADP=∠EPB ; 2求∠CBE 的度数; 3当APAB的值等于多少时.△PFD ∽△BFP 并说明理由.2.相似与圆结合,注意求证线段乘积,一般是转化证它所在的三角形相似;将乘积式转化为比例式→比例式边长定位到哪个三角形→找条件证明所在的三角形相似 例3 如图,在△ABC 中,AB=AC,以AB 为直径的⊙O 交AC 与E,交BC 与D .求证:1D 是BC 的中点;2△BEC∽△ADC; 3BC 2=2AB CE .3.相似与三角函数结合,①若题目给出三角函数值一般会将给出的三角函数值用等角进行转化,然后求线段的长度②求某个角的三角函数值,一般会先将这个角用等角转化,间接求三角函数值例4如图,点E 是矩形ABCD 中CD 边上一点,⊿BCE 沿BE 折叠为⊿BFE,点F 落在AD 上.1求证:⊿ABE∽⊿DFE ;2若sin∠DFE=31,求tan∠EBC 的值. 练习一、选择题1、如图1,将非等腰ABC △的纸片沿DE 折叠后,使点A 落在BC 边上的点F 处.若点D 为AB 边的中点,则下列结论:①BDF △是等腰三角形;②DFE CFE ∠=∠;③DE 是ABC △的中位线,成立的有 A .①②B .①③C .②③D .①②③图1 图22.如图,等边△ABC 中,BD=CE,AD 与BE 相交于点P,则∠APE 的度数是A .45° B.55° C.60° D.75° 3.如图3,在ABC △中,13AB AC ==,10BC =,点D 为BC 的中点,DE DE AB ⊥,垂足为点E ,则DE等于A .1013 B .1513 C .6013 D .7513MEDCBA图3 图4 图5GFE CBADAO BCXY4.如图4,⊿ABC 和⊿CDE 均为等腰直角三角形,点B,C,D 在一条直线上,点M 是AE 的中点,下列结论:①tan∠AEC=CDBC;②S ⊿ABC +S ⊿CDE ≧S ⊿ACE ;③BM⊥DM;④BM=DM.正确结论的个数是 A1个 B2个 C3个 D4个5.如图5,等边三角形ABC 中,D 、E 分别为AB 、BC 边上的两个动点,且总使AD=BE ,AE 与CD 交于点F ,AG ⊥CD 于点G,则FGAF= . 6.如图6,已知点A 、B 、C 、D 均在已知圆上,AD ∥BC ,AC 平分∠BCD ,∠ADC = 120°,四边形ABCD 的周长为10cm .图中阴影部分的面积为 A. 32B.3C. 23D. 43图6 图7对折,使点A 落在点1A 处;已知7.如图7,在直角坐标系中,将矩形OABC 沿OB3=OA ,1=AB ,则点1A 的坐标是 ; A 、23,23 B 、23,3 C 、23,23 D 、21,23 三、解答题1如图,矩形ABCD 中,点E 是BC 上一点,AE =AD,DF⊥AE 于F,连结DE.求证:DF =DC .2.如图,四边形ABCD 是矩形,△PBC 和△QCD 都是等边三角形,且点P 在矩形上方,点Q 在矩形内.求证:1∠PBA =∠PCQ =30°;2PA =PQ .3.如图9,已知点D 为等腰直角△ABC 内一点,∠CAD =∠CBD =15°,E 为AD 延长线上的一点,且CE =CA .1求证:DE 平分∠BDC ;2若点M 在DE 上,且DC=DM ,求证: ME=BD . 4.如图5AB 是⊙O 的直径,AC 是弦,CD 是⊙O 的切线,C 为切点,AD ⊥CD 于点D .求证:1∠AOC =2∠ACD ; 2AC 2=AB ·AD . 、5.把一张矩形ABCD 纸片按如图方式折叠,使点A 与点E 重合,点C 与点F 重合E 、F 两点均在BD 上,折痕分别为BH 、DG;1求证:△BHE ≌△DGF ;2若AB =6cm,BC =8cm,求线段FG 的长;6.如图8,在Rt △ABC 中,∠BAC=90°,AC=2AB,点D 是AC 的中点,将一块锐角为45°的直角三角板如图放置,使三角板斜边的两个端点分别与A 、D 重合, 连结BE 、EC .试猜想线段BE 和EC 的数量及位置关系,并证明你的猜想.ABCDEAC B DPQABCDEF 第二轮复习之几何三——四边形例1 如图,分别以Rt△ABC 的直角边AC 及斜边AB 向外作等边△ACD、等 边△ABE;已知∠BAC=30o,EF⊥AB,垂足为F,连结DF;1试说明AC=EF ;2求证:四边形ADFE 是平行四边形;例2如图,AD ∥FE,点B 、C 在AD 上,∠1=∠2,BF =BC⑴求证:四边形BCEF 是菱形⑵若AB =BC =CD,求证:△ACF ≌△BDE例3如图,四边形ABCD 是边长为2的正方形,点G 是BC 延长线上一 点,连结AG,点E 、F 分别在AG 上,连接BE 、DF,∠1=∠2 ,∠3=∠4.1证明:△ABE≌△DAF; 2若∠AGB=30°,求EF 的长.例4如图,在等腰梯形ABCD 中,已知AD BC ∥,AB DC =,2AD =, 4BC =延长BC 到E ,使CE AD =.1证明:BAD DCE △≌△;2如果AC BD ⊥,求等腰梯形ABCD 的高DF 的值.对应练习1.如图,在菱形ABCD 中,∠A=60°,点P 、Q 分别在边AB 、BC 上,且AP=BQ . 1求证:△BDQ ≌△ADP ;2已知AD=3,AP=2,求cos ∠BPQ 的值结果保留根号.2、如图,E F ,是四边形ABCD 的对角线AC 上两点,AF CE DF BE DFBE ==,,∥. 求证:1AFD CEB △≌△.2四边形ABCD 是平行四边形.3. 如罔7,在一方形ABCD 中.E 为对角线AC 上一点,连接EB 、ED,1求证:△BEC ≌△DEC :2延长BE 交AD 于点F,若∠DEB=140°.求∠AFE 的度数.4.如图,在梯形ABCD 中,AD ∥BC ,延长CB 到点E ,使BE =AD ,连接DE 交AB 于点M .1求证:△AMD ≌△BM E ;2若N 是CD 的中点,且M N=5,BE =2,求BC 的长.第二轮复习之几何四——圆Ⅰ、证线段相等例1:如图,AB 是⊙O 的直径,C 是的中点,CE ⊥AB 于 E ,BD 交CE 于点F .1求证:CF=BF ;2若CD =6, AC =8,则⊙O 的半径为 ___ ,CE 的长是 ___ .ABDEFCDAB EC F ACBDEFO2、证角度相等例2如图,AB 是⊙O 的直径,C 为圆周上一点,30ABC ∠=︒,过点B 的切线与CO 的延长线交于点D .:求证:1CAB BOD ∠=∠;2ABC ∆≌ODB ∆. 3、证切线点拨:证明切线的方法——连半径,证垂直;根据:过半径的外端且垂直于半径的直线是圆的切线例3如图,四边形ABCD 内接于⊙O,BD 是⊙O 的直径, AE⊥CD 于点E,DA 平分∠BDE;1求证:AE 是⊙O 的切线;2若∠DBC=30°,DE=1cm,求BD 的长;例4如图,点A 、B 、C 、D 都在⊙O 上,OC⊥AB,∠ADC=30°. 1求∠BOC 的度数;2求证:四边形AOBC 是菱形. 对应练习1.如图,已知⊙O 的直径AB 与弦CD 互相垂直,垂足为点E . ⊙O 的切线BF 与弦AD的延长线相交于点F ,且AD =3,cos ∠BCD= . 1求证:CD ∥BF ; 2求⊙O 的半径; 3求弦CD 的长.2.如图,点D 是⊙O 的直径CA 延长线上一点,点B 在⊙O 上,且AB =AD =AO .1求证:BD 是⊙O 的切线.2若点E 是劣弧BC 上一点,AE 与BC 相交于点F,且△BEF 的面积为8,cos∠BFA=32,求△ACF 的面积.1.一副三角板,如图所示叠放在一起,则图中∠α的度数是A .75B .60C .65D .55图1 图22.如图2,在边长为4的等边三角形ABC 中,AD 是BC 边上的高,点E 、F 是AD 上的两点,则图中阴影部分的面积是A .43B .33C .23D .33.如图3,△ABC 中,∠C =90°,AC =3,∠B =30°,点P 是BC 边上的动点,则AP 长不可能是DCBOADOBCA E 例7图43DOEC O图 8OFE BCADCB A O P D图3 图4 A B C D74. 如图4,直角三角形纸片的两直角边长分别为6,8,现将ABC △如图那样折叠,使点A 与点B 重合,折痕为DE ,则tan CBE ∠的值是 A .247B .73C .724D .135.如图5,ABC △是等腰直角三角形,BC 是斜边,将ABP △绕点A 逆时针旋转后,能与ACP '△重合,如果3AP =,那么PP '的长等于 A .32B .23C .42 D .336. 图6,已知等边△ABC 中,点D,E 分别在边AB,BC 上,把△BDE 沿直线DE 翻折,使点B 落在点B ˊ处,DB ˊ,EB ˊ分别交边AC 于点F,G,若∠ADF=80o ,则∠EGC 的度数为 图5 图67.如图,已知:在平行四边形ABCD 中,AB=4cm,AD=7cm,∠ABC 的平分线交AD•于点E,交CD 的延长线于点F,则DF=______cm .8.如图,矩形ABCD 中,AB =2,BC =3,对角线AC 的垂直平分线分别交AD,BC 于点E 、F,连接CE,则CE 的长________.9.如图,BD 是⊙O 的直径,OA ⊥OB,M 是劣弧错误!上一点,过点M 作⊙O 的切线MP 交OA 的延长线于P 点,MD 与OA 交于点N; 1求证:PM=PN ; 2若BD=4,PA=32AO,过B 点作BC ∥MP 交⊙O 于C 点,求BC 的长. 10.如图,在△ABC 中,以AB 为直径的⊙O 交BC 于点P,PD ⊥AC 于点D,且PD 与⊙O 相切.1求证:AB =AC ;2若BC =6,AB =4,求CD 的值.11.一副直角三角板如图放置,点C 在FD 的延长线上,AB ∥CF,∠F=∠ACB=90°, ∠ E=45°,∠A=60°,AC=10,试求CD 的长.12.如图,四边形ABCD 是边长为a 的正方形,点G ,E 分别是边AB ,BC 的中点,∠AEF =90o,且EF 交正方形外角的平分线CF 于点F . 1证明:∠BAE =∠FEC ; 2证明:△AGE ≌△ECF ; 3求△AEF 的面积.13.如图,矩形ABCD 中,53AB AD ==,.点E 是CD 上的动点,以AE 为直径的O ⊙与AB 交于点F ,过点F 作FG BE ⊥于点G .1当E 是CD 的中点时:①tan EAB ∠的值为______________; ② 证明:FG 是O ⊙的68CEABD切线;2试探究:BE 能否与O ⊙相切 若能,求出此时DE 的长;若不能,请说明理由.几何之——解直角三角形1在△ABC 中,∠C=90°,sinA=45,则tanB =A .43B .34C .35D .452、在 ABC 中,若|sinA-22 |+23-cosB 2=0, ∠A.∠B 都是锐角,则∠C 的度数是A. 750B. 9003、如下左图,在△ABC 中,∠C=90°,AB=13,BC=5,则sinA 的值是A 、513B 、1213 C 、512D 、1354如上右图,在四边形ABCD 中,E 、F 分别是AB 、AD 的中点,若EF=2, BC=5,CD=3,则tanC 等于A 、34B 、43C 、35D 、455、如,在矩形ABCD 中,DE⊥AC 于E,设∠ADE=α,且53cos =α, AB = 4, 则AD 的长为 . A3 B316 C 320 D 516 6在锐角△ABC 中,∠BAC=60°,BD、CE 为高,F 为BC 的中点,连接DE 、DF 、EF,则结论:①DF=EF;②AD:AB=AE :AC ;③△DEF 是等边三角形;④BE+CD=BC;⑤当∠ABC=45°时,BE=√2DE 中,一定正确的有A 、2个B 、3个C 、4个D 、5个7.084sin 45(3)4-︒+-π+-=为528.某人沿着有一定坡度的坡面前进了10米,此时他与水平地面的垂直距离米,则这 个破面的坡度为 . 9.如图,已知直线1l∥2l ∥3l ∥4l ,相邻两条平行直线间的距离都是1,如果正方形ABCD 的四个顶点分别在四条直线上,则sin α= . 直角三角形常见模型1 张华同学在学校某建筑物的C 点处测得旗杆顶部A 点的仰角为30°,旗杆底部B 点的俯角为45°.若旗杆底部B 点到建筑物的水平距离BE=9米,旗杆台阶高1米,试求旗杆AB 的高度;2.海船以5海里/小时的速度向正东方向行驶,在A 处看见灯塔B 在海船的北偏东DE OCBG FAABC DαAABCDEADBE图6i =1:3C60°方向,2小时后船行驶到C 处,发现此时灯塔B 在海船的北偏西45方向,求此时灯塔B 到C 处的距离; 3某年入夏以来,松花江哈尔滨段水位不断下降,一条船在松花江某段自西向东沿直线航行,在A 处测得航标C 在北偏东60°方向上;前进100m 到达B 处,又测得航标C 在北偏东45°方向上如图,在以航标C 为圆心,120m 为半径的圆形区域内有浅滩,如果这条船继续前进,是否有被浅滩阻碍的危险4如图6,梯形ABCD 是拦水坝的横断面图,图中3:1=i 是指坡面的铅直高度DE 与水平宽度CE 的比,∠B=60°,AB=6,AD=4,求拦水坝的横断面ABCD 的面积.结果保留三位有效数字.参考数据:3≈,2≈3 1.73≈。
【压轴必刷】2023年中考数学压轴大题之经典模型培优案专题09阿氏圆问题A 、B ,则所有符合=k (k >0且k ≠1)的点P 会组成一个圆.这个结论最先由古希腊数学家阿波罗尼斯发现,称阿氏圆.阿氏圆基本解法:构造三角形相似.模型解读:如图1所示,⊙O 的半径为 r ,点 A 、B 都在⊙O 外,P 为⊙O 上的动点, 已知 r =k ·OB .连接 P A 、PB ,则当“P A +k ·PB ”的值最小时,P 点的位置如何确定?1:连接动点至圆心0(将系数不为1的线段两端点分别与圆心相连接),即连接OP 、OB ; 2:计算连接线段OP 、OB 长度;3:计算两线段长度的比值OP OB =k ;4:在OB 上截取一点C ,使得OC OP =OP OB 构建母子型相似:5:连接AC ,与圆0交点为P ,即AC 线段长为P A +KPB 的最小值.本题的关键在于如何确定“k ·PB ”的大小,(如图 2)在线段 OB 上截取 OC 使 OC =k ·r ,则可说明⊙BPO 与⊙PCO 相似,即 k ·PB =PC .⊙本题求“P A +k ·PB ”的最小值转化为求“P A +PC ”的最小值,即 A 、P 、C 三点共线时最小(如图 3),时AC 线段长即所求最小值.1,在RT ⊙ABC 中,⊙ACB =90°,CB =4,CA =6,圆C 的半径为2,点P 为圆上一动点,连接AP ,BP ,求:BP,⊙AP+12⊙2AP+BP,AP+BP,⊙13⊙AP+3BP的最小值.【例2】(2022·广东惠州·一模)如图1,抛物线y=ax2+bx−4与x轴交于A、B两点,与y.轴交于点C,其中点A的坐标为(−1,0),抛物线的对称轴是直线x=32(1)求抛物线的解析式;(2)若点P是直线BC下方的抛物线上一个动点,是否存在点P使四边形ABPC的面积为16,若存在,求出点P的坐标若不存在,请说明理由;(3)如图2,过点B作BF⊥BC交抛物线的对称轴于点F,以点C为圆心,2为半径作⊙C,点QBQ+FQ的最小值.为⊙C上的一个动点,求√24【例3】(2019秋•山西期末)阅读以下材料,并按要求完成相应的任务.已知平面上两点A、B,则所有符合=k(k>0且k≠1)的点P会组成一个圆.这个结论最先由古希腊数学家阿波罗尼斯发现,称阿氏圆.阿氏圆基本解法:构造三角形相似.【问题】如图1,在平面直角坐标系中,在x轴,y轴上分别有点C(m,0),D(0,n),点P是平面内一动点,且OP=r,设=k,求PC+kPD的最小值.阿氏圆的关键解题步骤:第一步:如图1,在OD上取点M,使得OM:OP=OP:OD=k;第二步:证明kPD=PM;第三步:连接CM,此时CM即为所求的最小值.下面是该题的解答过程(部分):解:在OD上取点M,使得OM:OP=OP:OD=k,又∵∠POD=∠MOP,∴△POM∽△DOP.任务:(1)将以上解答过程补充完整.(2)如图2,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=4,BC=3,D为△ABC内一动点,满足CD=2,利用(1)中的结论,请直接写出AD+BD的最小值.【例4】如图,在每个小正方形的边长为1的网格中,△OAB的顶点O,A,B均在格点上,点E在OA上,且点E也在格点上.(I)的值为;(Ⅱ)是以点O为圆心,2为半径的一段圆弧.在如图所示的网格中,将线段OE绕点O逆时针旋转得到OE′,旋转角为α(0°<α<90°)连接E'A,E'B,当E'A+E'B 的值最小时,请用无刻度的直尺画出点E′,并简要说明点E'的位置是如何找到的(不要求证明).一.填空题(共13小题)1.(2022•南召县开学)如图,在△ABC中,∠A=90°,AB=AC=4,点E、F分别是边AB、AC的中点,点P是以A为圆心、以AE为半径的圆弧上的动点,则的最小值为.2.(2021秋•龙凤区期末)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=9,BC=4,以点C为圆心,3为半径做⊙C,分别交AC,BC于D,E两点,点P是⊙C上一个动点,则P A+PB 的最小值为.3.(2022春•长顺县月考)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=6,BC=8,D、E 分别是边BC、AC上的两个动点,且DE=4,P是DE的中点,连接P A,PB,则P A+ PB的最小值为.。
【压轴必刷】2023年中考数学压轴大题之经典模型培优案专题25函数与正方形存在性问题【例1】(2022•崂山区一模)如图,正方形ABCD,AB=4cm,点P在线段BC的延长线上.点P从点C出发,沿BC方向运动,速度为2cm/s;点Q从点A同时出发,沿AB方向运动,速度为1cm/s.连接PQ,PQ分别与BD,CD相交于点E,F.设运动时间为t(s)(0<t<4).解答下列问题:(1)线段CF长为多少时,点F为线段PQ中点?(2)当t为何值时,点E在对角线BD中点上?(3)当PQ中点在∠DCP平分线上时,求t的值;(4)设四边形BCFE的面积为S(cm2),求S与t的函数关系式.【分析】(1)可得出C点是BP的中点,从而求得t=2;(2)证明DEF≌△BEQ,从而得出DF=BQ=4﹣t,进而CF=CD﹣DF=t,证明△PCF∽△PBQ,从而得出,进而求得t;(3)作OG⊥BP于G,可根据OG=CG,进一步求得结果;(4)根据△PCF∽△PBQ,△DOF∽△BOG,分别列出比例式表示出CF,DF及EH,进一步求得结果.【解答】解:由题意得,CP=2t,AQ=t,BQ=4﹣t,(1)四边形ABCD是正方形,∴CD∥AB,∴=1,∴PC=BC=4,∴t==2s;(2)∵AB∥CD,∴∠QBE=∠EDF,∠BQE=∠DFE,△PCF∽△PBQ,∴,∵点E是BD的中点,∴BE=DE,∴△DEF≌△BEQ(AAS),∴DF=BQ=4﹣t,∴CF=CD﹣DF=t,∴t1=1,t2=0(舍去),(3)如图1,点O是PQ的中点,CO平分∠DCP,作OG⊥BP于G,同理得:OG=,PG=,∴CG=PC﹣PG=2t﹣(2+t)=t﹣2,∵∠COG=∠OCG==45°,∴OG=CG,∴,∴t=;(4)如图2,过点E作GH∥BC,交AB于G,交CD于H,∵CF∥EG∥AB,∴△PCF∽△PBQ,△DEF∽△BEG,∴,=,∴,=,∴DF=CD﹣CF=4﹣=,∴=,∴EH=,∴S=S△BCD﹣S△DEF=﹣=8﹣.【例2】(2022春•孟村县期末)如图,在平面直角坐标系中.直线l:y=﹣2x+10(k≠0)经过点C(3,4),与x轴,y轴分别交于点A,B,点D的坐标为(8,4),连接OD,交直线l于点M,连接OC,CD,AD.(1)填空:点A的坐标为(5,0),点M的坐标为(4,2);(2)求证:四边形OADC是菱形;(3)直线AP:y=﹣x+5与y轴交于点P.①连接MP,则MP的长为5;②已知点E在直线AP上,在平面直角坐标系中是否存在一点F,使以O,A,E,F为顶点的四边形是正方形?若存在,请直接写出点F的坐标;若不存在,请说明理由.【分析】(1)利用一次函数图象上点的坐标特征,可得出点A的坐标,又点D的坐标,利用待定系数法可求出直线OD的解析式,再联立两函数解析式,可求出交点M的坐标;(2)过点C作CQ⊥x轴于点Q,利用勾股定理可得出OC=5,又点C,D的坐标可得出CD=5,CD ∥x轴,结合点A的坐标,可得出CD=OA,进而可得出四边形OADC为平行四边形,再结合OC=OA,即可证出四边形OADC是菱形;(3)①过点M作MN⊥y轴于点N,利用一次函数图象上点的坐标特征,可求出点P的坐标,结合点M。
【压轴必刷】2023年中考数学压轴大题之经典模型培优案专题09阿氏圆问题A 、B ,则所有符合=k (k >0且k ≠1)的点P 会组成一个圆.这个结论最先由古希腊数学家阿波罗尼斯发现,称阿氏圆.阿氏圆基本解法:构造三角形相似.模型解读:如图1所示,⊙O 的半径为 r ,点 A 、B 都在⊙O 外,P 为⊙O 上的动点, 已知 r =k ·OB .连接 P A 、PB ,则当“P A +k ·PB ”的值最小时,P 点的位置如何确定?1:连接动点至圆心0(将系数不为1的线段两端点分别与圆心相连接),即连接OP 、OB ; 2:计算连接线段OP 、OB 长度;3:计算两线段长度的比值OP OB =k ;4:在OB 上截取一点C ,使得OC OP =OP OB 构建母子型相似:5:连接AC ,与圆0交点为P ,即AC 线段长为P A +KPB 的最小值.本题的关键在于如何确定“k ·PB ”的大小,(如图 2)在线段 OB 上截取 OC 使 OC =k ·r ,则可说明⊙BPO 与⊙PCO 相似,即 k ·PB =PC .⊙本题求“P A +k ·PB ”的最小值转化为求“P A +PC ”的最小值,即 A 、P 、C 三点共线时最小(如图 3),时AC 线段长即所求最小值.1,在RT ⊙ABC 中,⊙ACB =90°,CB =4,CA =6,圆C 的半径为2,点P 为圆上一动点,连接AP ,BP ,求:BP,⊙AP+12⊙2AP+BP,AP+BP,⊙13⊙AP+3BP的最小值.⊙CD=1,CP=2,CB=4,⊙CE=2【例】(广东惠州一模)如图,抛物线y=ax轴交于点C,其中点A的坐标为(−1,0),抛物线的对称轴是直线x=3.2(1)求抛物线的解析式;(2)若点P是直线BC下方的抛物线上一个动点,是否存在点P使四边形ABPC的面积为16,若存在,求出点P的坐标若不存在,请说明理由;(3)如图2,过点B作BF⊥BC交抛物线的对称轴于点F,以点C为圆心,2为半径作⊙C,点QBQ+FQ的最小值.为⊙C上的一个动点,求√24【答案】(1)y=x2−3x−4(2)P(1,6)或(3,4)(3)√37.待定系数法求二次函【分析】(1)根据点A的坐标为(−1,0),抛物线的对称轴是直线x=32数解析式即可,(2)先求得直线BC解析式,设P(m,m2−3m−4),则Q(m,m−4),过点P作PQ轴交直线BC 于点Q,根据S四边形ABPC=S△ABC+S△BCP等于16建立方程,解一元二次方程即可求得m的值,然后求得P的坐标,,过点E作EG⊥OC,构造△CQE∽△CBQ,则当F,Q,E三点共线时,(3)在CB上取CE=√22取得最小值,最小值为FE,勾股定理解直角三形即可.(1)解:⊙抛物线y=ax2+bx−4与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,点A的坐标为(−1,0),抛物线的对称轴是直线x=3,2。
