2020年度九年级中考数学-动点问题专题训练(含答案)
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2020中考数学压轴题十五 动点综合问题(附答案解析)【典例分析】【考点1】动点之全等三角形问题 【例1】如图,直线443y x =-+与x 轴和y 轴分别交于,A B 两点,另一条直线过点A 和点(7,3)C . (1)求直线AC 的函数表达式;(2)求证: AB AC ⊥;(3)若点P 是直线AC 上的一个动点,点Q 是x 轴上的一个动点,且以,,P Q A 为顶点的三角形与AOB ∆全等,求点Q 的坐标.【答案】(1) 3944y x =-;(2) 222AB AD BD +=; (3) 点Q 的坐标为(7,0)或(8,0)或(1,0)-或(2,0)-【解析】(1)在y=-43x+4中,令y=0,则0=-43x+4,求得A(3,0),设直线AC对应的函数关系式为y=kx+b,解方程组即可得到结论;(2)在直线ABy=-43x+4中,得到k1=-43,在直线AC y=34x−94中,得到k2=34,由于k1•k2=-1,即可得到结论;(3)根据勾股定理得到AB=5,①当∠AQP=90°时,如图1,由全等三角形的性质得到AQ=OB=4,于是得到Q1(7,0),Q2(-1,0),②当∠APQ=90°时,如图2,根据全等三角形的性质得到AQ=AB=5,于是得到Q3(8,0),Q4(-2,0),③当∠PAQ=90°时,这种情况不存在.【详解】(1)在y=-43x+4中,令y=0,则0=-43x+4,∴x=3,∴A(3,0),设直线AC对应的函数关系式为y=kx+b,则:0337k bk b+⎧⎨+⎩==,解得:3494kb⎧⎪⎪⎨⎪-⎪⎩==,∴直线AC对应的函数关系式为y=34x-94.(2) 在直线ABy=-43x+4中,∵k1=-43,在直线AC y=34x−94中,k2=34,∴k1•k2=-1,∴AB⊥AC;(3)在y=-43x+4中,令x=0,则y=4,∴OA=3,OB=4,由勾股定理得AB=5,①当∠AQP=90°时,如图1,∵△AOB≌△AQP,∴AQ=OB=4,∴Q1(7,0),Q2(-1,0),②当∠APQ=90°时,如图2,∵△AOB≌△AQP,∴AQ=AB=5,∴Q3(8,0),Q4(-2,0).③当∠PAQ=90°时,这种情况不存在,综上所述:点Q的坐标为:(7,0)(8,0)(-1,0)(-2,0).【点睛】考查了一次函数综合题,待定系数法求函数的解析式,勾股定理的应用和全等三角形的性质等知识,分类讨论是解题关键,以防遗漏.【变式1-1】)如图,CA⊥BC,垂足为C,AC=2Cm,BC=6cm,射线BM⊥BQ,垂足为B,动点P从C点出发以1cm/s的速度沿射线CQ运动,点N为射线BM上一动点,满足PN=AB,随着P点运动而运动,当点P运动_______秒时,△BCA与点P、N、B为顶点的三角形全等.(2个全等三角形不重合)【答案】0;4;8;12【解析】此题要分两种情况:①当P在线段BC上时,②当P在BQ上,再分别分两种情况AC=BP或AC =BN进行计算即可.【详解】解:①当P在线段BC上,AC=BP时,△ACB≌△PBN,。
2020中考数学几何图形的折叠与动点问题(含答案)1.如图,在矩形ABCD中,AB=4,AD=9,点E在BC上,CE=4,点F是AD 上的一个动点,若把△BEF沿EF折叠,点B落在点B′处,当点B′恰好落在矩形ABCD的一边上,则AF的长为________.第1题图3或11 32.如图,矩形纸片ABCD中,AB=4,AD=6,点P是边BC上的动点,现将纸片折叠,使点A与点P重合,折痕与矩形边的交点分别为E、F,要使折痕始终与边AB、AD有交点,则BP的取值范围是________.第2题图6-25≤BP≤43.如图,在矩形ABCD中,AB=2,AD=6,E,F分别是线段AD、BC上的点,连接EF,使四边形ABFE为正方形,若点G是AD上的动点,连接FG,将矩形沿FG折叠使得点C落在正方形ABFE的对角线所在的直线上,对应点为P,则线段AP的长为__________.第3题图4或4-224.如图,在四边形ABCD中,AD∥BC(AD<BC),AB与CD不平行,AB=CD=5,BC=12,点E是BC上的动点,将∠B沿着AE折叠,使点B落在直线AD上的点B′处,DB′=1,直线BB′与直线DC交于点H,则DH=________.第4题图5 11或5135.如图,已知AD∥BC,AB⊥BC,AB=8,点E为射线BC上一个动点,连接AE,将△ABE沿AE折叠,点B落在点B′处,过点B′作AD的垂线,分别交AD,BC 于点M,N.当点B′分线段MN为3∶5的两部分时,EN的长为________.第5题图355 11或539 136.如图,在矩形纸片ABCD中,AB=6,BC=8,点P是对角线BD上一动点,将纸片折叠,使点C与点P重合,折痕为EF,折痕EF的两端分别在BC、DC边上(含端点),当△PDF为直角三角形时,FC的长为________.第6题图24 7或8 37.如图,正方形的边长为4,E是BC的中点,点P是射线AD上一动点,过P作PF⊥AE于F.若以P、F、E为顶点的三角形与△ABE相似,则P A=________.第7题图2或58.如图,矩形ABCD中,AB=1,AD=2,E是AD中点,点P在射线BD上运动,若△BEP为等腰三角形,则线段BP的长度等于____________.第8题图2或53或6559.如图,在▱ABCD中,∠B=30°,AB=AC,O是两条对角线的交点,过点O作AC的垂线分别交边AD、BC于点E、F;点M是边AB的一个三等分点.则△AOE 与△BMF的面积比为__________.第9题图3∶4或3∶810.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠B=30°,AC=2,E为斜边AB的中点,点P是射线BC上的一个动点,连接AP、PE,将△AEP沿着边PE折叠,折叠后得到△EP A′,若△EP A′与△ABC的另一个交点为F,当EF=14AB时,则BP的长为________.第10题图2或2311.已知△ABC ,以AB 为直径的⊙O 交AC 于点D ,交BC 于点E ,连接ED ,若ED =EC .(1)求证:AB =AC ;(2)①若AB =4,BC =23,则CD =________; ②当∠A =________时,四边形ODEB 是菱形.第1题图1.(1)证明:∵ED =EC ,∴∠EDC =∠C , ∵∠EDC +∠ADE =180°,∠B +∠ADE =180°, ∴∠EDC =∠B ,∴∠B =∠C , ∴AB =AC ; (2)解:①32; 如解图,连接BD ,第1题解图∵AB 为∵O 的直径,∵BD ∵AC ,设CD =a ,由(1)知AC =AB =4,则AD =4-a ,在Rt∵ABD 中,由勾股定理可得BD 2=AB 2-AD 2=42-(4-a )2, 在Rt∵CBD 中,由勾股定理可得BD 2=BC 2-CD 2=(23)2-a 2, ∵42-(4-a )2=(23)2-a 2,解得a =32,即CD =32. ∵60°.如解图,连接OD 、OE ,∵四边形ODEB 是菱形,∵OB =BE ,又∵OB =OE ,∵∵OBE 是等边三角形,∵∵OBE =60°, ∵OD ∵BE ,∵∵BOD =120°,∵∵A =12∵BOD =60°.12 .如图,在▱ABCD 中,AD =4,AB =5,延长AD 到点E ,连接EC ,过点B 作BF ∥CE 交AD 于点F ,交CD 的延长线于点G .(1)求证:四边形BCEF 是平行四边形;(2)①当DF =______时,四边形BCEF 是正方形; ②当GFGD =________时,四边形BCEF 是菱形.第2题图13. (1)证明:∵四边形ABCD 是平行四边形,∴EF ∥BC . ∵BF ∥CE ,∴四边形BCEF 是平行四边形;(2)解:①1;∵四边形BCEF 是正方形,∵BF =BC =AD =4,∵FBC =∵AFB =90°, ∵AF =AB 2-BF 2=52-42=3. ∵AD =4,∵DF =AD -AF =4-3=1. ∵45. ∵四边形BCEF 是菱形, ∵BF =BC =AD =4.∵四边形ABCD 是平行四边形,∵CD ∵AB , ∵GD AB =GF BF ,即GF GD =BF AB =45.14.如图,AB 是半圆O 的直径,射线AM ⊥AB ,点P 在AM 上,连接OP 交半圆O 于点D ,PC 切半圆O 于点C ,连接BC .(1)求证:BC ∥OP ;(2)若半圆O 的半径等于2,填空:①当AP =________时,四边形OAPC 是正方形;②当AP =________时,四边形BODC 是菱形.第3题图解:(1)证明:连接OC ,AC ,如解图所示, ∵AB 是直径,AM ⊥AB , ∴BC ⊥AC ,AP 是半⊙O 的切线,又∵PC是半⊙O的切线,∴P A=PC,又∵OA=OC,∴OP⊥AC,∴BC∥OP;(2)① 2;② 2 3.∵若四边形OAPC是正方形,则OA=AP,∵OA=2,∵AP=2;∵若四边形BODC是菱形,则CB=BO=OD=DC,∵AB=2OB,∵ACB=90°,∵AB=2BC,∵∵BAC=30°,∵ABC=60°,∵BC∵OP,∵∵AOP=∵ABC=60°,又∵∵OAP=90°,OA=2,∵∵OP A=30°,∵OP=4,∵AP=22222-OAOP=2 3.=4-第3题解图15.如图,在△ABC中,∠ACB=90°,线段BC的垂直平分线DE交BC于点D,交AB于点E,点F在DE的延长线上,AF=CE且F不与E重合.(1)求证:△EF A≌△ACE;(2)填空:①当∠B=_________°时,四边形ACEF是菱形;②当∠B=_________°时,线段AF与AB垂直.第4题图(1)证明:如解图,第4题解图∵ED是BC的垂直平分线,∴EB=EC,ED⊥BC,∴∠3=∠4,∵∠ACB=90°,∴FE∥AC,∴∠1=∠5,∵∠2与∠4互余,∠1与∠3互余,∴∠1=∠2=∠5,∴AE=CE.又∵AF=CE,∴AE=AF,∴∠5=∠F,在△EF A和△ACE中,AF=AE=EC,∠1=∠2=∠5=∠F,∴△EF A≌△ACE.(2)解:① 30;②45.∵∵四边形ACEF是菱形,∵AC=CE,∵CE是Rt∵ABC斜边AB的中线,∵CE=AE=BE,∵AE=AC=CE,∵∵ACE是等边三角形,∵∵1=60°,则∵B=30°,∵当∵B=30°时,四边形ACEF是菱形;∵由(1)知∵EF A∵∵ACE,∵∵AEC=∵EAF,∵AF∥CE,∵AF∵AB,∵CE∵AB,∵CE=EB,∵∵3=∵4=45°,∵当∵B=45°时,线段AF与AB垂直.16.如图,AB是⊙O的直径,E是⊙O外一点,过点E作⊙O的两条切线ED,EB,切点分别为点D,B.连接AD并延长交BE延长线于点C,连接OE.(1)试判断OE与AC的关系,并说明理由;(2)填空:①当∠BAC=_________°时,四边形ODEB为正方形;②当∠BAC=30°时,ADDE的值为________.第5题图5.解:(1)OE∥AC,OE=12AC.理由:连接OD,如解图,第5题解图∵DE,BE是⊙O的切线,∴OD⊥DE,AB⊥BC,∴∠ODE=∠ABC=90°,∵OD=OB,OE=OE,∴Rt△ODE≌Rt△OBE(HL),∴∠1=∠2.∵∠BOD=∠A+∠3,OA=OD,∴∠A=∠3,∴∠2=∠A,∴OE∥AC;∵OA=OB,∴EC=EB,∴OE是△ABC的中位线,∴OE=12AC.(2)①45;②3.∵要使四边形ODEB是正方形,由ED=EB,∵ODE=∵ABC=90°,只需∵DOB =90°,∵∵A=45°;∵过O作OH∵AD于H,∵∵A=30°,OA=OD,∵∵3=∵A=30°,∵OD,∵∵ODE=90°,∵1=∵3=30°,∵OD,∵ADDE=3.17.如图,将⊙O的内接矩形ABCD沿对角线AC剪开,再把△ACD沿CA方向平移得到△A1C1D1,连接BC1,∠ACB=30°,AB=1,CC1=x.(1)若点O与点C1重合,求证:A1D1为⊙O的切线;(2)①当x=________时,四边形ABC1D1是菱形;②当x=________时,△BDD1为等边三角形.第6题图(1)证明:∵四边形ABCD为矩形,∴∠D=90°,∵把△ACD沿CA方向平移得到△A1C1D1,∴∠A1D1O=∠D=90°,∴A1D1⊥OD1,∴A1D1为⊙O的切线;(2)解:①1;②2.∵如解图∵,连接AD1,当x=1时,四边形ABC1D1是菱形;第6题解图∵理由:由平移得:AB=D1C1,且AB∵D1C1,∵四边形ABC1D1是平行四边形,∵∵ACB=30°,∵∵CAB=60°,∵AB=1,∵AC=2,∵x=1,∵AC1=1,∵AB=AC1,∵∵AC1B是等边三角形,∵AB=BC1,∵四边形ABC1D1是菱形;∵如解图∵所示,当x=2时,∵BDD1为等边三角形,第6题解图∵则可得BD=DD1=BD1=2,即当x=2时,∵BDD1为等边三角形.。
