专题08 动态几何类压轴题一、单选题1.如图,在ABC 中,90ACB ∠=︒,4AC =,3BC =.线段PE 的两个端点都在AB 上,且1PE =,P 从点A 出发,沿AB 方向运动,当E 到达点B 时,P 停止运动,在整个运动过程中,空白部分面积DPEC S 四边形的大小变化的情况是( )A .一直减小B .一直增大C .先增大后减小D .先减小后增大【答案】C【分析】 设PD=x ,AB 边上的高为h ,求出h ,并运用相似三角形的性质求出AD ,构建二次函数,利用二次函数的性质解决问题即可.【详解】在Rt ABC ∆中,90ACB ∠=︒,4AC =,3BC =,5AB ∴===,设PD x =,则1205x ≤≤,AB 边上的高为h ,125AC BC h AB ==, //PD BC , ADP ACB ∆∆∽∴, ∴PD AD BC AC=, 43AD x ∴=,53PA x = 221415122242333(4)2()23235353210△△APD CBE S S x x x x x x ∴+=+-=-+=-+, ()22233323()()32103210276△△△四边形ABC APD CBE DPEC S x S x S S ∴+-----+=-==, ∵203-<,∴32x≤<时,DPECS四边形随x的增大而增大,31225x<≤时,DPECS四边形随x的增大而减小,故选:C.【点睛】本题考查相似三角形的判定和性质,动点问题的函数图象,三角形面积,勾股定理等知识,解题的关键是构建二次函数,学会利用二次函数的增减性解决问题.2.如图,已知△ABC中,∠ACB=90°,∠BAC=30°,AB=6,点D为直线AB上一动点,将线段CD绕点C 逆时针旋转60°得到线段CE,连接ED、BE,当BE最小时,线段AD的值为()A.5.5B.6C.7.5D.8【答案】C【分析】以BC为边作等边△BCF,连接DF,可证△BCE≌△FCD,可得BE=DF,则DF⊥AB时,DF的长最小,即BE的长最小,即可求解.【详解】如图,以BC为边作等边△BCF,连接DF,∵∠ACB=90°,∠BAC=30°,AB=6,∴∠ABC=60°,BC=3,∵将线段CD绕点C逆时针旋转60°得到线段CE,∴CD=CE,∠DCE=60°,∵△BCF是等边三角形,∴CF=BC=BF=3,∠BCF=∠DCE =60°,∴∠BCE=∠DCF,且BC=CF,DC=CE,∴△BCE≌△FCD(SAS),∴ BE= DF,∴DF ⊥AB 时,DF 的长最小,即BE 的长最小,如图,此时作FD AB '⊥,∵FBD '∠=180°-60°-60°=60°,D F AB '⊥,∴ 1 1.52BD BF '==, ∴7.5AD AB BD '=+=',故选:C .【点睛】本题考查了旋转的性质,全等三角形的判定与性质,直角三角形的性质,添加恰当的辅助线构造全等三角形是解题关键.二、解答题3.如图,在等腰直角三角形△ABC ,∠ABC=90°,AB=6,P 是射线AB 上一个动点,连接CP ,以CP 为斜边构造等腰直角△CDP (C 、D 、P 按逆时针方向),M 为CP 的中点,连接AD ,MB .(1)当点P 在线段AB 上运动时,求证:△CDA ∽CMB ;(2)设AP x =,△ADP 的面积为y .①当012x <<时,求y 关于x 的函数表达式;②记D 关于直线AC 的对称点为D ,若D 在△APC 的内部,求y 的取值范围.【答案】(1)见解析;(2)①2134y x x =-+;②189y << 【分析】 (1)根据等腰直角三角形的性质得BCM ACD ∠=∠,CB CM CA CD =,即可证明结论; (2)①分类讨论,当06x <≤时,或当612x <<时,过点D 作DE AB ⊥于点E ,根据(1)的相似三角形,得到AD=AP ,并且用x 表示出长度,即可求出函数表达式;②当点D 在APC △内部时,06x <<,过点P 作PN AC ⊥于点N ,利用面积法表示出PN 的长,得到x 的范围,即可求出y 的范围.