初中数学竞赛辅导讲义及习题解答 第27讲 动态几何问题透视 (2)(1)
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2020年初中数学竞赛讲义:第27讲-动态几何问题透视春去秋来,花开花落,物转星移,世间万物每时每刻都处于运动变化、相互联系、相互转化中,事物的本质特征只有在运动中方能凸现出来.动态几何问题,是指以几何知识和图形为背景,渗入运动变化观点的一类问题,常见的形式是:点在线段或弧线上运动、图形的翻折、平移、旋转等,解这类问题的基本策略是:1.动中觅静这里的“静”就是问题中的不变量、不变关系,动中觅静就是在运动变化中探索问题中的不变性.2.动静互化“静”只是“动”的瞬间,是运动的一种特殊形式,动静互化就是抓住“静”的瞬间,使一般情形转化为特殊问题,从而找到“动”与“静”的关系.3.以动制动以动制动就是建立图形中两个变量的函数关系,通过研究运动函数,用联系发展的观点来研究变动元素的关系.注:几何动态既是一类问题,也是一种观点与思维方法,运用几何动态的观点,可以把表面看来不同的定理统一起来,可以找到探求几何中的最值、定值等问题的方法;更一般情况是,对于一个数学问题,努力去发掘更多结论,不同解法,通过弱化或强化条件来探讨结论的状况等,这就是常说的“动态思维”.【例题求解】【例1】如图,把直角三角形ABC的斜边AB放在定直线上,按顺时针方向在l上转动两次,使它转到A″B″C″的位置,设BC=1,AC=3,则顶点A运动到点A″的位置时,点A经过的路线与直线l所围成的面积是.思路点拨解题的关键是将转动的图形准确分割.RtΔABC的两次转动,顶点A所经过的路线是两段圆弧,其中圆心角分别为120°和90°,半径分别为2和3,但该路线与直线l所围成的面积不只是两个扇形面积之和.【例2】如图,在⊙O中,P是直径AB上一动点,在AB同侧作AA′⊥AB,BB′⊥AB,且AA′=AP,BB′=BP,连结A′B′,当点P从点A 移到点B时,A′B′的中点的位置( )A.在平分AB的某直线上移动B.在垂直AB的某直线上移动C.在AmB上移动D.保持固定不移动思路点拨画图、操作、实验,从中发现规律.【例3】如图,菱形OABC的长为4厘米,∠AOC=60°,动点P 从O出发,以每秒1厘米的速度沿O→A→B路线运动,点P出发2秒后,动点Q从O出发,在OA上以每秒1厘米的速度,在AB上以每秒2厘米的速度沿O→A→B路线运动,过P、Q两点分别作对角线AC的平行线.设P点运动的时间为x秒,这两条平行线在菱形上截出的图形(图中的阴影部分)的周长为y厘米,请你回答下列问题:(1)当x=3时,y的值是多少?(2)就下列各种情形:①0≤x≤2;②2≤x≤4;③4≤x≤6;④6≤x≤8.求y与x之间的函数关系式.(3)在给出的直角坐标系中,用图象表示(2)中的各种情形下y与x 的关系.思路点拨本例是一个动态几何问题,又是一个“分段函数”问题,需运用动态的观点,将各段分别讨论、画图、计算.注:动与静是对立的,又是统:一的,无论图形运动变化的哪一类问题,都真实地反映了现实世界中数与形的变与不变两个方面,从辩证的角度去观察、探索、研究此类问题,是一种重要的解题策略.建立运动函数关系就更一般地、整体-地把握了问题,许多相关问题就转化为求函数值或自变量的值.【例4】如图,正方形ABCD中,有一直径为BC的半圆,BC=2cm,现有两点E、F,分别从点B、点A同时出发,点E沿线段BA以1m /秒的速度向点A运动,点F沿折线A—D—C以2cm/秒的速度向点C运动,设点E离开点B的时间为2 (秒).(1)当t为何值时,线段EF与BC平行?(2)设1<t<2,当t为何值时,EF与半圆相切?(3)当1≤t<2时,设EF与AC相交于点P,问点E、F运动时,点P的位置是否发生变化?若发生变化,请说明理由;若不发生变化,请给予证明,并求AP:PC的值.思路点拨动中取静,根据题意画出不同位置的图形,然后分别求解,这是解本例的基本策略,对于(1)、(2),运用相关几何性质建立关于tAP是否为一定的方程;对于(3),点P的位置是否发生变化,只需看PC值.注:动态几何问题常通过观察、比较、分析、归纳等方法寻求图形中某些结论不变或变化规律,而把特定的运动状态,通过代数化来定量刻画描述也是解这类问题的重要思想.【例5】⊙O1与⊙O2相交于A、B两点;如图(1),连结O2O1并延长交⊙O1于P点,连结PA、PB并分别延长交⊙O2于C、D两点,连结C O2并延长交⊙O2于E点.已知⊙O2的半径为R,设∠CAD=α.(1)求:CD的长(用含R、α的式子表示);(2)试判断CD与PO1的位置关系,并说明理由;(3)设点P′为⊙O1上(⊙O2外)的动点,连结P′A、P′B并分别延长交⊙O2于C′、D′,请你探究∠C′AD′是否等于α? C′D′与P′O l的位置关系如何?并说明理由.思路点拨对于(1)、(2),作出圆中常见辅助线;对于(3),P点虽为OO l上的一个动点,但⊙O1、⊙O2一些量(如半径、AB)都是定值或定弧,运用圆的性质,把角与孤联系起来.学力训练1.如图,ΔABC中,∠C=90°,AB=12cm,∠ABC=60°,将ΔABC以点B为中心顺时针旋转,使点C旋转到AB延长线上的D处,则AC边扫过的图形的面积是cm (π=3.14159…,最后结果保留三个有效数字).2.如图,在RtΔABC中,∠C=90°,∠A=60°,AC=3cm,将ΔABC绕点B旋转至ΔA'BC'的位置,且使A、B、C'三点在同一条直线上,则点A 经过的最短路线的长度是 cm .3.一块等边三角形的木板,边长为l ,现将木板沿水平线翻滚,那么B 点从开始至结束走过的路径长度为( )A .23πB .34πC .4D .232π+4.把ΔABC 沿AB 边平移到ΔA'B'C'的位置,它们的重叠部分的面积是ΔABC 的面积的一半,若AB=2,则此三角形移动的距离AA'是( )A .12-B .22C .1D .215.如图,正三角形ABC 的边长为63厘米,⊙O 的半径为r 厘米,当圆心O 从点A 出发,沿着线路AB —BC —CA 运动,回到点A 时,⊙O 随着点O 的运动而移动.(1)若r=3厘米,求⊙O 首次与BC 边相切时AO 的长;(2)在O 移动过程中,从切点的个数来考虑,相切有几种不同的情况?写出不同的情况下,r的取值范围及相应的切点个数;(3)设O在整个移动过程中,在ΔABC内部,⊙O未经过的部分的面积为S,在S>0时,求关于r的函数解析式,并写出自变量r的取值范围.6.已知:如图,⊙O韵直径为10,弦AC=8,点B在圆周上运动(与A、C两点不重合),连结BC、BA,过点C作CD⊥AB于D.设CB 的长为x,CD的长为y.(1)求y关于x的函数关系式;当以BC为直径的圆与AC相切时,求y的值;(2)在点B运动的过程中,以CD为直径的圆与⊙O有几种位置关系,并求出不同位置时y的取值范围;(3)在点B运动的过程中,如果过B作BE⊥AC于E,那么以BE 为直径的圆与⊙O能内切吗?若不能,说明理由;若能,求出BE的长.7.如图,已知A为∠POQ的边OQ上一点,以A为顶点的∠MAN 的两边分别交射线OP于M、N两点,且∠MAN=∠POQ=α(α为锐角).当∠MAN以点A为旋转中心,AM边从与AO重合的位置开始,按逆时针方向旋转(∠MAN保持不变)时,M、N两点在射线OP上同时以不同的速度向右平移移动.设OM=x,ON= (y>x≥0),ΔAOM的面积为S,若cosα、OA是方程0-z+z的两个根.2522=(1)当∠MAN旋转30°(即∠OAM=30°)时,求点N移动的距离;(2)求证:AN2=ON·MN;(3)求y与x之间的函数关系式及自变量x的取值范围;(4)试写出S随x变化的函数关系式,并确定S的取值范围.8.