动点路径长专题(含答案)

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动点路径长专题(含答案)动点路径长专题一.选择题(共2小题)1.如图,抛物线y=x 2﹣x﹣与直线y=x﹣2交于A、B两点(点A在点B的左侧),动点P从A点出发,先到达抛物线的对称轴上的某点E,再到达x轴上的某点F,最后运动到点B.若使点P运动的总路径最短,则点P运动的总路径的长为( )A.B.C.D.图1 图22.如图,半径为4的⊙O中,CD为直径,弦AB⊥CD且过半径OD的中点,点E为⊙O上一动点,CF⊥AE于点F.当点E从点B出发顺时针运动到点D时,点F所经过的路径长为( ) A.B.C.D.二.填空题(共9小题)3.(2013•鄂尔多斯)如图,直线y=﹣x+4与两坐标轴交A、B两点,点P为线段OA上的动点,连接BP,过点A作AM 垂直于直线BP,垂足为M,当点P从点O运动到点A时,则点M运动路径的长为 _________ .图3 图4 图54.如图,半径为2cm,圆心角为90°的扇形OAB的上有一运动的点P.从点P向半径OA引垂线PH交OA于点H.设△OPH的内心为I,当点P在上从点A运动到点B时,内心I所经过的路径长为 _________ .5.(2011•江西模拟)已知扇形的圆心角为60°,半径为1,将它沿着箭头方向无滑动滚动到O′A′B′位置,①点O到O′的路径是OO1→O1O2→O2O′;②点O到O′的路径是→→;③点O在O1→O2段上运动路线是线段O1O2;④点O到O′的所经过的路径长为.以上命题正确的是 _________ .6.(2013•宁德)如图,在Rt△ABC纸片中,∠C=90°,AC=BC=4,点P在AC上运动,将纸片沿PB折叠,得到点C的对应点D(P在C点时,点C的对应点是本身),则折叠过程对应点D的路径长是 _________ .图6 图7图87.如图,已知AB=10,P是线段AB上的动点,分别以AP、PB为边在线段AB的同侧作等边△ACP和△PDB,连接CD,设CD的中点为G,当点P从点A运动到点B时,则点G移动路径的长是 _________ .8.(2013•湖州)如图,已知点A是第一象限内横坐标为2的一个定点,AC⊥x轴于点M,交直线y=﹣x于点N.若点P是线段ON上的一个动点,∠APB=30°,BA⊥PA,则点P在线段ON上运动时,A点不变,B点随之运动.求当点P 从点O运动到点N时,点B运动的路径长是 _________ .9.(2013•桂林)如图,已知线段AB=10,AC=BD=2,点P 是CD上一动点,分别以AP、PB为边向上、向下作正方形APEF和PHKB,设正方形对角线的交点分别为O1、O2,当点P从点C运动到点D时,线段O1O2中点G的运动路径的长是 _________ .图9 图10 图1110.(2013•竹溪县模拟)如图:已知AB=10,点C、D在线段AB上且AC=DB=1;P是线段CD上的动点,分别以AP、PB为边在线段AB的同侧作等边△AEP和等边△PFB,连结EF,设EF的中点为G;当点P从点C运动到点D时,则点G移动路径的长是 _________ .11.如图,一根长为2米的木棒AB斜靠在墙角处,此时BC为1米,当A点下滑至A'处并且A'C=1米时,木棒AB的中点P运动的路径长为 _________ 米.三.解答题(共1小题)12.(2012•义乌市模拟)如图,边长为4的等边△AOB的顶点O在坐标原点,点A在x轴正半轴上,点B在第一象限.一动点P沿x轴以每秒1个单位长度的速度由点O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.在点P的运动过程中,线段BP的中点为点E,将线段PE绕点P按顺时针方向旋转60°得PC.