初中解析平行四边形存在的问题
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平行四边形存在性问题【知识储备】①平行四边形是中心对称图形②中心对称图形的性质:对称中心平分中心对称图形内通过该点的任意线段,且使中心对称图形的面积被平分③中点公式: 类型一 几何背景下的平行四边形存在性问题【典题练习】1.(2023•河北二模)如图,在四边形ABCD 中,∠A =∠B =90°,AD =8cm ,BC =6cm ,点P 从点D 出发,以1cm /s 的速度向点A 运动,点M 从点B 同时出发,以相同的速度向点C 运动,当其中一个动点到达端点时,两个动点同时停止运动.设点P 的运动时间为t (单位:s ),下列结论正确的是( )A .当t =3s 时,四边形ABMP 为矩形B .当t =4s 时,四边形CDPM 为平行四边形C .当CD =PM 时,t =3sD .当CD =PM 时,t =3s 或5s【分析】根据题意,表示出DP ,BM ,AP 和CM 的长,当四边形ABMP 为矩形时,根据AP =BM ,列方程求解即可;当四边形CDPM 为平行四边形,根据DP =CM ,列方程求解即可;当CD =PM 时,分两种情况:①四边形CDPM 是平行四边形,②四边形CDPM 是等腰梯形,分别列方程求解即可.【解答】解:根据题意,可得DP =t cm ,BM =t cm ,∵AD =8cm ,BC =6cm ,∴AP =(8﹣t )cm ,CM =(6﹣t )cm ,当四边形ABMP 为矩形时,AP =BM ,即8﹣t =t ,解得t =4,故A 选项不符合题意;当四边形CDPM 为平行四边形,DP =CM ,)2,2),(),,(21212211y y x x P y x B y x A ++坐标为(,则其中点若即t=6﹣t,解得t=3,故B选项不符合题意;当CD=PM时,分两种情况:①四边形CDPM是平行四边形,此时CM=PD,即6﹣t=t,解得t=3,②四边形CDPM是等腰梯形,过点M作MG⊥AD于点G,过点C作CH⊥AD于点H,如图所示:则∠MGP=∠CHD=90°,∵PM=CD,GM=HC,∴△MGP≌△CHD(HL),∴GP=HD,∵AG=AP+GP=8﹣t+,又∵BM=t,∴8﹣t+=t,解得t=5,综上,当CD=PM时,t=3s或5s,故C选项不符合题意,D选项符合题意,故选:D.2.(2023春•盱眙县期末)如图,在▱ABCD中,AB=6cm,AD=10cm,点P在AD边上以每秒1cm的速度从点A向点D运动.点Q在BC边上以每秒4cm的速度从点C出发,在CB之间往返运动.两个点同时出发,当点P到达点D时停止(同时点Q也停止运动),设运动时间为t秒.当5<t<10时,运动时间t为何值时,以P、D、Q、B为顶点的四边形是平行四边形()A.B.8C.4或D.或8【分析】根据P的速度为每秒1cm,可得AP=t cm,从而得到PD=(10﹣t)cm,由四边形ABCD为平行四边形可得出PD∥BQ,结合平行四边形的判定定理可得出当PD=BQ时以P、D、Q、B四点组成的四边形为平行四边形,当5<t<10时,分两种情况考虑,在每种情况中由PD=BQ即可列出关于t的一元一次方程,解之即可得出结论.【解答】解:∵四边形ABCD为平行四边形,∴PD∥BQ.若要以P、D、Q、B四点组成的四边形为平行四边形,则PD=BQ.当5<t≤时,AP=t cm,PD=(10﹣t)cm,CQ=(4t﹣20)cm,BQ=(30﹣4t)cm,∴10﹣t=30﹣4t,解得:t=;当<t≤10时,AP=t cm,PD=(10﹣t)cm,BQ=(4t﹣30)cm,∴10﹣t=4t﹣30,解得:t=8综上所述:当运动时间为秒或8秒时,以P、D、Q、B四点组成的四边形为平行四边形.故选:D.3.(2022春•曹县期中)如图,在平行四边形ABCD中,AC与BD交于点M,点F在AD上,AF=6cm,BF=12cm,∠FBM=∠CBM,点E是BC的中点,若点P以1cm/秒的速度从点A出发,沿AD向点F 运动:点Q同时以2cm/秒的速度从点C出发,沿CB向点B运动,点P运动到F点时停止运动,点Q 也同时停止运动,当点P运动()秒时,以点P、Q、E、F为顶点的四边形是平行四边形.A.2B.3C.3或5D.4或5【分析】由平行四边形的性质可得AD∥BC,AD=BC,由平行线的性质可得BF=DF=12cm,可得AD =AF+DF=18cm=BC,由平行四边形的性质可得PF=EQ,列出方程可求解.【解答】解:∵四边形ABCD是平行四边形∴AD∥BC,AD=BC∴∠ADB=∠MBC,且∠FBM=∠MBC∠ADB=∠FBM∴BF=DF=12cm∴AD=AF+DF=18cm=BC,∵点E是BC的中点∴EC=BC=9cm,∵以点P、Q、E、F为顶点的四边形是平行四边形∴PF=EQ∴6﹣t=9﹣2t,或6﹣t=2t﹣9∴t=3或5故选:C.4.(2023春•大竹县校级期末)如图,平行四边形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,BD=12cm,AC=6cm,点E在线段BO上从点B以1cm/s的速度运动,点F在线段OD上从点O以2cm/s的速度运动.若点E,F同时运动,设运动时间为t秒,当t=时,四边形AECF是平行四边形.【分析】先根据平行四边形的性质求出OB的长,从而得到OE的长,再由平行四边形的性质得到OE=OF进而得到关于t的方程,解方程即可.【解答】解:由题意得OE=OB﹣BE=OB﹣t,OF=2t,∵四边形ABCD是平行四边形,BD=12cm,∴OB=OD=6cm,∴OE=6﹣t,∵四边形AECF是平行四边形,∴OE=OF,∴6﹣t=2t,∴t=2,∴当t=2时,四边形AECF是平行四边形,故答案为:2.5.(2023秋•红山区校级月考)如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,∠B=90°,AD=16cm,AB=12cm,BC=21cm,动点P从点B出发,沿射线BC的方向以每秒2cm的速度向点C运动,动点Q从点A出发,在线段AD上以每秒1cm的速度向点D运动,点P,Q分别从点B,A同时出发,当点P运动到点C时,点Q随之停止运动,设运动的时间t(秒).(1)求DQ、PC的代数表达式;(2)当t为何值时,四边形PQDC是平行四边形;(3)是否存在点P,使△PQD是等腰三角形?若存在,请求出所有满足要求的t的值;若不存在,请说明理由.【分析】(1)根据题意,写出代数表达式即可;(2)根据平行四边形的性质知DQ=CP,分当P从B运动到C时,当P从C运动到B时,两种情况进行求解即可;(3)分PQ=QD、PQ=PD、QD=PD三种情况讨论求出t值即可.【解答】解:(1)根据题意,DQ=(16﹣t)cm,PC=(21﹣2t)cm;(2)∵四边形PQDC是平行四边形,∴DQ=CP,当P从B运动到C时,∵DQ=AD﹣AQ=16﹣t,CP=21﹣2t,∴16﹣t=21﹣2t,解得:t=5,∴当t=5秒时,四边形PQDC是平行四边形;(3)当PQ=PD时,作PH⊥AD于H,则HQ=HD,∵cm,AH=BP,∴,∴.当PQ=QD时,QH=AH﹣AQ=BP﹣AQ=2t﹣t=t cm,QD=(16﹣t)cm,∵QD2=PQ2=t2+122,∴(16﹣t)2=122+t2,解得.当QD=PD时,DH=AD﹣AH=AD﹣BP=16﹣2t,∵QD2=PD2=PH2+HD2=122+16﹣2t)2,∴(16﹣t)2=122+(16﹣2t)2,即3t2﹣32t+144=0,∵Δ=(﹣32)2﹣4×3×144=﹣704<0,∴方程无实根,综上可知,当秒或秒时,△PQD是等腰三角形.6.(2023春•和平区校级月考)已知▱ABCD中,一动点P在AD边上,以每秒1cm的速度从点A向点D 运动.(1)如图1,运动过程中,若BP平分∠ABC,且满足AB=BP,求∠ABC的度数.(2)如图2,在(1)的条件下,连结CP并延长,与AB的延长线交于点F,连结DF,若CD=2cm,直接写出:△DPF的面积为cm2.(3)如图3,另一动点Q在BC边上,以每秒4cm的速度从点C出发,在BC间往返运动,两个点同时出发,当点P停止运动时Q点也停止,设运动时间为t(t>0),若AD=12cm,则t=秒时,以P、D、Q、B为顶点的四边形是平行四边形.【分析】(1)可证AB=AP,从而可证AB=BP=AP,即可求解;(2)设边CD上的高为h1,边BC上的高为h2,,可得S△DPF=S△P AB,即可求解;(3)当PD=BQ时,四边形PDBQ是平行四边形,进行分类讨论:①当12﹣t=12﹣4t时,②当12﹣t =24﹣4t时,③当12﹣t=4t﹣12时,④当12﹣t=4t﹣24时,⑤当12﹣t=36﹣4t时,⑥当12﹣t=4t﹣36时,即可求解.【解答】解:(1)∵四边形ABCD是平行四边形,∴AD∥BC,∴∠APB=∠CBP,∵BP平分∠ABC,∴∠ABP=∠CBP,∴∠ABP=∠APB,∴AB=AP,∵AB=BP,∴AB=BP=AP,∴△ABP是等边三角形,∴∠ABP=60°,∴∠ABC=120°.(2)如图,设边CD上的高为h1,边BC上的高为h2,,∵四边形ABCD是平行四边形,∴S△CDF=•CD=S▱ABCD,S△PBC=h2•BC=S▱ABCD,∴S△PBC=S△CDF=S▱ABCD,∴S△PCD+S△DPF=S▱ABCD,∴S△P AB+S△PCD=S▱ABCD,∴S△PCD+S△DPF=S△P AB+S△PCD,∴S△DPF=S△P AB,∵△ABP是等边三角形,∴S△DPF=S△P AB==3,故答案为:;(3)∵PD∥BQ,∴当PD=BQ时,四边形PDBQ是平行四边形,∵(s),∴0≤t<12,①当12﹣t=12﹣4t时,解得:t=0(不合题意,舍去);此时当P与A重合,Q与C重合;②当12﹣t=24﹣4t时,解得:t=4;③当12﹣t=4t﹣12时,解得:t=4.8;④当12﹣t=4t﹣24时,解得:t=7.2;⑤当12﹣t=36﹣4t时,解得:t=8;⑥当12﹣t=4t﹣36时,解得:t=9.6;综上所述:t为4秒或4.8秒或7.2秒或8秒或9.6秒.类型二“三定一动”求平行四边形的顶点坐标当平面直角坐标系中有3个定点,找第4个点形成平行四边形时:①设第4个点的坐标②以3个定点组成的3条线段为对角线分类讨论③以中心对称图形的性质为等量关系列式求解例,如图所示,平面直角坐标系内有A、B、C三点,在平面内找第4个点,构成平行四边形;【典题练习】7.(2022春•西双版纳期末)在平面直角坐标系中,点A、B、C的坐标分别是A(0,1),B(1,0),C(3,1),若以A,B,C,D为顶点的四边形是平行四边形,那么点D的坐标是.【分析】分三种情况:①BC为对角线时,②AB为对角线时,③AC为对角线时;由平行四边形的性质容易得出点D的坐标.【解答】解:分三种情况:①BC为对角线时,点D的坐标为(4,0);②AB为对角线时,点D的坐标为(﹣2,0)③AC为对角线时,点D的坐标为(2,2)综上所述,点D的坐标是(﹣2,0)或(4,0)或(2,2);故答案为:(4,0)或(﹣2,0)或(2,2).8.(2018春•大邑县期末)如图,在平面直角坐标系中,A(﹣2,3),B(﹣5,1),C(﹣1,0).(1)在图中作出△ABC关于x轴的对称图形△A1B1C1;(2)在图中作出△ABC关于y轴的对称图形△A2B2C2;(3)若以点A,B,C,D为顶点的四边形为平行四边形时,请直接写出满足条件的点D的坐标.【分析】(1)根据关于x轴对称的点的坐标特征写出A1、B1、C1的坐标,然后描点即可得到△A1B1C1;(2)根据关于y轴对称的点的坐标特征写出A2、B2、C2的坐标,然后描点即可得到△A2B2C2;(3)分别以AB、BC、AC为对角线画平行四边形可得到D点坐标.【解答】解:(1)如图,△A11C1为所作;(2如图,△A2B2C2为所作;(3)满足条件的点D的坐标为(2,2)或(﹣4,﹣2)或(﹣6,4).9.(2023春•凤山县期末)如图,在平面直角坐标系中,已知Rt△AOB的两直角边OA,OB分别在x轴的负半轴和y轴的正半轴上,且OA,OB的长满足|OA﹣8|+(OB﹣6)2=0,∠ABO的平分线交x轴于点C,过点C作AB的垂线,垂足为点D,交y轴于点E.(1)求直线AB的解析式;(2)若△ABC的面积为15,求点C的坐标;(3)在(2)的条件下,在坐标平面内是否存在点P,使以O,C,E,P为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.【分析】(1)根据绝对值和完全平方式的非负性得出OA和OB的值,然后确定A点和B点的坐标,用待定系数法求出直线AB的解析式即可;(2)根据△ABC的面积为15,得出AC的长,确定C点的坐标即可;(3)分情况根据平行四边形的性质分别求出P点的坐标即可.【解答】解:(1)∵|OA﹣8|+(OB﹣6)2=0,∴OA=8,OB=6,∴A(﹣8,0),B(0,6),设直线AB的解析式为y=kx+b,代入A点和B点的坐标得,解得,∴直线AB的解析式为y=;(2)∵△ABC的面积为15,∴AC•OB=15,即AC×6=15,∴AC=5,∵OA=8,∴OC=OA﹣AC=8﹣5=3,即C(﹣3,0);(3)存在,∵D点在直线AB上,设D(a,a+6),∵BC平分∠ABO,∴CD=OC,即=3,解得a=﹣,∴D(﹣,),设直线DE的解析式为y=sx+t,∴,解得,∴直线DE的解析式为y=﹣x﹣4,∴E(0,﹣4),设点P的坐标为(m,n),①以CE为对角线时,此时以O,C,E,P为顶点的四边形是矩形,∵O(0,0),C(﹣3,0),E(0,﹣4),∴P(﹣3,﹣4);②以OE为对角线时,由平行四边形对角线互相平分可知,,解得,即P'(3,﹣4);③以OC为对角线时,由平行四边形对角线互相平分可知,,解得,即P''(﹣3,4);综上所述,符合条件的P点坐标为(﹣3,﹣4)或(3,﹣4)或(﹣3,4).类型三“两定两动”求平行四边形的顶点坐标当坐标系中有2个定点,且另外两个动点均在特殊的位置上时,方法策略同类型二。
专题6 二次函数与平行四边形存在性问题以二次函数为载体的平行四边形存在性问题是中考的热点难点之一,其图形复杂,知识覆盖面广,综合性较强,对学生分析问题和解决问题的能力要求高.对这类题,常规解法是先画出平行四边形,再依据“平行四边形的一组对边平行且相等”或“平行四边形的对角线互相平分”来解决.由于先要画出草图,若考虑不周,很容易漏解.解决抛物线中的平行四边形存在性问题,常用的结论和方法有:线段中点坐标公式、平行四边形顶点坐标公式、画平行四边形.1. 平面直角坐标系中,点 A 的坐标是11(,)x y ,点B 的坐标是22(,)x y ,则线段AB 的中点坐标是1212(,)22x x y y ++. 2. 平行四边形ABCD 的顶点坐标分别为(,)A A x y 、(,)B B x y 、(,)C C x y 、(,)D D x y ,则A C B D x x x x +=+,A CB D y y y y +=+.3.已知不在同一直线上的三点A、B、C,在平面内找到一个点D,使以A、B、C、D为顶点的四边形是平行四边形,有三种情况:【例1】(2020•甘孜州)如图,在平面直角坐标系xOy中,直线y=kx+3分别交x轴、y轴于A,B两点,经过A,B两点的抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴的正半轴相交于点C(1,0).(1)求抛物线的解析式;(2)若P为线段AB上一点,∠APO=∠ACB,求AP的长;(3)在(2)的条件下,设M是y轴上一点,试问:抛物线上是否存在点N,使得以A,P,M,N为顶点的四边形为平行四边形?若存在,求出点N的坐标;若不存在,请说明理由.【分析】(1)利用待定系数法解决问题即可.(2)求出AB ,OA ,AC ,利用相似三角形的性质求解即可.(3)分两种情形:①P A 为平行四边形的边时,点M 的横坐标可以为±2,求出点M 的坐标即可解决问题.②当AP 为平行四边形的对角线时,点M ″的横坐标为﹣4,求出点M ″的坐标即可解决问题.【解析】(1)∵直线y =kx +3分别交y 轴于B ,令x =0,得到y =3,∴B (0,3)由题意抛物线经过B (0,3),C (1,0),∴{c =3−1+b +c =0, 解得,{b =−2c =3, ∴抛物线的解析式为y =﹣x 2﹣2x +3;(2)对于抛物线y =﹣x 2﹣2x +3,令y =0,解得x =﹣3或1,∴A (﹣3,0),∵B (0,3),C (1,0),∴OA =OB =3,OC =1,AB =3√2,∵∠APO =∠ACB ,∠P AO =∠CAB ,∴△P AO ∽△CAB ,∴AP AC =AO AB , ∴AP 4=3√2, ∴AP =2√2.(3)由(2)可知,P (﹣1,2),AP =2√2,①当AP 为平行四边形的边时,点N 的横坐标为2或﹣2,∴N (﹣2,3),N ′(2,﹣5),②当AP 为平行四边形的对角线时,点N ″的横坐标为﹣4,∴N ″(﹣4,﹣5),综上所述,满足条件的点N 的坐标为(﹣2,3)或(2,﹣5)或(﹣4,﹣5).【点评】本题考查二次函数综合题,考查了待定系数法,相似三角形的判定和性质,平行四边形的判定和性质等知识,解题的关键是学会用分类讨论的思想思考问题,属于中考压轴题.【例2】(2020•天水)如图所示,拋物线y =ax 2+bx +c (a ≠0)与x 轴交于A 、B 两点,与y 轴交于点C ,且点A 的坐标为A (﹣2,0),点C 的坐标为C (0,6),对称轴为直线x =1.点D 是抛物线上一个动点,设点D 的横坐标为m (1<m <4),连接AC ,BC ,DC ,DB .(1)求抛物线的函数表达式;(2)当△BCD 的面积等于△AOC 的面积的34时,求m 的值; (3)在(2)的条件下,若点M 是x 轴上一动点,点N 是抛物线上一动点,试判断是否存在这样的点M ,使得以点B ,D ,M ,N 为顶点的四边形是平行四边形.若存在,请直接写出点M 的坐标;若不存在,请说明理由.【分析】(1)由题意得出方程组,解方程组即可;(2)过点D 作DE ⊥x 轴于E ,交BC 于G ,过点C 作CF ⊥ED 交ED 的延长线于F ,求出点B 的坐标为(4,0),由待定系数法求出直线BC 的函数表达式为y =−32x +6,则点D 的坐标为(m ,−34m 2+32m +6),点G 的坐标为(m ,−32m +6),求出S △BCD =−32m 2+6m =92,解方程即可;(3)求出点D 的坐标为(3,154),分三种情况,①当DB 为对角线时,证出DN ∥x 轴,则点D 与点N关于直线x =1对称,得出N (﹣1,154)求出BM =4,即可得出答案;②当DM 为对角线时,由①得N (﹣1,154),DN =4,由平行四边形的性质得出DN =BM =4,进而得出答案; ③当DN 为对角线时,点D 与点N 的纵坐标互为相反数,N (1+√14,−154)或N (1−√14,−154),再分两种情况解答即可.【解析】(1)由题意得:{−b 2a =14a −2b +c =0c =6, 解得:{ a =−34b =32c =6, ∴抛物线的函数表达式为:y =−34x 2+32x +6; (2)过点D 作DE ⊥x 轴于E ,交BC 于G ,过点C 作CF ⊥ED 交ED 的延长线于F ,如图1所示: ∵点A 的坐标为(﹣2,0),点C 的坐标为(0,6),∴OA =2,OC =6,∴S △AOC =12OA •OC =12×2×6=6,∴S △BCD =34S △AOC =34×6=92,当y =0时,−34x 2+32x +6=0,解得:x 1=﹣2,x 2=4,∴点B 的坐标为(4,0),设直线BC 的函数表达式为:y =kx +n ,则{0=4k +n 6=n, 解得:{k =−32n =6, ∴直线BC 的函数表达式为:y =−32x +6,∵点D 的横坐标为m (1<m <4),∴点D 的坐标为:(m ,−34m 2+32m +6),点G 的坐标为:(m ,−32m +6),∴DG =−34m 2+32m +6﹣(−32m +6)=−34m 2+3m ,CF =m ,BE =4﹣m ,∴S △BCD =S △CDG +S △BDG =12DG •CF +12DG •BE =12DG ×(CF +BE )=12×(−34m 2+3m )×(m +4﹣m )=−32m 2+6m ,∴−32m 2+6m =92,解得:m 1=1(不合题意舍去),m 2=3,∴m 的值为3;(3)由(2)得:m =3,−34m 2+32m +6=−34×32+32×3+6=154, ∴点D 的坐标为:(3,154), 分三种情况讨论:①当DB 为对角线时,如图2所示:∵四边形BDNM 是平行四边形,∴DN ∥BM ,∴DN ∥x 轴,∴点D 与点N 关于直线x =1对称,∴N (﹣1,154),∴DN =3﹣(﹣1)=4,∴BM =4,∵B (4,0),∴M (8,0);②当DM 为对角线时,如图3所示:由①得:N (﹣1,154),DN =4,∵四边形BDNM 是平行四边形,∴DN =BM =4,∵B (4,0),∴M (0,0);③当DN 为对角线时,∵四边形BDNM 是平行四边形,∴DM =BN ,DM ∥BN ,∴∠DMB =∠MBN ,∴点D 与点N 的纵坐标互为相反数,∵点D (3,154),∴点N 的纵坐标为:−154, 将y =−154代入y =−34x 2+32x +6中, 得:−34x 2+32x +6=−154, 解得:x 1=1+√14,x 2=1−√14,当x =1+√14时,如图4所示:则N (1+√14,−154), 分别过点D 、N 作x 轴的垂线,垂足分别为E 、Q ,在Rt △DEM 和Rt △NQB 中,{DM =BN DE =NQ, ∴Rt △DEM ≌Rt △NQB (HL ),∴BQ =EM ,∵BQ =1+√14−4=√14−3,∴EM=√14−3,∵E(3,0),∴M(√14,0);当x=1−√14时,如图5所示:则N(1−√14,−15 4),同理得点M(−√14,0);综上所述,点M的坐标为(8,0)或(0,0)或(√14,0)或(−√14,0).【点评】本题是二次函数综合题目,考查了待定系数法求函数的解析式、坐标与图形性质、平行四边形的性质、全等三角形的判定与性质等知识;本题综合性强,有一定难度.【例3】(2020•青海)如图1(注:与图2完全相同)所示,抛物线y=−12x2+bx+c经过B、D两点,与x轴的另一个交点为A,与y轴相交于点C.(1)求抛物线的解析式.(2)设抛物线的顶点为M,求四边形ABMC的面积.(请在图1中探索)(3)设点Q在y轴上,点P在抛物线上.要使以点A、B、P、Q为顶点的四边形是平行四边形,求所有满足条件的点P的坐标.(请在图2中探索)【分析】(1)用待定系数法解答便可;(2)求出抛物线与坐标轴的交点A、C坐标及抛物线顶点M的坐标,再将四边形ABMC的面积分为三角形的面积的和,进行计算便可;(3)分两种情况:AB为平行四边形的边;AB为平行四边形的对角线.分别解答便可.