已知:如图,梯形ABCD中,AD∥BC,AB=CD=3cm,∠C=60°,BD⊥CD.(1)求BC、AD的长度;(2)若点P从点B开始沿BC边向点C以2cm/s的速度运动,点Q从点C开始沿CD边向点D以1cm/s的速度运动,当P、Q分别从B、C同时出发时,写出五边形ABPQD的面积S与运动时间t之间的函数关系式,并写出自变量t的取值范围(不包含点P在B、C两点的情况);(3)在(2)的前提下,是否存在某一时刻t ,使线段PQ 把梯形ABCD 分成两部分的面积比为1:5?若存在,求出t 的值;若不存在,请说明理由.9.已知:如图①,E 、F 、G 、H 按照AE=CG ,BF=DH ,BF =nAE(n 是正整数)的关系,分别在两邻边长a 、na 的矩形ABCD 各边上运动. 设AE=x ,四边形EFGH 的面积为S .(1)当n=l 、2时,如图②、③,观察运动情况,写出四边形EFGH 各顶点运动到何位置,使?(2)当n=3时,如图④,求S 与x 之间的函数关系式(写出自变量x 的取值范围),探索S 随x 增大而变化的规律;猜想四边形EFGH 各顶点运动到何位置,使ABCD S S 矩形21 ; (3)当n=k (k ≥1)时,你所得到的规律和猜想是否成立?请说明理由.10.如图1,在直角坐标系中,点E从O点出发,以1个单位/秒的速度沿x轴正方向运动,点F从O点出发,以2个单位/秒的速度沿y轴正方向运动,B(4,2),以BE为直径作⊙O1.(1)若点E、F同时出发,设线段EF与线段OB交于点G,试判断点G与⊙O1的位置关系,并证明你的结论;(2)在(1)的条件下,连结FB,几秒时FB与⊙O1相切?(3)如图2,若E点提前2秒出发,点F再出发,当点F出发后,E点在A点左侧时,设BA⊥x轴于A点,连结AF交⊙O1于点P,试问PA·FA的值是否会发生变化?若不变,请说明理由,并求其值;若变化,请求其值的变化范围.参考答案。
初中数学辅导2013中考总结复习冲刺专题:动态几何问题京翰教育北京家教辅导-开设全国中小学一对一课外辅导班2013中考总结复习冲刺练:动态几何问题冲刺练由京翰教育一对一家教辅导()整理【前言】从历年中考来看,动态问题经常作为压轴题目出现,得分率也是最低的。
动态问题一般分两类,一类是代数综合方面,在坐标系中有动点,动直线,一般是利用多种函数交叉求解。
另一类就是几何综合题,在梯形,矩形,三角形中设立动点、线以及整体平移翻转,对考生的综合分析能力进行考察。
所以说,动态问题是中考数学当中的重中之重,只有完全掌握,才有机会拼高分。
在这一讲,我们着重研究一下动态几何问题的解法,第一部分真题精讲【例1】(2012,密云,一模)如图,在梯形ABCD中,AD∥BC,AD?3,DC?5,BC?10,梯形的高为4.动点M 从B点出发沿线段BC以每秒2个单位长度的速度向终点C运动;动点N同时从C点出发沿线段CD以每秒1个单位长度的速度向终点D运动.设运动的时间为t (秒).ADNBMC(1)当MN∥AB时,求t的值;(2)试探究:t为何值时,△MNC为等腰三角形.【思路分析1】本题作为密云卷压轴题,自然有一定难度,题目中出现了两个动点,很多同学看到可能就会无从下手。
但是解决动点问题,首先就是要找谁在动,谁没在动,通过分析动态条件和静态条件之间的关系求解。
对于大多数题目来说,都有一个由动转静的瞬间,就本题而言,M,N是在动,意味着BM,MC以及DN,NC都是变化的。
但是我们发现,和这些动态的条件密切相关的条件DC,BC 长度都是给定的,而且动态条件之间也是有关系的。
所以当题中设定MN//AB时,就变成了一个静止问题。
由此,从这些条件出发,列出方程,自然得出结果。
【解析】解:(1)由题意知,当M、N运动到t秒时,如图①,过D作DE∥AB交BC于E点,则四边形ABED是平行四边形.京翰教育初中家教——专业对初中学生开设针对性的初三数学辅导补习班京翰教育北京家教辅导-开设全国中小学一对一课外辅导班ADNBEMC∵AB∥DE,AB∥MN.∴DE∥MN.(根据第一讲我们说梯形内辅助线的常用做法,成功将MN放在三角形内,将动态问题转化成平行时候的静态问题)∴∴MCNC?.(这个比例关系就是将静态与动态联系起来的关键)ECCD10?2tt50?.解得t?.10?3517【思路分析2】第二问失分也是最严重的,很多同学看到等腰三角形,理所当然以为是MN=NC即可,于是就漏掉了MN=MC,MC=CN这两种情况。
初中数学竞赛辅导讲义及习题解答学力训练1.如图, ΔABC 中,∠C=90°,AB=12cm ,∠ABC=60°,将ΔABC 以点B 为中心顺时针旋转,使点C 旋转到AB 延长线上的D 处,则AC 边扫过的图形的面积是 cm (π=3.14159…,最后结果保留三个有效数字).2.如图,在Rt Δ ABC 中,∠C=90°,∠A=60°,AC=3 cm ,将ΔABC 绕点B 旋转至ΔA'BC'的位置,且使A 、B 、C'三点在同一条直线上,则点A 经过的最短路线的长度是 cm .3.一块等边三角形的木板,边长为l ,现将木板沿水平线翻滚,那么B 点从开始至结束走过的路径长度为( ) A .23π B .34πC .4D .232π+4.把ΔABC 沿AB 边平移到ΔA'B'C'的位置,它们的重叠部分的面积是ΔABC 的面积的一半,若AB=2,则此三角形移动的距离AA'是( )A .12-B .22C .1D .215.如图,正三角形ABC 的边长为63厘米,⊙O 的半径为r 厘米,当圆心O 从点A 出发,沿着线路AB —BC —CA 运动,回到点A 时,⊙O 随着点O 的运动而移动. (1)若r=3厘米,求⊙O 首次与BC 边相切时AO 的长;(2)在O 移动过程中,从切点的个数来考虑,相切有几种不同的情况?写出不同的情况下,r 的取值范围及相应的切点个数;(3)设O 在整个移动过程中,在ΔABC 内部,⊙O 未经过的部分的面积为S ,在S>0时,求关于r 的函数解析式,并写出自变量r 的取值范围.6.已知:如图,⊙O 韵直径为10,弦AC=8,点B 在圆周上运动(与A 、C 两点不重合),连结BC 、BA ,过点C 作CD ⊥AB 于D .设CB 的长为x ,CD 的长为y . (1)求y 关于x 的函数关系式;当以BC 为直径的圆与AC 相切时,求y 的值; (2)在点B 运动的过程中,以CD 为直径的圆与⊙O 有几种位置关系,并求出不同位置时y 的取值范围;(3)在点B 运动的过程中,如果过B 作BE ⊥AC 于E ,那么以BE 为直径的圆与⊙O 能内切吗?若不能,说明理由;若能,求出BE 的长.7.如图,已知A 为∠POQ 的边OQ 上一点,以A 为顶点的∠MAN 的两边分别交射线OP 于M 、N 两点,且∠MAN=∠POQ=α(α为锐角).当∠MAN 以点A 为旋转中心,AM 边从与AO 重合的位置开始,按逆时针方向旋转(∠MAN 保持不变)时,M 、N 两点在射线OP 上同时以不同的速度向右平移移动.设OM=x ,ON= (y >x ≥0),ΔAOM 的面积为S ,若cos α、OA 是方程02522=+-z z 的两个根.(1)当∠MAN 旋转30°(即∠OAM=30°)时,求点N 移动的距离; (2)求证:AN 2=ON ·MN ;(3)求y 与x 之间的函数关系式及自变量x 的取值范围; (4)试写出S 随x 变化的函数关系式,并确定S 的取值范围.8.