专题11 最值模型-阿氏圆问题最值问题在中考数学常以压轴题的形式考查,“阿氏圆”又称“阿波罗尼斯圆”,主要考查转化与化归等的数学思想。
在各类考试中都以高档题为主,中考说明中曾多处涉及。
本专题就最值模型中的阿氏圆问题进行梳理及对应试题分析,方便掌握。
【模型背景】已知平面上两点A、B,则所有满足PA=k·PB(k≠1)的点P的轨迹是一个圆,这个轨迹最早由古希腊数学家阿波罗尼斯发现,故称“阿氏圆”。
【模型解读】如图 1 所示,⊙O的半径为r,点A、B都在⊙O外,P为⊙O上一动点,已知r=k·OB,连接PA、PB,则当“PA+k·PB”的值最小时,P点的位置如何确定?如图2,在线段OB上截取OC使OC=k·r,则可说明△BPO与△PCO相似,即k·PB=PC。
故本题求“PA+k·PB”的最小值可以转化为“PA+PC”的最小值,其中与A与C为定点,P为动点,故当A、P、C三点共线时,“PA+PC”值最小。
如图3所示:注意区分胡不归模型和阿氏圆模型:在前面的“胡不归”问题中,我们见识了“k·P A+PB”最值问题,其中P点轨迹是直线,而当P点轨迹变为圆时,即通常我们所说的“阿氏圆”问题.【最值原理】两点之间线段最短及垂线段最短解题。
例1.(2022·安徽·九年级期末)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CB=7,AC=9,以C 为圆心、3为半径作⊙C ,P 为⊙C 上一动点,连接AP 、BP ,则13AP +BP 的最小值为( )A .7B .C.4D.例2.(2020·广西中考真题)如图,在Rt 中,AB =AC =4,点E ,F 分别是AB ,AC 的中点,点P 是扇形AEF 的上任意一点,连接BP ,CP ,则BP +CP 的最小值是_____.ABC V »EF12.【分析】在AB 上取一点T ,使得AT =1,连接PT ,P A ,CT .证明,推出==,推出PT =PB ,推出PB +CP =CP +PT ,根据PC +PT ≥TC ,求出CT即可解决问题.【详解】解:在AB 上取一点T ,使得AT =1,连接PT ,P A,CT .∵P A =2.AT =1,AB =4,∴P A 2=AT •AB ,∴=, ∵∠P AT=∠P AB ,∴,∴==,∴PT =PB ,∴PB +CP=CP +PT ,∵PC +PT ≥TC ,在Rt 中,∵∠CAT =90°,AT =1,AC =4, ∴CT PB +PC ,∴PB +PC .故答.【点睛】本题考查等腰直角三角形的性质,三角形相似的判定与性质,勾股定理的应用,三角形的三边关系,圆的基本性质,掌握以上知识是解题的关键.例3.(2022·四川成都·模拟预测)如图,已知正方ABCD 的边长为6,圆B 的半径为3,点P 是圆B 上的一个动点,则12PD PC −的最大值为_______.PAT BAP V V ∽PT PB AP AB 1212124=PA ATABPA PAT BAP V V ∽PT PB AP AB 121212ACT V 1212例4.(2022·浙江·舟山九年级期末)如图,矩形ABCD 中,4,2AB AD ==,以B 为圆心,以BC 为半径画圆交边AB 于点E ,点P 是弧CE 上的一个动点,连结,PD PA ,则12AP DP +的最小值为( )A BC D【点睛】本题考查矩形和圆的基本性质,相似三角形的性质和判定,解题的关键是构造相例5.(2022·广东·广州市第二中学九年级阶段练习)如图,在平面直角坐标系中,A (2,0),B (0,2),C (4,0),D (5,3),点P 是第一象限内一动点,且135APB ∠=︒,则4PD +2PC 的最小值为_______.例6.(2021·浙江金华·一模)问题提出:如图1,在等边△ABC中,AB=9,⊙C半径为3,P为圆上一动点,连结AP,BP,求AP+13BP的最小值(1)尝试解决:为了解决这个问题,下面给出一种解题思路,通过构造一对相似三角形,将13BP转化为某一条线段长,具体方法如下:(请把下面的过程填写完整)如图2,连结CP,在CB上取点D,使CD=1,则有13== CD CP CP CB又∵∠PCD=∠△∽△∴13=PDBP∴PD=13BP∴AP+13BP=AP+PD∴当A,P,D三点共线时,AP+PD取到最小值请你完成余下的思考,并直接写出答案:AP+13BP的最小值为.(2)自主探索:如图3,矩形ABCD中,BC=6,AB=8,P为矩形内部一点,且PB=4,则1AP+PC的最小值为.(请在图3中添加相应的辅助线)2(3)拓展延伸:如图4,在扇形COD中,O为圆心,∠COD=120°,OC=4.OA=2,OB=3,点P是»CD上一点,求2P A+PB的最小值,画出示意图并写出求解过程.例7.(2022·广东·二模)(1)初步研究:如图1,在△P AB中,已知P A=2,AB=4,Q为AB 上一点且AQ=1,证明:PB=2PQ;(2)结论运用:如图2,已知正方形ABCD的边长为4,⊙A的半径为2,点P是⊙A上的一个动点,求2PC+PB的最小值;(3)拓展推广:如图3,已知菱形ABCD的边长为4,∠A=60°,⊙A的半径为2,点P是⊙A上的一个动点,求2PC−PB的最大值.(3)如图,在AB 上取一点,使得AQ =1,连接AP ,PQ ,P ′,过点C 作CH 垂直AB 的延长线于点H .易得AP =2,AB 由(1)得PB =2PQ ,∴2=2PC −2PQ =2(PC −PQ ) ,∵PC −PQ ≤QC ,∴当点P 交⊙A 的点P ′时,PC −PQ 的值最大.例8.(2022·江苏·苏州九年级阶段练习)阅读以下材料,并按要求完成相应的任务.已知平面上两点AB 、,则所有符合0(PAk k PB=>且1)k ≠的点P 会组成一个圆.这个结论最先由古希腊数学家阿波罗尼斯发现,称阿氏圆. 阿氏圆基本解法:构造三角形相似.【问题】如图1,在平面直角坐标中,在x 轴,y 轴上分别有点()(),0,0,C m D n ,点P 是平面内一动点,且OP r =,设OPk OD=,求PC kPD +的最小值.阿氏圆的关键解题步骤:第一步:如图1,在OD 上取点M ,使得::OM OP OP OD k ==;第二步:证明kPD PM =;第三步:连接CM ,此时CM 即为所求的最小值. 下面是该题的解答过程(部分):解:在OD 上取点M ,使得::OM OP OP OD k ==, 又,POD MOP POMDOP ∠=∠∴.任务:()1将以上解答过程补充完整.()2如图2,在Rt ABC V 中,90,4,3,ACB AC BC D ∠=︒==为ABC V 内一动点,满足2CD =,利用()1中的结论,请直接写出23AD BD +的最小值.课后专项训练1.(2022·福建南平九年级期中)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CB=7,AC=9,以C为圆心、3为半径作⊙C,P为⊙C上一动点,连接AP、BP,则13AP+BP的最小值为()B.C.D.A.【点睛】本题考查相似三角形,解直角三角形;懂得依题意作辅助线构造相似三角形是解题的关键.2.(2022·江苏·无锡市九年级期中)如图,⊙O与y轴、x轴的正半轴分别相交于点M、点N,⊙O半径为3,点A(0,1),点B(2,0),点P在弧MN上移动,连接P A,PB,则3P A+PB的最小值为___.3.(2022·陕西·三模)如图,在四边形ABCD中,AB=,,设•=∠=∠=︒260AC BAC ACD=,则k的最小值为___________.AD k BD1##1−在Rt ACJ V 中,260AC CAJ =∠=︒,,∴∴AB CD ∥,∵BM CD CJ AB ⊥⊥,,∴四边形BJCM4.(2022·湖北武汉·模拟预测)【新知探究】新定义:平面内两定点A, B ,所有满足PA PB=k ( k 为定值)的P 点形成的图形是圆,我们把这种圆称之为“阿氏圆”,【问题解决】如图,在△ABC 中,CB = 4 ,AB= 2AC ,则△ABC 面积的最大值为_____.5.(2022·浙江·九年级期中)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=6,BC=8,D、E 分别是边BC、AC上的两个动点,且DE=4,P是DE的中点,连接P A,PB,则P A+PB 的最小值为.【解答】解:如图,在CB上取一点F,使得CF=,连接PF,AF.∵∠DCE=90°,DE=4,DP=PE,∴PC=DE=2,∵=,=,∴=,∵∠PCF=∠BCP,∴△PCF∽△BCP,∴==,∴PF=PB,∴P A+PB=P A+PF,∵P A+PF≥AF,AF===,∴P A+PB≥,∴P A+PB的最小值为,故答案为.6.(2022·江苏·苏州九年级阶段练习)如图,正方形ABCD的边长为4,点E为边AD上一个动点,点F在边CD上,且线段EF=4,点G为线段EF的中点,连接BG、CG,则BG +12CG 的最小值为 _____.7.(2022·山西·九年级专题练习)如图,在ABC V 中,90,2B AB CB ∠=︒==,以点B 为圆心作圆B 与AC 相切,点P 为圆B 上任一动点,则PA PC 的最小值是___________.8.(2022·湖北·九年级专题练习)如图,已知正方形ABCD的边长为4,⊙B的半径为2,PC的最大值为_____.点P是⊙B上的一个动点,则PD﹣129.(2022·北京·九年级专题练习)如图,边长为4的正方形,内切圆记为⊙O,P是⊙O上A+PB的最小值为________.OP=r=12BC=2,OB=∵222OPOI==,OBOP=∴22PI OIPB OP==,∴PI10.(2022·山东·九年级专题练习)如图,在Rt ABC V 中,90ACB ∠=︒,4CB =,6CA =,圆C 半径为2,P 为圆上一动点,连接,2,1A A P P P P B B +最小值__________.13BP AP +最小值__________.11.(2022·重庆·九年级专题练习)(1)如图1,已知正方形ABCD的边长为9,圆B的半径为6,点P是圆B上的一个动点,那么PD+23PC的最小值为__,PD﹣23PC的最大值为__.(2)如图2,已知菱形ABCD的边长为4,∠B=60°,圆B的半径为2,点P是圆B上的一个动点,那么PD+12PC的最小值为__,PD﹣12PC的最大值为__.如图3中,在BC 上取一点6342PB BG ==Q,BC PB PBG CBP ∴V :V ,∴221PB BG ==Q,422BC PB ==,PBG CBP ∴V :V ,PG BG PC PB ∴=PD PG DG +≥Q (当且仅当G 12.(2022·江苏淮安·九年级期中)问题提出:如图1,在等边△ABC 中,AB =12,⊙C 半径为6,P 为圆上一动点,连结AP ,BP ,求AP +12BP 的最小值.(1)尝试解决:为了解决这个问题,下面给出一种解题思路:如图2,连接CP ,在CB 上取点D ,使CD =3,则有CD CP =CP CB=12,又∵∠PCD =∠BCP ,∴△PCD ∽△BCP ,∴PD BP =12,∴PD =12BP ,∴AP +12BP =AP +PD .请你完成余下的思考,并直接写出答案:AP +12BP的最小值为.(2)自主探索:如图1,矩形ABCD中,BC=7,AB=9,P为矩形内部一点,且PB=3,1 3AP+PC的最小值为.(3)拓展延伸:如图2,扇形COD中,O为圆心,∠COD=120°,OC=4,OA=2,OB=3,点P是»CD上一点,求2PA+PB的最小值,画出示意图并写出求解过程.13.(2022·湖北·九年级专题练习)(1)如图1,已知正方形ABCD 的边长为4,圆B 的半径为2,点P 是圆B 上的一个动点,求12PD PC +4PC +的最小值,12PD PC −的最大值.(2)如图2,已知正方形ABCD 的边长为9,圆B 的半径为6,点P 是圆B 上的一个动点,求23PD PC +的最小值,23PD PC −的最大值,PC 的最小值.(3)如图3,已知菱形ABCD 的边长为4,=60B ∠︒,圆B 的半径为2,点P 是圆B 上的一个动点,求12PD PC +的最小值和12PD PC −的最大值.PC 的最小值PB BC2414.(2022·山东聊城·二模)如图,抛物线2y x bx c =−++经过点()4,4A −−,()0,4B ,直线AC 的解析式为162y x =−−,且与y 轴相交于点C ,若点E 是直线AB 上的一个动点,过点E 作EF x ⊥轴交AC 于点F .(1)求抛物线2y x bx c =−++的解析式;(2)点H 是y 轴上一动点,连结EH ,HF ,当点E 运动到什么位置时,四边形EAFH 是矩形?求出此时点E ,H 的坐标;(3)在(2)的前提下,以点E 为圆心,EH 长为半径作圆,点M 为E e 上以动点,求12AM CM +的最小值.15.(2022·江苏泰州·一模)如图,已知Rt ABC ∆中,90C ∠=︒,6AC =,9AB =,E 是AB 上的一点,5BE =,点D 是线段BC 上的一个动点,沿AD 折叠ACD ∆,点C 与C '重合,连接BC '.(1)求证:AEC AC B ''∆∆∽;(2)若点F 是BC 上的一点,且BF =,①若BC F '∆与BC E '∆2)中作出折叠后的AC D '∆(保留作图痕迹,不写作法);②求32BC FC ''+的最小值.②如图,由(1)知:△AEC′∽△AC′B,∴AE ACAC AB'='=6293=,∴EC′=23BC′,∵BC′+32FC′=32(23BC′+FC′)=32(EC′+FC′),当E、C′、F三点共线时,EC′+FC′最短,即EC′+∴BC′+32FC′的最小值为32EF,在Rt△ABC中,由勾股定理得:BC=22AB AC−过点E作EG⊥CB于G,∴∠C=∠EGB=90°,∴ACBC AB AC16.(2022·广东·九年级专题练习)如图1,已知正方形ABCD,AB=4,以顶点B为直角顶点的等腰Rt△BEF绕点B旋转,BE=BF AE,CF.(1)求证:△ABE ≌△CBF .(2)如图2,连接DE ,当DE =BE 时,求S △BCF 的值.(S △BCF 表示△BCF 的面积)(3)如图3,当Rt △BEF 旋转到正方形ABCD 外部,且线段AE 与线段CF 存在交点G 时,若M 是CD 的中点,P 是线段DG+PG 的值最小时,求MP 的值. 【答案】(1)见解析(2)2或【分析】(1)由“SAS ”可证△ABE ≌△CBF ;(2)由“SSS ”可证△ADE ≌△ABE ,可得∠DAE =∠BAE =45°,可证AH =EH ,由勾股定理可求BE 的长,即可求解;(3)先确定点P 的位置,过点B 作BQ ⊥CF 于Q ,由勾股定理可求CE 的长,由平行线分线段成比例可求解.(1)证明:∵四边形ABCD 是正方形,∴AB =BC ,∠ABC =90°, ∵∠EBF =90°=∠ABC ,∴∠ABE =∠CBF , 又∵BE =BF ,AB =BC ,在△ABE 和△CBF 中,AB CB ABE CBF BE BF =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,∴△ABE ≌△CBF (SAS ); (2)解:如图2,过点E 作EH ⊥AB 于H ,∵△ABE ≌△CBF ,∴S △ABE =S △CBF ,∵AD =AB ,AE =AE ,DE =BE ,∴△ADE ≌△ABE (SSS ), ∴∠DAE =∠BAE =45°,∵EH ⊥AB ,∴∠EAB =∠AEH =45°,∴AH =EH ,17.(2022·河北·九年级专题练习)如图1,在RT△ABC中,∠ACB=90°,CB=4,CA=6,圆C的半径为2,点P为圆上一动点,连接AP,BP,求:①12AP BP+,②2AP BP+,③13AP BP+,④3AP BP+的最小值.【点睛】本题考查圆的基本性质,相似三角形的判定和性质,勾股定理.正确的作出辅助线,并且理解三点共线时线段最短是解答本题的关键.。
平面几何的定值问题【阅读与思考】所谓定值问题,是指按照一定条件构成的几何图形,当某些几何元素按一定的规律在确定的范围内变化时,与它有关的元素的量保持不变(或几何元素间的某些几何性质或位置关系不变).几何定值问题的基本特点是:题设条件中都包含着变动元素和固定元素,变动元素是指可变化运动的元素,固定元素也就是“不变量”,有的是明显的,有的是隐含的,在运动变化中始终没有发生变化的元素,也就是我们要探求的定值. 解答定值问题的一般步骤是: 1. 探求定值; 2. 给出证明.【例题与求解】【例1】 如图,已知P 为正方形ABCD 的外接圆的劣弧AD⌒上任意一点. 求证:PA PC PB为定值. 解题思路:线段的和差倍分考虑截长补短,利用圆的基本性质,证明三角形全等.P AB CD【例2】 如图,AB 为⊙O 的一固定直径,它把⊙O 分成上、下两个半圆,自上半圆上一点C 作弦CD ⊥AB ,∠OCD 的平分线交⊙O 于点P ,当点C 在上半圆(不包括A ,B 两点)上移动时,点P ( ) A . 到CD 的距离保持不变 B . 位置不变C . 等分DB⌒ D . 随C 点的移动而移动 (济南市中考试题)解题思路:添出圆中相关辅助线,运用圆的基本性质,用排除法得出结论.A【例3】 如图,定长的弦ST 在一个以AB 为直径的半圆上滑动,M 是ST 的中点,P 是S 对AB 作垂线的垂足. 求证:不管ST 滑到什么位置,∠SPM 是一定角.(加拿大数学奥林匹克试题)解题思路:不管ST 滑到什么位置,∠SOT 的度数是定值. 从探寻∠SPM 与∠SOT 的关系入手.B【例4】 如图,扇形OAB 的半径OA =3,圆心角∠AOB =90°. 点C 是AB⌒上异于A ,B 的动点,过点C 作CD ⊥OA 于点D ,作CE ⊥OB 于点E . 连接DE ,点G ,H 在线段DE 上,且DG =GH =HE .(1)求证:四边形OGCH 是平行四边形;(2)当点C 在AB ⌒上运动时,在CD ,CG ,DG 中,是否存在长度不变的线段?若存在,请求出该线段的长度;(3)求证:CD 2+3CH 2是定值. (广州市中考试题)解题思路:延长OG 交CD 于N ,利用题中的三等分点、平行四边形和三角形中位线的性质,实现把线段ON 转化成线段CH 的倍分关系,再以Rt △OND 为基础,通过勾股定理,使问题得以解决.BOACE HGD 【例5】 如图1,在平面直角坐标系xOy 中,点M 在x 轴的正半轴上,⊙M 交x 轴于A ,B 两点,交y 轴于C ,D 两点,且C 为弧AE 的中点,AE 交y 轴于G 点. 若点A 的坐标为(-2,0),AE =8. (1)求点C 的坐标;(2)连接MG ,BC ,求证:MG ∥BC ;(3)如图2,过点D 作⊙M 的切线,交x 轴于点P . 动点F 在⊙M 的圆周上运动时,PFOF的比值是否发生变化?若不变,求出比值;若变化,说明变化规律. (深圳市中考试题)解题思路:对于(3)从动点F 达到的特殊位置时入手探求定值.【例6】 如图,已知等边△ABC 内接于半径为1的圆O ,P 是⊙O 上的任意一点. 求证:P A 2+PB 2+PC 2为定值.解题思路:当点P 与C 点重合时,P A 2+PB 2+PC 2=2BC 2为定值,就一般情形证明.A【能力训练】A 级1. 如图,点A ,B 是双曲线xy 3=上的两点,分别经过A ,B 两点向x 轴,y 轴作垂线段. 若S 阴影=1,则=+21S S _______.(牡丹江市中考试题)AABCDEF(第3题图) (第4题图)2. 从等边三角形内一点向三边作垂线段,已知这三条垂线段的长分别为1,3,5,则这个等边三角形的面积是__________.(全国初中数学联赛试题)3. 如图,OA ,OB 是⊙O 任意两条半径,过B 作BE ⊥OA 于E ,又作OP ⊥AB 于P ,则定值OP 2+EP 2为_________.4. 如图,在菱形ABCD 中,∠ABC =120°,F 是DC 的中点,AF 的延长线交BC 的延长线于点E ,则直线BF 与直线DE 所夹的锐角的度数为( )A . 30°B . 40°C . 50°D . 60°(武汉市竞赛试题)5. 如图,在⊙O 中,P 是直径AB 上一动点,在AB 同侧作A A '⊥AB ,AB B B ⊥',且A A '=AP ,B B '=BP . 连接B A '',当点P 从点A 移动到点B 时,B A ''的中点的位置( )A .在平分AB 的某直线上移动 B . 在垂直AB 的某直线上移动C . 在弧AMB 上移动D . 保持固定不移动AB'B(第5题图) (第6题图)6. 如图,A ,B 是函数xky图象上的两点,点C ,D ,E ,F 分别在坐标轴上,且分别与点A ,B ,O 构成正方形和长方形. 若正方形OCAD 的面积为6,则长方形OEBF 的面积是( ) A . 3 B . 6 C . 9 D . 12(海南省竞赛试题))7. (1)经过⊙O 内或⊙O 外一点P 作两条直线交⊙O 于A ,B 和C ,D 四点,得到如图①~⑥所表示的六种不同情况. 在六种不同情况下,P A ,PB ,PC ,PD 四条线段之间在数量上满足的关系式可以用同一个式子表示出来. 请你首先写出这个式子,然后只就如图②所示的圆内两条弦相交的一般情况给出它的证明.⑥⑤④③②①)P (B )PB(2)已知⊙O 的半径为一定值r ,若点P 是不在⊙O 上的一个定点,请你过点P 任作一直线交⊙O 于不重合的两点E ,F . PE ·PF 的值是否为定值?