【详解】解:(1)∵ABC 和CDP 是等腰直角三角形,∴45ACB DCP ∠=∠=︒,∴ACB ACP DCP ACP ∠-∠=∠-∠,即BCM ACD ∠=∠,∵ABC 和CDP 是等腰直角三角形,∴CB CA ==,CP CD = ∵M 是CP 的中点, ∴12CM CP =,∴21CM CD ==, ∴CB CM CA CD =, ∴CDA CMB ;(2)①∵M 是CP 中点, ∴12BM MC PC ==,若06x <≤,如图,过点D 作DE AB ⊥于点E ,∵AP x =,∴6PB x =-,∴PC = ∵DC DA MC MB=,∴2DC DA DP PC ==== ∵DE AB ⊥,∴12AE EP x ==,∴162DE x ===-, ∴21111632224ADP S AP DE x x x x ⎛⎫=⋅=⋅-=-+ ⎪⎝⎭; 若612x <<,如图,过点D 作DE AB ⊥于点E ,6BP x =-,PC =DC DA DP ====12AE EP x ==,162DE x ===-, ∴21111632224ADP S AP DE x x x x ⎛⎫=⋅=⋅-=-+ ⎪⎝⎭, 综上:2134y x x =-+; ②当点D 在APC △内部时,06x <<,点P 越往右,点D 离AC 越近,当点D 在PC 上时,过点P 作PN AC ⊥于点N ,∴DCA ACP PCB ∠=∠=∠,∴CP 为ACB ∠的角平分线,∴PN PB =,∵1131822ABC APC BPC S S S AC PN BC PB PN =+=⋅+⋅=+=,∴6PN PB ==,∴12AP AB PB =-=-,当126x -<<时,点D 在APC △内部,则根据2134y x x =-+,求出189y <<. 【点睛】本题考查相似三角形的综合题,解题的关键是掌握相似三角形的性质和判定,二次函数的几何运用,利用分类讨论的思想进行求解.4.如图,在平面直角坐标系中,直线3y x =-+与抛物线2y x bx c =-++交于A 、B 两点,点A 在x 轴上,点B 在y 轴上,点P 是抛物线上任意一点,过点P 作PQ ⊥y 轴,交直线AB 于点Q ,连接BP ,设点P 的横坐标为m ,△PQB 的边PQ 与PQ 边上的高之差为d .(1)求此抛物线解析式.(2)求点Q 的横坐标(用含m 的代数式表示);(3)∠BQP 为锐角.①求d 关于m 的函数关系式;②当△AOB 的顶点到PQ 的最短距离等于d 时,直接写出m 的值.【答案】(1)2y x 2x 3=-++;(2)22m m -;(3)①d m =-;②m =【分析】 (1)由直线解析式求解出A 、B 的坐标,再代入抛物线解析式求解即可;(2)由于PQ 垂直于y 轴,则P 、Q 的纵坐标相等,因此求出P 的纵坐标,再代入直线解析式求解Q 的横坐标即可;(3)①根据题中对d 的定义,分别求出PQ ,以及PQ 边上的高,再作差即可;②根据△AOB 的顶点到PQ 的最短距离等于d 时建立关于m 的一元二次方程求解,并注意运用条件判断合适的值即可.【详解】(1)由直线3y x =-+可知,A(3,0),B(0,3),将A(3,0),B(0,3)代入2y x bx c =-++得: 9303b c c -++=⎧⎨=⎩,解得:23b c =⎧⎨=⎩, ∴抛物线的解析式为:2y x 2x 3=-++;(2)由题可知,P 、Q 的纵坐标相等,∵P 的横坐标为m ,且P 是抛物线上任意一点,∴P 的纵坐标为223y m m =-++,∴Q 的纵坐标为223y m m =-++,又∵Q 在直线上,∴将223y m m =-++代入3y x =-+得: 2233m m x -++=-+,解得:22x m m =-,∴Q 的横坐标为22m m -;(3)①由题意,()B P d PQ y y =--,由(2)可知: 2232Q P m P m m m m Q x x =-==---,()222332B P y m m m y m -+=+--=- ∴()B P d PQ y y m =--=-,∴d m =-;②由题可知:△AOB 为等腰直角三角形,其顶点为O ,则O 到PQ 的距离为223m m -++,当△AOB 的顶点到PQ 的最短距离等于d 时, 223m m m -++=-,解得:32m =, ∵∠BQP 为锐角,∴32m -=. 