已知:如图,梯形ABCD 中,AD ∥BC ,AB=CD=3cm ,∠C =60°,BD ⊥CD . (1)求BC 、AD 的长度;(2)若点P 从点B 开始沿BC 边向点C 以2cm /s 的速度运动,点Q 从点C 开始沿CD 边向点D 以1cm /s 的速度运动,当P 、Q 分别从B 、C 同时出发时,写出五边形ABPQD 的面积S 与运动时间t 之间的函数关系式,并写出自变量t 的取值范围(不包含点P 在B 、C 两点的情况);(3)在(2)的前提下,是否存在某一时刻t ,使线段PQ 把梯形ABCD 分成两部分的面积比为1:5?若存在,求出t 的值;若不存在,请说明理由.9.已知:如图①,E 、F 、G 、H 按照AE=CG ,BF=DH ,BF =nAE(n 是正整数)的关系,分别在两邻边长a 、na 的矩形ABCD 各边上运动. 设AE=x ,四边形EFGH 的面积为S .(1)当n=l 、2时,如图②、③,观察运动情况,写出四边形EFGH 各顶点运动到何位置,使?(2)当n=3时,如图④,求S 与x 之间的函数关系式(写出自变量x 的取值范围),探索S 随x 增大而变化的规律;猜想四边形EFGH 各顶点运动到何位置,使ABCD S S 矩形21; (3)当n=k (k ≥1)时,你所得到的规律和猜想是否成立?请说明理由.10.如图1,在直角坐标系中,点E 从O 点出发,以1个单位/秒的速度沿x 轴正方向运动,点F 从O 点出发,以2个单位/秒的速度沿y 轴正方向运动,B(4,2),以BE 为直径作⊙O 1.(1)若点E 、F 同时出发,设线段EF 与线段OB 交于点G ,试判断点G 与⊙O 1的位置关系,并证明你的结论;(2)在(1)的条件下,连结FB ,几秒时FB 与⊙O 1相切?(3)如图2,若E 点提前2秒出发,点F 再出发,当点F 出发后,E 点在A 点左侧时,设BA ⊥x 轴于A 点,连结AF 交⊙O 1于点P ,试问PA ·FA 的值是否会发生变化?若不变,请说明理由,并求其值;若变化,请求其值的变化范围.参考答案。
《动态几何》预习指南【预习阶段】一、 以下内容是我们已经学过的,检测一下 图形运动处理框架 1.研究____________研究边、角、对角线、特殊图形等. 2.______________,分段、定范围分析时借助运动状态分析图,关注四要素: __________________________________________、 __________________________________________、 __________________________、________________. 3.分段画图,设计方案表达面积. 借助上面填写的内容,做下面的小题如图,四边形OABC 为矩形,A (6,0),C (0,23),D (0,33),OA 的中点为E ,射线l 过点D 且与x 轴平行,点P ,Q 分别是l 和x 轴正半轴上的动点,初始时刻点P 与点D 重合,点Q 与点E 重合,将线段PQ 沿x 轴正方向平移,平移过程中,△OPQ 与矩形OABC 重叠部分的面积为S ,设点P 的横坐标为x ,尝试画出运动状态分析图,并求出第一段内S 关于x 的函数关系式.P (D )Q (E )y lBCO A xE y D lBCO A x第一步:找碰撞点、碰撞时x的值碰撞点,碰撞时x的值P(D)0Q(E)0_______,_______,_______,_______,_______,_______.第二步:根据上述碰撞点,画出运动状态分析图第三步:求出第一段时间内,S关于x的函数关系式及自变量的取值范围.第四步:若对上述分析框架不清楚,要求动作完成不下来,建议学习2015中考数学专题复习(十)图形运动产生的面积问题2015中考数学专题复习(十二)动态几何综合若无问题,可进入下面的预习环节.四、建议按照下面三个要求去做:①预习时用铅笔,将计算、演草都保留在讲义上;②预习时间控制在一个小时,每题10-15分钟;③每天预习时,看知识点睛→做题,思路受阻时(某个点做了2-3分钟)→再看知识点睛,再做题(再做2-3分钟),如果还不行就放弃,课堂重点听讲.五、小结基础平台篇一、综述动态几何问题,是在动态背景下,探究图形性质和图形间关系的问题.动态背景主要涉及图形运动(点、线、形)及图形变换(平移、旋转、对称).常考查重叠部分面积、特殊位置关系、图形存在性等问题.此类问题,通常需要分析运动过程、分段画图,进而将整个运动过程拆分为几段逐一解决.函数综合问题,是在函数背景下,探究函数与几何间关系的问题.常考查几何图形间的函数关系或函数图象中的几何图形问题,以存在性问题为主.此类问题,通常从研究坐标、表达式入手,结合背景图形的几何信息,借助函数特征与几何特征的相互转化来解决.二、能力储备1.动点处理框架[1]➢研究背景图形.➢分析运动过程,分段、定范围.➢分析几何特征、表达、设计方案求解.分析运动过程常借助运动状态分析图,需关注四要素:①起点、终点——确定时间范围;②速度(注意速度是否变化);③状态转折点——确定分段,常见状态转折点有拐点、碰撞点等;④所求目标——明确方向.2.图形运动处理框架[2]➢研究背景图形.➢分析运动过程,分段、定范围.➢分段画图,设计方案表达面积.分析运动过程常借助运动状态分析图,需关注四要素:①起始位置、终止位置——确定时间范围;②速度(注意速度是否变化);③状态转折点——确定分段,状态转折通常是边与顶点碰撞的时刻;④所求目标——明确方向.3.函数处理框架[3]➢研究坐标、表达式,分析背景图形.➢梳理条件、整合信息.要借助横平竖直线段长,将函数特征与几何特征结合在一起进行研究.➢设计方案求解.常见处理思路:①根据几何特征表达点坐标,代入函数表达式求解;②由函数表达式设出点坐标,借助几何特征求解;③函数表达式联立求解.4.面积处理思路[4]公式法:常用于规则图形,如三角形面积12S ah=,梯形面积12()S a b h =+.割补法:常用于不规则图形,如坐标系背景下斜三角形面积常采用铅垂法.转化法:等底类、等高类、相似类.5.存在性问题——等腰三角形[5]①两定一动(两圆一线)②夹角固定、两点动(借助三线合一找相似)③三动点(分析不变特征,表达边或角)6.存在性问题——直角三角形从直角入手,确定分类.常利用勾股定理逆定理、三等角模型、121k k⋅=-解决问题.7.存在性问题——等腰直角三角形[6]从直角入手,确定分类.常构造弦图模型解决问题.参考:[1] 2015中考数学专题复习(九)动点问题[2] 2015中考数学专题复习(十)图形运动产生的面积问题2015中考数学专题复习(十二)动态几何综合[3] 2015中考数学专题复习(十一)反比例函数与几何综合2015中考数学专题复习(十四)二次函数与几何综合[4] 2015中考数学专题复习(十)图形运动产生的面积问题2015中考数学专题复习(十三)二次函数之面积问题[5] 2015中考数学专题复习(十二)动态几何综合2015中考数学专题复习(十五)四边形的存在性[6] 2015中考数学专题复习(十四)二次函数与几何综合动态几何(讲义)一、知识点睛解决动态几何问题要注意分段和线段长表达. ①分段关键是找状态转折点或碰撞点.②线段长表达要找准对应的速度和时间.尤其注意起始时刻不同、往返运动、运动过程中速度变化等情形.二、精讲精练1. 如图,已知一次函数7y x =-+与正比例函数43y x =的图象交于点A ,且与x 轴交于点B . (1)求点A 和点B 的坐标.(2)过点A 作AC ⊥y 轴于点C ,过点B 作直线l ∥y 轴.