中考经典几何题系列:动点存在性问题目录一、建立函数解析式二、动态几何型压轴题三、双动点问题四、函数中因动点产生的相似三角形问题五、圆的动点问题六、经典练习题(一)七、经典练习题(二)“动点存在性问题”是指题设图形中存在一个或多个动点,它们在线段、射线或弧线上运动的一类开放性题目.解决这类问题的关键是动中求静,灵活运用有关数学知识解决问题. 关键:动中求静.数学思想:分类思想函数思想方程思想数形结合思想转化思想函数揭示了运动变化过程中量与量之间的变化规律,是初中数学的重要内容.动点问题反映的是一种函数思想,由于某一个点或某图形的有条件地运动变化,引起未知量与已知量间的一种变化关系,这种变化关系就是动点问题中的函数关系.那么,我们怎样建立这种函数解析式呢?下面结合中考试题举例分析. 一、应用勾股定理建立函数解析式例1(上海)如图1,在半径为6,圆心角为90°的扇形OAB 的弧AB 上,有一个动点P,PH ⊥OA,垂足为H,△OPH 的重心为G.(1)当点P 在弧AB 上运动时,线段GO 、GP 、GH 中,有无长度保持不变的线段?如果有,请指出这样的线段,并求出相应的长度.(2)设PH x =,GP y =,求y 关于x 的函数解析式,并写出函数的定义域(即自变量x 的取值范围).(3)如果△PGH 是等腰三角形,试求出线段PH 的长.解:(1)当点P 在弧AB 上运动时,OP 保持不变,于是线段GO 、GP 、GH 中,有长度保持不变的线段,这条线段是GH=32NH=2132⋅OP=2.(2)在Rt △POH 中, 22236x PH OP OH -=-=, ∴2362121x OH MH -==. 在Rt △MPH 中,.∴y =GP=32MP=233631x + (0<x <6). (3)△PGH 是等腰三角形有三种可能情况:①GP=PH 时,x x =+233631,解得6=x . 经检验, 6=x 是原方程的根,且符合题意.②GP=GH 时, 2336312=+x ,解得0=x . 经检验, 0=x 是原方程的根,但不符合题意.③PH=GH 时,2=x .综上所述,如果△PGH 是等腰三角形,那么线段PH 的长为6或2. 二、应用比例式建立函数解析式例2(山东)如图2,在△ABC 中,AB=AC=1,点D,E 在直线BC 上运动.设BD=,x CE=y . (1)如果∠BAC=30°,∠DAE=105°,试确定y 与x 之间的函数解析式;2222233621419x x x MH PH MP +=-+=+=HM NGPOAB图1x y(2)如果∠BAC 的度数为α,∠DAE 的度数为β,当α,β满足怎样的关系式时,(1)中y 与x 之间的函数解析式还成立?试说明理由.解:(1)在△ABC 中,∵AB=AC,∠BAC=30°,∴∠ABC=∠ACB=75°, ∴∠ABD=∠ACE=105°.∵∠BAC=30°,∠DAE=105°, ∴∠DAB+∠CAE=75°, 又∠DAB+∠ADB=∠ABC=75°, ∴∠CAE=∠ADB,∴△ADB ∽△EAC, ∴ACBD CEAB =,∴11x y =, ∴xy 1=. (2)由于∠DAB+∠CAE=αβ-,又∠DAB+∠ADB=∠ABC=290α-︒,且函数关系式成立,∴290α-︒=αβ-, 整理得=-2αβ︒90.当=-2αβ︒90时,函数解析式x y 1=成立.例3(上海)如图3(1),在△ABC 中,∠ABC=90°,AB=4,BC=3. 点O 是边AC 上的一个动点,以点O 为圆心作半圆,与边AB 相切于点D,交线段OC 于点E.作EP ⊥ED,交射线AB 于点P,交射线CB 于点F.(1)求证: △ADE ∽△AEP.(2)设OA=x ,AP=y ,求y 关于x 的函数解析式,并写出它的定义域.(3)当BF=1时,求线段AP 的长.解:(1)连结OD. 根据题意,得OD ⊥AB,∴∠ODA=90°,∠ODA=∠DEP.又由OD=OE,得∠ODE=∠OED.∴∠ADE=∠AEP, ∴△ADE ∽△AEP.(2)∵∠ABC=90°,AB=4,BC=3, ∴AC=5. ∵∠ABC=∠ADO=90°, ∴OD ∥BC, ∴53x OD =,54xAD =, ∴OD=x 53,AD=x 54. ∴AE=x x 53+=x 58.∵△ADE ∽△AEP, ∴AE AD AP AE =, ∴x x yx 585458=. ∴x y 516= (8250≤<x ). (3)当BF=1时,①若EP 交线段CB 的延长线于点F,如图3(1),则CF=4.AED CB 图2A 3(2)3(1)∵∠ADE=∠AEP, ∴∠PDE=∠PEC. ∵∠FBP=∠DEP=90°, ∠FPB=∠DPE, ∴∠F=∠PDE, ∴∠F=∠FEC, ∴CF=CE.∴5-x 58=4,得85=x .可求得2=y ,即AP=2.②若EP 交线段CB 于点F,如图3(2), 则CF=2. 类似①,可得CF=CE.∴5-x 58=2,得815=x .可求得6=y ,即AP=6.综上所述, 当BF=1时,线段AP 的长为2或6.三、应用求图形面积的方法建立函数关系式例4(上海)如图,在△ABC 中,∠BAC=90°,AB=AC=22,⊙A 的半径为1.若点O 在BC 边上运动(与点B 、C 不重合),设BO=x ,△AOC 的面积为y .(1)求y 关于x 的函数解析式,并写出函数的定义域.(2)以点O 为圆心,BO 长为半径作圆O,求当⊙O 与⊙A 相切时, △AOC 的面积.解:(1)过点A 作AH ⊥BC,垂足为H. ∵∠BAC=90°,AB=AC=22, ∴BC=4,AH=21BC=2. ∴OC=4-x .∵AH OC S AOC ⋅=∆21, ∴4+-=x y (40<<x ).(2)①当⊙O 与⊙A 外切时,在Rt △AOH 中,OA=1+x ,OH=x -2, ∴222)2(2)1(x x -+=+. 解得67=x . 此时,△AOC 的面积y =617674=-. ②当⊙O 与⊙A 内切时,在Rt △AOH 中,OA=1-x ,OH=2-x , ∴222)2(2)1(-+=-x x . 解得27=x . 此时,△AOC 的面积y =21274=-. 综上所述,当⊙O 与⊙A 相切时,△AOC 的面积为617或21. AB CO图8HC动态几何特点----问题背景是特殊图形,考查问题也是特殊图形,所以要把握好一般与特殊的关系;分析过程中,特别要关注图形的特性(特殊角、特殊图形的性质、图形的特殊位置。
专题:折叠类题目中的动点问题折叠问题是中考的热点也是难点问题,通常与动点问题结合起来,这类问题的题设通常是将某个图形按一定的条件折叠,通过分析折叠前后图形的变换,借助轴对称性质、勾股定理、全等三角形性质、相似三角形性质、三角函数等知识进行解答。
此类问题立意新颖,充满着变化,要解决此类问题,除了能根据轴对称图形的性质作出要求的图形外,还要能综合利用相关数学模型及方法来解答。
类型一、求折叠中动点运动距离或线段长度的最值例1. 动手操作:在矩形纸片ABCD中,AB=3,AD=5. 如图例1-1所示,折叠纸片,使点A落在BC边上的A’处,折痕为PQ,当点A’在BC边上移动时,折痕的端点P、Q也随之移动. 若限定点P、Q分别在AB、AD边上移动,则点A’在BC边上可移动的最大距离为 .图例1-1【答案】2.【解析】此题根据题目要求准确判断出点A'的最左端和最右端位置.当点Q与点D重合时,A'的位置处于最左端,当点P与点B重合时,点A'的位置处于最右端. 根据分析结果,作出图形,利用折叠性质分别求出两种情况下的BA'或CA'的长度,二者之差即为所求.①当点Q与点D重合时,A'的位置处于最左端,如图例1-2所示.确定点A'的位置方法:因为在折叠过程中,A'Q=AQ,所以以点Q为圆心,以AQ长为半径画弧,与BC的交点即为点A'. 再作出∠A'QA的角平分线,与AB的交点即为点P.图例1-2 图例1-3由折叠性质可知,AD= A'D=5,在Rt△A'CD中,由勾股定理得,A C==='4②当点P与点B重合时,点A'的位置处于最右端,如图例1-3所示.确定点A'的位置方法:因为在折叠过程中,A'P=AP,所以以点P为圆心,以AP长为半径画弧,与BC的交点即为点A'. 再作出∠A'PA的角平分线,与AD的交点即为点Q.由折叠性质可知,AB= A'B=3,所以四边形AB A'Q为正方形.所以A'C=BC-A'B=5-3=2.综上所述,点A移动的最大距离为4-2=2.故答案为:2.【点睛】此类问题难度较大,主要考察学生的分析能力,作图能力。
2020年中九年级数学中考二轮——动点探究题类型一单动点1.已知,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,BC=AC,AB=6,D是AB的中点,动点E从点D 出发,在AB边上向左或右运动,以CE为边向左侧作正方形CEFG,直线BG,FE相交于点N(点E向左运动时如图①,点E向右运动时如图②).(1)在点E的运动过程中,直线BG与CD的位置关系为________;(2)设DE=x,NB=y,求y与x之间的函数关系式,并求出y的最大值;(3)如图②,当DE的长度为3时,求∠BFE的度数.第1题图解:(1)BG∥CD;【解法提示】∵四边形EFGC是正方形,∴CG=CE,∠GCE=∠GFE=∠FEC=90°,∵∠ACB =∠GCE=90°,∴∠GCB=∠ECA,∵GC=CE,CB=CA,∴△CBG≌△CAE.∴∠CBG=∠CAE,又∵∠ACB=90°,BC=AC,D是AB的中点,∴∠CBG=∠CAE=45°,∠BCD=45°,∴∠CBG=∠BCD,∴BG∥CD.(2)∵CB=CA,CD⊥AB,∠ACB=90°,∴CD=BD=AD=3,∠CBA=∠A=45°,易得△CAE≌△CBG,∴∠CBG=∠A=45°,∴∠GBA =∠GBC +∠CBA =90°.∵∠BEN +∠BNE =90°,∠BEN +∠CED =90°, ∴∠BNE =∠CED , ∵∠EBN =∠CDE =90°, ∴△NBE ∽△EDC , ∴BN DE =BE DC, ∴y x =3-x 3, ∴y =-13(x -32)2+34,∵-13<0,∴当x =32时,y 的最大值为34;(3)如解图,过点F 作FH ⊥AB 于点H .∵CB =CA ,BD =CD ,∠BCA =90°, ∴CD ⊥AB ,CD =BD =AD =3,第1题解图∴tan ∠DCE =DE CD =33,∴∠DCE =30°,∵四边形EFGC 是正方形, ∴EF =EC ,∵∠CDE =∠EHF =90°,易证∠DCE =∠HEF , ∴△CDE ≌△EHF ,∴∠DCE =∠HEF =30°,FH =DE ,CD =EH ,∵CD=BD,∴BD=EH,∴BH=DE=FH,∴△BHF是等腰直角三角形,∴∠BFH=45°,∵∠EFH=90°-∠HEF=60°,∴∠BFE=∠BFH+∠EFH=105°.2.如图,在正方形ABCD中,动点P在边BC上移动(不与端点B、C重合),作点B关于直线AP的对称点E,连接PE,AE,DE,延长DE交直线AP于点F.(1)若∠P AB=15°,AB=4,求DE的长;(2)连接BF,动点P在移动的过程中,∠APB-∠CBF的值是否为定值?若为定值,求出其值;若非定值,请说明理由.第2题图备用图解:(1)∵四边形ABCD是正方形,∴AB=AD,∠BAD=90°,∵点B和点E关于直线AP对称,∴AB=AE,∠P AB=∠P AE=15°,∴AE=AD,∠DAE=90°-∠BAE=90°-2×15°=60°,∴△ADE是等边三角形,∴DE=AD=AB=4;(2)值为定值,∠APB-∠CBF=45°.理由如下:如解图,设DF与BC交于点K,第2题解图∵点B和点E关于直线AP对称,∴AB=AE=AD,∠ABP=∠ADC=∠AEP=90°,∠PBF=∠PEF,∵由(1)得AE=AD,∴∠AED=∠ADE,∴∠PEF+∠AED=90°,∠ADF+∠CDF=90°,∴∠PEF=∠CDF=∠CBF,∵∠CKD=∠BKF,∴∠BFK=∠C=90°,×∠BFE=45°.∴∠APB-∠CBF=∠PFB=123.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=6,BC=8,点D以每秒1个单位长度的速度由点A向点B匀速运动,到达B点即停止运动.M,N分别是AD,CD的中点,连接MN.设点D运动的时间为t.(1)MN与AC的位置关系为________;(2)求点D在由点A向点B匀速运动的过程中,线段MN所扫过区域的面积;(3)若△DMN 是等腰三角形,求t 的值.第3题图解:(1)MN ∥AC ;【解法提示】在△ADC 中,∵M 是AD 的中点,N 是DC 的中点,∴MN 是△ADC 的中位线,∴MN ∥AC .(2)如解图①,分别取△ABC 三边中点E ,F ,G ,并连接EG ,FG ,第3题解图①根据题意,可知线段MN 扫过区域的面积就是▱AFGE 的面积. ∵AC =6,BC =8, ∴AE =3,GC =4, ∵∠ACB =90°, ∴S ▱AFGE =AE ·GC =12,∴线段MN 扫过区域的面积为12;(3)依题意可知,MD =12AD ,DN =12DC ,MN =12AC =3.分三种情况讨论:(ⅰ)当MD =MN =3时,△DMN 为等腰三角形,此时AD =AC =6, ∴t =6.(ⅱ)当MD =DN 时,AD =DC .第3题解图②如解图②,过点D 作DH ⊥AC 于点H ,则AH =12AC =3,∵cos A =AH AD =ACAB ,AB =10,即3AD =610. ∴t =AD =5.(ⅲ)当DN =MN =3时,AC =DC , 如解图③,连接MC ,则CM ⊥AD . ∵cos A =AM AC =AC AB ,即 AM 6=610,∴AM =185,第3题解图③∴t =AD =2AM =365.综上所述,当t =5或6或365时,△DMN 为等腰三角形.4.如图①,在矩形ABCD 中,AB =16,BC =8,在AD 边上取一点E ,使AE =3,点F 是AB 边上的一个动点,以EF 为一边作菱形EFMN ,使点N 落在CD 上,点M 落在矩形ABCD 内或其边上,连接BM .(1)当四边形EFMN 是正方形时,求AF 的长;(2)设△BFM 的面积为S ,AF =x . ①写出S 与x 之间的函数关系式;②在图②中画出S 取得最大值和最小值时相应的图形,当S 由最大值变到最小值时,求点M 运动的路线长.第4题图解:(1)在正方形EFMN 中,∵∠FEN =90°,EF =EN , ∴∠DEN +∠AEF =90°,在矩形ABCD 中,∵∠A =∠D =90°, ∴∠AEF +∠AFE =90°, ∴∠DEN =∠AFE , 在△DEN 与△AFE 中, ⎩⎪⎨⎪⎧∠D =∠A ∠DEN =∠AFE EN =FE, ∴△DEN ≌△AFE (AAS). ∴AF =DE =8-3=5, ∴AF 的长为5;(2)①如解图①,过点M 作MH ⊥AB 于点H ,连接NF.