(1)当点P 运动到线段OA 的中点时,点C 的坐标为 _________ ;(2)在点P 从点O 到点A 的运动过程中,用含t 的代数式表示点C 的坐标;(3)在点P 从点O 到点A 的运动过程中,求出点C 所经过的路径长.《动点路径长专题》参考答案与试题解析一.选择题(共2小题)1.如图,抛物线y=x 2﹣x ﹣与直线y=x ﹣2交于A 、B 两点(点A 在点B 的左侧),动点P从A 点出发,先到达抛物线的对称轴上的某点E ,再到达x 轴上的某点F ,最后运动到点B .若使点P 运动的总路径最短,则点P 运动的总路径的长为( ) A .B .C .D.考点:二次函数综合题.专题:压轴题.分析:首先根据题意求得点A 与B 的坐标,求得抛物线的对称轴,然后作点A 关于抛物线的对称轴x=的对称点A ′,作点B 关于x 轴的对称点B ′,连接A ′B ′,则直线A ′B ′与直线x=的交点是E ,与x 轴的交点是F ,而且易得A ′B ′即是所求的长度.解答:解:如图∵抛物线y=x 2﹣x ﹣与直线y=x ﹣2交于A 、B 两点,∴x 2﹣x ﹣=x ﹣2,解得:x=1或x=,当x=1时,y=x ﹣2=﹣1,当x=时,y=x ﹣2=﹣,∴点A 的坐标为(,﹣),点B 的坐标为(1,﹣1),∵抛物线对称轴方程为:x=﹣=作点A 关于抛物线的对称轴x=的对称点A ′,作点B 关于x 轴的对称点B ′,连接A ′B ′,则直线A ′B ′与对称轴(直线x=)的交点是E ,与x 轴的交点是F ,∴BF=B ′F ,AE=A ′E ,∴点P 运动的最短总路径是AE+EF+FB=A ′E+EF+FB ′=A ′B ′,延长BB ′,AA ′相交于C ,∴A ′C=++(1﹣)=1,B ′C=1+=,∴A ′B ′==.∴点P 运动的总路径的长为.故选A .点评:此题考查了二次函数与一次函数的综合应用.注意找到点P运动的最短路径是解此题的关键,还要注意数形结合与方程思想的应用.2.如图,半径为4的⊙O 中,CD 为直径,弦AB ⊥CD 且过半径OD 的中点,点E 为⊙O 上一动点,CF ⊥AE 于点F .当点E 从点B 出发顺时针运动到点D 时,点F 所经过的路径长为( )A .B .C .D .考圆的综合题.点:专题:压轴题.分析:连接AC ,AO ,由AB ⊥CD ,利用垂径定理得到G 为AB 的中点,由中点的定义确定出OG 的长,在直角三角形AOG 中,由AO 与OG 的长,利用勾股定理求出AG 的长,进而确定出AB 的长,由CO+GO 求出CG 的长,在直角三角形AGC 中,利用勾股定理求出AC 的长,由CF 垂直于AE ,得到三角形ACF 始终为直角三角形,点F 的运动轨迹为以AC 为直径的半径,如图中红线所示,当E 位于点B 时,CG ⊥AE ,此时F 与G 重合;当E 位于D 时,CA ⊥AE ,此时F 与A 重合,可得出当点E 从点B 出发顺时针运动到点D 时,点F 所经过的路径长,在直角三角形ACG 中,利用锐角三角函数定义求出∠ACG 的度数,进而确定出所对圆心角的度数,再由AC 的长求出半径,利用弧长公式即可求出的长,即可求出点F 所经过的路径长.解答:解:连接AC ,AO ,∵AB ⊥CD ,∴G 为AB 的中点,即AG=BG=AB ,∵⊙O 的半径为4,弦AB ⊥CD 且过半径OD 的中点,∴OG=2,∴在Rt △AOG 中,根据勾股定理得:AG==2,∴AB=2AG=4,又∵CG=CO+GO=4+2=6,∴在Rt △AGC 中,根据勾股定理得:AC==4,∵CF ⊥AE ,∴△ACF 始终是直角三角形,点F 的运动轨迹为以AC 为直径的半圆,当E 位于点B 时,CG ⊥AE ,此时F 与G 重合;当E 位于D 时,CA ⊥AE ,此时F 与A 重合,∴当点E 从点B 出发顺时针运动到点D 时,点F 所经过的路径长,在Rt △ACG 中,tan ∠ACG==,∴∠ACG=30°,∴所对圆心角的度数为60°,∵直径AC=4,∴的长为=π,则当点E 从点B 出发顺时针运动到点D 时,点F 所经过的路径长为π.