《2014挑战中考数学压轴题》1.4-因动点产生的平行四边形问题
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因动点产生的平行四边形问题中考压轴题精编版MQS system office room 【MQS16H-TTMS2A-MQSS8Q8-MQSH16898】因动点产生的平行四边形问题 例 1 2012年福州市中考第21题如图1,在Rt △ABC 中,∠C =90°,AC =6,BC =8,动点P 从点A 开始沿边AC 向点C 以每秒1个单位长度的速度运动,动点Q 从点C 开始沿边CB 向点B 以每秒2个单位长度的速度运动,过点P 作PD 思路点拨1.菱形PDBQ 必须符合两个条件,点P 在∠ABC 的平分线上,PQ //AB .先求出点P 运动的时间t ,再根据PQ //AB ,对应线段成比例求CQ 的长,从而求出点Q 的速度.2.探究点M 的路径,可以先取两个极端值画线段,再验证这条线段是不是点M 的路径.满分解答(1)QB =8-2t ,PD =43t . (2)如图3,作∠ABC 的平分线交CA 于P ,过点P 作PQ //AB 交BC 于Q ,那么四边形PDBQ 是菱形.过点P 作PE ⊥AB ,垂足为E ,那么BE =BC =8.在Rt △ABC 中,AC =6,BC =8,所以AB =10. 图3在Rt △APE 中,23cos 5AE A AP t ===,所以103t =. 当PQ //AB 时,CQ CP CB CA =,即106386CQ -=.解得329CQ =. 所以点Q 的运动速度为3210169315÷=. (3)以C 为原点建立直角坐标系.如图4,当t =0时,PQ 的中点就是AC 的中点E (3,0).如图5,当t =4时,PQ 的中点就是PB 的中点F (1,4).直线EF 的解析式是y =-2x +6.如图6,PQ 的中点M 的坐标可以表示为(62t -,t ).经验证,点M (62t -,t )在直线EF 上.所以PQ 的中点M 的运动路径长就是线段EF 的长,EF =25.图4 图5 图6考点伸展第(3)题求点M 的运动路径还有一种通用的方法是设二次函数:当t =2时,PQ 的中点为(2,2).设点M 的运动路径的解析式为y =ax 2+bx +c ,代入E (3,0)、F (1,4)和(2,2),得930,4,42 2.a b c a b c a b c ++=⎧⎪++=⎨⎪++=⎩ 解得a =0,b =-2,c =6.所以点M 的运动路径的解析式为y =-2x +6.例 2 2012年烟台市中考第26题如图1,在平面直角坐标系中,已知矩形ABCD 的三个顶点B (1, 0)、C (3, 0)、D (3, 4).以A 为顶点的抛物线y =ax 2+bx +c 过点C .动点P 从点A 出发,沿线段AB 向点B 运动,同时动点Q 从点C 出发,沿线段CD 向点D 运动.点P 、Q 的运动速度均为每秒1个单位,运动时间为t 秒.过点P 作PE ⊥AB 交AC 于点E .(1)直接写出点A 的坐标,并求出抛物线的解析式;(2)过点E 作EF ⊥AD 于F ,交抛物线于点G ,当t 为何值时,△ACG 的面积最大?最大值为多少?(3)在动点P 、Q 运动的过程中,当t 为何值时,在矩形ABCD 内(包括边界)存在点H ,使以C 、Q 、E 、H 为顶点的四边形为菱形?请直接写出t 的值.图1动感体验请打开几何画板文件名“12烟台26”,拖动点P 在AB 上运动,可以体验到,当P 在AB 的中点时,△ACG 的面积最大.观察右图,我们构造了和△CEQ 中心对称的△FQE 和△ECH ′,可以体验到,线段EQ 的垂直平分线可以经过点C 和F ,线段CE 的垂直平分线可以经过点Q 和H ′,因此以C 、Q 、E 、H 为顶点的菱形有2个.请打开超级画板文件名“12烟台26”,拖动点P 在AB 上运动,可以体验到,当P 在AB 的中点时,即t=2,△ACG 的面积取得最大值1.观察CQ ,EQ ,EC 的值,发现以C 、Q 、E 、H 为顶点的菱形有2个.点击动画按钮的左部和中部,可得菱形的两种准确位置。
例 2014年河南省中考第23题如图1,抛物线y =-x 2+bx +c 与x 轴交于A (-1, 0)、B (5, 0)两点,直线334y x =-+与y 轴交于点C ,与x 轴交于点D ,点P 是x 轴上方的抛物线上的一个动点,过点P 作PF ⊥x 轴于点F ,交直线CD 于点E .设点P 的横坐标为m .(1)求抛物线的解析式;(2)若PE =5EF ,求m 的值;(3)若点E ′是点E 关于直线PC 的对称点,是否存在点P ,使点E ′落在y 轴上?若存在,请直接写出相应的点P的坐标;若不存在,请说明理由. 图1动感体验请打开几何画板文件名“14河南23”,拖动点P 运动,可以体验到,PE 与EF 的比值,有两个时刻等于5.当点E ′落在y 轴上时,四边形PE ′CE 是菱形.思路点拨1.用含有m 的式子表示PE 、EF 的长,注意EF 存在两种情况.2.第(3)题我们这样来思考:假如点E ′落在了点C 上方的某个位置,那么∠EC E ′其实是确定的,作角平分线就得到了点P 的位置.点P 确定了,就可以确定点E 、E ′的准确位置.此时比较容易观察到菱形PE ′CE .根据EC =EP 解方程的时候,转化为m 的四次方程,把这个四次方程用开平方法转化为两个二次方程.解得到m 的四个根.这四个根的几何意义是当点E ′在C 上方时,角平分线所在直线与抛物线有两个交点;当点E ′在C 下方时,角平分线所在直线与抛物线也有两个交点.注意舍去x 轴下方的解. 满分解答(1)因为抛物线y =-x 2+bx +c 与x 轴交于A (-1, 0)、B (5, 0)两点,所以y =-(x +1)(x -5)=-x 2+4x +5.(2)点P 的横坐标为m ,那么P (m ,-m 2+4m +5),E (m ,334m -+),F (m , 0). 所以22319(45)(3)244PE m m m m m =-++--+=-++. 若PE =5EF ,存在两种情况:如图2,当E 在F 上方时,334EF m =-+.解方程219325(3)44m m m -++=-+, 得m =2,或132m =(点P 在x 轴下方,舍去). 如图3,当E 在F 下方时,334EF m =-.解方程219325(3)44m m m -++=-,得m =m =(点P 在x 轴下方,舍去).图2 图3(3)点P 的坐标为111(,)24-,或(4,5),或(33). 考点伸展第(3)题的思路是这样的:如图4,当点E ′落在y 轴上时,四边形PE ′CE 是菱形.这是因为:根据对称性,CE =CE ′,∠PCE =∠PCE ′.又因为PE //CE ′,所以∠PCE =∠CPE ′.所以∠PCE ′=∠CPE ′.所以CE ′=PE ′.所以四边形PE ′CE 是平行四边形.所以四边形PE ′CE 是菱形.由E (m ,334m -+)、C (0, 3),得2222325()416EC m m m =+-=.而21924PE m m =-++,由EP =EC ,可得两个方程: 解方程2195244m m m -++=,得12m =-,或m =4(如图4所示).解方程2195244m m m -++=-,得3m =或3m =+P 在x 轴下方,舍去)(如图5所示).图4 图5例 2014年连云港市中考第26题已知二次函数y=x2+bx+c,其图像抛物线交x轴于A(1, 0)、B(3, 0)两点,交y轴于点C.直线l过点C,且交抛物线于另一点E(点E不与A、B重合).(1)求此二次函数关系式;(2)若直线l1经过抛物线的顶点D,交x轴于点F,且l1//l,则以C、D、E、F为顶点的四边形能否为平行四边形?若能,求出点E的坐标;若不能,请说明理由;(3)若过点A作AG⊥x轴,交直线l于点G,联结OG、BE,试证明OG//BE.动感体验请打开几何画板文件名“14连云港26”,拖动点E在抛物线上运动,可以体验到,以C、D、E、F为顶点的四边形有四次机会成为平行四边形.思路点拨1.四个点C、D、E、F中,C、D是确定的,以CD为分类标准,分两种情况讨论平行四边形.CD为对角线时,CF//ED;CD为边时,CD//EF.2.在坐标平面内,如果有平行线,那么构造直角边与坐标轴平行的直角三角形,通过三角比进行运算比较简便.满分解答(1)因为抛物线y=x2+bx+c交x轴于A(1, 0)、B(3, 0)两点,所以y=(x-1)(x-3)=x2-4x+3.(2)由y=x2-4x+3=(x-2)2-1,得顶点D的坐标为(2,-1).如图1,如果CF//ED,过点E作x轴的垂线,过点D作x轴的平行线,两条直线交于点H,那么△EDH≌△CFO.所以EH=CO=3,DH=FO.设FO的长为m,那么点E的坐标可以表示为(2+m, 2).将E(2+m, 3)代入y=(x-2)2-1,得m2-1=2.解得m所以点E的坐标为(2(如图1),或(2(如图2).图1 图2如图3,如果CD//EF,那么△EFN≌△CDM.因此EN=CM=4,FN=DM=2.设OF=m,那么点E的坐标可以表示为(m-2, 4).所以(m-4)2-1=4.解得m=4.所以点E 的坐标为(2, 4)(如图3),或(2,4)(如图4).图3 图4(3)如图5,设点E 的坐标为(x , x 2-4x +3).过点G 、E 分别向y 轴作垂线,垂足分别为G ′、E ′,那么''''CG CE GG EE =. 所以233(43)1G y x x x ---+=.解得y G =x -1.过点E 作EK ⊥x 轴于K . 因为24313EK x x x BK x -+==--,1GA x OA =-,所以EK GABK OA =.因此tan ∠EBK =tan ∠GOA .所以∠EBK =∠GOA ,OG //BE .图5考点伸展第(3)题也可以这样思考:如图5,设过点C (0, 3)的直线l 的解析式为y =kx +3.联立抛物线的解析式y =x 2-4x +3,可以将点E 的坐标表示为(k +4, k 2+4k +3). 点G 是直线x =1和直线y =kx +3的交点,所以G (1,k +3). 于是243343EK k k k BK k ++==++-,3GA k OA =+,所以EK GABK OA =.例 2014年日照市中考第24题已知抛物线2y bx =++A (2, 0),顶点为点P ,与x 轴的另一交点为点B . (1)求b 的值,求出点P 、B 的坐标;(2)如图1,在直线y =上是否存在点D ,使四边形OPBD 为平行四边形?若存在,求出点D 的坐标;若不存在,请说明理由;(3)在x 轴下方的抛物线上是否存在点M ,使△AMP ≌△AMB ?如果存在,试举例验证你的猜想;如果不存在,试说明理由.图1动感体验请打开几何画板文件名“14日照24”,拖动点D 运动,可以体验到,四边形OPBD 可以成为平行四边形.拖动点M 运动,可以体验到,当△AMP ≌△AMB 时,点M 落在∠BAP 的平分线上.思路点拨1.有平行四边形,必然可以构造出两个全等的直角三角形,直角边与坐标轴平行.2.△AMP 与△AMB 有公共边AM ,如果△AMP ≌△AMB ,那么直线AM 就是对称轴. 满分解答(1)将A (2, 0)代入2y x bx =++得20b +=.解得b =-.所以2y -+2812)x x -+2)(6)x x =--24)x --因此(4,P -,(6,0)B .(2)如图2,过点P 作PE ⊥x 轴,垂足为E .由于tan ∠OBP =PE BE =,所以BP 与直线y =平行.因此当BD//PO时,四边形OPBD为平行四边形.因此OD=PB.过点D作DF⊥x轴,垂足为F.因为BP=OD,所以DF=PE=OF=BE=2.所以点D的坐标为(2,.图2 图3 图4(3)如图4,由A(2, 0)、(4,P-、(6,0)B,得AB=4,AP4.所以AB=AP.因此∠BAP的平分线与抛物线的交点M,就满足△AMP≌△AMB.考点伸展第(3)题也可以用方程来解:设点D的坐标为()x.由OD=PB,得OD2=PB2.所以x2+3x2=16.解得x=±2.当x=2时,如图2所示。
例 2010年河南省中考第23题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,判断有几个位置能够使得点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.图1 图2 动感体验请打开几何画板文件名“10河南23”,拖动点M 在第三象限内抛物线上运动,观察S 随m 变化的图像,可以体验到,当D 是AB 的中点时,S 取得最大值.拖动点Q 在直线y =-x 上运动,可以体验到,以点P 、Q 、B 、O 为顶点的四边形有4种情况可以成为平行四边形,双击按钮可以准确显示.请打开超级画板文件名“10河南23”,思路点拨1.求抛物线的解析式,设交点式比较简便.2.把△MAB 分割为共底MD 的两个三角形,高的和为定值OA .3.当PQ 与OB 平行且相等时,以点P 、Q 、B 、O 为顶点的四边形是平行四边形,按照P 、Q 的上下位置关系,分两种情况列方程.满分解答(1) 因为抛物线与x 轴交于A (-4,0)、C (2,0)两点,故可设y =a (x +4)(x -2).代入点B (0,-4),求得12a =. 所以抛物线的解析式为211(4)(2)422y x x x x =+-=+-. (2)如图2,直线AB 的解析式为y =-x -4.过点M 作x 轴的垂线交AB 于D ,那么2211(4)(4)222MD m m m m m =---+-=--. 所以2142MDA MDB S S S MD OA m m ∆∆=+=⋅=--2(2)4m =-++. 因此当2m =-时,S 取得最大值,最大值为4. (3) 设点Q 的坐标为(,)x x -,点P 的坐标为21(,4)2x x x +-. ①如果PQ //OB ,那么PQ =OB =4.当点P 在点Q 上方时,21(4)()42x x x +---=.解得225x =-±. 此时点Q 的坐标为(225,225)-+-(如图3),或(225,225)--+(如图4).当点Q 在点P 上方时,21()(4)42x x x --+-=. 解得4x =-或0x =(与点O 重合,舍去).此时点Q 的坐标为(-4,4) (如图5). ②如果PO //BQ ,那么PO =BQ =4.此时点Q 的坐标为(4, -4) (如图5).图3 图4 图5 考点伸展在本题情境下,以点P 、Q 、B 、O 为顶点的四边形能成为直角梯形吗?如图6,Q (2,-2);如图7,Q (-2,2);如图8,Q (4,-4).图6 图7 图8。
