2013中考综合题(五季-相似问题)(共七季)1.如图,第一象限内半径为2的⊙C 与y 轴相切于点A ,作直径AD ,过点D 作⊙C 的切线l 交x 轴于点B ,P 为直线l 上一动点,已知直线PA 的解析式为:y=kx+3。
(1) 设点P 的纵坐标为p ,写出p 随变化的函数关系式。
(2)设⊙C 与PA 交于点M ,与AB 交于点N ,则不论动点P 处于直线l 上(除点B 以外)的什么位置时,都有△AMN ∽△ABP 。
请你对于点P 处于图中位置时的两三角形相似给予证明; (3)是否存在使△AMN 的面积等于2532的k 值?若存在,请求出符合的k 值;若不存在,请说明理由。
解:(1)、∵y 轴和直线l 都是⊙C 的切线 ∴OA ⊥AD BD ⊥AD 又∵ OA ⊥OB∴∠AOB=∠OAD=∠ADB=90° ∴四边形OADB 是矩形 ∵⊙C 的半径为2 ∴AD=OB=4 ∵点P 在直线l 上 ∴点P 的坐标为(4,p )又∵点P 也在直线AP 上 ∴p=4k+3 (2)连接DN∵AD 是⊙C 的直径 ∴ ∠AND=90° ∵ ∠AND=90°-∠DAN ,∠ABD=90°-∠DAN ∴∠AND=∠ABD又∵∠ADN=∠AMN ∴∠ABD=∠AMN …………4分 ∵∠MAN=∠BAP …………5分 ∴△AMN ∽△ABP …………6分 (3)存在。
…………7分 理由:把x=0代入y=kx+3得y=3,即OA=BD=3 AB=5342222=+=+BD AD∵ S △ABD= 21AB ²DN=21AD ²DB ∴DN=AB DB AD ∙=512534=⨯ ∴AN 2=AD 2-DN 2=25256)512(422=-∵△AMN ∽△ABP ∴2)(AP AN S S AMNAMN =∆∆ 即222)(APS AN S AP AN S ABP ABP AMN ∆∆∆∙=∙= ……8分 当点P 在B 点上方时,∵AP 2=AD 2+PD 2= AD 2+(PB-BD)2=42+(4k+3-3)2=16(k 2+1) 或AP 2=AD 2+PD 2= AD 2+(BD-PB)2=42+(3-4k-3)2=16(k 2+1) S △ABP=21PB ²AD=21(4k+3)³4=2(4k+3) ∴2532)1(25)34(32)1(1625)34(22562222=++=+⨯+⨯=∙=∆∆k k k k AP S AN S ABP AMN整理得k 2-4k-2=0 解得k 1 =2+6 k 2=2-6 …………9分 当点P 在B 点下方时,∵AP 2=AD 2+PD 2=42+(3-4k-3)2=16(k 2+1)S △ABP=21PB ²AD=21[-(4k+3)]³4=-2(4k+3) ∴2532)1(1625)34(2256222=+⨯+⨯-=∙=∆∆k k AP S AN S ABP AMN化简,得k 2+1=-(4k+3) 解得k=-2综合以上所得,当k=2±6或k=-2时,△AMN 的面积等于2532…10分2.如图,已知点A (0,4),B (2,0). (1)求直线AB 的函数解析式;(2)已知点M 是线段AB 上一动点(不与点A 、B 重合),以M 为顶点的抛物线()n m x y +-=2与线段OA 交于点C .① 求线段AC 的长;(用含m 的式子表示) ② 是否存在某一时刻,使得△ACM 与△AMO 相似? 若存在,求出此时m 的值.