动点P 从点O 出发,以每秒1个单位长度的速度,沿O →C →A 的路线向点A 运动;同时直线l 从点B 出发,以相同的速度向左平移,在平移过程中,直线l 交x 轴于点R ,交线段BA 或线段AO 于点Q .当点P 到达点A 时,点P 和直线l 都停止运动.在运动过程中,设动点P 的运动时间为t 秒. ①当t 为何值时,以A ,P ,R 为顶点的三角形的面积为8? ②是否存在以A ,P ,Q 为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,求出t 的值;若不存在,请说明理由.l P R QC AB xyOOy xB ACO y xB ACO y xB ACO y xB AC2. 如图,在□OABC 中,点A 在x 轴正半轴上,∠AOC =60°,OC =4cm ,OA =8cm .动点P 从点O 出发,以1cm/s 的速度沿折线OA -AB 运动;动点Q 同时..从点O 出发,以a cm/s 的速度沿折线OC -CB 运动,当其中一点到达终点B 时,另一点也随之停止运动.设运动时间为t 秒.(1)当a =1时,设△OPQ 的面积为S ,求S 与t 之间的函数关 系式,并直接写出当t 为何值时,S 的值最大?(2)当点P 在OA 边上,点Q 在CB 边上时,线段PQ 与对角 线OB 交于点M .若以O ,M ,P 为顶点的三角形与△OAB 相 似,求a 与t 之间的函数关系式,并直接写出t 的取值范围.x PQ BAC OyyO CA BxyO CABxyO CABxyO CABx3. 如图1,矩形OABC 的顶点B 的坐标为(8,3),定点D 的坐标为(12,0).动点P 从点O 出发,以每秒2个单位长度的速度沿x 轴的正方向匀速运动;动点Q 从点D 出发,以每秒1个单位长度的速度沿x 轴的负方向匀速运动,P ,Q 两点同时出发,相遇时停止.在运动过程中,以PQ 为斜边在x 轴上方作等腰直角三角形PQR .设运动时间为t 秒. (1)当t =______时,△PQR 的边QR 经过点B .(2)设△PQR 和矩形OABC 重叠部分的面积为S ,求S 关于t 的函数关系式.(3)如图2,过定点E (5,0)作EF ⊥BC ,垂足为F ,当△PQR 的顶点R 落在矩形OABC 的内部时,过点R 作x 轴、y 轴的平 行线,分别交EF ,BC 于点M ,N .若∠MAN =45°,求t 的值.图1DQ xBROC yA P图2MN FE DQxBR OCyA PA yC O BxD A yC O BxD A yC O BxD4. 如图,在矩形ABCD 中,AB =4,BC =3,点O 为对角线BD的中点,点P 从点A 出发,沿折线AD -DO -OC 以每秒1个单位长度的速度向终点C 运动,当点P 与点A 不重合时,过点P 作PQ ⊥AB 于点Q ,以PQ 为边向右作正方形PQMN ,设正方形PQMN 与△ABD 重叠部分的面积为S ,点P 运动的时间为t 秒.(1)当点N 落在BD 上时,求t 的值;(2)当点P 在折线AD -DO 上运动时,求S 与t 之间的函数关 系式;(3)直接写出直线DN 平分△BCD 面积时t 的值.N M A (Q )D BP COA DB COA DB COA D BCOA D BCOA DB CO【参考答案】1.(1)(34)(70)A B ,,,.(2)①2t =时,△APR 的面积为8.②存在,t 的值为2264115438或或或时,△APQ 是等腰三角形. 2.(1)223(04)43(48)333(812)4t t S t t t t t ⎧<⎪⎪⎪=<⎨⎪⎪-+<⎪⎩≤≤≤t =8时,S 的值最大.(2)21(68)a t t =-<<或41(08)a t t =+<<.3.(1)1.(2)22396(01)21519(12)271428(24)4t t S t t t t t t ⎧-+⎪⎪⎪=--+<⎨⎪⎪-+<⎪⎩≤≤≤≤(3)t =827-. 4.(1)t =127.(2)22212(0)7251276(3)2479187211(3)40552t t S t t t t t t ⎧<⎪⎪⎪=-+-<⎨⎪⎪-+<⎪⎩≤≤≤(3)存在,t 的值为2436171173或或.。
初中学习资料整理总结学力训练1.如图,l是四边形ABCD的对称轴,如果AD∥BC,有下列结论:①AB∥CD,②AB=BC;③AB⊥BC;④AO=OC.其中正确的是.(把你认为正确的结论的序号都填上)2.如图,是一个边长为a的小正方形与两个长、宽分别为a、b的小矩形ABCD,则整个图形可表达出一些有关多项式分解因式的等式,请你写出其中任意三个等式:①;②;③.3.有一个二次函数的图象,三位学生分别说出了它的一些特点:甲:对称轴是直线4x;=乙:与x轴两个交点的横坐标都是整数;丙:与y轴交点的纵坐标也是整数,且以这三个交点为顶点的三角形面积为3.请你写出满足上述全部特点的一个二次函数解析式:.4.如图,已知AB为⊙O的直径,直线l与⊙O相切于点D,AC⊥l于C,AC交⊙O于点E,DF⊥AB于F.(1)图中哪条线段与BF相等?试证明你的结论;(2)若AE=3,CD=2,求⊙O的直径.5.在一个服装厂里有大量形状为等腰直角三角形的边角布料(如图).现找出其中的一种,测得∠C=90°,AC=BC=4,今要从这种三角形中剪出一种扇形,做成不同形状的玩具,使扇形的边缘半径恰好都在△ABC的边上,且扇形的弧与△ABC的其他边相切,请设计出所有可能符合题意的方案示意图,并求出扇形的半径(只要求画出图形,并直接写出扇形半径).6.如图,抛物线c+=2与x轴交于点A(x1,0),B(x2,0)( x1<0<x2),与y轴交于点y+axbxC(0,-2),若OB=4OA,且以AB为直径的圆过C点.(1)求此抛物线的解析式;(2)若点D在此抛物线上,且AD∥CB.①求D点的坐标;②在x轴下方的抛物线上,是否存在点P使得△APD的面积与四边形ACBD的面积相等?若存在,求出点P坐标;若不存在,请说明理由.7.给定四个命题:①sinl5°与sin75°的平方和为1;②函数682+-=x x y 的最小值为-10;③4341a aa -=-;④xxx x --=--510510,则x=10”,其中错误的命题的个数是 .8.①在实数范围内,一元二次方程02=++c bx ax 的根为aacb b x 242-±-=;②在△ABC中,若AC 2+BC 2>AB 2,则△ABC 是锐角三角形;③在△ABC 和△AB 1C 1中,a 、b 、c 分别为△ABC 的三边,1a 、1b 、1c 分别为△AB 1C 1的三边,若a >1a ,b >1b ,c >1c ,则△ABC 的面积大S 于△AB 1C 1的面积S 1.以上三个命题中,真命题的个数是( )A .0B .1C .2D .39.已知:AB 是⊙O 的直径,AP 、AQ 是⊙O 的两条弦,如图1,经过B 做⊙O 的切线l ,分别交直线AP 、AQ 于点M 、N .可以得出结论AP ·AM =AQ ·AN 成立.(1)若将直线l 向上平行移动,使直线l 与⊙O 相交,如图2所示,其他条件不变,上述结论是否成立?若成立,写出证明,若不成立,说明理由;(2)若将直线l 继续向上平行移动,使直线l 与⊙O 相离,其他条件不变,请在图3上画出符合条件的图形,上述结论成立吗?若成立,写出证明;若不成立,说明理由.10.