第4题解图①在矩形ABCD 中, ∵AB ∥CD , ∴∠DNF =∠NFB . ∵四边形EFMN 是菱形, ∴NE ∥MF ,NE =MF , ∴∠ENF =∠MFN ,∴∠DNF -∠ENF =∠NFB -∠MFN , 即∠DNE =∠MFB , 在△DEN 与△HMF 中, ⎩⎪⎨⎪⎧∠D =∠MHF ∠DNE =∠MFB EN =MF, ∴△DEN ≌△HMF (AAS),∴MH =DE =5, 又∵BF =16-x ,∴S =12BF ·MH =12(16-x )×5=-52x +40;第4题解图②②如解图②,当点D 与N 重合时,S 最大, 此时DE =EF 1=5,由勾股定理得AF 1=4, 当点M 落在BC 上时,S 最小, 由①得M 2B =DE =5,∵点M 2到AB 的距离是定值5, ∴点M 运动的路径是一条线段M 1M 2, ∴M 1M 2=F 1B =16-4=12. ∴点M 运动的路线长为12.5.如图①,点O 在线段AB 上,AO =2,OB =1,OC 为射线,且∠BOC =60°,动点P 以每秒2个单位长度的速度从点O 出发,沿射线OC 做匀速运动,设运动时间为t 秒. (1)当t =12秒时,则OP =______,S △ABP =______;(2)当△ABP 是直角三角形时,求t 的值;(3)如图②,当AP =AB 时,过点A 作AQ ∥BP ,并使得 ∠QOP =∠B ,求证:AQ ·BP =3.图① 图②第5题图(1)解:1,334;【解法提示】因为动点P 以每秒2个单位长度的速度从点O 出发,故当t =12秒时,OP =12×2=1.如解图①,过点P 作△ABP 的高h ,由于∠BOC =60°,OP =1,故h =OP ·sin60°=32,即S △ABP =12AB ·h =12(OA +OB )·h =12×(2+1)×32=334.图①图②第5题解图(2)解:∵∠BAP<∠BOP=60°,∴∠A不可能为直角;如解图②,当∠B=90°时,∵∠BOC=60°,∴∠OPB=30°,∴OP=2OB=2,即2t=2,∴t=1;当∠APB=90°时,如解图③,过点P作PD⊥AB,垂足为D,则∠ADP=∠PDB=90°.第5题解图③∵OP=2t,∴OD=t,PD=3t,AD=2+t,BD=1-t,∴BP2=BD2+PD2=(1-t)2+3t2,AP2=AD2+PD2=(2+t)2+3t2,∵BP2+AP2=AB2,∴(1-t)2+3t2+(2+t)2+3t2=9,即4t 2+t -2=0,解得t 1=-1+338,t 2=-1-338(舍去).综上所述,当△ABP 是直角三角形时,t 的值为1或-1+338;(3)证明:∵AP =AB ,第5题解图④∴∠APB =∠B .如解图④,作OE ∥AP 交BP 于点E , ∴∠OEB =∠APB =∠B , ∵AQ ∥BP ,∴∠QAB +∠B =180°, 又∵∠3+∠OEB =180°, ∴∠3=∠QAB ,又∵∠AOC =∠2+∠B =∠1+∠QOP , ∠B =∠QOP , ∴∠1=∠2, ∴△QAO ∽△OEP ,∴AQ EO =AOEP ,即AQ ·EP =EO ·AO , ∵OE ∥AP , ∴△OBE ∽△ABP , ∴OE AP =BE BP =BO BA =13,∴OE =13AP =1,BP =32EP ,∴AQ ·BP =AQ ·32EP =32AO ·OE =32×2×1=3.类型二 双点问题6.如图,在正方形ABCD 中,点E ,G 分别是边AD ,BC 的中点,AF =14AB .(1)求证:EF ⊥AG ;(2)若点F ,G 分别在射线AB ,BC 上同时向右、向上运动,点G 运动速度是点F 运动速度的2倍,EF ⊥AG 是否成立(只写结果,不需说明理由); (3)正方形ABCD 的边长为4,P 是正方形ABCD 内一点, 当S △P AB =S △OAB 时,求△P AB 周长的最小值.第6题图 备用图(1)证明:∵四边形ABCD 是正方形, ∴AD =AB =BC ,∠EAF =∠ABG =90°,∵点E ,G 分别是边AD ,BC 的中点,AF =14AB ,∴AE AB =12,AF BG =12, ∴AE AB =AF BG, 又∵∠EAF =∠ABC =90°, ∴△AEF ∽△BAG , ∴∠AEF =∠BAG , 又∵∠BAG +∠EAO =90°,∴∠AEF +∠EAO =90°, ∴∠EOA =90°,即EF ⊥AG ; (2)解:EF ⊥AG 仍然成立;(3)解:如解图,过点O 作MN ∥AB 分别交AD 、BC 于点M ,N ,连接P A ,第6题解图∵P 是正方形ABCD 内一点,S △P AB =S △OAB , ∴点P 在线段MN 上(不含端点),作点A 关于MN 的对称点A ′,连接BA ′交MN 于点P , 此时P A +PB =P A ′+PB =BA ′最小,即△P AB 的周长最小. ∵正方形ABCD 的边长为4,点E 为AD 的中点, ∴AE =12AD =2,又∵AF =14AB =1,∴EF =AE 2+AF 2=5,OA =AE ·AF EF =255,∵∠AMO =∠EOA ,∠EAO =∠EAO , ∴△EOA ∽△OMA , ∴AE OA =OAAM , ∴OA 2=AM ·AE , ∴AM =OA 2AE =25,∴A ′A =2AM =45,∴BA ′=A ′A 2+AB 2=4265, ∴△P AB 周长的最小值为4+4265. 7.如图①,在Rt △ABC 中,∠C =90°,AC =8 cm ,BC =6 cm ,点P 由B 出发沿BA 方向向点A 匀速运动,同时点Q 由A 出发沿AC 方向向点C 匀速运动,它们的速度均为2 cm/s.以AQ 、PQ 为边作平行四边形AQPD ,连接DQ ,交AB 于点E .设运动的时间为t (单位:s )(0<t ≤4),解答下列问题: (1)用含有t 的代数式表示AE =________; (2)如图②,当t 为何值时,四边形AQPD 为菱形;(3)在运动过程中,t 为何值时四边形AQPD 的面积最大,求出这个最大值.图① 图②第7题图解:(1)(5-t )cm ;【解法提示】∵在Rt △ABC 中,∠C =90°,AC =8 cm ,BC =6 cm ,∴由勾股定理得:AB =10 cm ,∵点P 由B 出发沿BA 方向向点A 匀速运动,速度为2 cm/s ,∴BP =2t cm ,∴AP =AB -BP =(10-2t )cm ,∵四边形AQPD 为平行四边形,∴AE =12AP =(5-t )cm.(2)如解图①,当四边形AQPD 是菱形时,DQ ⊥AP ,则cos ∠BAC =AE AQ =ACAB ,即5-t 2t =810,解得t =2513, ∴当t =2513时,四边形AQPD 是菱形;(3)如解图②,作PM ⊥AC 于点M ,设平行四边形AQPD 的面积为S .∴△APM ∽△ABC ,∴AP AB =PM BC ,即10-2t 10=PM 6,∴PM =65(5-t )cm , ∴S =AQ ·PM =2t ·65(5-t )=-125t 2+12t =-125(t -52)2+15(0<t ≤4),∵-125<0,∴当t =52时,S 有最大值,最大值为15 cm 2.图① 图②第7题解图8.如图,在△ABC 中,AB =10 cm ,AC =8 cm ,BC =6 cm.如果点P 由B 出发沿BA 方向向点A 匀速运动,同时点Q 由A 出发沿AC 方向向点C 匀速运动,它们的速度均为2 cm/s.连接PQ ,设运动的时间为t (单位:s)(0≤t ≤4). (1)当t 为何值时,PQ ∥BC ;(2)设△AQP 的面积为S (单位:cm 2),当t 为何值时,S 取得最大值,并求出最大值; (3)是否存在某时刻t ,使线段PQ 恰好把△ABC 的面积平分?若存在,求出此时t 的值;若不存在,请说明理由.第8题图 备用图解:(1)由题意知BP =2t cm ,AP =(10-2t ) cm ,AQ =2t cm ,∴△APQ ∽△ABC , ∴AP AB =AQ AC, 即10-2t 10=2t 8,解得t =209, 即当t 为209 s 时,PQ ∥BC ;(2)∵AB =10 cm ,AC =8 cm ,BC =6 cm , AB 2=AC 2+BC 2,∴△ABC 为直角三角形,∠C =90°, 如解图,过点P 作PD ⊥AC 于点D ,第8题解图则PD ∥BC , ∴△APD ∽△ABC , ∴AP AB =PD BC, ∴10-2t 10=PD 6,∴PD =35(10-2t ) cm ,∴S =12AQ ·PD =12·2t ·35(10-2t )=-65t 2+6t =-65(t -52)2+7.5,∵-65<0,∴当t =52s 时,S 有最大值,最大值是7.5 cm 2;(3)不存在.理由如下:假设存在某时刻t ,使线段PQ 恰好把△ABC 的面积平分,则S △AQP =12S △ABC ,即-65t 2+6t =12×12×8×6,整理得t 2-5t +10=0,∵b 2-4ac =(-5)2-4×10=-15<0, ∴此方程无解,即不存在某时刻t ,使线段PQ 恰好把△ABC 的面积平分.9.如图,在Rt △ABC 中,∠ACB =90°,AC =8,BC =6,CD ⊥AB 于点D .点P 从点D 出发,沿线段DC 向点C 运动,点Q 从点C 出发,沿线段CA 向点A 运动,两点同时出发,速度都为每秒1个单位长度,当点P 运动到C 时,两点都停止.设运动时间为t 秒. (1)①求线段CD 的长; ②求证:△CBD ∽△ABC ;(2)设△CPQ 的面积为S ,求S 与t 之间的函数关系式,并求出S 的最大值; (3)在运动过程中,t 为何值时△CPQ 为等腰三角形?请直接写出t 的值.第9题图 备用图(1)①解:∵∠ACB =90°,AC =8,BC =6, ∴AB =10, ∵CD ⊥AB ,∴S △ABC =12BC ·AC =12AB ·CD ,∴CD =BC ·AC AB =6×810=245,∴线段CD 的长为245;②证明:∵∠B =∠B ,∠CDB =∠BCA =90°, ∴△CBD ∽△ABC ;(2)解:如解图②,过点P 作PH ⊥AC ,垂足为H , 由题可知DP =t ,CQ =t , 则CP =245-t ,∵∠ACB =∠CDB =90°, ∴∠HCP =90°-∠DCB =∠B , ∵PH ⊥AC , ∴∠CHP =90°, ∴∠CHP =∠ACB , ∴△CHP ∽△BCA , ∴PH AC =PC AB , 即PH 8=245-t10, ∴PH =9625-45t ,∴S =12CQ ·PH =12t (9625-45t )=-25(t -125)2+288125,∵-25<0,∴当t =125时,S 最大=288125;(3)解:当t 的值为125秒或14455秒或2411秒时,△CPQ 为等腰三角形.【解法提示】①若CQ =CP ,如解图①,则t =245-t .解得:t =125;②若PQ =PC ,如解图②.∵PH ⊥QC ,∴QH =CH =12QC =t 2.∵△CHP ∽△BCA .∴CH BC =CP BA .即t 26=245-t10,解得t =14455;③若QC =QP ,如解图③,过点Q 作QE ⊥CP ,垂足为E ,同理可得:t =2411.综上所述:当t为125秒或14455秒或2411秒时,△CPQ为等腰三角形.图①图②图③第9题解图10.已知:如图,在矩形ABCD中,AB=6 cm,BC=8 cm,对角线AC,BD交于点O.点P从点A出发,沿AD方向匀速运动,速度为1 cm/s;同时,点Q从点D出发,沿DC方向匀速运动,速度为1 cm/s;当一个点停止运动时,另一个点也停止运动.连接PO 并延长,交BC于点E,过点Q作QF∥AC,交BD于点F.设运动时间为t(s)(0<t<6),解答下列问题:(1)当t为何值时,AP=PO;(2)设五边形OECQF的面积为S(cm2),试确定S与t的函数关系式;(3)当运动到某一时刻t,OD恰好平分∠COP,求出此时的t值.第10题图备用图解:(1)∵在矩形ABCD中,AB=6 cm,BC=8 cm,∠ABC=90°,∴AC=10 cm,AO=12AC=5 cm,如解图①,过点P作PM⊥AO,∵AP=PO=t,∴AM=12AO =52cm,∵∠PMA =∠ADC =90°,第10题解图①∠P AM =∠CAD , ∴△APM ∽△ACD , ∴AP AC =AMAD , 即t 10=528, 解得t =258,即t =258s 时,AP =PO ;(2)如解图②,过点O 作OH ⊥BC 于点H ,则OH =12CD = 12AB =3 cm.第10题解图②由矩形的性质可知∠PDO =∠EBO ,DO =BO , 在△DOP 和△BOE 中, ⎩⎪⎨⎪⎧∠PDO =∠EBOOD =OB∠DOP =∠BOE , ∴△DOP ≌△BOE (ASA),∴BE =PD =(8-t )cm ,则S △BOE =12BE ·OH =12×(8-t )×3=12-32t . ∵FQ ∥AC , ∴△DFQ ∽△DOC ,相似比为DQ DC =t 6, ∴S △DFQS △DOC =t 236, ∵S △DOC =14S 矩形ABCD =14×6×8=12 cm 2, ∴S △DFQ =12×t 236=t 23, ∴S 五边形OECQF =S △DBC -S △BOE -S △DFQ =12×6×8-(12-32t )-t 23=-13t 2+32t +12, ∴S 与t 的函数关系式为S =-13t 2+32t +12; (3)如解图③,过点D 作DM ⊥PE 于点M ,作DN ⊥AC 于点N ,第10题解图③易证△ADN ∽△ACD ,∴DN CD =AD AC ,即DN 6=810, ∴DN =245, ∵∠POD =∠COD ,∴DM =DN =245, ∴OM =ON =OD 2-DN 2=75, ∵S △POD =12OP ·DM ,S △POD =12PD ·12DC , ∴OP ·DM =3PD ,∴OP=5-58t,∴PM=185-5 8t,∵PD2=PM2+DM2,即(8-t)2=(185-58t)2+(245)2,解得t1=16(不合题意,舍去),t2=11239,∴当t=11239s时,OD平分∠COP.。