为什么?由此你发现了什么结论?请你把这一结论用文字叙述出来.(济南市中考试题)8. 在平面直角坐标系中,边长为2的正方形OABC 的两顶点A ,C 分别在y 轴,x 轴的正半轴上,点O 在原点,现将正方形OABC 绕O 点顺时针旋转,当A 点第一次落在直线x y =上时停止旋转. 旋转过程中,AB 边交直线x y =于点M ,BC 边交x 轴于点N .(1)求OA 在旋转过程中所扫过的面积;(2)旋转过程中,当MN 与AC 平行时,求正方形OABC 旋转度数;(3)设△MBN 的周长为P ,在正方形OABC 旋转的过程中,P 值是否有变化?请证明你的结论.(济宁市中考试题)9. 如图,AB 是半圆的直径,AC ⊥AB ,AC =AB . 在半圆上任取一点D ,作DE ⊥CD ,交直线AB 于点E ,BF ⊥AB ,交线段AD 的延长线于点F .(1)设弧AD 是x °的弧,若要点E 在线段BA 的延长线上,则x 的取值范围是_______.(2)不论点D 取在半圆的什么位置,图中除AB =AC 外,还有两条线段一定相等. 指出这两条相等的线段,并予证明.(江苏省竞赛试题)(第9题图) (第10题图) (第11题图)10. 如图,内接于⊙O 的四边形ABCD 的对角线AC 与BD 垂直相交于点K ,设⊙O的半径为R . 求证:(1)2222DK CK BK AK +++是定值;(2)2222DA CD BC AB +++是定值.PD CB A A11. 如图,设P 是正方形ABCD 外接圆劣弧弧AB 上的一点,求证:DPCP BPAP ++的值为定值.(克罗地亚数学奥林匹克试题)B 级1.等腰△ABC 的底边BC 为定长2,H 为△ABC 的垂心. 当顶点A 在保持△ABC 为等腰三角形的情况下 改变位置时,面积S △ABC ·S △HBC 的值保持不变,则S △ABC ·S △HBC =________.2. 已知A ,B ,C ,D ,E 是反比例函数xy 16=(x >0)图象上五个整数点(横、纵坐标均为整数),分别过这些点向横轴或纵轴作垂线段,以垂线段所在的正方形边长为半径作四分之一圆周的两条弧,组成如图所示的五个橄榄形(阴影部分),则这五个橄榄形的面积总和是__________(用含π的代数式表示).(福州市中考试题) 折叠,使点A ,B 落在六边形ABCDEF 的内部,记∠C +∠D +∠E +∠F =α,则下列结论一定正确的是( )A . ∠1+∠2=900°-2αB . ∠1+∠2=1080°-2αC . ∠1+∠2=720°-αD . ∠1+∠2=360°-21α (武汉市竞赛试题)(第3题图) (第4题图)4. 如图,正△ABO 的高等于⊙O 的半径,⊙O 在AB 上滚动,切点为T ,⊙O 交AO ,BO 于M ,N ,则12GF ED CHBAA . 在0°到30°变化B . 在30°到60°变化C . 保持30°不变D . 保持60°不变5. 如图,AB 是⊙O 的直径,且AB =10,弦MN 的长为8. 若MN 的两端在圆上滑动时,始终与AB 相交,记点A ,B 到MN 的距离分别为h 1,h 2,则∣h 1-h 2∣等于( )A . 5B . 6C . 7D . 8(黄石市中考试题)(第5题图)6. 如图,已知△ABC 为直角三角形,∠ACB =90°,AC =BC ,点A ,C 在x 轴上,点B 坐标为(3,m )(m >0),线段AB 与y 轴相交于点D ,以P (1,0)为顶点的抛物线过点B ,D . (1)求点A 的坐标(用m 表示) (2)求抛物线的解析式;(3)设点Q 为抛物线上点P 至点B 之间的一动点,连接PQ 并延长交BC 于点E ,连接BQ 并延长交AC 于点F . 试证明:FC (AC +EC )为定值.(株洲市中考试题)7. 如图,已知等边△ABC 内接于圆,在劣弧AB 上取异于A ,B 的点M . 设直线AC 与BM 相交于K ,直线CB 与AM 相交于点N . 证明线段AK 和BN 的乘积与M 点的选择无关.(湖北省选拔赛试题)(第7题图) (第8题图)B NKMB AC HCBA距离变小,这时乘积S △ABC ·S △HBC 的值变小、变大,还是不变?证明你的结论.(全国初中数学联赛试题)9. 如图,在平面直角坐标系xOy 中,抛物线10941812--=x x y 与x 轴的交点为点A ,与y 轴的交点为点B . 过点B 作x 轴的平行线BC ,交抛物线于点C ,连接AC . 现有两动点P ,Q 分别从O ,C 两点同时出发,点P 以每秒4个单位的速度沿OA 向终点A 移动,点Q 以每秒1个单位的速度沿CB 向点B 移动. 点P 停止运动时,点Q 也同时停止运动. 线段OC ,PQ 相交于点D ,过点D 作DE ∥OA ,交CA 于E ,射线QE 交x 轴于点F . 设动点P ,Q 移动的时间为t (单位:秒). (1)求A ,B ,C 三点的坐标和抛物线的顶点坐标;(2)当t 为何值时,四边形PQCA 为平行四边形?请写出计算过程; (3)当290<<t 时,△PQF 的面积是否总是定值?若是,求出此值;若不是,请说明理由; (4)当t 为何值时,△PQF 为等腰三角形,请写出解答过程. (黄冈市中考试题)(第9题图) (第10题图)10. 已知抛物线C 1:12121+-=x x y ,点F (1,1). (1)求抛物线C 1的顶点坐标;(2)若抛物线C 1与y 轴的交点为A ,连接AF ,并延长交抛物线C 1于点B ,求证:211=+BFAF . (3)抛物线C 1上任意一点P (x P ,y P )(0<x P <1),连接PF ,并延长交抛物线C 1于点 Q (x Q ,y Q ),试判断211=+QFPF 是否成立?请说明理由.11. 已知A ,B 是平面上的两个顶点,C 是位于AB 一侧的一个动点,分别以AC ,BC 为边在△ABC 外作正方形ACDE 和正方形BCFG . 求证:不论C 在直线AB 同一侧的任何位置,EG 的中点P 的位置不变.(四川省竞赛试题)平面几何的定值问题例 1 延长PC 至E ,使CE =AP ,连结BE ,则△BCE ≌△BAP ,及△PBE 为等腰直角三角形,故2PA PC CE PC PEPB PB PB++=== 例2 B 提示:连结AC ,BC ,可以证明P 为APB 的中点. 例3 ∵SP ⊥OP ,OM ⊥ST ,∴S ,M ,O ,P 四点共圆,于是∠SPM =∠SOM =12∠SOT 为定角. 例4 (1)连结OC 交DE 于M ,则OM =CM , EM =DM ,而DG = HE ,则HM =GM 故四边形OGCH 是平行四边形. (2)DG 不变.DE =OC =OA =3 . DG =13DE =13×3=1. (3)设CD =x ,延长OG 交CD 于N ,则CN=DN =12 x ,229CE x =- , 2214DN x = . ∴22394ON x =-,而ON =32CH ,∴22143CH x =-.故CD 2+3CH 2=x 2+3(4-13x 2)=x 2+12-x 2为定值. 例5 ⑴C (0,4) ⑵先求得AM=CM =5,连接MC 交AE 于N ,由△AO G ∽△ANM ,得OG AO MN AN =,O G =32,38OG OM OC OB ==,又∠BOC =∠G OM ,∴△G OM ∽△COB ,∠G MO =∠CBO ,得M G ∥BC .⑶连结DM ,则DM ⊥PD ,DO ⊥PM ,DO 2=OM •OP ,OP=163.动点F 在⊙M 的圆周上运动时,从特殊位置探求OF PF的值.当F 与点A 重合时,2316523OF AO PF AP ===-;当点F 与点B 重合时,8316583OF OB PF PB ===+;当点F 不与点A ,B 重合时,连接OF 、PF 、MF ,∴DM 2=MO •MP ,∴FM 2=MO •MP ,即FM MPOM FM=,又∠OMP =∠FMP ,∴△MFO ∽△MPF ,35OF MO PF MF ==,故OF PF 的比值不变,比值为35. 例6 ∠BPC =120°,在△BPC 中,由余弦定理得BC 2=PB 2+PC 2-2PB •PC =BC 2,又由上托勒密定理得BC •PA +PC •AB ,而AB =BC =AC ,∴PA =PB +PC ,从而PA 2+PB 2+PC 2=(PB +PC )2+PB 2+PC 2=2 (PB 2+PC 2+PB •PC )=2BC 2=2×23=6.故PA 2+PB 2+PC 2为定值.A 级 1.4 提示:∵S 1+S 阴= S 2+S 阴=xy =3,∴S 1+S 2=2xy -2S 阴=6-2=4.2.273提示:1+3+5=9是等边三角形的高. 3.r 2 提示:先考查OB 与OA 垂直的情形.4.D 提示:延长BF 交DE 于点M ,连接BD ,则△BCD 为等边三角形,BF 平分∠CBD .∵F 为CD 中点,且AD ∥CE ,∴△ADF 与△ECF 关于点F 中心对称.∴CE =AD =CD ,∴∠CEM=30°,∠DMF=60°,5.D 提示:A ′B′的中点均在⊙O 的上半圆的中点处. 6.B 提示:S 正方形OCAD =OD •OC =A A x y k ==6,∴S OEBF =OE •OF =xB •y B k ==6. 7.⑴略⑵当点P 在⊙O 内时,过P 作直径CD ,则PE •PF =PD •PC =r 2-OP 2为定值;当点P 在⊙O 外时,PE •PF 为定值22OP r -.结论:过不在圆上的一个定点任作一条直线与圆相交,则这点到直线与圆相交点的两条线段长的积为定值. 8.⑴2π⑵22. 5° ⑶P 值无变化.理由如下:如图,延长BA 交y 轴于E 点,可证明△OAE ≌△OCN ,得OE =ON ,AE =CN ,又∠MOE =∠MON =45°,OM =ON ,∴△OME ≌△OMN ,得MN =ME =AM +AE =AM +CN .∴P =MN +BN +BM =AM +CM +CN +BN +BM =AB +AC =4.9.⑴0<x <90 ⑵BE =BF 提示:连接BD ,可证明△BDF ∽△ADB ,△BDE ∽△ADC . 10.⑴作OP ⊥BD 于P ,OQ ⊥AC 于Q ,连接AO ,则AO 2=()()221122BK DK CK AK ⎡⎤⎡⎤-++⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦,又AK •CK =BK •DK ,得AK 2+BK 2+CK 2+DK 2=4R 2为定值. ⑵作直径DE ,连接AE ,BE ,CE ,AB 2+CD 2=4R 2,AD 2+BC 2=4R 2,故AB 2+BC 2+CD 2+DA 2=8K 2为定值. 11.设正方形的边长为a ,根据托勒密定理,对于四边形APBC 和四边形APBD ,有CP •a =AP •a +BP 2a ,DP •a =BP •a +AP 2a ,两式相加并整理得(CP +DP )a =(AP +BP )(a 2a ),从而21AP BPCP DP++为定值.B 级1.1 提示:不妨设∠A 为锐角,AD ,BE ,CF 为△ABC 的三条高,H 为垂心,由AB =AC 知∠HBD =∠HCD =∠HAE ,∠HDC =∠CDA =90°,故R t △CHD ∽R t △ACD .∴AD DC DC HD =,即AD •HD =DC 2=14BC 2=1.∴S △ABC •S △HBC =2111224BC AD BC HD BC ⎛⎫⎛⎫⋅⋅⋅= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=1.当∠A ≥90°时,结论成立.2.13π-26 提示:∵A ,B ,C ,DE 是反比例函数y =16x(x >0)图象上五个整数点,由图象可知,这些点的横坐标分别为1,2,4,8,16.∴五个正方形的边长分别为1,3,4,2,1.∴这五人橄榄形的面积总和是2221111112211122222444424242πππ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⨯-⨯⨯+⨯-⨯⨯+⨯-⨯⨯ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦=5π-10+8π-16=13π-26. 3.B 提示:如图,设FA 的延长线与CB 的延长线交于点P ,G A ′的延长线与HB ′的延长线交于点P ′.由对称性可知∠1=2∠APP ′,∠2=2∠BPP ′.∴∠1+∠2=2∠APB .∵∠APB =540°-α,∴∠1+∠2=1080°-2α. 4.D 5.B 提示:如图,设AB 与MN 交于点C ,过点O 作OD ⊥MN 于D ,连接FO 并延长交EB 于G .由垂径定理,得OD 2254-=3.由△AFO ≌△B G O ,得AF =B G ,即h 1=B G .由AF ⊥MN ,BE ⊥MN ,得△FOD ∽△F G E .∴12OD FO GE FG ==.∴E G =2OD=6,∴12h h AF BE -=-=E G =6. 6.⑴A (3-m ,0) ⑵y =x 2-2x +1⑶过点Q 作QM ⊥AC 于M ,过点Q 作QN ⊥BC 于N ,设Q 点的坐标为(x ,x 2-2x +1),则QM =CN =(x -1)2,MC =QN=3-x .∵QM ∥CE ,∴PQM ∽△PEC .∴QM PM EC PC =,即()2112x x EC --=,得EC =2(x -1).∵QN ∥CF ,∴△BQN ∽△BFC .∴QN BN FC BC =,即()24134x x FC ---=,得FC =41x +.又AC =4,∴FC (AC +EC )= ()44211x x +-⎡⎤⎣⎦+=8为定值. 7.提示:易证△ABK ∽△BNA ,故AK •BN =AB 2为定值,即AK 与BN 的乘积与M 点的选择无关. 8.提示:S △ABC •S △HBC =116BC 4,由于BC 是不变的,所以当点A 至BC 的距离变小时,乘积S △ABC •S △HBC 保持不变. 9.⑴A (18,0),B (0,-10),顶点坐标为(4,-989) ⑵若四边形PQCA 为平行四边形,由于QC ∥PA ,故只要QC =PA 即可,而PA =18-4t ,CQ =t ,故18-4t =t ,得t =185. ⑶设点P 运动t s ,则OP =4t ,CQ =t ,0<t <4. 5.说明P 在线段OA 上,且不与点O ,A 重合.由于QC ∥OP 知△QDC ∽△PDO ,故144QD QC t DP OP t ===.同理QC ∥AF ,故14QC CE AF EA ==,即14t AF =,∴AF =4t =OP .∴PF =PA +AF =PA +OP =18.又点Q 到直线PF 的距离d =10,∴S △PQF =12•PF •d =12×18×10=90.于是S △PQF 的面积总为定值90. ⑷由前面知道,P (4t ,0),F (18+4t ,0),Q (8-t ,-10),0≤t ≤4. 5.构造直角三角形后易得PQ 2=(4t -8+t )2+102=,FQ 2=(18+4t -8+t )2+102=(5t +10)2+100.①若FP =FQ ,即182=(5t +10)2+100,故25(t +2)2=224,(t +2)2=24425.∵2≤t +2≤6. 5,∴t +224441425=.∴t = 4142. ②若QP =QF ,即(5t -8)2+100=(5t +10)2+100,即(5t -8)2=(5t +10)2,无0≤t ≤4. 5的t 满足. ③若PQ =PF ,即(5t -8)2+100=182,∴(5t -8)2=22422415,又0≤5t ≤22. 5,∴-8≤5t -8≤14. 5,14. 52=22984124⎛⎫= ⎪⎝⎭<224.故没有t (0≤t ≤4. 5)满足此方程.综上所述,当t =4142时,△PQ R 为等腰三角形. 10.⑴C 1的顶点坐标为(1,12). ⑵略 ⑶作PM ⊥AB 于M ,作QN ⊥AB 交AB 延长线于N ,∴PM =1-y P ,FM =1-x P .在R t △PMF 中,PF 2=(1-y P )2+(1-x P )2=1-2y P +y P 2+1-2x P +x P 2,又∵点P 在抛物线上,∴y P =12x P 2-x P +1,∴PF 2=1-x P 2+2x P -2+y P 2+1-2x P +x P 2=y P 2,∴PF =y P ,同理,QF =y Q ,易证△PMF ∽△QNF ,则PM QN PF QF =,∴11Q P y y PF QF --=,即11PF QF PF QF --=,∴11PF QF+=2. 11.先从特殊情况出发.当△ABC 是等腰直角三角形时,点P 与点C 重合,此时点P 的位置在AB 的中垂线上,且到AB 的距离为12AB ,如图①所示.下面就一般情况来证明上面的结论(结论②所示).过C ,E ,G 分别作直线AB的垂线CH,EM,G N,垂足分别是H,M,N.容易证明△AEM≌△ACH,△B G N≌△BCH.从而有AM=CH=BN,EM=AH,G N=BH.这样,线段AB的中点O也是线段MN的中点,连接OP,则OP是梯形EMN G的中位线,从而OP⊥AB,OP=12(EM+G N)=12(AH+BH)=12AB.∴无论点C在AB同一侧的位置如何,E G中点P的位置不变.。
回归教材重难点07 几何最值问题几何最值问题是初中几何章节的重点内容,考查的范围比较广,把几何图形性质与平移、翻折等图形变换结合起来。
在中考数学中,主要是以压轴题形式出现。
通过熟练的几何模型的应用,提升数学学科素养,提高逻辑思维推断能力。
本考点是中考五星高频考点,在全国各地的中考试卷中均有出现,题目难度较大,甚至有些地方将其作为选填题的压轴题。
1.将军饮马模型;2.瓜豆模型;3.隐圆模型1.(2021·辽宁盘锦·中考真题)如图,四边形ABCD为矩形,AB=23AD=2点P为边AB上一点.以DP为折痕将△DAP翻折,点A的对应点为点A'.连结AA',AA' 交PD于点M,点Q为线段BC上一点,连结AQ,MQ,则AQ+MQ的最小值是________【答案】42【分析】如图,作点A关于BC的对称点T,取AD的中点R,连接BT,QT,RT,RM.想办法求出RM,RT,求出MT的最小值,再根据QA+QM=QM+QT≥MT,可得结论.【详解】解:如图,作点A关于BC的对称点T,取AD的中点R,连接BT,QT,RT,RM.△四边形ABCD 是矩形,△△RAT =90°,△AR =DR 2AT =2AB =3△RT 2222(2)(43)52AR AT ++△A ,A′关于DP 对称,△AA′△DP ,△△AMD =90°, △AR =RD ,△RM =12AD 2△MT ≥RT −RM ,△MT 2, △MT 的最小值为2△QA +QM =QT +QM ≥MT ,△QA +Q M 2,△QA +QM 的最小值为2.故答案为:2【点睛】本题考查翻折变换,矩形的性质,解直角三角形等知识,解题的关键是求出MT 的最小值,属于中考常考题型.2.(2021·四川成都·中考真题)如图,在矩形ABCD 中,4,8AB AD ==,点E ,F 分别在边,AD BC 上,且3AE =,按以下步骤操作:第一步,沿直线EF 翻折,点A 的对应点'A 恰好落在对角线AC 上,点B 的对应点为'B ,则线段BF 的长为_______;第二步,分别在,'EF A B 上取点M ,N ,沿直线MN 继续翻折,使点F 与点E 重合,则线段MN 的长为_______.【答案】 1 5【分析】第一步:设EF 与AA’交于点O ,连接AF ,易证明△AOE △ADC ,利用对应边成比例可得到OA =2OE ,由勾股定理可求出OE 35从而求得OA 及OC ;由AD △BC ,易得△AOE △△COF ,由对应边成比例可得AE 、FC 的关系式,设BF =x ,则FC =8-x ,由关系式可求得x 的值;第二步:连接NE ,NF ,根据折叠的性质,得到NF =NE ,设B’N =m ,分别在Rt △NB F '和Rt △ EA N '中,利用勾股定理及NF =NE 建立方程,可求得m ,最后得出结果.【详解】如图所示,连接AF ,设EF 与AA’交于点O ,由折叠的性质得到AA’△EF , 3A E AE '==△四边形ABCD 是矩形△△ADC =90°,CD =AB =4 ,AD △BC△△AOE =△ADC ,△OAE =△DAC △△AOE △ADC ,△12OE CD OA AD == ,△OA =2OE , 在直角△AOE 中,由勾股定理得:2249OE OE += ,△OE 35,△OA 65, 在Rt △ADC 中,由勾股定理得到:AC 224845+=,△OC =6514545 令BF =x ,则FC =8-x ,△AD △BC ,△△AOE △△COF ,△37OA AE OC FC == ,即7AE =3FC △3(8-x )=7×3解得:1x =,△BF 的长为1. 连接NE ,NF ,如图,根据折叠性质得:BF =B’F =1,MN △EF ,NF =NE ,设B’N =m ,则22222213(4)NF m NE m =+==+- ,解得:m =3,则NF 10,△EF 222425+=△MF 5△MN 5故答案为:15【点睛】本题主要考查了折叠的性质、勾股定理、三角形相似的判定与性质,矩形的性质等知识,熟练运用这些知识是解决本题的关键,本题还涉及到方程的运用.3.(2021·内蒙古鄂尔多斯·中考真题)如图,已知正方形ABCD 的边长为6,点F 是正方形内一点,连接,CF DF ,且ADF =DCF ∠∠,点E 是AD 边上一动点,连接,EB EF ,则EB EF +长度的最小值为___________.【答案】3133【分析】根据正方形的性质得到△ADC =90°,推出△DFC =90°,点F 在以DC 为直径的半圆上移动,,如图,设CD 的中点为O ,作正方形ABCD 关于直线AD 对称的正方形APGD ,则点B 的对应点是P ,连接PO 交AD 于E ,交半圆O 于F ,则线段FP 的长即为BE +FE 的长度最小值,根据勾股定理即可得到结论.