故选C .点评:此题考查了圆的综合题,涉及的知识有:坐标与图形性质,勾股定理,锐角三角函数定义,弧长公式,以及圆周角定理,其中根据题意得到点E 从点B 出发顺时针运动到点D 时,点F 所经过的路径长,是解本题的关键.二.填空题(共9小题)3.(2013•鄂尔多斯)如图,直线y=﹣x+4与两坐标轴交A 、B 两点,点P 为线段OA 上的动点,连接BP ,过点A 作AM 垂直于直线BP ,垂足为M ,当点P 从点O 运动到点A 时,则点M 运动路径的长为  .考点:一次函数综合题.分析:根据直线与两坐标轴交点坐标的特点可得A 、B 两点坐标,由题意可得点M 的路径是以AB 的中点N 为圆心,AB 长的一半为半径的,求出的长度即可.解答:解:∵AM 垂直于直线BP ,∴∠BMA=90°,∴点M 的路径是以AB 的中点N 为圆心,AB 长的一半为半径的,连接ON ,∵直线y=﹣x+4与两坐标轴交A 、B 两点,∴OA=OB=4,∴ON ⊥AB ,∴∠ONA=90°,∵AB==4,∴ON=2,∴=•2=.故答案为:π.点评:本题考查了二次函数的综合题,涉及了两坐标轴交点坐标及点的运动轨迹,难点在于根据∠BMC=90°,判断出点M 的运动路径是解题的关键,同学们要注意培养自己解答综合题的能力.4.如图,半径为2cm ,圆心角为90°的扇形OAB 的上有一运动的点P .从点P 向半径OA 引垂线PH 交OA 于点H .设△OPH 的内心为I ,当点P 在上从点A 运动到点B 时,内心I 所经过的路径长为 .考点:弧长的计算;全等三角形的判定与性质;三角形的内切圆与内心.专题:计算题.分析:如图,连OI ,PI ,AI ,由△OPH 的内心为I ,可得到∠PIO=180°﹣∠IPO ﹣∠IOP=180°﹣(∠HOP+∠OPH )=135°,并且易证△OPI ≌△OAI ,得到∠AIO=∠PIO=135°,所以点I 在以OA 为弦,并且所对的圆周角为135°的一段劣弧上;过A 、I 、O 三点作⊙O ′,如图,连O ′A ,O ′O ,在优弧AO 取点P ,连PA ,PO ,可得∠APO=180°﹣135°=45°,得∠AOO=90°,O ′O=OA=×2=,然后利用弧长公式计算弧OA 的长.解答:解:如图,连OI ,PI ,AI ,∵△OPH 的内心为I ,∴∠IOP=∠IOA ,∠IPO=∠IPH ,∴∠PIO=180°﹣∠IPO ﹣∠IOP=180°﹣(∠HOP+∠OPH ),而PH ⊥OA ,即∠PHO=90°,∴∠PIO=180°﹣(∠HOP+∠OPH )=180°﹣(180°﹣90°)=135°,又∵OP=OA ,OI 公共,而∠IOP=∠IOA ,∴△OPI ≌△OAI ,∴∠AIO=∠PIO=135°,所以点I 在以OA 为弦,并且所对的圆周角为135°的一段劣弧上;过A 、I 、O 三点作⊙O ′,如图,连O ′A ,O ′O ,在优弧AO 取点P ,连PA ,PO ,∵∠AIO=135°,∴∠APO=180°﹣135°=45°,∴∠AOO=90°,而OA=2cm ,∴O ′O=OA=×2=,∴弧OA 的长==(cm ),所以内心I 所经过的路径长为cm .故答案为:cm .点评:本题考查了弧长的计算公式:l=,其中l 表示弧长,n 表示弧所对的圆心角的度数.同时考查了三角形内心的性质、三角形全等的判定与性质、圆周角定理和圆的内接四边形的性质.5.