如图,已知圆心A(0,3), A 与x 轴相切,⊙B 的圆心在x 轴的正半轴上,且⊙B 与⊙A 外切于点P ,两圆的公切线MP 交y 轴于点M ,交x 轴于点N . (1)若sin ∠OAB=54,求直线MP 的解析式及经过M 、N 、B 三点的抛物线的解析式; (2)若A 的位置大小不变,⊙B 的圆心在x 轴的正半轴上移动,并使⊙B 与⊙A 始终外切,过M 作⊙B 的切线MC ,切点为C 在此变化过程中探究: ①四边形OMCB 是什么四边形,对你的结论加以证明;②经过M 、N 、B 点的抛物线内是否存在以BN 为腰的等腰三角形?若存在,表示出来;若不存在,说明理由. (山西省中考题)11.有一张矩形纸片ABCD ,E 、F 、分别是BC 、AD 上的点(但不与顶点重合),若EF 将矩形ABCD分成面积相等的两部分,设AB=a,AD=b,BE=x.(1)求证:AF=EC;(2)用剪刀将该纸片沿直线EF剪开后,再将梯形纸片ABEF沿AB对称翻折,平移拼接在梯形ECDF的下方,使一底边重合,一腰落在DC的延长线上,拼接后,下方梯形记作EE'B'C.①当bx:为何值时,直线E'E经过原矩形的一个顶点?②在直线E'E经过原矩形的一个顶点的情形下,连结BE',直线BE'与EF是否平行?你若认为平行,请给予证明;你若认为不平行,试探究当a与b有何种数量关系时,它们就垂直?12.(1)证明:若x取任意整数时,二次函数ca-、=2总取整数值,那么,a2、b+bxy+axc都是整数.(2)写出上述命题的逆命题,且证明你的结论.13.已知四边形ABCD的面积为32,AB、CD、AC的长都是整数,且它们的和为16.(1)这样的四边形有几个?(2)求这样的四边形边长的平方和的最小值.参考答案。
2024年九年级数学中考复习——反比例函数-动态几何问题1.如图,在矩形ABCD 中,已知点A (2,1),且AB =4,AD =3,把矩形ABCD 的内部及边上,横、纵坐标均为整数的点称为靓点,反比例函数y=(x >0)的图象为曲线L .(1)若曲线L 过AB 的中点.①求k 的值.②求该曲线L 下方(包括边界)的靓点坐标.(2)若分布在曲线L 上方与下方的靓点个数相同,求k 的取值范围.2.如图,在平面直角坐标系中,一次函数 与反比例函数 相交于点 ,与 轴相交于点 ,点 的横坐标为-2.(1)求 的值;(2)直接写出当 且 时, 的取值范围;(3)设点 是直线AB 上的一点,过点 作 轴,交反比例函数 的图象于点 .若以A ,O ,M ,N 为顶点的四边形为平行四边形,求点 的坐标.k x12y x =-+2(0)k y x x=<B x A B k 0x <12y y <x M M //MN x 2(0)k y x x=<N M3.如图,在平面直角坐标系中,OA ⊥OB ,AB ⊥x 轴于点C ,点A (,1)在反比例函数y = 的图象上.(1)求反比例函数y = 的表达式; (2)在x 轴上是否存在一点P ,使得S △AOP =S △AOB ,若存在,求所有符合条件点P 的坐标;若不存在,简述你的理由.4.如图,点 , 在 轴上,以 为边的正方形 在 轴上方,点 的坐标为 ,反比例函数 的图象经过 的中点 , 是 上的一个动点,将 沿 所在直线折叠得到 .(1)求反比例函数 的表达式; (2)若点 落在 轴上,求线段 的长及点 的坐标.k x k x12A B x AB ABCD x C (14),(0)k y k x=≠CD E F AD DEF EF GEF (0)k y k x=≠G y OG F5.如图,已知反比例函数y=(x >0)的图象经过点A (4,2),过A 作AC ⊥y 轴于点C .点B 为反比例函数图象上的一动点,过点B 作BD ⊥x 轴于点D ,连接AD .直线BC 与x 轴的负半轴交于点E .(1)求k 的值;(2)连接CD ,求△ACD 的面积;(3)若BD =3OC ,求四边形ACED 的面积.6.已知:如图1,点是反比例函数图象上的一点.(1)求的值和直线的解析式;(2)如图2,将反比例函数的图象绕原点逆时针旋转后,与轴交于点,求线段的长度;(3)如图3,将直线绕原点逆时针旋转,与反比例函数的图象交于点,求点的坐标.k x(4)A n ,8(0)y x x=>n OA 8(0)y x x =>O 45︒y M OM OA O 45︒8(0)y x x=>B B7.已知:反比例函数的图像过点A ( , ),B ( , )且 (1)求m 的值;(2)点C 在x 轴上,且 ,求C 点的坐标;(3)点Q 是第一象限内反比例函数图象上的动点,且在直线AB 的右侧,设直线QA ,QB 与y 轴分别交于点E 、D ,试判断DE 的长度是否变化,若变化请说明理由,若不变,请求出长度.8.规定:在平面直角坐标系中,横坐标与纵坐标均为整数的点,叫做整点,点,在反比例函数的图象上;(1)m= ;(2)已知,过点、D 点作直线交双曲线于E 点,连接OB ,若阴影区域(不包括边界)内有4个整点,求b 的取值范围.m y x =1x 121m --2x 45m-120x x +=16ABC s ∆=()22A ,()1B m ,()0k y x x=>0b >()40C b -,()0b ,()0k y x x=>9.已知,矩形OCBA 在平面直角坐标系中的位置如图所示,点C 在x 轴的正半轴上,点A 在y 轴的正半轴上,已知点B 坐标为(3,6),反比例函数的图象经过AB 的中点D ,且与BC 交于点E ,顺次连接O ,D ,E .(1)求m 的值及点E 的坐标;(2)点M 为y 轴正半轴上一点,若△MBO 的面积等于△ODE 的面积,求点M 的坐标;(3)平面直角坐标系中是否存在一点N ,使得O ,D ,E ,N 四点顺次连接构成平行四边形?若存在,请直接写出N 的坐标;若不存在,请说明理由.10.如图,点P 为函数与函数图象的交点,点P 的纵坐标为4,轴,垂足为点B .(1)求m 的值;(2)点M 是函数图象上一动点,过点M 作于点D ,若,求点M的坐标.m y x=1y x =+()0m y x x=>PB x ⊥()0m y x x =>MD BP ⊥12tan PMD ∠=11.如图,在平面直角坐标系中,直线与轴、轴分别交于点、,与双曲线交于点,直线分别与直线和双曲线交于点、.(1)求和的值;(2)当点在线段上时,如果,求的值;(3)点是轴上一点,如果四边形是菱形,求点的坐标.12.如图,等边和等边的一边都在x 轴上,双曲线经过的中点C 和的中点D .已知等边的边长为4.(1)求k 的值;(2)求等边的边长;(3)将等边绕点A 任意旋转,得到等边,P 是的中点(如图2所示),连结,直接写出的最大值.xOy 34l y x b =+:x y A B x k H y =:922P ⎛⎫ ⎪⎝⎭,x m =H E D k b E AB ED BO =m C y BCDE C OAB AEF ()0k y k x=>OB AE OAB AEF AEF AE F '' E F ''BP BP13.如图,点A 、B 是反比例函数y = 的图象上的两个动点,过A 、B 分别作AC ⊥x 轴、BD ⊥x 轴,分别交反比例函数y =- 的图象于点C 、D ,四边形ACBD 是平行四边形. (1)若点A 的横坐标为-4.①直接写出线段AC 的长度;②求出点B 的坐标;(2)当点A 、B 不断运动时,下列关于□ACBD 的结论:①□ACBD 可能是矩形;②□ACBD 可能是菱形;③□ACBD 可能是正方形;④□ACBD 的周长始终不变;⑤□ACBD 的面积始终不变.其中所有正确结论的序号是 .8x2x14.