【详解】解:△四边形ABCD 是正方形,△△ADC =90°,△△ADF +△CDF =90°,△ADF =DCF ∠∠,△△DCF +△CDF =90°,△△DFC =90°,△点F 在以DC 为直径的半圆上移动,如图,设CD 的中点为O ,作正方形ABCD 关于直线AD 对称的正方形APGD ,则点B 的对应点是P , 连接PO 交AD 于E ,交半圆O 于F ,则线段FP 的长即为BE +FE 的长度最小值,OF =3,△△G =90°,PG =DG =AB =6,△OG =9,△OP 222269313PG OG +=+△FP =3133, △BE +FE 的长度最小值为3133,故答案为:3133.【点睛】本题考查了轴对称−最短路线问题,正方形的性质,勾股定理以及圆的基本性质.凡是涉及最短距离的问题,一般要考虑线段的性质定理,结合轴对称变换来解决,多数情况要作点关于某直线的对称点.4.(2021·山东聊城·中考真题)如图,在直角坐标系中,矩形OABC 的顶点O 在坐标原点,顶点A ,C 分别在x 轴,y 轴上,B ,D 两点坐标分别为B (﹣4,6),D (0,4),线段EF 在边OA 上移动,保持EF =3,当四边形BDEF 的周长最小时,点E 的坐标为__________.【答案】()0.4,0-【分析】先得出D 点关于x 轴的对称点坐标为H (0,-4),再通过转化,将求四边形BDEF 的周长的最小值转化为求FG +BF 的最小值,再利用两点之间线段最短得到当F 、G 、B 三点共线时FG +BF 的值最小,用待定系数法求出直线BG 的解析式后,令y =0,即可求出点F 的坐标,最后得到点E 的坐标.【详解】解:如图所示,△D (0,4),△D 点关于x 轴的对称点坐标为H (0,-4),△ED =EH ,将点H 向左平移3个单位,得到点G (-3,-4),△EF =HG ,EF △HG ,△四边形EFGH 是平行四边形,△EH =FG ,△FG =ED ,△B (-4,6),△BD ()()224064=25--+-又△EF =3,△四边形BDEF 的周长=BD +DE +EF +BF =25FG +3+BF ,要使四边形BDEF 的周长最小,则应使FG +BF 的值最小,而当F 、G 、B 三点共线时FG +BF 的值最小, 设直线BG 的解析式为:()0y kx b k =+≠△B (-4,6),G (-3,-4),△4634k b k b -+=⎧⎨-+=-⎩,△1034k b =-⎧⎨=-⎩,△1034y x =--, 当y =0时, 3.4x =-,△()3.4,0F -,△()0.4,0E -,故答案为:()0.4,0-.【点睛】本题综合考查了轴对称的性质、最短路径问题、平移的性质、用待定系数法求一次函数的解析式等知识,解决问题的关键是“转化”,即将不同的线段之间通过转化建立相等关系,将求四边形的周长的最小值问题转化为三点共线和最短的问题等,本题蕴含了数形结合与转化的思想方法等.5.(2021·广东·中考真题)在ABC 中,90,2,3ABC AB BC ∠=︒==.点D 为平面上一个动点,45ADB ∠=︒,则线段CD 长度的最小值为_____. 52-【分析】由已知45ADB ∠=︒,2AB =,根据定角定弦,可作出辅助圆,由同弧所对的圆周角等于圆心角的一半可知,点D 在以O 为圆心OB 为半径的圆上,线段CD 长度的最小值为CO OD -.【详解】如图: 以12AB 为半径作圆,过圆心O 作,ON AB OM BC ⊥⊥, 以O 为圆心OB 为半径作圆,则点D 在圆O 上,45ADB ∠=︒90AOB ∠=︒∴2AB =,1AN BN ==,22112AO ∴=+112ON OM AB ===,3BC =,221(31)5OC ∴=+-=52CO OD ∴-=CD 长度的最小值为52-52-【点睛】本题考查了圆周角与圆心角的关系,圆外一点到圆上的线段最短距离,勾股定理,正确的作出图形是解题的关键.6.(2021·河南周口·三模)如图,在边长为4的正方形ABCD 中,动点E ,F 分别在BC ,AB 上移动,AF =BE ,AE 和DF 交于点P ,点M 为边AB 上一动点,点N 为平面上一动点,CN =1,则NM +MP 的最小值是 ___.【答案】133【分析】首先证明△APD =90°,推出点P 在以AD 为直径的圆上运动,设圆心为T ,作点T 关于AB 的对称点R ,以R 为圆心,AR 为半径作△R ,则点P 关于AB 的对称点L ,在△R 上,连接CR ,R L ,ML .根据RL +ML +MN +NC ≥CR ,MP =ML ,求出CR ,可得结论.【详解】解:如图,△四边形ABCD 是正方形,△△B =△DAF =90°,AD =AB ,在△AB E 和△DAF 中,AB DA B DAF BE AF =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,△△ABE △△DAF (SAS ),△△BAE =△ADF ,△△BAE +△DAP =90°,△△ADP +△DAE =90°,△△APD =90°,△点P 在以AD 为直径的圆上运动,设圆心为T ,作点T 关于AB 的对称点R ,以R 为圆心,AR 为半径作△R ,则点P 关于AB 的对称点L ,在△R 上,连接CR ,RL ,ML .△CN =1,△点N 在以C 为圆心,半径为1的△C 上运动,在Rt △CD R 中,CR 22DR CD +2264+13△RL +ML +MN +NC ≥CR ,MP =ML ,△PM +MN 132-1,△PM +MN 133,△PM +MN 的最小值为133.【点睛】本题考查轴对称最短问题,正方形的性质,勾股定理,轨迹等知识,解题的关键是学会把问题转化为两点之间线段最短,属于中考填空题中的压轴题.7.(2021·河南郑州·一模)如图,在边长为4的正方形ABCD 中,P 是AB 边上一动点(不与点A ,B 重合),连接PD ,过点B 作BM △PD 交DP 的延长线于点M ,连接AM ,过点A 作AN △AM 交PD 于点N ,连接BN ,CN ,则△BNC 面积的最小值为________.【答案】1242-【分析】点N 在正方形内部,所以S △AND +S △BNC =12S 正方形ABCD =14482⨯⨯=,由BM △PD 可得点M 在以BD 中点为圆心,12BD 长为半径的圆上,先证明△AMB 与△ADN 全等,然后求△ABM 最大面积即可求出△BNC 的最小面积.【详解】解:△四边形ABCD 为正方形, △AD =AB ,△BAD =△BAN +△NAD =90°,△△MAB +△BAN =△MAN =90°,△△MAB =△NAD ,△△BMP +△BPM +△MBP =△P AD +△PDA +△APD =180°,△MPB =△APD ,△BMP =△DAP =90°,△△MBP =△ADP , 在△AMB 和△AND 中,MAB NAD MBA NDA AB AD ∠∠⎧⎪∠∠⎨⎪=⎩==,△△AMB △△AND (ASA ).△S △AMB =S △AND , △S △AND +S △BNC =12S 正方形ABCD =14482⨯⨯=,△当S △AMB 面积最大时,S △BNC 面积最小, △△BMD =90°,△点M 在以BD 中点为圆心,12BD 长为半径的圆上,当△ABM面积最大时,OM △AB ,如图,△点O 为BD 中点,OM △AD ,△OK =12AD =2,△BD 2=42△OM =12BD =22△MK =OM ﹣OK =222,△S △AMB =12AB •MK =424, △S △BNC =8﹣S △AMB =8﹣(424)=1242-故答案为:1242-【点睛】本题考查正方形的性质、三角形面积计算、全等三角形的判定、圆周角定理等知识点,将求△BNC 的最小面积转化为求△ABM 最大面积并找出M 点运动轨迹是解题关键.8.(2021·河南·三模)如图,在正方形ABCD 中,AB =8,点E ,F 分别为边AB ,AD 上的动点,且EF =6,点G ,M 分别为边BC ,CD 的中点,连接BM ,DG 交于点O .将△EF A 沿EF 折叠得到△EF A ',点H 是边EF 上一动点,连接A 'H ,HO ,OA '.当A 'H +HO 的值最小时,OA '的长为 __________________.16216- 【分析】连接AH 、AO ,由折叠的性质,点A 与点A '关于直线EF 对称,则可得当A 、H 、O 三点共线时,A 'H +HO 的值最小,连接OC 、AH ,过点O 作NO △BC 于点N ,可知四边形AF A 'E 是正方形,△ACB =45°,设CN =x ,则ON =CN =x ,BN =8﹣x ,可证明△BON △△BMC ,可求出CN =83,CO =823,在Rt △ABC 中,由勾股定理得AC =2A 'O =AC ﹣AA '﹣OC 162. 【详解】解:连接AH 、AO ,如图,由折叠的性质,点A 与点A '关于直线EF 对称,AH A H '∴= A H HO AH HO AO '∴+=+≥A H O ∴、、三点共线时,A H HO '+的值最小,连接OC 、AH ,过点O 作NO △BC 于点N ,如图2,∴四边形AFA E '是正方形,6AA EF '∴==,A O C 、、三点共线,45ACB ∴∠=︒M 是DC 中点,4MC ∴=设CN =x ,则ON =CN =x ,BN =8﹣x ,BNO BCM ∠=∠,BON BMC ∴~,ON MC BN BC ∴=即488x x =-,83x ∴=,83CN ∴= 822CO CN ∴==在Rt ABC 中,由勾股定理得,2282AC AB BC =+=8216282616A O AC AA OC ''∴=--== 16216-. 【点睛】本题考查相似的判定与性质、折叠的性质、正方形的性质、勾股定理等知识,是重要考点,掌握相关知识是解题关键.9.(2021·四川绵阳·一模)等边△ABC 的边长为6,P 是AB 上一点,AP =2,把AP 绕点A 旋转一周,P 点的对应点为P ′,连接BP ′,BP ′的中点为Q ,连接CQ .则CQ 长度的最小值是_____.【答案】331【分析】取AB中点D,连接DQ,CD,AP',利用等边三角形求出CD=33根据三角形中位线定理得到DQ=1,利用三角形三边关系得出结果.【详解】解:如图,取AB中点D,连接DQ,CD,AP',△AP=2,把AP绕点A旋转一周,△AP'=2,△等边△ABC的边长为6,点D是AB中点,△BD=AD=3,CD△AB,△CD22226333BC BD--△点Q是BP'是中点,△BQ=QP',又△AD=BD,△DQ=12AP'=1,在△CDQ中,CQ≥DC﹣DQ,△CQ的最小值为31,故答案为331.【点睛】本题考查最短路径、中位线、等边三角形等知识,解决问题的关键是已知中点的常见思路:等腰三角形中构造三线合一,一般三角形中构造中位线.10.(2021·福建·厦门五缘实验学校二模)如图,在平面直角坐标系中,反比例函数ykx=(k>0)的图象与半径为5的△O交于M、N两点,△MON的面积为3.5,若动点P在x轴上,则PM+PN的最小值是______.【答案】2【详解】设点M(a,b),N(c,d),先求出a2+b2=c2+d2=25,再求出ac()227k c a-=,同理:bd()227k b d-=,即可得出ac﹣bc=0,最后用两点间的距离公式即可得出结论.【解答】解:如图,设点M(a,b),N(c,d),△ab=k,cd=k,△点M,N在△O上,△a2+b2=c2+d2=25,作出点N关于x轴的对称点N'(c,﹣d),△MN'即为PM+PN的最小值△S△OMN12=k12+(b+d)(a﹣c)12-k=3.5,△ad﹣bc=7,△kc kaa c-=7,△ac()227k c a-=,同理:bd()227k b d-=,△ac﹣bc()()2222777k c a k b d k--=-=[(c2+d2)﹣(a2+b2)]=0,△M(a,b),N'(c,﹣d),△MN'2=(a﹣c)2+(b+d)2=a2+b2+c2+d2﹣2ac+2bd=a2+b2+c2+d2﹣2(ac﹣bd)=50,△MN'=2故答案为:2【点睛】此题主要考查了反比例函数的性质、圆的性质、两点间的距离公式,判断出ac-bd=0是解本题的关键.11.(2021·广东·雷州市第八中学一模)如图,把矩形ABCD沿EF对折,使B与D重合,折痕EF交BD于G,连AG,若tan△AGE7BF=8,P为DG上一个动点,则PF+PC的最小值为_____.【答案】10【分析】如图,连接BE,CE,PE,取BE的中点O,连接OA,OG.首先证明△EGD△△FGB(ASA),推出BF=DE=8,EG=FG,再证明PF=PE,推出PF+PC=PE+PC≥EC,想办法求出EC即可解决问题.【详解】解:如图,连接BE,CE,PE,取BE的中点O,连接OA,OG.由题意,EF 垂直平分线段BD ,△EB =ED ,BG =GD ,△四边形ABCD 是矩形,△AD △BC ,△△EDG =△FBG ,△△EGD =△FGB ,△△EGD △△FGB (ASA ),△BF =DE =8,EG =FG ,△DB △EF ,△PE =PF ,△PF +PC =PE +PC ≥EC ,△△BAE =△BGE =90°,OB =OE ,△OA =OB =OE =OG ,△A ,B ,G ,E 四点共圆,△△ABE =△AGE ,△tan△ABE =tan△AGE 7AE AB , 设AE 7,AB =3k ,△AB 2+AE 2=BE 2,BE =DE =8,△7k )2+(3k )2=82,△k =2,△AB =CD =6,△△EDC =90°,△EC 222268CD DE ++,△PF +PC ≥10,△PF +PC 的最小值为10.故答案为:10.【点睛】本题考查翻折变换,矩形的性质,全等三角形的判定和性质,线段的垂直平分线的判定和性质,解直角三角形,四点共圆等知识,本题综合性比较强. 12.(2022·上海·一模)如图,在ABC 中,90ACB ∠=︒,2AC 22BC =ABC 绕点C 按逆时针方向旋转得到DEC ,连接AD ,BE ,直线AD ,BE 相交于点F ,连接CF ,在旋转过程中,线段CF 的最大值为__________.10【分析】取AB 的中点H ,连接CH 、FH ,设EC ,DF 交于点G ,在△ABC 中,由勾股定理得到AB 10由旋转可知:△DCE △△ACB ,从而△DCA =△BCE ,△ADC =△BEC ,由△DGC =△EGF ,可得△AFB =90º,由直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半,可得FH=CH=12AB10△FCH中,当F、C、H在一条直线上时,CF10【详解】取AB的中点H,连接CH、FH,设EC,DF交于点G,在△ABC中,△ACB=90º,△AC2,BC2△AB2210AC BC+由旋转可知:△DCE△△ACB,△△DCE=△ACB,DC=AC,CE=CB,△△DCA=△BCE,△△ADC=12(180º-△ACD) ,△BEC=12(180º-△BCE),△△ADC=△BEC,△△DGC=△EGF,△△DCG=△EFG=90º,△△AFB=90º,△H是AB的中点,△FH=12AB,△△ACB=90º,△CH=12AB,△FH=CH=12AB10在△FCH中,FH+CH>CF,当F、C、H在一条直线上时,CF 101010=△线段CF10.10【点睛】本题考查了旋转的性质、勾股定理,解决本题的关键是掌握全等的性质.13.(2022·重庆·一模)如图,已知ABC ,外心为O ,18BC =,60BAC ∠=︒,分别以AB ,AC 为腰向形外作等腰直角三角形ABD △与ACE ,连接BE ,CD 交于点P ,则OP 的最小值是______.【答案】933-【分析】由ABD △与ACE 是等腰直角三角形,得到90BAD CAE ∠=∠=︒,DAC BAE ∠=∠,根据全等三角形的性质得到ADC ABE ∠=∠,求得在以BC 为直径的圆上,由ABC 的外心为O ,60BAC ∠=︒,得到120BOC ∠=︒,如图,当PO BC ⊥时,OP 的值最小,解直角三角形即可得到结论.【详解】解:ABD 与ACE 是等腰直角三角形,90BAD CAE ∴∠=∠=︒,DAC BAE ∴∠=∠,在DAC △与BAE 中,AD AB DAC BAE AC AE =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,DAC ∴△()BAE SAS ,ADC ABE ∴∠=∠,90PDB PBD ∴∠+∠=︒, 90DPB ∴∠=︒,P ∴在以BC 为直径的圆上,ABC 的外心为O ,60BAC ∠=︒,120BOC ∴∠=︒,如图,当PO BC ⊥时,OP 的值最小,18BC =,9BH CH ∴==,12OH OB =,223BH OB OH OH ∴- 33OH ∴=9PH =,933OP ∴=-OP 的最小值是933-,故答案为:933-【点睛】本题考查了三角形的外接圆与外心,全等三角形的判定和性质,等腰直角三角形的性质,正确的作出辅助线是解题的关键.。
中考数学几何压轴题(有关三角形、四边形)的综合专题1、如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,E为AC边的一点,F为AB边上一点,连接CF,交BE于点D且∠ACF=∠CBE,CG平分∠ACB交BD于点G,(1)求证:CF=BG;(2)延长CG交AB于H,连接AG,过点C作CP∥AG交BE的延长线于点P,求证:PB=CP+CF;(3)在(2)问的条件下,当∠GAC=2∠FCH时,若S△AEG=3,BG=6,求AC的长.2、[问题背景]如图1所示,在△ABC中,AB=BC,∠ABC=90°,点D为直线BC上的一个动点(不与B、C重合),连结AD,将线段AD绕点D按顺时针方向旋转90°,使点A旋转到点E,连结EC.[问题初探]如果点D在线段BC上运动,通过观察、交流,小明形成了以下的解题思路:过点E作EF⊥BC 交直线BC于F,如图2所示,通过证明△DEF≌△,可推证△CEF是三角形,从而求得∠DCE=.[继续探究]如果点D在线段CB的延长线上运动,如图3所示,求出∠DCE的度数.[拓展延伸]连接BE,当点D在直线BC上运动时,若AB=,请直接写出BE的最小值.3、(2019秋•锦江区校级期末)在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠A=30°,BD是△ABC的角平分线.(1)如图1,求证:AD=2DC.(2)如图2,作∠CBD的角平分线交线段CD于点M,若CM=1,求△DBM的面积;(3)如图3,过点D作DE⊥AB于点E,点N是线段AC上一点(不与C、D重合),以BN为一边,在BN的下方作∠BNG=60°,NG交DE延长线于点G,试探究线段ND,DG与AD之间的数量关系,并说明理由.4、(2019•镇平县三模)如图1,已知直角三角形ABC,∠ACB=90°,∠BAC=30°,点D是AC边上一点,过D作DE⊥AB于点E,连接BD,点F是BD中点,连接EF,CF.(1)发现问题:线段EF,CF之间的数量关系为;∠EFC的度数为;(2)拓展与探究:若将△AED绕点A按顺时针方向旋转α角(0°<α<30°),如图2所示,(1)中的结论还成立吗?请说明理由;(3)拓展与运用:如图3所示,若△AED绕点A旋转的过程中,当点D落到AB边上时,AB边上另有一点G,AD=DG=GB,BC=3,连接EG,请直接写出EG的长度.5、(2017春•西城区校级期末)如图1,在等腰△ABC中,AB=AC,∠BAC=a,点P是线段AB的中点,点E是线段CB延长线上一点,且PE=PC,将线段PC绕点P顺时针旋转α得到PD,连接BD.(1)如图2,若α=60°,其他条件不变,先补全图形,然后探究线段BD和BC之间的数量关系,并说明理由.(2)如图3,若α=90°,其他条件不变,探究线段BP、BD和BC之间的等量关系,并说明理由.6、【发现问题】如图1,已知△ABC,以点A为直角顶点、AB为腰向△ABC外作等腰直角△ABE.请你以A为直角顶点、AC为腰,向△ABC外作等腰直角△ACD(不写作法,保留作图痕迹).连接BD、CE.那么BD与CE的数量关系是BD=CE.【拓展探究】如图2,已知△ABC,以AB、AC为边向外作正方形AEFB和正方形ACGD,连接BD、CE,试判断BD与CE之间的数量关系,并说明理由.【解决问题】如图3,有一个四边形场地ABCD,∠ADC=60°,BC=15,AB=8,AD=CD,求BD的最大值.7、(1)如图1,点C为线段AB外一个动点,已知AB=a,AC=b.当点C位于BA的延长线上时,线段BC取得最大值,则最大值为(用含a,b的式子表示);(2)如图2,点C为线段AB外一个动点,若AB=10,AC=3,分别以AC,BC为边,作等边三角形ACD和等边三角形BCE,连接AE,DB.①求证:AE=DB;②请直接写出线段AE的最大值;(3)如图3,AB=6,点M为线段AB外一个动点,且AM=2,MB=MN,∠BMN=90°,请直接写出线段AN的最大值.8、【初步探索】(1)如图1:在四边形ABC中,AB=AD,∠B=∠ADC=90°,E、F分别是BC、CD上的点,且EF =BE+FD,探究图中∠BAE、∠F AD、∠EAF之间的数量关系.小王同学探究此问题的方法是:延长FD到点G,使DG=BE.连接AG,先证明△ABE≌△ADG,再证明△AEF≌△AGF,可得出结论,他的结论应是;【灵活运用】(2)如图2,若在四边形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°.E、F分别是BC、CD上的点,且EF=BE+FD,上述结论是否仍然成立,并说明理由;【拓展延伸】(3)如图3,已知在四边形ABCD中,∠ABC+∠ADC=180°AB=AD,若点E在CB的延长线上,点F在CD的延长线上,如图3所示,仍然满足EF=BE+FD,请写出∠EAF与∠DAB的数量关系,并给出证明过程.9、(2018•大东区一模)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠A=30°,点O为AB中点,点P为直线BC上的动点(不与点B、点C重合),连接OC、OP,将线段OP绕点P逆时针旋转60°,得到线段PQ,连接BQ.(1)如图1,当点P在线段BC上时,请直接写出线段BQ与CP的数量关系.(2)如图2,当点P在CB延长线上时,(1)中结论是否成立?若成立,请加以证明;若不成立,请说明理由;(3)如图3,当点P在BC延长线上时,若∠BPO=45°,AC=,请直接写出BQ的长.10、模型发现:同学们知道,三角形的两边之和大于第三边,即如图1,在△ABC中,AB+AC>BC.