2014年中考数学压轴题动点问题(学生)1. (2014上海市14分)如图,在半径为2的扇形AOB中,∠AOB=90°,点C是弧AB上的一个动点(不与点A、B重合)OD⊥BC,OE⊥AC,垂足分别为D、E.(1)当BC=1时,求线段OD的长;(2)在△DOE中是否存在长度保持不变的边?如果存在,请指出并求其长度,如果不存在,请说明理由;(3)设BD=x,△DOE的面积为y,求y关于x的函数关系式,并写出它的定义域.2. (2014福建南平14分)如图,在△ABC中,点D、E分别在边BC、AC上,连接AD、DE,且∠1=∠B=∠C.(1)由题设条件,请写出三个正确结论:(要求不再添加其他字母和辅助线,找结论过程中添加的字母和辅助线不能出现在结论中,不必证明)答:结论一:;结论二:;结论三:.(2)若∠B=45°,BC=2,当点D在BC上运动时(点D不与B、C重合),①求CE的最大值;②若△ADE是等腰三角形,求此时BD的长.(注意:在第(2)的求解过程中,若有运用(1)中得出的结论,须加以证明)3. (2014甘肃兰州12分)如图,Rt△ABO的两直角边OA、OB分别在x轴的负半轴和y轴的正半轴上,O为坐标原点,A、B两点的坐标分别为(-3,0)、(0,4),抛物线y=23x2+bx+c经过点B,且顶点在直线x=52上.(1)求抛物线对应的函数关系式;(2)若把△ABO沿x轴向右平移得到△DCE,点A、B、O的对应点分别是D、C、E,当四边形ABCD是菱形时,试判断点C和点D是否在该抛物线上,并说明理由;(3)在(2)的条件下,连接BD,已知对称轴上存在一点P使得△PBD 的周长最小,求出P点的坐标;(4)在(2)、(3)的条件下,若点M是线段OB上的一个动点(点M与点O、B不重合),过点M作∥BD交x轴于点N,连接PM、PN,设OM的长为t,△PMN的面积为S,求S和t的函数关系式,并写出自变量t的取值范围,S是否存在最大值?若存在,求出最大值和此时M 点的坐标;若不存在,说明理由.4. (2014广东省9分)如图,抛物线213y=x x 922--与x 轴交于A 、B 两点,与y 轴交于点C ,连接BC 、AC .(1)求AB 和OC 的长;(2)点E 从点A 出发,沿x 轴向点B 运动(点E 与点A 、B 不重合),过点E 作直线l 平行BC ,交AC 于点D .设AE 的长为m ,△ADE 的面积为s ,求s 关于m 的函数关系式,并写出自变量m 的取值范围;(3)在(2)的条件下,连接CE ,求△CDE 面积的最大值;此时,求出以点E 为圆心,与BC 相切的圆的面积(结果保留π).5. (2014贵州毕节16分)如图,直线l 1经过点A (-1,0),直线l 2经过点B(3,0), l 1、l 2均为与y 轴交于点C(0,,抛物线2y=a x+bx+c(a 0)≠经过A 、B 、C 三点。
因动点产生的平行四边形问题例 1 2012年福州市中考第21题如图1,在Rt △ABC 中,∠C =90°,AC =6,BC =8,动点P 从点A 开始沿边AC 向点C 以每秒1个单位长度的速度运动,动点Q 从点C 开始沿边CB 向点B 以每秒2个单位长度的速度运动,过点P 作PD //BC ,交AB 于点D ,联结PQ .点P 、Q 分别从点A 、C 同时出发,当其中一点到达端点时,另一点也随之停止运动,设运动的时间为t 秒(t ≥0).(1)直接用含t 的代数式分别表示:QB =_______,PD =_______;(2)是否存在t 的值,使四边形PDBQ 为菱形?若存在,求出t 的值;若不存在,说明理由,并探究如何改变点Q 的速度(匀速运动),使四边形PDBQ 在某一时刻为菱形,求点Q 的速度;(3)如图2,在整个运动过程中,求出线段PQ 的中点M 所经过的路径长.图1 图2动感体验请打开几何画板文件名“12福州21”,拖动左图中的点P 运动,可以体验到,PQ 的中点M 的运动路径是一条线段.拖动右图中的点Q 运动,可以体验到,当PQ //AB 时,四边形PDBQ 为菱形.请打开超级画板文件名“12福州21”,拖动点Q 向上运动,可以体验到,PQ 的中点M 的运动路径是一条线段.点击动画按钮的左部,Q 的速度变成1.07,可以体验到,当PQ //AB 时,四边形PDBQ 为菱形.点击动画按钮的中部,Q 的速度变成1.思路点拨1.菱形PDBQ 必须符合两个条件,点P 在∠ABC 的平分线上,PQ //AB .先求出点P 运动的时间t ,再根据PQ //AB ,对应线段成比例求CQ 的长,从而求出点Q 的速度.2.探究点M 的路径,可以先取两个极端值画线段,再验证这条线段是不是点M 的路径.满分解答(1)QB =8-2t ,PD =43t . (2)如图3,作∠ABC 的平分线交CA 于P ,过点P 作PQ //AB 交BC 于Q ,那么四边形PDBQ 是菱形.过点P 作PE ⊥AB ,垂足为E ,那么BE =BC =8.在Rt △ABC 中,AC =6,BC =8,所以AB =10. 图3在Rt △APE 中,23cos 5AE A AP t ===,所以103t =. 当PQ //AB 时,CQ CP CB CA =,即106386CQ -=.解得329CQ =. 所以点Q 的运动速度为3210169315÷=.(3)以C为原点建立直角坐标系.如图4,当t=0时,PQ的中点就是AC的中点E(3,0).如图5,当t=4时,PQ的中点就是PB的中点F(1,4).直线EF的解析式是y=-2x+6.如图6,PQ的中点M的坐标可以表示为(62t-,t).经验证,点M(62t-,t)在直线EF上.所以PQ的中点M的运动路径长就是线段EF的长,EF=图4 图5 图6考点伸展第(3)题求点M的运动路径还有一种通用的方法是设二次函数:当t=2时,PQ的中点为(2,2).设点M的运动路径的解析式为y=ax2+bx+c,代入E(3,0)、F(1,4)和(2,2),得930,4,42 2.a b ca b ca b c++=⎧⎪++=⎨⎪++=⎩解得a=0,b=-2,c=6.所以点M的运动路径的解析式为y=-2x+6.例 2 2012年烟台市中考第26题如图1,在平面直角坐标系中,已知矩形ABCD的三个顶点B(1, 0)、C(3, 0)、D(3, 4).以A为顶点的抛物线y=ax2+bx+c过点C.动点P从点A出发,沿线段AB向点B运动,同时动点Q从点C出发,沿线段CD向点D运动.点P、Q的运动速度均为每秒1个单位,运动时间为t秒.过点P作PE⊥AB交AC于点E.(1)直接写出点A的坐标,并求出抛物线的解析式;(2)过点E作EF⊥AD于F,交抛物线于点G,当t为何值时,△ACG的面积最大?最大值为多少?(3)在动点P、Q运动的过程中,当t为何值时,在矩形ABCD内(包括边界)存在点H,使以C、Q、E、H为顶点的四边形为菱形?请直接写出t的值.图1动感体验请打开几何画板文件名“12烟台26”,拖动点P在AB上运动,可以体验到,当P在AB的中点时,△ACG的面积最大.观察右图,我们构造了和△CEQ中心对称的△FQE和△ECH′,可以体验到,线段EQ的垂直平分线可以经过点C和F,线段CE的垂直平分线可以经过点Q和H′,因此以C、Q、E、H为顶点的菱形有2个.请打开超级画板文件名“12烟台26”,拖动点P在AB上运动,可以体验到,当P在AB的中点时,即t=2,△ACG的面积取得最大值1.观察CQ,EQ,EC的值,发现以C、Q、E、H为顶点的菱形有2个.点击动画按钮的左部和中部,可得菱形的两种准确位置。
2014数学中考压轴题 因动点产生的平行四边形问题例1 如图1,已知抛物线y =-x 2+bx +c 经过A (0, 1)、B (4, 3)两点.(1)求抛物线的解析式; (2)求tan ∠ABO 的值;(3)过点B 作BC ⊥x 轴,垂足为C ,在对称轴的左侧且平行于y 轴的直线交线段AB 于点N ,交抛物线于点M ,若四边形MNCB 为平行四边形,求点M 的坐标.图1思路点拨1.第(2)题求∠ABO 的正切值,要构造包含锐角∠ABO 的角直角三角形. 2.第(3)题解方程MN =y M -y N =BC ,并且检验x 的值是否在对称轴左侧.满分解答(1)将A (0, 1)、B (4, 3)分别代入y =-x 2+bx +c ,得1,164 3.c b c =⎧⎨-++=⎩ 解得92b =,c =1. 所以抛物线的解析式是2912y x x =-++. (2)在Rt △BOC 中,OC =4,BC =3,所以OB =5. 如图2,过点A 作AH ⊥OB ,垂足为H .在Rt △AOH 中,OA =1,4sin sin 5AOH OBC ∠=∠=,所以4sin 5AH OA AOH =⋅∠=. 图2 所以35OH =,225BH OB OH =-=.在Rt △ABH 中,4222tan 5511AH ABO BH ∠==÷=.(3)直线AB 的解析式为112y x =+.设点M 的坐标为29(,1)2x x x -++,点N 的坐标为1(,1)2x x +, 那么2291(1)(1)422MN x x x x x =-++-+=-+. 当四边形MNCB 是平行四边形时,MN =BC =3.解方程-x 2+4x =3,得x =1或x =3.因为x =3在对称轴的右侧(如图4),所以符合题意的点M 的坐标为9(1,)2(如图3).图3 图4考点伸展第(3)题如果改为:点M 是抛物线上的一个点,直线MN 平行于y 轴交直线AB 于N ,如果M 、N 、B 、C 为顶点的四边形是平行四边形,求点M 的坐标.那么求点M 的坐标要考虑两种情况:MN =y M -y N 或MN =y N -y M .由y N -y M =4x -x 2,解方程x 2-4x =3,得27x =±(如图5).所以符合题意的点M 有4个:9(1,)2,11(3,)2,57(27,)2--,57(27,)2++.图5例2 如图1,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=6,BC=8,动点P从点A开始沿边AC向点C以每秒1个单位长度的速度运动,动点Q从点C开始沿边CB向点B以每秒2个单位长度的速度运动,过点P作PD//BC,交AB于点D,联结PQ.点P、Q分别从点A、C同时出发,当其中一点到达端点时,另一点也随之停止运动,设运动的时间为t秒(t≥0).(1)直接用含t的代数式分别表示:QB=_______,PD=_______;(2)是否存在t的值,使四边形PDBQ为菱形?若存在,求出t的值;若不存在,说明理由,并探究如何改变点Q的速度(匀速运动),使四边形PDBQ在某一时刻为菱形,求点Q的速度;(3)如图2,在整个运动过程中,求出线段PQ的中点M所经过的路径长.图1 图2思路点拨1.菱形PDBQ必须符合两个条件,点P在∠ABC的平分线上,PQ//AB.先求出点P 运动的时间t,再根据PQ//AB,对应线段成比例求CQ的长,从而求出点Q的速度.2.探究点M的路径,可以先取两个极端值画线段,再验证这条线段是不是点M的路径.满分解答(1)QB=8-2t,PD=43t.(2)如图3,作∠ABC的平分线交CA于P,过点P作PQ//AB交BC于Q,那么四边形PDBQ是菱形.过点P作PE⊥AB,垂足为E,那么BE=BC=8.在Rt△ABC中,AC=6,BC=8,所以AB=10.图3在Rt△APE中,23cos5AEAAP t===,所以103t=.当PQ//AB时,CQ CPCB CA=,即106386CQ-=.解得329CQ=.所以点Q的运动速度为321016 9315÷=.(3)以C为原点建立直角坐标系.如图4,当t=0时,PQ的中点就是AC的中点E(3,0).如图5,当t=4时,PQ的中点就是PB的中点F(1,4).直线EF的解析式是y=-2x+6.如图6,PQ的中点M的坐标可以表示为(62t-,t).经验证,点M(62t-,t)在直线EF上.所以PQ的中点M的运动路径长就是线段EF的长,EF=25.图4 图5 图6 考点伸展第(3)题求点M的运动路径还有一种通用的方法是设二次函数:当t=2时,PQ的中点为(2,2).设点M的运动路径的解析式为y=ax2+bx+c,代入E(3,0)、F(1,4)和(2,2),得930,4,42 2.a b ca b ca b c++=⎧⎪++=⎨⎪++=⎩解得a=0,b=-2,c=6.所以点M的运动路径的解析式为y=-2x+6.例3 如图1,在平面直角坐标系中,已知矩形ABCD的三个顶点B(1, 0)、C(3, 0)、D(3,4).以A为顶点的抛物线y=ax2+bx+c过点C.动点P从点A出发,沿线段AB向点B运动,同时动点Q从点C出发,沿线段CD向点D运动.点P、Q的运动速度均为每秒1个单位,运动时间为t秒.过点P作PE⊥AB交AC于点E.(1)直接写出点A的坐标,并求出抛物线的解析式;(2)过点E作EF⊥AD于F,交抛物线于点G,当t为何值时,△ACG的面积最大?最大值为多少?(3)在动点P、Q运动的过程中,当t为何值时,在矩形ABCD内(包括边界)存在点H,使以C、Q、E、H为顶点的四边形为菱形?