解:(1)设直线AB 的函数解析式为:y=kx+b∵点A 坐标为(0,4),点B 坐标为(2,0) ∴⎩⎨⎧=+=04b 2k b ²²²²²²²²²²²² 2分解得:⎩⎨⎧=-=42b k即直线AB 的函数解析式为 y=-2x+4 ²² 4分 (2)① 依题意得抛物线顶点M (m , n )∵在点M 在线段AB 上,∴n =-2m+4 ²²² 5分当x =0时,代入()n m x y +-=2得n m y +=2 ²²²²²²²²²²²²²² 6分 ∴422+-=m m y 即C 点坐标为(0, 422+-m m ) ²²²²²²²²²² 7分 ∴AC =OA -OC =4-(422+-m m )=m m 22+- ²²²²²²²²²²²²² 8分 ② 答:存在 ²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²² 9分 作MD ⊥y 轴于点D ,则D 点坐标为(0,42+-m )∴AD =OA -OD =4-(42+-m )=2m ²²²²²²²²²²²²²²²²²²² 10分 ∵M 不与点A 、B 重合,∴0<m <2又∵MD =m ,∴m MD AD AM 522=+= ²²²²²²²²²²²²²²²² 11分(第26题图)(第26题图)(另解:在Rt△AOB 中,根据勾股定理得5241622=+=+=OB OA AB 又∵DM ∥OB ,∴ABAMAO AD =,∴m m AO AD AB AM 54252=⨯=⋅= ²² 11分) ∵在△ACM 与△AMO 中,∠CAM =∠MAO ,∠MCA >∠AOM ²²²²²²²²²²² 12分 ∴设△ACM ∽△AMO ∴AOAMAM AC =²²²²²²²²²²²²²²²²²²² 13分 即45522m mmm =+-,整理,得 0892=-m m 解得98=m 或0=m (舍去) ∴存在一时刻使得△ACM 与△AMO 相似,且此时98=m ²²²²²²²²²²² 14分3、如图1,已知菱形ABCD 的边长为,点A 在x 轴负半轴上,点B 在坐标原点.点D 的坐标为(3),抛物线y=ax 2+b (a≠0)经过AB 、CD 两边的中点.(1)求这条抛物线的函数解析式;(2)将菱形ABCD 以每秒1个单位长度的速度沿x 轴正方向匀速平移(如图2),过点B作BE⊥CD 于点E ,交抛物线于点F ,连接DF 、AF .设菱形ABCD 平移的时间为t 秒(0<t )①当t=1时,△ADF 与△DEF 是否相似?请说明理由;②连接FC ,以点F 为旋转中心,将△FEC 按顺时针方向旋转180°,得△FE′C′,当△FE′C′落在x 轴与抛物线在x 轴上方的部分围成的图形中(包括边界)时,求t 的取值范围.(写出答案即可)解:(1)由题意得AB 的中点坐标为(﹣,0),CD 的中点坐标为(0,3), …………………………2分 分别代入y=ax 2+b 得,解得,,∴y=﹣x 2+3. ……………………………3分 (2)①如图2所示,在Rt△BCE 中,∠BEC=90°,BE=3,BC=2∴sinC===,∴∠C=60°,∠CBE=30°∴EC=BC=,DE=……………………………4分又∵AD∥BC,∴∠ADC+∠C=180°∴∠ADC=180°﹣60°=120°……………………………5分 ∵t=1, ∴B 点为(1,0) ∴F(1,2) ,E(1,3)∴EF=1 ……………………………6分 在Rt △DEF 中 tan ∠EDF=3331==DE EF ∴∠EDF=300∴∠ADF=∠ADC —∠EDF=1200—300=900∴∠ADF=∠DEF∴DF=2EF=2……………………………7分 又∵3232==DF AD ,313==EF DE ∴EFDEEF AD =∴△ADF∽△DEF……………………………8分 ②如图3所示,依题意作出旋转后的三角形△FE′C′,过C′作MN⊥x 轴,分别交抛物线、x 轴于点M 、点N .观察图形可知,欲使△FE′C′落在指定区域内,必须满足:EE′≤BE 且MN≥C′N. ∵F(t ,3﹣t 2),∴EF=3﹣(3﹣t 2)=t 2,∴EE′=2EF=2t 2, 由EE′≤BE,得2t 2≤3,解得t≤.∵C′E′=CE=,∴C′点的横坐标为t ﹣,∴MN=3﹣(t ﹣)2,又C′N=BE′=BE﹣EE′=3﹣2t 2,由MN≥C′N,得3﹣(t ﹣)2≥3﹣2t 2,解得t≥.