【解析】(1)把B (3,0)和D (﹣2,−52)代入抛物线的解析式得, {−92+3b +c =0−2−2b +c =−52, 解得,{b =1c =32, ∴抛物线的解析式为:y =−12x 2+x +32;(2)令x =0,得y =−12x 2+x +32=32, ∴C(0,32),令y =0,得y =−12x 2+x +32=0, 解得,x =﹣1,或x =3,∴A (﹣1,0),∵y =−12x 2+x +32=−12(x −1)2+2, ∴M (1,2),∴S 四边形ABMC =S △AOC +S △COM +S △MOB=12OA ⋅OC +12OC ⋅x M +12OB ⋅y M=12×1×32+12×32×1+12×3×2=92;(3)设Q (0,n ),①当AB 为平行四边形的边时,有AB ∥PQ ,AB =PQ , a ).P 点在Q 点左边时,则P (﹣4,n ),把P (﹣4,n )代入y =−12x 2+x +32,得n =−212,∴P (﹣4,−212); ②当AB 为平行四边形的边时,有AB ∥PQ ,AB =PQ , 当P 点在Q 点右边时,则P (4,n ), 把P (4,n )代入y =−12x 2+x +32,得 n =−52, ∴P (4,−52);③当AB 为平行四边形的对角线时,如图2,AB 与PQ 交于点E , 则E (1,0), ∵PE =QE , ∴P (2,﹣n ),把P (2,﹣n )代入y =−12x 2+x +32,得 ﹣n =32, ∴n =−32, ∴P (2,32).综上,满足条件的P 点坐标为:(﹣4,−212)或(4,−52)或(2,32).【点评】本题是二次函数的综合题,主要考查了待定系数法,二次函数的图象与性质,四边形的面积计算,平行四边形的性质,第(2)题关键是把四边形分割成三角形进行解答,第(3)题关键是分情况讨论.【例4】(2020•玉林)如图,已知抛物线:y 1=﹣x 2﹣2x +3与x 轴交于A ,B 两点(A 在B 的左侧),与y 轴交于点C .(1)直接写出点A ,B ,C 的坐标;(2)将抛物线y1经过向右与向下平移,使得到的抛物线y2与x轴交于B,B'两点(B'在B的右侧),顶点D的对应点为点D',若∠BD'B'=90°,求点B'的坐标及抛物线y2的解析式;(3)在(2)的条件下,若点Q在x轴上,则在抛物线y1或y2上是否存在点P,使以B′,C,Q,P 为顶点的四边形是平行四边形?如果存在,求出所有符合条件的点P的坐标;如果不存在,请说明理由.【分析】(1)令x=0或y1=0,解方程可得结论.(2)设平移后的抛物线的解析式为y2=﹣(x﹣a)2+b,如图1中,过点D′作D′H⊥OB′于H.,连接BD′,B′D′.构建方程组解决问题即可.(3)观察图象可知,当点P的纵坐标为3或﹣3时,存在满足条件的平行四边形.分别令y1和y2等于3或﹣3,解方程即可解决问题.【解析】(1)对于y1=﹣x2﹣2x+3,令y1=0,得到﹣x2﹣2x+3=0,解得x=﹣3或1,∴A(﹣3,0),B(1,0),令x=0,得到y1=3,∴C(0,3).(2)设平移后的抛物线的解析式为y2=﹣(x﹣a)2+b,如图1中,过点D′作D′H⊥OB′于H,连接BD′.∵D′是抛物线的顶点,∴D′B=D′B′,D′(a,b),∵∠BD′B′=90°,D′H⊥BB′,∴BH=HB′,∴D′H=BH=HB′=b,∴a=1+b,又∵y2=﹣(x﹣a)2+b,经过B(1,0),∴b=(1﹣a)2,解得a=2或1(不合题意舍弃),b=1,∴B′(3,0),y2=﹣(x﹣2)2+1=﹣x2+4x﹣3.(3)如图2中,观察图象可知,当点P的纵坐标为3或﹣3时,存在满足条件的平行四边形.对于y1=﹣x2﹣2x+3,令y1=3,x2+2x=0,解得x=0或﹣2,可得P1(﹣2,3),令y1=﹣3,则x2+2x﹣6=0,解得x=﹣1±√7,可得P2(﹣1−√7,﹣3),P3(﹣1+√7,﹣3),对于y2=﹣x2+4x﹣3,令y2=3,方程无解,令y2=﹣3,则x2﹣4x=0,解得x=0或4,可得P4(0,﹣3),P5(4,﹣3),综上所述,满足条件的点P的坐标为(﹣2,3)或(﹣1−√7,﹣3)或(﹣1+√7,﹣3)或(0,﹣3)或(4,﹣3).【点评】本题属于二次函数综合题,考查了二次函数的性质,平行四边形的判定和性质,等腰直角三角形的性质等知识,解题的关键是学会利用参数构建方程组解决问题,学会用分类讨论的思想思考问题,属于中考压轴题.【例5】(2020•绵阳)如图,抛物线过点A (0,1)和C ,顶点为D ,直线AC 与抛物线的对称轴BD 的交点为B (√3,0),平行于y 轴的直线EF 与抛物线交于点E ,与直线AC 交于点F ,点F 的横坐标为4√33,四边形BDEF 为平行四边形.(1)求点F 的坐标及抛物线的解析式;(2)若点P 为抛物线上的动点,且在直线AC 上方,当△P AB 面积最大时,求点P 的坐标及△P AB 面积的最大值;(3)在抛物线的对称轴上取一点Q ,同时在抛物线上取一点R ,使以AC 为一边且以A ,C ,Q ,R 为顶点的四边形为平行四边形,求点Q 和点R 的坐标.【分析】(1)由待定系数法求出直线AB 的解析式为y =−√33x +1,求出F 点的坐标,由平行四边形的性质得出﹣3a +1=163a ﹣8a +1﹣(−13),求出a 的值,则可得出答案; (2)设P (n ,﹣n 2+2√3n +1),作PP '⊥x 轴交AC 于点P ',则P '(n ,−√33n +1),得出PP '=﹣n 2+73√3n ,由二次函数的性质可得出答案;(3)联立直线AC 和抛物线解析式求出C (73√3,−43),设Q (√3,m ),分两种情况:①当AQ 为对角线时,②当AR 为对角线时,分别求出点Q 和R 的坐标即可. 【解析】(1)设抛物线的解析式为y =ax 2+bx +c (a ≠0), ∵A (0,1),B (√3,0), 设直线AB 的解析式为y =kx +m , ∴{√3k +m =0m =1,解得{k =−√33m =1,∴直线AB 的解析式为y =−√33x +1,∵点F 的横坐标为4√33,∴F 点纵坐标为−√33×4√33+1=−13, ∴F 点的坐标为(43√3,−13), 又∵点A 在抛物线上, ∴c =1,对称轴为:x =−b2a =√3, ∴b =﹣2√3a ,∴解析式化为:y =ax 2﹣2√3ax +1, ∵四边形DBFE 为平行四边形. ∴BD =EF , ∴﹣3a +1=163a ﹣8a +1﹣(−13), 解得a =﹣1,∴抛物线的解析式为y =﹣x 2+2√3x +1;(2)设P (n ,﹣n 2+2√3n +1),作PP '⊥x 轴交AC 于点P ',则P '(n ,−√33n +1), ∴PP '=﹣n 2+73√3n ,S △ABP =12OB •PP '=−√32n 2+72n =−√32(n −76√3)2+4924√3, ∴当n =76√3时,△ABP 的面积最大为4924√3,此时P (76√3,4712). (3)∵{y =−√33x +1y =−x 2+2√3x +1,∴x =0或x =73√3, ∴C (73√3,−43), 设Q (√3,m ), ①当AQ 为对角线时, ∴R (−43√3,m +73),∵R 在抛物线y =−(x −√3)2+4上, ∴m +73=−(−43√3−√3)2+4,解得m =−443,∴Q (√3,−443),R (−43√3,−373); ②当AR 为对角线时, ∴R (103√3,m −73), ∵R 在抛物线y =−(x −√3)2+4上, ∴m −73=−(103√3−√3)2+4, 解得m =﹣10, ∴Q (√3,﹣10),R (103√3,−373).综上所述,Q (√3,−443),R (−43√3,−373);或Q (√3,﹣10),R (103√3,−373).【点评】本题是二次函数综合题,考查了待定系数法,二次函数的性质,二次函数图象上点的坐标特征,平行四边形的性质等知识,熟练掌握二次函数的性质及方程思想,分类讨论思想是解题的关键. 【例6】(2020•雅安)已知二次函数y =ax 2+2x +c (a ≠0)的图象与x 轴交于A 、B (1,0)两点,与y 轴交于点C (0,﹣3),(1)求二次函数的表达式及A 点坐标;(2)D 是二次函数图象上位于第三象限内的点,求点D 到直线AC 的距离取得最大值时点D 的坐标; (3)M 是二次函数图象对称轴上的点,在二次函数图象上是否存在点N ,使以M 、N 、B 、O 为顶点的四边形是平行四边形?若有,请写出点N 的坐标(不写求解过程).【分析】(1)利用待定系数法解决问题即可.(2)如图1中连接AD ,CD .由题意点D 到直线AC 的距离取得最大,推出此时△DAC 的面积最大.过点D 作x 轴的垂线交AC 于点G ,设点D 的坐标为(x ,x 2+2x ﹣3),则G (x ,﹣x ﹣3),推出DG =﹣x ﹣3﹣(x 2+2x ﹣3)=﹣x ﹣3﹣x 2﹣2x +3=﹣x 2﹣3x ,利用二次函数的性质求解即可. (3)分两种情形:OB 是平行四边形的边或对角线分别求解即可. 【解析】(1)把B (1,0),C (0,﹣3)代入y =ax 2+2x +c 则有{c =−3a +2+c =0,解得{a =1c =−3,∴二次函数的解析式为y =x 2+2x ﹣3,令y =0,得到x 2+2x ﹣3=0,解得x =﹣3或1, ∴A (﹣3,0).(2)如图1中连接AD ,CD . ∵点D 到直线AC 的距离取得最大, ∴此时△DAC 的面积最大, 设直线AC 解析式为:y =kx +b , ∵A (﹣3,0),C (0,﹣3), ∴{b =−3−3k +b =0, 解得,{k =−1b =−3,∴直线AC 的解析式为y =﹣x ﹣3,过点D 作x 轴的垂线交AC 于点G ,设点D 的坐标为(x ,x 2+2x ﹣3),则G(x,﹣x﹣3),∵点D在第三象限,∴DG=﹣x﹣3﹣(x2+2x﹣3)=﹣x﹣3﹣x2﹣2x+3=﹣x2﹣3x,∴S△ACD=12•DG•OA=12(﹣x2﹣3x)×3=−32x2−92x=−32(x+32)2+278,∴当x=−32时,S最大=278,点D(−32,−154),∴点D到直线AC的距离取得最大时,D(−32,−154).(3)如图2中,当OB是平行四边形的边时,OB=MN=1,OB∥MN,可得N(﹣2,﹣3)或N′(0,﹣3),当OB为对角线时,点N″的横坐标为2,x=2时,y=4+4﹣3=5,∴N″(2,5).综上所述,满足条件的点N的坐标为(﹣2,﹣3)或(0,﹣3)或(2,5).【点评】本题考查待定系数法求二次函数解析式、二次函数的性质、二次函数的最值,解答本题的关键是明确题意,利用二次函数的性质和数形结合的思想解答.1.(2020•齐齐哈尔)综合与探究在平面直角坐标系中,抛物线y=12x2+bx+c经过点A(﹣4,0),点M为抛物线的顶点,点B在y轴上,且OA=OB,直线AB与抛物线在第一象限交于点C(2,6),如图①.(1)求抛物线的解析式;(2)直线AB的函数解析式为y=x+4,点M的坐标为(﹣2,﹣2),cos∠ABO=√22;连接OC,若过点O的直线交线段AC于点P,将△AOC的面积分成1:2的两部分,则点P的坐标为(﹣2,2)或(0,4);(3)在y轴上找一点Q,使得△AMQ的周长最小.具体作法如图②,作点A关于y轴的对称点A',连接MA'交y轴于点Q,连接AM、AQ,此时△AMQ的周长最小.请求出点Q的坐标;(4)在坐标平面内是否存在点N,使以点A、O、C、N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出点N的坐标;若不存在,请说明理由.【分析】(1)将点A 、C 的坐标代入抛物线表达式即可求解;(2)点A (﹣4,0),OB =OA =4,故点B (0,4),即可求出AB 的表达式;OP 将△AOC 的面积分成1:2的两部分,则AP =13AC 或23AC ,即可求解;(3)△AMQ 的周长=AM +AQ +MQ =AM +A ′M 最小,即可求解; (4)分AC 是边、AC 是对角线两种情况,分别求解即可.【解析】(1)将点A 、C 的坐标代入抛物线表达式得:{12×16−4b +c =012×4+2b +c =6,解得{b =2c =0,故抛物线的表达式为:y =12x 2+2x ;(2)点A (﹣4,0),OB =OA =4,故点B (0,4), 设直线AB 的解析式为y =kx +4, 将点A 坐标代入得,﹣4k +4=0, ∴k =1.∴直线AB 的表达式为:y =x +4; 则∠ABO =45°,故cos ∠ABO =√22;对于y =12x 2+2x ,函数的对称轴为x =﹣2,故点M (﹣2,﹣2); OP 将△AOC 的面积分成1:2的两部分,则AP =13AC 或23AC ,则y P y C=13或23,即y P 6=13或23,解得:y P =2或4,故点P (﹣2,2)或(0,4); 故答案为:y =x +4;(﹣2,﹣2);√22;(﹣2,2)或(0,4);(3)△AMQ 的周长=AM +AQ +MQ =AM +A ′M 最小, 点A ′(4,0),设直线A ′M 的表达式为:y =kx +b ,则{4k +b =0−2k +b =−2,解得{k =13b =−43, 故直线A ′M 的表达式为:y =13x −43,令x=0,则y=−43,故点Q(0,−43);(4)存在,理由:设点N(m,n),而点A、C、O的坐标分别为(﹣4,0)、(2,6)、(0,0),①当AC是边时,点A向右平移6个单位向上平移6个单位得到点C,同样点O(N)向右平移6个单位向上平移6个单位得到点N(O),即0±6=m,0±6=n,解得:m=n=±6,故点N(6,6)或(﹣6,﹣6);②当AC是对角线时,由中点公式得:﹣4+2=m+0,6+0=n+0,解得:m=﹣2,n=6,故点N(﹣2,6);综上,点N的坐标为(6,6)或(﹣6,﹣6)或(﹣2,6).【点评】本题考查的是二次函数综合运用,涉及到一次函数的性质、平行四边形的性质、图形的平移、面积的计算等,其中(4),要注意分类求解,避免遗漏.2.(2020•平顶山二模)如图,已知二次函数y=−38x2+bx+c的图象与x轴交于点A、C,与y轴交于点B,直线y=34x+3经过A、B两点.(1)求b、c的值.(2)若点P是直线AB上方抛物线上的一动点,过点P作PF⊥x轴于点F,交直线AB于点D,求线段PD的最大值.(3)在(2)的结论下,连接CD,点Q是抛物线对称轴上的一动点,在抛物线上是否存在点G,使得以C、D、G、Q为顶点的四边形是平行四边形,若存在,请直接写出点G的坐标;若不存在,请说明理由.【分析】(1)由直线AB 的解析式可求出点A ,B 的坐标,将A ,B 两点的坐标代入y =−38x 2+bx +c 可得出答案;(2)设点P (m ,−38m 2−34m +3),则D (m ,34m +3),可得出PD =−38m 2−32m ,由二次函数的性质可得出答案;(3)分类讨论,一是当CD 为平行四边形对角线时,二是当CD 为平行四边形一边时,利用中点坐标公式及平移规律即可求出点G 的坐标.【解析】(1)∵直线y =34x +3经过A 、B 两点. ∴当x =0时,y =3,当y =0时,x =﹣4,∴直线y =34x +3与坐标轴的交点坐标为A (﹣4,0),B (0,3).分别将x =0,y =3,x =﹣4,y =0代入y =−38x 2+bx +c 得,{c =30=−38×(−4)2−4b +c , 解得,b =−34,c =3,(2)由(1)得y =−38x 2−34x +3,设点P (m ,−38m 2−34m +3),则D (m ,34m +3),∴PD =−38m 2−34m +3−(34m +3)=−38m 2−32m =−38(m +2)2+32, ∴当m =﹣2时,PD 最大,最大值是32.(3)存在点G ,使得以C 、D 、G 、Q 为顶点的四边形是平行四边形,G 点的坐标为(1,158)或(3,−218)或(−5,−218); ∵y =−38x 2−34x +3, ∴y =0时,x =﹣4或x =2, ∴C (2,0),由(2)可知D (﹣2,32),抛物线的对称轴为x =﹣1,设G (n ,−38n 2−34n +3),Q (﹣1,p ),CD 与y 轴交于点E ,E 为CD 的中点, ①当CD 为对角线时, n +(﹣1)=0, ∴n =1, 此时G (1,158).②当CD 为边时,若点G 在点Q 上边,则n +4=﹣1,则n =﹣5,此时点G 的坐标为(﹣5,−218). 若点G 在点Q 上边,则﹣1+4=n ,则n =3,此时点G 的坐标为(3,−218).综合以上可得使得以C 、D 、G 、Q 为顶点的四边形是平行四边形的G 点的坐标为(1,158)或(3,−218)或(−5,−218);【点评】本题是二次函数综合题,考查了二次函数的有关性质、一次函数的性质、平行四边形的判定和性质,熟练掌握二次函数的性质是解题的关键.3.(2020•菏泽)如图,抛物线y =ax 2+bx ﹣6与x 轴相交于A ,B 两点,与y 轴相交于点C ,OA =2,OB =4,直线l 是抛物线的对称轴,在直线l 右侧的抛物线上有一动点D ,连接AD ,BD ,BC ,CD . (1)求抛物线的函数表达式;(2)若点D 在x 轴的下方,当△BCD 的面积是92时,求△ABD 的面积;(3)在(2)的条件下,点M 是x 轴上一点,点N 是抛物线上一动点,是否存在点N ,使得以点B ,D ,M ,N 为顶点,以BD 为一边的四边形是平行四边形,若存在,求出点N 的坐标;若不存在,请说明理由.【分析】(1)根据OA =2,OB =4确定点A 和B 的坐标,代入抛物线的解析式列方程组解出即可; (2)如图1,过D 作DG ⊥x 轴于G ,交BC 于H ,利用待定系数法求直线BC 的解析式,设D (x ,34x 2−32x﹣6),则H (x ,32x ﹣6),表示DH 的长,根据△BCD 的面积是92,列方程可得x 的值,因为D 在对称轴的右侧,所以x =1不符合题意,舍去,利用三角形面积公式可得结论; (3)分两种情况:N 在x 轴的上方和下方,根据y =±154确定N 的坐标,并正确画图. 【解析】(1)∵OA =2,OB =4, ∴A (﹣2,0),B (4,0),把A (﹣2,0),B (4,0)代入抛物线y =ax 2+bx ﹣6中得:{4a −2b −6=016a +4b −6=0,∴抛物线的解析式为:y =34x 2−32x ﹣6;(2)如图1,过D 作DG ⊥x 轴于G ,交BC 于H ,当x =0时,y =﹣6, ∴C (0,﹣6),设BC 的解析式为:y =kx +n ,则{n =−64k +n =0,解得:{k =32n =−6, ∴BC 的解析式为:y =32x ﹣6,设D (x ,34x 2−32x ﹣6),则H (x ,32x ﹣6),∴DH =32x ﹣6﹣(34x 2−32x ﹣6)=−34x 2+3x ,∵△BCD 的面积是92,∴12DH ⋅OB =92,∴12×4×(−34x 2+3x)=92,解得:x =1或3,∵点D 在直线l 右侧的抛物线上, ∴D (3,−154),∴△ABD 的面积=12AB ⋅DG =12×6×154=454;(3)分两种情况:①如图2,N 在x 轴的上方时,四边形MNBD 是平行四边形,∵B (4,0),D (3,−154),且M 在x 轴上, ∴N 的纵坐标为154,当y =154时,即34x 2−32x ﹣6=154,解得:x =1+√14或1−√14, ∴N (1−√14,154)或(1+√14,154);②如图3,点N 在x 轴的下方时,四边形BDNM 是平行四边形,此时M 与O 重合,∴N(﹣1,−15 4);综上,点N的坐标为:(1−√14,154)或(1+√14,154)或(﹣1,−154).【点评】此题主要考查二次函数的综合问题,会求函数与坐标轴的交点,会利用待定系数法求函数解析式,会利用数形结合的思想解决平行四边形的问题,并结合方程思想解决问题.4.(2020•东莞市校级一模)已知,抛物线y=x2+bx+c与x轴交点为A(﹣1,0)和点B,与y轴交点为C (0,﹣3),直线L:y=kx﹣1与抛物线的交点为点A和点D.(1)求抛物线和直线L的解析式;(2)如图,点M为抛物线上一动点(不与A、D重合),当点M在直线L下方时,过点M作MN∥x轴交L于点N,求MN的最大值;(3)点M为抛物线上一动点(不与A、D重合),M'为直线AD上一动点,是否存在点M,使得以C、D、M、M′为顶点的四边形是平行四边形?如果存在,请直接写出点M的坐标,如果不存在,请说明理由.【分析】(1)用待定系数法即可求解;(2)设点M的坐标为(m,m2﹣2m﹣3),则点N(﹣m2+2m+2,m2﹣2m﹣3),则MN=﹣m2+m+2,进而求解;(3)分CD 为边、CD 为对角线两种情况,利用图象平移和中点公式求解即可. 【解析】(1)将点A 、C 的坐标代入抛物线表达式得{1−b +c =0c =−3,解得:{b =−2c =−3,故抛物线的表达式为:y =x 2﹣2x ﹣3①,将点A 的坐标代入直线L 的表达式得:0=﹣k ﹣1,解得:k =﹣1, 故直线L 的表达式为:y =﹣x ﹣1②;(2)设点M 的坐标为(m ,m 2﹣2m ﹣3), 点N 的纵坐标与点M 的纵坐标相同,将点N 的纵坐标代入y =﹣x ﹣1得:m 2﹣2m ﹣3=﹣x ﹣1, 解得:x =﹣m 2+2m +2,故点N (﹣m 2+2m +2,m 2﹣2m ﹣3), 则MN =﹣m 2+2m +2﹣m =﹣m 2+m +2,∵﹣1<0,故MN 有最大值,当m =−b2a =12时,MN 的最大值为94;(3)设点M (m ,n ),则n =m 2﹣2m ﹣3③,点M ′(s ,﹣s ﹣1), ①当CD 为边时,点C 向右平移2个单位得到D ,同样点M (M ′)向右平移2个单位得到M ′(M ), 即m ±2=s 且n =﹣s ﹣1④,联立③④并解得:m =0(舍去)或1或1±√172, 故点M 的坐标为(1,﹣4)或(1+√172,1−√172)或(1−√172,1+√172); ②当CD 为对角线时,由中点公式得:12(0+2)=12(m +s )且12(﹣3﹣3)=12(n ﹣s ﹣1)⑤,联立③⑤并解得:m =0(舍去)或﹣1,故点M (1,﹣4); 综上,点M 的坐标为(1,﹣4)或(1+√172,1−√172)或(1−√172,1+√172). 【点评】本题考查的是二次函数综合运用,涉及到一次函数的性质、平行四边形的性质等,其中(3),要注意分类求解,避免遗漏.【题组二】5.(2020•雁塔区校级二模)已知抛物线L :y =x 2+bx +c 经过点A (﹣1,0)和(1,﹣2)两点,抛物线L 关于原点O 的对称的为抛物线L ′,点A 的对应点为点A ′. (1)求抛物线L 和L ′的表达式;(2)是否在抛物线L 上存在一点P ,抛物线L ′上存在一点Q ,使得以AA ′为边,且以A 、A ′、P 、Q 为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出P 点坐标;若不存在,请说明理由.【分析】(1)利用待定系数法可求抛物线L 解析式,由中心对称的性质可求抛物线L ′的表达式; (2)分两种情况讨论,由平行四边形的性质可求解.【解析】(1)∵抛物线L :y =x 2+bx +c 经过点A (﹣1,0)和(1,﹣2)两点, ∴{0=1−b +c −2=1+b +c , 解得:{b =−1c =−2,∴抛物线L 的解析式为:y =x 2﹣x ﹣2, ∵y =x 2﹣x ﹣2=(x −12)2−94, ∴顶点坐标为(12,−94),∵抛物线L 关于原点O 的对称的为抛物线L ′, ∴抛物线L ′的解析式为:y =﹣(x +12)2+94; (2)∵点A 关于原点O 对应点为点A ′, ∴点A '(1,0), ∴AA '=2,∵以AA ′为边,且以A 、A ′、P 、Q 为顶点的四边形是平行四边形, ∴PQ =AA '=2,PQ ∥AA ', 设点P (x ,x 2﹣x ﹣2), 当点P 在点Q 的左侧, ∴点Q 的横坐标为x +2, ∴x 2﹣x ﹣2=﹣(x +2+12)2+94, ∴x =﹣1,∴点P (﹣1,0)(不合题意舍去);当点P在点Q的右侧,∴点Q的横坐标为x﹣2,∴x2﹣x﹣2=﹣(x﹣2+12)2+94,∴x1=√2+1,x2=−√2+1,∴点P1(√2+1,√2),P2(−√2+1,−√2).