请直接写出t的值.图1思路点拨1.把△ACG分割成以GE为公共底边的两个三角形,高的和等于AD.2.用含有t的式子把图形中能够表示的线段和点的坐标都表示出来.3.构造以C、Q、E、H为顶点的平行四边形,再用邻边相等列方程验证菱形是否存在.满分解答(1)A(1, 4).因为抛物线的顶点为A,设抛物线的解析式为y=a(x-1)2+4,代入点C(3, 0),可得a=-1.所以抛物线的解析式为y =-(x -1)2+4=-x 2+2x +3.(2)因为PE //BC ,所以2AP AB PE BC ==.因此1122PE AP t ==. 所以点E 的横坐标为112t +.将112x t =+代入抛物线的解析式,y =-(x -1)2+4=2144t -.所以点G 的纵坐标为2144t -.于是得到2211(4)(4)44GE t t t t =---=-+.因此22111()(2)1244ACG AGE CGE S S S GE AF DF t t t ∆∆∆=+=+=-+=--+.所以当t =1时,△ACG 面积的最大值为1.(3)2013t =或2085t =-.考点伸展第(3)题的解题思路是这样的:因为FE //QC ,FE =QC ,所以四边形FECQ 是平行四边形.再构造点F 关于PE 轴对称的点H ′,那么四边形EH ′CQ 也是平行四边形.再根据FQ =CQ 列关于t 的方程,检验四边形FECQ 是否为菱形,根据EQ =CQ 列关于t 的方程,检验四边形EH ′CQ 是否为菱形.1(1,4)2E t t +-,1(1,4)2F t +,(3,)Q t ,(3,0)C .如图2,当FQ =CQ 时,FQ 2=CQ 2,因此2221(2)(4)2t t t -+-=.整理,得240800t t -+=.解得12085t =-,22085t =+(舍去).如图3,当EQ =CQ 时,EQ 2=CQ 2,因此2221(2)(42)2t t t -+-=.整理,得213728000t t -+=.(1320)(40)0t t --=.所以12013t =,240t =(舍去).图2 图3例4 已知平面直角坐标系xOy (如图1),一次函数334y x =+的图象与y 轴交于点A ,点M 在正比例函数32y x =的图象上,且MO =MA .二次函数 y =x 2+bx +c 的图象经过点A 、M .(1)求线段AM 的长;(2)求这个二次函数的解析式;(3)如果点B 在y 轴上,且位于点A 下方,点C 在上述二次函数的图象上,点D 在一次函数334y x =+的图象上,且四边形ABCD 是菱形,求点C 的坐标.图1思路点拨1.本题最大的障碍是没有图形,准确画出两条直线是基本要求,抛物线可以不画出来,但是对抛物线的位置要心中有数.2.根据MO =MA 确定点M 在OA 的垂直平分线上,并且求得点M 的坐标,是整个题目成败的一个决定性步骤.3.第(3)题求点C 的坐标,先根据菱形的边长、直线的斜率,用待定字母m 表示点C 的坐标,再代入抛物线的解析式求待定的字母m .满分解答(1)当x =0时,3334y x =+=,所以点A 的坐标为(0,3),OA =3. 如图2,因为MO =MA ,所以点M 在OA 的垂直平分线上,点M 的纵坐标为32.将32y =代入32y x =,得x =1.所以点M 的坐标为3(1,)2.因此132AM =. (2)因为抛物线y =x 2+bx +c 经过A (0,3)、M 3(1,)2,所以3,31.2c b c =⎧⎪⎨++=⎪⎩解得52b =-,3c =.所以二次函数的解析式为2532y x x =-+.(3)如图3,设四边形ABCD 为菱形,过点A 作AE ⊥CD ,垂足为E . 在Rt △ADE 中,设AE =4m ,DE =3m ,那么AD =5m .因此点C 的坐标可以表示为(4m ,3-2m ).将点C(4m ,3-2m )代入2532y x x =-+,得23216103m m m -=-+.解得12m =或者m =0(舍去). 因此点C 的坐标为(2,2).图2 图3考点伸展如果第(3)题中,把“四边形ABCD是菱形”改为“以A、B、C、D为顶点的四边形是菱形”,那么还存在另一种情况:如图4,点C的坐标为727 (,) 416.图4例5 将抛物线c1:233y x=-+沿x轴翻折,得到抛物线c2,如图1所示.(1)请直接写出抛物线c2的表达式;(2)现将抛物线c1向左平移m个单位长度,平移后得到新抛物线的顶点为M,与x 轴的交点从左到右依次为A、B;将抛物线c2向右也平移m个单位长度,平移后得到新抛物线的顶点为N,与x轴的交点从左到右依次为D、E.①当B、D是线段AE的三等分点时,求m的值;②在平移过程中,是否存在以点A、N、E、M为顶点的四边形是矩形的情形?若存在,请求出此时m的值;若不存在,请说明理由.图1思路点拨1.把A、B、D、E、M、N六个点起始位置的坐标罗列出来,用m的式子把这六个点平移过程中的坐标罗列出来.2.B、D是线段AE的三等分点,分两种情况讨论,按照AB与AE的大小写出等量关系列关于m的方程.3.根据矩形的对角线相等列方程.满分解答(1)抛物线c2的表达式为233y x=-.(2)抛物线c1:233y x=-+与x轴的两个交点为(-1,0)、(1,0),顶点为(0,3).抛物线c2:233y x=-与x轴的两个交点也为(-1,0)、(1,0),顶点为(0,3)-.抛物线c1向左平移m个单位长度后,顶点M的坐标为(,3)m-,与x轴的两个交点为(1,0)A m--、(1,0)B m-,AB=2.抛物线c2向右平移m个单位长度后,顶点N的坐标为(,3)m-,与x轴的两个交点为(1,0)D m-+、(1,0)E m+.所以AE=(1+m)-(-1-m)=2(1+m).①B、D是线段AE的三等分点,存在两种情况:情形一,如图2,B在D的左侧,此时123AB AE==,AE=6.所以2(1+m)=6.解得m=2.情形二,如图3,B在D的右侧,此时223AB AE==,AE=3.所以2(1+m)=3.解得12m=.图2 图3 图4②如果以点A、N、E、M为顶点的四边形是矩形,那么AE=MN=2OM.而OM2=m2+3,所以4(1+m)2=4(m2+3).解得m=1(如图4).考点伸展第(2)题②,探求矩形ANEM,也可以用几何说理的方法:在等腰三角形ABM中,因为AB=2,AB边上的高为3,所以△ABM是等边三角形.同理△DEN是等边三角形.当四边形ANEM是矩形时,B、D两点重合.因为起始位置时BD=2,所以平移的距离m=1.例6 在直角梯形OABC中,CB//OA,∠COA=90°,CB=3,OA=6,BA=35.分别以OA、OC边所在直线为x轴、y轴建立如图1所示的平面直角坐标系.(1)求点B的坐标;(2)已知D、E分别为线段OC、OB上的点,OD=5,OE=2EB,直线DE交x轴于点F.求直线DE的解析式;(3)点M是(2)中直线DE上的一个动点,在x轴上方的平面内是否存在另一点N,使以O、D、M、N为顶点的四边形是菱形?若存在,请求出点N的坐标;若不存在,请说明理由.图1 图2思路点拨1.第(1)题和第(2)题蕴含了OB与DF垂直的结论,为第(3)题讨论菱形提供了计算基础.2.讨论菱形要进行两次(两级)分类,先按照DO为边和对角线分类,再进行二级分类,DO与DM、DO与DN为邻边.满分解答(1)如图2,作BH⊥x轴,垂足为H,那么四边形BCOH为矩形,OH=CB=3.在Rt△ABH中,AH=3,BA=35,所以BH=6.因此点B的坐标为(3,6).(2) 因为OE=2EB,所以223E Bx x==,243E By y==,E(2,4).设直线DE的解析式为y=kx+b,代入D(0,5),E(2,4),得5,2 4.bk b=⎧⎨+=⎩解得12k=-,5b=.所以直线DE的解析式为152y x=-+.(3) 由152y x=-+,知直线DE与x轴交于点F(10,0),OF=10,DF=55.①如图3,当DO为菱形的对角线时,MN与DO互相垂直平分,点M是DF的中点.此时点M的坐标为(5,52),点N的坐标为(-5,52).②如图4,当DO、DN为菱形的邻边时,点N与点O关于点E对称,此时点N的坐标为(4,8).③如图5,当DO、DM为菱形的邻边时,NO=5,延长MN交x轴于P.由△NPO∽△DOF,得NP PO NODO OF DF==,即551055NP PO==.解得5NP=,25PO=.此时点N的坐标为(25,5)-.图3 图4考点伸展如果第(3)题没有限定点N在x轴上方的平面内,那么菱形还有如图6的情形.图5 图6例7 如图1,抛物线322++-=x x y 与x 轴相交于A 、B 两点(点A 在点B 的左侧),与y 轴相交于点C ,顶点为D .(1)直接写出A 、B 、C 三点的坐标和抛物线的对称轴;(2)连结BC ,与抛物线的对称轴交于点E ,点P 为线段BC 上的一个动点,过点P 作PF //DE 交抛物线于点F ,设点P 的横坐标为m .①用含m 的代数式表示线段PF 的长,并求出当m 为何值时,四边形PEDF 为平行四边形?②设△BCF 的面积为S ,求S 与m 的函数关系.图1思路点拨1.数形结合,用函数的解析式表示图象上点的坐标,用点的坐标表示线段的长. 2.当四边形PEDF 为平行四边形时,根据DE =FP 列关于m 的方程. 3.把△BCF 分割为两个共底FP 的三角形,高的和等于OB .满分解答(1)A (-1,0),B (3,0),C (0,3).抛物线的对称轴是x =1. (2)①直线BC 的解析式为y =-x +3.把x =1代入y =-x +3,得y =2.所以点E 的坐标为(1,2). 把x =1代入322++-=x x y ,得y =4.所以点D 的坐标为(1,4). 因此DE =2.因为PF //DE ,点P 的横坐标为m ,设点P 的坐标为)3,(+-m m ,点F 的坐标为)32,0(2++-m m ,因此m m m m m FP 3)3()32(22+-=+--++-=.当四边形PEDF 是平行四边形时,DE =FP .于是得到232=+-m m .解得21=m ,12=m (与点E 重合,舍去).因此,当m =2时,四边形PEDF 是平行四边形时.②设直线PF 与x 轴交于点M ,那么OM +BM =OB =3.因此BM FP OM FP S S S S CPF BPF BCF ⋅+⋅=+==∆∆∆2121 m m m m 29233)3(2122+-=⨯+-=. m 的变化范围是0≤m ≤3.图2 图3考点伸展在本题条件下,四边形PEDF 可能是等腰梯形吗?如果可能,求m 的值;如果不可能,请说明理由.如图4,如果四边形PEDF 是等腰梯形,那么DG =EH ,因此E P F D y y y y -=-. 于是2)3()32(42-+-=++--m m m .解得01=m (与点CE 重合,舍去),12=m (与点E 重合,舍去).因此四边形PEDF 不可能成为等腰梯形.图4。
§1.4 因动点产生的平行四边形问题课前导学我们先思考三个问题:1.已知A、B、C三点,以A、B、C、D为顶点的平行四边形有几个,怎么画?2.在坐标平面内,如何理解平行四边形ABCD的对边AB与DC平行且相等?3.在坐标平面内,如何理解平行四边形ABCD的对角线互相平分?图1 图2 图3如图1,过△ABC的每个顶点画对边的平行线,三条直线两两相交,产生三个点D.如图2,已知A(0, 3),B(-2, 0),C(3, 1),如果四边形ABCD是平行四边形,怎样求点D的坐标呢?点B先向右平移2个单位,再向上平移3个单位与点A重合,因为BA与CD平行且相等,所以点C(3, 1) 先向右平移2个单位,再向上平移3个单位得到点D(5, 4).如图3,如果平行四边形ABCD的对角线交于点G,那么过点G画任意一条直线(一般与坐标轴垂直),点A、C到这条直线的距离相等,点B、D到这条直线的距离相等.关系式x A+x C=x B+x D和y A+y C=y B+y D有时候用起来很方便.我们再来说说压轴题常常要用到的数形结合.如图4,点A是抛物线y=-x2+2x+3在x轴上方的一个动点,AB⊥x轴于点B,线段AB交直线y=x-1于点C,那么点A的坐标可以表示为(x,-x2+2x+3),点C的坐标可以表示为(x, x-1),线段AB的长可以用点A的纵坐标表示为AB=y A=-x2+2x+3,线段AC的长可以用A、C两点的纵坐标图4表示为AC=y A-y C=(-x2+2x+3)-(x-1)=-x2+x+2.通俗地说,数形结合就是:点在图象上,可以用图象的解析式表示点的坐标,用点的坐标表示点到坐标轴的距离.中考数学模拟试卷一、选择题(本题包括10个小题,每小题只有一个选项符合题意)1.下列二次根式中,最简二次根式的是()A.15B.0.5C.5D.50【答案】C【解析】判定一个二次根式是不是最简二次根式的方法,就是逐个检查最简二次根式的两个条件是否同时满足,同时满足的就是最简二次根式,否则就不是.【详解】A、15=5,被开方数含分母,不是最简二次根式;故A选项错误;B、0.5=2,被开方数为小数,不是最简二次根式;故B选项错误;C、5,是最简二次根式;故C选项正确;D.50=52,被开方数,含能开得尽方的因数或因式,故D选项错误;故选C.考点:最简二次根式.2.如图,在△ABC中,∠ACB=90°, ∠ABC=60°, BD平分∠ABC ,P点是BD的中点,若AD=6, 则CP的长为( )A.3.5 B.3 C.4 D.4.5【答案】B【解析】解:∵∠ACB=90°,∠ABC=60°,∴∠A=10°,∵BD平分∠ABC,∴∠ABD=12∠ABC=10°,∴∠A=∠ABD,∴BD=AD=6,∵在Rt△BCD中,P点是BD的中点,∴CP=12BD=1.故选B.3.