题型一 动点问题的函数图像类型一 判断函数图像(2014.8)1. 如图,AB 是半圆O 的直径,点P 从点O 出发,沿OA →AB ︵→BO 的路径运动一周,设点P 到点O的距离为s ,运动时间为t ,则下列图象能大致地反映s 与t 之间的关系的是( )第1题图2. 如图,在Rt △ABC 中,AC =BC =4 cm ,点D 是AB 的中点,点F 是BC 的中点,动点E 从点C 出发,沿CD →DA 以1 cm/s 的速度运动至点A ,设点E 运动的时间为x s ,△EFC 的面积为y cm 2(当E ,F ,C 三点共线时,设y =0),则y 与x 之间的函数关系的大致图象是( )第2题图3.如图,A 、B 是反比例函数y =k x(k >0)在第一象限图象上的两点,动点P 从坐标原点O 出发,沿图中 箭头所指方向匀速运动,即点P 先在线段OA 上运动,然后在双曲线上由A 到B 运动,最后在线段BO 上运动,最终回到点O .过点P 作PM ⊥x 轴,垂足为点M ,设△POM 的面积为S ,点P 运动时间为t ,则S 关于t 的函数图象大致为( )第3题图4.如图,在菱形ABCD中,∠B=60°,AB=2,动点P从点B出发,以每秒1个单位长度的速度沿折线BA→AC运动到点C,同时动点Q从点A出发,以相同速度沿折线AC→CD运动到点D,当一个点停止运动时,另一个点也随之停止.设△APQ的面积为y,运动时间为x秒,则下列图象能大致反映y与x之间函数关系的是()第4题图5.如图,在矩形ABCD中,对角线AC与BD交于点O,点M为线段AC上一个动点,过点M作EF∥BD 交AD(或DC)于点E,交AB(或BC)于点F,已知AC=5,设AM=x,EF=y,则y关于x的函数图象大致为()第5题图6. (2019衢州)如图,正方形ABCD的边长为4,点E是AB的中点,点P从点E出发,沿E→A→D→C 移动至终点C,设点P经过的路径长为x,△CPE的面积为y,则下列图象能大致反映y与x函数关系的是()第6题图类型二分析函数图像1.如图①,点P从矩形ABCD的顶点B出发,沿射线BC的方向以每秒1个单位长度的速度运动,过点P作PG⊥AP交射线DC于点G.如图②是点P运动时CG的长度y随时间t变化的图象,其中点Q是第一段曲线(抛物线的一部分)的最高点,则AB的长度是()第1题图A. 2B. 3C. 4D. 232.(2019郑州模拟)如图①,四边形ABCD中,AB∥CD,∠B=90°,AC=A D.动点P从点B出发,沿折线B-A-D-C方向以 1 cm/s的速度匀速运动,在整个运动过程中,△BCP的面积S(cm2)与运动时间t(s)的函数图象如图②所示,则AD等于()第2题图A. 5 cmB. 34 cmC. 8 cmD. 2 3 cm3.如图①,菱形ABCD中,∠B=60°,动点P以每秒1个单位的速度自点A出发沿线段AB运动到点B,同时动点Q以每秒2个单位的速度自点B出发沿折线B-C-D运动到点D.图②是点P、Q运动时,△BPQ的面积S随时间t变化关系图象,则a的值是()第3题图A. 2B. 2.5C. 3D. 234.如图①,在正方形ABCD中,动点E从点A出发,沿A-B-C运动,当点E到达点C时停止运动,过点E作EF⊥AE,交CD于点F,设点E运动的路程为x,FC=y(当点A,E重合时,点D,F重合;当点C,E重合时,不妨设y=0),y与x的函数关系的大致图象如图②,当点E在BC上运动时,FC的最大长度是1,则正方形ABCD的面积是()第4题图A. 8B. 12C. 16D. 4.85.如图①,在矩形ABCD中,动点P从点A出发,沿A→B→C运动,设P A=x,点D到直线P A的距离为y,且y关于x的函数图象如图②所示,则当△PCD和△P AB的面积相等时,y的值为.第5题图6.如图①,已知点E,F,G,H是矩形ABCD各边的中点,动点M从点E出发,沿E→F→G匀速运动,设点M运动的路程为x,点M到矩形顶点B的距离为y,如果表示y关于x函数关系的图象如图②所示,那么四边形EFGH的面积是.第6题图参考答案类型一 判断函数图象1. C 【解析】点P 在OA 上从点O 向点A 运动的过程中,s 随着t 的增大而增大,点P 在AB ︵上运动时,s =OP =12AB (定值),点P 在OB 上从点B 向点O 运动的过程中,s 随着t 的增大而减小. 2. A 【解析】∵在Rt △ABC 中,AC =BC =4,∴AB =42,AD =CD =22,CF =2,当点E 在CD 上时,CE =x ,点E 到BC 的距离h 1=22x ,∴y =12×2×22x =22x (0≤x ≤22);当点E 在AD 上时,BE =BD +DE =CD +DE =x ,∴点E 到FC 的距离h 2=22BE =22x ,∴y =12×2×22x =22x (22≤x ≤42). 3. D 【解析】设∠AOM =α,点P 运动的速度为a ,当点P 从点O 运动到点A 的过程中,S =12OM ·PM =12at ·cos α·at ·sin α=12a 2·cos α·sin α·t 2,由于α及a 均为常量,从而可知图象本段应为抛物线,且S 随着t 的增大而增大;当点P 从A 运动到B 时,由反比例函数性质可知△OPM 的面积为12k ,保持不变,本段图象应为与x 轴平行的线段;同理可得,当点P 从B 运动到O 过程中,S 也是t 的二次函数,且S 随着t 的增大而减小.4. B 【解析】∵四边形ABCD 为菱形,且∠B =60°,AB =2,∴当0<t <2时,△APQ 的面积y =12t ·(2-t )·sin60°=-34t 2+32t ,函数图象为开口向下的一段抛物线,且当t =1时,y 最大值为34;当2<t <4时,△APQ 的面积y =12(t -2)·(t -2)·sin60°=34(t -2)2,函数图象为开口向上的一段抛物线,且当t =4时,y 最大值为3,故选B .5. B 【解析】当0≤x ≤2.5时,如解图①,∵四边形ABCD 是矩形,∴OA =OB =OC =OD ,∴∠OAD =∠ODA ,∵EF ∥BD ,∴∠ODA =∠MEA ,∴∠OAD =∠MEA ,∴ME =MA ,同理可得AM =MF ,∴EM =AM =MF ,∴EF =2AM ,即y =2x ;当2.5<x ≤5时,如解图②,由题意知CM =AC -AM =5-x ,∵ME=MC =MF ,∴EF =2MC ,即y =2(5-x )=10-2x .综上所述,y =⎩⎪⎨⎪⎧2x (0≤x ≤2.5)10-2x (2.5<x ≤5).图① 图②第5题解图6. C 【解析】∵AB =4,点E 是AB 的中点,∴AE =BE =2,当0≤x ≤2时,如解图①,y =S △CPE =12PE·BC=2x,∴此段函数图象是正比例函数的一部分;当2<x≤6时,如解图②,y=S△CPE=S正方形ABCD-S△BCE -S△APE-S△PCD=42-12×4×2-12×2×(x-2)-12×4×[4-(x-2)]=x+2,∴此段函数图象是一次函数的一部分;当6<x≤10时,如解图③,y=S△CPE=12PC·BC=12(10-x)×4=-2x+20,∴此段函数图象是一次函数的一部分,综上所述,根据各段图象及x的取值范围,可得函数图象如选项C所示.图①图②图③第6题解图类型二 分析函数图象1. B 【解析】结合图形分析函数图象可得:当点P 运动到点C 的位置时,CG =0,∴BC =4.当点P运动到线段BC 的中点时,CG =43.∵∠B =90°,∴∠BAP +∠APB =90°,∵PG ⊥AP ,∴∠APG =90°,∴∠APB +∠CPG =90°,∴∠BAP =∠CPG ,又∵∠ABP =∠PCG =90°,∴△ABP ∽△PCG ,∴AB PC =BP CG,当点P 为BC 的中点时,BP =PC =2,∴AB 2=243,解得AB =3. 2. B 【解析】结合图形分析函数图象可得,当t =3时,点P 到达A 处,即AB =3;如解图,过点A作AE ⊥CD 于点E ,则四边形ABCE 为矩形,∵AC =AD ,∴DE =CE =12CD .当S =15时,点P 到达点D 处,则S =12CD ·BC =12·2AB ·BC =3×BC =15,则BC =5,在Rt △ABC 中,由勾股定理得,AD =AC =AB 2+BC 2=34.第2题解图3. D 【解析】由题图②得,t =4时两点停止运动,∴点P 以每秒1个单位的速度从点A 运动到点B 用了4秒,∴AB =4,∵点Q 运动到点C 之前和之后,△BPQ 面积算法不同,即t =2时,S 的解析式发生变化,∴题图②中点M 对应的横坐标为2,此时P 为AB 中点,点C 与点Q 重合,如解图,连接AC ,∵菱形ABCD 中,AB =BC =4,∠B =60°,∴△ABC 是等边三角形,∴CP ⊥AB ,BP =12AB =2,∴CP =BC 2-BP 2=42-22=23,∴a =12BP ·CP =12×2×23=2 3.第3题解图4. C 【解析】如解图,设AB =a ,当点E 在BC 上运动时(不与点B 、C 重合),∵AE ⊥EF ,∴△EFC∽△AEB ,∴EC AB =FC EB ,即2a -x a =y x -a ,∴y =-1a x 2+3x -2a ,-1a <0,当x =-32×(-1a )=32a 时,y 取得最大值,此时点E 为BC 的中点,y =1,把(32a ,1)代入y =-1ax 2+3x -2a ,解得a =4,即AB =4,故正方形ABCD 的面积为4×4=16.第4题解图5. 121313【解析】当P 点在AB 上运动时,D 点到AP 的距离不变,始终是AD 长,从图象可以看出AD =4,当P 点到达B 点时,从图象看出x =3,即AB =3.当△PCD 和△P AB 的面积相等时,P 点在BC 中点处,此时△ADP 面积为12×4×3=6,在Rt △ABP 中,AP =AB 2+BP 2=13,则12AP ·y =6,解得y =121313. 6. 24 【解析】如解图,连接BD ,EG ,FH ,∵点E ,F ,G ,H 是矩形ABCD 各边的中点,∴EF ∥BD ∥GH ,EF =GH =12BD ,∴四边形EFGH 是平行四边形,又∵EF =EH ,∴平行四边形EFGH 是菱形,由题图②得BE =3,点M 运动到点G 时,运动路程为10,又∵EF =FG ,则可知菱形的边长为5,即EF =FG =GH =HE =5,∴AF =4,AD =8,∴S 菱形EFGH =12EG ·FH =24.第6题解图。
中考专题训练 动点问题例1. 如图, 在ABC ∆中,AB AC =,AD BC ⊥于点D ,10BC cm =,8AD cm =. 点P 从点B 出发, 在线段BC 上以每秒3cm 的速度向点C 匀速运动, 与此同时, 垂直于AD 的直线m 从底边BC 出发, 以每秒2cm 的速度沿DA 方向匀速平移, 分别交AB 、AC 、AD 于E 、F 、H ,当点P 到达点C 时, 点P 与直线m 同时停止运动, 设运动时间为t 秒(0)t >.(1) 当2t =时, 连接DE 、DF ,求证: 四边形AEDF 为菱形;(2) 在整个运动过程中, 所形成的PEF ∆的面积存在最大值, 当PEF ∆的面积最大时, 求线段BP 的长;(3) 是否存在某一时刻t ,使PEF ∆为直角三角形?若存在, 请求出此时刻t 的值;若不存在, 请说明理由 .【解答】(1) 证明: 当2t =时,4DH AH ==,则H 为AD 的中点, 如答图 1 所示 . 又EF AD ⊥ ,EF ∴为AD 的垂直平分线,AE DE ∴=,AF DF =.AB AC = ,AD BC ⊥于点D ,AD BC ∴⊥,B C ∠=∠.//EF BC ∴,AEF B ∴∠=∠,AFE C ∠=∠,AEF AFE ∴∠=∠,AE AF ∴=,AE AF DE DF ∴===,即四边形AEDF 为菱形 .(2) 解: 如答图 2 所示, 由 (1) 知//EF BC ,AEF ABC ∴∆∆∽, ∴EF AH BC AD =,即82108EF t -=,解得:5102EF t =-. 221155510(10)210(2)10(0)222223PEF S EF DH t t t t t t ∆==-=-+=--+<< , ∴当2t =秒时,PEF S ∆存在最大值, 最大值为210cm ,此时36BP t cm ==.(3) 解: 存在 . 理由如下:①若点E 为直角顶点, 如答图 3①所示,此时//PE AD ,2PE DH t ==,3BP t =.//PE AD ,∴PE BP AD BD =,即2385t t =,此比例式不成立, 故此种情形不存在; ②若点F 为直角顶点如答图 3②所示,此时//PF AD ,2PF DH t ==,3BP t =,103CP t =-.//PF AD ,∴PF CP AD CD =,即210385t t -=,解得4017t =;③若点P 为直角顶点,如答图③所示 .过点E 作EM BC ⊥于点M ,过点F 作FN BC ⊥于点N ,则2EM FN DH t ===,////EM FN AD .//EM AD ,∴EM BM AD BD =,即285t BM =,解得54BM t =, 57344PM BP BM t t t ∴=-=-=. 