【点评】本题是二次函数综合题,考查了二次函数的性质,中心对称的性质,平行四边形的性质,灵活运用这些性质解决问题是本题的关键.6.(2020•怀化)如图所示,抛物线y=x2﹣2x﹣3与x轴相交于A、B两点,与y轴相交于点C,点M为抛物线的顶点.(1)求点C及顶点M的坐标.(2)若点N是第四象限内抛物线上的一个动点,连接BN、CN,求△BCN面积的最大值及此时点N的坐标.(3)若点D是抛物线对称轴上的动点,点G是抛物线上的动点,是否存在以点B、C、D、G为顶点的四边形是平行四边形.若存在,求出点G的坐标;若不存在,试说明理由.(4)直线CM交x轴于点E,若点P是线段EM上的一个动点,是否存在以点P、E、O为顶点的三角形与△ABC相似.若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.【分析】(1)令抛物线解析式中x=0即可求出C点坐标,写出抛物线顶点式,即可求出顶点M坐标;(2)过N点作x轴的垂线交直线BC于Q点,设N(n,n2﹣2n﹣3),求出BC解析式,进而得到Q点坐标,最后根据S△BCN=S△NQC+S△NQB即可求解;(3)设D点坐标为(1,t),G点坐标为(m,m2﹣2m﹣3),然后分成①DG是对角线;②DB是对角线;③DC是对角线时三种情况进行讨论即可求解;(4)连接AC ,由CE =CB 可知∠EBC =∠E ,求出MC 的解析式,设P (x ,﹣x ﹣3),然后根据△PEO 相似△ABC ,分成EO BA=EP BC和EO BC=EP BA讨论即可求解.【解析】(1)令y =x 2﹣2x ﹣3中x =0,此时y =﹣3, 故C 点坐标为(0,﹣3), 又∵y =x 2﹣2x ﹣3=(x ﹣1)2﹣4, ∴抛物线的顶点M 的坐标为(1,﹣4);(2)过N 点作x 轴的垂线交直线BC 于Q 点,连接BN ,CN ,如图1所示: 令y =x 2﹣2x ﹣3=0, 解得:x =3或x =﹣1, ∴B (3,0),A (﹣1,0), 设直线BC 的解析式为:y =ax +b ,将C (0,﹣3),B (3,0)代入直线BC 的解析式得:{−3=b 0=3a +b ,解得:{a =1b =−3,∴直线BC 的解析式为:y =x ﹣3,设N 点坐标为(n ,n 2﹣2n ﹣3),故Q 点坐标为(n ,n ﹣3),其中0<n <3,则S △BCN =S △NQC +S △NQB =12⋅QN ⋅(x Q −x C )+12⋅QN ⋅(x B −x Q )=12⋅QN ⋅(x Q −x C +x B −x Q )=12⋅QN ⋅(x B −x C ),(其中x Q ,x C ,x B 分别表示Q ,C ,B 三点的横坐标),且QN =(n ﹣3)﹣(n 2﹣2n ﹣3)=﹣n 2+3n ,x B ﹣x C =3,故S △BCN =12⋅(−n 2+3n)⋅3=−32n 2+92n =−32(n −32)2+278,其中0<n <3, 当n =32时,S △BCN 有最大值为278,此时点N 的坐标为(32,−154),(3)设D 点坐标为(1,t ),G 点坐标为(m ,m 2﹣2m ﹣3),且B (3,0),C (0,﹣3) 分情况讨论:①当DG 为对角线时,则另一对角线是BC ,由中点坐标公式可知:线段DG 的中点坐标为(x D +x G 2,y D +y G 2),即(1+m 2,t+m 2−2m−32),线段BC 的中点坐标为(x B +x C 2,y B +y C 2),即(3+02,0−32),此时DG 的中点与BC 的中点为同一个点,∴{1+m 2=32t+m 2−2m−32=−32,解得{m =2t =0, 经检验,此时四边形DCGB 为平行四边形,此时G 坐标为(2,﹣3);②当DB 为对角线时,则另一对角线是GC ,由中点坐标公式可知:线段DB 的中点坐标为(x D +x B 2,y D +y B 2),即(1+32,t+02), 线段GC 的中点坐标为(x G +x C 2,y G +y C 2),即(m+02,m 2−2m−3−32), 此时DB 的中点与GC 的中点为同一个点,∴{1+32=m+02t+02=m 2−2m−3−32,解得{m =4t =2, 经检验,此时四边形DCBG 为平行四边形,此时G 坐标为(4,5);③当DC 为对角线时,则另一对角线是GB ,由中点坐标公式可知:线段DC 的中点坐标为(x D +x C 2,y D +y C 2),即(1+02,t−32), 线段GB 的中点坐标为(x G +x B 2,y G +y B 2),即(m+32,m 2−2m−3+02), 此时DC 的中点与GB 的中点为同一个点,∴{1+02=m+32t−32=m 2−2m−3+02,解得{m =−2t =8, 经检验,此时四边形DGCB 为平行四边形,此时G 坐标为(﹣2,5);综上所述,G 点坐标存在,为(2,﹣3)或(4,5)或(﹣2,5);(4)连接AC ,OP ,如图2所示:设MC 的解析式为:y =kx +m ,将C (0,﹣3),M (1,﹣4)代入MC 的解析式得:{−3=m −4=k +m, 解得:{k =−1m =−3∴MC 的解析式为:y =﹣x ﹣3,令y =0,则x =﹣3,∴E 点坐标为(﹣3,0),∴OE =OB =3,且OC ⊥BE ,∴CE =CB ,∴∠CBE =∠E ,设P (x ,﹣x ﹣3),又∵P 点在线段EM 上,∴﹣3<x <1,则EP =√(x +3)2+(−x −3)2=√2(x +3),BC =√32+32=3√2,由题意知:△PEO 相似于△ABC ,分情况讨论:①△PEO ∽△CBA ,∴EOBA=EP BC , ∴34=√2(x+3)3√2, 解得x =−34,满足﹣3<x <1,此时P 的坐标为(−34,−94);②△PEO ∽△ABC ,∴EO BC =EP BA , ∴3√2=√2(x+3)4, 解得x =﹣1,满足﹣3<x <1,此时P 的坐标为(﹣1,﹣2).综上所述,P 点的坐标为(−34,−94)或(﹣1,﹣2).【点评】本题是二次函数综合题目,考查了二次函数的图象和性质、待定系数法求直线的解析式、平行四边形的性质、相似三角形的性质和判定、等腰三角形的判定与性质等知识;本题综合性较强,具有一定的难度,熟练掌握二次函数的图形和性质,学会用代数的方法求解几何问题.7.(2020•碑林区校级三模)在平面直角坐标系中,O为坐标原点,抛物线L:y=ax2﹣4ax(a>0)与x轴正半轴交于点A.抛物线L的顶点为M,对称轴与x轴交于点D.(1)求抛物线L的对称轴.(2)抛物线L:y=ax2﹣4ax关于x轴对称的抛物线记为L',抛物线L'的顶点为M',若以O、M、A、M'为顶点的四边形是正方形,求L'的表达式.(3)在(2)的条件下,点P在抛物线L上,且位于第四象限,点Q在抛物线L'上,是否存在点P、点Q使得以O、D、P、Q为顶点的四边形是平行四边形,若存在,求出点P坐标,若不存在,请说明理由.【分析】(1)根据抛物线的对称轴公式计算即可.(2)利用正方形的性质求出点M,M′的坐标即可解决问题.(3)分OD是平行四边形的边或对角线两种情形求解即可.【解析】(1)∵抛物线L:y=ax2﹣4ax(a>0),∴抛物线的对称轴x=−−4a2a=2.(2)如图1中,对于抛物线y=ax2﹣4ax,令y=0,得到ax2﹣4ax=0,解得x=0或4,∴A(4,0),∵四边形OMAM′是正方形,∴OD=DA=DM=DM′=2,∴M((2,﹣2),M′(2,2)把M(2,﹣2)代入y=ax2﹣4ax,可得﹣2=4a﹣8a,∴a=1 2,∴抛物线L′的解析式为y=−12(x﹣2)2+2=−12x2+2x.(3)如图3中,由题意OD=2.当OD 为平行四边形的边时,PQ =OD =2,设P (m ,12m 2﹣2m ),则Q [m ﹣2,−12(m ﹣2)2+2(m ﹣2)]或[m +2,−12(m +2)2+2(m +2)],∵PQ ∥OD ,∴12m 2﹣2m =−12(m ﹣2)2+2(m ﹣2)或12m 2﹣2m =−12(m +2)2+2(m +2), 解得m =3±√3或1±√3,∴P (3+√3,√3)或(3−√3,−√3)或(1−√3,√3)和(1+√3,−√3),当OD 是平行四边形的对角线时,点P 的横坐标为1,此时P (1,−32),∵点P 在第四象限,∴满足条件的点P 的坐标为(3−√3,−√3)或(1+√3,−√3)或(1,−32).【点评】本题属于二次函数综合题,考查了二次函数的性质,正方形的性质,平行四边形的判定和性质等知识,解题的关键是理解题意,学会利用参数构建方程解决问题,学会用分类讨论的思想思考问题,属于中考压轴题.8.(2020•泰安二模)如图①抛物线y =ax 2+bx +4(a ≠0)与x 轴,y 轴分别交于点A (﹣1,0),B (4,0),点C 三点.(1)试求抛物线解析式;(2)点D (3,m )在第一象限的抛物线上,连接BC ,BD .试问,在对称轴左侧的抛物线上是否存在一点P ,满足∠PBC =∠DBC ?如果存在,请求出点P 的坐标;如果不存在,请说明理由;(3)点N 在抛物线的对称轴上,点M 在抛物线上,当以M 、N 、B 、C 为顶点的四边形是平行四边形时,请直接写出点M 的坐标.【分析】(1)把已知点A 、B 代入抛物线y =ax 2+bx +4中即可求解;(2)将二次函数与方程、几何知识综合起来,先求点D 的坐标,再根据三角形全等证明∠PBC =∠DBC ,最后求出直线BP 解析式即可求出P 点坐标;(3)根据平行四边形的判定即可写出点M 的坐标.【解析】如图:(1)∵抛物线y =ax 2+bx +3(a ≠0)与x 轴,y 轴分别交于点A (﹣1,0),B (4,0),点C 三点. ∴{a −b +4=016a +4b +4=0, 解得{a =−1b =3. ∴抛物线的解析式为y =﹣x 2+3x +4.(2)存在.理由如下:y =﹣x 2+3x +4=﹣(x ﹣1.5)2+6.25.∵点D (3,m )在第一象限的抛物线上,∴m =4,∴D (3,4),∵C (0,4)∵OC =OB ,∴∠OBC =∠OCB =45°.连接CD ,∴CD ∥x 轴,∴∠DCB =∠OBC =45°,∴∠DCB =∠OCB ,在y 轴上取点G ,使CG =CD =3,再延长BG 交抛物线于点P ,。
第6讲 平行四边形存在性问题专题探究【知识点睛】❖ 知识储备:①平行四边形是中心对称图形②中心对称图形的性质:对称中心平分中心对称图形内通过该点的任意线段,且使中心对称图形的面积被平分③中点公式: ❖ 方法策略: (1)有3个定点,找第4个点形成平行四边形时:①设第4个点的坐标②以3个定点组成的3条线段为对角线分类讨论③以中心对称图形的性质为等量关系列式求解例,如图所示,平面直角坐标系内有A 、B 、C 三点,在平面内找第4个点,构成平行四边形;(2)有2个定点,且另外两个动点均在特殊的位置上时,方法策略同上。
类型一 几何背景下的平行四边形存在性问题1.如图,平行四边形ABCD 的对角线AC ,BD 相交于点O ,BD =12cm ,AC =6cm ,点E 在线段BO 上从点B 以1cm /s 的速度运动,点F 在线段OD 上从点O 以2cm /s 的速度运动.若点E ,F 同时运动,设运动时间为t 秒,当t = 时,四边形AECF 是平行四)2,2),(),,(21212211y y x x P y x B y x A ++坐标为(,则其中点若如,当A 、B 已知,点C 在直线y=x 上,点D 在另一直线上,则设C (a,a );分类还分别分①以AB 为对角线,②以AC 为对角线,③以BC 为对角线;依其性质分别表示出D 点坐标;将点D 坐标再分别带入另一直线解析式,即可求出a 的值,C 、D 坐标就都能求出来了。
边形.2.如图,四边形ABCD中,AB∥DC,DC=6cm,AB=9cm.点P以1cm/s的速度由A点向B点运动,同时点Q以2cm/s的速度由C点向D点运动,其中一点到达终点时,另一点也停止运动,当线段PQ将四边形ABCD截出一个平行四边形时,此时的运动时间为s.3.如图,在▱ABCD中,AB=10cm,F是AB的中点,E为边CD上一点,DE=4cm.点M 从D点出发,沿D→C以1cm/s的速度匀速运动到点C;同时点N从点B出发,沿B→A 以2cm/s的速度匀速运动到点A.一个点停止运动后,另一个点也随之停止运动.当点M 运动时间是秒时,以点M,E,N,F为顶点的四边形是平行四边形.4.如图,在▱ABCD中,AC与BD交于点M,点F在AD上,AF=6cm,BF=12cm,∠FBM =∠CBM,点E是BC的中点,若点P以1cm/秒的速度从点A出发,沿AD向点F运动;点Q同时以2cm/秒的速度从点C出发,沿CB向点B运动,点P运动到F点时停止运动,点O也同时停止运动,当点P运动()秒时,以点P、Q、E、F为顶点的四边形是平行四边形.A.3B.3或5C.5D.4或55.如图所示,在平行四边形ABCD中,AB=5cm,AD=9cm.点P在AD边上以1cm/s的速度从点A向点D运动,点Q在BC边上以4cm/s的速度从点C出发,在CB间往返运动,两个点同时出发,当点P到达点D时,P、Q同时停止运动,设运动时间为t(s)且t>0,当以P,D,Q,B为顶点的四边形是平行四边形时,则t的所有可能值为.6.如图,在平面直角坐标系中,已知点A的坐标为(9,0),点C的坐标为(3,3),四边形OABC是平行四边形,点D、E份别在边OA、BC上,且OD=OA,CE=4.动点P、Q在平行四边形OABC的一组邻边上,以点D、E、P、Q为顶点的四边形是平行四边形时,其面积为.7.如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,AD=12cm,BC=15cm,动点P、Q分别从A、C 同时出发,点P以1cm/s的速度由A向D运动,点Q以3cm/s的速度由C向B运动,其中一动点到达终点时,另一动点随之停止运动,设运动时间为t秒.(1)AP=,BQ=,(分别用含有t的式子表示);(2)当四边形PQCD的面积是四边形ABQP面积的2倍时,求出t的值.(3)当点P、Q与四边形ABCD的任意两个顶点所形成的四边形是平行四边形时,直接写出t的值.类型二“三定一动”求平行四边形的顶点坐标1.在平面直角坐标系xOy中,已知A(1,﹣1),B(4,2),C(0,3),下列坐标不能与A、B、C构成平行四边形的是()A.(﹣3,0)B.(5,﹣2)C.(3,6)D.(﹣3,﹣2)2.在平面直角坐标系中,点A、B、C的坐标分别是A(﹣2,5),B(﹣3,﹣1),C(1,﹣1),在x轴上方找到点D,使以A,B,C,D为顶点的四边形是平行四边形,那么点D的坐标是.3.在平面直角坐标系中,已知点A(4,0),点B(﹣3,2),点C(0,2),点P从点B出发,以2个单位每秒的速度沿射线BC运动,点Q从点A出发,开始以1个单位每秒的速度向原点O运动,到达原点后立刻以原来3倍的速度沿射线OA运动,若P,Q两点同时出发,设运动时间为t秒,则当t=时,以点A,Q,C,P为顶点的四边形为平行四边形.4.如图,在平面直角坐标系的第一象限找一点A,第二象限找一点B,使OA=,OB=2,AB=5,且A,B都是格点,连接OA,OB,AB.(画出一个△OAB即可).(1)判断△OAB的形状,并说明理由;(2)是否存在点C,使得O,A,B,C四点构成的四边形为平行四边形?如果存在,请直接写出点C的坐标;如果不存在,请说明理由.5.如图,在平面直角坐标系中,矩形OABC的三个顶点A,O,C在坐标轴上,矩形的面积为12,对角线AC所在直线的解析式为y=kx﹣4k(k≠0).(1)求A,C的坐标;(2)若D为AC中点,过D的直线交y轴负半轴于E,交BC于F,且OE=1,求直线EF的解析式;(3)在(2)的条件下,在坐标平面内是否存在一点G,使以C,D,F,G为顶点的四边形为平行四边形?若存在,请直接写出点G的坐标;若不存在,请说明理由.类型三“两定两动”求平行四边形的顶点坐标1.在平面直角坐标系中,已知A(﹣4,2),B(2,5),在x轴、y轴上分别有两动点C、D,若以点A,B,C,D为顶点的四边形是平行四边形,则点C的坐标为.2.在平面直角坐标系中,A(﹣1,1),B(3,2),C(2m,3m+1),点D在直线y=﹣1上,若以A,B,C,D四点为顶点的四边形是平行四边形,则点D的坐标为.3.如图,在平面直角坐标系xOy,直线y=x+1与y=﹣2x+4交于点A,两直线与x轴分别交于点B和点C,D是直线AC上的一个动点,直线AB上是否存在点E,使得以E,D,O,A为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出点E的坐标;若不存在,请说明理由.4.如图,在平面直角坐标系中,直线y=﹣x+3与x轴、y轴相交于A、B两点,点C在线段OA上,将线段CB绕着点C顺时针旋转90°得到线段CD,此时点D恰好落在直线AB 上,过点D作DE⊥x轴于点E.(1)求证:△BOC≌△CED;(2)请直接写出点D的坐标,并求出直线BC的函数关系式;(3)若点P是x轴上的一个动点,点Q是线段CB上的点(不与点B、C重合),是否存在以C、D、P、Q为顶点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P 点坐标.若不存在,请说明理由.5.如图,Rt△OAC是一张放在平面直角坐标系中的直角三角形纸片,点O与原点重合,点A 在x轴上,点C在y轴上,OA=6,∠CAO=30°,将Rt△OAC折叠,使OC边落在AC边上,点O与点D重合,折痕为CE.(1)求点D的坐标;(2)在线段AC上有一动点P,连接EP和OP,求当△OPE周长最小时,点P的坐标,若M,N是x轴上两动点(M在点N左侧)且MN=1,求当四边形CMNP周长最小时,M点的坐标;(3)设点M为直线CE上的一点,过点M作AC的平行线,交y轴于点N,是否存在这样的点M,使得以M、N、D、C为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请求出符合条件的点M的坐标;若不存在,请说明理由.。
第07讲专题1平行(特殊)四边形中的折叠问题类型一:平行四边形中的折叠问题类型二:矩形中的折叠问题类型三:菱形中的折叠问题类型四:正方形中的折叠问题类型一:平行四边形中的折叠问题1.如图,在平行四边形ABCD中,将△ABC沿着AC所在的直线折叠得到△AB′C,B′C交AD于点E,连接B′D,若∠B=60°,∠ACB=45°,AC=,则B′D的长是()A.1B.C.D.【解答】解:∵四边形ABCD是平行四边形,∴AD∥BC,AB∥CD,∠ADC=60°,∴∠CAE=∠ACB=45°,∵将△ABC沿AC翻折至△AB′C,∴∠ACB′=∠ACB=45°,∠AB′C=∠B=60°,∴∠AEC=180°﹣∠CAE﹣∠ACB′=90°,∴AE=CE=AC=,∵∠AEC=90°,∠AB′C=60°,∠ADC=60°,∴∠B′AD=30°,∠DCE=30°,∴B′E=DE=1,∴B′D==.故选:B.2.如图,将▱ABCD折叠,使点D、C分别落在点F、E处(点F、E都在AB所在的直线上),折痕为MN,若∠AMF=50°,则∠A=65°.【解答】解:∵四边形ABCD是平行四边形,∴AB∥CD,根据折叠的性质可得:MN∥AE,∠FMN=∠DMN,∴AB∥CD∥MN,∴∠DMN=∠FMN=∠A,∵∠AMF=50°,∴∠DMF=180°﹣∠AMF=130°,∴∠FMN=∠DMN=∠A=65°,故答案为:65.3.如图,将▱ABCD沿对角线AC折叠,使点B落在B′处,若∠1=∠2=44°,则∠B为()A.66°B.104°C.114°D.124°【解答】解:∵四边形ABCD是平行四边形,∴AB∥CD,∴∠ACD=∠BAC,由折叠的性质得:∠BAC=∠B′AC,∴∠BAC=∠ACD=∠B′AC=∠1=22°,∴∠B=180°﹣∠2﹣∠BAC=180°﹣44°﹣22°=114°;故选:C.4.如图,在▱ABCD中,E为边CD上一点,将△ADE沿AE折叠至△AD′E处,AD′与CE交于点F.若∠B=52°,∠DAE=20°,则∠FED′的大小为36°.【解答】解:∵四边形ABCD是平行四边形,∴∠D=∠B=52°,由折叠的性质得:∠D′=∠D=52°,∠EAD′=∠DAE=20°,∴∠AEF=∠D+∠DAE=52°+20°=72°,∠AED′=180°﹣∠EAD′﹣∠D′=108°,∴∠FED′=108°﹣72°=36°;故答案为:36°.5.如图,P是平行四边形纸片ABCD的BC边上一点,以过点P的直线为折痕折叠纸片,使点C,D落在纸片所在平面上C′,D′处,折痕与AD边交于点M;再以过点P的直线为折痕折叠纸片,使点B恰好落在C′P边上B′处,折痕与AB边交于点N.若∠MPC=74°,则∠NPB′=16°.【解答】解:∵点C,D落在纸片所在平面上C′,D′处,折痕与AD边交于点M,∴∠MPC′=∠MPC=74°,∴∠BPB′=180°﹣∠CPC′=180°﹣2∠PMC=180°﹣148°=32°,∵∠BPN=∠B′PN,∴∠NPB′=∠BPB′=16°,故答案为:16.类型二:矩形中的折叠问题6.如图,矩形ABCD沿对角线BD折叠,已知长BC=8cm,宽AB=6cm,那么折叠后重合部分的面积是()A.48cm2B.24cm2C.18.75cm2D.18cm2【解答】解:∵四边形ABCD是矩形,∴AD∥CB,∴∠ADB=∠DBC,∵∠C′BD=∠DBC∴∠ADB=∠EBD,∴DE=BE,∴C′E=8﹣DE,∵C′D=AB=6,∴62+(8﹣DE)2=DE2,∴DE=,=DE×CD÷2=18.75cm2.∴S△BDE故选:C.7.如图,长方形纸片ABCD,E为CD边上一点,将纸片沿BE折叠,点C落在点C'处,将纸片沿AE折叠,点D落在点D'处,且D'恰好在线段BE上.若∠AEC'=α,则∠CEB=()A.B.C.D.【解答】解:由折叠的性质得:∠AED=∠AED',∠CEB=∠C'EB,∵∠AED'=180°﹣∠CEB﹣∠AED,∠AED'=∠AEC'+∠C'EB=α+∠C'EB,∴∠AED'=180°﹣∠CEB﹣∠AED',∴2∠AED'=180°﹣∠CEB,∴2(α+∠CEB)=180°﹣∠CEB,∴3∠CEB=180°﹣2α,∴∠CEB=60°﹣α,故选:A.8.数学老师要求学生用一张长方形的纸片ABCD折出一个45°的角,甲、乙两人的折法如下,下列说法正确的是()甲:如图1,将纸片沿折痕AE折叠,使点B落在AD上的点B'处,∠EAD即为所求,乙:如图2,将纸片沿折痕AE,AF折叠,使B,D两点分别落在点B',D'处,AB'与AD'在同一直线上,∠EAF即为所求,A.只有甲的折法正确B.甲和乙的折法都正确C.只有乙的折法正确D.甲和乙的折法都不正确【解答】解:甲:将纸片沿折痕AE折叠,使B点落在AD上的B'点,得到∠EAB=∠EAD=45°;乙:将纸片沿折痕AE,AF折叠,使B,D两点落在AC上的点B',D',得到∠EAF=∠EAB'+∠FAB'=(∠DAC+∠BAC)=×90°=45°;故选:B.9.如图,在矩形ABCD中,M是BC上一点,将△ABM沿AM折叠,使点B落在B'处,若∠AMB=α,则∠B'AD等于()A.α﹣90°B.α﹣45°C.90°﹣2αD.90°﹣α【解答】解:∵四边形ABCD为矩形,∴∠ABC=90°,AD∥BC,∴∠DAM=∠AMB=α,∠BAM=90°﹣α,根据折叠可知,∠B'AM=∠BAM=90°﹣α,∴∠B'AD=∠B'AM﹣∠DAM=90°﹣α﹣α=90°﹣2α,故C正确.故选:C.10.