∴t的取值范围为:.……………………………11分4.如图,已知:如图①,直线y=﹣x+与x轴、y轴分别交于A、B两点,两动点D、E 分别从A、B两点同时出发向O点运动(运动到O点停止);对称轴过点A且顶点为M的抛物线y=a(x﹣k)2+h(a<0)始终经过点E,过E作EG∥OA交抛物线于点G,交AB于点F,连结DE、DF、AG、BG.设D、E的运动速度分别是1个单位长度/秒和个单位长度/秒,运动时间为t秒.(1)用含t代数式分别表示BF、EF、AF的长;(2)当t为何值时,四边形ADEF是菱形?判断此时△AFG与△AGB是否相似,并说明理由;(3)当△ADF是直角三角形,且抛物线的顶点M恰好在BG上时,求抛物线的解析式.﹣x+x+中,令y=).,∴∠OAB=60°,∴EF==t.时,四边形=,t=∴BE=t=BE=),))代入得:b=x+,+)在抛物线上,=a+a=(+x+.t=∴BE=t=,),))代入得:,x+,∴M(+)在抛物线上,=a+a==x+y=x+或x+.5.已知抛物线y= x2-2x+c与x轴交于A,B两点,与y轴交于C点,抛物线的顶点为D点,点A的坐标为(-1,0).(1)求D点的坐标;(2)如图1,连结AC,BD,并延长交于点E,求∠E的度数;(3)如图2,已知点P(-4,0),点Q在x轴下方的抛物线上,直线PQ交线段AC 于点M,当∠PMA=∠E时,求点Q的坐标.解:(1)把x=-1,y=0代入22y x x c=-+得1+2+c=0,∴c=-3 ………………………………………………………………1分∴()222314y x x x=--=--∴顶点D的坐标为(1,-4)………………………………………………………3分(2)如图1,连结CD、CB,过D作DF⊥y轴于F点,由2230x x--=得x1=-1,x2=3,∴B(3,0).当x=0时,2233y x x=--=-.∴C(0,-3),∴OB=OC=3,∵∠BOC=90°,∴∠OCB=45°,BC=4分又∵DF=CF=1,∠CFD=90°,∴∠FCD=45°,CD,∴∠BCD=180°-∠OCB-∠FCD =90°.∴∠BCD=∠COA.…………………………………5分11,=33CD OACB OC又∴=CD OACB OC,∴△DCB∽△AOC,∴∠CBD=∠OCA.…………………………6分又∠ACB=∠CBD+∠E=∠OCA+∠OCB,∴∠E=∠OCB=45°.……………………7分图1(3)如图2,设直线PQ 交y 轴于N 点,交BD 于H 点,作DG ⊥x 轴于G 点. ∵∠PMA =45°,∴∠EMH =45°,∴∠MHE =90∴∠PHB =90°,∴∠DBG +∠OPN =90°.又∠ONP +∠OPN =90°,∴∠DBG =∠ONP , 又∠DGB =∠PON =90°,∴△DGB ∽△PON , ∴2==44BG ON ONDG OP ,即, ∴ON =2,∴N (0,-2).…………………………10分 设直线PQ 的解析式为y =kx +b ,则由40,2.k b b ì-+=ïïíï=-ïî 解得k =-12,b =-2, ∴122y x =--. 设Q (m ,n )且n <0,∴122n m =--. 又Q (m ,n )在223y x x =--上,∴223n m m =--,∴212232m m m --=--,解得1212,2m m ==-, ∴1273,4n n =-=-,∴点Q 的坐标为(2,-3)或(-12,-74).6.如图,点O 为矩形ABCD 的对称中心,AB =10cm ,BC =12cm .点E ,F ,G 分别从A ,B ,C 三点同时出发,沿矩形的边按逆时针方向匀速运动,点E 的运动速度为1cm/s ,点F 的运动速度为3cm /s ,点G 的运动速度为1.5cm /s .当点F 到达点C (即点F 与点C 重合)时,三个点随之停止运动.