(2011•江西模拟)已知扇形的圆心角为60°,半径为1,将它沿着箭头方向无滑动滚动到O ′A ′B ′位置,①点O 到O ′的路径是OO 1→O 1O 2→O 2O ′;②点O 到O ′的路径是→→;③点O 在O 1→O 2段上运动路线是线段O 1O 2;④点O 到O ′的所经过的路径长为.以上命题正确的是 .考点:旋转的性质;弧长的计算.分圆心O 由O 到O 1的路径是以A 为圆心,以OA 为半径析:的圆弧;由O 1到O 2圆心所经过的路线是线段O 1O 2;由O 2到O ′,圆心经过的路径是:以B ′为圆心,以O ′B ′为半径的圆弧.据此即可判断.解答:解:圆心O 由O 到O 1的路径是以A 为圆心,以OA 为半径的圆弧;由O 1到O 2圆心所经过的路线是线段O 1O 2;由O 2到O ′,圆心经过的路径是:以B ′为圆心,以O ′B ′为半径的圆弧.故正确的是:③④.故答案为:③④.点评:本题主要考查了图形的旋转,正确确定圆心O 经过的路线是解决本题的关键.6.(2013•宁德)如图,在Rt △ABC 纸片中,∠C=90°,AC=BC=4,点P 在AC 上运动,将纸片沿PB 折叠,得到点C 的对应点D (P 在C 点时,点C 的对应点是本身),则折叠过程对应点D 的路径长是 .考翻折变换(折叠问题);弧长的计算.点:分析:根据翻折变换的性质以及△ABC 是等腰直角三角形判断出点D 的路径是以点B 为圆心,以BC 的长为半径的扇形,然后利用弧长公式列式计算即可得解.解答:解:∵∠C=90°,AC=BC ,∴△ABC 是等腰直角三角形,如图,点D 的路径是以点B 为圆心,以BC的长为半径的扇形,路径长==2π.故答案为:2π.点评:本题考查了翻折变换的性质,弧长的计算,判断出点D 的路径是扇形是解题的关键.7.如图,已知AB=10,P 是线段AB 上的动点,分别以AP 、PB 为边在线段AB 的同侧作等边△ACP 和△PDB ,连接CD ,设CD 的中点为G ,当点P 从点A 运动到点B 时,则点G 移动路径的长是 .考点:三角形中位线定理;等边三角形的性质;平行四边形的判定与性质.专题:压轴题.分析:分别延长AC 、BD 交于点H ,易证四边形CPDH 为平行四边形,得出G 为PH 中点,则G 的运行轨迹△HAB的中位线MN ,运用中位线的性质求出MN 的长度即可.解答:解:如图,分别延长AC 、BD 交于点H ,∵∠A=∠DPB=60°,∴AH ∥PD ,∵∠B=∠CPA=60°,∴BH ∥PC ,∴四边形CPDH 为平行四边形,∴CD 与HP 互相平分.∵G 为CD 的中点,∴G 正好为PH 中点,即在P 的运动过程中,G 始终为PH 的中点,所以G 的运行轨迹为△HAB 的中位线MN .∴MN=AB=5,即G 的移动路径长为5.故答案为:5.点评:本题考查了三角形中位线定理及等边三角形的性质,解答本题的关键是作出辅助线,找到点G 移动的规律,判断出其运动路径,综合性较强. 8.(2013•湖州)如图,已知点A 是第一象限内横坐标为2的一个定点,AC ⊥x 轴于点M ,交直线y=﹣x 于点N .若点P 是线段ON 上的一个动点,∠APB=30°,BA ⊥PA ,则点P 在线段ON 上运动时,A点不变,B 点随之运动.求当点P 从点O 运动到点N 时,点B 运动的路径长是 .考点:一次函数综合题.专题:压轴题.分析:(1)首先,需要证明线段B0B n就是点B运动的路径(或轨迹),如答图②所示.利用相似三角形可以证明;(2)其次,如答图①所示,利用相似三角形△AB0B n∽△AON,求出线段B0B n的长度,即点B运动的路径长.解答:解:由题意可知,OM=,点N在直线y=﹣x上,AC⊥x 轴于点M,则△OMN为等腰直角三角形,ON=OM=×=.