关于x 的不等式21x a --的解集如图所示,则a 的取值是( )A .0B .3-C .2-D .1- 【答案】D【解析】首先根据不等式的性质,解出x≤12a -,由数轴可知,x≤-1,所以12a -=-1,解出即可; 【详解】解:不等式21x a -≤-,解得x<12a -, 由数轴可知1x <-,所以112a -=-, 解得1a =-;故选:D .【点睛】本题主要考查了不等式的解法和在数轴上表示不等式的解集,在表示解集时“≥”,“≤”要用实心圆点表示;“<”,“>”要用空心圆点表示.4.如图,正六边形ABCDEF 内接于O ,M 为EF 的中点,连接DM ,若O 的半径为2,则MD 的长度为( )A 7B .5C .2D .1【答案】A 【解析】连接OM 、OD 、OF ,由正六边形的性质和已知条件得出OM ⊥OD ,OM ⊥EF ,∠MFO=60°,由三角函数求出OM ,再由勾股定理求出MD 即可.【详解】连接OM 、OD 、OF ,∵正六边形ABCDEF 内接于⊙O ,M 为EF 的中点,∴OM ⊥OD ,OM ⊥EF ,∠MFO=60°,∴∠MOD=∠OMF=90°,∴OM=OF•sin ∠MFO=2×33∴MD=()2222327OM OD +=+=,故选A .【点睛】本题考查了正多边形和圆、正六边形的性质、三角函数、勾股定理;熟练掌握正六边形的性质,由三角函数求出OM 是解决问题的关键.5.下列计算正确的是A .a 2·a 2=2a 4B .(-a 2)3=-a 6C .3a 2-6a 2=3a 2D .(a -2)2=a 2-4【答案】B【解析】根据同底数幂乘法、幂的乘方、合并同类项法则、完全平方公式逐项进行计算即可得.【详解】A. a 2·a 2=a 4 ,故A 选项错误; B. (-a 2)3=-a 6 ,正确;C. 3a 2-6a 2=-3a 2 ,故C 选项错误;D. (a -2)2=a 2-4a+4,故D 选项错误,故选B.【点睛】本题考查了同底数幂的乘法、幂的乘方、合并同类项、完全平方公式,熟练掌握各运算的运算法则是解题的关键.6.如图,函数y =kx +b(k≠0)与y =m x (m≠0)的图象交于点A(2,3),B(-6,-1),则不等式kx +b >m x的解集为( )A .602x x <-<<或B .602x x -<或C .2x >D .6x <-【答案】B 【解析】根据函数的图象和交点坐标即可求得结果.【详解】解:不等式kx+b >m x的解集为:-6<x <0或x >2, 故选B .【点睛】此题考查反比例函数与一次函数的交点问题,解题关键是注意掌握数形结合思想的应用.7.在某校“我的中国梦”演讲比赛中,有9名学生参加决赛,他们决赛的最终成绩各不相同.其中的一名学生想要知道自己能否进入前5名,不仅要了解自己的成绩,还要了解这9名学生成绩的( )A.众数B.方差C.平均数D.中位数【答案】D【解析】根据中位数是一组数据从小到大(或从大到小)重新排列后,最中间的那个数(最中间两个数的平均数)的意义,9人成绩的中位数是第5名的成绩.参赛选手要想知道自己是否能进入前5名,只需要了解自己的成绩以及全部成绩的中位数,比较即可.【详解】由于总共有9个人,且他们的分数互不相同,第5的成绩是中位数,要判断是否进入前5名,故应知道中位数的多少.故本题选:D.【点睛】本题考查了统计量的选择,熟练掌握众数,方差,平均数,中位数的概念是解题的关键.8.等腰三角形的一个外角是100°,则它的顶角的度数为()A.80°B.80°或50°C.20°D.80°或20°【答案】D【解析】根据邻补角的定义求出与外角相邻的内角,再根据等腰三角形的性质分情况解答.【详解】∵等腰三角形的一个外角是100°,∴与这个外角相邻的内角为180°−100°=80°,当80°为底角时,顶角为180°-160°=20°,∴该等腰三角形的顶角是80°或20°.故答案选:D.【点睛】本题考查了等腰三角形的性质,解题的关键是熟练的掌握等腰三角形的性质.9.已知代数式x+2y的值是5,则代数式2x+4y+1的值是()A.6 B.7 C.11 D.12【答案】C【解析】根据题意得出x+2y=5,将所求式子前两项提取2变形后,把x+2y=5代入计算即可求出值.【详解】∵x+2y=5,∴2x+4y=10,则2x+4y+1=10+1=1.故选C.【点睛】此题考查了代数式求值,利用了整体代入的思想,是一道基本题型.10.如图,等腰直角三角形的顶点A、C分别在直线a、b上,若a∥b,∠1=30°,则∠2的度数为()A.30°B.15°C.10°D.20°【答案】B【解析】分析:由等腰直角三角形的性质和平行线的性质求出∠ACD=60°,即可得出∠2的度数.详解:如图所示:∵△ABC是等腰直角三角形,∴∠BAC=90°,∠ACB=45°,∴∠1+∠BAC=30°+90°=120°,∵a∥b,∴∠ACD=180°-120°=60°,∴∠2=∠ACD-∠ACB=60°-45°=15°;故选B.点睛:本题考查了平行线的性质、等腰直角三角形的性质;熟练掌握等腰直角三角形的性质,由平行线的性质求出∠ACD的度数是解决问题的关键.二、填空题(本题包括8个小题)114= .【答案】2【解析】根据算术平方根的定义,求数a的算术平方根,也就是求一个正数x,使得x2=a,则x就是a的算术平方根,特别地,规定0的算术平方根是0.【详解】∵22=44【点睛】本题考查求算术平方根,熟记定义是关键.12.如图,AB是⊙O的直径,C是⊙O上的点,过点C作⊙O的切线交AB的延长线于点D.若∠A=32°,则∠D=_____度.【答案】1【解析】分析:连接OC ,根据圆周角定理得到∠COD=2∠A ,根据切线的性质计算即可.详解:连接OC ,由圆周角定理得,∠COD=2∠A=64°,∵CD 为⊙O 的切线,∴OC ⊥CD ,∴∠D=90°-∠COD=1°,故答案为:1.点睛:本题考查的是切线的性质、圆周角定理,掌握圆的切线垂直于经过切点的半径是解题的关键. 13.如图,若点 A 的坐标为 ()1,3 ,则 sin 1∠ =________.【答案】3 【解析】根据勾股定理,可得OA 的长,根据正弦是对边比斜边,可得答案.【详解】如图,由勾股定理,得:OA=22OB AB +=1.sin ∠1=3AB OA =,故答案为3.14.在平面直角坐标系中,点A 的坐标为(a ,3),点B 的坐标是(4,b ),若点A 与点B 关于原点O 对称,则ab=_____.【答案】1【解析】直接利用关于原点对称点的性质得出a ,b 的值,进而得出答案.【详解】∵点A 的坐标为(a ,3),点B 的坐标是(4,b ),点A 与点B 关于原点O 对称,∴a=﹣4,b=﹣3,则ab=1,故答案为1.【点睛】本题考查了关于原点对称的点的坐标,熟知关于原点对称的两点的横、纵坐标互为相反数是解题的关键.15.边长分别为a 和2a 的两个正方形按如图的样式摆放,则图中阴影部分的面积为_________.【答案】1a 1.【解析】结合图形,发现:阴影部分的面积=大正方形的面积的+小正方形的面积-直角三角形的面积.【详解】阴影部分的面积=大正方形的面积+小正方形的面积-直角三角形的面积=(1a )1+a 1-12×1a×3a =4a 1+a 1-3a 1=1a 1.故答案为:1a 1.【点睛】此题考查了整式的混合运算,关键是列出求阴影部分面积的式子.16.已知654a b c ==,且26a b c +-=,则a 的值为__________. 【答案】1【解析】分析:直接利用已知比例式假设出a ,b ,c 的值,进而利用a+b-2c=6,得出答案. 详解:∵654a b c ==, ∴设a=6x ,b=5x ,c=4x ,∵a+b-2c=6,∴6x+5x-8x=6,解得:x=2,故a=1.故答案为1.点睛:此题主要考查了比例的性质,正确表示出各数是解题关键.17.如图,直线m ∥n ,以直线m 上的点A 为圆心,适当长为半径画弧,分别交直线m ,n 于点B 、C ,连接AC 、BC ,若∠1=30°,则∠2=_____.【答案】75°【解析】试题解析:∵直线l1∥l2,∴130.A∠=∠==AB AC,ACB B∴∠=∠=75.∴∠=-∠-∠=ACB2180175.故答案为75.18.若函数y=mx2+2x+1的图象与x轴只有一个公共点,则常数m的值是.【答案】0或1【解析】分析:需要分类讨论:①若m=0,则函数y=2x+1是一次函数,与x轴只有一个交点;②若m≠0,则函数y=mx2+2x+1是二次函数,根据题意得:△=4﹣4m=0,解得:m=1。
因动点产生的平行四边形问题例 1 2012年福州市中考第21题如图1.在Rt △ABC 中.∠C =90°.AC =6.BC =8.动点P 从点A 开始沿边AC 向点C 以每秒1个单位长度的速度运动.动点Q 从点C 开始沿边CB 向点B 以每秒2个单位长度的速度运动.过点P 作PD //BC .交AB 于点D .联结PQ .点P 、Q 分别从点A 、C 同时出发.当其中一点到达端点时.另一点也随之停止运动.设运动的时间为t 秒(t ≥0).(1)直接用含t 的代数式分别表示:QB =_______.PD =_______;(2)是否存在t 的值.使四边形PDBQ 为菱形?若存在.求出t 的值;若不存在.说明理由.并探究如何改变点Q 的速度(匀速运动).使四边形PDBQ 在某一时刻为菱形.求点Q 的速度;(3)如图2.在整个运动过程中.求出线段PQ 的中点M 所经过的路径长.图1 图2动感体验请打开几何画板文件名“12福州21”.拖动左图中的点P 运动.可以体验到.PQ 的中点M 的运动路径是一条线段.拖动右图中的点Q 运动.可以体验到.当PQ //AB 时.四边形PDBQ 为菱形.请打开超级画板文件名“12福州21”.拖动点Q 向上运动.可以体验到.PQ 的中点M 的运动路径是一条线段.点击动画按钮的左部.Q 的速度变成1.07.可以体验到.当PQ //AB 时.四边形PDBQ 为菱形.点击动画按钮的中部.Q 的速度变成1.思路点拨1.菱形PDBQ 必须符合两个条件.点P 在∠ABC 的平分线上.PQ //AB .先求出点P 运动的时间t .再根据PQ //AB .对应线段成比例求CQ 的长.从而求出点Q 的速度.2.探究点M 的路径.可以先取两个极端值画线段.再验证这条线段是不是点M 的路径.满分解答(1)QB =8-2t .PD =43t . (2)如图3.作∠ABC 的平分线交CA 于P .过点P 作PQ //AB 交BC于Q .那么四边形PDBQ 是菱形.过点P 作PE ⊥AB .垂足为E .那么BE =BC =8.在Rt △ABC 中.AC = 6.BC =8.所以AB=10. 图3在Rt △APE 中.23cos 5AE A AP t ===.所以103t =. 当PQ //AB 时.CQ CP CB CA =.即106386CQ -=.解得329CQ =. 所以点Q 的运动速度为3210169315÷=. (3)以C 为原点建立直角坐标系.如图4.当t =0时.PQ 的中点就是AC 的中点E (3.0).如图5.当t =4时.PQ 的中点就是PB 的中点F (1.4).直线EF 的解析式是y =-2x +6.如图6.PQ 的中点M 的坐标可以表示为(62t -.t ).经验证.点M (62t -.t )在直线EF 上. 所以PQ 的中点M 的运动路径长就是线段EF 的长.EF=图4 图5 图6考点伸展第(3)题求点M 的运动路径还有一种通用的方法是设二次函数:当t =2时.PQ 的中点为(2.2).设点M 的运动路径的解析式为y =ax 2+bx +c .代入E (3.0)、F (1.4)和(2.2).得930,4,42 2.a b c a b c a b c ++=⎧⎪++=⎨⎪++=⎩解得a =0.b =-2.c =6.所以点M 的运动路径的解析式为y =-2x +6.例 2 2012年烟台市中考第26题如图1.在平面直角坐标系中.已知矩形ABCD 的三个顶点B (1, 0)、C (3, 0)、D (3, 4).以A 为顶点的抛物线y =ax 2+bx +c 过点C .动点P 从点A 出发.沿线段AB 向点B 运动.同时动点Q 从点C 出发.沿线段CD 向点D 运动.点P 、Q 的运动速度均为每秒1个单位.运动时间为t 秒.过点P 作PE ⊥AB 交AC 于点E .(1)直接写出点A 的坐标.并求出抛物线的解析式;(2)过点E 作EF ⊥AD 于F .交抛物线于点G .当t 为何值时.△ACG 的面积最大?最大值为多少?(3)在动点P 、Q 运动的过程中.当t 为何值时.在矩形ABCD 内(包括边界)存在点H .使以C 、Q 、E 、H 为顶点的四边形为菱形?请直接写出t 的值.图1动感体验请打开几何画板文件名“12烟台26”.拖动点P 在AB 上运动.可以体验到.当P 在AB 的中点时.△ACG 的面积最大.观察右图.我们构造了和△CEQ 中心对称的△FQE 和△ECH ′.可以体验到.线段EQ 的垂直平分线可以经过点C 和F .线段CE 的垂直平分线可以经过点Q 和H ′.因此以C 、Q 、E 、H 为顶点的菱形有2个.请打开超级画板文件名“12烟台26”.拖动点P 在AB 上运动.可以体验到.当P 在AB 的中点时.即t=2.△ACG 的面积取得最大值1.观察CQ.EQ.EC 的值.发现以C 、Q 、E 、H 为顶点的菱形有2个.点击动画按钮的左部和中部.可得菱形的两种准确位置。