在运动过程中,△EBF 关于直线EF 的对称图形是△EB'F ,设点E ,F ,G 运动的时间为t (单位:s ).(1)当t = ▲ s 时,四边形EBFB'为正方形;(2)若以点E ,B ,F 为顶点的三角形与以点F ,C ,G 为顶点的三角形相似,求t 的值; (3)是否存在实数t ,使得点B'与点O 重合?若存在,求出t 的值;若不存在,请说明理由.解:(1)若四边形EBFB′为正方形,则BE=BF,即:10﹣t=3t,解得t=2.5;(2)分两种情况,讨论如下:①若△EBF∽△FCG,则有,即,解得:t=2.8;②若△EBF∽△GCF,则有,即,解得:t=﹣14﹣2(不合题意,舍去)或t=﹣14+2.∴当t=2.8s或t=(﹣14+2)s时,以点E、B、F为顶点的三角形与以点F,C,G为顶点的三角形相似.(3)假设存在实数t,使得点B′与点O重合.如图,过点O作OM⊥BC于点M,则在Rt△OFM中,OF=BF=3t,FM=BC﹣BF=6﹣3t,OM=5,由勾股定理得:OM2+FM2=OF2,即:52+(6﹣3t)2=(3t)2解得:t=;过点O作ON⊥AB于点N,则在Rt△OEN中,OE=BE=10﹣t,EN=BE﹣BN=10﹣t﹣5=5﹣t,ON=6,由勾股定理得:ON2+EN2=OE2,即:62+(5﹣t)2=(10﹣t)2解得:t=3.9.∵≠3.9,∴不存在实数t,使得点B′与点O重合.7.如图,在平面直角坐标系中,点A(10,0),以OA为直径在第一象限内作半圆C,点B是该半圆周上的一动点,连结OB、AB,并延长AB至点D,使DB=AB,过点D作x 轴垂线,分别交x轴、直线OB于点E、F,点E为垂足,连结CF.»AB的长;(1)当∠AOB=30°时,求(2)当DE=8时,求线段EF的长;(3)在点B运动过程中,是否存在以点E、C、F为顶点的三角形与△AOB相似,若存在,请求出所有点E的坐标;若不存在,请说明理由.第24题图解:(1)连结BC ,∵A (10,0), ∴OA =10 ,CA =5, ∵∠AOB =30°,∴∠ACB =2∠AOB =60°, ∴»AB 的长=35180560ππ=⨯⨯; ………………………………………………3分 (2)连结OD, ∵OA 是⊙C 直径, ∴∠OBA =90°, 又∵AB =BD,∴OB 是AD 的垂直平分线;……………………………………………………4分∴OD =OA =10, 在Rt △ODE 中,OE ==-22DE OD 681022=-,∴AE =AO -OE=10-6=4,………………5分由 ∠AOB =∠ADE =90°-∠OAB ,∠OEF =∠DEA ,得△OEF ∽△DEA ,∴OE EF DE AE =,即684EF=,∴EF =3; (3)设OE =x ,①当交点E 在O ,C 之间时,由以点E 、C 、F 为顶点的三角形与△AOB 相似,有∠ECF =∠BOA 或∠ECF =∠OAB ,当∠ECF =∠BOA 时,此时△OCF 为等腰三角形,点E 为OC 中点,即OE =25, ∴E 1(25,0);…………………………………………………………………8分 当∠ECF =∠OAB 时,有CE =5-x , AE =10-x ,∴CF ∥AB ,有CF =12AB ,∵△ECF ∽△EAD, ∴AD CF AE CE =,即51104x x -=-,解得:310=x , ∴E 2(310,0);………9分 ②当交点E 在点C 的右侧时,∵∠ECF >∠BOA , ∴要使△ECF 与△BAO 相似,只能使∠ECF =∠BAO ,连结BE ,∵BE 为Rt △ADE 斜边上的中线, ∴BE =AB =BD ,∴∠BEA =∠BAO,∴∠BEA =∠ECF,∴CF ∥BE ,∴OEOCBE CF =,∵∠ECF =∠BAO , ∠FEC =∠DEA =Rt ∠, ∴△CEF ∽△AED ,∴CF CE AD AE =, 而AD =2BE ,∴2OC CEOE AE=, 即55210x x x-=-, 解得417551+=x , 417552-=x <0(舍去), ∴E 3(41755+,0); …………………………………………9分 ③当交点E 在点O 的左侧时,∵∠BOA =∠EOF >∠ECF .