如图,已知长方形纸片ABCD,点E和点F分别在边AD和BC上,且∠EFG=37°点H和点G分别是边AD和BC上的动点,现将纸片两端分别沿EF,GH折叠至如图所示的位置,若EF∥GH,则∠KHD 的度数为()A.37°B.74°C.96°D.106°【解答】解:∵EF∥GH,∴∠HGC=∠EFG=37°,∵四边形ABCD是长方形,∴AD∥BC,∴∠GHD+∠HGC=180°,∴∠GHD=143°,根据折叠的性质可得:∠KHG=∠DHG=143°,∴∠KHD=360°﹣∠KHG﹣∠DHG=360°﹣143°﹣143°=74°.故选:B.11.如图,将长方形纸片ABCD沿EF折叠后,点A,D分别落在A1,D1的位置,再将△A1EG沿着AB对折,将△GD1N沿着GN对折,使得D1落在直线GH上,则下列说法正确的是()①GN⊥DC;②GH⊥GD1;③当MN∥EF时,∠AEF=120°.A.①②B.①③C.②③D.①②③【解答】解:由折叠可知:∠A1GE=∠EGH,∠D1GN=∠MGN,∠GMN=∠D1=90°,∠A1=∠EHG=90°,∠AEF=∠A1EF,∴EH∥MN,∵∠A1GE+∠EGH+∠D1GN+∠MGN=180°,∴∠EGN=90°,∴GN⊥DC;故①正确;∵∠D1GN=∠MGN不一定为45°,∴GH不一定垂直GD1,故②错误;∵MN∥EF,EH∥MN,∴EH与EF共线,∴∠AEF=∠A1EF=2∠GEF,∵∠AEF+∠GEF=180°,∴∠AEF=120°,故③正确;故选:B.类型三:菱形中的折叠问题10.如图,在菱形纸片ABCD中,∠A=60°,点E在BC边上,将菱形纸片ABCD沿DE折叠,点C对应点为点C′,且DC′是AB的垂直平分线,则∠DEC的大小为()A.30°B.45°C.60°D.75°【解答】解:连接BD,如图所示:∵四边形ABCD为菱形,∴AB=AD,∵∠A=60°,∴△ABD为等边三角形,∠ADC=120°,∠C=60°,∵DC′是AB的垂直平分线,∴P为AB的中点,∴DP为∠ADB的平分线,即∠ADP=∠BDP=30°,∴∠PDC=90°,∴由折叠的性质得到∠CDE=∠PDE=45°,在△DEC中,∠DEC=180°﹣(∠CDE+∠C)=75°.故选:D.11.如图,菱形ABCD中,∠A=120°,E是AD上的点,沿BE折叠△ABE,点A恰好落在BD上的点F,那么∠BFC的度数是75°.【解答】解:∵四边形ABCD是菱形,∴AB=BC,∠A+∠ABC=180°,BD平分∠ABC,∵∠A=120°,∴∠ABC=60°,∴∠FBC=30°,根据折叠可得AB=BF,∴FB=BC,∴∠BFC=∠BCF=(180°﹣30°)÷2=75°,故答案为:75°.12.如图,菱形ABCD中,∠D=120°,点E在边CD上,将菱形沿直线AE翻折,使点D恰好落在对角线AC上,连接BD′,则∠AD′B=75°.【解答】解:∵四边形ABCD是菱形,∴AD=DC=BC=AB,CD∥AB,∴∠DAC=∠DCA,∵∠D=120°,∴∠DAC=∠DCA=(180°﹣∠D)=30°.∵CD∥AB,∴∠BAD′=∠DCA=30°.∵将菱形沿直线AE翻折,使点D恰好落在对角线AC上,∴AD=AD′,∴AB=AD′,∴∠AD′B=∠ABD′=(180°﹣∠BAD′)=75°.故答案为75.13.如图,在菱形ABCD中,∠A=120°,AB=2,点E是边AB上一点,以DE为对称轴将△DAE折叠得到△DGE,再折叠BE使BE落在直线EG上,点B的对应点为点H,折痕为EF且交BC于点F.(1)∠DEF=90°;(2)若点E是AB的中点,则DF的长为.【解答】解:(1)由翻折可得∠AED=∠DEG,∠BEF=∠HEF,∴∠DEG+∠HEF=∠AED+∠BEF,∵∠DEG+∠HEF+∠AED+∠BEF=180°,∴∠DEG+∠HEF=90°,即∠DEF=90°.故答案为:90°.(2)∵四边形ABCD为菱形,∴AD∥BC,∴∠A+∠B=180°,由翻折可得AE=EG,BE=EH,∠A=∠EGD,∠B=∠EHF,∵点E是AB的中点,∴AE=BE,∴EG=EH,即点G与点H重合.∵∠EGD+∠EHF=∠A+∠B=180°,∴点D,G,F三点在同一条直线上.过点D作DM⊥BC,交BC的延长线于点M.∵∠A=120°,AB=2,∴∠DCM=60°,CD=2,∴CM=CD=1,DM=CD=,由翻折可得BF=FG,AD=DG=2,设BF=x,则MF=2﹣x+1=3﹣x,DF=2+x,由勾股定理可得,解得x=,∴DF=.故答案为:.类型四:正方形中的折叠问题14.如图,在正方形ABCD中,点E,F分别在边AB,CD上,∠EFC=120°,若将四边形EBCF沿EF 折叠,点B恰好落在AD边上,则∠AEB′为()A.70°B.65°C.30°D.60°【解答】解:∵四边形ABCD是正方形,∴AB∥CD,∴∠BEF+∠EFC=180°,∵∠EFC=120°,∴∠BEF=180°﹣∠EFC=60°,∵将四边形EBCF沿EF折叠,点B恰好落在AD边上,∴∠BEF=∠FEB'=60°,∴∠AEB'=180°﹣∠BEF﹣∠FEB'=60°,故选:D.15.如图,把正方形纸片ABCD沿对边中点所在的直线对折后展开,折痕为MN,再过点B折叠纸片,使点A落在MN上的点F处,折痕为BE.若FN=3,则正方形纸片的边长为2.【解答】解:设正方形纸片的边长为x,则BF=AB=x,BN=BC=x,∴Rt△BFN中,NF==x=3,∴x=2,故答案为:2.16.如图,在正方形ABCD中,E为边BC上一点,将△ABE沿AE折叠至△AB'E处,BE与AC交于点F,若∠EFC=69°,则∠CAE的大小为()A.10°B.12°C.14°D.15°【解答】解:∵∠EFC=69°,∠ACE=45°,∴∠BEF=69+45=114°,由折叠的性质可知:∠BEA=∠BEF=57°,∴∠BAE=90﹣57=33°,∴∠EAC=45﹣33=12°.故选:B.17.如图,正方形纸片ABCD的边长为12,E是边CD上一点,连接AE,折叠该纸片,使点A落在AE上的G点,并使折痕经过点B,折痕BF与AE交于点H,点F在AD上,若DE=5,则AH的长为.【解答】解:∵四边形ABCD为正方形,∴AB=AD=12,∠BAD=∠D=90°,由折叠及轴对称的性质可知,△ABF≌△GBF,BF垂直平分AG,∴BF⊥AE,AH=GH,∴∠BAH+∠ABH=90°,又∵∠FAH+∠BAH=90°,∴∠ABH=∠FAH,∴△ABF≌△DAE(ASA),∴AF=DE=5,在Rt△ABF中,BF===13,=AB•AF=BF•AH,∵S△ABF∴12×5=13AH,∴AH=,故答案为:.18.如图,将正方形纸片ABCD折叠,使点D落在边AB上的D'处,点C落在C'处,若∠AD'M=50°,则∠MNC'的度数为()A.100°B.110°C.120°D.130°【解答】解:四边形CDMN与四边形C′D′MN关于MN对称,则∠DMN=∠D′MN,且∠AMD′=90°﹣∠AD'M=40°,∴∠DMN=∠D′MN=(180°﹣40°)÷2=70°由于∠MD′C′=∠NC′D′=90°,∴∠MNC'=360°﹣90°﹣90°﹣70°=110°故选:B.。
中考数学复习⑦ 平行四边形及矩形、菱形、正方形存在性问题探究在平行四边形的存在性问题中,常会遇到两类探究性的问题。
第一类问题是已知三点的位置,在二次函数上或在坐标平面内找一动点,使这四点构成平行四边形(简称“三定一动”)。
第二类问题是已知两个点的位置,在二次函数上或在坐标平面内找两个动点,使这四点构成平行四边形(简称“两定两动”)。
平行四边形的这四个点有可能是定序的,也有可能没有定序。
在解决这些问题时,容易出现遗漏或方法不当或错解的情况。
因此,需要分清题型并分类讨论且作图,利用几何特征计算,并灵活运用平移坐标法等解题技巧。
可以把存在性问题的基本思路叫做“三步曲”:一“分”二“作”三“算”。
对于“三定一动”,要找出平行四边形第四个顶点,则符合条件的有3个点。
这三个点的找法是以三个定点为顶点画三角形,过每个顶点画对边的平行线,三条直线两两相交,产生所要求的3个点。
对于“两定两动”,要找出平行四边形第三、四个顶点,将两个定点连成定线段,将此线段按照作为平行四边形的边或对角线两种分类讨论。
如果平行四边形的四个顶点都能用坐标来表示,则可以直接利用坐标系中平行四边形的基本特征:即对边平行且相等或对边水平距离相等和竖直距离相等列方程求解。
如果平行四边形的四个顶点中某些点不能用坐标表示,则可以利用列方程组解图形交点的方法解决。
此外,还可以灵活运用平行四边形的中心对称的性质,或者使用平移坐标法。
平移坐标法的具体步骤是先由题目条件探索三点的坐标(若只有两个定点,可设一个动点的坐标),再画出以三点为顶点的平行四边形,根据坐标平移的性质写出第四个顶点的坐标。
最后根据题目的要求(动点在什么曲线上),判断平行四边形的存在性。
除了平行四边形,矩形、菱形和正方形也有存在性问题。
对于矩形,增加对角线相等和邻边垂直的性质,还可以转化为直角三角形的存在性问题。
对于菱形,增加四边相等和对角线垂直的性质,还可以转化为直角三角形或等腰(等边)三角形的存在性问题。
中考数学“特殊四边形的存在性问题”题型解析由抛物线上的点构成特殊四边形的问题,需要根据特殊四边形的性质与判定去确定点的坐标,然后求解 . 具体而言,解该类题时,我们要根据题目中的条件,科学地进行分类,然后画出图形,再根据这个四边形的性质或判定求出这点的坐标,若这一点是根据特殊四边形的特性得到的坐标,我们还应将这一点代入到抛物线的解析式中去验证是否是抛物线上的点 .本节主要来讨论下特殊四边形:平行四边形、菱形、矩形的存在性问题 .类型一:平行四边形问题【例题1】如图,抛物线y = 1/2 x^2 + bx + c 经过点A(-1,0)和点B(3,0),同时交y 轴于点C .(1)求抛物线的解析式;(2)若点Q 在y 轴上,点P 在抛物线上,且以A , B , Q , P 为顶点的四边形是平行四边形,求满足条件的点P 的坐标 .【分析】(1)根据抛物线经过A , B 两点即可求得b , c 的值,可解题;(2)以A , B , Q , P 为顶点的四边形是平行四边形,则点P 横坐标为4 或- 4,将x = 4 或- 4 代入抛物线解析式即可求得y 的值,即可解题 .【解析】(1)把A(-1,0),B(3,0)代入y = 1/2 x^2 + bx + c 中,∴抛物线的解析式是y = 1/2 x^2 - x - 3/2 .(2)①当AB 为边时,只要PQ∥AB 且PQ = AB = 4 即可 .又知点Q 在y 轴上,∴点P 的横坐标为4 或- 4 ,这时符合条件的点P 有两个,分别记为P1 , P2,把x = 4 代入y = 1/2 x^2 - x - 3/2 ,得y = 5/2 ,把x = - 4 代入y = 1/2 x^2 - x - 3/2 ,得y = 21/2 ,此时P1(4 , 5/2),P2(- 4 , 21/2);②当AB 为对角线时,只要线段PQ 与线段AB 互相平分即可 .又知点Q 在y 轴上,且线段AB 中点的横坐标为1,∴点P 的横坐标为2,这时符合条件的P 只有一个记为P3 ,而且当x = 2 时,y = - 3/2 ,此时P3(2,- 3/2),综上,满足条件的P 为P1(4 , 5/2),P2(- 4 , 21/2),P3(2,-3/2).类型二:菱形问题【例题2】如图,在平面直角坐标系中,点O 为坐标原点,直线y = -x + b 与坐标轴交于C,D 两点,直线AB 与坐标轴交于A , B 两点,线段OA , OC 的长是方程x^2 - 3x + 2 = 0 的两个根(OA > OC).(1)求点A , C 的坐标;(2)直线AB 与直线CD 交于点E,若点E 是线段AB 的中点,反比例函数y = k/x (k ≠0 )的图象的一个分支经过点E,求k 的值;(3)在(2)的条件下,点M 在直线CD 上,坐标平面内是否存在点N,使以点B , E , M , N 为顶点的四边形是菱形?若存在,请直接写出满足条件的点N 的坐标;若不存在,请说明理由 .【分析】(1)利用分解因式法解一元二次方程x^2 - 3x + 2 = 0 即可得出OA , OC 的值,再根据点所在的位置即可得出A , C 的坐标;(2)根据点C 的坐标利用待定系数法即可求出直线CD 的解析式,根据点A , B 的横坐标结合点E 为线段AB 的中点即可得出点E 的横坐标,将其代入直线CD 的解析式中即可求出点E 的坐标,再利用待定系数法即可求出k 的值;(3)假设存在,设点M 的坐标为(m , - m + 1), 分别以BE 为边、BE 为对角线来考虑 .根据菱形的性质找出关于m 的方程,解方程即可得出点M 的坐标,再结合点B , E 的坐标即可得出点N 的坐标 .【解析】(1)x^2 - 3x + 2 = (x - 1)(x - 2)= 0 ,∴x1 = 1 , x2 = 2 ,∵OA > OC ,∴OA = 2 , OC = 1 ,∴A(-2,0),C(1,0);(2)将C(1,0)代入y = - x + b 中,得0 = - 1 + b , 解得b = 1 ,∴直线CD 的解析式为y = - x + 1 .∵点E 为线段AB 的中点,A(-2,0),B 的横坐标为0 ,∴点E 的横坐标为- 1 .∵点E 为直线CD 上一点,∴E(-1,2).将点E(-1,2)代入y = k/x (k ≠0 )中,得2 = k / -1 , 解得k = -2 ;(3)假设存在,设点M 的坐标为(m , - m + 1),以点B , E , M , N 为顶点的四边形是菱形分两种情况(如上图所示)类型三:矩形问题【例题3】【解题策略】这三道例题分别呈现了运动变化过程中的平行四边形、菱形、矩形的存在性问题,三道例题的思路都是要依据特殊四边形的性质构图并建立方程求点的坐标 .特别地,由于菱形任意三个顶点组成的三角形都是等腰三角形,因此可将菱形问题转化为等腰三角形的存在性问题;而矩形问题则可转化为直角三角形的问题,要注意体会相关知识之间的联系 .。
专题17 函数动点问题中平行四边形存在性类型一、平行四边形存在性结论:A C B DA CB Dx x x xy y y y+=+⎧⎨+=+⎩类型二、特殊平行四边形存在性1. 矩形存在性常用解题思路:构造一线三直角(借助相似或三角函数求解);利用矩形对角线相等(直角三角形斜边的中线等于斜边的一半)借助勾股定理求解等.2. 菱形存在性常用解题思路:利用菱形四条边相等,对角线互相垂直,借助勾股定理等求解.3. 正方形存在性常用解题思路:兼具矩形和菱形二者.【例1】(2018·郑州预测卷)如图,直线y=334x-+与x轴交于点C,与y轴交于点B,抛物线y= 234ax x c++经过B、C两点.(1)求抛物线的解析式;(2)如图,点E是直线BC上方抛物线上的一个动点,当△BEC的面积最大时,求出点E的坐标和最大值;(3)在(2)条件下,过点E作y轴的平行线交直线BC于点M,连接AM,点Q是抛物线对称轴上的动点,在抛物线上是否存在点P,使以点P、Q、A、M为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】见解析.【解析】解:(1)∵直线y =334x -+与x 轴交于点C ,与y 轴交于点B ,∴B (0,3),C (4,0),将B (0,3),C (4,0)代入y = 234ax x c ++得: 16303a c c ++=⎧⎨=⎩,解得:383a c ⎧=-⎪⎨⎪=⎩, ∴抛物线的解析式为:233384y x x =-++.(2)过点E 作EF ⊥x 轴于F ,交BC 于M ,设E (x ,233384x x -++),则M (x ,334x -+),∴ME =233384x x -++-(334x -+)=23382x x -+∴S △BEC =12×EM ×OC =2EM=2(23382x x -+)=()23234x --+,∴当x =2时,△BEC 的面积取最大值3,此时E (2,3).(3)由题意得:M (2,32),抛物线对称轴为:x =1,A (-2,0),设P (m ,y ),y =233384m m -++,Q (1,n )①当四边形APQM 为平行四边形时,有:212m -+=+,解得:m =-3, 即P (-3,218-); ②当四边形AMPQ 为平行四边形时,有:-2+m =2+1,即m =5 即P (5, 218-); ③当四边形AQMP 为平行四边形时,有:2-2=1+m ,得:m =-1, 即P (-1,158); 综上所述,抛物线上存在点P ,使以点P 、Q 、A 、M 为顶点的四边形是平行四边形,点P 的坐标为:(-3,218-),(5, 218-),(-1,158).【变式1-1】(2018·河师大附中模拟)如图,抛物线y =ax 2+bx +c (a ≠0)与x 轴交于点A (-1,0)、B (3,0)两点,与y 轴交于点C (0,-3).(1)求抛物线的解析式与顶点M 的坐标; (2)求△BCM 的面积与△ABC 面积的比;(3)若P 是x 轴上一个动点,过P 作射线PQ ∥AC 交抛物线于点Q ,随着P 点的运动,在x 轴上是否存在这样的点P ,使以点A 、P 、Q 、C 为顶点的四边形为平行四边形?若存在请直接写出点P 的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】见解析.【解析】解:(1)将A (-1,0),B (3,0), C (0,-3)代入y =ax 2+bx +c ,得:9303a b c a b c c -+=⎧⎪++=⎨⎪=-⎩, 解得:a =1,b =-2,c =-3,即抛物线的解析式为:y=x2-2x-3,顶点M的坐标为:(1,-4);(2)连接BC,BM,CM,过M作MD⊥x轴于D,如图所示,S△BCM=S梯形ODMC+S△BDM-S△BOC=3,S△ACB=6,∴S△BCM:S△ACB=1:2;(3)存在.①当点Q在x轴上方时,过Q作QF⊥x轴于F,如图所示,∵四边形ACPQ为平行四边形,∴QP∥AC,QP=AC∴△PFQ≌△AOC,∴FQ=OC=3,∴3=x2﹣2x﹣3,解得x或x=1,∴Q,3)或(1,3);②当点Q在x轴下方时,过Q作QE⊥x轴于E,如图所示,同理,得:△PEQ≌△AOC,∴EQ=OC=3,∴﹣3=x2﹣2x﹣3,解得:x=2或x=0(与C点重合,舍去),∴Q(2,﹣3);综上所述,点Q的坐标为:,3)或(1,3)或(2,﹣3).【例2】(2018·郑州三模)如图所示,在平面直角坐标系中,已知抛物线y=ax2+bx-5与x轴交于A(-1,0),B(5,0)两点,与y轴交于点C.(1)求抛物线的解析式;(2)如图2所示,CE∥x轴与抛物线相交于点E,点H是直线CE下方抛物线上的动点,过点H且与y轴平行的直线与BC、CE分别交于点F、G,试探究当点H运动到何处时,四边形CHEF的面积最大,求点H的坐标及最大面积;(3)点M是(1)中所求抛物线对称轴上一动点,点N是反比例函数y=kx图象上一点,若以点B、C、M、N为动点的四边形是矩形,请直接写出满足条件的k的值.【答案】见解析.【解析】解:(1)将A (-1,0),B (5,0)代入y =ax 2+bx -5得:5025550a b a b --=⎧⎨+-=⎩,解得:14a b =⎧⎨=-⎩, 即抛物线的解析式为:y =x 2-4x -5.(2)在y =x 2-4x -5中,当x =0时,y =-5,即C (0,-5), ∵CE ∥x 轴,则C 、E 关于直线x =2对称, ∴E (4,-5), CE =4,由B (5,0), C (0,-5)得直线BC 的解析式为:y =x -5, 设H (m ,m 2-4m -5), ∵FH ⊥CE , ∴F (m ,m -5),∴FH = m -5-(m 2-4m -5)= -m 2+5m , S 四边形CHEF =12·FH ·CE =12(-m 2+5m )×4 =-2(m -52)2+252,当m =52时,四边形CHEF 的面积取最大值252,此时H (52,354-).(3)设M (2,m ),N (n ,kn),B (5,0),C (0,-5), ①当BC 为矩形对角线时,此时:2+n =5+0,m +kn=0-5,即n =3,设BC 与MN 交于点H ,则H (52,52-),MH =12BC =2,∴222552222m ⎛⎛⎫⎛⎫-++= ⎪ ⎪ ⎝⎭⎝⎭⎝⎭, 解得:m =1或m =-6,当m =1时,k =-18;m =-6时,k =3, ②当BC 为矩形边时,分两种情况讨论:(i )当点M 在直线BC 下方时,即四边形BCMN 为矩形,则∠BCM=90°,2+5=n+0,m=kn-5,过M作MH⊥y轴于H,则由OB=OC知,∠OCB=45°,∴∠MCH=∠CMH=45°,即CH=MH,∴-5-m=2,解得:m=-7,n=7,k=-14;(ii)当点M在直线BC上方时,即四边形BCNM为矩形,则∠CBM=90°,n+5=2,kn=m-5,设对称轴与x轴交于点H,同理可得:BH=MH,∴3=m,n=-3,k=6;综上所述,k的值为:-18,3,-14或6.【变式2-1】(2019·驻马店二模)如图,抛物线y=-x2+bx+c经过A(-1,0),B(3,0)两点,且与y轴交于点C,点D是抛物线的顶点,抛物线的对称轴DE交x轴于点E,连接BD.(1)求经过A,B,C三点的抛物线的函数表达式.(2)点P是线段BD上一点,当PE=PC时,求点P的坐标.(3)在(2)的条件下,过点P作PF⊥x轴于点F,G为抛物线上一动点,M为x轴上一动点,N 为直线 PF 上一动点,当以 F ,M ,G ,N 为顶点的四边形是正方形时,请求出点 M 的坐标.【答案】见解析.【解析】解:(1)∵抛物线 y =-x 2+bx +c 经过 A (-1,0),B (3,0)两点,∴10930b c b c --+=⎧⎨-++=⎩,解得:23b c =⎧⎨=⎩,即抛物线的解析式为:y =-x 2+2x +3.(2)由y =-x 2+2x +3知,C (0,3),E (1,0),D (1,4), 可得直线BD 的解析式为:y =-2x +6,设P (m ,-2m +6),由勾股定理得:PE 2=()()22126m m -+-+,PC 2=()22263m m +-+-, 由PE =PC ,得:()()22126m m -+-+=()22263m m +-+-, 解得:m =2,即P (2,2).(3)∵M 在x 轴上,N 在直线PF 上, ∴∠NFM =90°,由四边形MFNG 是正方形,知MF =MG , 设M (n ,0),则G (n ,-n 2+2n +3), MG =|-n 2+2n +3|,MF =|n -2|, ∴|-n 2+2n +3|=|n -2|,解得:n n n n ,故点M 的坐标为:0),0),(12,0),(12-,0).【变式2-2】(2019·大联考)如图1,抛物线y =ax 2+bx +c 经过点A (-4,0),B (1,0),C (0,3),点P 在抛物线上,且在x 轴的上方,点P 的横坐标记为t .(1)求抛物线的解析式;(2)如图2,过点P 作y 轴的平行线交直线AC 于点M ,交x 轴于点N ,若MC 平分∠PMO ,求t 的值.(3)点D 在直线AC 上,点E 在y 轴上,且位于点C 的上方,那么在抛物线上是否存在点P ,使得以点C 、D 、E 、P 为顶点的四边形是菱形?若存在,请直接写出菱形的面积.图1 图2【答案】见解析.