对于图1,若把点C看作是线段AB外一动点,且AB=c,AC=b,则线段BC的长会因为点C的位置的不同而发生变化.因为AB、AC的长度固定,所以当∠BAC越大时,BC边越长.特别的,当点C位于时,线段BC的长取得最大值,且最大值为(用含b,c的式子表示)(直接填空).模型应用:点C为线段AB外一动点,且AB=3,AC=2,如图2所示,分别以AC,BC为边,作等边三角形ACD 和等边三角形BCE,连接BD,AE.(1)求证:BD=AE.(2)线段AE长的最大值为.模型拓展:如图3,在平面直角坐标系中,点A是y轴正半轴上的一动点,点B是x轴正半轴上的一动点,且AB =8.若AC⊥AB,AC=3,试求OC长的最大值.11、已知:△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC.(1)如图1,点D在BC的延长线上,连AD,过B作BE⊥AD于E,交AC于点F.求证:AD=BF;(2)如图2,点D在线段BC上,连AD,过A作AE⊥AD,且AE=AD,连BE交AC于F,连DE,问BD与CF有何数量关系,并加以证明;(3)如图3,点D在CB延长线上,AE=AD且AE⊥AD,连接BE、AC的延长线交BE于点M,若AC =3MC,请直接写出的值.12、已知在△ABC中,AB=AC,射线BM、BN在∠ABC内部,分别交线段AC于点G、H.(1)如图1,若∠ABC=60°,∠MBN=30°,作AE⊥BN于点D,分别交BC、BM于点E、F.①求证:∠1=∠2;②如图2,若BF=2AF,连接CF,求证:BF⊥CF;(2)如图3,点E为BC上一点,AE交BM于点F,连接CF,若∠BFE=∠BAC=2∠CFE,求的值.13、已知,△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,E为边AC任意一点,连接BE.(1)如图1,若∠ABE=15°,O为BE中点,连接AO,且AO=1,求BC的长;(2)如图2,F也为AC上一点,且满足AE=CF,过A作AD⊥BE交BE于点H,交BC于点D,连接DF交BE于点G,连接AG;①若AG平分∠CAD,求证:AH=AC;②如图3,当G落在△ABC外时,若将△EFG沿EF边翻折,点G刚好落在AB边上点P,直接写出AG与EF的数量关系.14、如图所示,Rt△ABC中,∠ACB=90°,E为AC中点,作ED⊥AC交AB于D,连接CD;(1)如图1,求证:AB=2CD;(2)如图2,作CF⊥AB交AB于F,点G为CF上一点,点H为DE延长线上一点,分别连接AH、GH,若∠AHG=2∠B,求证:AH=GH;(3)如图3,在(2)的条件下,连接DG,且有DE=BF,∠EDG=90°,若AC=6,求AH的长度.15、【问题情境】一节数学课后,老师布置了一道课后练习题:如图:已知在Rt△ABC中,AC=BC,∠ACB=90°,CD⊥AB于点D,点E、F分别在A和BC上,∠1=∠2,FG⊥AB于点G,求证:△CDE≌△EGF.(1)阅读理解,完成解答本题证明的思路可用下列框图表示:根据上述思路,请你完整地书写这道练习题的证明过程;(2)特殊位置,证明结论若CE平分∠ACD,其余条件不变,求证:AE=BF;(3)知识迁移,探究发现如图,已知在Rt△ABC中,AC=BC,∠ACB=90°,CD⊥AB于点D,若点E是DB的中点,点F在直线CB上且满足EC=EF,请直接写出AE与BF的数量关系.(不必写解答过程)16、在正方形ABCD和等腰直角△BGF中,∠BGF=90°,P是DF的中点,连接PG、PC.(1)如图1,当点G在BC边上时,延长GP交DC于点E.求证:PG=PC;(2)如图2,当点F在AB的延长线上时,(1)中的结论是否成立?请证明你的结论;(3)如图3,若四边形ABCD为菱形,且∠ABC=60°,△BGF为等边三角形,点F在CB的延长线上时,线段PC、PG又有怎样的数量关系,请直接写出你的结论,并画出论证过程中需要添加的辅助线.17、在△ABC中,∠BAC=60°,点D、E分别在边AC、AB上,AD=AE,连接CE、BD相交于点F,且∠BEC=∠ADF,连接AF.(1)如图1,连接ED,求证:∠ABD=∠CED;(2)如图2,求证:EF+FD=AF;(3)如图3,取BC的中点G,连接AG交BD于点H,若∠GAC=3∠ABD,BH=7,求△ABH的面积.18、点D,E分别在△ABC的边AC,BD上,BD,CE交于点F,连接AF,∠F AE=∠F AD,FE=FD.(1)如图1,若∠AEF=∠ADF,求证:AE=AD;(2)如图2,若∠AEF≠∠ADF,FB平分∠ABC,求∠BAC的度数;(3)在(2)的条件下,如图3,点G在BE上,∠CFG=∠AFB若AG=6,△ABC的周长为20,求BC长.中考数学几何压轴题(有关三角形、四边形)的综合专题参考答案1、如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,E为AC边的一点,F为AB边上一点,连接CF,交BE于点D且∠ACF=∠CBE,CG平分∠ACB交BD于点G,(1)求证:CF=BG;(2)延长CG交AB于H,连接AG,过点C作CP∥AG交BE的延长线于点P,求证:PB=CP+CF;(3)在(2)问的条件下,当∠GAC=2∠FCH时,若S△AEG=3,BG=6,求AC的长.证明:(1)如图1,∵∠ACB=90°,AC=BC,∴∠A=45°,∵CG平分∠ACB,∴∠ACG=∠BCG=45°,∴∠A=∠BCG,在△BCG和△CAF中,∵,∴△BCG≌△CAF(ASA),∴CF=BG;(2)如图2,∵PC∥AG,∴∠PCA=∠CAG,∵AC=BC,∠ACG=∠BCG,CG=CG,∴△ACG≌△BCG,∴∠CAG=∠CBE,∵∠PCG=∠PCA+∠ACG=∠CAG+45°=∠CBE+45°,∠PGC=∠GCB+∠CBE=∠CBE+45°,∴∠PCG=∠PGC,∴PC=PG,∵PB=BG+PG,BG=CF,∴PB=CF+CP;(3)解法一:如图3,过E作EM⊥AG,交AG于M,∵S△AEG=AG•EM=3,由(2)得:△ACG≌△BCG,∴BG=AG=6,∴×6×EM=3,EM=,设∠FCH=x°,则∠GAC=2x°,∴∠ACF=∠EBC=∠GAC=2x°,∵∠ACH=45°,∴2x+x=45,x=15,∴∠ACF=∠GAC=30°,在Rt△AEM中,AE=2EM=2,AM==3,∴M是AG的中点,∴AE=EG=2,∴BE=BG+EG=6+2,在Rt△ECB中,∠EBC=30°,∴CE=BE=3+,∴AC=AE+EC=2+3+=3+3.解法二:同理得:∠CAG=30°,AG=BG=6,如图4,过G作GM⊥AC于M,在Rt△AGM中,GM=3,AM===3,∵∠ACG=45°,∠MGC=90°,∴GM=CM=3,∴AC=AM+CM=3+3.2、[问题背景]如图1所示,在△ABC中,AB=BC,∠ABC=90°,点D为直线BC上的一个动点(不与B、C重合),连结AD,将线段AD绕点D按顺时针方向旋转90°,使点A旋转到点E,连结EC.[问题初探]如果点D在线段BC上运动,通过观察、交流,小明形成了以下的解题思路:过点E作EF⊥BC 交直线BC于F,如图2所示,通过证明△DEF≌△ADB,可推证△CEF是等腰直角三角形,从而求得∠DCE=135°.[继续探究]如果点D在线段CB的延长线上运动,如图3所示,求出∠DCE的度数.[拓展延伸]连接BE,当点D在直线BC上运动时,若AB=,请直接写出BE的最小值.解:[问题初探]如图2,过点E作EF⊥BC交直线BC于F,∴∠DFE=90°=∠ABD,∴∠EDF+∠DEF=90°,由旋转知,AD=DE,∠ADE=90°,∴∠ADB+∠EDF=90°,∴∠ADB=∠DEF,∴△ABD≌△DFE(AAS),∴BD=EF,DF=AB,∵AB=BC,∴BC=DF,∴BD=CF,∴EF=CF,∴△CEG是等腰直角三角形,∴∠ECF=45°,∴∠DCE=135°,故答案为:ADB,等腰直角,135;[继续探究]如图3,过点E作EF⊥BC于F,∴∠DFE=90°=∠ABD,∴∠EDF+∠DEF=90°,由旋转知,AD=DE,∠ADE=90°,∴∠ADB+∠EDF=90°,∴∠ADB=∠DEF,∴△ABD≌△DFE(AAS),∴BD=EF,DF=AB,∵AB=BC,∴BC=DF,∴BD=CF,∴EF=CF,∴△CEG是等腰直角三角形,∴∠ECF=45°,∴∠DCE=45°;[拓展延伸]如图4,在△ABC中,∠ABC=90°,AB=BC=,∴∠ACB=45°当点D在射线BC上时,由[问题初探]知,∠BCM=135°,∴∠ACM=∠BCM﹣∠ACB=90°,当点D在线段CB的延长线上时,由[继续探究]知,∠BCE=45°,∴∠ACN=∠ACB+∠BCM=90°,∴点E是过点C垂直于AC的直线上的点,∴当BE⊥MN时,BE最小,∵∠BCE=45°,∴∠CBE=45°=∠BCE,∴BE=CE,∴BE最小=BC=,即:BE的最小值为.3、在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠A=30°,BD是△ABC的角平分线.(1)如图1,求证:AD=2DC.(2)如图2,作∠CBD的角平分线交线段CD于点M,若CM=1,求△DBM的面积;(3)如图3,过点D作DE⊥AB于点E,点N是线段AC上一点(不与C、D重合),以BN为一边,在BN的下方作∠BNG=60°,NG交DE延长线于点G,试探究线段ND,DG与AD之间的数量关系,并说明理由.证明:(1)如图1,过点D作DE⊥AB,∵BD是△ABC的角平分线,DE⊥AB,∠ACB=90°,∴DC=DE,∵∠A=30°,DE⊥AB,∴AD=2DE,∴AD=2DC;(2)如图2,过点M作ME∥BD,∵∠ACB=90°,∠A=30°,∴∠ABC=60°,∵BD是△ABC的角平分线,∴∠ABD=∠DBC=30°,∵BM平分∠CBD,∴∠CBM=15°=∠DBM,∵ME∥BD,∴∠MEC=∠CBD=30°,∠EMB=∠DBM=∠MBE,∴ME=BE,∵∠MEC=30°,∠C=90°∴CE=MC=,ME=2MC=2=BE,∴BC=+2,∵∠CBD=30°,∠C=90°,∴BC=CD,∴CD=1+,∴DM=,∴△DBM的面积=××(+2)=1+;(3)若点N在CD上时,AD=DG+DN,理由如下:如图3所示:延长ED使得DW=DN,连接NW,∵∠ACB=90°,∠A=30°,BD是△ABC的角平分线,DE⊥AB于点E,∴∠ADE=∠BDE=60°,AD=BD,∵DN=DW,且∠WDN=60°∴△WDN是等边三角形,∴NW=DN,∠W=∠WND=∠BNG=∠BDN=60°,∴∠WNG=∠BND,在△WGN和△DBN中,∴△WGN≌△DBN(SAS),∴BD=WG=DG+DN,∴AD=DG+DN.(3)若点N在AD上时,AD=DG﹣DN,理由如下:如图4,延长BD至H,使得DH=DN,连接HN,由(1)得DA=DB,∠A=30°.∵DE⊥AB于点E.∴∠2=∠3=60°.∴∠4=∠5=60°.∴△NDH是等边三角形.∴NH=ND,∠H=∠6=60°.∴∠H=∠2.∵∠BNG=60°,∴∠BNG+∠7=∠6+∠7.即∠DNG=∠HNB.在△DNG和△HNB中,∴△DNG≌△HNB(ASA).∴DG=HB.∵HB=HD+DB=ND+AD,∴DG=ND+AD.∴AD=DG﹣ND.4、如图1,已知直角三角形ABC,∠ACB=90°,∠BAC=30°,点D是AC边上一点,过D作DE⊥AB于点E,连接BD,点F是BD中点,连接EF,CF.(1)发现问题:线段EF,CF之间的数量关系为EF=CF;∠EFC的度数为120°;(2)拓展与探究:若将△AED绕点A按顺时针方向旋转α角(0°<α<30°),如图2所示,(1)中的结论还成立吗?请说明理由;(3)拓展与运用:如图3所示,若△AED绕点A旋转的过程中,当点D落到AB边上时,AB边上另有一点G,AD=DG=GB,BC=3,连接EG,请直接写出EG的长度.解:(1)如图1中,∵DE⊥AB,∴∠BED=90°,∵∠BCD=90°,BF=DF,∴FE=FB=FD=CF,∴∠FBE=∠FEB,∠FBC=∠FCB,∴∠EFC=∠EFD+∠CFD=∠FBE+∠FEB+∠FBC+∠FCB=2(∠FBE+∠FBC)=2∠ABC=120°,故答案为:EF=CF,120°.(2)结论成立.理由:如图2中,取AB的中点M,AD的中点N,连接MC,MF,ED,EN,FN.∵BM=MA,BF=FD,∴MF∥AD,MF=AD,∵AN=ND,∴MF=AN,MF∥AN,∴四边形MFNA是平行四边形,∴NF=AM,∠FMA=∠ANF,在Rt△ADE中,∵AN=ND,∠AED=90°,∴EN=AD=AN=ND,同理CM=AB=AM=MB,在△AEN和△ACM中,∠AEN=∠EAN,∠MCA=∠MAC,∵∠MAC=∠EAN,∴∠AMC=∠ANE,又∵∠FMA=∠ANF,∴∠ENF=∠FMC,在△MFC和△NEF中,,∴△MFC≌△NEF(SAS),∴FE=FC,∠NFE=∠MCF,∵NF∥AB,∴∠NFD=∠ABD,∵∠ACB=90°,∠BAC=30°,∴∠ABC=60°,△BMC是等边三角形,∠MCB=60°∴∠EFC=∠EFN+∠NFD+∠DFC=∠MCF+∠ABD+∠FBC+∠FCB=∠ABC+∠MCB=60°+60°=120°.(3)如图3中,作EH⊥AB于H.在Rt△ABC中,∵∠BAC=30°,BC=3,∴AB=2BC=6,在Rt△AED中,∠DAE=30°,AD=2,∴DE=AD=1,在Rt△DEH中,∵∠EDH=60°,DE=1,∴EH=ED•sin60°=,DH=ED•cos60°=,在Rt△EHG中,EG==.5、如图1,在等腰△ABC中,AB=AC,∠BAC=a,点P是线段AB的中点,点E是线段CB延长线上一点,且PE=PC,将线段PC绕点P顺时针旋转α得到PD,连接BD.(1)如图2,若α=60°,其他条件不变,先补全图形,然后探究线段BD和BC之间的数量关系,并说明理由.(2)如图3,若α=90°,其他条件不变,探究线段BP、BD和BC之间的等量关系,并说明理由.解:(1)BC=2BD,理由:如图2,连接CD,由旋转可得,CP=DP,∠CPD=60°,∴△CDP是等边三角形,∴∠CDP=60°=∠PCD,又∵P是AB的中点,AB=AC,∠A=60°,∴等边三角形ABC中,∠PCB=30°,CP⊥AB,∴∠BCD=30°,即BC平分∠PCD,∴BC垂直平分PD,∴∠BDC=∠BPC=90°,∴Rt△BCD中,BC=2BD.(2)如图3,取BC中点F,连接PF,∵∠A=90°,AB=AC,∴△ABC是等腰直角三角形,∵P是AB的中点,F是BC的中点,∴PF是△ABC的中位线,∴PF∥AC,∴∠PFB=∠ACB=45°,∠BPF=∠A=90°,∴△BPF是等腰直角三角形,∴BF=BP,BP=PF,∵∠DPC=∠BPF=90°,∴∠BPD=∠FPC,又∵PD=PC,∴△BDP≌△FCP,∴BD=CF,∵BC=BF+FC,∴BC=BD+BP.6、【发现问题】如图1,已知△ABC,以点A为直角顶点、AB为腰向△ABC外作等腰直角△ABE.请你以A为直角顶点、AC为腰,向△ABC外作等腰直角△ACD(不写作法,保留作图痕迹).连接BD、CE.那么BD与CE的数量关系是BD=CE.【拓展探究】如图2,已知△ABC,以AB、AC为边向外作正方形AEFB和正方形ACGD,连接BD、CE,试判断BD与CE之间的数量关系,并说明理由.【解决问题】如图3,有一个四边形场地ABCD,∠ADC=60°,BC=15,AB=8,AD=CD,求BD的最大值.【发现问题】解:延长CA到M,作∠MAC的平分线AN,在AN上截取AD=AC,连接CD,即可得到等腰直角△ACD;连接BD、CE,如图1所示:∵△ABE与△ACD都是等腰直角三角形,∴AB=AE,AD=AC,∠BAE=∠CAD=90°,∴∠BAD=∠EAC,在△BAD和△EAC中,,∴△BAD≌△EAC(SAS),∴BD=CE,【拓展探究】解:BD=CE;理由如下:∵四边形AEFB与四边形ACGD都是正方形,∴AB=AE,AD=AC,∠BAE=∠CAD=90°,∴∠BAD=∠EAC,在△BAD和△EAC中,,∴△BAD≌△EAC(SAS),∴BD=CE;【解决问题】解:以AB为边向外作等边三角形ABE,连接CE,如图3所示:则∠BAE=60°,BE=AB=AE=8,∵AD=CD,∠ADC=60°,∴△ACD是等边三角形,∴∠CAD=60°,AC=AD,∴∠CAD+∠BAC=∠BAE+∠BAC,即∠BAD=∠EAC,在△BAD和△EAC中,,∴△BAD≌△EAC(SAS),∴BD=CE;当C、B、E三点共线时,CE最大=BC+BE=15+8=23,∴BD的最大值为23.7、如图1,点C为线段AB外一个动点,已知AB=a,AC=b.当点C位于BA的延长线上时,线段BC取得最大值,则最大值为a+b(用含a,b的式子表示);(2)如图2,点C为线段AB外一个动点,若AB=10,AC=3,分别以AC,BC为边,作等边三角形ACD和等边三角形BCE,连接AE,DB.①求证:AE=DB;②请直接写出线段AE的最大值;(3)如图3,AB=6,点M为线段AB外一个动点,且AM=2,MB=MN,∠BMN=90°,请直接写出线段AN的最大值.(1)解:∵点C为线段AB外一动点,且AC=b,AB=a,∴当点C位于BA的延长线上时,线段BC的长取得最大值,且最大值为AC+AB=a+b,(2)①证明:如图2中,∵△ACD与△BCE是等边三角形,∴CD=AC,CB=CE,∠ACD=∠BCE=60°,∴∠DCB=∠ACE,在△CAD与△EAB中,,∴△CAD≌△EAB(SAS),∴AE=BD.②∵线段AE长的最大值=线段BD的最大值,由(1)知,当线段BD的长取得最大值时,点D在BA的延长线上,∴最大值为AD+AB=3+10=13;(3)如图3中,连接BN,∵将△AMN绕着点M顺时针旋转90°得到△PBM,连接AP,则△APM是等腰直角三角形,∴MA=MP=2,BP=AN,∴P A=2,∵AB=6,∴线段AN长的最大值=线段BP长的最大值,∴当P在线段BA的延长线时,线段BP取得最大值最大值=AB+AP=6+2.8、【初步探索】(1)如图1:在四边形ABC中,AB=AD,∠B=∠ADC=90°,E、F分别是BC、CD上的点,且EF =BE+FD,探究图中∠BAE、∠F AD、∠EAF之间的数量关系.小王同学探究此问题的方法是:延长FD到点G,使DG=BE.连接AG,先证明△ABE≌△ADG,再证明△AEF≌△AGF,可得出结论,他的结论应是∠BAE+∠F AD=∠EAF;【灵活运用】(2)如图2,若在四边形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°.E、F分别是BC、CD上的点,且EF=BE+FD,上述结论是否仍然成立,并说明理由;【拓展延伸】(3)如图3,已知在四边形ABCD中,∠ABC+∠ADC=180°AB=AD,若点E在CB的延长线上,点F在CD的延长线上,如图3所示,仍然满足EF=BE+FD,请写出∠EAF与∠DAB的数量关系,并给出证明过程.解:(1)∠BAE+∠F AD=∠EAF.理由:如图1,延长FD到点G,使DG=BE,连接AG,根据SAS可判定△ABE≌△ADG,进而得出∠BAE=∠DAG,AE=AG,再根据SSS可判定△AEF≌△AGF,可得出∠EAF=∠GAF=∠DAG+∠DAF=∠BAE+∠DAF.故答案为:∠BAE+∠F AD=∠EAF;(2)仍成立,理由:如图2,延长FD到点G,使DG=BE,连接AG,∵∠B+∠ADF=180°,∠ADG+∠ADF=180°,∴∠B=∠ADG,又∵AB=AD,∴△ABE≌△ADG(SAS),∴∠BAE=∠DAG,AE=AG,∵EF=BE+FD=DG+FD=GF,AF=AF,∴△AEF≌△AGF(SSS),∴∠EAF=∠GAF=∠DAG+∠DAF=∠BAE+∠DAF;(3)∠EAF=180°﹣∠DAB.证明:如图3,在DC延长线上取一点G,使得DG=BE,连接AG,∵∠ABC+∠ADC=180°,∠ABC+∠ABE=180°,∴∠ADC=∠ABE,又∵AB=AD,∴△ADG≌△ABE(SAS),∴AG=AE,∠DAG=∠BAE,∵EF=BE+FD=DG+FD=GF,AF=AF,∴△AEF≌△AGF(SSS),∴∠F AE=∠F AG,∵∠F AE+∠F AG+∠GAE=360°,∴2∠F AE+(∠GAB+∠BAE)=360°,∴2∠F AE+(∠GAB+∠DAG)=360°,即2∠F AE+∠DAB=360°,∴∠EAF=180°﹣∠DAB.9、如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠A=30°,点O为AB中点,点P为直线BC上的动点(不与点B、点C重合),连接OC、OP,将线段OP绕点P逆时针旋转60°,得到线段PQ,连接BQ.(1)如图1,当点P在线段BC上时,请直接写出线段BQ与CP的数量关系.(2)如图2,当点P在CB延长线上时,(1)中结论是否成立?若成立,请加以证明;若不成立,请说明理由;(3)如图3,当点P在BC延长线上时,若∠BPO=45°,AC=,请直接写出BQ的长.解:(1)CP=BQ,理由:如图1,连接OQ,由旋转知,PQ=OP,∠OPQ=60°⊅∴△POQ是等边三角形,∴OP=OQ,∠POQ=60°,在Rt△ABC中,O是AB中点,∴OC=OA=OB,∴∠BOC=2∠A=60°=∠POQ,∴∠COP=∠BOQ,在△COP和△BOQ中,,∴△COP≌△BOQ(SAS),∴CP=BQ,(2)CP=BQ,理由:如图2,连接OQ,由旋转知,PQ=OP,∠OPQ=60°∴△POQ是等边三角形,∴OP=OQ,∠POQ=60°,在Rt△ABC中,O是AB中点,∴OC=OA=OB,∴∠BOC=2∠A=60°=∠POQ,∴∠COP=∠BOQ,在△COP和△BOQ中,,∴△COP≌△BOQ(SAS),∴CP=BQ,(3)如图3,在Rt△ABC中,∠A=30°,AC=,∴BC=AC•tan∠A=,过点O作OH⊥BC,∴∠OHB=90°=∠BCA,∴OH∥AB,∵O是AB中点,∴CH=BC=,OH=AC=,∵∠BPQ=45°,∠OHP=90°,∴∠BPQ=∠PQH,∴PH=OH=,∴CP=PH﹣CH=﹣=,连接BQ,同(1)的方法得,BQ=CP=.10、模型发现:同学们知道,三角形的两边之和大于第三边,即如图1,在△ABC中,AB+AC>BC.对于图1,若把点C看作是线段AB外一动点,且AB=c,AC=b,则线段BC的长会因为点C的位置的不同而发生变化.