【点睛】本题考查二次函数与一次函数的综合运用,理解二次函数的性质,仔细分析题中表达的数量关系是解题关键.5.已知一次函数4y x =+的图象与二次函数()2y ax x =-的图象相交于()1,A b -和B ,点P 是线段AB 上的动点(不与A 、B 重合),过点P 作PC x ⊥轴,与二次函数()2y ax x =-的图象交于点C .(1)求a 、b 的值;(2)如图1,M 为APC ∠内一点,且1PM =,E ,F 分别为边PA 和PC 上两个动点,求MEF 周长的最小值;(3)若PAC △是直角三角形,求点C 的坐标.【答案】(1)3b =,1a =;(2(3)()2,0C 或()3,3.【分析】∠1∠∠A∠∠∠∠∠∠b∠∠∠∠∠A∠∠∠∠∠∠∠a∠∠∠(2)∠∠∠M∠∠∠∠AB∠PC ∠∠∠∠,M M '''∠∠∠∠ ,,M M PM PM ''''''∠∠∠MEF∠∠∠∠∠∠∠∠ M M '''∠∠∠∠∠∠∠290M PM APC ∠=∠'=''︒∠∠∠ M M ==''='∠3∠∠∠PAC=90°∠∠ACP=90°∠∠∠∠∠∠∠【详解】解:∠1∠∠A 在直线y=x+4∠∠∠b=-1+4=3∠∠A∠∠∠∠∠-1∠3∠∠∠A∠∠∠∠∠y=ax(x -2)∠∠∠3=-a(-1-2)∠∠3=3a∠∠a=1∠∠3b =∠ 1a =∠∠2∠∠∠∠∠∠∠M ∠∠∠∠AB ∠PC ∠∠∠∠'M ∠''M ∠∠∠∠'''M M ∠'PM ∠''PM ∠∠MEF ∠∠∠∠∠∠∠'''M M ∠∠∠∠∠∠∠∠∠∠∠PM PM PM M PA APM MPC CPM ==∠=∠∠=∠'''''',,∠∠290M PM APC ∠=∠'=''︒,∠'''M M ===∠∠3∠∠(),4P m m +∠∠()2,2C m m m -∠ ∠∠∠PAC=90°∠∠222AP AC PC +=∠()()()()2222222112334m m m m m m ++++--=--∠ ∠∠1m =-∠∠∠∠∠2m =∠∠()2,0C ∠∠∠ACP=90°∠∠222AC PC AP +=∠()()()()2222221233421m m m m m m ++--+--=+∠ ∠∠1m =-∠∠∠∠∠3m =∠4m =∠∠∠∠∠∠()3,3C ∠∠∠()2,0C ∠()3,3∠【点睛】 本题考查二次函数与一次函数的综合运用,熟练掌握二次函数的图象与性质、一次函数的图象与性质、轴对称的性质、勾股定理的应用是解题关键.6.如图所示,直线AB 交x 轴于点(),0A a ,交y 轴于点()0,B b ,且a 、b ()240a -=. (1)如图1,若C 的坐标为()1,0-,且AH BC ⊥于点H ,AH 交OB 于点P ,试求点Р的坐标; (2)如图2,连接OH ,求证45OHP ∠=︒;(3)如图3,若点D 为AB 的中点,点M 为y 轴正半轴上一动点,连接MD ,过D 作DN DM ⊥交x 轴于N 点,当M 点在y 轴正半轴上运动的过程中,式子BDM ADN S S -△△的值是否发生改变?如发生改变,求出该式子的值的变化范围;若不改变,求该式子的值.【答案】(1)P 的坐标为()0,1-;(2)见解析;(3)S △BDM -S △ADN 的值不发生改变,等于4【分析】(1)先依据非负数的性质求得a 、b 的值,从而可得到OA=OB ,然后再∠COB=∠POA=90°,∠OAP=∠OBC ,最后,依据ASA 可证明∠OAP ≌△OBC ,得出OP=OC ,从而得出点P 的坐标;(2)过O 分别作OM ⊥CB 于M 点,作ON ⊥HA 于N 点,利用AAS 证明∠COM ≌△PON ,得出OM=ON ,再根据角平分线得到判定即可得出HO 平分∠CHA ,从而求出∠OHP ;(3)连接OD ,易证∠ODM ≌△ADN ,从而有S △ODM =S △ADN ,由此可得S △BDM -S △ADN =S △BDM -S △ODM =S △BOD =12S △AOB . 