在Rt EMP ∆中, 由勾股定理得:2222227113(2)()416PE EM PM t t t =+=+=. //FN AD ,∴FN CN AD CD =,即285t CN =,解得54CN t =, 5171031044PN BC BP CN t t t ∴=--=--=-. 在Rt FNP ∆中, 由勾股定理得:22222217353(2)(10)85100416PF FN PN t t t t =+=+-=-+. 在Rt PEF ∆中, 由勾股定理得:222EF PE PF =+, 即:2225113353(10)()(85100)21616t t t t -=+-+ 化简得:21833508t t -=, 解得:280183t =或0t =(舍 去) 280183t ∴=. 综上所述, 当4017t =秒或280183t =秒时,PEF ∆为直角三角形 .例2. 如图, 在同一平面上, 两块斜边相等的直角三角板Rt ABC ∆和Rt ADC ∆拼在一起,使斜边AC 完全重合, 且顶点B ,D 分别在AC 的两旁,90ABC ADC ∠=∠=︒,30CAD ∠=︒,4AB BC cm ==(1) 填空:AD = )cm ,DC = ()cm(2) 点M ,N 分别从A 点,C 点同时以每秒1cm 的速度等速出发, 且分别在AD ,CB 上沿A D →,C B →方向运动, 当N 点运动到B 点时,M 、N 两点同时停止运动, 连接MN ,求当M 、N 点运动了x 秒时, 点N 到AD 的距离 (用 含x 的式子表示)(3) 在 (2) 的条件下, 取DC 中点P ,连接MP ,NP ,设PMN ∆的面积为2()y cm ,在整个运动过程中,PMN ∆的面积y 存在最大值, 请求出y 的最大值 .(参考数据sin 75︒=sin15︒=【解答】解: (1)90ABC ∠=︒ ,4AB BC cm ==,AC ∴===,90ADC ∠=︒ ,30CAD ∠=︒,12DC AC ∴==,AD ∴==;故答案为:,;(2) 过点N 作NE AD ⊥于E ,作NF DC ⊥,交DC 的延长线于F ,如图所示:则NE DF =,90ABC ADC ∠=∠=︒ ,AB BC =,30CAD ∠=︒,45ACB ∴∠=︒,60ACD ∠=︒,180456075NCF ∴∠=︒-︒-︒=︒,15FNC ∠=︒,sinFC FNCNC ∠=,NC x=,FC x∴=,NE DF x∴==+,∴点N到ADx+;(3)sinFN NCFNC ∠=,FN x∴=,P为DC的中点,PD CP∴==PF x∴=PMN∴∆的面积y=梯形MDFN的面积PMD-∆的面积PNF-∆的面积111)) 222x x x x=+-+--+2x x=+,即y是x的二次函数,0<,y∴有最大值,当x==时,y=.例3. 如图,BD 是正方形ABCD 的对角线,2BC =,边BC 在其所在的直线上平移, 将通过平移得到的线段记为PQ ,连接PA 、QD ,并过点Q 作QO BD ⊥,垂足为O ,连接OA 、OP .(1) 请直接写出线段BC 在平移过程中, 四边形APQD 是什么四边形?(2) 请判断OA 、OP 之间的数量关系和位置关系, 并加以证明;(3) 在平移变换过程中, 设OPB y S ∆=,(02)BP x x =……,求y 与x 之间的函数关系式,并求出y 的最大值 .【解答】(1) 四边形APQD 为平行四边形;(2)OA OP =,OA OP ⊥,理由如下:四边形ABCD 是正方形,AB BC PQ ∴==,45ABO OBQ ∠=∠=︒,OQ BD ⊥ ,45PQO ∴∠=︒,45ABO OBQ PQO ∴∠=∠=∠=︒,OB OQ ∴=,在AOB ∆和OPQ ∆中,AB PQABO PQO BO QO=⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩()AOB POQ SAS ∴∆≅∆,OA OP ∴=,AOB POQ ∠=∠,90AOP BOQ ∴∠=∠=︒,OA OP ∴⊥;(3) 如图, 过O 作OE BC ⊥于E .①如图 1 ,当P 点在B 点右侧时,则2BQ x =+,22x OE +=, 1222x y x +∴=⨯,即211(1)44y x =+-, 又02x ……,∴当2x =时,y 有最大值为 2 ;②如图 2 ,当P 点在B 点左侧时,则2BQ x =-,22x OE -=, 1222x y x -∴=⨯ ,即211(1)44y x =--+, 又02x ……,∴当1x =时,y 有最大值为14; 综上所述,∴当2x =时,y 有最大值为 2 .例4. 如图, 在平面直角坐标系中,O 为原点, 四边形ABCO 是矩形, 点A ,C 的坐标分别是(0,2)A 和C ,0),点D 是对角线AC 上一动点 (不 与A ,C 重合) ,连结BD ,作DE DB ⊥,交x 轴于点E ,以线段DE ,DB 为邻边作矩形BDEF .(1) 填空: 点B 的坐标为 ;(2) 是否存在这样的点D ,使得DEC ∆是等腰三角形?若存在, 请求出AD 的长度;若不存在, 请说明理由;(3)①求证:DE DB =; ②设AD x =,矩形BDEF 的面积为y ,求y 关于x 的函数关系式 (可 利用①的结论) ,并求出y 的最小值 .【解答】解: (1) 四边形AOCB 是矩形,2BC OA ∴==,OC AB ==90BCO BAO ∠=∠=︒,B ∴2).故答案为2).(2) 存在 . 理由如下:2OA = ,OC =,tan AO ACO OC ∠== , 30ACO ∴∠=︒,60ACB ∠=︒①如图 1 中, 当E 在线段CO 上时,DEC ∆是等腰三角形, 观察图象可知, 只有ED EC =,30DCE EDC ∴∠=∠=︒,60DBC BCD ∴∠=∠=︒,DBC ∴∆是等边三角形,2DC BC ∴==,在Rt AOC ∆中,30ACO ∠=︒ ,2OA =,24AC AO ∴==,422AD AC CD ∴=-=-=.∴当2AD =时,DEC ∆是等腰三角形 .②如图 2 中, 当E 在OC 的延长线上时,DCE ∆是等腰三角形, 只有CD CE =,15DBC DEC CDE ∠=∠=∠=︒,75ABD ADB ∴∠=∠=︒,AB AD ∴==,综上所述, 满足条件的AD 的值为 2 或(3)①如图 1 ,过点D 作MN AB ⊥交AB 于M ,交OC 于N ,(0,2)A 和C ,0),∴直线AC 的解析式为2y x =+,设(,2)D a +,2DN ∴=+,BM a =90BDE ∠=︒ ,90BDM NDE ∴∠+∠=︒,90BDM DBM ∠+∠=︒,DBM EDN ∴∠=∠,90BMD DNE ∠=∠=︒ ,BMD DNE ∴∆∆∽,∴DE DN BD BM ===②如图 2 中, 作DH AB ⊥于H .在Rt ADH ∆中,AD x = ,30DAH ACO ∠=∠=︒,1122DH AD x ∴==,AH x ==,BH x ∴=, 在Rt BDH ∆中,BD ==,DE ∴==, ∴矩形BDEF的面积为22612)y x x ==-+,即2y x =-+,23)y x ∴=-+,0>,3x ∴=时,y .例5. 已知Rt OAB ∆,90OAB ∠=︒,30ABO ∠=︒,斜边4OB =,将Rt OAB ∆绕点O 顺时针旋转60︒,如图 1 ,连接BC .(1) 填空:OBC ∠= 60 ︒;(2) 如图 1 ,连接AC ,作OP AC ⊥,垂足为P ,求OP 的长度;(3) 如图 2 ,点M ,N 同时从点O 出发, 在OCB ∆边上运动,M 沿O C B →→路径匀速运动,N 沿O B C →→路径匀速运动, 当两点相遇时运动停止, 已知点M 的运动速度为 1.5 单位/秒, 点N 的运动速度为 1 单位/秒, 设运动时间为x 秒,OMN ∆的面积为y ,求当x 为何值时y 取得最大值?最大值为多少?【解答】解: (1) 由旋转性质可知:OB OC =,60BOC ∠=︒,OBC ∴∆是等边三角形,60OBC ∴∠=︒.故答案为 60 .(2) 如图 1 中,4OB = ,30ABO ∠=︒,122OA OB ∴==,AB ==11222AOC S OA AB ∆∴==⨯⨯=BOC ∆ 是等边三角形,60OBC ∴∠=︒,90ABC ABO OBC ∠=∠+∠=︒,AC ∴==2AOC S OP AC ∆∴===.(3)①当803x <…时,M 在OC 上运动,N 在OB 上运动,此时过点N 作NE OC ⊥且交OC 于点E .则sin 60NE ON x =︒= ,11 1.522OMN S OM NE x x ∆∴==⨯ ,2y x ∴=.83x ∴=时,y 有最大值, 最大值=. ②当843x <…时,M 在BC 上运动,N 在OB 上运动 .作MH OB ⊥于H . 则8 1.5BM x =-,sin 60 1.5)MH BM x =︒=- ,212y ON MH x ∴=⨯⨯=+.当83x =时,y 取最大值,y < ③当4 4.8x <…时,M 、N 都在BC 上运动, 作OG BC ⊥于G .12 2.5MN x =-,OG AB ==,12y MN OG ∴== ,当4x =时,y 有最大值, 最大值=,综上所述,y 有最大值, .。
中考数学总复习《动点问题》专项提升训练(带答案)学校:___________班级:___________姓名:___________考号:___________例题1.如图,在菱形ABCD中,∠A=60°,AB=4,动点M,N同时从A点出发,点M以每秒2个单位长度沿折线A﹣B﹣C向终点C运动;点N以每秒1个单位长度沿线段AD向终点D运动,当其中一点运动至终点时,另一点随之停止运动.设运动时间为x秒,△AMN的面积为y个平方单位,则下列正确表示y与x函数关系的图象是()A B C D解:连接BD,过B作BE⊥AD于E,当0≤x<2时,点M在AB上在菱形ABCD中,∠A=60°,AB=4∴AB=AD∴△ABD是等边三角形∴AE=ED=12AD=2,BE=√3AE=2√3∵AM=2x,AN=x∴AMAN=ABAE=2∵∠A=∠A∴△AMN∽△ABE∴∠ANM=∠AEB=90°∴MN=√AM2−AN2=√3xx×√3x=√32x2∴y=12当2≤x≤4时,点M在BC上y=12AN⋅BE=12x×2√3=√3x综上所述,当0≤x<2时的函数图象是开口向上的抛物线的一部分,当2≤x≤4时,函数图象是直线的一部分故选:A.2.如图1,矩形ABCD中,点E为BC的中点,点P沿BC从点B运动到点C,设B,P两点间的距离为x,P A﹣PE=y,图2是点P运动时y随x变化的关系图象,则BC=.解:由函数图象知:当x=0,即P在B点时,BA﹣BE=1.利用两点之间线段最短,得到P A﹣PE≤AE.∴y的最大值为AE∴AE=5.在Rt△ABE中,由勾股定理得:BA2+BE2=AE2=25设BE的长度为t则AB=t+1∴(t+1)2+t2=25即:t2+t﹣12=0∴(t+4)(t﹣3)=0解得t=﹣4或t=3由于t>0∴t=3∴AB=t+2=3+2=5,AD=BC=3×2=6.故答案为:6.3.如图①,在△ABC中,AB=AC,AD⊥BC于点D(BD>AD),动点P从B点出发,沿折线BA→AC方向运动,运动到点C停止,设点P的运动路程为x,△BPD的面积为y,y与x的函数图象如图②,则BC的长为.解:由题意得:AB+AC=2√13,△ABD的面积=3∵AB=AC∴AB=AC=√13∵AD⊥BC∴∠ADB=90°,BC=2BD∴AD2+BD2=AB2∴AD2+BD2=13∵△ABD的面积=3∴12AD•BD=3∴AD•BD=6∴(AD+BD)2=AD2+2BD•AD+BD2=13+2×6=25∴AD+BD=5或AD+BD=﹣5(舍去)∵AD2+BD2=AB2∴BD2+(5﹣BD)2=13∴BD=2或BD=3当BD=2时,AD=5﹣BD=3(舍去)当BD=3时,AD=5﹣BD=2∴BC=2BD=6故答案为:6.4.如图,在平面直角坐标系中,菱形AOCB的边OC在x轴上,∠AOC=60°,OC的长是一元二次方程x2﹣4x﹣12=0的根,过点C作x轴的垂线,交对角线OB于点D,直线AD分别交x轴和y 轴于点F和点E,动点M从点O以每秒1个单位长度的速度沿OD向终点D运动,动点N从点F 以每秒2个单位长度的速度沿FE向终点E运动.两点同时出发,设运动时间为t秒.(1)求直线AD的解析式;(2)连接MN,求△MDN的面积S与运动时间t的函数关系式;(3)点N在运动的过程中,在坐标平面内是否存在一点Q,使得以A,C,N,Q为顶点的四边形是矩形.若存在,直接写出点Q的坐标,若不存在,说明理由.