在平面直角坐标系 中,正比例函数 与反比例函数 的图象相交于点 与点Q . (1)求点Q 的坐标;(2)若存在点 ,使得 ,求c 的值; (3)过点 平行于x 轴的直线,分别与第一象限内的正比例函数 、反比例函数数 的图象相交于点 、点 ,当 时,请直接写出a 的取值范围.15.在平面直角坐标系中,直线y=x+2与x 轴交于点A ,与y 轴交于点B ,并与反比例函数y=(k≠0)的图象在第一象限相交于点C ,且点B 是AC 的中点xOy ()1110y k x k =≠()2220k y k x=≠(11)P ,(0)C c ,2PQC S = (0)M a ,()1110y k x k =≠()2220k y k x =≠()11A x y ,()22B x y ,1252x x +≤kx(1)如图1,求反比例函数y=(k≠0)的解析式;(2)如图2,若矩形FEHG 的顶点E 在直线AB 上,顶点F 在点C 右侧的反比例函数y=(k≠0)图象上,顶点H ,G 在x 轴上,且EF=4.①求点F 的坐标;②若点M 是反比例函数的图象第一象限上的动点,且在点F 的左侧,连结MG ,并在MG 左侧作正方形GMNP .当顶点N 或顶点P 恰好落在直线AB 上,直接写出对应的点M 的横坐标.16.如图,动点P 在函数y (x >0)的图象上,过点P 分别作x 轴和y 轴的平行线,交函数y 的图象于点A 、B ,连接AB 、OA 、OB .设点P 横坐标为a .(1)直接写出点P 、A 、B 的坐标(用a 的代数式表示);(2)点P 在运动的过程中,△AOB 的面积是否为定值?若是,求出此定值;若不是,请说明理由;(3)在平面内有一点Q (,1),且点Q 始终在△PAB 的内部(不包含边),求a 的取值范围.k xk x 3x =1x =-1317.如图1,一次函数y =kx ﹣3(k≠0)的图象与y 轴交于点B ,与反比例函数y=(x >0)的图象交于点A (8,1).(1)求出一次函数与反比例函数的解析式;(2)点C 是线段AB 上一点(不与A ,B 重合),过点C 作y 轴的平行线与该反比例函数的图象交于点D ,连接OC ,OD ,AD ,当CD 等于6时,求点C 的坐标和△ACD 的面积;(3)在(2)的前提下,将△OCD 沿射线BA 方向平移一定的距离后,得到△O'CD',若点O 的对应点O'恰好落在该反比例函数图象上(如图2),求出点O',D'的坐标.18.如图1所示,已知 图象上一点 轴于点 ,点 ,动点 是 轴正半轴点 上方的点,动点 在射线AP 上,过点 作AB 的垂线,交射线AP 于点 ,交直线MN 于点 ,连结AQ ,取AQ 的中点 . m x6(0)y x x=>P PA x ⊥,(0)A a ,(0)(0)B b b >,M y B N B D Q C(1)如图2,连结BP ,求 的面积;(2)当点 在线段BD 上时,若四边形BQNC 是菱形,面积为 .①求此时点Q ,P 的坐标;②此时在y 轴上找到一点E ,求使|EQ-EP|最大时的点E 的坐标.19.已知反比例函数y=的图象经过点A (6,1).(1)求该反比例函数的表达式;(2)如图,在反比例函数y=在第一象限的图象上点A 的左侧取点C ,过点A 作x 轴的垂线交x 轴于点H ,过点C 作y 轴的垂线CE ,垂足为点E ,交直线AH 于点D .①过点A 、点C 分别作y 轴、x 轴的垂线,两条垂线相交于点B ,求证:O 、B 、D 三点共线;②若AC=2CO ,求证:∠OCE=3∠CDO .PAB Q k xk x20.如图,一次函数与反比例函数的图象交于点和,与y 轴交于点C .(1) , ;(2)过点A 作轴于点D ,点P 是反比例函数在第一象限的图象上一点,设直线与线段交于点E ,当时,求点P 的坐标.(3)点M 是坐标轴上的一个动点,点N 是平面内的任意一点,当四边形是矩形时,求出点M 的坐标.21.如图1,将函数的图象T 1向左平移4个单位得到函数的图象T 2,T 2与y 轴交于点.(1)若,求k 的值(2)如图2,B 为x 轴正半轴上一点,以AB 为边,向上作正方形ABCD ,若D 、C 恰好落在T 1上,线段BC 与T 2相交于点E①求正方形ABCD 的面积;②直接写出点E 的坐标.114y k x =+22k y x=()2A m ,()62B --,1k =2k =AD x ⊥OP AD Δ41ODE ODAC S S =四边形::ABMN ()0k y x x =>()44k y x x =>-+()0A a ,3a =22.如图1,直线的图像与x 轴、y 轴分别交于A 、B 两点,点D 是线段AB 上一点,过D 点分别作OA 、OB 的垂线,垂足分别是C 、E ,矩形OCDE 的面积为4,且.(1)求D 点坐标;(2)将矩形OCDE 以1个单位/秒的速度向右平移,平移后记为矩形MNPQ ,记平移时间为t 秒.①如图2,当矩形MNPQ 的面积被直线AB 平分时,求t 的值;②如图3,当矩形MNPQ 的边与反比例函数的图像有两个交点,记为T 、K ,若直线TK 把矩形面积分成1:7两部分,请直接写出t 的值.23.如图1,在平面直角坐标系中,点,点,直线与反比例函数的图象在第一象限相交于点,26y x =-+CD DE >12y x=()40A -,()04B ,AB ()0k y k x=≠()6C a ,(1)求反比例函数的解析式;(2)如图2,点是反比例函数图象上一点,连接,试问在x 轴上是否存在一点D ,使的面积与的面积相等,若存在,请求点D 的坐标;若不存在,请说明理由;(3)新定义:如图3,在平面内,如果三角形的一边等于另一边的3倍,这两条边中较长的边称为“麒麟边”,两条边所夹的角称为“麒麟角”,则称该三角形为“麒麟三角形”,如图所示,在平面直角坐标系中,为“麒麟三角形”, 为“麒麟边”, 为“麒麟角”,其中A ,B 两点在反比例函数 图象上,且A 点横坐标为,点C 坐标为,当为直角三角形时,求n 的值.24.如图1,已知点A (a ,0),B (0,b ),且a 、b 满足 +(a +b +3)2=0,平等四边形ABCD的边AD 与y 轴交于点E ,且E 为AD 中点,双曲线y =经过C 、D 两点. (1)a = ,b = ;(2)求D 点的坐标;(3)点P 在双曲线y = 上,点Q 在y 轴上,若以点A 、B 、P 、Q 为顶点的四边形是平行四边形,试求满足要求的所有点Q 的坐标;(4)以线段AB 为对角线作正方形AFBH (如图3),点T 是边AF 上一动点,M 是HT 的中点,MN ⊥HT ,交AB 于N ,当T 在AF 上运动时, 的值是否发生改变?若改变,求出其变化范围;若()6E m ,()0k y k x=≠CE AE ,ACD ACE ABC AB BAC ∠n y x=1-()02,ABC k x k xMN HT不改变,请求出其值,并给出你的证明.25.在平面直角坐标系中,已知点,点.(1)若将沿轴向右平移个单位,此时点恰好落在反比例函数的图象上,求的值;(2)若绕点按逆时针方向旋转度.①当时,点恰好落在反比例函数图象上,求的值;②问点能否同时落在(1)中的反比例函数的图象上?若能,直接写出的值;若不能,请说明理由.26.如图,已知直线与双曲线交第一象限于点.(1)求点的坐标和反比例函数的解析式;(2)将点绕点逆时针旋转至点,求直线的函数解析式;(3)在(2)的条件下,若点C 是射线上的一个动点,过点作轴的平行线,交双曲线xOy ()A -()60B -,OAB x m A y =m OAB O α()0α180<<α30= B k y x=k A B ,α2y x =(0)k y k x=≠(4)A m ,A O A 90︒B OB OB C y的图像于点,交轴于点,且,求点的坐标.27.