【详解】解:(1()240a -=∴a+b=0,a -4=0,∴a=4,b=-4,则OA=OB=4.∵AH ⊥BC ,则∠AHC=90°,∠COB=90°,∴∠HAC+∠ACH=∠OBC+∠OCB=90°,∴∠HAC=∠OBC .在∠OAP 和∠OBC 中, 90COB POA OA OB OAP OBC ︒⎧∠=∠=⎪=⎨⎪∠=∠⎩∴△OAP ≌△OBC (AAS );∴OP=OC∵C 的坐标为()1,0-,∴OC=1∴OP=1∴P 的坐标为()0,1-(2)过O 分别作OM ⊥CB 于M 点,作ON ⊥HA 于N 点.在四边形OMHN 中,∠MON=360°-3×90°=90°,∴∠COM=∠PON=90°-∠MOP .在∠COM 和∠PON 中,90COM PON OMC ONP OC OP ︒∠=∠⎧⎪∠=∠=⎨⎪=⎩∴△COM ≌△PON (AAS ),∴OM=ON .∵OM ⊥CB ,ON ⊥HA ,∴HO 平分∠CHA ,1452︒∴∠=∠=OHP CHA (2)S △BDM -S △ADN 的值不发生改变,等于4.理由如下:如图:连接OD .∵∠AOB=90°,OA=OB ,D 为AB 的中点,∴OD ⊥AB ,∠BOD=∠AOD=45°,OD=DA=BD∴∠OAD=45°,∠MOD=90°+45°=135°,∴∠DAN=135°=∠MOD .∵MD ⊥ND 即∠MDN=90°,∴∠MDO=∠NDA=90°-∠MDA .在∠ODM 和∠ADN 中,,MDO NDA DOM DAN OD AD ∠=∠⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩∴△ODM ≌△ADN (ASA ),∴S △ODM =S △ADN , ∴12S ∆∆∆∆∆∆-=-==BDM ADN BDM ODM BOD AOB S S S S S ∴111144422S 22∆∆-=⨯⋅=⨯⨯⨯=BDM ADN S AO BO 【点睛】本题考查了全等三角形的判定与性质、角平分线的判定、二次根式及完全平方式的非负性等知识,在解决第(2)小题的过程中还用到了等积变换,而运用全等三角形的性质则是解决本题的关键.7.如图,已知等边ABC 的边长为16,点P 是AB 边上的一个动点(与点A 、B 不重合).直线l 是经过点P 的一条直线,把ABC 沿直线l 折叠,点B 的对应点是点B '.(1)如图1,当8PB =时,若点B '恰好在AC 边上,则AB '的长度为_________;(2)如图2,当10PB =时,若直线//l AC ,则BB '的长度为_______;(3)如图3,点P 在AB 边上运动过程中,若直线l 始终垂直于AC ,ACB '△的面积是否变化?若变化,说明理由;若不变化,求出面积;(4)当12PB =时,在直线l 变化过程中,求ACB '△面积的最大值.【答案】(1)8或0;(2)(3)面积不变,(4)最大为96+【分析】(1)证明△APB′是等边三角形即可解决问题.(2)如图2中,设直线l 交BC 于点E .连接BB′交PE 于O .证明△PEB 是等边三角形,求出OB 即可解决问题.(3)如图3中,结论:面积不变.证明BB′∥AC 即可.(4)如图4中,当B′P ⊥AC 时,△ACB′的面积最大,设直线PB′交AC 于E ,求出B′E 即可解决问题.【详解】解:(1)如图1中,∵ABC 是等边三角形,∴60A ∠=︒,16AB BC CA ===,∵8PB =,∵8PB PB PA ===',∵60A ∠=︒,∴APB '是等边三角形,∴8AB AP '==.当直线l 经过C 时,点B '与A 重合,此时0AB '=,故答案为8或0.(2)如图2中,设直线l 交BC 于点E .连接BB '交PE 于O .∵//PE AC ,∴60BPE A ∠=∠=︒,60BEP C ∠=∠=︒,∴PEB △是等边三角形,∵10PB =,且由于折叠,∴B ,B '关于PE 对称,∴BB PE '⊥,2BB OB '=,∴OP=12PB=5,∴OB =,∴BB '=故答案为(3)如图3中,结论:面积不变.