【解析】解:(1)∵抛物线y =ax 2+bx +c 经过点A (-4,0),B (1,0),C (0,3),∴301640c a b c a b c =⎧⎪++=⎨⎪-+=⎩,解得:39434c b a ⎧⎪=⎪⎪=-⎨⎪⎪=-⎪⎩,即抛物线的解析式为:y =34-x 294-x +3. (2)由A (-4,0),C (0,3)得直线AC 的解析式为:y =334x +, ∵点P 的横坐标为t , ∴M (t ,334t +), ∵PN ∥y 轴, ∴∠PMC =∠MCO , ∵MC 平分∠PMO , ∴∠PMC =∠OMC , ∴∠MCO =∠OMC , 即OM =OC =3,∴OM 2=9,即223394t t ⎛⎫++= ⎪⎝⎭,解得:t =0(舍)或t =7225,∴当MC 平分∠PMO 时,t =7225. (3)设P (t , 34-t 294-t +3), ①当CE 为菱形的边时,四边形CEPD 为菱形,则PD ∥y 轴,CD =PD ,则D (t ,334t +),∴PD =34-t 294-t +3-(334t +)=34-t 23-t , 由勾股定理得:CD =54t -,∴34-t 23-t =54t -,解得:t =0(舍)或t =73-, 即PD =3512,菱形面积为:3512×73=24536; ②当CE 为菱形的对角线时,此时P 与D 点关于y 轴对称,则D (-t , 34-t 294-t +3),将D 点坐标代入y =334x +,得: 34-t 294-t +3=()334t -+,解得:t =0(舍)或t =-2, PD =4,CE =3,菱形的面积为:12×4×3=6;综上所述,菱形的面积为:24536或6.1.(2019·南阳毕业测试)如图1,抛物线y =ax 2+bx +2与x 轴交于A ,B 两点,与y 轴交于点C ,AB =4,矩形OBDC 的边CD =1,延长DC 交抛物线于点E .(1)求抛物线的解析式;(2)如果点N 是抛物线对称轴上的一点,抛物线上是否存在点M ,使得以M ,A ,C ,N 为顶点的四边形是平行四边形?若存在,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.【答案】见解析.【解析】解:(1)∵矩形OBDC 的边CD =1, ∴OB =1,由AB =4,得OA =3, ∴A (﹣3,0),B (1,0),∵抛物线y =ax 2+bx +2与x 轴交于A ,B 两点, ∴a +b +2=0,9a -3b +2=0, 解得:a =23-,b =43-, ∴抛物线解析式为y =23-x 243-x +2; (2)以AC 为边或对角线分类讨论: A (﹣3,0),C (0,2),抛物线y =23-x 243-x +2的对称轴为x =﹣1, 设M (m , y M ),N (-1,n ),y M =23-m 243-m +2 ①当四边形ACMN 为平行四边形时,有:312Mm y n -+=-⎧⎨=+⎩,解得:m =2,y M =103-,即M (2,103-); ②当四边形ACNM 为平行四边形时,有:312Mmy n --=⎧⎨+=⎩,解得:m =-4,y M =103-,即M (-4,103-); ③当四边形AMCN 为平行四边形时,有:312Mm y n -=-⎧⎨=+⎩,解得:m =-2,y M =2,即M (-2,2); 综上所述,点M 的坐标为(2,103-)或(﹣4,103-)或(﹣2,2). 2.(2019·开封模拟)如图,直线y =﹣x +4与抛物线y =﹣12x 2+bx +c 交于A ,B 两点,点A 在y 轴上,点B 在x 轴上.(1)求抛物线的解析式;(2)在x 轴下方的抛物线上存在一点P ,使得∠ABP =90°,求出点P 坐标;(3)点E 是抛物线对称轴上一点,点F 是抛物线上一点,是否存在点E 和点F 使得以点E ,F ,B ,O 为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出点F 的坐标;若不存在,请说明理由.【答案】见解析.【解析】解:(1)在y=﹣x+4中,当x=0时,y=4,当y=0时,x=4,即点A、B的坐标分别为(0,4)、(4,0),将(0,4)、(4,0),代入二次函数表达式,并解得:b=1,c=4,抛物线的解析式为:y=﹣12x2+x+4;(2)∵OA=OB=4,∴∠ABO=45°,∵∠ABP=90°,则∠PBO=45°,若直线PB交y轴于点M,则OM=OB=4,可得直线BP的解析式为:y=x-4,联立:y=x-4,y=﹣12x2+x+4,得:x=4,y=0(即B点);x=-4,y=-8,即P(-4,-8).(3)存在;由y=﹣12x2+x+4知抛物线的对称轴为:x=1,设E(1,m),F(n,﹣12n2+n+4),O(0,0),B(4,0),①当四边形OBEF是平行四边形时,有:EF=4,∴n-1=-4,即n=-3,F点坐标为(-3,72 -);②当四边形OBFE是平行四边形时,有:EF=4,n-1=4,即n=5,F点坐标为(5,72 -);③当四边形OFBE 是平行四边形时,有:410Fn m y =+⎧⎨=+⎩,即n =3,F 点坐标为(3,52);综上所述:点F 的坐标为(5,72-),(﹣3,72-),(3,52). 3.(2019·开封二模)如图,抛物线y =ax 2+bx +2与直线y =﹣x 交第二象限于点E ,与x 轴交于A (﹣3,0),B 两点,与y 轴交于点C ,EC ∥x 轴.(1)求抛物线的解析式;(2)如果点N 是抛物线对称轴上的一个动点,抛物线上存在一动点M ,若以M ,A ,C ,N 为顶点的四边形是平行四边形,请直接写出所有满足条件的点M 的坐标.【答案】见解析.【解析】解:(1)由题意知:A (﹣3,0),C (0,2),EC ∥x 轴 ∴点E 的纵坐标为2, ∵点E 在直线y =﹣x 上, ∴点E (﹣2,2),∵将A (﹣3,0)、E (﹣2,2)代入y =ax 2+bx +2,得:93204222a b a b -+=⎧⎨-+=⎩,解得:2343a b ⎧=-⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩抛物线的解析式为:224233y x x =--+;(2)由224233y x x =--+知,抛物线的对称轴为x =-1,设N (-1,n ),M (m ,224233m m --+),∵A (﹣3,0),C (0,2),(1)当四边形ACNM 是平行四边形时,有:312Mm n y --=⎧⎨=+⎩,得:m =-4,y M = 103-; 即M (-4,103-). (2)当四边形ACMN 是平行四边形时,有:312Mm n y -+=-⎧⎨+=⎩,得:m =2,y M = 103-; 即M (2,103-). (3)当四边形ANCM 是平行四边形时,有:312Mmn y -=-+⎧⎨=+⎩,得:m =-2,y M = 2; 即M (-2,2).综上所述,M 点的坐标是(-4,103-),(2,103-),(-2,2). 4.(2019·名校模考)如图,抛物线y =ax 2+bx ﹣1(a ≠0)交x 轴于A ,B (1,0)两点,交y 轴于点C ,一次函数y =x +3的图象交坐标轴于A ,D 两点,E 为直线AD 上一点,作EF ⊥x 轴,交抛物线于点F(1)求抛物线的解析式;(2)在平面直角坐标系内存在点G ,使得G ,E ,D ,C 为顶点的四边形为菱形,请直接写出点G 的坐标.【答案】见解析.【解析】解:(1)将y =0代入y =x +3,得x =﹣3.∴A(﹣3,0).∵抛物线y=ax2+bx﹣1交x轴于A(﹣3,0),B(1,0)两点,∴109310a ba b+-=⎧⎨--=⎩,解得:1323ab⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩抛物线的解析式为y=13x2+23x﹣1;(2)点G的坐标为(2,1),(﹣,﹣1),(﹣1),(﹣4,3).①当四边形DCEG是菱形时,CD=CE=EG=4,设E(m,m+3),则G(m,m+7),由C(0,-1),E(m,m+3),得:CE2=m2+(m+4)2=16,解得:m=0(舍)或m=-4,此时G(-4,3);②当四边形DCGE是菱形时,CG2=16,设E(m,m+3),则G(m,m-1),即m2+ m2=16,解得:m=m=-此时,G(1)或G(--1);③当四边形DGCE是菱形时,设E(m,m+3),则G(-m,-m-1),此时E在CD的垂直平分线上,即m+3=1,m=-2,此时G(2,1);综上所述,点G的坐标为:(-4,3)、(1)、(--1)、(2,1).5.(2019·枫杨外国语三模)(2019·枫杨外国语三模)如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,点A的坐标为(-1,0),点C的坐标为(0,3),点D和点C关于抛物线的对称轴对称,直线AD与y轴交于点E.(1)求抛物线的解析式;(2)点M是抛物线的顶点,点P是y轴上一点,点Q是坐标平面内一点,以A,M,P,Q为顶点的四边形是以AM为边的矩形.若点T和点Q关于AM所在直线对称,求点T的坐标.【答案】见解析.【解析】解:(1)将(-1,0),(0,3)代入y=﹣x2+bx+c,得:-1-b+c=0,c=3,解得:b=2,c=3,即抛物线的解析式为:y=﹣x2+2x+3.(2)由y=﹣x2+2x+3知,点M(1,4),分两种情况讨论,①当四边形MAPQ是矩形时,过M作MH⊥x轴于H,则MH=4,AH=2,易证得:∠APO=∠MAH,∴tan∠APO= tan∠MAH,即OA MHOP AH=2,∴OP=12,即P(0,-12),由A(-1,0)、M(1,4),P(0,-12)得:点Q坐标为(2,72),∵点T和点Q关于AM所在直线对称,即点Q与点T关于点M(1,4)对称,∴T(0,92 );②当四边形AMPQ是矩形时,同理可得:T(0,12 -);综上所述,点T的坐标为(0,92),(0,12-).6.(2019·焦作二模)如图,在平面直角坐标系中,一次函数y=x+b的图象经过点A(-2,0),与反比例函数kyx=(x>0)的图象交于点B(a,4).(1)求一次函数和反比例函数的表达式;(2)设M是直线AB上一点,过M作MN∥x轴,交反比例函数kyx=(x>0)的图象于点N,若以A,O,M,N为顶点的四边形是平行四边形,求点M的横坐标.【答案】见解析.【解析】解:(1)将A(-2,0)代入y=x+b,得:b=2,即一次函数的解析式为:y=x+2,将B(a,4)代入y=x+2,得:a=2,即B(2,4),将B(2,4)代入kyx=得:x=8,即反比例函数的解析式为:8 yx =.(2)设M(m,m+2),则N(82m+,m+2),由题意知,MN∥OA,则需MN=OA=2时,以A,O,M,N为顶点的四边形是平行四边形,∴82mm-+=2,解得:m=2或m=-2(舍)或m=m=-(舍),∴点M的坐标为:(2,+2).7.(2019·许昌月考)如图1,二次函数y=43x2+bx+c的图象与x轴交于A(3,0),B(﹣1,0)两点,与y轴交于点C.(1)求该二次函数的解析式;(2)设该抛物线的顶点为D,求△ACD的面积(请在图1中探索);(3)若点P,Q同时从A点出发,都以每秒1个单位长度的速度分别沿AB,AC边运动,其中一点到达端点时,另一点也随之停止运动,当P,Q运动到t秒时,△APQ沿PQ所在的直线翻折,点A恰好落在抛物线上E点处,请直接判定此时四边形APEQ的形状,并求出E点坐标(请在图2中探索).图1 图2【答案】见解析.【解析】解:(1)∵二次函数y=43x2+bx+c的图象与x轴交于A(3,0),B(﹣1,0),∴493034103b cb c⎧⨯++=⎪⎪⎨⎪⨯-+=⎪⎩,解得:834bc⎧=-⎪⎨⎪=-⎩,即抛物线的解析式为:y=43x2﹣83x﹣4;(2)过点D作DM⊥y轴于点M,y =43x 2﹣83x ﹣4 =43(x ﹣1)2﹣163, ∴点D (1,﹣163)、点C (0,﹣4), S △ACD =S 梯形AOMD ﹣S △CDM ﹣S △AOC=12×(1+3)×163﹣12×(163﹣4)×1﹣12×3×4 =4;(3)四边形APEQ 为菱形,理由如下:E 点关于PQ 与A 点对称,过点Q 作QF ⊥AP 于F ,由折叠性质知: AP =EP ,AQ =EQ ∵AP =AQ =t , ∴AP =AQ =QE =EP , ∴四边形AQEP 为菱形, ∵FQ ∥OC ,∴AF FQ AQOA OC AC ==, ∴345AF FQ t ==∴AF =35t ,FQ =45t ,Q (3﹣35t ,﹣45t ),E (3﹣35t ﹣t ,﹣45t ),∵E 在二次函数y =43x 2﹣83x ﹣4上,∴﹣45t =43(3﹣85t )2﹣83(3﹣85t )﹣4,∴t =14564或t =0(舍去), ∴E (﹣58,﹣2916).8.(2018·新乡一模)如图,一次函数122y x =-+分别交y 、x 轴于A 、B 两点,抛物线2y x bx c=-++过A ,B 两点.(1)求这个抛物线的解析式;(2)作垂直于x 轴的直线x =t ,在第一象限交直线AB 于M ,交这个抛物线于N . 求当t 取何值时,MN 有最大值?最大值是多少?(3)在(2)的情况下,以A ,M 、N 、D 为顶点作平行四边形,直接写出第四个顶点D 的坐标.【答案】见解析【解析】解:(1)在122y x =-+得,当x =0时,y =2;y =0时,x =4,即A (0,2),B (4,0),把A (0,2),B (4,0)代入2y x bx c =-++,得: 21640c b c =⎧⎨++=⎩-,解得722b c ⎧=⎪⎨⎪=⎩, ∴抛物线解析式为2722y x x =-++. (2)由题意知,1(,2)2M t t -+,27(,2)2N t t t -++,∴MN =2712(2)22t t t -++--+=2(2)4t --+, ∴当t =2时,MN 有最大值4.(3)根据平行四边形的性质,得:D 点坐标为:(0,6),(0,-2)或(4,4).9.(2019·周口二模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y =ax 2+bx +4与x 轴交于A (-1,0),B (4,0)两点,与y 轴交于点C .(1)求这个抛物线的解析式;(2)设E 是该抛物线上位于对称轴右侧的一个动点,过点E 作x 轴的平行线交抛物线于另一点F ,过点E 作EH ⊥x 轴于点H ,再过点F 作FG ⊥x 轴于点G ,得到矩形EFGH .在点E 的运动过程中,当矩形EFGH 为正方形时,直接写出该正方形的边长.【答案】见解析.【解析】解:(1)∵抛物线y =ax 2+bx +4与x 轴交于A (-1,0),B (4,0)两点,∴4016440a b a b -+=⎧⎨++=⎩,解得:13a b =-⎧⎨=⎩,即抛物线的解析式为:y =-x 2+3x +4. (2)∵四边形EFGH 是矩形,∴当EF =EH 时,四边形EFGH 是正方形,设E(m, -m2+3m+4),则F(3-m,-m2+3m+4),m>32,∴EF=2m-3,EH=|-m2+3m+4|,∴2m-3=|-m2+3m+4|,解得:m或m(舍)或m或m(舍)∴正方形的边长EF2,综上所述,正方形EFGH的边长为:2.10.(2019·郑州一中模拟)如图所示,平面直角坐标系中直线y=x+1交坐标轴于点A、D两点,抛物线y=ax2+bx-3经过A、C两点,点C坐标为(a,5). 点M为直线AC上一点,过点M作x轴的垂线,垂足为F,交抛物线于点N.(1)求抛物线解析式;(2)是否存在点M,使得以点D、E、M、N为顶点的四边形为平行四边形,如果有,求点M的坐标,如果没有,请说明理由.【解析】解:∵直线y =x +1交坐标轴于点A 、D 两点, ∴A (-1,0),D (0,1),∵点C (a ,5)在直线y =x +1上, ∴a =4,即C (4,5),将A (-1,0),C (4,5)代入y =ax 2+bx -3得:3016435a b a b --=⎧⎨+-=⎩,解得:12a b =⎧⎨=-⎩, ∴抛物线的解析式为:y =x 2-2x -3. (2)存在,E (0,-3),∴DE =4, 由题意知:DE ∥MN ,∴当DE =MN =4时,四边形DENM 是平行四边形, 设N (m , m 2-2m -3),则M (m , m +1), ∴| m +1-(m 2-2m -3)|=4,解得:m =0(舍)或m =3或m =或m = ,综上所述,点M 的坐标为:(3,4),,).11.(2019·郑州模拟)如图,已知二次函数23234y ax a x ⎛⎫=--+ ⎪⎝⎭的图象经过点A (4,0),与y 轴交于点B ,在x 轴上有一动点C (m ,0) (0<m <4),过点C 作x 轴的垂线交直线AB 于点E ,交该二次函数图象于点D .(1)求a 的值和直线AB 的解析式;(2)过点D 作DF ⊥AB 于点F ,设△ACE ,△DEF 的面积分别为S 1,S 2,若S 1=4S 2,求m 的值; (3)点H 是该二次函数图象上第一象限内的动点,点G 是线段AB 上的动点,当四边形DEGH 是平行四边形,且平行四边形DEGH 的周长取最大值时,求点G 的坐标.【答案】见解析.【解析】解:(1)将A (4,0)代入23234y ax a x ⎛⎫=--+ ⎪⎝⎭得:a =34-,∴抛物线的解析式为:239344y x x =-++,设直线AB 的解析式为:y =kx +b , ∴4k +b =0,b =3,即k =34-,b =3, ∴直线AB 的解析式为:y =34-x +3. (2)∵点C 的横坐标为m ,∴D (m , 239344m m -++),E (m , 34-m +3),AC =4-m ,DE =239344m m -++-(34-m +3)= 2334m m -+,∵BC ∥y 轴, ∴43AC OA CE OB ==,即443m CE -=, ∴CE =()344m -,AE =()544m -, ∵∠DF A =∠DCA =90°,∠DBF =∠AEC , ∴△DFE ∽△ACE , ∵S 1=4S 2, ∴AE =2DE , 即()544m -=2(2334m m -+),解得:m =4(舍)或m =56, 即m 的值为56.(3)如图,过点G 作GM ⊥DC 于M ,设G 、H 点横坐标为n ,由DE =2334m m -+,得GH =2334n n -+,2334m m -+=2334n n -+,得:m =n (舍)或n =4-m ,∴MG =4-2m ,由45MG EG =得:EG =()5424m -, ∴C 四边形DEGH =2()25342344m m m ⎡⎤--+⎢⎥⎣⎦=23102m m -++=23161236m ⎛⎫--+ ⎪⎝⎭,∴当m =13时,C 最大,此时n =113,即G (113,14),E (13,114), 由图象可知当E 、G 互换位置时满足题意,即G (13,114),E (113,14),综上所述,G 点坐标为:(13,114),(113,14).13.(2018·郑州模拟)如图,抛物线y =﹣x 2+bx +c 与x 轴交于点A 和点B (3,0),与y 轴交于点C (0,3),点D 是抛物线的顶点,过点D 作x 轴的垂线,垂足为E ,连接DB .(1)求此抛物线的解析式及顶点D 的坐标;(2)点M 是抛物线上的动点,设点M 的横坐标为m . ①当∠MBA =∠BDE 时,求点M 的坐标;②过点M 作MN ∥x 轴,与抛物线交于点N ,P 为x 轴上一点,连接PM ,PN ,将△PMN 沿着MN 翻折,得△QMN ,若四边形MPNQ 恰好为正方形,直接写出m 的值.【答案】见解析.【解析】解:(1)将点B(3,0),C(0,3)代入y=﹣x2+bx+c,并解得:b=2,c=3,∴抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3.顶点D(1,4).(2)①过点M作MG⊥x轴于G,连接BM.则∠MGB=90°,设M(m,﹣m2+2m+3),∴MG=|﹣m2+2m+3|,BG=3﹣m,∵DE⊥x轴,D(1,4),B(3,0),∴∠DEB=90°,DE=4,OE=1,BE=2,∵∠MBA=∠BDE,∴tan∠MBA=tan∠BDE=12,∴2233m mm-++-=12解得:m=12-或m=32-或m=3(舍)∴满足条件的点M坐标(12-,74)或(32-,94-);②∵MN∥x轴,∴点M、N关于抛物线的对称轴对称,∵四边形MPNQ是正方形,∴OP=1,由∠QPM=∠MPO=45°,得:GM=GP,即|﹣m2+2m+3|=|1﹣m|,解得:m或m或m或m即满足条件的m.14.(2017·信阳二模)如图,抛物线y=ax2+bx﹣4与x轴交于A(﹣2,0)、B(8,0)两点,与y轴交于点C,连接BC,以BC为一边,点O为对称中心做菱形BDEC,点P是x轴上的一个动点,设点P的坐标为(m,0),过点P作x轴的垂线l交抛物线于点Q.(1)求抛物线的解析式;(2)当点P在线段OB上运动时,直线l分别交BD、BC于点M、N,试探究m为何值时,四边形CQMD 是平行四边形,此时,请判断四边形CQBM的形状,并说明理由.【答案】见解析.【解析】解:(1)将A(﹣2,0)、B(8,0)代入y=ax2+bx﹣4并解得:a=14,b=32-,即抛物线的解析式为:y=14x232-x-4.(2)由y=14x232-x-4知,C(0,-4),由菱形的性质可知:D(0,4),设直线BD的解析式为:y=kx+n,将点B(8,0)、D(0,4)代入得:k=12-,n=4,即直线BD的解析式为:y=12-x+4,由M(m,12-m+4),Q(m,14m232-m-4).当MQ=DC时,四边形CQMD为平行四边形.∴12-m+4﹣(14m232-m-4)=8,解得m=4或m=0(舍去).∴MD∥CQ,MD=CQ,M(4,2),∴M为BD的中点,∴MD=MB.∴CQ=MB,又∵MB∥CQ,∴四边形CQBM为平行四边形.。
八年级下册数学平行四边形难题平行四边形是在数学中常见的几何形状之一,它具有特殊的性质和规律。
在本文中,我们将介绍一些关于平行四边形的难题,帮助大家更好地理解和运用这个概念。
1. 平行四边形的基本性质平行四边形指的是具有两对平行边的四边形。
首先,我们来看一道简单的题目:题目:在平行四边形ABCD中,若AB = 5cm,BC = 8cm,且∠BAD = 60°,求DC的长度。
解析:根据平行四边形的性质,我们知道对边是相等的,即AD = BC = 8cm。
同时,根据三角形的角度和为180°的性质,我们可以计算出∠ADB = 180° - 60° - 90° = 30°,再利用正弦定理可以求得DC的长度。
2. 平行四边形的面积计算平行四边形的面积计算方法与矩形相同,即面积等于底边乘以高。
下面是一个稍微复杂些的问题:题目:在平行四边形ABCD中,AB = 6cm,AD = 8cm,且∠ADC = 120°,求平行四边形ABCD的面积。
解析:我们可将平行四边形分成两个三角形和一个梯形。
首先,利用正弦定理可以计算出∠DAB = 180° - 120° = 60°。
然后,我们可以通过计算三角形的面积来求得梯形ABCD的面积。
这里使用的公式是:面积 = 底边乘以高除以2。
通过计算两个三角形的面积之和,再减去梯形内部的三角形的面积,即可得到平行四边形ABCD的面积。
3. 平行四边形的角度性质平行四边形的角度和为360°,其中对角线之间交叉的角是互补角。
我们来看一个与角度性质相关的问题:题目:在平行四边形ABCD中,已知∠A = 100°,求∠BCD 的度数。
解析:根据平行四边形的角度性质,我们可以得出∠ABC = 180° - ∠A = 80°。
由平行四边形的性质可知∠BCD = 180° - ∠ABC = 100°。