因为AB、AC的长度固定,所以当∠BAC越大时,BC边越长.特别的,当点C位于线段BA的延长线上时,线段BC的长取得最大值,且最大值为b+c(用含b,c的式子表示)(直接填空)模型应用:点C为线段AB外一动点,且AB=3,AC=2,如图2所示,分别以AC,BC为边,作等边三角形ACD 和等边三角形BCE,连接BD,AE.(1)求证:BD=AE.(2)线段AE长的最大值为5.模型拓展:如图3,在平面直角坐标系中,点A是y轴正半轴上的一动点,点B是x轴正半轴上的一动点,且AB =8.若AC⊥AB,AC=3,试求OC长的最大值.解:当点C位于线段BA的延长线上时,线段BC的长取得最大值,最大值为b+c,故答案为:线段BA的延长线上;b+c;模型应用:(1)证明:∵△ACD、△BCE都是等边三角形,∴CD=CA=AD,CB=CE,∠ACD=60°,∠BCE=60°,∴∠DCB=∠ACE,在△DCB和△ACE中,,∴△DCB≌△ACE(SAS)∴BD=AE;(2)当点D位于线段BA的延长线上时,线段BD的长取得最大值,最大值为AB+AD=AB+AC=3+2=5,∵AE=BD,∴线段AE长的最大值为5,模型拓展:取AB的中点G,连接OG、CG,在Rt△AOB中,G为AB的中点,∴OG=AB=4,在Rt△CAG中,CG===5,当点O、G、C在同一条直线上时,OC最大,最大值为4+5=9.11、已知:△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC.(1)如图1,点D在BC的延长线上,连AD,过B作BE⊥AD于E,交AC于点F.求证:AD=BF;(2)如图2,点D在线段BC上,连AD,过A作AE⊥AD,且AE=AD,连BE交AC于F,连DE,问BD与CF有何数量关系,并加以证明;(3)如图3,点D在CB延长线上,AE=AD且AE⊥AD,连接BE、AC的延长线交BE于点M,若AC =3MC,请直接写出的值.(1)证明:如图1中,∵BE⊥AD于E,∴∠AEF=∠BCF=90°,∵∠AFE=∠CFB,∴∠DAC=∠CBF,∵BC=CA,∴△BCF≌△ACD,∴BF=AD.(2)结论:BD=2CF.理由:如图2中,作EH⊥AC于H.∵∠AHE=∠ACD=∠DAE=90°,∴∠DAC+∠ADC=90°,∠DAC+∠EAH=90°,∴∠DAC=∠AEH,∵AD=AE,∴△ACD≌△EHA,∴CD=AH,EH=AC=BC,∵CB=CA,∴BD=CH,∵∠EHF=∠BCF=90°,∠EFH=∠BFC,EH=BC,∴△EHF≌△BCF,∴FH=CF,∴BD=CH=2CF.(3)如图3中,同法可证BD=2CM.∵AC=3CM,设CM=a,则AC=CB=3a,BD=2a,∴==.12、已知在△ABC中,AB=AC,射线BM、BN在∠ABC内部,分别交线段AC于点G、H.(1)如图1,若∠ABC=60°,∠MBN=30°,作AE⊥BN于点D,分别交BC、BM于点E、F.①求证:∠1=∠2;②如图2,若BF=2AF,连接CF,求证:BF⊥CF;(2)如图3,点E为BC上一点,AE交BM于点F,连接CF,若∠BFE=∠BAC=2∠CFE,求的值.(1)①证明:如图1中,∵AB=AC,∠ABC=60°∴△ABC是等边三角形,∴∠BAC=60°,∵AD⊥BN,∴∠ADB=90°,∵∠MBN=30°,∠BFD=60°=∠1+∠BAF=∠2+∠BAF,∴∠1=∠2②证明:如图2中,在Rt△BFD中,∵∠FBD=30°,∴BF=2DF,∵BF=2AF,∴BF=AD,∵∠BAE=∠FBC,AB=BC,∴△BFC≌△ADB,∴∠BFC=∠ADB=90°,∴BF⊥CF(2)在BF上截取BK=AF,连接AK.∵∠BFE=∠2+∠BAF,∠CFE=∠4+∠1,∴∠CFB=∠2+∠4+∠BAC,∵∠BFE=∠BAC=2∠EFC,∴∠1+∠4=∠2+∠4∴∠1=∠2,∵AB=AC,∴△ABK≌CAF,∴∠3=∠4,S△ABK=S△AFC,∵∠1+∠3=∠2+∠3=∠CFE=∠AKB,∠BAC=2∠CEF,∴∠KAF=∠1+∠3=∠AKF,∴AF=FK=BK,∴S△ABK=S△AFK,∴=2.13、已知,△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,E为边AC任意一点,连接BE.(1)如图1,若∠ABE=15°,O为BE中点,连接AO,且AO=1,求BC的长;(2)如图2,F也为AC上一点,且满足AE=CF,过A作AD⊥BE交BE于点H,交BC于点D,连接DF交BE于点G,连接AG;①若AG平分∠CAD,求证:AH=AC;②如图3,当G落在△ABC外时,若将△EFG沿EF边翻折,点G刚好落在AB边上点P,直接写出AG与EF的数量关系.(1)解:如图1中,在AB上取一点M,使得BM=ME,连接ME.在Rt△ABE中,∵OB=OE,∴BE=2OA=2,∵MB=ME,∴∠MBE=∠MEB=15°,∴∠AME=∠MBE+∠MEB=30°,设AE=x,则ME=BM=2x,AM=x,∵AB2+AE2=BE2,∴(2x+x)2+x2=22,∴x=(负根已经舍弃),∴AB=AC=(2+)•,∴BC=AB=+1.方法二:作EH⊥BC于H,求出BH,CH即可解决问题.(2)证明:如图2中,作CP⊥AC,交AD的延长线于P,GM⊥AC于M.∵BE⊥AP,∴∠AHB=90°,∴∠ABH+∠BAH=90°,∵∠BAH+∠P AC=90°,∴∠ABE=∠P AC,在△ABE和△CAP中,,∴△ABE≌△CAP,∴AE=CP=CF,∠AEB=∠P,在△DCF和△DCP中,,∴△DCF≌△DCP,∴∠DFC=∠P,∴∠GFE=∠GEF,∴GE=GF,∵GM⊥EF,∴FM=ME,∵AE=CF,∴AF=CE,∴AM=CM,在△GAH和△GAM中,,∴△AGH≌△AGM,∴AH=AM=CM=AC(3)解:结论:AG=EF.理由:如图3中,作CM⊥AC交AD的延长线于M,连接PG交AC于点O.由(2)可知△ACM≌△BAE,△CDF≌△CDM,∴∠AEB=∠M=∠GEF,∠M=∠CFD=∠GFE,AE=CM=CF,∴∠GEF=∠GFE,∴GE=GF,∵△EFP是由△EFG翻折得到,∴EG=EP=GF=PF,∴四边形EGFP是菱形,∴PG⊥AC,OE=OF,∵AE=CF,∴AO=OC,∵AB∥OP,∴BP=PC,∵PF∥BE,∴EF=CF=AE,∵PB=PC,AO=OC,∴PO=OG=AB,∴AB=PG,AB∥PG,∴四边形ABPG是平行四边形,∴AG∥BC,∴∠GAO=∠ACB=45°,设EO=OF=a,则OA=OG=3a,AG=3a,∴==,∴AG=EF14、如图所示,Rt△ABC中,∠ACB=90°,E为AC中点,作ED⊥AC交AB于D,连接CD;(1)如图1,求证:AB=2CD;(2)如图2,作CF⊥AB交AB于F,点G为CF上一点,点H为DE延长线上一点,分别连接AH、GH,若∠AHG=2∠B,求证:AH=GH;(3)如图3,在(2)的条件下,连接DG,且有DE=BF,∠EDG=90°,若AC=6,求AH的长度.解:(1)∵E为AC中点,作ED⊥AC交AB于D,∴AD=CD,∵∠ACB=90°,∴BC∥DE,∴AD=BD,∴CD=BD,∴AB=2CD;(2)如图2,连接CH,∵点E是AC的中点,∴AE=CE,∵DE⊥AC,∴CH=AH,∴∠ACH=∠CAH,∵∠ACB=90°,∴∠B+∠BAC=90°,∵CF⊥AB,∴∠BAC+∠ACF=90°,∴∠ACF=∠B,∴∠HCG=∠ACH+∠ACF=∠CAH+∠B,∠AHG=2∠B∴在四边形AHGF中,∠AFG+∠FGH+∠AHG+∠F AH=360°,∴∠FGH=360°﹣(∠AFG+∠AHG+∠F AH)=360°﹣(90°+2∠B+∠CAH+∠BAC)=360°﹣(90°+2∠B+∠CAH+90°﹣∠B)=360°﹣(180°+∠B+∠CAH)=180°﹣(∠B+∠CAH),∵∠CGH=180°﹣∠FGH=∠B+∠CAH=∠HCG,∴CH=GH,∵CH=AH,∴AH=GH;(3)如图3,由(1)知,DE∥BC,∴∠B=∠ADE,在△BFC和△DEA中,,∴△BFC≌△DEA,∴BC=AD,∵AD=BD=CD,∴BC=BD=CD,∴△BCD是等边三角形,∴∠B=60°,在Rt△ABC中,AC=6,∴BC=2,AB=4,∵CF⊥BD,∴DF=,CF=3,∵∠BAC=30°,∴∠ADE=60°,∵∠EDG=90°,∠FDG=30°,在Rt△DFG中,DF=,∴FG=1,DG=2,∴CG=CF﹣FG=2过点H作HN⊥CF,由(2)知,CH=GH,∴NG=CG=1,∴FN=NG+FG=2,过点H作HM⊥AB,∴∠FMH=∠NFM=∠HNF=90°,∴四边形NFMH是矩形,∴HM=FN=2,在Rt△DMH中,∠ADE=60°,HM=2,∴DH=,在Rt△HDG中,根据勾股定理得,HG==.15、【问题情境】一节数学课后,老师布置了一道课后练习题:如图:已知在Rt△ABC中,AC=BC,∠ACB=90°,CD⊥AB于点D,点E、F分别在A和BC上,∠1=∠2,FG⊥AB于点G,求证:△CDE≌△EGF.(1)阅读理解,完成解答本题证明的思路可用下列框图表示:根据上述思路,请你完整地书写这道练习题的证明过程;(2)特殊位置,证明结论若CE平分∠ACD,其余条件不变,求证:AE=BF;(3)知识迁移,探究发现如图,已知在Rt△ABC中,AC=BC,∠ACB=90°,CD⊥AB于点D,若点E是DB的中点,点F在直线CB上且满足EC=EF,请直接写出AE与BF的数量关系.(不必写解答过程)(1)证明:∵AC=BC,∠ACB=90°,∴∠A=∠B=45°,∵CD⊥AB,∴∠CDB=90°,∴∠DCB=45°,∵∠ECF=∠DCB+∠1=45°+∠1,∠EFC=∠B+∠2=45°+∠2,∠1=∠2,∴∠ECF=∠EFC,∴CE=EF,∵CD⊥AB,FG⊥AB,∴∠CDE=∠EGF=90°,在△CDE和△EGF中,,∴△CDE≌△EGF(AAS);(2)证明:由(1)得:CE=EF,∠A=∠B,∵CE平分∠ACD,∴∠ACE=∠1,∵∠1=∠2,∴∠ACE=∠2,在△ACE和△BEF中,,∴△ACE≌△BEF(AAS),∴AE=BF;(3)AE=BF,作EH⊥BC与H,如图3所示:设DE=x,根据题意得:BE=DE=x,AD=BD=2x,CD=AD=2x,AE=3x,根据勾股定理得:BC=AC=2x,∵∠ABC=45°,EH⊥BC,∴BH=x,∴CH=BC﹣BH=x,∵EC=EF,∴FH=CH=x,∴BF=x﹣x=x,∴=,∴AE=.16、在正方形ABCD和等腰直角△BGF中,∠BGF=90°,P是DF的中点,连接PG、PC.(1)如图1,当点G在BC边上时,延长GP交DC于点E.求证:PG=PC;(2)如图2,当点F在AB的延长线上时,(1)中的结论是否成立?请证明你的结论;(3)如图3,若四边形ABCD为菱形,且∠ABC=60°,△BGF为等边三角形,点F在CB的延长线。
备战2020中考数学之解密压轴解答题命题规律专题13 几何中的最值与定值问题【类型综述】线段和差的最值问题,常见的有两类:第一类问题是“两点之间,线段最短”.两条动线段的和的最小值问题,常见的是典型的“牛喝水”问题,关键是指出一条对称轴“河流”第二类问题是“两点之间,线段最短”结合“垂线段最短”.【方法揭秘】两条动线段的和的最小值问题,常见的是典型的“牛喝水”问题,关键是指出一条对称轴“河流”(如图1).三条动线段的和的最小值问题,常见的是典型的“台球两次碰壁”或“光的两次反射”问题,关键是指出两条对称轴“反射镜面”(如图2).两条线段差的最大值问题,一般根据三角形的两边之差小于第三边,当三点共线时,两条线段差的最大值就是第三边的长.如图3,P A与PB的差的最大值就是AB,此时点P在AB的延长线上,即P′.解决线段和差的最值问题,有时候求函数的最值更方便,本讲不涉及函数最值问题.图1 图2 图3如图4,正方形ABCD的边长为4,AE平分∠BAC交BC于E.点P在AE上,点Q在AB上,那么△BPQ周长的最小值是多少呢?如果把这个问题看作“牛喝水”问题,AE是河流,但是点Q不确定啊.第一步,应用“两点之间,线段最短”.如图5,设点B关于“河流AE”的对称点为F,那么此刻PF+PQ的最小值是线段FQ.第二步,应用“垂线段最短”.如图6,在点Q运动过程中,FQ的最小值是垂线段FH.这样,因为点B和河流是确定的,所以点F是确定的,于是垂线段FH也是确定的.图4 图5 图6【典例分析】【例1】如图1,△ABC是边长为8的等边三角形,AD⊥BC于点D,DE⊥AB于点E.(1)求证:AE=3EB(2)若点F是AD的中点,点P是BC边上的动点,连接PE,PF,如图2所示,求PE+PF的最小值及此时BP 的长;(3)在(2)的条件下,连接EF,当PE+PF取最小值时,△PEF的面积是______.【例2】问题探究()1请在图①的正方形ABCD的对角线BD上作一点P,使PA PC+最小;()2如图②,点P为矩形ABCD的对角线BD上一动点,AB2=,BC3=点E为BC边的中点,请作一点+最小,并求这个最小值;P,使PE PC问题解决()3如图③,李师傅有一块边长为1000米的菱形采摘园ABCD,AC1200=米,BD为小路,BC的中点E为一水池,李师傅现在准备在小路BD上建一个游客临时休息纳凉室P,为了节省土地,使休息纳凉室P到水池E与大门C的距离之和最短,那么是否存在符合条件的点P?若存在,请作出点P的位置,并求出这个最短距离;若不存在,请说明理由.【例3】在平面直角坐标系中,点A (0,4),B (m ,0)在坐标轴上,点C ,O 关于直线AB 对称,点D 在线段AB 上.(1)如图1,若m =8,求AB 的长;(2)如图2,若m =4,连接OD ,在y 轴上取一点E ,使OD =DE ,求证:CE =2DE ;(3)如图3,若m =43,在射线AO 上裁取AF ,使AF =BD ,当CD +CF 的值最小时,请在图中画出点D 的位置,并直接写出这个最小值.【例4】如图,一次函数122y x =-+的图像与坐标轴交于A 、B 两点,点C 的坐标为(1,0)-,二次函数2y ax bx c =++的图像经过A 、B 、C 三点.(1)求二次函数的解析式(2)如图1,已知点(1,)D n 在抛物线上,作射线BD ,点Q 为线段AB 上一点,过点Q 作QM y ⊥轴于点M ,作QN BD ⊥于点N ,过Q 作//QP y 轴交抛物线于点P ,当QM 与QN 的积最大时,求点P 的坐标;(3)在(2)的条件下,连接AP ,若点E 为抛物线上一点,且满足APE ABO ∠=∠,求点E 的坐标.【例5】如图,在平面直角坐标系中,抛物线y =﹣235333x x ++与x 轴交于A 、B 两点(点A 在点B 左侧),与y 轴交于点C .(1)求出△ABC 的周长.(2)在直线BC 上方有一点Q ,连接QC 、QB ,当△QBC 面积最大时,一动点P 从Q 出发,沿适当路径到达y 轴上的M 点,再沿与对称轴垂直的方向到达对称轴上的N 点,连接BN ,求QM +MN +BN 的最小值.(3)在直线BC 上找点G ,K 是平面内一点,在平面内是否存在点G ,使以O 、C 、G 、K 为顶点的四边形是菱形?若存在,求出K 的坐标;若不存在,请说明理由.【例6】在平面直角坐标系中,抛物线y =﹣x 2+bx +c 经过点A 、B ,C ,已知A (﹣1,0),C (0,3).【变式训练】一、单选题1.如图,APB △中,4,3AP BP ==,在AB 的同侧作正ABD △、正APE V 和正BPC △,则四边形PCDE 面积的最大值是( )A .12B .15C .20D .252.如图,在Rt ABC ∆中, 90BAC =︒∠,45ACB ∠=︒,22AB =,点P 为BC 上任意一点,连结PA ,以PA ,PC 为邻边作平行四边形PAQC ,连结PQ ,则PQ 的最小值为( )A .2B .2C .22D .43.如图,矩形ABCD 中,3AB =,8BC =,点P 为矩形内一动点,且满足PBC PCD ∠=∠,则线段PD 的最小值为( )A .5B .1C .2D .34.已知:AB 是O e 的直径,AD ,BC 是O e 的切线,P 是O e 上一动点,若10AD =,4OA =,16BC =,则PCD ∆的面积的最小值是( )A .36B .32C .24D .10.45.⊙O 是半径为1的圆,点O 到直线L 的距离为3,过直线L 上的任一点P 作⊙O 的切线,切点为Q ;若以PQ 为边作正方形PQRS,则正方形PQRS 的面积最小为( )A .7B .8C .9D .106.在△ABC 中,AB=BC,点D 在AC 上,BD=6cm,E ,F 分别是AB ,BC 边上的动点,△DEF 周长的最小值为6 cm,则ABC ∠=( )A .20°B .25°C .30°D .35°7.如图,已知点(1,3)A -,(5,1)B -,点(,0)P m 是x 轴上一动点,点Q 是y 轴上一动点,要使四边形ABPQ 的周长最小,m 的值为( )A .3.5B .4C .7D .2.58.如图,四边形ABCD 中,∠BAD=130°,∠B=∠D=90°,在BC 、CD 上分别找一点M 、N,使三角形AMN 周长最小时,则∠AMN+∠ANM 的度数为( )A .80°B .90°C .100°D .130°二、填空题9.如图,ABC ∆是等边三角形,13AD AB =,点E 、F 分别为边AC 、BC 上的动点,当DEF ∆的周长最小时,FDE ∠的度数是______________.10.如图,△ABC 中,AB=8,AC=5,BC=7,点D 在AB 上一动点,线段CD 绕点C 逆时针旋转60°得到线段CE,AE 的最小值为________11.在Rt △ABC 中,∠BAC =90,AB =AC ,AD ⊥BC 于点D ,P 是线段AD 上的一个动点,以点P 为直角的顶点,向上作等腰直角三角形PBE ,连接DE ,若在点P 的运动过程中,DE 的最小值为3,则AD 的长为____.12.如图示,在Rt ABC ∆中,90ACB ∠=︒,3AC =,3BC =,点P 在Rt ABC ∆内部,且PAB PBC ∠=∠,连接CP ,则CP 的最小值等于______.13.如图,在半径为2的⊙O 中,弦AB ⊥直径CD ,垂足为E ,∠ACD =30°,点P 为⊙O 上一动点,CF ⊥AP 于点F . ①弦AB 的长度为_____;②点P 在⊙O 上运动的过程中,线段OF 长度的最小值为_____.14.如图,矩形ABCD 中,6AB =,8BC =,M 是AD 边上的一点,且2AM =,点P 在矩形ABCD 所在的平面中,且90BPD ∠=︒,则PM 的最大值是_________.三、解答题15.如图,在平面直角坐标系中,矩形OABC 的两边OA OC 、分别在x 轴、y 轴的正半轴上,8,4OA OC ==.点P 从点O 出发,沿x 轴以每秒2个单位长的速度向点A 匀速运动,当点P 到达点A 时停止运动,设点P 运动的时间是t 秒.将线段CP 的中点绕点P 按顺时针方向旋转90o ,得点D ,点D 随点P 的运动而运动,连接DP DA 、.(1)请用含t 的代数式表示出点D 的坐标. (2)求t 为何值时,DPA ∆的面积最大,最大为多少?(3)在点P 从O 向A 运动的过程中,DPA ∆能否成为直角三角形?若能,求t 的值:若不能,请说明理由. (4)请直接写出整个运动过程中,点D 所经过的长度.16.已知矩形纸片OBCD 的边OB 在x 轴上,OD 在y 轴上,点C 在第一象限,且86OB OD ==,.现将纸片折叠,折痕为EF (点E,F 是折痕与矩形的边的交点),点P 为点D 的对应点,再将纸片还原。
中考数学专题复习《一次函数几何分类专题(平移问题)》测试卷-附带答案学校:___________班级:___________姓名:___________考号:___________一 单选题1.将直线22y x =-向上平移3个单位长度 所得直线经过点()6,a - 则a 的值为( ) A .11- B .8- C .7 D .132.在平面直角坐标系中 已知()0,2A ()0,4B 若把直线2y x =-向上平移k 个单位长度后与线段AB 有交点 则k 的取值范围是( )A .46k ≤≤B .46k <≤C .35k ≤≤D .13k ≤≤3.将直线y =3x ﹣1向上平移2个单位长度 平移后的直线所对应的函数解析式为( ) A .y =3x +5 B .y =3x ﹣3 C .y =3x +1 D .y =3x +34.如图 直线13y x =-与双曲线(0,0)k y k x x =<<交于点A 将直线13y x =-向上平移2个单位长度后 与y 轴交于点C 与双曲线交于点B 若3OA BC = 则k 的值为( )A .274-B .7-C .658-D .2716- 5.在平面直角坐标系中 将函数21y x =-的图象向左平移1个单位长度 则平移后的图象与y 轴的交点坐标为( )A .()0,2B .()0,2-C .()0,1D .()0,1-6.在平面直角坐标系中 将函数1y x =-的图象向下平移4个单位 平移后的图象与函数2y x b =-+的图象的交点恰好在第四象限 则b 的最大整数值为( )A .8B .9C .10D .11 7.如图 直线122y x =-与x 轴交于点A 以OA 为斜边在x 轴上方作等腰直角三角形OAB 将直线沿x 轴向左平移 当点B 落在平移后的直线上时 则直线平移的距离是( )A .6B .5C .4D .38.在平面直角坐标系中 将直线1l :22y x =--平移后得到直线2l :24y x =-+ 则下列平移作法正确的是( )A .将1l 向左平移3个单位长度B .将1l 向右平移6个单位长度C .将1l 向上平移2个单位长度D .将1l 向上平移6个单位长度二 填空题9.如果将一次函数y x r =- 的图象沿y 轴向上平移1个单位 那么平移后所得图象的函数解析式为 .10.把函数21y x =+的图象沿y 轴向下平移5个单位后所得图象与y 轴的交点坐标是 . 11.一次函数21y x =+向下平移2个单位长度 得到新的一次函数表达式是 一次函数21y x =+经过平移过程 (填向上或向下平移几个单位长度)得到一个正比例函数. 12.在平面直角坐标系中 ABCO 的边OC 落在x 轴的正半轴上 且点()()5,0,8,4C B 直线21y x =+以每秒1个单位的速度向下平移 经过 秒 该直线平分ABCO 的面积.13.如图 点()2,2A 在双曲线(0)k y x x=>上 将直线OA 向上平移若干个单位长度交y 轴于点B 交双曲线于点C .若2BC = 则点C 的坐标是 .三解答题14.在平面直角坐标系xOy中已知点C(m+2 3m﹣1)直线l经过点A(2 2)B(1 3).(1)求直线l的解析式(2)若A B C三点共线求m的值(3)若将直线l先沿y轴向上平移2个单位再沿x轴向右平移3个单位后经过点C求点C 的坐标.15.如图将直线AO向上平移1个单位得到一个一次函数的图象1l.l的表达式(1)求直线1(2)求直线1l 与x 轴 y 轴的交点的坐标.16.已知正比例函数的图像如图所示.(1)求此正比例函数的解析式(2)若一次函数图像是由(1)中的正比例函数的图像平移得到的 且经过点()1,2 求此一次函数的解析式.17.已知直线12:l y kx +=经过点A 将直线1l 向右平移4个单位后 得到的直线2l 与y 轴相交于点B 且经过点()23C ,点P 为x 轴正半轴上的一个动点.(1)请求出直线1l 与2l 的函数表达式(2)当四边形ABCP 的周长最小时 求四边形ABCP 的面积(3)在直线l 2上是否存在一点Q 使得以A C P Q 为顶点的四边形是平行四边形?若存在 若不存在 请说明理由.18.如图 在平面直角坐标系中 直线1l :32y x m =+与直线2l 交于点()2,3A - 直线2l 与x 轴交于点()4,0C 与y 轴交于点B 将直线2l 向下平移5个单位长度得到直线3l 3l 与y 轴交于点D 与1l 交于点E 连接AD .(1)求直线2l 的解析式(2)求△ADE 的面积参考答案:1.A2.A3.C4.D5.C6.B7.A8.D9.1y x r =-+10.()0,4-11. 21y x =- 向下平移一个单位 12.713. 14.(1)直线l 的解析式为4y x =-+ (2)34m =(3)()4,515.(1)21y x =+(2)直线1l 与x 轴 y 轴的交点分别为1,02⎛⎫- ⎪⎝⎭ ()0,116.(1)正比例函数的解析式为:2y x =-(2)一次函数的解析式为:24y x =-+.17.(1)直线1l 函数表达式为122y x =-+ 2l 函数表达式为142y x =-+ (2)225(3)存在 Q 的坐标为(2),5-或((10,1)-或(6,1)18.(1)122y x =-+ (2)454。