如答图①所示,设动点P在O点(起点)时,点B的位置为B0,动点P在N点(终点)时,点B的位置为B n,连接B0B n.∵AO⊥AB0,AN⊥AB n,∴∠OAC=∠B0AB n,又∵AB0=AO•tan30°,AB n=AN•tan30°,∴AB0:AO=AB n:AN=tan30°,∴△AB0B n∽△AON,且相似比为tan30°,∴B0B n=ON•tan30°=×=.现在来证明线段B0B n就是点B运动的路径(或轨迹).如答图②所示,当点P 运动至ON 上的任一点时,设其对应的点B 为B i ,连接AP ,AB i ,B0B i.∵AO ⊥AB 0,AP ⊥AB i ,∴∠OAP=∠B 0AB i,又∵AB 0=AO •tan30°,AB i =AP •tan30°,∴AB 0:AO=AB i:AP ,∴△AB 0B i∽△AOP ,∴∠AB 0B i=∠AOP .又∵△AB 0B n ∽△AON ,∴∠AB 0B n=∠AOP ,∴∠AB 0B i =∠AB 0B n,∴点B i 在线段B 0B n 上,即线段B 0B n就是点B 运动的路径(或轨迹).综上所述,点B 运动的路径(或轨迹)是线段B 0B n ,其长度为.故答案为:.点评:本题考查坐标平面内由相似关系确定的点的运动轨迹,难度很大.本题的要点有两个:首先,确定点B 的运动路径是本题的核心,这要求考生有很好的空间想象能力和分析问题的能力;其次,由相似关系求出点B 运动路径的长度,可以大幅简化计算,避免陷入坐标关系的复杂运算之中.9.(2013•桂林)如图,已知线段AB=10,AC=BD=2,点P 是CD 上一动点,分别以AP 、PB 为边向上、向下作正方形APEF 和PHKB ,设正方形对角线的交点分别为O 1、O 2,当点P 从点C 运动到点D 时,线段O 1O 2中点G 的运动路径的长是 .考点:正方形的性质;轨迹.专题:压轴题.分析:根据正方形的性质以及勾股定理即可得出正方形对角线的长,进而得出线段O 1O 2中点G 的运动路径的长.解答:解:如图所示:当P 移动到C 点以及D 点时,得出G 点移动路线是直线,利用正方形的性质即线段O 1O 2中点G的运动路径的长就是O 2O ″的长,∵线段AB=10,AC=BD=2,当P 与C 重合时,以AP 、PB 为边向上、向下作正方形APEF 和PHKB ,∴AP=2,BP=8,则O 1P=,O 2P=4,∴O 2P=O 2B=4,当P ′与D 重合,则P ′B=2,则AP ′=8,∴O ′P ′=4,O ″P ′=,∴H′O ″=BO ″=,∴O 2O ″=4﹣=3.故答案为:3.点评:此题主要考查了正方形的性质以及勾股定理等知识,根据已知得出G 点移动的路线是解题关键.10.(2013•竹溪县模拟)如图:已知AB=10,点C 、D 在线段AB 上且AC=DB=1; P 是线段CD 上的动点,分别以AP 、PB 为边在线段AB 的同侧作等边△AEP 和等边△PFB ,连结EF ,设EF 的中点为G ;当点P 从点C 运动到点D 时,则点G 移动路径的长是 .考点:三角形中位线定理;等边三角形的性质;平行四边形的判定与性质.分析:分别延长AE 、BF 交于点H ,易证四边形EPFH 为平行四边形,得出G 为PH 中点,则G 的运行轨迹为三角形HCD 的中位线MN .再求出CD 的长,运用中位线的性质求出MN 的长度即可.解答:解:如图,分别延长AE 、BF 交于点H ,∵∠A=∠FPB=60°,∴AH ∥PF ,∵∠B=∠EPA=60°,∴BH ∥PE ,∴四边形EPFH 为平行四边形,∴EF 与HP 互相平分.∵G 为EF 的中点,∴G 正好为PH 中点,即在P 的运动过程中,G 始终为PH 的中点,所以G 的运行轨迹为三角形HCD 的中位线MN .