平行四边形,矩形,菱形的存在性问题一、平行四边形存在性问题1.在平面直角坐标系中,点A,B,C的坐标分别是A(﹣1,3),B(﹣5,﹣3),C(1,﹣3),在平面内找一点D,使四边形ABCD是平行四边形,则点D的坐标是.2.已知平行四边形ABCD的两条对角线相交于平面直角坐标系中的原点O,点A(﹣1,3),B(1,2),则点C,D的坐标分别为.3.在直角坐标系中,点A、B的坐标分别为(﹣2,4)、(﹣5,2),点M在x轴上,点N 在y轴上.如果以点A、B、M、N为顶点的四边形是平行四边形,那么符合条件的点M 有个.4.如图,在平面直角坐标系中,AD∥BC,AD=5,B(﹣3,0),C(9,0),E是BC的中点,P是线段BC上一动点,当PB=时,以点P、A、D、E为顶点的四边形是平行四边形.第4题第5题第6题5.如图,在平面直角坐标系中,点A的坐标为(1,0),点B的坐标为(4,0),点C在y 的正半轴上,且OB=2OC,在直角坐标平面内确定点D,使得以点D、A、B、C为顶点的四边形是平行四边形,请写出点D的坐标为.6.如图,已知A(1,0)、C(0,1)、B(m,0)且m>1,在平面内求一点P,使得以A、B、C、P为顶点的四边形是平行四边形,则点P的坐标为.7.已知点A(4,0),B(0,﹣2),C(a,a)及点D是一个平行四边形的四个顶点,则线段CD长的最小值为.8.(1)在图1,2,3中,给出平行四边形ABCD的顶点A,B,D的坐标(如图),图1,2,3中的顶点C的坐标分别是,,;(2)在图4中,若平行四边形ABCD的顶点A,B,D的坐标分别为(4,1)、(3,4)、(6,4),则顶点C的坐标为;(3)在图4中,平行四边形ABCD顶点坐标分别为A(a,b)、B(c,d)、C(m,n)、D(e,f),则其横坐标a,c,m,e之间的等量关系为;纵坐标b,d,n,f之间的等量关系为.9.如图,矩形OABC中,点A在x轴上,点C在y轴上,点B的坐标是(6,8),将矩形OABC沿直线BD折叠,使得点C恰好落在对角线OB上的点E处,折痕所在直线与y 轴、x轴分别交于点D、F.(1)请直接写出线段BO的长;(2)求折痕所在直线BD的解析式;(3)若点M在直线y=﹣x上,则在直线BD上是否存在点P,使以C、D、M、P为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出满足条件的点P的坐标;否则,请说明理由.二、矩形存在性问题10.在平面直角坐标系中,已知点A(0,0),B(2,﹣2),C(4,0),D(2,2),则以这四个点为顶点的四边形ABCD是()A.矩形B.菱形C.梯形D.正方形11.如图1,在四边形ABCD中,AB∥CD,∥BCD=90°,AB=AD=10cm,BC=8cm.点P 从点A出发,以每秒3cm的速度沿线段AB方向向B运动,点Q从点D出发,以每秒2cm的速度沿线段DC方向向点C运动.已知动点P、Q同时出发,当点P运动到点B 时,P、Q同时运动停止,设运动时间为t秒.(1)求CD的长;(2)当t为何值时,四边形PBQD为平行四边形?(3)在运动过程中,是否存在四边形BCQP是矩形?若存在,请求出t的值;若不存在,请说明理由.12.平行四边形AOBC在平面直角坐标系中的位置如图(1).(1)写出点C的坐标;(2)在图(1)中,连接AB,OC得到图(2),求AB与OC的交点M点的坐标;(3)将图(2)中的线段BC向两方延长得到图(3),若点D,E为直线BC上不与B,C重合的动点,是否存在这样的D,E点,使得四边形OADE为矩形?若存在,请在图中画出矩形,并求出矩形OADE的面积和点D,E的坐标,若不存在,请说明理由.三、菱形存在性问题13.在直角坐标系中,A,B,C,D四个点的坐标依次为(﹣1,0),(x,y),(﹣1,5),(﹣5,z),若这四个点构成的四边形是菱形,则满足条件的z的值有()A.1个B.3个C.4个D.5个14.如图1,直线l1:y=﹣x+3与坐标轴分别交于点A,B,与直线l2:y=x交于点C.(1)求A,B两点的坐标;(2)求∥BOC的面积;(3)如图2,若有一条垂直于x轴的直线l以每秒1个单位的速度从点A出发沿射线AO 方向作匀速滑动,分别交直线l1,l2及x轴于点M,N和Q.设运动时间为t(s),连接CQ.∥当OA=3MN时,求t的值;∥试探究在坐标平面内是否存在点P,使得以O、Q、C、P为顶点的四边形构成菱形?若存在,请直接写出t的值;若不存在,请说明理由.参考答案1.根据题意得:D点的纵坐标一定是3;又由C点相对于B点横坐标移动了1﹣(﹣5)=6,故可得点D横坐标为﹣1+6=5,即顶点D的坐标为(5,3).2.由题意知:点A与点C、点B与点D关于原点对称,∥点A,B的坐标分别为(﹣1,3),(1,2),∥点C,D的坐标分别是(1,﹣3),(﹣1,﹣2),3.有3个点.4.解:∥B(﹣3,0),C(9,0),∥OB=3,OC=9,∥BC=OB+OC=12,∥E是BC的中点,∥BE=CE=BC=6,分为两种情况:∥当P在E的左边时,∥AD=PE=5,CE=6,∥BP=12﹣6﹣5=1;∥当P在E的右边时,∥AD=EP=5,∥BP=BE+EP=6+5=11;即当BP为1或11时,以点P、A、D、E为顶点的四边形为平行四边形;故答案为:1或11.5.如图,∥当BC为对角线时,易求M1(3,2);∥当AC为对角线时,CM∥AB,且CM=AB.所以M2(﹣3,2);∥当AB为对角线时,AC∥BM,且AC=BM.则|M y|=OC=2,|M x|=OB+OA=5,所以M3(5,﹣2).综上所述,符合条件的点D的坐标是M1(3,2),M2(﹣3,2),M3(5,﹣2).6.根据题意得:OA=OC=1,OB=m,∥AB=m﹣1,分三种情况:如图所示,∥以BC为对角线时,点P的坐标为(m﹣1,1);∥以AC为对角线时,点P的坐标为(1﹣m,1);∥以AB为对角线时,点P的坐标为(m+1,1);综上所述:点P的坐标为(m﹣1,1)或(1﹣m,1)或(m+1,﹣1);故答案为:(m﹣1,1)或(1﹣m,1)或(m+1,﹣1).7.如图,由题意得:点C在直线y=x上,∥如果AB、CD为对角线,AB与CD交于点F,当FC∥直线y=x时,CD最小,易知直线AB为y=x﹣2,∥AF=FB,∥点F坐标为(2,﹣1),∥CF∥直线y=x,设直线CF为y=﹣x+b′,F(2,﹣1)代入得b′=1,∥直线CF为y=﹣x+1,由,解得:,∥点C坐标(,).∥CD=2CF=2×=3.∥如果CD是平行四边形的边,则CD=AB==2>3,∥CD的最小值为3.故答案为:3.8.(1)利用平行四边形的性质:对边平行且相等,得出图1,2,3中顶点C的坐标分别是:(5,2)、(e+c,d),(c+e﹣a,d).故答案为:(5,2)(e+c,d),(c+e﹣a,d).(2)若平行四边形ABCD的顶点A,B,D的坐标分别为(4,1)、(3,4)、(6,4),则顶点C的坐标为(5,7);故答案为:(5,7);(3)如图4中,分别过点A,B,C,D作x轴的垂线,垂足分别为A1,B1,C1,D1,分别过A,D作AE∥BB1于E,DF∥CC1于点F.在平行四边形ABCD中,CD=BA,又∥BB1∥CC1,∥∥EBA+∥ABC+∥BCF=∥ABC+∥BCF+∥FCD=180°.∥∥EBA=∥FCD.在∥BEA∥∥CFD中,,∥∥BEA∥∥CFD(AAS),∥AE=DF=a﹣c,BE=CF=d﹣b.设C(x,y).由e﹣x=a﹣c,得x=e+c﹣a.由y﹣f=d﹣b,得y=f+d﹣b.∥C(e+c﹣a,f+d﹣b),∥m=e+c﹣a,n=f+d﹣b,∥m+a=e+c,n+b=d+f.故答案为:m+a=e+c,n+b=d+f.9.解:(1)∥矩形OABC中,点A在x轴上,点C在y轴上,点B的坐标是(6,8),∥OA=6,AB=8,∥OAB=90°,∥OB==10,即线段BO的长是10;(2)设点D的坐标为(0,d),则OD=d,CD=8﹣d,∥BC=6,CD=DE,OB=10,,∥,得d=5,即点D的坐标为(0,5),设折痕所在直线BD的解析式为y=kx+b,∥点D(0,5),点B(6,8)在直线BD上,∥,得,即折痕所在直线BD的解析式是y=0.5x+5;(3)在直线BD上存在点P,使以C、D、M、P为顶点的四边形是平行四边形,点P的坐标为(﹣2,4)或(﹣8,1);理由:∥点C(0,8),点D(0,5),∥OC=8,OD=5,∥CD=3,∥以C、D、M、P为顶点的四边形是平行四边形,点M在直线y=﹣x上,点P在直线BD上,∥CD=MP,CD∥MP,或CD为平行四边形的对角线,当CD=MP,CD∥MP时,设点M的坐标为(m,﹣0.5m),则P的坐标为(m,0.5m+5),则|(0.5m+5)﹣(﹣0.5m)|=3,解得,m1=﹣2,m2=﹣8,当m=﹣2时,点P的坐标为(﹣2,4),当m=﹣8时,点P的坐标为(﹣8,1),当CD为平行四边形的对角线时,则点C和点D中点的坐标为(0,6.5),设点M的坐标为(m,﹣0.5m),则点P的坐标为(﹣m,13+0.5m),∥点P在直线BD上,直线BD的解析式是y=0.5x+5,∥13+0.5m=﹣0.5m+5,得m=﹣8,∥点P的坐标为(8,9),由上可得,点P的坐标为(﹣2,4)、(﹣8,1)或(8,9).10.D11.解:(1)过点A作AM∥CD于M,根据勾股定理,AD=10,AM=BC=8,∥DM==6,∥CD=16;(2)当四边形PBQD为平行四边形时,点P在AB上,点Q在DC上,如图1,由题知:BP=10﹣3t,DQ=2t ∥10﹣3t=2t,解得t=2;(3)在运动过程中,不存在四边形BCQP是矩形,理由如下:∥AB∥CD,∥BCD=90°,∥∥C=90°,若要四边形BCQP是矩形,则当PB=CQ时即10﹣3t=16﹣2t,解得:t=﹣6<0,∥不存在.12.解:(1)∥四边形OACB是平行四边形,∥AC=OB,∥A(1,3)、B(4,0),∥C(5,3);(2)如图(2),设AB所在的直线的解析式为y=kx+b,∥直线AB经过点A(1,3)、B(4,0),∥,∥AB所在直线的解析式为y=﹣4x+4,由于OC所在直线的表达式为y=x,联立方程解得:即M的坐标是(2.5,1.5);(3)存在这样的D、E,使得四边形AOED是矩形.分别过点A、O作AD∥BC于点D,OE∥BC于点E,过E、D分别作x轴的垂线,垂足分别为F、G,∥四边形AOBC是平行四边形,∥AO∥BC,∥AD∥AO,∥四边形AOED是矩形,且与平行四边形AOBC面积相等,∥平行四边形AOBC的面积为12,∥矩形AOED的面积为12,由勾股定理知AO=,∥OE=,EB=,∥EF===1.2,OF===3.6,∥点E的坐标为(3.6,﹣1.2),∥点D的坐标为(4.6,1.8).13.如图,∥A(﹣1,0),C(﹣1,5),∥AC∥x轴,且AC=5﹣0=5,过点D(﹣5,z)作作x轴的垂线,则z的数值就在直线x=﹣5上,;∥A、B、C、D四个点构成的四边形是菱形,∥当DC=DA,z有1个值,当DC=AC,则42+(5﹣z)2=52,z有两个值,当AD=AC,则42+z2=52,则z有两个值,综上所知,符合条件的z的值有5个.故选:D.14.解:(1)对于直线y=﹣x+3,令x=0得到y=3,令y=0,得到x=6,A(6,0)B(0,3).(2)由,解得,∥C(2,2),∥S∥OBC=×3×2=3(3)∥∥M(6﹣t,﹣(6﹣t)+3),N(6﹣t,6﹣t),∥MN=|﹣(6﹣t)+3﹣(6﹣t)|=|t﹣6|,∥OA=3MN,∥6=3|t﹣6|,解得t=或∥如图3中,由题意OC=2,当OC为菱形的边时,可得Q1(﹣2,0),Q2(2,0),Q4(4,0);当OC为菱形的对角线时,Q3(2,0),∥t=(6+2)s或(6﹣2)s或2s或4s时,以O、Q、C、P为顶点的四边形构成菱形.。
图2图 3 图1二次函数中平行四边形存在性问题 以二次函数为载体的平行四边形存在性问题是近年来中考的热点,其图形复杂,知识覆盖面广,综合性较强,对学生分析问题和解决问题的能力要求高.对这类题,常规解法是先画出平行四边形,再依据“平行四边形的一组对边平行且相等”或“平行四边形的对角线互相平分”来解决.由于先要画出草图,若考虑不周,很容易漏解.为此,笔者另辟蹊径,借助探究平行四边形顶点坐标公式来解决这一类题.1 两个结论,解题的切入点数学课标,现行初中数学教材中没有线段的中点坐标公式,也没有平行四边形的顶点坐标公式,我们可帮助学生来探究,这可作为解题的切入点。
1.1 线段中点坐标公式平面直角坐标系中,点A 坐标为(x 1,y 1),点B 坐标为(x 2,y 2),则线段AB 的中点坐标为(221x x +,221y y +). 证明 : 如图1,设AB 中点P 的坐标为(x P ,y P ).由x P -x 1=x 2-x P ,得x P =221x x +,同理y P =221y y +,所以线段AB 的中点坐标为(221x x +,221y y +). 1.2 平行四边形顶点坐标公式□ABCD 的顶点坐标分别为A (x A ,y A )、B (x B ,y B )、C (x C ,y C )、D (x D ,y D ),则:x A +x C =x B +x D ;y A +y C =y B +y D . 证明: 如图2,连接AC 、BD ,相交于点E .∵点E 为AC 的中点,∴E 点坐标为(2C A x x +,2C A y y +). 又∵点E 为BD 的中点,∴E 点坐标为(2D B x x +,2D B y y +). ∴x A +x C =x B +x D ;y A +y C =y B +y D .即平行四边形对角线两端点的横坐标、纵坐标之和分别相等.2 一个基本事实,解题的预备知识如图3,已知不在同一直线上的三点A 、B 、C ,在平面内另找一个点D ,使以A 、B 、C 、D 为顶点的四边形是平行四边形.答案有三种:以AB 为对角线的□ACBD 1,以AC 为对角线的□ABCD 2,以BC 为对角线的□ABD 3C . 3 两类存在性问题解题策略例析与反思3.1 三个定点、一个动点,探究平行四边形的存在性问题例1 已知抛物线y=x 2-2x+a (a <0)与y 轴相交于点A ,顶点为M .直线y=21x-a 分别与x 轴、y 轴相交于B 、C 两点,并且与直线AM 相交于点N .(1)填空:试用含a 的代数式分别表示点M 与N 的坐标,则M ( ), N ( );图 4图5(2)如图4,将△NAC 沿y 轴翻折,若点N 的对应点N ′恰好落在抛物线上,AN ′与x 轴交于点D ,连接CD ,求a 的值和四边形ADCN 的面积;(3)在抛物线y=x 2-2x+a (a <0)上是否存在一点P ,使得以P 、A 、C 、N 为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出点P 的坐标;若不存在,试说明理由.解:(1)M (1,a-1),N (a 34,-a 31);(2)a=-49;S 四边形ADCN =16189; (3)由已知条件易得A (0,a )、C (0,-a )、N (a 34,-a 31).设P (m ,m 2-2m +a ). ①当以AC 为对角线时,由平行四边形顶点坐标公式(解题时熟练推导出),得:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+-+-=-+=+a m m a a a m a 23134002,∴⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-==81525a m . ∴P 1(25,-85); ②当以AN 为对角线时,得:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+-+-=-+=+a m m a a a m a 23103402,∴⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==81525a m (不合题意,舍去). ③当以CN 为对角线时,得:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+-+=--+=+a m m a a a m a 23103402,∴⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-=-=8321a m . ∴P 2(-21,87). ∴在抛物线上存在点P 1(25,-85)和P 2(-21,87),使得以P 、A 、C 、N 为顶点的四边形是平行四边形. 反思:已知三个定点的坐标,可设出抛物线上第四个顶点的坐标,运用平行四边形顶点坐标公式列方程(组)求解.这种题型由于三个定点构成的三条线段中哪条为对角线不清楚,往往要以这三条线段分别为对角线分类,分三种情况讨论.3.2 两个定点、两个动点,探究平行四边形存在性问题例2 如图5,在平面直角坐标系中,抛物线A (-1,0),B (3,0),C (0,-1)三点.(1)求该抛物线的表达式;(2)点Q 在y 轴上,点P 在抛物线上,要使以点Q 、P 、A 、B 为顶点的四边形是平行四边形,求所有满足条件点P 的坐标.解 :(1)易求抛物线的表达式为y=132312--x x ; (2)由题意知点Q 在y 轴上,设点Q 坐标为(0,t );点P 在抛物线上,图6 设点P 坐标为(m ,132312--m m ). 尽管点Q 在y 轴上,也是个动点,但可理解成一个定点,这样就转化为三定一动了.①当以AQ 为对角线时,由四个顶点的横坐标公式得:-1+0=3+m ,∴m=-4,∴P 1(-4,7);②当以BQ 为对角线时,得:-1+m=3+0,∴m=4,∴P 2(4,35); ③当以AB 为对角线时,得:-1+3=m+0,∴m=2,∴P 3(2,-1).综上,满足条件的点P 为P 1(-4,7)、P 2(4,35)、P 3(2,-1). 反思:这种题型往往特殊,一个动点在抛物线上,另一个动点在x 轴(y 轴)或对称轴或某一定直线上.设出抛物线上的动点坐标,另一个动点若在x 轴上,纵坐标为0,则用平行四边形顶点纵坐标公式;若在y 轴上,横坐标为0,则用平行四边形顶点横坐标公式.该动点哪个坐标已知就用与该坐标有关的公式.本例中点Q 的纵坐标t 没有用上,可以不设.另外,把在定直线上的动点看成一个定点,这样就转化为三定一动了,分别以三个定点构成的三条线段为对角线分类,分三种情况讨论.例3 如图6,在平面直角坐标系中,已知抛物线经过A (-4,0),B (0,-4),C (2,0)三点.(1)求抛物线的解析式;(2)若点M 为第三象限内抛物线上一动点,点M 的横坐标为m ,△AMB 的面积为S .求S 关于m 的函数关系式,并求出S 的最大值;(3)若点P 是抛物线上的动点,点Q 是直线y =-x 上的动点,判断有几个位置能使以点P 、Q 、B 、O 为顶点的四边形为平行四边形,直接写出相应的点Q 的坐标.解:(1)易求抛物线的解析式为y=21x 2+x-4; (2)s=-m 2-4m (-4<m <0);s 最大=4(过程略);(3)尽管是直接写出点Q 的坐标,这里也写出过程.由题意知O (0,0)、B (0,-4).由于点Q 是直线y=-x 上的动点,设Q (s ,-s ),把Q 看做定点;设P (m ,21m 2+m -4). ①当以OQ 为对角线时,∴s=-252±.∴Q 1(-2+52,2-52),Q 2(-2-52,2+52);②当以BQ 为对角线时,∴s 1=-4,s 2=0(舍).∴Q 3(-4,4);③当以OB 为对角线时,∴s1=4,s2=0(舍).∴Q4(4,-4).综上,满足条件的点Q为Q1(-2+52)、Q3(-4,4)、Q4(4,-4).2,2+52,2-52)、Q2(-2-5反思:该题中的点Q是直线y=-x上的动点,设动点Q的坐标为(s,-s),把Q看做定点,就可根据平行四边形顶点坐标公式列方程组了.4 问题总结这种题型,关键是合理有序分类:无论是三定一动,还是两定两动,统统把抛物线上的动点作为第四个动点,其余三个作为定点,分别以这三个定点构成的三条线段为对角线分类,分三种情况讨论,然后运用平行四边形顶点坐标公式转化为方程(组).这种解法,不必画出平行四边形草图,只要合理分类,有序组合,从对角线入手不会漏解,条理清楚,而且适用范围广.其本质是用代数的方法解决几何问题,体现的是分类讨论思想、数形结合的思想.。
利用中点法解决平行四边形存在性问题平行四边形作为特殊的四边形,一直是中考试题中的主角。
尤其是在综合了函数知识后动态研究它的存在性问题,对学生分析问题和解决问题的要求较高。
此类题目主要考查平行四边形的判定与性质、函数解析式的确定与性质;考查识图作图、运算求解、数学表达等能力;数形结合、分类讨论、函数与方程等数学思想。
学生在处理问题的时候,往往不能正确分类,导致漏解。
此外,在解题时一般需要添设辅助线,利用平行四边形的性质,转化为全等进行计算,学生顺利完成的难度就更大。
如何才能让他们有目的的进行分类、简单明了的给出解答,从而减轻学习负担呢?借助平行四边形的对角线互相平分,即对角线的中点互相重合,来探究平行四边形的存在性问题就是一个很好的途径,简称“中点法”。
不需画图证明,跨越了复杂的推理过程和艰难的探索发现以及证明过程,学生的思路清晰明了。
一、已知三个定点,探寻平行四边形的第四个顶点。
此类题是解决平行四边形存在性问题的基础题。
由于有三个点A、B、C已经确定,在作图时,一般会分别选择AB、AC、BC为对角线来进行画图,根据平行四边形的中心对称的性质,灵活运用坐标对称来解决问题。
具体求解方法是利用平行四边形的对角线互相平分,即对角线的中点互相重合。
如果平行四边形ABCD的四个顶点的坐标分别为A(, )、B(,)、C(, )、D(, ),则,,化简为,。
即平行四边形每条对角线上两个顶点的横坐标之和相等,纵坐标之和也相等。
简称“中点法”。
例:如图1,抛物线交轴于,两点,交轴于点.若平面内有一点,使得以、、、为顶点的四边形是平行四边形,求点的坐标.图1解:先求出三个点坐标,A(-2,0)、B(4,0)、C(0,-4),再分别以三边为平行四边形对角线构造平行四边形,如图答-1:①以为对角线,,;同理=4,所以;②以为对角线,;③以为对角线,.综上所述,的坐标为.二、已知两个定点,另外两个点一般在抛物线上或抛物线对称轴上或x轴上或y轴上。