人教版数学中考专题:代数几合综合问题含答案HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】中考数学专题:代数几何综合问题一、填空题1. 在平面直角坐标系中,点A的坐标为(4,0),点B的坐标为(4,10),点C在y轴上,且△ABC是直角三角形,则满足条件的 C点的坐标为______________.2.如图,在坐标轴上取点A1(2,0),作x轴的垂线与直线y=2x交于点B1,作等腰直角三角形A1B1A2;又过点A2作x轴的垂线交直线y=2x交于点B2,作等腰直角三角形A2B2A3;…,如此反复作等腰直角三角形,当作到An(n为正整数)点时,则An的坐标是______.二,选择题3.如图,O是边长为4cm的正方形ABCD的中心,M是BC的中点,动点P由A开始沿折线A﹣B﹣M方向匀速运动,到M时停止运动,速度为1cm/s.设P点的运动时间为t(s),点P的运动路径与OA、OP所围成的图形面积为S(cm2),则描述面积S(cm2)与时间t(s)的关系的图象可以是()A. B.B. D.C.D. 4. 如图,夜晚,小亮从点A经过路灯C的正下方沿直线走到点B,他的影长y随他与点A之间的距离x的变化而变化,那么表示y与x之间函数关系的图象大致为()E.?F.G.三、解答题H. 5. 如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=4cm,BC=5cm,点D在BC上,且CD=3cm,现有两个动点P,Q分别从点A和点B同时出发,其中点P以1厘米/秒的速度沿AC向终点C运动;点Q以厘米/秒的速度沿BC向终点C运动.过点P作I.PE∥BC交AD于点E,连接EQ.设动点运动时间为t秒(t>0).J.(1)连接DP,经过1秒后,四边形EQDP能够成为平行四边形吗?请说明理由;K.(2)连接PQ,在运动过程中,不论t取何值时,总有线段PQ与线段AB平行.为什么?L.(3)当t为何值时,△EDQ为直角三角形.M.N.6.如图,在平面直角坐标系中,四边形OABC是梯形,OA∥BC,点A的坐标为(6,0),点B的坐标为(3,4),点C在y轴的正半轴上.动点M在OA上运动,从O点出发到A点;动点N在AB上运动,从A点出发到B点.两个动点同时出发,速度都是每秒1个单位长度,当其中一个点到达终点时,另一个点也随即停止,设两个点的运动时间为t(秒)O.(1)求线段AB的长;当t为何值时,MN∥OC?P.(2)设△CMN的面积为S,求S与t之间的函数解析式,并指出自变量t的取值范围;S是否有最小值?若有最小值,最小值是多少?Q.R.7. 条件:如下图,A、B是直线l同旁的两个定点.S.T.问题:在直线l上确定一点P,使PA+PB的值最小.U.方法:作点A关于直线l的对称点A′,连接A′B交l于点P,则PA+PB=A′B的值最小(不必证明).V.模型应用:W.(1)如图1,正方形ABCD的边长为2,E为AB的中点,P是AC上一动点.连接BD,由正方形对称性可知,B与D关于直线AC对称.连接ED交AC于P,则PB+PE的最小值是______;X.(2)如图2,⊙O的半径为2,点A、B、C在⊙O上,OA⊥OB,∠AOC=60°,P是OB上一动点,求PA+PC的最小值;Y.(3)如图3,∠AOB=45°,P是∠AOB内一点,PO=10,Q、R分别是OA、OB 上的动点,求△PQR周长的最小值.Z.8.如图,四边形OABC是一张放在平面直角坐标系的矩形纸片,O为原点,点A在x 轴上,点C在y轴上,OA=15,OC=9,在AB上取一点M,使得△CBM沿CM翻折后,点B落在x轴上,记作N点.9.(1)求N点、M点的坐标;10.(2)将抛物线y=x2﹣36向右平移a(0<a<10)个单位后,得到抛物线l,l经过点N,求抛物线l的解析式;11.(3)①抛物线l的对称轴上存在点P,使得P点到M、N两点的距离之差最大,求P点的坐标;12.②若点D是线段OC上的一个动点(不与O、C重合),过点D作DE∥OA交CN于E,设CD的长为m,△PDE的面积为S,求S与m之间的函数关系式,并说明S 是否存在最大值?若存在,请求出最大值;若不存在,请说明理由.13.14.9. 如图,直线y=kx﹣1与x轴、y轴分别交于B、C两点,tan∠OCB=.(1)求B点的坐标和k的值;(2)若点A(x,y)是第一象限内的直线y=kx﹣1上的一个动点.当点A运动过程中,试写出△AOB的面积S与x的函数关系式;(3)探索:在(2)的条件下:①当点A运动到什么位置时,△AOB的面积是;②在①成立的情况下,x轴上是否存在一点P,使△POA是等腰三角形?若存在,请写出满足条件的所有P点的坐标;若不存在,请说明理由.10. (2018?成都)如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2﹣2ax﹣3a(a <0)与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),经过点A的直线l:y=kx+b与y 轴交于点C,与抛物线的另一个交点为D,且CD=4AC.(1)直接写出点A的坐标,并求直线l的函数表达式(其中k,b用含a的式子表示);(2)点E是直线l上方的抛物线上的一点,若△ACE的面积的最大值为,求a 的值;(3)设P是抛物线对称轴上的一点,点Q在抛物线上,以点A,D,P,Q为顶点的四边形能否成为矩形?若能,求出点P的坐标;若不能,请说明理由.11. 如图,已知等边三角形ABC中,点D,E,F分别为边AB,AC,BC的中点,M 为直线BC上一动点,△DMN为等边三角形(点M的位置改变时,△DMN也随之整体移动).(1)如图①,当点M在点B左侧时,请你判断EN与MF有怎样的数量关系?点F 是否在直线NE上?请直接写出结论,不必证明或说明理由;(2)如图②,当点M在BC上时,其它条件不变,(1)的结论中EN与MF的数量关系是否仍然成立?若成立,请利用图2证明;若不成立,请说明理由;(3)若点M在点C右侧时,请你在图③中画出相应的图形,并判断(1)的结论中EN与MF的数量关系是否仍然成立?若成立,请直接写出结论,不必证明或说明理由.?【答案与解析】一、填空题1.【答案】(0,0),(0,10),(0,2),(0,8)2.【答案】(2×3n﹣1,0).【解析】∵点B1、B2、B3、…、Bn在直线y=2x的图象上,∴A1B1=4,A2B2=2×(2+4)=12,A3B3=2×(2+4+12)=36,A4B4=2×(2+4+12+36)=108,…,∴An Bn=4×3n﹣1(n为正整数).∵OAn =AnBn,∴点An的坐标为(2×3n﹣1,0).故答案为:(2×3n﹣1,0).二、选择题3.【答案】A.【解析】分两种情况:①当0≤t<4时,作OG⊥AB于G,如图1所示:∵四边形ABCD是正方形,∴∠B=90°,AD=AB=BC=4cm,∵O是正方形ABCD的中心,∴AG=BG=OG=AB=2cm,∴S=AP?OG=×t×2=t(cm2),②当t≥4时,作OG⊥AB于G,如图2所示:S=△OAG的面积+梯形OGBP的面积=×2×2+(2+t﹣4)×2=t(cm2);综上所述:面积S(cm2)与时间t(s)的关系的图象是过原点的线段,故选A.4.【答案】A.三、解答题5.【答案与解析】解:(1)能,如图1,∵点P以1厘米/秒的速度沿AC向终点C运动,点Q以厘米/秒的速度沿BC向终点C运动,t=1秒∴AP=1,BQ=,∵AC=4,BC=5,点D在BC上,CD=3,∴PC=AC-AP=4-1=3,QD=BC-BQ-CD==,∵PE∥BC,解得PE=,∵PE∥BC,PE=QD,∴四边形EQDP是平行四边形;(2)如图2,∵点P以1厘米/秒的速度沿AC向终点C运动,点Q以厘米/秒的速度沿BC向终点C运动,∴PC=AC-AP=4-t,QC=BC-BQ=,∴?∴PQ∥AB;(3)分两种情况讨论:①如图3,当∠EQD=90°时,显然有EQ=PC=4-t,又∵EQ∥AC,∴△EDQ∽△ADC∴,∵BC=5,CD=3,∴BD=2,∴DQ=,∴解得t=(秒);②如图4,当∠QED=90°时,作EM⊥BC于M,CN⊥AD于N,则EM=PC=4-t,在 Rt△ACD中,∵AC=4,CD=3,∴AD=,?∵∠CDA=∠EDQ,∠QED=∠C=90°,∴△EDQ∽△CDA,?∴ t=(秒).综上所述,当 t=秒或t=秒时,△EDQ为直角三角形.6.【答案与解析】解:(1)过点B作BD⊥OA于点D,则四边形CODB是矩形,BD=CO=4,OD=CB=3,DA=3在Rt△ABD中,.当?时,,?,.∵?,,∴,即?(秒).(2)过点作轴于点,交的延长线于点,∵?,∴,.即?,.?,?.?,∴.即?().由?,得.∴当时,S有最小值,且7.【答案与解析】解:(1)∵四边形ABCD是正方形,∴AC垂直平分BD,∴PB=PD,由题意易得:PB+PE=PD+PE=DE,在△ADE中,根据勾股定理得,DE=;(2)作A关于OB的对称点A′,连接A′C,交OB于P,PA+PC的最小值即为A′C的长,∵∠AOC=60°∴∠A′OC=120°作OD⊥A′C于D,则∠A′OD=60°∵OA′=OA=2∴A′D=∴;(3)分别作点P关于OA、OB的对称点M、N,连接OM、ON、MN,MN交OA、OB于点Q、R,连接PR、PQ,此时△PQR周长的最小值等于MN.由轴对称性质可得,OM=ON=OP=10,∠MOA=∠POA,∠NOB=∠POB,∴∠MON=2∠AOB=2×45°=90°,在Rt△MON中,MN===10.即△PQR周长的最小值等于10.8.【答案与解析】解:(1)∵CN=CB=15,OC=9,∴ON==12,∴N(12,0);又∵AN=OA﹣ON=15﹣12=3,设AM=x∴32+x2=(9﹣x)2,∴x=4,M(15,4);(2)解法一:设抛物线l为y=(x﹣a)2﹣36则(12﹣a)2=36∴a1=6或a2=18(舍去)∴抛物线l:y=(x﹣6)2﹣36 解法二:∵x2﹣36=0,∴x1=﹣6,x2=6;∴y=x2﹣36与x轴的交点为(﹣6,0)或(6,0)由题意知,交点(6,0)向右平移6个单位到N点,所以y=x2﹣36向右平移6个单位得到抛物线l:y=(x﹣6)2﹣36;(3)①由“三角形任意两边的差小于第三边”知:P点是直线MN与对称轴x=6的交点,设直线MN的解析式为y=kx+b,则?,解得?,∴y=x﹣16,∴P(6,﹣8);②∵DE∥OA,∴△CDE∽△CON,∴;∴S=∵a=﹣<0,开口向下,又m=﹣∴S有最大值,且S最大=﹣.9.【答案与解析】解:(1)∵y=kx﹣1与y轴相交于点C,∴OC=1;∵tan∠OCB=,∴OB=;∴B点坐标为:;把B点坐标为:代入y=kx﹣1得:k=2;(2)∵S=,y=kx﹣1,∴S=×|2x﹣1|;∴S=|x﹣|;(3)①当S=时,x﹣=,∴x=1,y=2x﹣1=1;∴A点坐标为(1,1)时,△AOB的面积为;②存在.满足条件的所有P点坐标为:P1(1,0),P2(2,0),P3(,0),P4(,0).10.【答案与解析】解:(1)令y=0,则ax2﹣2ax﹣3a=0,解得x1=﹣1,x2=3∵点A在点B的左侧,∴A(﹣1,0),如图1,作DF⊥x轴于F,∴DF∥OC,∴=,∵CD=4AC,∴==4,∵OA=1,∴OF=4,∴D点的横坐标为4,代入y=ax2﹣2ax﹣3a得,y=5a,∴D(4,5a),把A、D坐标代入y=kx+b得,解得,∴直线l的函数表达式为y=ax+a.(2)设点E(m,a(m+1)(m﹣3)),yAE =k1x+b1,则,解得:,∴yAE=a(m﹣3)x+a(m﹣3),∴S△ACE=(m+1)[a(m﹣3)﹣a]=(m﹣)2﹣a,∴有最大值﹣a=,∴a=﹣;(3)令ax2﹣2ax﹣3a=ax+a,即ax2﹣3ax﹣4a=0,解得x1=﹣1,x2=4,∴D(4,5a),∵y=ax2﹣2ax﹣3a,∴抛物线的对称轴为x=1,设P1(1,m),①若AD是矩形的一条边,由AQ∥DP知xD ﹣xP=xA﹣xQ,可知Q点横坐标为﹣4,将x=﹣4带入抛物线方程得Q(﹣4,21a),m=yD +yQ=21a+5a=26a,则P(1,26a),∵四边形ADPQ为矩形,∴∠ADP=90°,∴AD2+PD2=AP2,∵AD2=[4﹣(﹣1)]2+(5a)2=52+(5a)2,PD2=[4﹣(﹣1)]2+(5a)2=52+(5a)2,∴[4﹣(﹣1)]2+(5a)2+(1﹣4)2+(26a﹣5a)2=(﹣1﹣1)2+(26a)2,即a2=,∵a<0,∴a=﹣,∴P1(1,﹣).②若AD是矩形的一条对角线,则线段AD的中点坐标为(,),Q(2,﹣3a),m=5a﹣(﹣3a)=8a,则P(1,8a),∵四边形ADPQ为矩形,∴∠APD=90°,∴AP2+PD2=AD2,∵AP2=[1﹣(﹣1)]2+(8a)2=22+(8a)2,PD2=(4﹣1)2+(8a﹣5a)2=32+(3a)2,AD2=[4﹣(﹣1)]2+(5a)2=52+(5a)2,∴22+(8a)2+32+(3a)2=52+(5a)2,解得a2=,∵a<0,∴a=﹣,∴P2(1,﹣4).综上可得,P点的坐标为P1(1,﹣4),P2(1,﹣).11.【答案与解析】解:(1)判断:EN与MF相等(或EN=MF),点F在直线NE上.(2)成立.证明:连结DE,DF.∵△ABC是等边三角形,∴AB=AC=BC.又∵D,E,F是三边的中点,∴DE,DF,EF为三角形的中位线.∴DE=DF=EF,∠FDE=60°.又∠MDF+∠FDN=60°,∠NDE+∠FDN=60°,∴∠MDF=∠NDE.在△DMF和△DNE中,DF=DE,DM=DN,∠MDF=∠NDE,∴△DMF≌△DNE.∴MF=NE.(3)画出图形(连出线段NE),MF与EN相等的结论仍然成立(或MF=NE成立).。
2023年中考数学高频考点训练——反比例函数-动态几何问题一、综合题1.如图1,在平面直角坐标系中,直线AB 与反比例函数(0)ky x x =>的图象交于点A (1,3)和点B (3,n),与x 轴交于点C ,与y 轴交于点D .(1)求反比例函数的表达式及n 的值;(2)将△OCD 沿直线AB 翻折,点O 落在第一象限内的点E 处,EC 与反比例函数的图象交于点F .①请求出点F 的坐标;②在x 轴上是否存在点P ,使得△DPF 是以DF 为斜边的直角三角形?若存在,请求出所有符合条件的点P 的坐标;若不存在,请说明理由.2.如图,一次函数y =﹣x +4的图象与反比例ky x =(k 为常数,且k ≠0)的图象交于A (1,a ),B 两点.(1)求反比例函数的表达式及点B 的坐标;(2)①在x 轴上找一点P ,使P A +PB 的值最小,求满足条件的点P 的坐标;②在x 轴上找一点M ,使|MA ﹣MB |的值为最大,直接写出M 点的坐标.3.如图,在平面直角坐标系xOy 中,直线l :y =kx ﹣1(k≠0)与函数y mx =(x >0)的图象交于点A (3,2).(1)求k ,m 的值;(2)将直线l 沿y 轴向上平移t 个单位后,与y 轴交于点C ,与函数y mx =(x >0)的图象交于点D .①当t =2时,求线段CD 的长;②若≤CD≤2,结合函数图象,直接写出t 的取值范围.4.如图,在矩形ABCD 中,已知点A (2,1),且AB =4,AD =3,把矩形ABCD 的内部及边上,横、纵坐标均为整数的点称为靓点,反比例函数y =kx (x >0)的图象为曲线L .(1)若曲线L 过AB 的中点.①求k 的值.②求该曲线L 下方(包括边界)的靓点坐标.(2)若分布在曲线L 上方与下方的靓点个数相同,求k 的取值范围.5.在平面直角坐标系xOy 中,反比例函数(0)ky k x =≠的图象过点(23)A ,.(1)求k 的值;(2)过点(0)(0)P m m ≠,作x 轴的垂线,分别交反比例函数(0)ky k x =≠,4y x=-的图象于点M ,N .①当2m =-时,求MN 的长;②若5MN ≥,直接写出m 的取值范围.6.如图,已知直线OA 与反比例函数(0)my m x =≠的图像在第一象限交于点A .若4OA =,直线OA 与x 轴的夹角为60°.(1)求点A 的坐标;(2)求反比例函数的解析式;(3)若点P 是坐标轴上的一点,当AOP 是直角三角形时,直接写出点P 的坐标.7.(1)探究新知:如图1,已知ABC 与ABD 的面积相等,试判断AB 与CD 的位置关系,并说明理由.(2)结论应用:如图2,点M ,N 在反比例函数(0)ky k x =>的图象上,过点M作ME y ⊥轴,过点N 作NF x ⊥轴,垂足分别为E ,F .试证明://MN EF .(3)拓展延伸:若(2)中的其他条件不变,只改变点M ,N 在反比例函数(0)ky k x =>图象上的位置,如图3所示,MN 与x 轴、y 轴分别交于点A 、点B ,若3BM =,请求AN 的长.8.如图,在第一象限内有一点A (4,1),过点A 作AB ⊥x 轴于B 点,作AC ⊥y 轴于C 点,点N 为线段AB 上的一动点,过点N 的反比例函数y =nx 交线段AC 于M 点,连接OM ,ON ,MN .(1)若点N 为AB 的中点,则n 的值为;(2)求线段AN 的长(用含n 的代数式表示);(3)求△AMN 的面积等于14时n 的值.9.如图,直线26y x =+与反比例函数()0ky k x =>的图象交于点()1A m ,,与x 轴交于点B .平行于x 轴的直线()08y n n =<<交反比例函数的图象于点M ,交AB 于点N ,连接BM .(1)求m 的值和反比例函数的表达式;(2)当n 为何值时,BMN 的面积最大?10.已知正比例函数y 1=ax 的图象与反比例函数y 2=6ax -的图象交于A ,B 两点,且A 点的横坐标为﹣1.(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,当x 取何值时,反比例函数的值大于正比例函数的值.(3)点M (m ,n )是反比例函数图象上一动点,其中0<n <3,过点M 作MD ∥y 轴交x 轴于点D ,过点B 作BC ∥x 轴交y 轴于点C ,交直线MD 于点E ,当四边形OMEB 面积为3时,请判断DM 与EM 大小关系并给予证明.11.如图,将一张Rt ABC 纸板的直角顶点放在(2,1)C 处,两直角边BC ,AC 分别与x ,y 轴平行(BC AC >),纸板的另两个定点A ,B 恰好是直线15y kx =+与双曲线2m y x =(0)m >的交点.(1)求m 和k 的值;(2)将此Rt ABC 纸板向下平移,当双曲线2my x =(0)m >与Rt ABC 纸板的斜边所在直线只有一个公共点时,求Rt ABC 纸板向下平移的距离.12.在矩形AOBC 中,分别以OB OA ,所在直线为x 轴和y 轴,建立如图所示的平面直角坐标系.A 点坐标为(03),,B 点坐标为(40),,F 是BC 上的一个动点(不与B 、C 重合),过F 点的反比例函数0)y x=>的图象与AC 边交于点E ,连接OE OF ,,作直线EF .(1)若2CF =,求反比例函数解新式;(2)在(1)的条件下求出EOF 的面积;(3)在点F 的运动过程中,试说明ECFC 是定值.13.如图,在平面直角坐标系xOy 中,双曲线y 1=kx 与直线y 2=mx +n 交于点A ,E ,AE 交x 轴于点C ,交y 轴于点D ,AB x ⊥轴于点B ,C 为OB 中点.若D 点坐标为(0,﹣2),且S △AOD =4(1)求双曲线与直线AE 的解析式;(2)写出E 点的坐标;(3)观察图象,直接写出y 1≥y 2时x 的取值范围.14.如图,在平面直角坐标系xOy 中,反比例函数(0)my x x =>的图像经过点342A ⎛⎫⎪⎝⎭,,点B 在y 轴的负半轴上,AB 交x 轴于点C ,C 为线段AB 的中点.(1)m =,点C 的坐标为;(2)若点D 为线段AB 上的一个动点,过点D 作//DE y 轴,交反比例函数图象于点E ,求ODE 面积的最大值.15.如图,在平面直角坐标系中,一次函数12y x =-+与反比例函数2(0)k y x x =<相交于点B ,与x 轴相交于点A ,点B 的横坐标为-2.(1)求k 的值;(2)直接写出当0x <且12y y <时,x 的取值范围;(3)设点M 是直线AB 上的一点,过点M 作//MN x 轴,交反比例函数2(0)ky x x =<的图象于点N .若以A ,O ,M ,N 为顶点的四边形为平行四边形,求点M 的坐标.16.如图1,已知点A (a ,0),B (0,b ),且a 、b 满足0,平行四边形ABCD 的边AD 与y 轴交于点E ,且E 为AD 中点,双曲线ky x =经过C 、D 两点.(1)a=,b=;(2)求D 点的坐标;(3)点P 在双曲线ky x =上,点Q 在y 轴上,若以点A 、B 、P 、Q 为顶点的四边形是平行四边形,试求满足要求的所有点Q 的坐标;17.如图,已知直线y=-2x 与双曲线y=kx (k<0)上交于A 、B 两点,且点A 的纵坐标为-2(1)求k 的值;(2)若双曲线y=kx (k<0)上一点C 的纵坐标为12,求△BOC 的面积;(3)若A 、B 、P 、Q 为顶点组成的四边形为正方形,直接写出过点P 的反比例函数解析式。