中考数学与平行四边形有关的压轴题及详细答案一、平行四边形1.四边形ABCD是正方形,AC与BD,相交于点O,点E、F是直线AD上两动点,且AE=DF,CF所在直线与对角线BD所在直线交于点G,连接AG,直线AG交BE于点H.(1)如图1,当点E、F在线段AD上时,①求证:∠DAG=∠DCG;②猜想AG与BE的位置关系,并加以证明;(2)如图2,在(1)条件下,连接HO,试说明HO平分∠BHG;(3)当点E、F运动到如图3所示的位置时,其它条件不变,请将图形补充完整,并直接写出∠BHO的度数.【答案】(1)①证明见解析;②AG⊥BE.理由见解析;(2)证明见解析;(3)∠BHO=45°.【解析】试题分析:(1)①根据正方形的性质得DA=DC,∠ADB=∠CDB=45°,则可根据“SAS”证明△ADG≌△CDG,所以∠DAG=∠DCG;②根据正方形的性质得AB=DC,∠BAD=∠CDA=90°,根据“SAS”证明△ABE≌△DCF,则∠ABE=∠DCF,由于∠DAG=∠DCG,所以∠DAG=∠ABE,然后利用∠DAG+∠BAG=90°得到∠ABE+∠BAG=90°,于是可判断AG⊥BE;(2)如答图1所示,过点O作OM⊥BE于点M,ON⊥AG于点N,证明△AON≌△BOM,可得四边形OMHN为正方形,因此HO平分∠BHG结论成立;(3)如答图2所示,与(1)同理,可以证明AG⊥BE;过点O作OM⊥BE于点M,ON⊥AG于点N,构造全等三角形△AON≌△BOM,从而证明OMHN为正方形,所以HO 平分∠BHG,即∠BHO=45°.试题解析:(1)①∵四边形ABCD为正方形,∴DA=DC,∠ADB=∠CDB=45°,在△ADG和△CDG中,∴△ADG≌△CDG(SAS),∴∠DAG=∠DCG;②AG⊥BE.理由如下:∵四边形ABCD为正方形,∴AB=DC,∠BAD=∠CDA=90°,在△ABE和△DCF中,∴△ABE≌△DCF(SAS),∴∠ABE=∠DCF,∵∠DAG=∠DCG,∴∠DAG=∠ABE,∵∠DAG+∠BAG=90°,∴∠ABE+∠BAG=90°,∴∠AHB=90°,∴AG⊥BE;(2)由(1)可知AG⊥BE.如答图1所示,过点O作OM⊥BE于点M,ON⊥AG于点N,则四边形OMHN为矩形.∴∠MON=90°,又∵OA⊥OB,∴∠AON=∠BOM.∵∠AON+∠OAN=90°,∠BOM+∠OBM=90°,∴∠OAN=∠OBM.在△AON与△BOM中,∴△AON≌△BOM(AAS).∴OM=ON,∴矩形OMHN为正方形,∴HO平分∠BHG.(3)将图形补充完整,如答图2示,∠BHO=45°.与(1)同理,可以证明AG⊥BE.过点O作OM⊥BE于点M,ON⊥AG于点N,与(2)同理,可以证明△AON≌△BOM,可得OMHN为正方形,所以HO平分∠BHG,∴∠BHO=45°.考点:1、四边形综合题;2、全等三角形的判定与性质;3、正方形的性质2.如图1,正方形ABCD的一边AB在直尺一边所在直线MN上,点O是对角线AC、BD 的交点,过点O作OE⊥MN于点E.(1)如图1,线段AB与OE之间的数量关系为.(请直接填结论)(2)保证点A始终在直线MN上,正方形ABCD绕点A旋转θ(0<θ<90°),过点 B作BF⊥MN于点F.①如图2,当点O、B两点均在直线MN右侧时,试猜想线段AF、BF与OE之间存在怎样的数量关系?请说明理由.②如图3,当点O、B两点分别在直线MN两侧时,此时①中结论是否依然成立呢?若成立,请直接写出结论;若不成立,请写出变化后的结论并证明.③当正方形ABCD绕点A旋转到如图4的位置时,线段AF、BF与OE之间的数量关系为.(请直接填结论)【答案】(1)AB=2OE;(2)①AF+BF=2OE,证明见解析;②AF﹣BF=2OE 证明见解析;③BF ﹣AF=2OE,【解析】试题分析:(1)利用直角三角形斜边的中线等于斜边的一半即可得出结论;(2)①过点B作BH⊥OE于H,可得四边形BHEF是矩形,根据矩形的对边相等可得EF=BH,BF=HE,根据正方形的对角线相等且互相垂直平分可得OA=OB,∠AOB=90°,再根据同角的余角相等求出∠AOE=∠OBH,然后利用“角角边”证明△AOE和△OBH全等,根据全等三角形对应边相等可得OH=AE,OE=BH,再根据AF-EF=AE,整理即可得证;②过点B作BH⊥OE交OE的延长线于H,可得四边形BHEF是矩形,根据矩形的对边相等可得EF=BH,BF=HE,根据正方形的对角线相等且互相垂直平分可得OA=OB,∠AOB=90°,再根据同角的余角相等求出∠AOE=∠OBH,然后利用“角角边”证明△AOE和△OBH全等,根据全等三角形对应边相等可得OH=AE,OE=BH,再根据AF-EF=AE,整理即可得证;③同②的方法可证.试题解析:(1)∵AC,BD是正方形的对角线,∴OA=OC=OB,∠BAD=∠ABC=90°,∵OE⊥AB,∴OE=12 AB,∴AB=2OE,(2)①AF+BF=2OE证明:如图2,过点B作BH⊥OE于点H∴∠BHE=∠BHO=90°∵OE⊥MN,BF⊥MN∴∠BFE=∠OEF=90°∴四边形EFBH为矩形∴BF=EH,EF=BH∵四边形ABCD为正方形∴OA=OB,∠AOB=90°∴∠AOE+∠HOB=∠OBH+∠HOB=90°∴∠AOE=∠OBH∴△AEO≌△OHB(AAS)∴AE=OH,OE=BH∴AF+BF=AE+EF+BF=OH+BH+EH=OE+OE=2OE.②AF﹣BF=2OE证明:如图3,延长OE,过点B作BH⊥OE于点H∴∠EHB=90°∵OE⊥MN,BF⊥MN∴∠AEO=∠HEF=∠BFE=90°∴四边形HBFE为矩形∴BF=HE,EF=BH∵四边形ABCD是正方形∴OA=OB,∠AOB=90°∴∠AOE+∠BOH=∠OBH+∠BOH∴∠AOE=∠OBH∴△AOE≌△OBH(AAS)∴AE=OH,OE=BH,∴AF﹣BF=AE+EF﹣HE=OH﹣HE+OE=OE+OE=2OE③BF﹣AF=2OE,如图4,作OG⊥BF于G,则四边形EFGO是矩形,∴EF=GO,GF=EO,∠GOE=90°,∴∠AOE+∠AOG=90°.在正方形ABCD中,OA=OB,∠AOB=90°,∴∠AOG+∠BOG=90°,∴∠AOE=∠BOG.∵OG⊥BF,OE⊥AE,∴∠AEO=∠BGO=90°.∴△AOE≌△BOG(AAS),∴OE=OG,AE=BG,∵AE﹣EF=AF,EF=OG=OE,AE=BG=AF+EF=OE+AF,∴BF﹣AF=BG+GF﹣(AE﹣EF)=AE+OE﹣AE+EF=OE+OE=2OE,∴BF﹣AF=2OE.3.操作:如图,边长为2的正方形ABCD,点P在射线BC上,将△ABP沿AP向右翻折,得到△AEP,DE所在直线与AP所在直线交于点F.探究:(1)如图1,当点P在线段BC上时,①若∠BAP=30°,求∠AFE的度数;②若点E 恰为线段DF的中点时,请通过运算说明点P会在线段BC的什么位置?并求出此时∠AFD 的度数.归纳:(2)若点P是线段BC上任意一点时(不与B,C重合),∠AFD的度数是否会发生变化?试证明你的结论;猜想:(3)如图2,若点P在BC边的延长线上时,∠AFD的度数是否会发生变化?试在图中画出图形,并直接写出结论.【答案】(1)①45°;②BC的中点,45°;(2)不会发生变化,证明参见解析;(3)不会发生变化,作图参见解析.【解析】试题分析:(1)当点P在线段BC上时,①由折叠得到一对角相等,再利用正方形性质求出∠DAE度数,在三角形AFD中,利用内角和定理求出所求角度数即可;②由E为DF中点,得到P为BC中点,如图1,连接BE交AF于点O,作EG∥AD,得EG∥BC,得到AF 垂直平分BE,进而得到三角形BOP与三角形EOG全等,利用全等三角形对应边相等得到BP=EG=1,得到P为BC中点,进而求出所求角度数即可;(2)若点P是线段BC上任意一点时(不与B,C重合),∠AFD的度数不会发生变化,作AG⊥DF于点G,如图1(a)所示,利用折叠的性质及三线合一性质,根据等式的性质求出∠1+∠2的度数,即为∠FAG度数,即可求出∠F度数;(3)作出相应图形,如图2所示,若点P在BC边的延长线上时,∠AFD的度数不会发生变化,理由为:作AG⊥DE于G,得∠DAG=∠EAG,设∠DAG=∠EAG=α,根据∠FAE为∠BAE一半求出所求角度数即可.试题解析:(1)①当点P在线段BC上时,∵∠EAP=∠BAP=30°,∴∠DAE=90°﹣30°×2=30°,在△ADE中,AD=AE,∠DAE=30°,∴∠ADE=∠AED=(180°﹣30°)÷2=75°,在△AFD中,∠FAD=30°+30°=60°,∠ADF=75°,∴∠AFE=180°﹣60°﹣75°=45°;②点E为DF 的中点时,P也为BC的中点,理由如下:如图1,连接BE交AF于点O,作EG∥AD,得EG∥BC,∵EG∥AD,DE=EF,∴EG=AD=1,∵AB=AE,∴点A在线段BE的垂直平分线上,同理可得点P在线段BE的垂直平分线上,∴AF垂直平分线段BE,∴OB=OE,∵GE∥BP,∴∠OBP=∠OEG,∠OPB=∠OGE,∴△BOP≌△EOG,∴BP=EG=1,即P为BC的中点,∴∠DAF=90°﹣∠BAF,∠ADF=45°+∠BAF,∴∠AFD=180°﹣∠DAF﹣∠ADF=45°;(2)∠AFD的度数不会发生变化,作AG⊥DF于点G,如图1(a)所示,在△ADE中,AD=AE,AG⊥DE,∵AG平分∠DAE,即∠2=∠DAG,且∠1=∠BAP,∴∠1+∠2=×90°=45°,即∠FAG=45°,则∠AFD=90°﹣45°=45°;(3)如图2所示,∠AFE的大小不会发生变化,∠AFE=45°,作AG⊥DE于G,得∠DAG=∠EAG,设∠DAG=∠EAG=α,∴∠BAE=90°+2α,∴∠FAE=∠BAE=45°+α,∴∠FAG=∠FAE﹣∠EAG=45°,在Rt△AFG中,∠AFE=90°﹣45°=45°.考点:1.正方形的性质;2.折叠性质;3.全等三角形的判定与性质.4.已知:在菱形ABCD中,E,F是BD上的两点,且AE∥CF.求证:四边形AECF是菱形.【答案】见解析【解析】【分析】由菱形的性质可得AB∥CD,AB=CD,∠ADF=∠CDF,由“SAS”可证△ADF≌△CDF,可得AF=CF,由△ABE≌△CDF,可得AE=CF,由平行四边形的判定和菱形的判定可得四边形AECF是菱形.【详解】证明:∵四边形ABCD是菱形∴AB∥CD,AB=CD,∠ADF=∠CDF,∵AB=CD,∠ADF=∠CDF,DF=DF∴△ADF≌△CDF(SAS)∴AF=CF,∵AB∥CD,AE∥CF∴∠ABE=∠CDF,∠AEF=∠CFE∴∠AEB=∠CFD,∠ABE=∠CDF,AB=CD∴△ABE≌△CDF(AAS)∴AE=CF,且AE∥CF∴四边形AECF是平行四边形又∵AF=CF,∴四边形AECF是菱形【点睛】本题主要考查菱形的判定定理,首先要判定其为平行四边形,这是菱形判定的基本判定.5.已知Rt△ABD中,边AB=OB=1,∠ABO=90°问题探究:(1)以AB为边,在Rt△ABO的右边作正方形ABC,如图(1),则点O与点D的距离为.(2)以AB为边,在Rt△ABO的右边作等边三角形ABC,如图(2),求点O与点C的距离.问题解决:(3)若线段DE=1,线段DE的两个端点D,E分别在射线OA、OB上滑动,以DE为边向外作等边三角形DEF,如图(3),则点O与点F的距离有没有最大值,如果有,求出最大值,如果没有,说明理由.【答案】(1)、5;(2)、622+;(3)、3212++.【解析】【分析】试题分析:(1)、如图1中,连接OD,在Rt△ODC中,根据OD=22OC CD+计算即可.(2)、如图2中,作CE⊥OB于E,CF⊥AB于F,连接OC.在Rt△OCE中,根据OC=22OE CE+计算即可.(3)、如图3中,当OF⊥DE时,OF的值最大,设OF交DE于H,在OH上取一点M,使得OM=DM,连接DM.分别求出MH、OM、FH即可解决问题.【详解】试题解析:(1)、如图1中,连接OD,∵四边形ABCD是正方形,∴AB=BC=CD=AD=1,∠C=90°在Rt△ODC中,∵∠C=90°,OC=2,CD=1,∴OD=2222215OC CD+=+=(2)、如图2中,作CE⊥OB于E,CF⊥AB于F,连接OC.∵∠FBE=∠E=∠CFB=90°,∴四边形BECF是矩形,∴BF=CF=12,3在Rt△OCE中,222231122OE CE⎛⎫⎛⎫+=++⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭622.(3)、如图3中,当OF⊥DE时,OF的值最大,设OF交DE于H,在OH上取一点M,使得OM=DM,连接DM.∵FD=FE=DE=1,OF ⊥DE , ∴DH=HE ,OD=OE ,∠DOH=12∠DOE=22.5°, ∵OM=DM , ∴∠MOD=∠MDO=22.5°, ∴∠DMH=∠MDH=45°, ∴DH=HM=12, ∴DM=OM=22, ∵FH=223DF DH -=, ∴OF=OM+MH+FH=2132++=321++. ∴OF 的最大值为321++. 考点:四边形综合题.6.如图,△ABC 中,AD 是边BC 上的中线,过点A 作AE ∥BC ,过点D 作DE ∥AB ,DE 与AC 、AE 分别交于点O 、点E ,连接EC .(1)求证:AD=EC ;(2)当∠BAC=Rt ∠时,求证:四边形ADCE 是菱形.【答案】(1)见解析;(2)见解析.【解析】【分析】(1)先证四边形ABDE 是平行四边形,再证四边形ADCE 是平行四边形即可; (2)由∠BAC =90°,AD 是边BC 上的中线,得AD =BD =CD ,即可证明.【详解】(1)证明:∵AE ∥BC ,DE ∥AB ,∴四边形ABDE 是平行四边形,∴AE =BD ,∵AD 是边BC 上的中线,∴BD =DC ,∴AE =DC ,又∵AE ∥BC ,∴四边形ADCE 是平行四边形.(2) 证明:∵∠BAC =90°,AD 是边BC 上的中线.∴AD=CD∵四边形ADCE是平行四边形,∴四边形ADCE是菱形.【点睛】本题考查了平行四边形的判定、菱形的判定、直角三角形斜边中线定理.根据图形与已知条件灵活应用平行四边形的判定方法是证明的关键.7.已知正方形ABCD中,E为对角线BD上一点,过E点作EF⊥BD交BC于F,连接DF,G为DF中点,连接EG,CG.(1)请问EG与CG存在怎样的数量关系,并证明你的结论;(2)将图①中△BEF绕B点逆时针旋转45°,如图②所示,取DF中点G,连接EG,CG.问(1)中的结论是否仍然成立?若成立,请给出证明;若不成立,请说明理由.