如图,一次函数的图象与反比例函数的图象交于点,与y 轴交于点B .(1)求a ,k 的值;(2)直线CD 过点A ,与反比例函数图象交于点C ,与x 轴交于点D ,AC =AD ,连接CB .①求△ABC 的面积;②点P 在反比例函数的图象上,点Q 在x 轴上,若以点A ,B ,P ,Q 为顶点的四边形是平行四边形,请求出所有符合条件的点P 坐标.28.如图1,反比例函数与一次函数的图象交于两点,已知.(1)求反比例函数和一次函数的表达式;(2)一次函数的图象与轴交于点,点(未在图中画出)是反比例函数图象上的一个动点,若,求点的坐标:(0)k y k x=≠D x E 23DCO DEO S S = ::C 112y x =+()0k y x x =>()3A a ,k y x=y x b =+A B ,()23B ,y x b =+x C D 3OCD S = D(3)若点是坐标轴上一点,点是平面内一点,是否存在点,使得四边形是矩形?若存在,请求出所有符合条件的点的坐标;若不存在,请说明理由.29.如图,已知直线y=-2x 与双曲线y=(k<0)上交于A 、B 两点,且点A 的纵坐标为-2 (1)求k 的值;(2)若双曲线y= (k<0)上一点C 的纵坐标为 ,求△BOC 的面积;(3)若A 、B 、P 、Q 为顶点组成的四边形为正方形,直接写出过点P 的反比例函数解析式。
中考数学重难点专题讲座第三讲 动态几何问题【前言】从历年中考来看,动态问题经常作为压轴题目出现,得分率也是最低的。
动态问题一般分两类,一类是代数综合方面,在坐标系中有动点,动直线,一般是利用多种函数交叉求解。
另一类就是几何综合题,在梯形,矩形,三角形中设立动点、线以及整体平移翻转,对考生的综合分析能力进行考察。
所以说,动态问题是中考数学当中的重中之重,只有完全掌握,才有机会拼高分。
在这一讲,我们着重研究一下动态几何问题的解法,第一部分 真题精讲【例1】(2010,密云,一模)如图,在梯形ABCD 中,AD BC ∥,3AD =,5DC =,10BC =,梯形的高为4.动点M 从B 点出发沿线段BC 以每秒2个单位长度的速度向终点C 运动;动点N 同时从C 点出发沿线段CD 以每秒1个单位长度的速度向终点D 运动.设运动的时间为t (秒).(1)当MN AB ∥时,求t 的值;(2)试探究:t 为何值时,MNC △为等腰三角形.【思路分析1】本题作为密云卷压轴题,自然有一定难度,题目中出现了两个动点,很多同学看到可能就会无从下手。
但是解决动点问题,首先就是要找谁在动,谁没在动,通过分析动态条件和静态条件之间的关系求解。
对于大多数题目来说,都有一个由动转静的瞬间,就本题而言,M ,N 是在动,意味着BM,MC 以及DN,NC 都是变化的。
但是我们发现,和这些动态的条件密切相关的条件DC,BC 长度都是给定的,而且动态条件之间也是有关系的。
所以当题中设定MN M N t D DE AB ∥BC E ABEDABMCNED AB DE ∥AB MN ∥DE MN∥MC NC EC CD =1021035t t -=-5017t =MN NC =NF BC ⊥BC F 2MC FC =4sin 5DF C CD ∠==3cos 5C ∠=310225tt -=⨯258t =ABMCNFD MN MC =M MH CD ⊥2CN CH =()321025t t =-⨯6017t =A B MCN HD MC CN =102t t -=103t =258t =6017103MNC △423=BC x x (3)过点A 作AQ ⊥BC 交CB 的延长线于点Q ,①点D 在线段BC 上运动时,∵∠BCA=45o ,可求出AQ= CQ=4.∴ DQ=4-x , 易证△AQD ∽△DCP ,∴CP CD DQ AQ = , ∴44CP x x =-, 24x CP x ∴=-+.②点D 在线段BC 延长线上运动时,∵∠BCA=45o ,可求出AQ= CQ=4,∴ DQ=4+x . 过A 作AC AG ⊥交CB 延长线于点G , 则ACF AGD ∆≅∆.∴ CF ⊥BD ,∴△AQD ∽△DCP ,∴CP CD DQ AQ = , ∴44CP x x =+, 24x CP x ∴=+.【例3】(2010,怀柔,一模)已知如图,在梯形ABCD 中,24AD BC AD BC ==∥,,,点M 是AD 的中点,MBC △是等边三角形. (1)求证:梯形ABCD 是等腰梯形;(2)动点P 、Q 分别在线段BC 和MC 上运动,且60MPQ =︒∠保持不变.设PC x MQ y ==,,求y 与x 的函数关系式;(3)在(2)中,当y 取最小值时,判断PQC △的形状,并说明理由.GA BCDE F ADM【思路分析1】本题有一点综合题的意味,但是对二次函数要求不算太高,重点还是在考察几何方面。
第二十七讲 动态几何问题透视春去秋来,花开花落,物转星移,世间万物每时每刻都处于运动变化、相互联系、相互转化中,事物的本质特征只有在运动中方能凸现出来.动态几何问题,是指以几何知识和图形为背景,渗入运动变化观点的一类问题,常见的形式是:点在线段或弧线上运动、图形的翻折、平移、旋转等,解这类问题的基本策略是: 1.动中觅静这里的“静”就是问题中的不变量、不变关系,动中觅静就是在运动变化中探索问题中的不变性.2.动静互化“静”只是“动”的瞬间,是运动的一种特殊形式,动静互化就是抓住“静”的瞬间,使一般情形转化为特殊问题,从而找到“动”与“静”的关系. 3.以动制动以动制动就是建立图形中两个变量的函数关系,通过研究运动函数,用联系发展的观点来研究变动元素的关系.注:几何动态既是一类问题,也是一种观点与思维方法,运用几何动态的观点,可以把表面看来不同的定理统一起来,可以找到探求几何中的最值、定值等问题的方法;更一般情况是,对于一个数学问题,努力去发掘更多结论,不同解法,通过弱化或强化条件来探讨结论的状况等,这就是常说的“动态思维”. 【例题求解】【例1】 如图,把直角三角形ABC 的斜边AB 放在定直线上,按顺时针方向在l 上转动两次,使它转到A ″B ″C ″的位置,设BC=1,AC=3,则顶点A 运动到点A ″的位置时,点A 经过的路线与直线l 所围成的面积是 .思路点拨 解题的关键是将转动的图形准确分割.Rt ΔABC 的两次转动,顶点A 所经过 的路线是两段圆弧,其中圆心角分别为120°和90°,半径分别为2和3,但该路线与直线l 所围成的面积不只是两个扇形面积之和.【例2】如图,在⊙O 中,P 是直径AB 上一动点,在AB 同侧作AA ′⊥AB ,BB ′⊥AB ,且AA ′=AP ,BB ′=BP ,连结A ′B ′,当点P 从点A 移到点B 时,A ′B ′的中点的位置( ) A .在平分AB 的某直线上移动 B .在垂直AB 的某直线上移动C .在AmB 上移动D .保持固定不移动⌒思路点拨画图、操作、实验,从中发现规律.【例3】如图,菱形OABC的长为4厘米,∠AOC=60°,动点P从O出发,以每秒1厘米的速度沿O→A→B路线运动,点P出发2秒后,动点Q从O出发,在OA上以每秒1厘米的速度,在AB上以每秒2厘米的速度沿O→A→B路线运动,过P、Q两点分别作对角线AC的平行线.设P点运动的时间为x秒,这两条平行线在菱形上截出的图形(图中的阴影部分)的周长为y厘米,请你回答下列问题:(1)当x=3时,y的值是多少?