∴要使△ECF 与△BAO 相似,只能使∠ECF =∠BAO 连结BE ,得BE =AD 21=AB ,∠BEA =∠BAO , ∴∠ECF =∠BEA, ∴CF ∥BE ,∴OEOCBE CF =, 又∵∠ECF =∠BAO ,∠FEC =∠DEA =Rt ∠, ∴△CEF ∽△AED , ∴ADCFAE CE =, 而AD =2BE , ∴2OC CE OE AE =, ∴5+5210+x x x=, 解得417551+-=x , 417552--=x <0(舍去),∵点E 在x 轴负半轴上,∴E 4(41755-,0); 综上所述:存在以点E 、C 、F 为顶点的三角形与△AOB 相似,此时点E 坐标为:1E (25,0)、2E (310,0)、3E (41755+,0)、4E (41755-,0).8.如图,抛物线与x 轴交于A ()0,1 、)03(,-B 两点,与y 轴交于点C (),3,0设抛物线的顶点为D .(1)求该抛物线的解析式与顶点D 的坐标. (2)试判断△BCD 的形状,并说明理由.(3)探究坐标轴上是否存在点P ,使得以C A P 、、为顶点的三角形与△BCD 相似? 若存在,请直接写出点P解:(1)设抛物线的解析式为c bx ax y ++=2由抛物线与y 轴交于点)3,0(C ,可知3=c .即抛物线的解析式为32++=bx ax y .把点A ()0,1、点)03(,-B∴抛物线的解析式为∵2--=x y ∴顶点D (2) △BCD 理由如下:解法一:过点D 分别作x 分)∵在Rt △BOC 中,3=OB 在Rt △CDF 中,,,1341=-=-==OC OF CF DF ∴2222=+=CF DF CD 在Rt △BDE 中,,4-==OB BE DE∴2BC +∴△BCD 解法二:过点D 作DF 在Rt △BOC ∴OC OB = ∴ 45=∠OCB∵在Rt △CDF 中,=DF∴CF DF = ∴ 45=∠DCF ………………………………………………(9分)∴-=∠ 180BCD DCF ∠- 90=∠OCB∴△BCD 为直角三角形. ………………………………………………………(10分) (3)坐标轴上存在点P ,使得以C A P 、、为顶点的三角形与△BCD 相似. …(11分)符合条件的点P 的坐标为:)09(),310(),00(321,,,--P P P .……………………9.如图,在直角坐标系中有一直角三角形AOB ,O 为坐标原点, OA =1,tan ∠BAO =3,将此三角形绕原点O 逆时针旋转90°,得到△DOC .抛物线2y ax bx c =++经过点A 、B 、C . (1)求抛物线的解析式.(2)若点P 是第二象限内抛物线上的动点,其横坐标为t .①设抛物线对称轴l 与x 轴交于一点E ,连接PE ,交CD 于F ,求出当△CEF 与△COD 相似时点P 的坐标.②是否存在一点P ,使△PCD 的面积最大?若存在,求出△PCD 面积的最大值;若不存在,请说明理由.解:(1)在Rt △AOB 中,OA=1,tan ∠BAO==3,∴OB=3OA=3.∵△DOC 是由△AOB 绕点O 逆时针旋转90°而得到的, ∴△DOC ≌△AOB , ∴OC=OB=3,OD=OA=1,第24题备用图∴A、B、C的坐标分别为(1,0),(0,3)(﹣3,0).代入解析式为,解得:.∴抛物线的解析式为y=﹣x2﹣2x+3;(2)①∵抛物线的解析式为y=﹣x2﹣2x+3,∴对称轴l=﹣=﹣1,∴E点的坐标为(﹣1,0).如图,当∠CEF=90°时,△CEF∽△COD.