(3)将图①中△BEF绕B点旋转任意角度,如图③所示,再连接相应的线段,问(1)中的结论是否仍然成立?(请直接写出结果,不必写出理由)【答案】(1)证明见解析(2)证明见解析(3)结论仍然成立【解析】【分析】(1)利用直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半,可证出CG=EG.(2)结论仍然成立,连接AG,过G点作MN⊥AD于M,与EF的延长线交于N点;再证明△DAG≌△DCG,得出AG=CG;再证出△DMG≌△FNG,得到MG=NG;再证明△AMG≌△ENG,得出AG=EG;最后证出CG=EG.(3)结论依然成立.【详解】(1)CG=EG.理由如下:∵四边形ABCD是正方形,∴∠DCF=90°.在Rt△FCD中,∵G为DF的中点,∴CG=12FD,同理.在Rt△DEF中,EG=12FD,∴CG=EG.(2)(1)中结论仍然成立,即EG=CG.证法一:连接AG,过G点作MN⊥AD于M,与EF的延长线交于N点.在△DAG与△DCG中,∵AD=CD,∠ADG=∠CDG,DG=DG,∴△DAG≌△DCG(SAS),∴AG=CG;在△DMG与△FNG中,∵∠DGM=∠FGN,FG=DG,∠MDG=∠NFG,∴△DMG≌△FNG(ASA),∴MG=NG.∵∠EAM=∠AEN=∠AMN=90°,∴四边形AENM是矩形,在矩形AENM中,AM=EN.在△AMG与△ENG中,∵AM=EN,∠AMG=∠ENG,MG=NG,∴△AMG≌△ENG(SAS),∴AG=EG,∴EG=CG.证法二:延长CG至M,使MG=CG,连接MF,ME,EC.在△DCG与△FMG中,∵FG=DG,∠MGF=∠CGD,MG=CG,∴△DCG≌△FMG,∴MF=CD,∠FMG=∠DCG,∴MF∥CD∥AB,∴EF⊥MF.在Rt△MFE与Rt△CBE中,∵MF=CB,∠MFE=∠EBC=90°,EF=BE,∴△MFE≌△CBE∴∠MEF=∠CEB,∴∠MEC=∠MEF+∠FEC=∠CEB+∠CEF=90°,∴△MEC为直角三角形.∵MG=CG,∴EG=1MC,∴EG=CG.2(3)(1)中的结论仍然成立.理由如下:过F作CD的平行线并延长CG交于M点,连接EM、EC,过F作FN垂直于AB于N.由于G为FD中点,易证△CDG≌△MFG,得到CD=FM,又因为BE=EF,易证∠EFM=∠EBC,则△EFM≌△EBC,∠FEM=∠BEC,EM=EC∵∠FEC+∠BEC=90°,∴∠FEC+∠FEM=90°,即∠MEC=90°,∴△MEC是等腰直角三角形.∵G为CM中点,∴EG=CG,EG⊥CG【点睛】本题是四边形的综合题.(1)关键是利用直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半解答;(2)关键是利用了直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半的性质、全等三角形的判定和性质解答.8.现有一张矩形纸片ABCD(如图),其中AB=4cm,BC=6cm,点E是BC的中点.将纸片沿直线AE折叠,点B落在四边形AECD内,记为点B′,过E作EF垂直B′C,交B′C于F.(1)求AE、EF的位置关系;(2)求线段B′C的长,并求△B′EC的面积.【答案】(1)见解析;(2)S△B′EC=108 25.【解析】【分析】(1)由折线法及点E是BC的中点,可证得△B'EC是等腰三角形,再有条件证明∠AEF=90°即可得到AE⊥EF;(2)连接BB′,通过折叠,可知∠EBB′=∠EB′B,由E是BC的中点,可得EB′=EC,∠ECB′=∠EB′C,从而可证△BB′C为直角三角形,在Rt△AOB和Rt△BOE中,可将OB,BB′的长求出,在Rt△BB′C中,根据勾股定理可将B′C的值求出.【详解】(1)由折线法及点E是BC的中点,∴EB=EB′=EC,∠AEB=∠AEB′,∴△B'EC是等腰三角形,又∵EF⊥B′C∴EF为∠B'EC的角平分线,即∠B′EF=∠FEC,∴∠AEF=180°﹣(∠AEB+∠CEF)=90°,即∠AEF=90°,即AE⊥EF;(2)连接BB'交AE于点O,由折线法及点E是BC的中点,∴EB=EB′=EC,∴∠EBB′=∠EB′B,∠ECB′=∠EB′C;又∵△BB'C三内角之和为180°,∴∠BB'C=90°;∵点B′是点B关于直线AE的对称点,∴AE垂直平分BB′;在Rt△AOB和Rt△BOE中,BO2=AB2﹣AO2=BE2﹣(AE﹣AO)2将AB=4cm,BE=3cm,AE=5cm,∴AO=165cm,∴BO22AB AO125cm,∴BB′=2BO=245cm,∴在Rt △BB 'C 中,B ′C =22BC BB '-=518cm , 由题意可知四边形OEFB ′是矩形,∴EF =OB ′=125, ∴S △B ′EC =*111812108225525B C EF '⨯=⨯⨯=.【点睛】考查图形的折叠变化及三角形的内角和定理勾股定理的和矩形的性质综合运用.关键是要理解折叠是一种对称变换,它属于轴对称,根据轴对称的性质,折叠前后图形的形状和大小不变,只是位置变化.9.(1)如图1,将矩形ABCD 折叠,使BC 落在对角线BD 上,折痕为BE ,点C 落在点C '处,若42ADB =o ∠,则DBE ∠的度数为______o .(2)小明手中有一张矩形纸片ABCD ,4AB =,9AD =.(画一画)如图2,点E 在这张矩形纸片的边AD 上,将纸片折叠,使AB 落在CE 所在直线上,折痕设为MN (点M ,N 分别在边AD ,BC 上),利用直尺和圆规画出折痕MN (不写作法,保留作图痕迹,并用黑色水笔把线段描清楚);(算一算)如图3,点F 在这张矩形纸片的边BC 上,将纸片折叠,使FB 落在射线FD 上,折痕为GF ,点,A B 分别落在点A ',B '处,若73AG =,求B D '的长.【答案】(1)21;(2)画一画;见解析;算一算:3B D'=【解析】【分析】(1)利用平行线的性质以及翻折不变性即可解决问题;(2)【画一画】,如图2中,延长BA交CE的延长线由G,作∠BGC的角平分线交AD于M,交BC于N,直线MN即为所求;【算一算】首先求出GD=9-72033=,由矩形的性质得出AD∥BC,BC=AD=9,由平行线的性质得出∠DGF=∠BFG,由翻折不变性可知,∠BFG=∠DFG,证出∠DFG=∠DGF,由等腰三角形的判定定理证出DF=DG=203,再由勾股定理求出CF,可得BF,再利用翻折不变性,可知FB′=FB,由此即可解决问题.【详解】(1)如图1所示:∵四边形ABCD是矩形,∴AD∥BC,∴∠ADB=∠DBC=42°,由翻折的性质可知,∠DBE=∠EBC=12∠DBC=21°,故答案为21.(2)【画一画】如图所示:【算一算】如3所示:∵AG=73,AD=9, ∴GD=9-72033=, ∵四边形ABCD 是矩形,∴AD ∥BC ,BC=AD=9,∴∠DGF=∠BFG ,由翻折不变性可知,∠BFG=∠DFG ,∴∠DFG=∠DGF ,∴DF=DG=203, ∵CD=AB=4,∠C=90°, ∴在Rt △CDF 中,由勾股定理得:22222016433DF CD ⎛⎫-=-= ⎪⎝⎭, ∴BF=BC-CF=9161133-=, 由翻折不变性可知,FB=FB′=113, ∴B′D=DF -FB′=2011333-=. 【点睛】 四边形综合题,考查了矩形的性质、翻折变换的性质、勾股定理、等腰三角形的判定、平行线的性质等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,学会利用翻折不变性解决问题.10.△ABC 为等边三角形,AF AB =.BCD BDC AEC ∠=∠=∠.(1)求证:四边形ABDF 是菱形.(2)若BD 是ABC ∠的角平分线,连接AD ,找出图中所有的等腰三角形.【答案】(1)证明见解析;(2)图中等腰三角形有△ABC,△BDC,△ABD,△ADF,△ADC,△ADE.【解析】【分析】(1)先求证BD∥AF,证明四边形ABDF是平行四边形,再利用有一组邻边相等的平行四边形是菱形即可证明;(2)先利用BD平分∠ABC,得到BD垂直平分线段AC,进而证明△DAC是等腰三角形,根据BD⊥AC,AF⊥AC,找到角度之间的关系,证明△DAE是等腰三角形,进而得到BC=BD=BA=AF=DF,即可解题,见详解.【详解】(1)如图1中,∵∠BCD=∠BDC,∴BC=BD,∵△ABC是等边三角形,∴AB=BC,∵AB=AF,∴BD=AF,∵∠BDC=∠AEC,∴BD∥AF,∴四边形ABDF是平行四边形,∵AB=AF,∴四边形ABDF是菱形.(2)解:如图2中,∵BA=BC,BD平分∠ABC,∴BD垂直平分线段AC,∴DA=DC,∴△DAC是等腰三角形,∵AF∥BD,BD⊥AC∴AF⊥AC,∴∠EAC=90°,∵∠DAC=∠DCA,∠DAC+∠DAE=90°,∠DCA+∠AEC=90°,∴∠DAE=∠DEA,∴DA=DE,∴△DAE是等腰三角形,∵BC=BD=BA=AF=DF,∴△BCD ,△ABD ,△ADF 都是等腰三角形,综上所述,图中等腰三角形有△ABC ,△BDC ,△ABD ,△ADF ,△ADC ,△ADE .【点睛】本题考查菱形的判定,等边三角形的性质,等腰三角形的判定等知识,属于中考常考题型,熟练掌握等腰三角形的性质是解题的关键.11.点P 是矩形ABCD 对角线AC 所在直线上的一个动点(点P 不与点A ,C 重合),分别过点A ,C 向直线BP 作垂线,垂足分别为点E ,F ,点O 为AC 的中点.(1)如图1,当点P 与点O 重合时,请你判断OE 与OF 的数量关系;(2)当点P 运动到如图2所示位置时,请你在图2中补全图形并通过证明判断(1)中的结论是否仍然成立;(3)若点P 在射线OA 上运动,恰好使得∠OEF =30°时,猜想此时线段CF ,AE ,OE 之间有怎样的数量关系,直接写出结论不必证明.【答案】(1)OE =OF .理由见解析;(2)补全图形如图所示见解析,OE =OF 仍然成立;(3)CF =OE+AE 或CF =OE ﹣AE .【解析】【分析】(1)根据矩形的性质以及垂线,即可判定()AOE COF AAS ∆≅∆,得出OE =OF ; (2)先延长EO 交CF 于点G ,通过判定()AOE COG ASA ∆≅∆,得出OG =OE ,再根据Rt EFG ∆中,12OF EG =,即可得到OE =OF ; (3)根据点P 在射线OA 上运动,需要分两种情况进行讨论:当点P 在线段OA 上时,当点P 在线段OA 延长线上时,分别根据全等三角形的性质以及线段的和差关系进行推导计算即可.【详解】(1)OE =OF .理由如下:如图1.∵四边形ABCD 是矩形,∴ OA =OC .∵AE BP ⊥,CF BP ⊥,∴90AEO CFO ∠=∠=︒.∵在AOE ∆和COF ∆中,AEO CFO AOE COF OA OC ∠=∠⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩,∴()AOE COF AAS ∆≅∆,∴ OE =OF ;(2)补全图形如图2,OE =OF 仍然成立.证明如下:延长EO 交CF 于点G .∵AE BP ⊥,CF BP ⊥,∴ AE //CF ,∴EAO GCO ∠=∠.又∵点O 为AC 的中点,∴ AO =CO .在AOE ∆和COG ∆中,EAO GCO AO CO AOE COG ∠=∠⎧⎪=⎨⎪∠=⎩,∴()AOE COG ASA ∆≅∆,∴ OG =OE ,∴Rt EFG ∆中,12OF EG =,∴ OE =OF ; (3)CF =OE +AE 或CF =OE -AE . 证明如下:①如图2,当点P 在线段OA 上时.∵30OEF ∠=︒,90EFG ∠=︒,∴60OGF ∠=︒,由(2)可得:OF =OG ,∴OGF ∆是等边三角形,∴ FG =OF =OE ,由(2)可得:AOE COG ∆≅∆,∴ CG =AE .又∵ CF =GF +CG ,∴ CF =OE +AE ;②如图3,当点P 在线段OA 延长线上时.∵30OEF ∠=︒,90EFG ∠=︒,∴60OGF ∠=︒,同理可得:OGF ∆是等边三角形,∴ FG =OF =OE ,同理可得:AOE COG ∆≅∆,∴ CG =AE .又∵ CF =GF -CG ,∴ CF =OE -AE .【点睛】本题属于四边形综合题,主要考查了矩形的性质、全等三角形的性质和判定以及等边三角形的性质和判定,解决问题的关键是构建全等三角形和证明三角形全等,利用矩形的对角线互相平分得全等的边相等的条件,根据线段的和差关系使问题得以解决.12.(1)问题发现:如图①,在等边三角形ABC 中,点M 为BC 边上异于B 、C 的一点,以AM 为边作等边三角形AMN ,连接CN ,NC 与AB的位置关系为 ; (2)深入探究:如图②,在等腰三角形ABC 中,BA=BC ,点M 为BC 边上异于B 、C 的一点,以AM 为边作等腰三角形AMN ,使∠ABC=∠AMN ,AM=MN ,连接CN ,试探究∠ABC 与∠ACN 的数量关系,并说明理由;(3)拓展延伸:如图③,在正方形ADBC 中,AD=AC ,点M 为BC 边上异于B 、C 的一点,以AM 为边作正方形AMEF ,点N 为正方形AMEF 的中点,连接CN ,若BC=10,CN=2,试求EF 的长.【答案】(1)NC ∥AB ;理由见解析;(2)∠ABC=∠ACN ;理由见解析;(3)241;【解析】分析:(1)根据△ABC ,△AMN 为等边三角形,得到AB=AC ,AM=AN 且∠BAC=∠MAN=60°从而得到∠BAC-∠CAM=∠MAN-∠CAM ,即∠BAM=∠CAN ,证明△BAM ≌△CAN ,即可得到BM=CN .