特殊平行四边形中的三种几何动点问题类型一、面积问题 例.如图,在四边形ABCD 中,AB CD ∥,90BCD ∠=,10cm AB AD ==,=8cm BC .点P 从点A 出发,以每秒3cm 的速度沿折线ABC 方向运动,点Q 从点D 出发,以每秒2cm 的速度沿线段DC 方向向点C 运动.已知动点P ,Q 同时发,当点Q 运动到点C 时,P ,Q 运动停止,设运动时间为t .(1)直接写出CD 的长(cm );(2)当四边形PBQD 为平行四边形时,直接写出四边形PBQD 的周长(cm );(3)在点P 、点Q 的运动过程中,是否存在某一时刻,使得BPQ V 的面积为215cm ?若存在,请求出所有满足条件的t 的值;若不存在,请说明理由.【答案】(1)16(2)(3)存在,满足条件的t 的值为2512秒或5秒【分析】(1)过点A 作AM CD ⊥于M ,根据题意证明四边形ABCD 是平行四边形,然后根据平行四边形的性质以及勾股定理可得结果;(2)当四边形PBQD 是平行四边形,则点P 在AB 上,点Q 在DC 上,则103BP t =−,2DQ t =,根据平行四边形的性质可得1032t t −=,求解得出平行四边形的各边长,求其周长即可;(3)分两种情况进行讨论:①当点P 在线段AB 上时;②当点P 在线段BC 上时;根据三角形面积列方程计算即可.【详解】(1)解:如图1,过点A 作AM CD ⊥于M ,AM CD ⊥,=90BCD ∠︒,∴AM CB ∥,∵AB CD ∥,∴四边形ABCD 是平行四边形,10cm CM AB ∴==,在t R ADM 中,10cm AD =,8cm AM BC ==,根据勾股定理得,6cm DM =,16cm CD DM CM ∴=+=;(2)当四边形PBQD 是平行四边形,则点P 在AB 上,点Q 在DC 上,如图3,由运动知,103BP t =−,2DQ t =,1032t t ∴−=,2t ∴=,此时,4BP DQ ==,12CQ =,根据勾股定理得,BQ =∴四边形PBQD 的周长为()28BP BQ +=+(3)①当点P 在线段AB 上时,即:1003t ≤≤时,如图2,()1110381522BPQ S PB BC t =⋅=−⨯=,2512t ∴=;②当点P 在线段BC 上时,即:1063t <≤时,如图4,310BP t =−,162CQ t =−,()()113101621522BPQ S PB CQ t t ∴=⋅=−−=,5t ∴=或193t =(舍), 即:满足条件的t 的值为2512秒或5秒.【点睛】本题考查了四边形的动点问题,平行四边形的判定与性质,勾股定理,读懂题意,根据相应图形的性质列出方程是解本题的关键.【答案】(1)①12DP t =−;15BQ t =−;②7.5t =(2)()()()220<12=12<151345 15<1844t S t t t t −≤−≤−−≤⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎩【分析】(1)①根据路程等于速度乘以时间列代数式即可;②AP BQ =时,四边形APQB 是平行四边形;(2)求出相关线段的长度,利用三角形面积公式,分情况讨论即可.【详解】(1)解:①由题意可知=cm AP t ,cm CQ t =,∴()12cm DP AD AP t =−=−,()15cm BQ BC CQ t =−=−;②当四边形APQB 是平行四边形时,AP BQ =,即15t t =−,解得7.5t =.故答案为:()12cm t −,()15cm t −(2)解:如图,过点D 作DE BC ⊥于点E ,则90A B DEB ∠=∠=∠=︒,∴四边形ABED 是矩形,∴90ADE ∠=︒,()12cm BE AD ==, ∴()15123cm CE BC BE =−=−=,∵120ADC ∠=︒,∴30CDE ADC ADE ∠=∠−∠=︒,∴()26cm DC EC ==,∴)cm DE ===,∴点P 运动到点D 时,需12秒,点P 到点C 时,需18秒;点Q 从点C 到点B 需15秒,从点B 到点A 需15+秒.故分三种情况讨论:①当012t <≤时,如图,11==(1522S BQ AB t ⋅−−)②当1215t <≤时,如图,过点P 作DH BC ⊥于点H ,()18cm PC AD DC t t =+−=−,易知DE PH ∥∴30CPH CDE ∠=∠=︒, ∴()119cm 22CH PC t ==−,∴())cm PH t ==−,∴211(15))22S BQ PH t t =⋅=−−=;③当1518t <≤时,如图,()15cm BQ t BC t =−=−,()111596cm 22BH BC CH t t ⎛⎫=−=−−=+ ⎪⎝⎭, ∴211113(15)(6)4522244S BQ BH t t t t =⋅=−⋅+=−−,综上,))()220<12=12<15134515<1844t S t t t t ≤−≤−−≤⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎩.【点睛】本题考查列代数式、三角形面积公式、平行四边形的判定、勾股定理、矩形的判定与性质、含30度角的直角三角形的性质、四边形上的动点问题等,熟练掌握分类讨论思想是解题的关键.【答案】(1)10(2)12(3)S=18(09)6216(918)t t t t <≤⎧⎨−+<≤⎩(4)t= 4或8或12【分析】(1)当t=4时,AP=8,PD=AD -AP=BC -AP=18-8=10;(2)当四边形ABQP为矩形时,AP=BQ,根据不同的时间段AP的关系式求出t值即可;(3)由(2)中不同时间段AP的关系式得出S的分段函数即可;(4)PQ所在的直线将矩形ABCD分成面积比为1:2的两部分时,可能再两个不同的时间段存在12ABQPPDCQss=四边形四边形和12PDCQABQPss=四边形四边形两种可能,根据(3)中面积的函数关系式分段求t值即可.(1)解:当t=4时,AP=2t=8,∴PD=AD-AP=18-8=10,故答案为10(2)解:当四边形ABQP为矩形时,AP=BQ,若0≤t≤9时,AP=2t,则2t=t,解得t=0(不符合题意,舍去);若9<t≤18时,AP=36-2t,则36-2t=t,解得t=12;故答案为12(3)解:当0<t≤9时,S=12(BQ +AP)⋅AB =12(t+2t)×12= 18t;当9<t<18时,S=12(BQ +AP).AB =- 6t + 216.综上所述,S =18(09)6216(918)t tt t<≤⎧⎨−+<≤⎩(4)解:当0≤t≤9时,若12ABQPPDCQss=四边形四边形,则ABQPs四边形=13ABCDS矩形,∴18t=13×12×18,解得t=4;若12PDCQABQPss=四边形四边形,则ABQPs四边形=23ABCDS矩形,∴18t=23×12×18,解得t=8;当9<t≤18时,若12ABQPPDCQss=四边形四边形,则ABQPs四边形=13ABCDS矩形,∴-6t+216=13×12×18,解得t=24(舍);若12PDCQABQPss=四边形四边形,则ABQPs四边形=23ABCDS矩形,∴-6t+216=23×12×18,解得t=12;综上,当t=4或8或12时,PQ所在的直线将矩形ABCD分成面积比为1:2两部分.【点睛】本题主要考查四边形的综合题型,涉及动点问题,矩形的性质,梯形的面积等知识点,会用分类讨论的思想解决问题是解题的关键.如图,在ABD中,几秒钟后,MON的面积为【答案】(1)见解析(2)5米,24平方米;(3)1秒或4秒【分析】(1)根据题意,用“一组对边平行且相等的四边形是平行四边形”先判定平行四边形,再用邻边相等证明菱形;(2)解方程可得OA 、OB 的长,用勾股定理可求AB ,根据“菱形的面积对应对角线积的一半”计算连线面积;(3)根据点M 、N 运动过程中与O 点的位置关系,分三种情况分别讨论.【详解】(1)证明:AO 平分BAD ∠,AB CD ∥,DAC BAC DCA ∠∠∠∴==, ACD ∴是等腰三角形,AD DC =,又AB AD =,AB CD ∴=,∴四边形ABCD 为平行四边形,又AB AD =,∴四边形ABCD 是菱形;(2)解:解方程27120x x −+=,得,14x =,23x = 4OA ∴=,3OB =,利用勾股定理5AB ==,28,26AC OA BD OB ∴====,∴ABCD S =菱形118622AC BD ⨯=⨯⨯24=平方米.(3)解:在第(2)问的条件下,设M 、N 同时出发x 秒钟后,MON 的面积22m ,当点M 在OA 上时,2x <,MON S =12()()4232x x −−=, 解得1214x x ==, (大于2,舍去);当点M 在OC 上且点N 在OB 上时,23x <<,MON S =12()()3242x x −−=,整理得,2580x x −+=,此时,2=541870∆−⨯⨯=−<,∴原方程无解;当点M 在OC 上且点N 在OD 上时,即34x <≤,MON S =12 ()()2432x x −−=,整理得,2540x x −+=,解得1241x x ==, (小于3,舍去).综上所述:M ,N 出发1秒或4秒钟后,△MON 的面积为22m .【点睛】本题考查了菱形的判定方法,菱形的面积计算方法,分类讨论的数学思想.类型二、几何图形存在性问题 Rt ABC 中, (1)求AB AC ,的长;(2)求证:AE DF =;(3)当t 为何值时,DEF 为直角三角形?请说明理由.【答案】(1)AB=5,AC=10;(2)证明见解析(3)当52t =秒或4秒时,DEF 为直角三角形,理由见解析【分析】(1(2)利用已知用未知数表示出DF ,AF 的长,进而得出AE DF =;(3)利用①当90EDF ∠=︒时;②当90DEF ∠=︒时;③当90EFD ∠=︒时,分别分析得出即可.【详解】(1)解:设AB x =,90B ∠=︒,30C ∠=︒,22AC AB x ∴==.由勾股定理得,()(2222x x −=, 解得:5x =, 5AB ∴=,10AC = ;(2)证明:由题意得AE t =,CD=2t ,则102AD t =−,在△DFC中,∠DFC=90°,∠C=30°,DC=2t,∴12DF CD t==.又AE t=,AE DF∴=;(3)解:当52t=秒或4秒时,DEF为直角三角形,理由如下:分情况讨论:①∠EDF=∠DFC=90°时,则DE BC∥,∴∠AED=∠B=90°,∠ADE=∠C=30°,∴AD=2AE,∴10-2t=2t,∴52t=;②∠DEF=90°时,∵AB⊥BC,DF⊥BC,∴AE DF.又∵AE=DF,∴四边形AEFD为平行四边形,∴AD EF,∴∠ADE=∠DEF=60°,∴∠AED=30°,∴12AD AE=,∴1 1022t t−=,∴4 t=;③∠EFD=90°时,此种情况不存在. 当52t =秒或4秒时,DEF 为直角三角形.【点睛】本题是四边形综合题目,考查了平行四边形的判定、菱形的判定与性质、勾股定理、直角三角形的性质等知识.理解相关知识是解答关键. (1)连接PD 、PQ 、DQ ,求当t 为何值时,PQD △的面积为(2)当点P 在BC 上运动时,是否存在这样的t 使得△合条件的t 的值;若不存在,请说明理由.【答案】(1)1秒或4秒(2)存在,43t =秒或4)秒【分析】(1)根据正方形的性质和面积公式,利用割补法即可求解;(2)根据勾股定理、等腰三角形的性质得出一元二次方程,分情况讨论以PD 为腰的等腰三角形即可说明.【详解】(1)解:当P 在BC 上时如图:根据题意,得4AB BC CD AD ====AQ t =,4QB t =−,2BP t =,42PC t =−,7PQD ADQ BPQ DPC ABCD S S S S S =−−−=△△△△正方形,1111642(4)4(42)7222t t t t −⨯⨯−⨯−−⨯⨯−=整理,得2210t t −+=,解得121t t ==.当P 在CD 上时,此时24t <≤4(24)82DP t t =−−=− 1(82)472PQD S t ∴=−⨯=△94t ∴=答:当t 为1秒或94秒时,PQD △的面积为27cm .(2)①当PD DQ =时,根据勾股定理,得2216(42)16t t +−=+,解得143t =,24t =(不符合题意,舍去).②当PD PQ =时,根据勾股定理,得22216(42)(4)(2)t t t +−=−+,整理得:28160t t +−=解得14t =,24t =−(不符合题意,舍去).答:存在这样的43t =秒或4)秒,使得PQD △是以PD 为一腰的等腰三角形.【点睛】本题考查了正方形、一元二次方程、等腰三角形的相关知识,解决本题的关键是分类讨论思想的运用.例3.如图,在四边形ABCD 中,AD ∥BC ,∠B =90°,AB =8cm ,AD =12cm ,BC =18cm ,点P 从点A 出发以1cm/s 的速度向点D 运动;点Q 从点C 同时出发,以2cm/s 的速度向点B 运动,当点Q 到达点B 时,点P 也停止运动,设点P ,Q 运动的时间为t s .(1)从运动开始,当t 取何值时,PQ ∥CD ?(2)在整个运动过程中是否存在t 值,使得四边形PQCD 是菱形?若存在,请求出t 值;若不存在,请说明理由;(3)从运动开始,当t 取何值时,四边形PQBA 是矩形?(4)在整个运动过程中是否存在t 值,使得四边形PQBA 是正方形?若存在,请求出t 值;若不存在,请说明理由.【答案】(1)4(2)不存在,理由见解析(3)6(4)不存在,理由见解析【分析】(1(2)利用菱形的判定和性质进行求解即可;(3)利用矩形的判定和性质进行求解即可;(4)利用正方形的判定和性质进行求解即可.(1)解:由运动知,AP =tcm ,CQ =2tcm ,∴DP =AD ﹣AP =(12﹣t )cm ,∵AD BC ∥,要PQ CD ∥,∴四边形CDPQ 为平行四边形,∴DP =CQ ,∴12﹣t =2t ,∴t =4,即t =4时,PQ ∥CD ;(2)不存在,理由:∵四边形PQCD 是菱形,∴CQ =CD ,∴2t =10,∴t =5,此时,DP =AD ﹣AP =12﹣5=7(cm ),而DP≠CD ,∴四边形PQCD 不可能是菱形;(3)如图4,∵∠B =90°,AD ∥BC ,∴当AP =BQ 时,四边形ABQP 是矩形,即t =18﹣2t ,解得:t =6,∴当t =6时,四边形PQBA 是矩形;(4)由当t =6时,四边形PQBA 是矩形,∴AP =6cm ,∵AB =8cm ,∴AP≠AB ,∴矩形PQBA 不能是正方形,即不存在时间t ,使四边形PQBA 是正方形.【点睛】本题考查四边形中的动点问题.解题的关键是熟练掌握平行四边形、菱形、矩形和正方形的判定和性质,确定动点的位置. 例4.如图,在菱形ABCD 中,对角线AC 与BD 交于点O ,且8AC =,6BD =,现有两动点M ,N 分别从A ,C 同时出发,点M 沿线段AB 向终点B 运动,点N 沿折线C D A −−向终点A 运动,当其中一点到达终点时,另一点也随之停止运动,设运动时间为t (秒).(1)填空:AB = ;菱形ABCD 的面积S = ;菱形的高h = .(2)若点M 的速度为每秒1个单位,点N 的速度为每秒a 个单位(其中52a <),当4t =时在平面内存在点得以A ,M ,N ,E 为顶点的四边形为菱形,请求出所有满足条件的a 的值.【答案】(1)5;24;245(2)1.5或1.94或1.4【分析】(1)先由菱形的性质和勾股定理求得AB ,再跟菱形面积为对角线之积的一半可得S ,最后根据菱形的面积为边长×高,由此可得高h 的长;(2)当4t =,时间固定,AM 的长度也就固定,A 、M 、N 、E 四点要形成菱形,分两大类情况,第一类以AM 为边,这种情况可以画两种菱形;第二类以AM 为对角线,只有一种.因此共三种情况,分别计算.【详解】(1)解:∵四边形ABCD 是菱形,AC 与BD 交于点O ,86AC BD ==,,∴43AO CO BO DO AC BD ====⊥,,,∴AB=5,设菱形的高为h,则菱形ABCD 的面积为186242AB h ⨯⨯=⨯=∴245h =故答案为:5,24,245(2)解:当4t =时,4AM =,①如图2,四边形AMEN 为菱形,4AN AM ∴==,1046ND CD ∴+=−=,46a ∴=,32a =.②如图3,AENM 为菱形,EM 交AN 于点R ,作DP 垂直BC 于P ,菱形面积为24,4.8DP ∴=,75CP ∴=,MAR BCD ∠=∠,AMR PDC ∴∠=∠,AR CP AM CD ∴=,1.12AR ∴=,2.24AN ∴=,()()410 2.244 1.94a ND CD ∴=+÷=−÷=,③如图4,AEMN 为菱形,EN 交AM 于点T ,作BS 垂直CD 于S ,则2AT MT ==,523BT NS ∴==−=,4.8BS =, 1.4CS ∴=,1.43 4.4CN NS CS∴=+=+=,4 4.44 1.1a CN∴=÷=÷=;综上所述,a的取值有1.5或1.94或1.4.【点睛】本题主要考查了菱形的性质、三角函数、勾股定理、面积计算,分类讨论等重要知识点,综合性和技巧性很强,计算量也较大,对学生的能力要求较高,因此综合应用所学知识成为解答本题的关键.类型三、直线位置关系问题(1)直接写出AB的长.(2)当点Q落在AB边上时,用含t的代数式表示【答案】(1)3(2)3523t−或5332t−(3)12、或175(4)920或215【分析】(1)根据勾股定理直接求出AB 的长度;(2)分类讨论Q 在AD 和BD 上的两种情况,DQ AD AQ =−或 DQ AQ AD =−;(3)当平行四边形PQDM 为菱形或矩形时即为轴对称图形,因为PQ AC ⊥,所以当Q 在AB 上时,PQD ∠不可能为直角,平行四边形PQDM 不可能为矩形,只存在菱形的情况,根据PQ DQ =建立等量解出t 值;当Q 在BC 上时,表示出DQ 的长度较为复杂,所以可以表示出2DQ ,利用22PQ DQ =建立方程解出t 值;当Q 点在BC 中点时,平行四边形PQDM 为矩形,可直接求得t 值;(4)因为平行四边形PQDM 的四个顶点顺序已经确定,所以Q 在过点D 的AC 平行线的下方,分类讨论Q 在AD 上和在CN (见详解图)上的两种况下QM 平行于不同边时的情况,注意,根据平行线的定义,当Q 在AB 上时,QM 不可能平行于AB ,当Q 在BC 上时,QM 不可能平行于BC .【详解】(1)解:在Rt ABC 中,222AB AC BC =−,∴3=AB ;(2)解:P 从点A 出发以每秒个单位的速度沿AC 向终点C 运动,∴AP t =,PQ AC ⊥,∴APQ ABC △△∽,::3:4:5AB BC AC =,∴::3:4:5AP QP AQ =, ∴5533AP t AQ ==,点D 是边AB 的中点,∴32AD BD ==, ∴ 3523DQ t =−或5332t −;(3)解:当平行四边形PQDM 为菱形或矩形时即为轴对称图形, ∴ PQ DQ =或平行四边形PQDM 某一内角为90︒,①当Q 在AB 上时,990510t t ⎛⎫≤≤≠ ⎪⎝⎭,由(1)得43PQ t =,3523DQ t =−或5332t −, ∴354233t t −=或534323t t −=, 解得12t =或92, 990510t t ⎛⎫≤≤≠ ⎪⎝⎭,∴12t =;Q 在AB 上时,PQD ∠不可能为90︒,故不存在矩形的情况;②如图,当Q 在BC 上时,955t ≤≤,CPQ CBA △△∽,∴::4:3:5CP QP CQ =,AP t =,∴5CP t =−, ∴()354PQ t =−,()554CQ t =−, ∴()55945444BQ t t =−−=−, ∴222222359254511724416816DQ BD BQ t t t ⎛⎫⎛⎫=+=+−=−+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 当22PQ DQ =时,平行四边形PQDM 为菱形, ∴()22254511735168164t t t ⎡⎤−+=−⎢⎥⎣⎦,解得t =,955t ≤≤,∴t =;当Q 点在BC 中点时,平行四边形PQDM 为矩形, 此时485255t −=⨯=, 解得175t =;综上所述:当平行四边形PQDM 为轴对称图形时,t 的值为12、或175;(4)解:平行四边形PQDM ,∴Q 在过点D 的AC 平行线的下方, ①如图,Q 在AD 上,9010t ≤<,QM AC ∥时,易得DQM QAP △△∽,平行四边形PQDM ,∴43DM QP t ==, 由(1)得3523DQ t =−, ∴35523443t DQ DM t −==, 解得920t =;②如图,Q 在AD 上,9010t ≤<,QM BC ∥时, 易得DQM QPA △△∽,∴35423453tDQDM t−==,解得8245t=(舍);③过点D的平行线交BC于点N,点Q在CN上移动才可能会出现平行四边形PQDM的对角线QM平行于直角三角形的边,此时1755t≤≤,如图,当QM AC∥时,延长DM交AC于点H,平行四边形PQDM,∴()354DM PQ t==−且DH AC⊥,QM AC∥,∴四边形MQPH为矩形,∴()354MH PQ DM t===−,∴()365245t DH−⨯==,解得215t=;不存在QM AB∥的情况;综上所述:当QM与Rt ABC△的某条边平行时,t的值为920或215.【点睛】本题考查了几何动点问题,涉及到相似、平行线的性质、平行四边形以及特殊的平行四边形的性质和判定,还会用到分类讨论的思想,难度较大,解决本题的关键是能准确找到不同的情况并对问题进行分类讨论.【答案】(1)BD =,9BE cm =(2)PQ AD ⊥,理由见详解(3)存在,t 的值为125或4(4)或【分析】(1)可求出30ADB ∠=︒,根据含30︒的直角三角形的性质可得212AD AB cm ==,BD =,根据平行四边形的性质可得AD BC ∥,则30DBC ∠=︒,即可得12DE BD =,BE =,即可求解; (2)先证四边形DEQP 是平行四边形,可得四边形DEQP 是矩形,即可得出结论;(3)分两种情况讨论,由平行四边形的性质可得AP BQ =,列出方程可求解;(4)分两种情况讨论,由轴对称的性质和等边三角形的性质以及勾股定理可求解.【详解】(1)四边形ABCD 是平行四边形,90ABD Ð=°,60A ∠=︒,6AB cm =,30ADB ∴∠=︒,AD BC ∥,212AD AB cm ∴==,BD ==,30DBC ADB ∠=∠=︒,DE BC ⊥,12DE BD ∴==,BE =,9BE cm ∴==;(2)PQ AD ⊥,理由如下:如图1,动点P 从点D 出发沿DA 以1/s cm 的速度向终点A 运动,同时点Q 从点B 出发,以4/cm s 的速度沿射线BC 运动,∴当95t =时,95PD =,365BQ =, 369955QE BE BQ PD ∴=−=−==, AD BC ,∴四边形DEQP 是平行四边形,DE BC ⊥,∴四边形DEQP 是矩形,PQ AD ∴⊥;(3)存在,当CD 为边时,四边形PQCD 是平行四边形,PD CQ ∴=,124t t ∴=−,125t ∴=;当CD 为对角线时,四边形PCQD 是平行四边形,PD CQ ∴=,412t t ∴=−,4t ∴=,综上所述:t 的值为125或4;(4)如图,当点P 的对称点在线段CD 上时,60ADQ QDC ∴∠=∠=︒,60QDC BCD ∴∠=∠=︒,CDQ ∴是等边三角形,CD CQ ∴=,6124t ∴=−,32t ∴=,过点P 作PH BC ⊥于H ,则PH DE ==,32EH PD cm ==, 60BCD ∠=︒,6CD AB cm ==,DE BC ⊥,13cm 2CE CD ∴==,32QH CQ EH CE cm ∴=−−=,在Rt PQH 中,PQ =; 如图,当点P 的对称点在线段CD 的延长线上时,120CDA ∠=︒,60PDP '∴∠=︒,点P 的对称点在线段CD 的延长线上,1302CDQ PDP '∴∠=∠=︒,BCD CDQ CQD ∠=∠+∠, 30CDQ CQD ∴∠=∠=︒,6CD CQ ∴==,12618BQ ∴=+=,418t ∴=,92t ∴=,过点P 作PH BC ⊥于H ,则PH DE ==,92EH PD cm ==,60BCD ∠=︒,6CD AB cm ==,DE BC ⊥,132CE CD cm ∴==,272QH CQ EH CE cm ∴=++=,在Rt PQH 中,PQ ==;综上所述:点P ,Q 之间的距离为或.【点睛】本题是四边形综合题,考查了平行四边形的性质,直角三角形的性质,等边三角形的判定和性质等知识,利用分类讨论思想解决问题是解题的关键.课后训练1.如图,在四边形ABCD 中,AB CD ∥,90A ∠=︒,24cm DC =,26cm AB =,动点P 从D 开始沿DC 边向C 点以1cm /s 的速度运动,动点Q 从点B 开始沿BA 向A 点以3cm /s 的速度运动,P ,Q 分别从点D ,B 同时出发,当其中一点到达终点时,另一点也随之停止运动,运动的时间为t 秒.(1)t 为何值时,四边形DPQA 为矩形?