∵CD=10﹣1﹣1=8,∴MN=4,即G 的移动路径长为4.故答案为:4.点评:本题考查了三角形中位线定理及等边三角形的性质,解答本题的关键是作出辅助线,找到点G 移动的规律,判断出其运动路径,综合性较强.11.如图,一根长为2米的木棒AB 斜靠在墙角处,此时BC 为1米,当A 点下滑至A'处并且A'C=1米时,木棒AB 的中点P 运动的路径长为 米.考点:勾股定理的应用;弧长的计算.专题:压轴题.分析:先根据三角函数求出∠BAC 的度数,再根据直角三角形的性质得到∠ACP 的度数,同理求出∠B ′CP ′的度数,可得∠PCP ′的度数,再根据弧长的计算公式求解即可.解答:解:连接CP ,CP ′.∵∠ACB=90°,BC=1米,A ′B=2米,∴∠BA ′C=30°,∵P 是木棒AB 的中点,∴PC=PA=1米,∴∠PCA=30°,同理求出∠B ′CP ′=30°,则∠PCP ′=30°,∴木棒AB 的中点P 运动的路径长为:×2π×1=米.故答案为:米.点评:考查了三角函数,直角三角形的性质和弧长的计算公式,木棒AB 的中点P 运动的路径为半径为1的扇形的弧长. 三.解答题(共1小题)12.(2012•义乌市模拟)如图,边长为4的等边△AOB 的顶点O 在坐标原点,点A在x 轴正半轴上,点B 在第一象限.一动点P 沿x 轴以每秒1个单位长度的速度由点O 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.在点P 的运动过程中,线段BP 的中点为点E ,将线段PE 绕点P 按顺时针方向旋转60°得PC .(1)当点P 运动到线段OA 的中点时,点C 的坐标为 ;(2)在点P 从点O 到点A 的运动过程中,用含t 的代数式表示点C 的坐标;(3)在点P 从点O 到点A 的运动过程中,求出点C 所经过的路径长.考点:相似形综合题.分析:(1)过点作CD ⊥x 轴于点D ,先由等边三角形的性质求出P 点坐标及BP 的长,故可得出PE 的长,由图形旋转的性质求出PC=PE 及∠CPD 的度数,再由锐角三角函数的定义即可求出PD 及CD 的长,进而可得出结论;(2)过P 作PD ⊥OB 于点D ,过C 作CF ⊥PA 于点F ,在Rt △OPD 中 PD=OP •sin60°=,由相似三角形的判定定理得出△BPD ∽△PCF ,故可得出CF 及PF 的长,进而可得出C 点坐标;(3)取OA 的中点M ,连接MC ,由(2)得,,由锐角三角函数的定义得出∠CMF=30°,可知点C 在直线MC 上运动.故当点P 在点O 时,点C 与点M重合.当点P 运动到点A 时,点C 的坐标为(5,),由两点间的距离公式即可得出结论.解答:解:(1)如图1,过点作CD ⊥x 轴于点D ,∵△AOB 是等边三角形,P 是OA 的中点,∴P (2,0),BP=OB •sin60°=4×=2,∵E 是BP 的中点,∴PE=,∴PE=PC=,∵∠BPC=60°,∴∠CPA=30°,∴PD=PC •cos30°=×=,CD=PC •sin30°=×=,∴OD=OP+PD=2+=,∴C (,);(2)如图2,过P 作PD ⊥OB 于点D ,过C 作CF ⊥PA 于点F在Rt △OPD 中 PD=OP •sin60°=,∵∠OBP+∠OPB=∠CPF+∠OPB=120°∴∠DBP=∠FPC,∵∠PDB=∠CFP=90°∴△BPD∽△PCF,∴CF=,∴点C的坐标是();(3)取OA的中点M,连接MC,由(2)得,.∴∴∠CMF=30°.∴点C在直线MC上运动.当点P在点O时,点C与点M重合.当点P运动到点A时,点C的坐标为∴点C所经过的路径长为.点评:本题考查的是相似形综合题及旋转的性质、等边三角形的性质,根据题意作出辅助线,构造出直角三角形是解答此题的关键.。