2023年中考数学高频考点专题强化-一次函数几何问题1.(2022秋·辽宁阜新·八年级校考期中)如图,已知一次函数y =kx -3图像经过点M (-2,1),且与x 轴交于点A ,与y 轴交于点B .(1)求k 的值.(2)求A 、B 两点的坐标; (3)求△MOB 的面积.2.(2022秋·山东淄博·七年级校考期末)如图,在平面直角坐标系中,直线l 经过原点O 和点()2,1A ,经过点A 的另一条直线交x 轴于点()4,0B .(1)求直线l 的函数解析式; (2)求AOB 的面积;(3)在直线l 上求一点P ,使12AOB ABP S S =△△,求点P 坐标.3.(2022秋·北京·九年级北京工业大学附属中学校考期中)定义:对于平面直角坐标系xOy 中的两个图形M ,N ,图形M 上的任意一点与图形N 上的任意一点的距离中的最小值,叫做图形M 与图形N 的距离.若图形M 与图形N 的距离小于等于1,称这两个图形互为“近邻图形”.(1)已知点()2,4A ,点()5,4B .①如图1,在点()11,2P ,()23,3P ,394,2P ⎛⎫⎪⎝⎭中,与线段AB 互为“近邻图形”的是______; ②如图2,将线段AB 向下平移2个单位,得到线段DC ,连接AD ,BC ,若直线y x b =+与四边形ABCD 互为“近邻图形”,求b 的取值范围;(2)如图3,在正方形EFGH 中,已知点(),0E m ,点()1,0F m +,若点(),2Q n n -+与正方形EFGH 互为“近邻图形”,直接写出m 的取值范围.4.(2022秋·山东东营·九年级东营市实验中学校考期末)如图,抛物线()230y ax bx a =+-≠与x 轴交于点()1,0A -,点()3,0B ,与y 轴交于点C .(1)求抛物线的表达式;(2)在对称轴上找一点Q ,使ACQ 的周长最小,求点Q 的坐标;(3)P 是第四象限内抛物线上的动点,求BPC △面积S 的最大值及此时P 点的坐标.5.(2022春·北京·八年级北京八十中校考期中)在平面直角坐标系xOy 中,若P ,Q 为某个菱形相邻的两个顶点,且该菱形的两条对角线分别与x 轴,y 轴平行,则称该菱形为点P ,Q 的“相关菱形”.图1为点P ,Q 的“相关菱形”的一个示意图.已知点A 的坐标为()4,1,点B 的坐标为()0,b ,(1)若3b =,则()0,1D -,()4,5E ,()6,4F ,()8,3G 中能够成为点A ,B 的“相关菱形”顶点的是_________; (2)若点A ,B 的“相关菱形”为正方形,求b 的值;(3)若点A ,B 的“相关菱形”有一条对角线与y 轴重合,当直线12y x b =+与点A ,B 的“相关菱形”有且仅有两个公共点时,直接写出b 的取值范围.6.(2022秋·安徽滁州·九年级统考期中)如图,在平面直角坐标系中,一次函数443y x =-的图象与y 轴相交于点A ,与反比例函数ky x=(k ≠0)在第一象限内的图象相交于点B (m ,4),过点B 作BC y ⊥轴于点C .(1)求k 的值. (2)求△ABC 的面积.7.(2022秋·安徽宣城·八年级校考期中)如图,在平面直角坐标系中,一次函数y kx b =+的图像经过点()2,9A -,且与x 轴相交于点B ,与y 轴交于点D ,与正比例函数3y x =的图像相交于点C ,点C 的横坐标为1.(1)求一次函数的函数解析式;(2)不等式30kx b x +-<的解集是______;(3)M 为直线AB 上一点,过点M 作y 轴的平行线交3y x =于点N ,当2MN OD =时,求点M 的坐标.(补充图形)8.(2022秋·八年级课时练习)如图,直线24y x =-+与x 轴相交于点A ,与y 轴相交于点B .(1)求A ,B 两点的坐标;(2)x 轴上有一点P ,且2OP OA =,求ABP 的面积.9.(2022·全国·九年级专题练习)已知一次函数y =kx +3(k ≠0)的图象经过A (4,0),与y 轴交于点B .(1)求y 关于x 的函数解析式,并在图中画出该函数的图象;(2)已知点C ,E 分别是线段AB ,OB 的中点,若四边形OCEF 是平行四边形.请判断四边形OCEF 是否能为菱形?并说明理由.10.(2022秋·八年级课时练习)如图,在平面直角坐标系xOy 中,直线y =43-x +4与x 轴、y 轴分别交于点A 、点B ,点D (0,﹣6)在y 轴的负半轴上,若将△DAB 沿直线AD 折叠,点B 恰好落在x 轴正半轴上的点C 处,直线CD 交AB 于点E .(1)求点A 、B 、C 的坐标; (2)求△ADE 的面积;(3)y 轴上是否存在一点P ,使得PAD S ∆=12ADE S ∆,若存在,请直接写出点P 的坐标;若不存在,请说明理由.11.(2022秋·广东揭阳·八年级统考期中)如图,在平面直角坐标系中,直线l 经过点A (0,2)、B (﹣3,0).(1)求直线l 所对应的函数表达式. (2)若点M (3,m )在直线l 上,求m 的值.(3)若y x n =-+过点B ,交y 轴于点C ,求ABC 的面积.12.(2022春·河南南阳·八年级统考期中)如图,直线1:5l y x =+交y 轴,x 轴于A ,B 两点,直线21:12l y x =--交y 轴,x 轴于C ,D 两点,直线12,l l 相交于P 点.(1)方程组5112y x y x =+⎧⎪⎨=--⎪⎩的解是___________; (2)求直线12,l l 与x 轴围成的三角形面积;(3)过P 点的直线把PAC △面积两等分,直接写出这条直线的解析式.13.(2022春·湖南衡阳·八年级统考期中)如图,在平面直角坐标系中,一次函数1y kx b =+的图象交x 轴与y 轴分别于点A ,B ,且2OB =,与直线2y ax =交于(2,1)P .(1)求函数2y 的表达式;(2)求1y 的表达式及A 点的坐标;(3)点D 为直线1y kx b =+上一点,其横坐标为(2)m m <,过点D 作DF x ⊥轴于点F ,交2y ax =交于点E ,且2DF FE =,求点D 的坐标.14.(2022秋·浙江·九年级专题练习)如图,在平面直角坐标系中,抛物线2143y x bx =-++的对称轴是直线2x =,与x 轴相交于A ,B 两点(点A 在点B 的左侧),与y 轴交于点C .(1)求b 的值及B ,C 两点坐标;(2)M 为第一象限内抛物线上的一个点,过点M 作MN x ⊥轴于点N ,交BC 于点D . ①当线段MD 的长取最大值时,求点M 的坐标; ②连接CM ,当线段CM CD =时,求点M 的坐标.15.(2022春·黑龙江大庆·七年级校考期中)如图,在平面直角坐标系中,直线1l 的解析式为y x =,直线2l 的解析式为132y x =-+,与x 轴、y 轴分别交于点A 、点B ,直线1l 与2l 交于点C .(1)求出点A 、点B 的坐标; (2)求COB △的面积;(3)在x 轴上是否存在一点P ,使得POC △为等腰三角形?若存在,请直接写出点P 坐标,若不存在,请说明理由.16.(2022秋·江苏·八年级专题练习)在平面直角坐标系xOy 中,对于M ,N 两点,若在y 轴上存在点T ,使得90MTN ∠=︒,且MT NT =,则称M ,N 两点互相等垂,其中一个点叫做另一个点的等垂点.已知A 点的坐标是()2,0.(1)如图①,在点()2,2B -,()0,1C ,()2,0D -中,点A 的等垂点是_____;(选填“B ”,“C ”或“D ”) (2)如图②,若一次函数21y x =-的图像上存在点A 的等垂点'A ,求'A 点的坐标;(3)若一次函数()0y kx b k =+≠的图像上存在无数个点A 的等垂点,试写出该一次函数的所有表达式: ______.17.(2022秋·福建漳州·八年级统考期中)如图,将一个长方形OABC 纸片放在平面直角坐标系中,O 为原点,点A 在x 轴正半轴上,点C 在y 轴正半轴上,5OA =,4OC =,将长方形折叠后,点B 恰好落在OA 边上的点E 处,折痕所在直线经过点C 且与AB 边交于点D ,与x 轴的正半轴交于点F .(1)求点D 的坐标及直线CD 的解析式;(2)点P 是线段CF 上的一个动点,若OP 将△COF 的面积分为1:2两部分,求点P 的坐标.18.(2022秋·江苏·八年级期末)如图1,直线y =2x +b 过点A (﹣1,﹣4)和B (m ,8),它与y 轴交于点G ,点P 是线段AB 上的一个动点.(1)求出b 的值,并直接写出m = ,点G 的坐标为 ; (2)点P 关于坐标轴对称的点Q 落在直线y =﹣12x ﹣52上,求点P 的坐标; (3)过点P 作y 轴的平行线PE ,过点G 作x 轴的平行线GE ,它们相交于点E . ①如图2,将△PGE 沿直线PG 翻折,当点E 的对应点E ′落在x 轴上时,求点P 的坐标; ②在点P 从A 运动到点B 的过程中,点E ′也随之运动,直接写出点E ′的运动路径长为 .参考答案:1.(1)2k =-(2)点A 的坐标为(32-,0),点B 的坐标为(0,-3) (3)32.(1)12y x =;(2)2; (3)33,2P ⎛⎫ ⎪⎝⎭或11,2P ⎛⎫⎪⎝⎭.3.(1)①2P ,3P ;②32b -≤≤(2)2m ≤≤4.(1)2=23y x x --(2)()1,2Q - (3)278,315,24⎛⎫-- ⎪⎝⎭5.(1)D 、E 、G(2)3b =-或5(3)13b -<<且1b ≠6.(1)k =24(2)247.(1)25y x =-+(2)1x >(3)(3,1-)或()17,-8.(1)()2,0A ,()0,4B(2)ABP 的面积为4或129.(1)y =-34x +3 (2)四边形OCEF 不能为菱形10.(1)点A 的坐标为(3,0),点B 的坐标为(0,4),点C 的坐标为(8,0)(2)9(3)y 轴上存在一点P (0,﹣3)或(0,﹣9),使得PAD S ∆=12ADE S ∆11.(1)223y x =+ (2)4m = (3)15212.(1)41x y =-⎧⎨=⎩(2)32(3)124y x =+ 13.(1)212y x = (2)1122y x =-+,()4,0A (3)44,33⎛⎫ ⎪⎝⎭或()4,4-14.(1)43b =,(60)B ,,4(0)C , (2)①(35)M ,;②16(2)3M ,15.(1)点A的坐标为(6,0),点B的坐标为(0,3) (2)3(3)-16.(1)D(2)(3,5)或(13-,53-)(3)y=x+2或y=-x-217.(1)D(5,32);142y x=-+.(2)16433⎛⎫⎪⎝⎭,或8833⎛⎫⎪⎝⎭,18.(1)b=-2,m=5,G(0,-2);(2)1833⎛⎫- ⎪⎝⎭,-或()34,;(3)①5,32⎛⎫⎪⎝⎭;②6.。
以下是查字典数学网为您推荐的中考数学专题:坐标系中的几何问题,希望本篇文章对您学习有所帮助。
中考数学专题:坐标系中的几何问题【前言】前面六讲我们研究了几何综合题及代数综合题的各种方面,相信很多同学都已经掌握了。
但是中考中,最难的问题往往都是几何和代数混杂在一起的,一方面涉及函数,坐标系,计算量很大,另一方面也有各种几何图形的性质体现。
所以往往这类问题都会在最后两道题出现,而且基本都是以多个小问构成。
此类问题也是失分最高的,往往起到拉开分数档次的关键作用。
作为想在中考数学当中拿高分甚至满分的同学,这类问题一定要重视。
此后的两讲我们分别从坐标系中的几何以及动态几何中的函数两个角度出发,去彻底攻克此类问题。
第一部分真题精讲【例1】已知:如图1,等边的边长为,一边在轴上且,交轴于点,过点作∥交于点 .(1)直接写出点的坐标;(2)若直线将四边形的面积两等分,求的值;(3)如图2,过点的抛物线与轴交于点,为线段上的一个动点,过轴上一点作的垂线,垂足为,直线交轴于点,当点在线段上运动时,现给出两个结论:①②,其中有且只有一个结论是正确的,请你判断哪个结论正确,并证明.【思路分析】很多同学一看到这种题干又长条件又多又复杂的代几综合压轴题就觉得头皮发麻,稍微看看不太会做就失去了攻克它的信心。
在这种时候要慢慢将题目拆解,条分缕析提出每一个条件,然后一步一步来。
第一问不难,C点纵坐标直接用tg60来算,七分中的两分就到手了。
第二问看似较难,但是实际上考生需要知道过四边形对角线交点的任意直线都将四边形面积平分这一定理就轻松解决了,这个定理的证明不难,有兴趣同学可以自己证一下加深印象。
由于EFAB还是一个等腰梯形,所以对角线交点非常好算,四分到手。
最后三分收起来有点麻烦,不过稍微认真点画图,不难猜出①式成立。
抛物线倒是好求,因为要证的是角度相等,所以大家应该想到全等或者相似三角形,过D做一条垂线就发现图中有多个全等关系,下面就忘记抛物线吧,单独将三角形拆出来当成一个纯粹的几何题去证明就很简单了。
至此,一道看起来很难的压轴大题的7分就成功落入囊中了。
【解析】解:(1) ; .(2)过点作于,交于点,取的中点 .∵是等边三角形, ..在中, ...∵∥交于, .. (就是四边形对角线的中点,横坐标自然和C一样,纵坐标就是E的纵坐标的一半)∵直线将四边形的面积两等分.直线必过点 .,(3)正确结论:① .证明:可求得过的抛物线解析式为.∵ ..由题意 .又∵≌,过点作于由题意可知∥即: . (这一问点多图杂,不行就直接另起一个没有抛物线干扰的图)【例2】如图,在平面直角坐标系xoy中,抛物线与x正半轴交于点A,与y轴交于点B,过点B作x轴的平行线BC,交抛物线于点C,连结AC.现有两动点P、Q分别从O、C两点同时出发,点P以每秒4个单位的速度沿OA向终点A移动,点Q以每秒1个单位的速度沿CB向点B移动,点P停止运动时,点Q也同时停止运动,线段OC,PQ相交于点D,过点D作DE∥OA,交CA于点E,射线QE交x轴于点F.设动点P,Q移动的时间为t(单位:秒)(1)求A,B,C三点的坐标;(2)当t为何值时,四边形PQCA为平行四边形?请写出计算过程;(3)当0(4)当t _________时,△PQF为等腰三角形?【思路分析】近年来这种问动点运动到何处时图像变成特殊图形的题目非常流行,所以大家需要对各种特殊图形的判定性质非常熟悉。
本题一样一步步拆开来做,第一问送分,给出的抛物线表达式很好因式分解。
注意平行于X轴的直线交抛物线的两个点一定是关于对称轴对称的。
第二问就在于当四边形PQCA为平行四边形的时候题中已知条件有何关系。
在运动中,QC和PA始终是平行的,根据平行四边形的判定性质,只要QC=PA时候即可。
第三问求△PQF是否为定值,因为三角形的一条高就是Q到X轴的距离,而运动中这个距离是固定的,所以只需看PF是否为定值即可。
根据相似三角形建立比例关系发现OP=AF,得解。
第四问因为已经知道PF为一个定值,所以只需PQ=PF=18即可,P点(4t,0)Q (8-t,-10),F(18+4t,0)两点间距离公式分类讨论即可.本道题是09年黄冈原题,第四问原本是作为解答题来出的本来是3分,但是本题作为1分的填空,考生只要大概猜出应该是FP=FQ就可以。
实际考试中如果碰到这么麻烦的,如果没时间的话笔者个人建议放弃这一分去检查其他的.毕竟得到这一分的时间都可以把选择填空仔细过一遍了.【解析】解:(1) ,令得,或在中,令得即 ;由于BC∥OA,故点C的纵坐标为-10,由得或即于是,(2)若四边形PQCA为平行四边形,由于QC∥PA.故只要QC=PA即可∵得(3)设点P运动秒,则,,说明P在线段OA上,且不与点O、A重合,由于QC∥OP知△QDC∽△PDO,故又点Q到直线PF的距离△PQF的面积总为90(4)由上知,,。
构造直角三角形后易得,若FP=PQ,即,故,∵若QP=QF,即,无的满足条件;12若PQ=PF,即,得,或都不满足,故无的满足方程;综上所述:当时,△PQR是等腰三角形。
【例3】如图,已知抛物线:的顶点为,与轴相交于、两点(点在点的左边),点的横坐标是 .(1)求点坐标及的值;(2)如图(1),抛物线与抛物线关于轴对称,将抛物线向右平移,平移后的抛物线记为,的顶点为,当点、关于点成中心对称时,求的解析式;(3)如图(2),点是轴正半轴上一点,将抛物线绕点旋转后得到抛物线 .抛物线的顶点为,与轴相交于、两点(点在点的左边),当以点、、为顶点的三角形是直角三角形时,求点的坐标.【思路分析】出题人比较仁慈,上来就直接给出抛物线顶点式,再将B(1,0)代入,第一问轻松拿分。
第二问直接求出M坐标,然后设顶点式,继续代入点B即可。
第三问则需要设出N,然后分别将NP,PF,NF三个线段的距离表示出来,然后切记分情况讨论直角的可能性。
计算量比较大,务必细心。
【解析】解:⑴由抛物线:得顶点的为∵点在抛物线上解得,⑵连接,作轴于,作轴于∵点、关于点成中心对称过点,且,顶点的坐标为 (标准答案如此,其实没这么麻烦,点M到B的横纵坐标之差都等于B到P的,直接可以得出(4,5))抛物线由关于轴对称得到,抛物线由平移得到抛物线的表达式为⑶∵抛物线由绕点轴上的点旋转得到顶点、关于点成中心对称由⑵得点的纵坐标为设点坐标为作轴于,作轴于作于∵旋转中心在轴上,点坐标为坐标为,坐标为,根据勾股定理得①当时,,解得,点坐标为②当时,,解得,点坐标为③∵,综上所得,当点坐标为或时,以点、、为顶点的三角形是直角三角形.【例4】如图,在平面直角坐标系中,直线l1:交轴、轴于、两点,点是线段上一动点,点是线段的三等分点.(1)求点的坐标;(2)连接,将绕点旋转,得到 .①当时,连结、,若过原点的直线将四边形分成面积相等的两个四边形,确定此直线的解析式;②过点作轴于,当点的坐标为何值时,由点、、、构成的四边形为梯形?【思路分析】本题计算方面不是很繁琐,但是对图形的构造能力提出了要求,也是一道比较典型的动点移动导致特殊图形出现的题目。
第一问自不必说,第二问第一小问和前面例题是一样的,也是要把握过四边形对角线交点的直线一定平分该四边形面积这一定理。
求出交点就意味着知道了直线.第二小问较为麻烦,因为C点有两种可能,H在C点的左右又是两种可能,所以需要分类讨论去求解.只要利用好梯形两底平行这一性质就可以了.【解析】(1)根据题意:,∵是线段的三等分点或 ---------------2分(2)①如图,过点作轴于点,则 .∵点在直线上-∵是由绕点旋转得到的无论是、点,四边形是平行四边形且为对称中心所求的直线必过点 .直线的解析式为:②当时,第一种情况:在点左侧若四边形是梯形∵与不平行∥此时第二种情况:在点右侧若四边形是梯形∵与不平行∵是线段的中点是线段的中点由, .点的横坐标为当时,同理可得第一种情况:在点左侧时, -第二种情况:在点右侧时, -综上所述,所求M点的坐标为:,,或 .【例5】在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于A、B两点,(点A在点B左侧).与y轴交于点C,顶点为D,直线CD与x轴交于点E.(1)请你画出此抛物线,并求A、B、C、D四点的坐标.(2)将直线CD向左平移两个单位,与抛物线交于点F(不与A、B两点重合),请你求出F点坐标.(3)在点B、点F之间的抛物线上有一点P,使△PBF的面积最大,求此时P点坐标及△PBF的最大面积.(4)若平行于x轴的直线与抛物线交于G、H两点,以GH为直径的圆与x轴相切,求该圆半径.【思路分析】本题看似错综复杂,尤其最后第四问的图像画出来又乱又挤,稍微没画好就会让人头大无比。
但是不用慌,一步步来慢慢做。
抛物线表达式很好分解,第一问轻松写出四个点。
第二问向左平移,C到对称轴的距离刚好是1,所以移动两个距离以后就到了关于对称轴对称的点上,所以F直接写出为(-2,-3)第三问看似棘手,但是只要将△PBF拆解成以Y轴上的线段为公共边的两个小三角形就会很轻松了。
将P点设出来然后列方程求解即可。
最后一问要分GH在X轴上方和下方两种情况,分类讨论。
不过做到最后一步相信同学们的图已经画的乱七八糟了,因为和前面的问题没有太大关系,所以建议大家画两个图分开来看。
【解析】.解:(1) .(2)(3)过点作轴的平行线与交于点,与轴交于点易得,直线解析式为 .设,则,的最大值是 .当取最大值时的面积最大的面积的最大值为 .(4)如图,①当直线在轴上方时,设圆的半径为,则,代入抛物线的表达式,解得 .②当直线在轴下方时,设圆的半径为,则,代入抛物线的表达式,解得圆的半径为或 . .【总结】通过以上五道一模真题,我们发现这类问题虽然看起来十分复杂,但是只要一问一问研究慢慢分析,总能拿到不错的分数。
将几何图形添进坐标系大多情况下是和抛物线有关,所以首先需要同学们对抛物线的各种性质熟练掌握,尤其是借助抛物线的对称性,有的时候解题会十分方便。
无论题目中的图形是三角形,梯形以及平行四边形或者圆,只要认清各种图形的一般性质如何在题中体现就可以了。
例如等腰/边三角形大多和相似以及线段长度有关,梯形要抓住平行,平行四边形要看平行且相等,圆形就要看半径和题目中的条件有何关系。
还需要掌握平分三角形/四边形/圆形面积的直线分别都一定过哪些点。
总之,再难的问题都是由一个个小问题组成的,就算最后一两问没有时间思考拿不了全分,至少要将前面容易的分数拿到手,这部分分数其实还不少。
像例2最后一问那种情况,该放弃时候果断放弃,不要为1分的题失去了大量检查的时间。
第二部分发散思考【思考1】. 如图,在平面直角坐标系中,三个顶点的坐标分别为,,,延长AC到点D,使CD= ,过点D作DE∥AB交BC的延长线于点E.(1)求D点的坐标;(2)作C点关于直线DE的对称点F,分别连结DF、EF,若过B点的直线将四边形CDFE分成周长相等的两个四边形,确定此直线的解析式;(3)设G为y轴上一点,点P从直线与y轴的交点出发,先沿y轴到达G点,再沿GA到达A点,若P点在y轴上运动的速度是它在直线GA上运动速度的2倍,试确定G点的位置,使P点按照上述要求到达A点所用的时间最短。