连接BB ′,过点A 作AF ⊥BC ,垂足为F ,∵B ,B '关于直线l 对称,∴BB '⊥直线l ,∵直线l AC ⊥,∴//AC BB ',∴ACB ACB S S '=△△,∵BC=AB=AC=16,∴BF=8,∴=,∴1162ACB ACB S S '==⨯⨯= (4)如图4中,∵点B 和B′关于经过点P 的直线对称,∴B′到点P 的距离与点B 到点P 的距离相等,当B P AC '⊥时,ACB '△的面积最大,设直线PB '交AC 于E ,在Rt APE 中,∵4PA =,60PAE ∠=︒,∴AE=2,∴PE ==∵BP=B′P=12,∴12EB EP B P '=++'=∴(11612962ACB S '=⨯⨯+=+△ 【点睛】本题属于几何变换综合题,考查了等边三角形的性质和判定,轴对称变换,平行线的判定和性质等知识,解题的关键是理解题意,灵活运用所学知识解决问题,属于中考压轴题.8.已知抛物线2122y x x =-与x 轴交于点O 、A 两点,顶点为B .(1)直接写出:A 点坐标________ ,B 点坐标_______ ,△ABO 的形状是_______;(2)如图,直线y x m =+(m<0)交抛物线于E 、F(E 在F 右边),交对称轴于M ,交y 轴于N .若EM -FN=MN ,求m 的值;(3)在(2)的条件下,y 轴上有一动点P ,当∠EPF 最大时,请直接写出此时P 点坐标___________【答案】(1)(4,0),(2,-2),等腰直角三角形;(2)52m =-;(3)(052-) 【分析】(1)令2122y x x =-中y=0,求出A 的坐标,由22112(2)242y x x x =--+=,求出顶点B 坐标,利用勾股定理的逆定理判定△ABO 是等腰直角三角形;(2)过点E 作EG ⊥y 轴于G ,过点F 作FH ⊥y 轴于H ,过点M 作MC ⊥y 轴于C ,设y x m =+(m <0)交x 轴于D ,先求出∠OND=45°,利用锐角三角函数可得FN=sin 45HF ︒,MN=sin 45CM ︒,EN=sin 45EG ︒,联立解析式求出点E 、F 的横坐标,最后根据已知等式即可列出方程,求出m ; (3)作以EF 为弦且与y 轴相切的圆D ,切点为P ,连接EP 、FP ,利用圆周角定理和三角形外角的性质先证此时∠EPF 最大,然后确定点P 的坐标,设点P 的坐标为(0,p ),用含p 的式子表示出DP 和DF ,列出方程即可求出结论.【详解】解:(1)令2122y x x =-中y=0,得21202x x -=, 解得x=0或x=4,∴A (4,0); ∵22112(2)222y x x x =-=--, ∴顶点B 坐标为(2,-2);连接AB 、OB ,∴22416OA ==,()()22224820AB =-+-=-,()()22220820OB =-+-=-,∴222OA AB OB =+,AB=OB ,∴△ABO 是等腰直角三角形,故答案为:(4,0),(2,-2),等腰直角三角形;(2)过点E 作EG ⊥y 轴于G ,过点F 作FH ⊥y 轴于H ,过点M 作MC ⊥y 轴于C ,设y x m =+(m <0)交x 轴于D将x=0代入y x m =+中,解得y=m ;将y=0代入y x m =+中,解得x=-m∴点N 的坐标为(0,m ),点D 的坐标为(-m ,0)∴ON=OD∴△OND 为等腰直角三角形∴∠OND=45°∴FN=sin 45HF ︒,MN=sin 45CM ︒,EN=sin 45EG ︒, ∴EM=EN -)EG CM - ∵抛物线2122y x x =-的对称轴为直线x=2 ∴CM=2 联立2122y x x y x m⎧=-⎪⎨⎪=+⎩消去y ,解得:x 1=3x 2=3+∴点F的横坐标为3-E的横坐标为3+∴HF=3-EG=3+∴3,MN=)321+=∵EM -FN=MN ,1+3-=解得:52m =-, 经检验,52m =-是原方程的解; (3)如下图所示,作以EF 为弦且与y 轴相切的圆D ,切点为P ,连接EP 、FP ,先证此时∠EPF 最大,在y 轴上任取一点P ',连接EP FP ''、,FP '与圆D 