(1)解:解方程x2﹣4x﹣12=0得:x1=6,x2=﹣2∴OC=6∵四边形AOCB是菱形,∠AOC=60°∴OA=OC=6,∠BOC=1∠AOC=30°2∴CD=OC•tan30°=6×√3=2√33∴D(6,2√3)过点A作AH⊥OC于H∵∠AOH=60°OA=3,AH=OA•sin60°=6×√32=3√3∴OH=12∴A(3,3√3)设直线AD的解析式为y=kx+b(k≠0)代入A(3,3√3),D(6,2√3)得:{3k+b=3√36k+b=2√3解得:{k=−√3 3b=4√3∴直线AD的解析式为y=−√33x+4√3;(2)解:由(1)知在Rt△COD中,CD=2√3,∠DOC=30°∴OD=2CD=4√3,∠EOD=90°﹣∠DOC=90°﹣30°=60°∵直线y=−√33x+4√3与y轴交于点E∴OE=4√3∴OE=OD∴△EOD是等边三角形∴∠OED=∠EDO=∠BDF=60°,ED=OD=4√3∴∠OFE=30°=∠DOF∴DO=DF=4√3①当点N在DF上,即0≤t≤2√3时由题意得:DM=OD−OM=4√3−t,DN=4√3−2t过点N作NP⊥OB于P则NP=DN×sin∠PDN=DN×sin60°=(4√3−2t)×√32=6−√3t∴S=12DM×NP=12(4√3−t)×(6−√3t)=√32t2﹣9t+12√3;②当点N在DE上,即2√3<t≤4√3时由题意得:DM=OD﹣OM=√3−t,DN=2t﹣4√3过点N作NT⊥OB于T则NT =DN •sin ∠NDT =DN •sin60°=(2t ﹣4√3)×√32=√3t −6 ∴S =12DM ⋅NT =12(4√3−t)(√3t −6)=−√32t 2+9t −12√3; 综上,S ={√32t 2−9t +12√3(0≤t ≤2√3)−√32t 2+9t −12√3(2√3<t ≤4√3);(3)解:存在,分情况讨论:①如图,当AN 是直角边时,则CN ⊥EF ,过点N 作NK ⊥CF 于K∵∠NFC =30° OE =4√3 ∴∠NCK =60° OF =√3OE =12 ∴CF =12﹣6=6 ∴CN =12CF =3∴CK =CN ×cos60°=3×12=32 NK =CN ×sin60°=3×√32=3√32 ∴将点N 向左平移32个单位长度,再向下平移3√32个单位长度得到点C ∴将点A 向左平移32个单位长度,再向下平移3√32个单位长度得到点Q∵A(3,3√3) ∴Q (32,3√32); ②如图,当AN 是对角线时,则∠ACN =90°,过点N 作NL ⊥CF 于L∵OA =OC ,∠AOC =60° ∴△AOC 是等边三角形 ∴∠ACO =60°∴∠NCF=180°﹣60°﹣90°=30°=∠NFC∴CL=FL=12CF=3∴NL=CL•tan30°=3×√33=√3∴将点C向右平移3个单位长度,再向上平移√3个单位长度得到点N ∴将点A向右平移3个单位长度,再向上平移√3个单位长度得到点Q ∵A(3,3√3)∴Q(6,4√3);∴存在一点Q,使得以A,C,N,Q为顶点的四边形是矩形,点Q的坐标是(32,3√32)或(6,4√3).练习题1.如图1,在Rt△ABC中,动点P从A点运动到B点再到C点后停止,速度为2单位/s,其中BP 长与运动时间t(单位:s)的关系如图2,则AC的长为()A.15√52B.√427C.17D.5√32.如图1,正方形ABCD的边长为4,E为CD边的中点.动点P从点A出发沿AB→BC匀速运动,运动到点C时停止.设点P的运动路程为x,线段PE的长为y,y与x的函数图象如图2所示,则点M的坐标为()A.(4,2√3)B.(4,4)C.(4,2√5)D.(4,5)3.如图,在正方形ABCD中,AB=4,动点M,N分别从点A,B同时出发,沿射线AB,射线BC 的方向匀速运动,且速度的大小相等,连接DM,MN,ND.设点M运动的路程为x(0≤x≤4),△DMN的面积为S,下列图象中能反映S与x之间函数关系的是()A B C D4.如图,在边长为4的菱形ABCD中,∠A=60°,点P从点A出发,沿路线A→B→C→D运动.设P点经过的路程为x,以点A,D,P为顶点的三角形的面积为y,则下列图象能反映y与x的函数关系的是()A B C D5.如图,四边形ABCD中,已知AB∥CD,AB与CD之间的距离为4,AD=5,CD=3,∠ABC=45°,点P,Q同时由A点出发,分别沿边AB,折线ADCB向终点B方向移动,在移动过程中始终保持PQ⊥AB,已知点P的移动速度为每秒1个单位长度,设点P的移动时间为x秒,△APQ 的面积为y,则能反映y与x之间函数关系的图象是()A B C D6.如图(1),在平面直角坐标系中,矩形ABCD在第一象限,且BC∥x轴,直线y=2x+1沿x轴正方向平移,在平移过程中,直线被矩形ABCD截得的线段长为a,直线在x轴上平移的距离为b,a、b间的函数关系图象如图(2)所示,那么矩形ABCD的面积为.7.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=8,BC=6,点P是平面内一个动点,且AP=3,Q 为BP的中点,在P点运动过程中,设线段CQ的长度为m,则m的取值范围是.8.如图1,E为矩形ABCD的边AD上一点,点P从点B出发沿折线BE﹣ED﹣DC运动到点C停止,点Q从点B出发沿BC运动到点C停止,它们运动的速度都是1cm/s.若点P、点Q同时开始运动,设运动时间为t(s),△BPQ的面积为y(cm2),已知y与t之间的函数图象如图2所示.=48cm2;③当14<t<22时,y 给出下列结论:①当0<t≤10时,△BPQ是等腰三角形;②S△ABE=110﹣5t;④在运动过程中,使得△ABP是等腰三角形的P点一共有3个;⑤△BPQ与△ABE相似时,t=14.5.其中正确结论的序号是.9.如图,在平面直角坐标系中,点A的坐标为(9,0),点C的坐标为(0,3),以OA,OC为边作矩形OABC.动点E,F分别从点O,B同时出发,以每秒1个单位长度的速度沿OA,BC向终点A,C移动.当移动时间为4秒时,求AC•EF的值.10.在平面直角坐标系中,O为原点,菱形ABCD的顶点A(√3,0),B(0,1),D(2√3,1),矩形EFGH的顶点E(0,12),F(−√3,12),H(0,32).(1)填空:如图①,点C的坐标为点G的坐标为;(2)将矩形EFGH沿水平方向向右平移,得到矩形E′FG′H′,点E,F,G,H的对应点分别为E′,F′,G′,H′,设EE′=t,矩形E′F′G′H′与菱形ABCD重叠部分的面积为S.①如图②,当边E′F′与AB相交于点M、边G′H′与BC相交于点N,且矩形E′F′G′H′与菱形ABCD重叠部分为五边形时,试用含有t的式子表示S,并直接写出t的取值范围;②当2√33≤t≤11√34时,求S的取值范围(直接写出结果即可).11.已知正方形ABCD与正方形AEFG,正方形AEFG绕点A旋转一周.(1)如图①,连接BG、CF,求CFBG的值;(2)当正方形AEFG旋转至图②位置时,连接CF、BE,分别取CF、BE的中点M、N,连接MN、试探究:MN与BE的关系,并说明理由;(3)连接BE、BF,分别取BE、BF的中点N、Q,连接QN,AE=6,请直接写出线段QN扫过的面积.12.已知四边形ABCD是边长为1的正方形,点E是射线BC上的动点,以AE为直角边在直线BC 的上方作等腰直角三角形AEF,∠AEF=90°,设BE=m.(1)如图,若点E在线段BC上运动,EF交CD于点P,AF交CD于点Q,连接CF 时,求线段CF的长;①当m=13②在△PQE中,设边QE上的高为h,请用含m的代数式表示h,并求h的最大值;(2)设过BC的中点且垂直于BC的直线被等腰直角三角形AEF截得的线段长为y,请直接写出y 与m的关系式.参考答案1.C.2.C.3.A.4.A.5.B.6.8.7.72≤m≤132.8.①③⑤.9.30.10.(1)(√3,2)(−√3,32);(2)当2√33≤t≤11√34时,则√316≤S≤√3.11.(1)√2;(2)BE=2MN MN⊥BE (3)9π.12.(1)①√23;②h=﹣m2+m=﹣(m−12)2+14,∴m=12时,h最大值是14;(2)y={1−12m−1−m2(1+m)+m2(0≤m≤12) 1+m22m2+2m(m>12).。
中考专题训练 动点问题例1. 如图, 在ABC ∆中,AB AC =,AD BC ⊥于点D ,10BC cm =,8AD cm =. 点P 从点B 出发, 在线段BC 上以每秒3cm 的速度向点C 匀速运动, 与此同时, 垂直于AD 的直线m 从底边BC 出发, 以每秒2cm 的速度沿DA 方向匀速平移, 分别交AB 、AC 、AD 于E 、F 、H ,当点P 到达点C 时, 点P 与直线m 同时停止运动, 设运动时间为t 秒(0)t >.(1) 当2t =时, 连接DE 、DF ,求证: 四边形AEDF 为菱形;(2) 在整个运动过程中, 所形成的PEF ∆的面积存在最大值, 当PEF ∆的面积最大时, 求线段BP 的长;(3) 是否存在某一时刻t ,使PEF ∆为直角三角形?若存在, 请求出此时刻t 的值;若不存在, 请说明理由 .【解答】(1) 证明: 当2t =时,4DH AH ==,则H 为AD 的中点, 如答图 1 所示 . 又EF AD ⊥Q ,EF ∴为AD 的垂直平分线,AE DE ∴=,AF DF =.AB AC =Q ,AD BC ⊥于点D ,AD BC ∴⊥,B C ∠=∠.//EF BC ∴,AEF B ∴∠=∠,AFE C ∠=∠,AEF AFE ∴∠=∠,AE AF ∴=,AE AF DE DF ∴===,即四边形AEDF 为菱形 .(2) 解: 如答图 2 所示, 由 (1) 知//EF BC ,AEF ABC ∴∆∆∽, ∴EF AH BC AD =,即82108EF t -=,解得:5102EF t =-. 221155510(10)210(2)10(0)222223PEF S EF DH t t t t t t ∆==-=-+=--+<<g g , ∴当2t =秒时,PEF S ∆存在最大值, 最大值为210cm ,此时36BP t cm ==.(3) 解: 存在 . 理由如下:①若点E 为直角顶点, 如答图 3①所示,此时//PE AD ,2PE DH t ==,3BP t =.//PE AD Q ,∴PE BP AD BD =,即2385t t =,此比例式不成立, 故此种情形不存在; ②若点F 为直角顶点如答图 3②所示,此时//PF AD ,2PF DH t ==,3BP t =,103CP t =-.//PF AD Q ,∴PF CP AD CD =,即210385t t -=,解得4017t =;③若点P 为直角顶点,如答图③所示 .过点E 作EM BC ⊥于点M ,过点F 作FN BC ⊥于点N ,则2EM FN DH t ===,////EM FN AD .//EM AD Q ,∴EM BM AD BD=,即285t BM =,解得54BM t =, 57344PM BP BM t t t ∴=-=-=. 在Rt EMP ∆中, 由勾股定理得:2222227113(2)()416PE EM PM t t t =+=+=. //FN AD Q ,∴FN CN AD CD=,即285t CN =,解得54CN t =, 5171031044PN BC BP CN t t t ∴=--=--=-. 在Rt FNP ∆中, 由勾股定理得:22222217353(2)(10)85100416PF FN PN t t t t =+=+-=-+. 在Rt PEF ∆中, 由勾股定理得:222EF PE PF =+, 即:2225113353(10)()(85100)21616t t t t -=+-+ 化简得:21833508t t -=, 解得:280183t =或0t =(舍 去) 280183t ∴=. 综上所述, 当4017t =秒或280183t =秒时,PEF ∆为直角三角形 .例2. 如图, 在同一平面上, 两块斜边相等的直角三角板Rt ABC ∆和Rt ADC ∆拼在一起,使斜边AC 完全重合, 且顶点B ,D 分别在AC 的两旁,90ABC ADC ∠=∠=︒,30CAD ∠=︒,4AB BC cm ==(1) 填空:AD = )cm ,DC = ()cm(2) 点M ,N 分别从A 点,C 点同时以每秒1cm 的速度等速出发, 且分别在AD ,CB 上沿A D →,CB →方向运动,当N 点运动到B 点时,M 、N 两点同时停止运动, 连接MN ,求当M 、N 点运动了x 秒时, 点N 到AD 的距离 (用 含x 的式子表示)(3) 在 (2) 的条件下, 取DC 中点P ,连接MP ,NP ,设PMN ∆的面积为2()y cm ,在整个运动过程中,PMN ∆的面积y 存在最大值, 请求出y 的最大值 .(参考数据sin 75︒=sin15︒=【解答】解: (1)90ABC ∠=︒Q ,4AB BC cm ==,AC ∴== 90ADC ∠=︒Q ,30CAD ∠=︒,12DC AC ∴==AD ∴==故答案为:,(2) 过点N 作NE AD ⊥于E ,作NF DC ⊥,交DC 的延长线于F ,如图所示:则NE DF =,90ABC ADC ∠=∠=︒Q ,AB BC =,30CAD ∠=︒,45ACB ∴∠=︒,60ACD ∠=︒,180456075NCF ∴∠=︒-︒-︒=︒,15FNC ∠=︒,sin FC FNC NC∠=Q ,NC x =,4FC x ∴=,4NE DF x ∴==+ ∴点N 到ADx +; (3)sin FN NCF NC∠=Q ,FN x ∴=, P Q 为DC 的中点,PD CP ∴==4PF x ∴=+ PMN ∴∆的面积y =梯形MDFN 的面积PMD -∆的面积PNF -∆的面积111))222x x x =++-2784x x =++ 即y 是x 的二次函数,Q 08<, y ∴有最大值,当7x ==时,y=例3. 如图,BD 是正方形ABCD 的对角线,2BC =,边BC 在其所在的直线上平移, 将通过平移得到的线段记为PQ ,连接PA 、QD ,并过点Q 作QO BD ⊥,垂足为O ,连接OA 、OP .(1) 请直接写出线段BC 在平移过程中, 四边形APQD 是什么四边形?(2) 请判断OA 、OP 之间的数量关系和位置关系, 并加以证明;(3) 在平移变换过程中, 设OPB y S ∆=,(02)BP x x =剟,求y 与x 之间的函数关系式,并求出y 的最大值 .【解答】(1) 四边形APQD 为平行四边形;(2)OA OP =,OA OP ⊥,理由如下:Q 四边形ABCD 是正方形,AB BC PQ ∴==,45ABO OBQ ∠=∠=︒,OQ BD ⊥Q ,45PQO ∴∠=︒,45ABO OBQ PQO ∴∠=∠=∠=︒,OB OQ ∴=,在AOB ∆和OPQ ∆中,AB PQABO PQO BO QO=⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩()AOB POQ SAS ∴∆≅∆,OA OP ∴=,AOB POQ ∠=∠,90AOP BOQ ∴∠=∠=︒,OA OP ∴⊥;(3) 如图, 过O 作OE BC ⊥于E .