(2)根据△ABC ,△AMN 为等腰三角形,得到AB :BC=1:1且∠ABC=∠AMN ,根据相似三角形的性质得到AB AC AM AN=,利用等腰三角形的性质得到∠BAC=∠MAN ,根据相似三角形的性质即可得到结论; (3)如图3,连接AB ,AN ,根据正方形的性质得到∠ABC=∠BAC=45°,∠MAN=45°,根据相似三角形的性质得出BM AB CN AC=,得到BM=2,CM=8,再根据勾股定理即可得到答案. 详解:(1)NC ∥AB ,理由如下:∵△ABC 与△MN 是等边三角形,∴AB=AC ,AM=AN ,∠BAC=∠MAN =60°,∴∠BAM=∠CAN ,在△ABM 与△ACN 中, AB AC BAM CAN AM AN =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩, ∴△ABM ≌△ACN (SAS ),∴∠B=∠ACN=60°,∵∠ANC+∠ACN+∠CAN=∠ANC+60°+∠CAN=180°,∴∠ANC+∠MAN+∠BAM=∠ANC+60°+∠CAN=∠BAN+∠ANC=180°,∴CN ∥AB ;(2)∠ABC=∠ACN ,理由如下: ∵AB AM BC MN==1且∠ABC=∠AMN , ∴△ABC ~△AMN ∴AB AC AM AN=, ∵AB=BC , ∴∠BAC=12(180°﹣∠ABC ), ∵AM=MN∴∠MAN=12(180°﹣∠AMN ), ∵∠ABC=∠AMN ,∴∠BAC=∠MAN ,∴∠BAM=∠CAN ,∴△ABM ~△ACN ,∴∠ABC=∠ACN ;(3)如图3,连接AB ,AN , ∵四边形ADBC ,AMEF 为正方形,∴∠ABC=∠BAC=45°,∠MAN=45°,∴∠BAC ﹣∠MAC=∠MAN ﹣∠MAC即∠BAM=∠CAN ,∵AB AM BC AN == ∴AB AC AM AN=, ∴△ABM ~△ACN ∴BM AB CN AC =,∴CN AC BM AB ==cos45°=2,∴=, ∴BM=2,∴CM=BC ﹣BM=8,在Rt △AMC ,==,∴EF=AM=241.点睛:本题是四边形综合题目,考查了正方形的性质、等边三角形的性质、等腰三角形的性质、全等三角形的性质定理和判定定理、相似三角形的性质定理和判定定理等知识;本题综合性强,有一定难度,证明三角形全等和三角形相似是解决问题的关键.13.如图,在平面直角坐标系xOy 中,四边形OABC 的顶点A 在x 轴的正半轴上,OA=4,OC=2,点D 、E 、F 、G 分别为边OA 、AB 、BC 、CO 的中点,连结DE 、EF 、FG 、GD .(1)若点C 在y 轴的正半轴上,当点B 的坐标为(2,4)时,判断四边形DEFG 的形状,并说明理由.(2)若点C 在第二象限运动,且四边形DEFG 为菱形时,求点四边形OABC 对角线OB 长度的取值范围.(3)若在点C 的运动过程中,四边形DEFG 始终为正方形,当点C 从X 轴负半轴经过Y 轴正半轴,运动至X 轴正半轴时,直接写出点B 的运动路径长.【答案】(1)正方形(2)256OB <<(3)2π【解析】分析:(1)连接OB ,AC ,说明OB ⊥AC ,OB=AC ,可得四边形DEFG 是正方形.(2)由四边形DEFG 是菱形,可得OB=AC ,当点C 在y 轴上时,AC=25C 在x 轴上时,AC=6, 故可得结论;(3)根据题意计算弧长即可.详解:(1)正方形,如图1,证明连接OB ,AC ,说明OB ⊥AC ,OB=AC ,可得四边形DEFG 是正方形.(2)256OB <如图2,由四边形DEFG 是菱形,可得OB=AC ,当点C 在y 轴上时,AC=25C 在x 轴上时,AC=6, ∴256OB < ;(3)2π.如图3,当四边形DEFG是正方形时,OB⊥AC,且OB=AC,构造△OBE≌△ACO,可得B点在以E(0,4)为圆心,2为半径的圆上运动.所以当C点从x轴负半轴到正半轴运动时,B点的运动路径为2 .图1 图2 图3点睛:本题主要考查了正方形的判定,菱形的性质以及弧长的计算.灵活运用正方形的判定定理和菱形的性质运用是解题的关键.14.如图,在菱形ABCD中,AB=6,∠ABC=60°,AH⊥BC于点H.动点E从点B出发,沿线段BC向点C以每秒2个单位长度的速度运动.过点E作EF⊥AB,垂足为点F.点E出发后,以EF为边向上作等边三角形EFG,设点E的运动时间为t秒,△EFG和△AHC的重合部分面积为S.(1)CE= (含t的代数式表示).(2)求点G落在线段AC上时t的值.(3)当S>0时,求S与t之间的函数关系式.(4)点P在点E出发的同时从点A出发沿A-H-A以每秒2个单位长度的速度作往复运动,当点E停止运动时,点P随之停止运动,直接写出点P在△EFG内部时t的取值范围.【答案】(1)6-2t;(2)t=2;(3)当<t≤2时,S=t2+t-3;当2<t≤3时,S=-t2+t-;(4)<t<.【解析】试题分析:(1)由菱形的性质得出BC=AB=6得出CE=BC-BE=6-2t即可;(2)由菱形的性质和已知条件得出△ABC是等边三角形,得出∠ACB=60°,由等边三角形的性质和三角函数得出∠GEF=60°,GE=EF=BE•sin60°=t,证出∠GEC=90°,由三角函数求出CE==t,由BE+CE=BC得出方程,解方程即可;(3)分两种情况:①当<t≤2时,S=△EFG的面积-△NFN的面积,即可得出结果;②当2<t≤3时,由①的结果容易得出结论;(4)由题意得出t=时,点P与H重合,E与H重合,得出点P在△EFG内部时,t的不等式,解不等式即可.试题解析:(1)根据题意得:BE=2t,∵四边形ABCD是菱形,∴BC=AB=6,∴CE=BC-BE=6-2t;(2)点G落在线段AC上时,如图1所示:∵四边形ABCD是菱形,∴AB=BC,∵∠ABC=60°,∴△ABC是等边三角形,∴∠ACB=60°,∵△EFG是等边三角形,∴∠GEF=60°,GE=EF=BE•sin60°=t,∵EF⊥AB,∴∠BEF=90°-60°=30°,∴∠GEB=90°,∴∠GEC=90°,∴CE==t,∵BE+CE=BC,∴2t+t=6,解得:t=2;(3)分两种情况:①当<t≤2时,如图2所示:S=△EFG的面积-△NFN的面积=××(t)2-××(-+2)2=t2+t-3,即S=t2+t-3;当2<t≤3时,如图3所示:S=t2+t-3-(3t-6)2,即S=-t2+t-;(4)∵AH=AB•sin60°=6×=3,3÷2=,3÷2=,∴t=时,点P与H重合,E与H重合,∴点P在△EFG内部时,-<(t-)×2<t-(2t-3)+(2t-3),解得:<t<;即点P在△EFG内部时t的取值范围为:<t<.考点:四边形综合题.15.(本题满分10分)如图1,已知矩形纸片ABCD中,AB=6cm,若将该纸片沿着过点B的直线折叠(折痕为BM),点A恰好落在CD边的中点P处.(1)求矩形ABCD的边AD的长.(2)若P为CD边上的一个动点,折叠纸片,使得A与P重合,折痕为MN,其中M在边AD上,N在边BC上,如图2所示.设DP=x cm,DM=y cm,试求y与x的函数关系式,并指出自变量x的取值范围.(3)①当折痕MN的端点N在AB上时,求当△PCN为等腰三角形时x的值;②当折痕MN的端点M在CD上时,设折叠后重叠部分的面积为S,试求S与x之间的函数关系式【答案】(1)AD=3;(2)y=-其中,0<x<3;(3)x=;(4)S=.【解析】试题分析:(1)根据折叠图形的性质和勾股定理求出AD的长度;(2)根据折叠图形的性质以及Rt△MPD的勾股定理求出函数关系式;(3)过点N作NQ⊥CD,根据Rt△NPQ 的勾股定理进行求解;(4)根据Rt△ADM的勾股定理求出MP与x的函数关系式,然后得出函数关系式.试题解析:(1)根据折叠可得BP=AB=6cm CP=3cm 根据Rt△PBC的勾股定理可得:AD=3.(2)由折叠可知AM=MP,在Rt△MPD中,∴∴y=-其中,0<x<3.(3)当点N在AB上,x≥3,∴PC≤3,而PN≥3,NC≥3.∴△PCN为等腰三角形,只可能NC=NP.过N点作NQ⊥CD,垂足为Q,在Rt△NPQ中,∴解得x=.(4)当点M在CD上时,N在AB上,可得四边形ANPM为菱形.设MP=y,在Rt△ADM中,,即∴ y=.∴ S=考点:函数的性质、勾股定理.。
1.4 因动点产生的平行四边形问题例1 2013年上海市松江区中考模拟第24题如图1,已知抛物线y =-x 2+bx +c 经过A (0, 1)、B (4, 3)两点. (1)求抛物线的解析式; (2)求tan ∠ABO 的值;(3)过点B 作BC ⊥x 轴,垂足为C ,在对称轴的左侧且平行于y 轴的直线交线段AB 于点N ,交抛物线于点M ,若四边形MNCB 为平行四边形,求点M 的坐标.图1动感体验请打开几何画板文件名“13松江24”,拖动点N 在直线AB 上运动,可以体验到,以M 、N 、C 、B 为顶点的平行四边形有4个,符合MN 在抛物线的对称轴的左侧的平行四边形MNCB 只有一个.请打开超级画板文件名“13松江24”,拖动点N 在直线AB 上运动,可以体验到,MN 有4次机会等于3,这说明以M 、N 、C 、B 为顶点的平行四边形有4个,而符合MN 在抛物线的对称轴的左侧的平行四边形MNCB 只有一个.思路点拨1.第(2)题求∠ABO 的正切值,要构造包含锐角∠ABO 的角直角三角形. 2.第(3)题解方程MN =y M -y N =BC ,并且检验x 的值是否在对称轴左侧.满分解答(1)将A (0, 1)、B (4, 3)分别代入y =-x 2+bx +c ,得1,164 3.c b c =⎧⎨-++=⎩解得92b =,c =1.所以抛物线的解析式是2912y x x =-++. (2)在Rt △BOC 中,OC =4,BC =3,所以OB =5. 如图2,过点A 作AH ⊥OB ,垂足为H .在Rt △AOH 中,OA =1,4sin sin 5AOH OBC ∠=∠=,所以4sin 5AH OA AOH =⋅∠=. 图2 所以35OH =,225BH OB OH =-=.在Rt △ABH 中,4222tan 5511AH ABO BH ∠==÷=.(3)直线AB 的解析式为112y x =+.设点M 的坐标为29(,1)2x x x -++,点N 的坐标为1(,1)2x x +,那么2291(1)(1)422MN x x x x x =-++-+=-+.当四边形MNCB 是平行四边形时,MN =BC =3.解方程-x 2+4x =3,得x =1或x =3.因为x =3在对称轴的右侧(如图4),所以符合题意的点M 的坐标为9(1,)2(如图3).图3 图4考点伸展第(3)题如果改为:点M 是抛物线上的一个点,直线MN 平行于y 轴交直线AB 于N ,如果M 、N 、B 、C 为顶点的四边形是平行四边形,求点M 的坐标.那么求点M 的坐标要考虑两种情况:MN =y M -y N 或MN =y N -y M .由y N -y M =4x -x 2,解方程x 2-4x =3,得2x =±5).所以符合题意的点M 有4个:9(1,)2,11(3,)2,(2,(2.图5例2 2012年福州市中考第21题如图1,在Rt △ABC 中,∠C =90°,AC =6,BC =8,动点P 从点A 开始沿边AC 向点C以每秒1个单位长度的速度运动,动点Q 从点C 开始沿边CB 向点B 以每秒2个单位长度的速度运动,过点P 作PD //BC ,交AB 于点D ,联结PQ .点P 、Q 分别从点A 、C 同时出发,当其中一点到达端点时,另一点也随之停止运动,设运动的时间为t 秒(t ≥0).(1)直接用含t 的代数式分别表示:QB =_______,PD =_______;(2)是否存在t 的值,使四边形PDBQ 为菱形?若存在,求出t 的值;若不存在,说明理由,并探究如何改变点Q 的速度(匀速运动),使四边形PDBQ 在某一时刻为菱形,求点Q 的速度;(3)如图2,在整个运动过程中,求出线段PQ 的中点M 所经过的路径长.图1 图2动感体验请打开几何画板文件名“12福州21”,拖动左图中的点P 运动,可以体验到,PQ 的中点M 的运动路径是一条线段.拖动右图中的点Q 运动,可以体验到,当PQ //AB 时,四边形PDBQ 为菱形.请打开超级画板文件名“12福州21”,拖动点Q 向上运动,可以体验到,PQ 的中点M 的运动路径是一条线段.点击动画按钮的左部,Q 的速度变成1.07,可以体验到,当PQ //AB 时,四边形PDBQ 为菱形.点击动画按钮的中部,Q 的速度变成1.思路点拨1.菱形PDBQ 必须符合两个条件,点P 在∠ABC 的平分线上,PQ //AB .先求出点P 运动的时间t ,再根据PQ //AB ,对应线段成比例求CQ 的长,从而求出点Q 的速度.2.探究点M 的路径,可以先取两个极端值画线段,再验证这条线段是不是点M 的路径.满分解答(1)QB =8-2t ,PD =43t .(2)如图3,作∠ABC 的平分线交CA 于P ,过点P 作PQ //AB 交BC 于Q ,那么四边形PDBQ 是菱形.过点P 作PE ⊥AB ,垂足为E ,那么BE =BC =8. 在Rt △ABC 中,AC =6,BC =8,所以AB =10. 图3在Rt △APE 中,23cos 5AE A AP t ===,所以103t =. 当PQ //AB 时,CQ CP CB CA =,即106386CQ -=.解得329CQ =.所以点Q 的运动速度为3210169315÷=. (3)以C 为原点建立直角坐标系.如图4,当t =0时,PQ 的中点就是AC 的中点E (3,0). 如图5,当t =4时,PQ 的中点就是PB 的中点F (1,4). 直线EF 的解析式是y =-2x +6.如图6,PQ 的中点M 的坐标可以表示为(62t -,t ).经验证,点M (62t-,t )在直线EF 上.所以PQ 的中点M 的运动路径长就是线段EF 的长,EF =图4 图5 图6考点伸展第(3)题求点M 的运动路径还有一种通用的方法是设二次函数: 当t =2时,PQ 的中点为(2,2).设点M 的运动路径的解析式为y =ax 2+bx +c ,代入E (3,0)、F (1,4)和(2,2),得930,4,42 2.a b c a b c a b c ++=⎧⎪++=⎨⎪++=⎩解得a =0,b =-2,c =6. 所以点M 的运动路径的解析式为y =-2x +6.例3 2012年烟台市中考第26题如图1,在平面直角坐标系中,已知矩形ABCD 的三个顶点B (1, 0)、C (3, 0)、D (3, 4).以A 为顶点的抛物线y =ax 2+bx +c 过点C .动点P 从点A 出发,沿线段AB 向点B 运动,同时动点Q 从点C 出发,沿线段CD 向点D 运动.点P 、Q 的运动速度均为每秒1个单位,运动时间为t 秒.过点P 作PE ⊥AB 交AC 于点E .(1)直接写出点A 的坐标,并求出抛物线的解析式;(2)过点E 作EF ⊥AD 于F ,交抛物线于点G ,当t 为何值时,△ACG 的面积最大?最大值为多少?(3)在动点P 、Q 运动的过程中,当t 为何值时,在矩形ABCD 内(包括边界)存在点H ,使以C 、Q 、E 、H 为顶点的四边形为菱形?请直接写出t 的值.图1动感体验请打开几何画板文件名“12烟台26”,拖动点P 在AB 上运动,可以体验到,当P 在AB 的中点时,△ACG 的面积最大.观察右图,我们构造了和△CEQ 中心对称的△FQE 和△ECH ′,可以体验到,线段EQ 的垂直平分线可以经过点C 和F ,线段CE 的垂直平分线可以经过点Q 和H ′,因此以C 、Q 、E 、H 为顶点的菱形有2个.请打开超级画板文件名“12烟台26”,拖动点P 在AB 上运动,可以体验到,当P 在AB 的中点时,即t=2,△ACG 的面积取得最大值1.观察CQ ,EQ ,EC 的值,发现以C 、Q 、E 、H 为顶点的菱形有2个.点击动画按钮的左部和中部,可得菱形的两种准确位置。