交于点C∴∠EPF=∠ECF∵∠ECF是△EP C'的外角∠∴∠ECF>EP C'∴∠EPF>EP F'∠即此时∠EPF最大,然后确定点P的坐标,设点P的坐标为(0,p),如下图所示,连接DP、DF,作EF的中垂线ST,交EF于S,交y轴于T,过点S作SK⊥y轴于K由(2)知52m =- ∴点E 的坐标为(5,52),点F 的坐标为(1,32-) ∴点S 的坐标为(3,12), ∴OK=12,SK=3 由(2)知:∠SNO=45°,∵∠TSN=90°∴∠STK=45°∴△TSK 、△TDP 为等腰直角三角形∴TK=SK=3,TP=DP∴TP=TK +OK -OP=72p - ∴DP=72p -, ∴点D 的坐标为(72p -,p )∴∵DP=DF∴72p -解得:52-或p=52∵∴ES=12EF=SK ∴以EF 为直径的圆与y 轴相离∴点P 必在以EF 为直径的圆的外边∴△EPF 为锐角三角形∴点D 在△EPF 内部,也必在S 的左上方∴点D 的纵坐标大于0,即p >0∴52∴点P 的坐标为(052). 【点睛】此题考查的是二次函数、一次函数和圆的综合大题,掌握二次函数图象及性质、求一次函数解析式、等腰直角三角形的判定及性质、圆周角定理、锐角三角函数是解题关键.9.如图,已知在Rt ABC 中,90ACB ∠=︒,4AC BC ==,点D 为边BC 上一动点(与点B 、C 不重合),点E 为边AB 上一点,EDB ADC ∠=∠,过点E 作EF AD ⊥,垂足为点G ,交射线AC 于点F .(1)如果点D 为边BC 的中点,求DAB ∠的正切值;(2)当点F 在边AC 上时,设CD x =,CF y =,求y 关于x 的函数解析式及定义域;(3)联结DF 如果CDF 与AGE 相似,求线段CD 的长.【答案】(1)1tan 3DAB ∠=;(2)()2402y x x =-+<≤;(3)-4、8-. 【分析】(1))过点D 作DH AB ⊥于H ,在Rt ACB 中,利用勾股定理解得AD 、AB 的长,再结合等积法,解得DH 、AH 的长即可解题;(2)根据相似三角形对应边成比例的性质,表示()444x EH x -=+, 再证明AFE BDE 由AF AE DB BE =即)4444x y x x --=-+得到与x 的关系; (3)根据相似三角形对应边成比例的性质,结合(2)中y 关于x 的函数解析式联立方程组,继而解得x 、y 的值即可解题.【详解】(1)过点D 作DH AB ⊥于H ,在Rt ACB 中,AD =AB ∴==142ADB SDB AC ∴=⋅= 12ADB S AB DH =⋅DH ∴=AH ==1tan 3DH DAB AH ∴∠==; (2)过E 作EH ⊥CB 于H∵EDB ADC ∠=∠,90C EHD ∠=∠=︒∴ACD EHD . ∴AC EH CD DH = 即44EH x x EH=--. ∴()444x EH x -=+ .∵EH ⊥CB ,90ACB ∠=︒,4AC BC ==∴)44x EB x -==+,AB =∴)44x AE x -=+ ∵EF AD ⊥,90C ∠=︒∴AFG ADC ∠=∠ .∵EDB ADC ∠=∠∴AFG EDB ∠=∠.∵45FAE B ∠=∠=︒∴AFE BDE . ∴AF AE DB BE =即)4444x y x x --=-+. 整理得,()2402y x x =-+<≤;(3)在Rt △MDB 中,DB=4-x,所以MD=MB=(4).2x - 在Rt △ADM 中,AM=AB 一MB=)(4).22x x -=+ 所以tan ∠DAB=44DM x AM x-=⋅+ 按照点F 的位置,分两种情况讨论△CDF 与△AGE 相似:①点F 在线段AC 上,此时y=4-2x.如图,如果∠FDC=∠DAB ,由tan ∠FDC=tan ∠DAB,得44y x x x-=⋅+ 结合y=4-2x ,整理,得x2+8x+16=0.解得-4 或--4 (舍去), 如果∠CFD=∠DAB ,由tan ∠CFD=tan ∠DAB ,得4.4x x y x-=+ 结合y=4- -2x,整理,得x 2-16x+16=0.