(2)就下列各种情形:①0≤x≤2;②2≤x≤4;③4≤x≤6;④6≤x≤8.求y与x之间的函数关系式.(3)在给出的直角坐标系中,用图象表示(2)中的各种情形下y与x的关系.思路点拨本例是一个动态几何问题,又是一个“分段函数”问题,需运用动态的观点,将各段分别讨论、画图、计算.注:动与静是对立的,又是统:一的,无论图形运动变化的哪一类问题,都真实地反映了现实世界中数与形的变与不变两个方面,从辩证的角度去观察、探索、研究此类问题,是一种重要的解题策略.建立运动函数关系就更一般地、整体-地把握了问题,许多相关问题就转化为求函数值或自变量的值.【例4】 如图,正方形ABCD 中,有一直径为BC 的半圆,BC=2cm ,现有两点E 、F ,分别从点B 、点A 同时出发,点E 沿线段BA 以1m /秒的速度向点A 运动,点F 沿折线A —D —C 以2cm /秒的速度向点C 运动,设点E 离开点B 的时间为2 (秒). (1)当t 为何值时,线段EF 与BC 平行?(2)设1<t <2,当t 为何值时,EF 与半圆相切?(3)当1≤t <2时,设EF 与AC 相交于点P ,问点E 、F 运动时,点P 的位置是否发生变化?若发生变化,请说明理由;若不发生变化,请给予证明,并求AP :PC 的值.思路点拨 动中取静,根据题意画出不同位置的图形,然后分别求解,这是解本例的基本策略,对于(1)、(2),运用相关几何性质建立关于t 的方程;对于(3),点P 的位置是否发生变化,只需看PCAP是否为一定值.注:动态几何问题常通过观察、比较、分析、归纳等方法寻求图形中某些结论不变或变化规律,而把特定的运动状态,通过代数化来定量刻画描述也是解这类问题的重要思想.【例5】 ⊙O 1与⊙O 2相交于A 、B 两点;如图(1),连结O 2 O 1并延长交⊙O 1于P 点,连结PA 、PB 并分别延长交⊙O 2于C 、D 两点,连结C O 2并延长交⊙O 2于E 点.已知⊙O 2的半径为R ,设∠CAD=α.(1)求:CD 的长(用含R 、α的式子表示);(2)试判断CD 与PO 1的位置关系,并说明理由;(3)设点P ′为⊙O 1上(⊙O 2外)的动点,连结P ′A 、P ′B 并分别延长交⊙O 2于C ′、D ′,请你探究∠C ′AD ′是否等于α? C ′D ′与P ′O l 的位置关系如何?并说明理由.思路点拨 对于(1)、(2),作出圆中常见辅助线;对于(3),P 点虽为OO l 上的一个动点,但⊙O 1、⊙O 2一些量(如半径、AB)都是定值或定弧,运用圆的性质,把角与孤联系起来.⌒学力训练1.如图, ΔABC 中,∠C=90°,AB=12cm ,∠ABC=60°,将ΔABC 以点B 为中心顺时针旋转,使点C 旋转到AB 延长线上的D 处,则AC 边扫过的图形的面积是 cm (π=3.14159…,最后结果保留三个有效数字).2.如图,在Rt Δ ABC 中,∠C=90°,∠A=60°,AC=3 cm ,将ΔABC 绕点B 旋转至ΔA'BC'的位置,且使A 、B 、C'三点在同一条直线上,则点A 经过的最短路线的长度是 cm .3.一块等边三角形的木板,边长为l ,现将木板沿水平线翻滚,那么B 点从开始至结束走过的路径长度为( ) A .23π B .34πC .4D .232π+4.把ΔABC 沿AB 边平移到ΔA'B'C'的位置,它们的重叠部分的面积是ΔABC 的面积的一半,若AB=2,则此三角形移动的距离AA'是( )A .12-B .22C .1D .215.如图,正三角形ABC 的边长为63厘米,⊙O 的半径为r 厘米,当圆心O 从点A 出发,沿着线路AB —BC —CA 运动,回到点A 时,⊙O 随着点O 的运动而移动. (1)若r=3厘米,求⊙O 首次与BC 边相切时AO 的长;(2)在O 移动过程中,从切点的个数来考虑,相切有几种不同的情况?写出不同的情况下,r 的取值范围及相应的切点个数;(3)设O 在整个移动过程中,在ΔABC 内部,⊙O 未经过的部分的面积为S ,在S>0时,求关于r 的函数解析式,并写出自变量r 的取值范围.6.已知:如图,⊙O 韵直径为10,弦AC=8,点B 在圆周上运动(与A 、C 两点不重合),连结BC 、BA ,过点C 作CD ⊥AB 于D .设CB 的长为x ,CD 的长为y . (1)求y 关于x 的函数关系式;当以BC 为直径的圆与AC 相切时,求y 的值; (2)在点B 运动的过程中,以CD 为直径的圆与⊙O 有几种位置关系,并求出不同位置时y 的取值范围;(3)在点B 运动的过程中,如果过B 作BE ⊥AC 于E ,那么以BE 为直径的圆与⊙O 能内切吗?若不能,说明理由;若能,求出BE 的长.7.如图,已知A 为∠POQ 的边OQ 上一点,以A 为顶点的∠MAN 的两边分别交射线OP 于M 、N 两点,且∠MAN=∠POQ=α(α为锐角).当∠MAN 以点A 为旋转中心,AM 边从与AO 重合的位置开始,按逆时针方向旋转(∠MAN 保持不变)时,M 、N 两点在射线OP 上同时以不同的速度向右平移移动.设OM=x ,ON= (y >x ≥0),ΔAOM 的面积为S ,若cos α、OA 是方程02522=+-z z 的两个根.(1)当∠MAN 旋转30°(即∠OAM=30°)时,求点N 移动的距离; (2)求证:AN 2=ON ·MN ;(3)求y 与x 之间的函数关系式及自变量x 的取值范围; (4)试写出S 随x 变化的函数关系式,并确定S 的取值范围.8.已知:如图,梯形ABCD 中,AD ∥BC ,AB=CD=3cm ,∠C =60°,BD ⊥CD . (1)求BC 、AD 的长度;(2)若点P 从点B 开始沿BC 边向点C 以2cm /s 的速度运动,点Q 从点C 开始沿CD 边向点D 以1cm /s 的速度运动,当P 、Q 分别从B 、C 同时出发时,写出五边形ABPQD 的面积S 与运动时间t 之间的函数关系式,并写出自变量t 的取值范围(不包含点P 在B 、C 两点的情况);(3)在(2)的前提下,是否存在某一时刻t ,使线段PQ 把梯形ABCD 分成两部分的面积比为1:5?若存在,求出t 的值;若不存在,请说明理由.9.已知:如图①,E 、F 、G 、H 按照AE=CG ,BF=DH ,BF =nAE(n 是正整数)的关系,分别在两邻边长a 、na 的矩形ABCD 各边上运动.设AE=x ,四边形EFGH 的面积为S .(1)当n=l 、2时,如图②、③,观察运动情况,写出四边形EFGH 各顶点运动到何位置,使?(2)当n=3时,如图④,求S 与x 之间的函数关系式(写出自变量x 的取值范围),探索S 随x 增大而变化的规律;猜想四边形EFGH 各顶点运动到何位置,使ABCD S S 矩形21; (3)当n=k (k ≥1)时,你所得到的规律和猜想是否成立?请说明理由.10.如图1,在直角坐标系中,点E 从O 点出发,以1个单位/秒的速度沿x 轴正方向运动,点F 从O 点出发,以2个单位/秒的速度沿y 轴正方向运动,B(4,2),以BE 为直径作⊙O 1.(1)若点E 、F 同时出发,设线段EF 与线段OB 交于点G ,试判断点G 与⊙O 1的位置关系,并证明你的结论;(2)在(1)的条件下,连结FB ,几秒时FB 与⊙O 1相切?(3)如图2,若E 点提前2秒出发,点F 再出发,当点F 出发后,E 点在A 点左侧时,设BA ⊥x 轴于A 点,连结AF 交⊙O 1于点P ,试问PA ·FA 的值是否会发生变化?若不变,请说明理由,并求其值;若变化,请求其值的变化范围.参考答案。