①如图 1 ,当P 点在B 点右侧时,则2BQ x =+,22x OE +=, 1222x y x +∴=⨯g ,即211(1)44y x =+-, 又02x Q 剟, ∴当2x =时,y 有最大值为 2 ;②如图 2 ,当P 点在B 点左侧时,则2BQ x =-,22x OE -=, 1222x y x -∴=⨯g ,即211(1)44y x =--+, 又02x Q 剟, ∴当1x =时,y 有最大值为14; 综上所述,∴当2x =时,y 有最大值为 2 .例4. 如图, 在平面直角坐标系中,O 为原点, 四边形ABCO 是矩形, 点A ,C 的坐标分别是(0,2)A 和C 0),点D 是对角线AC 上一动点 (不 与A ,C 重合) ,连结BD ,作DE DB ⊥,交x 轴于点E ,以线段DE ,DB 为邻边作矩形BDEF .(1) 填空: 点B 的坐标为 ;(2) 是否存在这样的点D ,使得DEC ∆是等腰三角形?若存在, 请求出AD 的长度;若不存在, 请说明理由;(3)①求证:DE DB = ②设AD x =,矩形BDEF 的面积为y ,求y 关于x 的函数关系式 (可 利用①的结论) ,并求出y 的最小值 .【解答】解: (1)Q 四边形AOCB 是矩形,2BC OA ∴==,OC AB ==90BCO BAO ∠=∠=︒,B ∴2).故答案为2).(2) 存在 . 理由如下:2OA =Q ,OC =tan AO ACO OC ∠==Q 30ACO ∴∠=︒,60ACB ∠=︒①如图 1 中, 当E 在线段CO 上时,DEC ∆是等腰三角形, 观察图象可知, 只有ED EC =, 30DCE EDC ∴∠=∠=︒,60DBC BCD ∴∠=∠=︒,DBC ∴∆是等边三角形,2DC BC ∴==,在Rt AOC ∆中,30ACO ∠=︒Q ,2OA =,24AC AO ∴==,422AD AC CD ∴=-=-=.∴当2AD =时,DEC ∆是等腰三角形 .②如图 2 中, 当E 在OC 的延长线上时,DCE ∆是等腰三角形, 只有CD CE =,15DBC DEC CDE ∠=∠=∠=︒,75ABD ADB ∴∠=∠=︒,AB AD ∴==综上所述, 满足条件的AD 的值为 2 或(3)①如图 1 ,过点D 作MN AB ⊥交AB 于M ,交OC 于N ,(0,2)A Q 和C 0),∴直线AC 的解析式为23y x =-+,设(,2)3D a a -+,2DN ∴=+,BM a =90BDE ∠=︒Q ,90BDM NDE∴∠+∠=︒,90BDM DBM∠+∠=︒,DBM EDN∴∠=∠,90BMD DNE∠=∠=︒Q,BMD DNE∴∆∆∽,∴23DE DNBD BM+===.②如图 2 中,作DH AB⊥于H.在Rt ADH∆中,AD x=Q,30DAH ACO∠=∠=︒,1122DH AD x∴==,AH x==,2BH x∴=,在Rt BDH∆中,BD==,DE∴==∴矩形BDEF的面积为22612)y x x==-+,即2y=-+23)3y x∴=-+Q03>,3x ∴=时,y .例5. 已知Rt OAB ∆,90OAB ∠=︒,30ABO ∠=︒,斜边4OB =,将Rt OAB ∆绕点O 顺时针旋转60︒,如图 1 ,连接BC .(1) 填空:OBC ∠= 60 ︒;(2) 如图 1 ,连接AC ,作OP AC ⊥,垂足为P ,求OP 的长度;(3) 如图 2 ,点M ,N 同时从点O 出发, 在OCB ∆边上运动,M 沿O C B →→路径匀速运动,N 沿O B C →→路径匀速运动, 当两点相遇时运动停止, 已知点M 的运动速度为1.5 单位/秒, 点N 的运动速度为 1 单位/秒, 设运动时间为x 秒,OMN ∆的面积为y ,求当x 为何值时y 取得最大值?最大值为多少?【解答】解: (1) 由旋转性质可知:OB OC =,60BOC ∠=︒,OBC ∴∆是等边三角形,60OBC ∴∠=︒.故答案为 60 .(2) 如图 1 中,4OB =Q ,30ABO ∠=︒,122OA OB ∴==,AB ==11222AOC S OA AB ∆∴==⨯⨯=g gBOC ∆Q 是等边三角形,60OBC ∴∠=︒,90ABC ABO OBC ∠=∠+∠=︒,AC ∴==27AOC S OP AC ∆∴===.(3)①当803x <…时,M 在OC 上运动,N 在OB 上运动,此时过点N 作NE OC ⊥且交OC 于点E .则sin 60NE ON x =︒=g ,11 1.522OMN S OM NE x x ∆∴==⨯g g ,28y x ∴=.83x ∴=时,y 有最大值, 最大值=. ②当843x <„时,M 在BC 上运动,N 在OB 上运动 .作MH OB ⊥于H . 则8 1.5BM x =-,sin 60(8 1.5)2MH BM x =︒=-g,212y ON MH x ∴=⨯⨯=+.当83x =时,y 取最大值,y < ③当4 4.8x <„时,M 、N 都在BC 上运动, 作OG BC ⊥于G .12 2.5MN x =-,OG AB ==,122y MN OG x ∴==g g ,当4x =时,y 有最大值, 最大值=,综上所述,y 有最大值, .。
专题15 动点综合问题【典例分析】【考点1】动点之全等三角形问题【例1】如图,直线443y x=-+与x轴和y轴分别交于,A B两点,另一条直线过点A和点(7,3) C.(1)求直线AC的函数表达式;(2)求证: AB AC⊥;(3)若点P是直线AC上的一个动点,点Q是x轴上的一个动点,且以,,P Q A为顶点的三角形与AOB∆全等,求点Q的坐标.【变式1-1】)如图,CA⊥BC,垂足为C,AC=2Cm,BC=6cm,射线BM⊥BQ,垂足为B,动点P从C点出发以1cm/s 的速度沿射线CQ 运动,点N 为射线BM 上一动点,满足PN=AB,随着P 点运动而运动,当点P 运动_______秒时,△BCA 与点P 、N 、B 为顶点的三角形全等.(2个全等三角形不重合)【考点2】动点之直角三角形问题 【例2】(模型建立)(1)如图1,等腰直角三角形ABC 中,90ACB ∠=o,CB CA =,直线ED 经过点C ,过A 作AD ED ⊥于点D ,过B 作BE ED ⊥于点E .求证:BEC CDA ∆≅∆; (模型应用)(2)已知直线1l:443y x =+与坐标轴交于点A 、B ,将直线1l 绕点A 逆时针旋转45o 至直线2l,如图2,求直线2l的函数表达式;(3)如图3,长方形ABCO ,O 为坐标原点,点B 的坐标为()8,6-,点A 、C 分别在坐标轴上,点P 是线段BC 上的动点,点D 是直线26y x =-+上的动点且在第四象限.若APD ∆是以点D 为直角顶点的等腰直角三角形,请直接写出点D 的坐标.【变式2-1】(2019·辽宁中考模拟)如图,已知二次函数y =ax2+bx+4的图象与x 轴交于点A(4,0)和点D(﹣1,0),与y 轴交于点C ,过点C 作BC 平行于x 轴交抛物线于点B ,连接AC(1)求这个二次函数的表达式;(2)点M 从点O 出发以每秒2个单位长度的速度向点A 运动;点N 从点B 同时出发,以每秒1个单位长度的速度向点C 运动,其中一个动点到达终点时,另一个动点也随之停动,过点N 作NQ 垂直于BC 交AC 于点Q ,连结MQ.①求△AQM的面积S与运动时间t之间的函数关系式,写出自变量的取值范围;当t为何值时,S有最大值,并求出S的最大值;②是否存在点M,使得△AQM为直角三角形?若存在,求出点M的坐标;若不存在,说明理由.【变式2-2】如图,四边形ABCD是正方形,以DC为边向外作等边△DCE,连接AE交BD 于点F,交CD于点G,点P是线段AE上一动点,连接DP、BP.(1)求∠AFB的度数;(2)在点P从A到E的运动过程中,若DP平分∠CDE,求证:AG•DP=DG•BD;(3)已知AD=6,在点P从A到E的运动过程中,若△DBP是直角三角形,请求DP的长.【考点3】动点之等腰三角形问题【例3】(2019·湖南中考真题)如图一,在射线DE的一侧以AD为一条边作矩形ABCD,53AD=5CD=,点M是线段AC上一动点(不与点A重合),连结BM,过点M作BM的垂线交射线DE于点N,连接BN.(1)求CAD ∠的大小;(2)问题探究:动点M 在运动的过程中,①是否能使AMN ∆为等腰三角形,如果能,求出线段MC 的长度;如果不能,请说明理由. ②MBN ∠的大小是否改变?若不改变,请求出MBN ∠的大小;若改变,请说明理由. (3)问题解决:如图二,当动点M 运动到AC 的中点时,AM 与BN 的交点为F ,MN 的中点为H ,求线段FH 的长度.【变式3-1】如图①,已知正方形ABCD 边长为2,点P 是AD 边上的一个动点,点A 关于直线BP 的对称点是点Q ,连结PQ 、DQ 、CQ 、BQ .设AP=x.(1)当1x =时,求BP 长;(2)如图②,若PQ 的延长线交CD 边于E ,并且90CQD ∠=o,求证:CEQ ∆为等腰三角形;(3)若点P 是射线AD 上的一个动点,则当CDQ ∆为等腰三角形时,求x 的值.【变式3-2】(2019·河南中考模拟)如图,抛物线y=ax2+bx+3交y 轴于点A ,交x 轴于点B (-3,0)和点C (1,0),顶点为点M . (1)求抛物线的解析式;(2)如图,点E 为x 轴上一动点,若△AME 的周长最小,请求出点E 的坐标;(3)点F 为直线AB 上一个动点,点P 为抛物线上一个动点,若△BFP 为等腰直角三角形,请直接写出点P 的坐标.【变式3-3】(2019·广西中考真题)已知抛物线2y mx =和直线y x b =-+都经过点()2,4M -,点O 为坐标原点,点P 为抛物线上的动点,直线y x b =-+与x 轴、y 轴分别交于AB 、两点. (1)求m b 、的值;(2)当PAM ∆是以AM 为底边的等腰三角形时,求点P 的坐标; (3)满足(2)的条件时,求sin BOP ∠的值. 【考点4】动点之相似三角形问题【例4】在边长为4的正方形ABCD 中,动点E 以每秒1个单位长度的速度从点A 开始沿边AB 向点B 运动,动点F 以每秒2个单位长度的速度从点B 开始沿边BC 向点C 运动,动点E 比动点F 先出发1秒,其中一个动点到达终点时,另一个动点也随之停止运动,设点F 的运动时间为t 秒.()1如图1,连接DE ,AF ,若DE AF ⊥,求t 的值 ()2如图2,连接,EF DF ,当t 为何值时,?EBF DCF V :V【变式4-1】已知:如图,在平面直角坐标系中,△ABC是直角三角形,∠ACB=90°,点A,C的坐标分别为A(﹣3,0),C(1,0),BC=34AC(1)求过点A,B的直线的函数表达式;(2)在x轴上找一点D,连接DB,使得△ADB与△ABC相似(不包括全等),并求点D 的坐标;(3)在(2)的条件下,如P,Q分别是AB和AD上的动点,连接PQ,设AP=DQ=m,问是否存在这样的m,使得△APQ与△ADB相似?如存在,请求出m的值;如不存在,请说明理由.【变式4-2】如图,已知抛物线2y ax bx c =++经过A(-3,0)、B(8,0)、C(0,4)三点,点D是抛物线上的动点,连结AD与y轴相交于点E,连结AC,CD.(1)求抛物线所对应的函数表达式;(2)当AD平分∠CAB时.①求直线AD所对应的函数表达式;②设P是x轴上的一个动点,若△PAD与△CAD相似,求点P的坐标.【考点5】动点之平行四边形问题(含特殊四边形)【例5】(2019·广东中考模拟)如图,点O是平面直角坐标系的原点,点A33),AC⊥OA 与x轴的交点为C.动点M3A向点O运动.同时,动点N以每秒3个单位长度由点O向点C运动,当一动点先到终点时,另一动点立即停止运动.(1)写出∠AOC的值;(2)用t表示出四边形AMNC的面积;(3)求点P的坐标,使得以O、N、M、P为顶点的四边形是特殊的平行四边形?【变式5-1】(2019·江西中考真题)在图1,2,3中,已知,,点为线段上的动点,连接,以为边向上作菱形,且.(1)如图1,当点与点重合时,________°;(2)如图2,连接.①填空:_________(填“>”,“<”,“=”);②求证:点在的平分线上;(3)如图3,连接,,并延长交的延长线于点,当四边形是平行四边形时,求的值.【变式5-2】(2019·湖南中考真题)如图,二次函数213y x bx c=-++的图象过原点,与x轴的另一个交点为() 8,0【变式5-3】.如图,在平面直角坐标系中,AOB ∆的顶点O 是坐标原点,点A 坐标为()1,3,A 、B 两点关于直线y x =对称,反比例函数()0ky x x =>图象经过点A ,点P 是直线y x=上一动点.(1)B 点的坐标为______;(2)若点C 是反比例函数图象上一点,是否存在这样的点C ,使得以A 、B 、C 、P 四点为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出点C 坐标;若不存在,请说明理由; (3)若点Q 是线段OP 上一点(O 不与O 、P 重合),当四边形AOBP 为菱形时,过点Q 分别作直线OA 和直线AP 的垂线,垂足分别为E 、F ,当QE QF QB ++的值最小时,求出Q 点坐标.【考点6】动点之线段面积问题【例6】如图已知平面内有一动点A ,x 轴上有一定点B (4,0),连接AB ,且将线段AB 绕B 点逆时针旋转90°得到线段BC .①当A 点坐标为(1,1)时,求C 点坐标;②当A 点在直线x=1上滑动时,求在此运动过程中△BOC 的面积是否发生变化,若不变,请求出面积,若变化,请说明理由;③若总条件中的动点A 改为直线y=x 上的动点A ,其余条件都不变,请直接写出当A 点在直线y=x 上滑动时,点D (0,-2)到C 点的最短距离.【变式6-1】(2019·山东中考模拟)如图,抛物线2y x bx c =-++交x 轴于点()30A -,和点B ,交y 轴于点()0,3C .(1)求抛物线的函数表达式; (2)若点P 在抛物线上,且4AOP BOCS S ∆∆=,求点P 的坐标;(3)如图,设点Q 是线段AC 上的一动点,作DQ x ⊥轴,交抛物线于点D ,求线段DQ 长度的最大值,并求出DAC ∆面积的最大值.【变式6-2】如图,矩形ABCD 中,3,4AD AB ==,点P 是对角线AC 上一动点(不与A C 、重合),连接PB ,过点P 作PE PB ⊥,交射线DC 于点E ,以线段,PE PB 为邻边作矩形BPEF ,过点P 作GH CD ⊥。