思路点拨1.把△ACG 分割成以GE 为公共底边的两个三角形,高的和等于AD . 2.用含有t 的式子把图形中能够表示的线段和点的坐标都表示出来.3.构造以C 、Q 、E 、H 为顶点的平行四边形,再用邻边相等列方程验证菱形是否存在.满分解答(1)A (1, 4).因为抛物线的顶点为A ,设抛物线的解析式为y =a (x -1)2+4, 代入点C (3, 0),可得a =-1.所以抛物线的解析式为y =-(x -1)2+4=-x 2+2x +3.(2)因为PE //BC ,所以2AP AB PE BC ==.因此1122PE AP t ==.所以点E 的横坐标为112t +.将112x t =+代入抛物线的解析式,y =-(x -1)2+4=2144t -.所以点G 的纵坐标为2144t -.于是得到2211(4)(4)44GE t t t t =---=-+.因此22111()(2)1244ACG AGE CGE S S S GE AF DF t t t ∆∆∆=+=+=-+=--+.所以当t =1时,△ACG 面积的最大值为1.(3)2013t =或20t =- 考点伸展第(3)题的解题思路是这样的:因为FE //QC ,FE =QC ,所以四边形FECQ 是平行四边形.再构造点F 关于PE 轴对称的点H ′,那么四边形EH ′CQ 也是平行四边形.再根据FQ =CQ 列关于t 的方程,检验四边形FECQ 是否为菱形,根据EQ =CQ 列关于t 的方程,检验四边形EH ′CQ 是否为菱形.1(1,4)2E t t +-,1(1,4)2F t +,(3,)Q t ,(3,0)C .如图2,当FQ =CQ 时,FQ 2=CQ 2,因此2221(2)(4)2t t t -+-=.整理,得240800t t -+=.解得120t =-220t =+.如图3,当EQ =CQ 时,EQ 2=CQ 2,因此2221(2)(42)2t t t -+-=.整理,得213728000t t -+=.(1320)(40)0t t --=.所以12013t =,240t =(舍去).图2 图3例4 2011年上海市中考第24题已知平面直角坐标系xOy (如图1),一次函数334y x =+的图象与y 轴交于点A ,点M 在正比例函数32y x =的图象上,且MO =MA .二次函数y=x2+bx+c的图象经过点A、M.(1)求线段AM的长;(2)求这个二次函数的解析式;(3)如果点B在y轴上,且位于点A下方,点C在上述二次函数的图象上,点D在一次函数334y x=+的图象上,且四边形ABCD是菱形,求点C的坐标.图1动感体验请打开几何画板文件名“11上海24”,拖动点B在y轴上点A下方运动,四边形ABCD保持菱形的形状,可以体验到,菱形的顶点C有一次机会落在抛物线上.思路点拨1.本题最大的障碍是没有图形,准确画出两条直线是基本要求,抛物线可以不画出来,但是对抛物线的位置要心中有数.2.根据MO=MA确定点M在OA的垂直平分线上,并且求得点M的坐标,是整个题目成败的一个决定性步骤.3.第(3)题求点C的坐标,先根据菱形的边长、直线的斜率,用待定字母m表示点C 的坐标,再代入抛物线的解析式求待定的字母m.满分解答(1)当x=0时,3334y x=+=,所以点A的坐标为(0,3),OA=3.如图2,因为MO=MA,所以点M在OA的垂直平分线上,点M的纵坐标为32.将32y=代入32y x=,得x=1.所以点M的坐标为3(1,)2.因此AM=.(2)因为抛物线y=x2+bx+c经过A(0,3)、M3(1,)2,所以3,31.2cb c=⎧⎪⎨++=⎪⎩解得52b=-,3c=.所以二次函数的解析式为253 2y x x=-+.(3)如图3,设四边形ABCD为菱形,过点A作AE⊥CD,垂足为E.在Rt△ADE中,设AE=4m,DE=3m,那么AD=5m.因此点C的坐标可以表示为(4m,3-2m).将点C(4m,3-2m)代入253 2y x x=-+,得23216103m m m -=-+.解得12m =或者m =0(舍去). 因此点C 的坐标为(2,2).图2 图3考点伸展如果第(3)题中,把“四边形ABCD 是菱形”改为“以A 、B 、C 、D 为顶点的四边形是菱形”,那么还存在另一种情况:如图4,点C 的坐标为727(,)416.图4例5 2011年江西省中考第24题将抛物线c1:2y=x轴翻折,得到抛物线c2,如图1所示.(1)请直接写出抛物线c2的表达式;(2)现将抛物线c1向左平移m个单位长度,平移后得到新抛物线的顶点为M,与x轴的交点从左到右依次为A、B;将抛物线c2向右也平移m个单位长度,平移后得到新抛物线的顶点为N,与x轴的交点从左到右依次为D、E.①当B、D是线段AE的三等分点时,求m的值;②在平移过程中,是否存在以点A、N、E、M为顶点的四边形是矩形的情形?若存在,请求出此时m的值;若不存在,请说明理由.图1动感体验请打开几何画板文件名“11江西24”,拖动点M向左平移,可以体验到,四边形ANEM可以成为矩形,此时B、D重合在原点.观察B、D的位置关系,可以体验到,B、D是线段AE 的三等分点,存在两种情况.思路点拨1.把A、B、D、E、M、N六个点起始位置的坐标罗列出来,用m的式子把这六个点平移过程中的坐标罗列出来.2.B、D是线段AE的三等分点,分两种情况讨论,按照AB与AE的大小写出等量关系列关于m的方程.3.根据矩形的对角线相等列方程.满分解答(1)抛物线c2的表达式为2y=(2)抛物线c1:2y=x轴的两个交点为(-1,0)、(1,0),顶点为.抛物线c2:2y=x轴的两个交点也为(-1,0)、(1,0),顶点为(0,.抛物线c1向左平移m个单位长度后,顶点M的坐标为(m-,与x轴的两个交点为(1,0)A m--、(1,0)B m-,AB=2.抛物线c2向右平移m个单位长度后,顶点N的坐标为(,m,与x轴的两个交点为(1,0)D m-+、(1,0)E m+.所以AE=(1+m)-(-1-m)=2(1+m).①B、D是线段AE的三等分点,存在两种情况:情形一,如图2,B在D的左侧,此时123AB AE==,AE=6.所以2(1+m)=6.解得m=2.情形二,如图3,B在D的右侧,此时223AB AE==,AE=3.所以2(1+m)=3.解得12m=.图2 图3 图4②如果以点A、N、E、M为顶点的四边形是矩形,那么AE=MN=2OM.而OM2=m2+3,所以4(1+m)2=4(m2+3).解得m=1(如图4).考点伸展第(2)题②,探求矩形ANEM,也可以用几何说理的方法:在等腰三角形ABM中,因为AB=2,AB△ABM是等边三角形.同理△DEN是等边三角形.当四边形ANEM是矩形时,B、D两点重合.因为起始位置时BD=2,所以平移的距离m=1.例6 2010年山西省中考第26题在直角梯形OABC 中,CB //OA ,∠COA =90°,CB =3,OA =6,BA =.分别以OA 、OC 边所在直线为x 轴、y 轴建立如图1所示的平面直角坐标系. (1)求点B 的坐标;(2)已知D 、E 分别为线段OC 、OB 上的点,OD =5,OE =2EB ,直线DE 交x 轴于点F .求直线DE 的解析式;(3)点M 是(2)中直线DE 上的一个动点,在x 轴上方的平面内是否存在另一点N ,使以O 、D 、M 、N 为顶点的四边形是菱形?若存在,请求出点N 的坐标;若不存在,请说明理由.图1 图2动感体验请打开几何画板文件名“10山西26”,拖动点M 可以在直线DE 上运动.分别双击按钮“DO 、DM 为邻边”、“ DO 、DN 为邻边”和“DO 为对角线”可以准确显示菱形.思路点拨1.第(1)题和第(2)题蕴含了OB 与DF 垂直的结论,为第(3)题讨论菱形提供了计算基础.2.讨论菱形要进行两次(两级)分类,先按照DO 为边和对角线分类,再进行二级分类,DO 与DM 、DO 与DN 为邻边.满分解答(1)如图2,作BH ⊥x 轴,垂足为H ,那么四边形BCOH 为矩形,OH =CB =3.在Rt △ABH 中,AH =3,BA =BH =6.因此点B 的坐标为(3,6). (2) 因为OE =2EB ,所以223E B x x ==,243E B y y ==,E (2,4).设直线DE 的解析式为y =kx +b ,代入D (0,5),E (2,4),得5,2 4.b k b =⎧⎨+=⎩ 解得12k =-,5b =.所以直线DE 的解析式为152y x =-+.(3) 由152y x =-+,知直线DE 与x 轴交于点F (10,0),OF =10,DF =.①如图3,当DO 为菱形的对角线时,MN 与DO 互相垂直平分,点M 是DF 的中点.此时点M 的坐标为(5,52),点N 的坐标为(-5,52). ②如图4,当DO 、DN 为菱形的邻边时,点N 与点O 关于点E 对称,此时点N 的坐标为(4,8).③如图5,当DO 、DM 为菱形的邻边时,NO =5,延长MN 交x 轴于P .由△NPO ∽△DOF ,得NP PO NODO OF DF==,即510NP PO ==.解得NP =,PO =N 的坐标为(-.图3 图4考点伸展如果第(3)题没有限定点N 在x 轴上方的平面内,那么菱形还有如图6的情形.图5 图6例7 2009年江西省中考第24题如图1,抛物线322++-=xxy与x轴相交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y 轴相交于点C,顶点为D.(1)直接写出A、B、C三点的坐标和抛物线的对称轴;(2)连结BC,与抛物线的对称轴交于点E,点P为线段BC上的一个动点,过点P作PF//DE交抛物线于点F,设点P的横坐标为m.①用含m的代数式表示线段PF的长,并求出当m为何值时,四边形PEDF为平行四边形?②设△BCF的面积为S,求S与m的函数关系.图1动感体验请打开几何画板文件名“09江西24”,拖动点P在BC上运动,可以体验到,四边形PEDF 可以成为平行四边形.观察△BCF的形状和S随m变化的图象,可以体验到,S是m的二次函数,当P是BC的中点时,S取得最大值.思路点拨1.数形结合,用函数的解析式表示图象上点的坐标,用点的坐标表示线段的长. 2.当四边形PEDF 为平行四边形时,根据DE =FP 列关于m 的方程. 3.把△BCF 分割为两个共底FP 的三角形,高的和等于OB .满分解答(1)A (-1,0),B (3,0),C (0,3).抛物线的对称轴是x =1. (2)①直线BC 的解析式为y =-x +3.把x =1代入y =-x +3,得y =2.所以点E 的坐标为(1,2). 把x =1代入322++-=x x y ,得y =4.所以点D 的坐标为(1,4).因此DE =2.因为PF //DE ,点P 的横坐标为m ,设点P 的坐标为)3,(+-m m ,点F 的坐标为)32,0(2++-m m ,因此m m m m m FP 3)3()32(22+-=+--++-=.当四边形PEDF 是平行四边形时,DE =FP .于是得到232=+-m m .解得21=m ,12=m (与点E 重合,舍去).因此,当m =2时,四边形PEDF 是平行四边形时.②设直线PF 与x 轴交于点M ,那么OM +BM =OB =3.因此BM FP OM FP S S S S CPF BPF BCF ⋅+⋅=+==∆∆∆2121m m m m 29233)3(2122+-=⨯+-=.m 的变化范围是0≤m ≤3.图2 图3考点伸展在本题条件下,四边形PEDF 可能是等腰梯形吗?如果可能,求m 的值;如果不可能,请说明理由.如图4,如果四边形PEDF 是等腰梯形,那么DG =EH ,因此E P F D y y y y -=-.于是2)3()32(42-+-=++--m m m .解得01=m (与点CE 重合,舍去),12=m (与点E 重合,舍去).因此四边形PEDF 不可能成为等腰梯形.图4。