(2)t 为何值时,四边形PQBC 为平行四边形?【答案】(1)当132t =秒时,四边形DPQA 为矩形(2)当6t =秒时,四边形PQBC 为平行四边形【分析】(1)根据AB CD ∥,矩形的判定和性质,得AQ DP =,求出t ,即可;(2)根据平行四边形的判定和性质,得PC QB =,求出t ,即可.【详解】(1)∵AB CD ∥,∴AQ DP ∥,当AQ DP =时,四边形DPQA 为平行四边形,∵90A ∠=︒,∴平行四边形DPQA 为矩形,∵动点P 从D 开始沿DC 边向C 点以1cm /s 的速度运动,动点Q 从点B 开始沿BA 向A 点以3cm /s 的速度运动, ∴cm DP t =,3cm BQ t =,∴263AQ AB BQ t =−=−,∴263t t =−,解得:261342t ==, ∴当132t =秒时,四边形DPQA 为矩形.(2)∵AB CD ∥,∴QB PC ∥,当PC QB =时,四边形PQBC 为平行四边形,∴24PC t =−,∴243t t −=,解得:6t =,∴当6t =秒时,四边形PQBC 为平行四边形.【点睛】本题考查动点与几何的综合,矩形和平行四边形的知识,解题的关键是掌握矩形和平行四边形的判定和性质. 在ABC 中, 发现:(1)在点O 的运动过程中,OE 与OF 的关系是(2)当=2t 时,=EF ______cm .【答案】(1)OE OF =,详见解析(2)8cm ,探究:3,拓展:=AB 10cm【分析】()1根据角平分线的定义、平行线的性质分别得到OEC ACE ∠=∠,ACF OFC ∠=∠,根据等腰三角形的判定定理得到OE OC =,OF OC =,等量代换证明结论;()2根据直角三角形斜边上的中线的性质解答;探究:根据矩形的判定定理得到=OA OC 时,四边形AECF 是矩形,进而求出OA ,求出t ;拓展:根据正方形的对角线平分一组对角得到45ACE ∠=︒,进而得到90ACB ∠=︒,根据勾股定理计算,得到答案.【详解】(1)解:OE OF =,理由如下:CE 平分ACB ∠,BCE ACE ∴∠=∠,EF BC ∥,BCE OEC ∴∠=∠,OEC ACE ∴∠=∠,OE OC ∴=,同理可得,ACF OFC ∠=∠,OF OC ∴=,OE OF ∴=,故答案为:OE OF =;(2)由题意得,当=2t 时,2cm OA =,则4cm OC AC OA =−=,BCE ACE ∠=∠,GCF ACF ∠=∠,90ECF ∴∠=︒,OE OF =,()28cm EF OC ∴==,故答案为:8; 探究:当=3t 时,四边形AECF 是矩形,理由如下:90ECF ∠=︒,OE OF =,∴当=OA OC 时,四边形AECF 是矩形,此时,3cm OA OC ==,3t ∴=时,四边形AECF 是矩形,故答案为:3;拓展:当四边形AECF 是正方形时,45ACE ∠=︒,CE 平分ACB ∠,290ACB ACE ∴∠=∠=︒,()10cm AB ∴=.【点睛】本题考查的是正方形的性质、矩形的判定、平行线的性质以及直角三角形斜边上的中线的性质,掌握矩形的判定定理、正方形的性质是解题的关键. 3.已知正方形ABCD 中,8AB BC CD DA ====,90A B C D ∠=∠=∠=∠=︒.动点P 以每秒2个单位速度从点B 出发沿线段BC 方向运动,动点Q 同时以每秒8个单位速度从B 点出发沿正方形的边BA AD DC CB −−−方向顺时针作折线运动,当点P 与点Q 相遇时停止运动,设点P 的运动时间为t .(1)当运动时间为 秒时,点P 与点Q 相遇;(2)当BQ PD ∥时,求线段DQ 的长度;(3)连接PA ,当PAB 和QAD 全等时,求t 的值.【答案】(1)3.2(2)3.2(3)t 为0.8或83【分析】(1)先判断出点P ,Q 相遇时,必在正方形的边BC 上,利用运动路程之和为正方形的正常建立方程即可;(2)先判断出四边形BQDP 是平行四边形,得出BP DQ =,进而表示出BP ,DQ ,用BP DQ =建立方程求解即可;(3)分点Q 在正方形的边AB ,AD ,CD ,BC 上,建立方程求解即可得出结论;【详解】(1)解:点P 的运动速度为2,8BC =,∴点P 运动到点C 的时间为4,点Q 的运动速度为8,∴点Q 从点B 出发沿BA AD DC CB −−−方向顺时针作折线运动到点C 的时间为(888)83++÷=,∴点P ,Q 相遇时在边BC 上,284832t t ∴+=⨯=,3.2t ∴=,故答案为3.2;(2)解:如图1,//BQ PD ,∴点Q 只能在边AD 上,四边形ABCD 是正方形,//AD BC ∴,∴四边形BQDP 是平行四边形,BP DQ ∴=,2288t t ∴=⨯−,1.6t ∴=,288 3.2DQ t ∴=⨯−=;(3)解:①当点Q 在边AB 上时,如图2,AB AD =,ABP DAQ ∠=∠,要使PAB ∆和ΔQAD 全等,只能是PAB QDA ≅,BP AQ ∴=,88AQ t =−,2BP t =,882t t ∴−=,0.8t ∴=,②当点Q 在边AD 时,不能构成QAD ,③当点Q 在边CD 上时,如图3,同①的方法得,要使PAB 和QAD 全等,只能是PAB QAD ≅,BP DQ ∴=,2816t t ∴=−,83t ∴=,④当点Q 在边BC 时,QAD 不是直角三角形,而PAB 是直角三角形,所以,不能全等;即:当PAB 和QAD 全等时,t 的值为0.8或83;【点睛】本题考查四边形综合题、正方形的性质、平行四边形的判定和性质、全等三角形的判定和性质等知识,解题的关键是学会分类讨论. 4.如图,在ABCD Y 中,9034BAC CD AC ∠=︒==,,.动点P 从点A 出发沿AD 以1cm /s 速度向终点D 运动,同时点Q 从点C 出发,以4cm /s 速度沿射线CB 运动,当点P 到达终点时,点Q 也随之停止运动,设点P 运动的时间为t 秒()0t >.(1)CB 的长为______.(2)用含t 的代数式表示线段QB 的长.(3)连接PQ ,①是否存在t 的值,使得PQ 与AC 互相平分?若存在,求出t 的值;若不存在,请说明理由;②是否存在t 的值,使得PQ 与AB 互相平分?若存在,求出t 的值;若不存在,请说明理由.(4)若点P 关于直线AQ 对称的点恰好落在直线AB 上,请直接写出t 的值.【答案】(1)5(2)55404QB t t ⎛⎫=−<≤ ⎪⎝⎭或5454QB t t ⎛⎫=−> ⎪⎝⎭(3)①不存在,理由见解析;②存在,t 的值为53(4)t 的值为12或2【分析】(1)根据平行四边形的性质得3AB DC ==,再根据勾股定理即可求解;(2)根据题意可得4CQ t =,先求出当点Q 与点B 重合时,所花费的时间,再根据题意分两种情况讨论即可:当点Q 在线段BC 上时和当点Q 在线段CB 的延长线上时;(3)①连接PC AQ ,,假设PQ 与AC 互相平分,则可得四边形APCQ 是平行四边形,进而可得AP CQ =,解得即可到答案;②连接PB AQ ,,假设PQ 与AB 互相平分,则可得四边形APBQ 是平行四边形,进而可得AP BQ =,解得即可到答案;(4)根据题意分两种情况讨论即可:当点P 关于直线AQ 对称的点落在点A 下方时和当点P 关于直线AQ 对称的点落在点A 上方时.【详解】(1)∵四边形ABCD 是平行四边形,∴3AB DC ==,∵90BAC ∠=︒,∴5BC =,故答案为:5;(2)在ABCD Y 中,AD BC =,AD BC ∥,由题意得,4CQ t =,当点Q 与点B 重合时,45t =, ∴5s 4t =, 当点Q 在线段BC 上时,54QB BC CQ t =−=−,当点Q 在线段CB 的延长线上时,45QB CQ BC t =−=−, 综上所述,55404QB t t ⎛⎫=−<≤ ⎪⎝⎭或5454QB t t ⎛⎫=−> ⎪⎝⎭;(3)①不存在,理由如下:如图,连接PC AQ ,,若PQ 与AC 互相平分,则四边形APCQ 是平行四边形,∴AP CQ =,∵4AP t CQ t ==,,∴4t t =,解得0=t (不合题意),∴不存在t 的值,使得PQ 与AC 互相平分;②存在,如图,连接PB AQ ,,若PQ 与AB 互相平分,则四边形APBQ 是平行四边形,∴AP BQ =,∴45t t =−, ∴5s 3t =, ∴当5s 3t =时,PQ 与AB 互相平分; (4)当点P 关于直线AQ 对称的点落在点A 下方时,如图,由对称得,PAQ P AQ '∠=∠,∵AD BC ∥,∴PAQ AQB ∠=∠,∴P AQ AQB '∠=∠,即BAQ AQB ∠=∠,∴3BQ AB ==,∴2CQ BC BQ =−=,∴42t =,解得12t =;当点P 关于直线AQ 对称的点落在点A 上方时,如图,由对称得,12∠=∠,∵AD BC ∥,∴13∠=∠,∵24∠∠=∴3=4∠∠,∴3BQ AB ==,∴8CQ BC BQ =+=,∴48t =,解得2t =,综上所述,t 的值为12或2.【点睛】本题考查了平行四边形的判定和性质、勾股定理的应用和动点问题,灵活运用所学知识求解是解决本题的关键. 5.如图,矩形ABCD 中,4CD =,30CBD ∠=︒.一动点P 从B 点出发沿对角线BD 方向以每秒2个单位长度的速度向点D 匀速运动,同时另一动点Q 从D 点出发沿DC 方向以每秒1个单位长度的速度向点C 匀速运动,当其中一个点到达终点时,另一个点也随之停止运动.设点P 、Q 运动的时间为t 秒()0t >.过点P 作PE BC ⊥于点E ,连接EQ ,PQ .(1)求证:PE DQ =;(2)四边形PEQD 能够成为菱形吗?如果能,求出相应的t 值;如果不能,说明理由.(3)当t 为何值时,PQE V 为直角三角形?请说明理由.【答案】(1)见解析(2)能,83t =(3)当2t =或165,见解析【分析】(1)由垂直得90BEP ∠=︒,在Rt BEP 中,2BP t =,由30CBD ∠=︒,可得PE t =,即可证明结果;(2)先证明四边形PEQD 是平行四边形,82PD t =−,DQ t =,当PD DQ =时,四边形PEQD 为菱形,即可求解;(3)分类讨论:①当90EPQ ∠=︒,②当90PQE ∠=︒,③当90PEQ ∠=︒即可.【详解】(1)证明:∵PE BC ⊥,∴90BEP ∠=︒,在Rt BEP 中,2BP t =,∵30CBD ∠=︒,∴PE t =,又∵DQ t =,∴PE DQ =;(2)解:能,理由如下:∵四边形ABCD 为矩形,PE BC ⊥,90BEP C ︒∠==∠,∴PE DQ ∥,由(1)知,PE DQ =,∴四边形PEQD 为平行四边形,在Rt CBD 中,4CD =,30CBD ∠=︒,∴28BD CD ==,∵2BP t =,∴82PD BD BP t =−=−,若使平行四边形PEQD 为菱形,则需PD DQ =,即82t t −=, ∴83t =, 即当83t =时,四边形PEQD 为菱形; (3)解:①当90EPQ ∠=︒时,四边形EPQC 为矩形,∴PE QC =,∵PE t =,4QC t =−,∴4t t =−,即2t =;②当90PQE ∠=︒时,90DPQ PQE ∠=∠=︒,在Rt DPQ 中,906030PQD ∠=︒−︒=︒,∴2DQ DP =,∵DQ t =,82DP t =−∴()282t t =−,即165t =.③当90PEQ ∠=︒时,此种情况不存在,综上所述,当2t =或165时,PQE V 为直角三角形.【点睛】本题考查动点问题、菱形的判定与性质及矩形的性质,找到动点运动的规律和路线、速度、以及是否停止和有无取值范围是解题的关键.(1)=a ______cm ,b =______cm ;(2)t 为何值时,EP 把四边形BCDE 的周长平分?(3)另有一点Q 从点E 出发,按照E D C →→的路径运动,且速度为1cm /s ,若P 、Q 两点同时出发,当其中一点到达终点时,另一点随之停止运动.求t 为何值时,BPQ V 的面积等于26cm .【答案】(1)3,3(2)2s =t(3)3s 2或11s 3或5s【分析】(1)由非负性可求a ,b 的值;(2)先求出18cm BCDE C =四边形,可得9cm BE BP +=,可求4cm BP =,即可求解;(3)分三种情况讨论,由三角形的面积公式可求解.【详解】(1)∵()230a −=,∴30,290a a b −=+−=,∴3,3a b ==;故答案为:3,3;(2)∵3cm,3cm AE DE ==,∴6cm AD BC ==,∴18cm BCDE C BC CD DE EB =+++=四边形,∵EP 把四边形BCDE 的周长平分,∴9cm BE BP +=,∴4cm BP =,点P 在BC 上,∴42s 2t ==;(3)①点P在BC上(03)t<≤,∵12462BPQtS=⨯⨯=V,∴3.2t=;②相遇前,点P在CD上13 (3)3t<≤,∵[]1(4(3)(26)662BPQS t t=⨯−−−−⨯=,∴113t=;③相遇后,点P在CD上13(5)3t<≤,∵[]1(3)(26)4662BPQS t t=⨯−+−−⨯=,∴.5t=;∴综上所述,当3s2t=或11s3或5s时,BPQV的面积等于26cm.【点睛】本题考查了矩形的性质,非负数的性质,一元一次方程的应用等知识,利用分类讨论思想是解本题的关键.角形与DCQ全等.【答案】(1)1(2)54t=或4或232(3) 3.5t=,5.5或10【分析】(1)根据题中条件求出AP 的长即可求解;(2)分三种情况讨论:①当点P 在AB 上时,②当点P 在BC 上时,③当点P 在AD 上时;(3)连接CQ ,要使一个三角形与DCQ 全等,则另一条直角边必须等于DQ ,分类讨论即可.【详解】(1)解:动点P 的速度是2cm/s ,∴当2t =时,224AP =⨯=,∵5cm AB =,∴BP =1cm ;(2)解:①当点P 在AB 上时,CDP △是等腰三角形,∴PD CP =,在长方形ABCD 中,,90AD BC A B =∠=∠=︒,∴()HL DAP CBP ≌,∴AP BP =, ∴1522AP AB ==,∵动点P 的速度是2cm/s , ∴54t =;②当点P 在BC 上时,CDP △是等腰三角形,如图所示,∵90C ∠=︒,∴5CD CP ==,∴3BP CB CD =−=, ∴53422AB BP t ++===;③当点P 在AD 上时,CDP △是等腰三角形.如图所示,∵90D Ð=°,∴5DP CD ==, ∴585523222AB CB CD DP t ++++++===, 综上所述,54t =或4或232时,CDP △是等腰三角形; (3)解:根据题意,如图,连接CQ ,∵5,90,6AB CD A B C D DQ ==∠=∠=∠=∠=︒=,∴要使一个三角形与DCQ 全等,则另一条直角边必须等于DQ .①当点P 运动到1P 时,16CP DQ ==,此时1DCQ CDP △≌△, ∴点P 的路程为:1527AB BP +=+=, ∴72 3.5t =÷=;②当点P 运动到2P 时,26BP DQ ==,此时2CDQ ABP △≌△, ∴点P 的路程为:25611AB BP +=+=,∴112 5.5t =÷=③当点P 运动到3P 时,35AP DQ ==,此时3CDQ BAP △≌△, ∴点P 的路程为:3585220AB BC CD DP +++=+++=, ∴20210t =÷=,④当点P 运动到4P 时,即P 与Q 重合时,46DP DQ ==,此时4CDQ CDP △≌△, ∴点P 的路程为:4585624AB BC CD DP +++=+++=∴24212t =÷=,此结果舍去,不符合题意,综上所述,t 的值可以是: 3.5t =,5.5或10.【点睛】本题考查了动点问题,灵活运用分类讨论思想是解题关键.。
巧解二次函数中平行四边形存在性问题近年来,二次函数中平行四边形存在性问题一直是中考的热点问题。
这类题目需要学生综合运用多种知识和技能,因此对于学生的分析和解决问题的能力要求很高。
常规的解题方法是先画出平行四边形,然后利用“平行四边形的一组对边平行且相等”或“平行四边形的对角线互相平分”来解决问题。
但是,如果考虑不周,很容易漏解。
为了解决这一问题,可以借助探究平行四边形顶点坐标公式来解决这类题。
在数学课标和现行初中数学教材中,没有线段的中点坐标公式,也没有平行四边形的顶点坐标公式。
因此,我们可以帮助学生探究这些公式,将其作为解题的切入点。
线段的中点坐标公式可以通过平面直角坐标系中的点A和点B的坐标来计算。
具体来说,如果点A的坐标是(x1,y1),点B的坐标是(x2,y2),那么线段AB的中点坐标为((x1+x2)/2,(y1+y2)/2)。
这个公式可以通过图示来证明。
平行四边形顶点坐标公式可以通过平行四边形的对角线两端点的横坐标、纵坐标之和分别相等来计算。
具体来说,如果平行四边形ABCD的顶点坐标分别为A(xA,yA)、B(xB,yB)、C(xC,yC)、D(xD,yD),那么xA+xC=xB+xD,yA+yC=yB+yD。
这个公式可以通过图示来证明。
在解决平行四边形存在性问题时,可以先确定三个定点A、B、C,然后再找一个动点D,使得以A、B、C、D为顶点的四边形是平行四边形。
根据不同的情况,可以得到不同的答案。
这个方法可以帮助学生更好地理解平行四边形的存在性问题,提高他们的解题能力。
例1已知抛物线$y=x^2-2x+a(a<0)$与$y$轴相交于点A,顶点为M。
直线$y=\frac{1}{x-a}$分别与$x$轴、$y$轴相交于$B$、$C$两点,并且与直线$AM$相交于点N。
1) 填空:试用含$a$的代数式分别表示点$M$与$N$的坐标,则$M(1,a-1)$,$N(a,-a)$;2) 如图4,将△$NAC$沿$y$轴翻折,若点$N$的对应点$N′$恰好落在抛物线上,$AN′$与$x$轴交于点$D$,连接$CD$,求$a$的值和四边形$ADCN$的面积;3) 在抛物线$y=x^2-2x+a(a<0)$上是否存在一点$P$,使得以$P$、$A$、$C$、$N$为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出点$P$的坐标;若不存在,试说明理由。
2020年中考数学复习专题平行四边形动点及存在性问题【例1】正方形ABCD 的边长为8,M 在DC 上,且DM =2,N 是AC 上的一动点,DN +MN 的最小值为 。
【练习1】如图,在平面直角坐标系中,矩形OACB 的顶点O 在坐标原点,顶点A 、B 分别在x 轴、y 轴的正半轴上,OA =3,OB =4,D 为边OB 的中点.(1)若E 为边OA 上的一个动点,当△CDE 的周长最小时,求点E 的坐标; (2)若E 、F 为边OA 上的两个动点,且EF =2,当四边形CDEF 的周长最小时,求点E 、F 的坐标.【例2】 如图,在平面直角坐标系中,矩形OABC 的顶点A 、C 的坐标分别为(10,0),(0,4),点D 是OA 的中点,点P 在BC 上运动,当三角形△ODP 是腰长为5的等腰三角形时,P 的坐标为 ;【练习2】如图,在平面直角坐标系中,AB∥OC,A(0,12),B(a,c),C(b,0),并且a,b满足16b=.一动点P从点A出发,在线段AB上以每秒2个单位长度的速度向点B运动;动点Q从点O出发在线段OC上以每秒1个单位长度的速度向点C运动,点P、Q分别从点A、O同时出发,当点P运动到点B时,点Q随之停止运动.设运动时间为t(秒)(1)求B、C两点的坐标;(2)当t为何值时,四边形PQCB是平行四边形?并求出此时P、Q两点的坐标;(3)当t为何值时,△PQC是以PQ为腰的等腰三角形?并求出P、Q两点的坐标.【例3】(1)如图,矩形ONEF的对角线相交于点M,ON、OF分别在x轴和y轴上,O为坐标原点,点E的坐标为(4,3),则点M的坐标为;(2)在直角坐标系中,有A(-1,2),B(3,1),C(1,4)三点,另有一点D与点A、B、C构成平行四边形的顶点,求点D的坐标.【练习3】如图,四边形ABCD 为矩形,C 点在x 轴上,A 点在y 轴上,D 点坐标是(0,0),B 点坐标是(3,4),矩形ABCD 沿直线EF 折叠,点A 落在BC 边上的G 处,E 、F 分别在AD 、AB 上,且F 点的坐标是(2,4). (1)求G 点坐标; (2)求直线EF 解析式;(3)点N 在x 轴上,直线EF 上是否存在点M ,使以M 、N 、F 、G 为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出M 点的坐标;若不存在,请说明理由.【例4】在Rt △ABC 中,∠B =90°,AC =60cm ,∠A =60°,点D 从点C 出发沿CA 方向以4cm /s 的速度向点A 匀速运动,同时点E 从点A 出发沿AB 方向以2cm /s 的速度运动,当其中一个点到达终点时,另一个点也随之停止运动.设点D ,E 运动的时间是ts (0<t 15).过点D 作DF ⊥BC 于点F ,连接DE ,EF . (1)求证:AE =DF ;(2)四边形AEFD 能够成为菱形吗?如果能,求出相应的t 值;如果不能,请说明理由;(3)当t 为何值时,△DEF 为直角三角形?请说明理由.xE【练习4】如图,等腰三角形OAB的一边OB在x轴的正半轴上,点A的坐标为(6,8),OA=OB,动点P从原点O出发,在线段OB上以每秒2个单位的速度向点B匀速运动,动点Q从原点O出发,沿y轴的正半轴以每秒1个单位的速度向上匀速运动,过点Q作x轴的平行线分别交OA,AB于E,F,设动点P,Q同时出发,当点P到达点B时,点Q也停止运动,他们运动时间为t秒(0t )(1)点E的坐标为,F的坐标为;(2)当t为何值时,四边形POFE是平行四边形;(3)是否存在某一时刻,使△PEF为直角三角形?若存在,请求出此时t的值;若不存在,请说明理由.【巩固练习】1、菱形ABCD中,AB=2,∠BAD=60°,点E是AB的中点,P一个动点,则PE+PB的最小值为。
初中解析平行四边形存在的问题
平行四边形是初中数学几何部分的基础内容,理解其性质和判定方法对于学生来说至关重要。
然而,许多学生在学习过程中可能会遇到一些问题。
本文将对初中解析平行四边形存在的主要问题进行梳理和解答。
一、平行四边形的基本概念理解不清
问题:有些学生对平行四边形的定义理解不深,导致在解决问题时出现混淆。
解答:平行四边形是指具有两对对边分别平行的四边形。
要牢记这个定义,以便在后续的学习中能够准确判断。
二、判定平行四边形的定理掌握不牢
问题:学生在判定一个四边形是否为平行四边形时,常常忘记相关定理。
解答:判定平行四边形的常用定理有以下几种:
1.两对对边分别平行的四边形是平行四边形。
2.一组对边平行且相等的四边形是平行四边形。
3.两组对边分别相等的四边形是平行四边形。
4.对角线互相平分的四边形是平行四边形。
掌握这些定理,有助于快速准确地判定平行四边形。
三、平行四边形性质的应用不熟练
问题:学生在解决与平行四边形相关的问题时,不能熟练运用其性质。
解答:平行四边形具有以下性质:
1.对边平行且相等。
2.对角线互相平分。
3.对角线所分割的三角形全等。
4.邻角互补,对角相等。
熟练掌握这些性质,能够帮助我们更好地解决相关问题。
四、综合应用能力不足
问题:学生在解决综合性较强的平行四边形问题时,常常感到无从下手。
解答:提高综合应用能力的方法有以下几点:
1.熟练掌握基本概念、定理和性质。
2.多做练习题,培养解题思路。
3.学会分析题目,找出已知和未知之间的关系。
4.在解题过程中,注意运用几何图形的性质和定理。
通过以上方法,逐步提高自己的综合应用能力。
总结:解析平行四边形存在的问题,关键在于加强对基本概念、定理和性质的理解,以及提高综合应用能力。