解得8x =-8+②点F 在线段AC 的延长线上,此时y=2x -4如图如果∠FDC=∠DAB,由44y x x x-=+结合y=2x -4,整理,得23160.x -=解得或3-(舍去) 如果∠CFD=∠DAB,44x x y x -=+与y=2x -4 整理,得238160.x x -+=此方程无解.综上,CD 的值为-4、8-. 【点睛】本题考查勾股定理、相似三角形的性质,涉及解二元一次方程组等知识,解题关键是根据题意利用相似三角形性质构造方程.10.如图,直线443y x =-+和x 轴、y 轴的交点分别为B 、C ,点A 的坐标是()2,0-.(1)试说明ABC 是等腰三角形;(2)动点M 从A 出发沿x 轴向点B 运动,同时动点N 从点B 出发沿线段BC 向点C 运动,运动的速度均为每秒1个单位长度.当其中一个动点到达终点时,他们都停止运动.设M 运动t 秒时,MON △的面积为S . ①求S 与t 的函数关系式;②设点M 在线段OB 上运动时,是否存在4S =的情形?若存在,求出对应的t 值;若不存在请说明理由; ③在运动过程中,当MON △为直角三角形时,求t 的值.【答案】(1)证明见解析;(2)①22455S t t =-+(02t <<),22455S t t =-(25t <≤);②存在,(t s =;③5s 或25.8s 【分析】 (1)先求解,B C 的坐标,再求解,BC AB 的长度,从而可证明结论;(2)①过点N 作⊥ND x 轴于D ,则4sin 5ND BN OBC t =⋅∠=,分两种情况讨论,当02t <<时,当25t <≤时,分别画出符合题意的图形,再利用三角形的面积公式得到函数解析式即可;②分两种情况讨论,把4S =分别代入②中的两个函数解析式,再解方程即可得到答案;③分三种情况讨论;90∠=︒NMO 或90NOM ∠=︒或90MNO ∠=︒,再利用图形的性质与锐角三角函数可得答案.【详解】解:(1)将0y =代入443y x =-+,得3x =,∴点B 的坐标为3,0;将0x =代入443y x =-+,得4y =, ∴点C 的坐标为()0,4.在Rt OBC 中,∵4OC =,3OB =,∴5BC ==.又()2,0A -,∴5AB =,∴AB BC =,∴ABC 是等腰三角形.(2)∵5AB BC ==,故点M 、N 同时开始运动,同时停止运动.过点N 作⊥ND x 轴于D , 则4sin 5ND BN OBC t =⋅∠=, ①当02t <<时(如图),2OM t =-,∴12S OM ND =⋅ ()14225t t =-⋅ 22455t t =-+. 当25t <≤时(如图),2OM t =-,∴12S OM ND =⋅ ()14225t t =-⋅ 22455t t =-. ②存在4S =的情形.当02t <<时∴ 224455t t -+=, 22100,t t ∴-+=()22411044036∴=--⨯⨯=-=-<0,所以方程无解;当25t <≤时, ∴ 224455t t -=.解得11t =21t =(不合题意,舍去).15t =+<,故当4S =时,(t =秒.③当MN x ⊥轴时,MON △为直角三角形.3cos 5MB BN MBN t =⋅∠=, 又5MB t =-. ∴355t t =-, ∴258t =. 当点M 、N 分别运动到点B 、C 时,MON △为直角三角形,5t =.当90MNO ∠=︒时,不合题意,舍去,故MON △为直角三角形时,258t =秒或5t =秒. 【点睛】本题考查了一次函数图象上点的坐标特征,勾股定理的应用,一元二次方程的解法,锐角三角函数的定义,等腰三角形的性质,直角三角形的性质,三角形的面积,分类讨论的思想,掌握分类讨论思想解决问题是解题的关键.11.如图,点O 在线段AB 上,OA =1,OB =3,以点O 为圆心、OA 为半径作∠O ,点M 在上运动.连接MB ,以MB 为腰作等腰Rt∠MBC ,使∠MBC =90°,M ,B ,C 三点按逆时针顺序排列.(1)当点M 在AB 上时,sin∠ACB =________________;(2)当BM 与∠O 相切时,求AM 的长;(3)连接AC ,求AC 长的取值范围.