中考专题训练 动点问题例1.如图, 在ABC ∆中,AB AC =,AD BC ⊥于点D ,10BC cm =,8AD cm =. 点P 从点B 出发, 在线段BC 上以每秒3cm 的速度向点C 匀速运动, 与此同时, 垂直于AD 的直线m 从底边BC 出发, 以每秒2cm 的速度沿DA 方向匀速平移, 分别交AB 、AC 、AD 于E 、F 、H ,当点P 到达点C 时, 点P 与直线m 同时停止运动, 设运动时间为t 秒(0)t >.(1) 当2t =时, 连接DE 、DF ,求证: 四边形AEDF 为菱形;(2) 在整个运动过程中, 所形成的PEF ∆的面积存在最大值, 当PEF ∆的面积最大时, 求线段BP 的长;(3) 是否存在某一时刻t ,使PEF ∆为直角三角形?若存在, 请求出此时刻t 的值;若不存在, 请说明理由 .【解答】(1) 证明: 当2t =时,4DH AH ==,则H 为AD 的中点, 如答图 1 所示 . 又EF AD ⊥,EF ∴为AD 的垂直平分线, AE DE ∴=,AF DF =.AB AC =,AD BC ⊥于点D , AD BC ∴⊥,B C ∠=∠. //EF BC ∴,AEF B ∴∠=∠,AFE C ∠=∠, AEF AFE ∴∠=∠, AE AF ∴=,AE AF DE DF ∴===,即四边形AEDF 为菱形 .(2) 解: 如答图 2 所示, 由 (1) 知//EF BC ,AEF ABC ∴∆∆∽,∴EF AH BC AD =,即82108EF t -=,解得:5102EF t =-. 221155510(10)210(2)10(0)222223PEF S EF DH t t t t t t ∆==-=-+=--+<<, ∴当2t =秒时,PEF S ∆存在最大值, 最大值为210cm ,此时36BP t cm ==.(3) 解: 存在 . 理由如下:①若点E 为直角顶点, 如答图 3①所示, 此时//PE AD ,2PE DH t ==,3BP t =.//PE AD ,∴PE BP AD BD =,即2385t t=,此比例式不成立, 故此种情形不存在; ②若点F 为直角顶点如答图 3②所示,此时//PF AD ,2PF DH t ==,3BP t =,103CP t =-.//PF AD ,∴PF CP AD CD =,即210385t t -=,解得4017t =;③若点P 为直角顶点,如答图③所示 .过点E 作EM BC ⊥于点M ,过点F 作FN BC ⊥于点N ,则2EM FN DH t ===,////EM FN AD .//EM AD ,∴EM BM AD BD=,即285t BM =,解得54BM t =, 57344PM BP BM t t t ∴=-=-=.在Rt EMP ∆中, 由勾股定理得:2222227113(2)()416PE EM PM t t t =+=+=. //FN AD ,∴FN CN AD CD=,即285t CN =,解得54CN t =,5171031044PN BC BP CN t t t ∴=--=--=-.在Rt FNP ∆中, 由勾股定理得:22222217353(2)(10)85100416PF FN PN t t t t =+=+-=-+. 在Rt PEF ∆中, 由勾股定理得:222EF PE PF =+,即:2225113353(10)()(85100)21616t t t t -=+-+ 化简得:21833508t t -=, 解得:280183t =或0t =(舍 去) 280183t ∴=. 综上所述, 当4017t =秒或280183t =秒时,PEF ∆为直角三角形 .例2.如图, 在同一平面上, 两块斜边相等的直角三角板Rt ABC ∆和Rt ADC ∆拼在一起, 使斜边AC 完全重合, 且顶点B ,D 分别在AC 的两旁,90ABC ADC ∠=∠=︒,30CAD ∠=︒,4AB BC cm ==(1) 填空:AD = 26 )cm ,DC = ()cm(2) 点M ,N 分别从A 点,C 点同时以每秒1cm 的速度等速出发,且分别在AD ,CB 上沿A D →,C B →方向运动, 当N 点运动到B 点时,M 、N 两点同时停止运动, 连接MN ,求当M 、N 点运动了x 秒时, 点N 到AD 的距离 (用 含x 的式子表示)(3) 在 (2) 的条件下, 取DC 中点P ,连接MP ,NP ,设PMN ∆的面积为2()y cm ,在整个运动过程中,PMN ∆的面积y 存在最大值, 请求出y 的最大值 . (参考数据62sin 75+︒=62sin15-︒=【解答】解: (1)90ABC ∠=︒,4AB BC cm ==,22224442AC AB BC ∴=+=+=90ADC ∠=︒,30CAD ∠=︒, 1222DC AC ∴==, 326AD DC ∴==故答案为:2622;(2) 过点N 作NE AD ⊥于E ,作NF DC ⊥,交DC 的延长线于F ,如图所示: 则NE DF =,90ABC ADC ∠=∠=︒,AB BC =,30CAD ∠=︒, 45ACB ∴∠=︒,60ACD ∠=︒,180456075NCF ∴∠=︒-︒-︒=︒,15FNC ∠=︒,sin FCFNC NC∠=,NC x =, 62FC x -∴=, 6224NE DF x ∴==+, ∴点N 到AD 的距离为62224x +; (3)sin FNNCF NC∠=, 62FN x +∴=, P 为DC 的中点,2PD CP ∴==622PF x -∴=PMN ∴∆的面积y =梯形MDFN 的面积PMD -∆的面积PNF -∆的面积16262116262(2622)(26)22)()222x x x x x +--+=++- 22673222384x x -=++ 即y 是x 的二次函数,2608<, y ∴有最大值,当73227322426622x ---==--⨯时,y 667310230832369216 4246+--++-=-.例3.如图,BD 是正方形ABCD 的对角线,2BC =,边BC 在其所在的直线上平移, 将通过平移得到的线段记为PQ ,连接PA 、QD ,并过点Q 作QO BD ⊥,垂足为O ,连接OA 、OP . (1) 请直接写出线段BC 在平移过程中, 四边形APQD 是什么四边形? (2) 请判断OA 、OP 之间的数量关系和位置关系, 并加以证明;(3) 在平移变换过程中, 设OPB y S ∆=,(02)BP x x =,求y 与x 之间的函数关系式, 并求出y 的最大值 .【解答】(1) 四边形APQD 为平行四边形; (2)OA OP =,OA OP ⊥,理由如下: 四边形ABCD 是正方形,AB BC PQ ∴==,45ABO OBQ ∠=∠=︒,OQ BD ⊥, 45PQO ∴∠=︒,45ABO OBQ PQO ∴∠=∠=∠=︒, OB OQ ∴=,在AOB ∆和OPQ ∆中,AB PQ ABO PQO BO QO =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩()AOB POQ SAS ∴∆≅∆,OA OP ∴=,AOB POQ ∠=∠,90AOP BOQ ∴∠=∠=︒,OA OP ∴⊥;(3) 如图, 过O 作OE BC ⊥于E . ①如图 1 ,当P 点在B 点右侧时, 则2BQ x =+,22x OE +=, 1222x y x +∴=⨯,即211(1)44y x =+-,又02x ,∴当2x =时,y 有最大值为 2 ;②如图 2 ,当P 点在B 点左侧时, 则2BQ x =-,22xOE -=, 1222x y x -∴=⨯,即211(1)44y x =--+,又02x ,∴当1x =时,y 有最大值为14; 综上所述,∴当2x =时,y 有最大值为 2 .例4.如图, 在平面直角坐标系中,O 为原点, 四边形ABCO 是矩形, 点A ,C 的坐标分别是(0,2)A和(23C 0),点D 是对角线AC 上一动点 (不 与A ,C 重合) ,连结BD ,作DE DB ⊥,交x 轴于点E ,以线段DE ,DB 为邻边作矩形BDEF . (1) 填空: 点B 的坐标为 3, ;(2) 是否存在这样的点D ,使得DEC ∆是等腰三角形?若存在, 请求出AD 的长度;若不存在, 请说明理由; (3)①求证:3DE DB =; ②设AD x =,矩形BDEF 的面积为y ,求y 关于x 的函数关系式 (可 利用①的结论) ,并求出y 的最小值 .【解答】解: (1)四边形AOCB 是矩形,2BC OA ∴==,23OC AB ==,90BCO BAO ∠=∠=︒,(23B ∴2).故答案为32).(2) 存在 . 理由如下:2OA =,23OC =3tan 3AO ACO OC ∠==, 30ACO ∴∠=︒,60ACB ∠=︒①如图 1 中, 当E 在线段CO 上时,DEC ∆是等腰三角形, 观察图象可知, 只有ED EC =,30DCE EDC ∴∠=∠=︒, 60DBC BCD ∴∠=∠=︒, DBC ∴∆是等边三角形, 2DC BC ∴==,在Rt AOC ∆中,30ACO ∠=︒,2OA =,24AC AO ∴==,422AD AC CD ∴=-=-=.∴当2AD =时,DEC ∆是等腰三角形 .②如图 2 中, 当E 在OC 的延长线上时,DCE ∆是等腰三角形, 只有CD CE =,15DBC DEC CDE ∠=∠=∠=︒, 75ABD ADB ∴∠=∠=︒,23AB AD ∴==综上所述, 满足条件的AD 的值为 2 或3(3)①如图 1 ,过点D 作MN AB ⊥交AB 于M ,交OC 于N ,(0,2)A 和(23C 0), ∴直线AC 的解析式为323y x =-+, 设3(,2)3D a a -+, 32DN ∴=+,23BM a = 90BDE ∠=︒,90BDM NDE ∴∠+∠=︒,90BDM DBM ∠+∠=︒, DBM EDN ∴∠=∠,90BMD DNE ∠=∠=︒, BMD DNE ∴∆∆∽,∴323323DE DN BD BM a-+===-②如图 2 中, 作DH AB ⊥于H .在Rt ADH ∆中,AD x =,30DAH ACO ∠=∠=︒,1122DH AD x ∴==,223AH AD DH x =-=, 33BH x ∴=, 在Rt BDH ∆中,222213()(23)22BD BH DH x x =+=+-, 223313()(23)3322DE BD x x ∴==+-, ∴矩形BDEF 的面积为22223133[()(23)]612)3223y x x x x =+-=-+, 即232343y x x =-+ 233)3y x ∴=- 303>, 3x ∴=时,y 3例5. 已知Rt OAB ∆,90OAB ∠=︒,30ABO ∠=︒,斜边4OB =,将Rt OAB ∆绕点O 顺时针旋转60︒,如图 1 ,连接BC .(1) 填空:OBC ∠= 60 ︒;(2) 如图 1 ,连接AC ,作OP AC ⊥,垂足为P ,求OP 的长度;(3) 如图 2 ,点M ,N 同时从点O 出发, 在OCB ∆边上运动,M 沿O C B →→路径匀速运动,N 沿O B C →→路径匀速运动,当两点相遇时运动停止, 已知点M 的运动速度为 1.5 单位/秒, 点N 的运动速度为 1 单位/秒, 设运动时间为x 秒,OMN ∆的面积为y ,求当x 为何值时y 取得最大值?最大值为多少?【解答】解: (1) 由旋转性质可知:OB OC =,60BOC ∠=︒,OBC ∴∆是等边三角形,60OBC ∴∠=︒.故答案为 60 .(2) 如图 1 中,4OB =,30ABO ∠=︒,122OA OB ∴==,323AB OA ==112232322AOC S OA AB ∆∴==⨯⨯=BOC ∆是等边三角形,60OBC ∴∠=︒,90ABC ABO OBC ∠=∠+∠=︒,2227AC AB BC ∴=+=243221727AOC S OP AC ∆∴===. (3)①当803x <时,M 在OC 上运动,N 在OB 上运动, 此时过点N 作NE OC ⊥且交OC 于点E . 则3sin 602NE ON x =︒=,113 1.5222OMN S OM NE x x ∆∴==⨯⨯, 233y x ∴=. 83x ∴=时,y 有最大值, 最大值83=. ②当843x <时,M 在BC 上运动,N 在OB 上运动 .作MH OB ⊥于H . 则8 1.5BM x =-,3sin 60 1.5)MH BM x =︒=-, 21332328y ON MH x x ∴=⨯⨯=-+. 当83x =时,y 取最大值,833y <③当4 4.8x <时,M 、N 都在BC 上运动, 作OG BC ⊥于G .12 2.5MN x =-,23OG AB ==, 15312322y MN OG x ∴==-, 当4x =时,y 有最大值, 最大值23=, 综上所述,y 有最大值, 最大值为833.。