此时点P在对称轴上,即点P为抛物线的顶点,P(﹣1,4);当∠CFE=90°时,△CFE∽△COD,过点P作PM⊥x轴于点M,则△EFC∽△EMP.∴,∴MP=3EM.∵P的横坐标为t,∴P(t,﹣t2﹣2t+3).∵P在二象限,∴PM=﹣t2﹣2t+3,EM=﹣1﹣t,∴﹣t2﹣2t+3=3(﹣1﹣t),解得:t1=﹣2,t2=﹣3(与C重合,舍去),∴t=﹣2时,y=﹣(﹣2)2﹣2³(﹣2)+3=3.∴P(﹣2,3).∴当△CEF与△COD相似时,P点的坐标为:(﹣1,4)或(﹣2,3);②设直线CD的解析式为y=kx+b,由题意,得,解得:,∴直线CD的解析式为:y=x+1.设PM与CD的交点为N,则点N的坐标为(t,t+1),∴NM=t+1.∴PN=PM﹣NM=t2﹣2t+3﹣(t+1)=﹣t2﹣+2.∵S△PCD=S△PCN+S△PDN,∴S△PCD=PM•CM+PN•OM=PN(CM+OM)=PN•OC=³3(﹣t2﹣+2)=﹣(t+)2+,∴当t=﹣时,S△PCD的最大值为.10.已知,如图(a),抛物线y=ax2+bx+c经过点A(x1,0),B(x2,0),C(0,-2),其顶点为D.以AB为直径的⊙M交y轴于点E、F,过点E作⊙M的切线交x轴于点N.∠ONE=30°,|x1-x2|=8. (1)求抛物线的解析式及顶点D的坐标;(2)连结AD、BD,在(1)中的抛物线上是否存在一点P,使得⊿ABP与⊿ADB相似?若存在,求出P点的坐标;若不存在,说明理由;(3)如图(b ),点Q 为上的动点(Q 不与E 、F 重合),连结AQ 交y 轴于点H ,问:AH²AQ 是否为定值?若是,请求出这个定值;若不是,请说明理由.),的坐标为(即抛物线顶点时,当抛物线解析为:,解得:),,(抛物线过点又,解析式为:两点,所以可设抛物线、抛物线过),)、(,的坐标分别为(、点分中,在是切线,,连结解:圆的半径)(............................... .38-2,382232461261232-- .23261)6)(2(61.61)60)(20(-22-0)6)(2(y . .0602-B A ,6,22.......1.......... ,8.,60. 4,30.. 4282||2r 120021D y x x x x x y a a C x x a B A OB OA OM MN EMN ME MA ONE MNE Rt NE ME NE ME x x AB -=-⨯-⨯==⨯=∴--=-+=∴=-+=∴-+=∴==∴=∴==∠∴===∠∆⊥∴==-==(2)如图,由抛物线的对称性可知:BD AD =,DBA DAB ∠=∠.相似,与使侧图像上存在点若在抛物线对称轴的右ADB ABP P ∆∆,必须有BAD ∠=∠=∠BPA BAP . 设AP 交抛物线的对称轴于D′点, 显然)38,2(D ',∴直线OP 的解析式为3432+=x y , 由2326134322--=+x x x ,得10,221=-=x x (舍去). ∴)8,10(P . 过P 作,G x PG 轴,垂足为⊥,8,4==∆PG BG BGP Rt 中,在∵8548422≠=+=PB∴BPA BAP .∠≠∠∴≠AB PB ..∴PAB ∆与BAD ∆不相似, …………………………9分 同理可说明在对称轴左边的抛物线上也不存在符合条件的P 点.所以在该抛物线上不存在点P ,使得与PAB ∆与相似.…………………… 10分(3)连结AF 、QF, 在AQF ∆和AFH ∆中, 由垂径定理易知:弧AE=弧AF.∴AFH ∠=∠AQF , 又HAF ∠=∠QAF , ∴AQF ∆∽AFH ∆,AFAHAQ AF =∴, 2AF AQ AH =⋅∴ ……………… 12分在Rt△AOF 中,AF 2=AO 2+OF 2=22+(23)2=16(或利用AF 2=AO²AB=2³8=16)∴AH²AQ=16即:AH²AQ 为定值。