【答案】(1或2;(2)3;(3)46AC ≤≤. 【分析】(1)分当M 在AB 上和点M 和A 重合两种情况解答即可;(2)先证明△BMD ∽△BAM,然后根据相似三角形的性质列式解答即可;(3)如图:以B 为顶点、OB 为边向上方作等腰Rt △OBP ,连接CP ,OM ,有△BOM ≌△BPC (SAS ),PC=OM=1,则点C 在以点P 为圆心、1为半径的圆上,转化为“圆外一点到圆上的最值问题”,作射线AP ,交OP 于C 1、C 2两点,然后求得AC 1和AC 2的长即可解答.【详解】(1)①如图:当M 在AB 上时∵OA=OM=1∴AB=AO+OB=4,BM=OB -OM=2∵MB 为腰作等腰Rt∠MBC∴BC=BM=2=∠sin∠ACB =AB AC ==; ②如图:当M 和点A 重合时,AB=BC=4∴==∠sin∠ACB =AB AC ==综上,sin∠ACB 或2; (2)如图:∵BM 与∠O 相切∴∠BMO=90°==∠AB 是直径∠∠AMD=90°∠∠BMD+∠DMO=90°,∠AMO+∠DMO=90°,∴∠BMD=∠AMO∠OA=OM∠∠OAM=∠AMO∠∠OAM=∠BMD∠∠MBA=∠MBD∠△BMD ∽△BAM∴DM MB AM AB ===设AM=x ,则DM=2x2= ,解得x=3或x=-3(舍);(3)以B 为顶点、OB 为边向上方作等腰Rt △OBP ,连接CP ,OM ,∴△BOM ≌△BPC (SAS )∴PC=OM=1则点C 在以P 为圆心的M 上、1为半径的圆上,即求转化为“圆外一点到圆上的最值问题”,∴5=作射线AP ,交OP 于C 1、C 2两点,则A C 1=AP -P C 1=4, A C 2=AP+P C 2=6,∴46AC ≤≤.【点睛】本题属于几何综合题,考查了圆的性质、全等三角形的判定与性质、相似三角形的判定与性质以及锐角的三角函数,灵活应用所学知识成为解答本题的关键.12.如图,四边形ABCD 是矩形,点P 是对角线AC 上一动点(不与点C 和点A 重合),连接PB ,过点P作PF ⊥PB 交射线DA 于点F ,连接BF .已知AD =CD=3,设CP 的长为x .(1)线段BP 的最小值为________,当1x =时,AF =____________.(2)当动点P 运动到AC 的中点时,AP 与BF 的交点为G ,FP 的中点为H ,求线段GH 的长度. (3)若点P 在射线CA 上运动,点P 在运动的过程中,①试探究∠FBP 是否会发生变化?若不改变,请求出∠FBP 的大小;若改变,请说明理由.②若△AFP 是等腰三角形,直接写出x 的值.【答案】(1)2;(2;(3)①不发生变化,30; ②3或 【分析】(1)当BP 最小时,即BP AC ⊥,根据相似三角形的性质,可求得BP 的值,当x=1时,可得到BPN PMF ,由此可得出tan FBP ∠的值,继而得到AF 的值;(2)先证明BP 垂直平分AP ,得到PF =GH 是Rt FGP △的中线,即可得到GH 的长; (3)①过点P 作PN BC ⊥交AD 于点M ,可证明FMP PNB ,设,2x PC x PN ==,可求得NC 、MP 、BN 的长,tan =3FP MP FBP BP BN ∠==,即可求得∠FBP 的大小; ②分三种情况讨论即:当FA=FP ,AP=AF ,PA=PB 时,分别根据等腰三角形的性质解题.【详解】(1)当BP 最小时,A 与F 重合,即BP AC ⊥, 33AD CD ==6,30AC DAC ACB ∴=∠=∠=︒,在Rt ABC 与Rt APB △中,BAC PAB ∠=∠ABCAPB ∴ AB BP AC BC∴=36∴=2BP ∴= 作PM BC ⊥于N ,交AD 于M ,当x=1时,1522PN MP CN BN ====,, 90BNP PMF BPF ∠=∠=∠=︒,90,90FPM PFM FPM BPN ∴∠+∠=︒∠+∠=︒,PFM BPN ∴∠=∠,BPNPFM ∴,3MP FM BP BN NP FP ∴===,MF ∴=2663AF AM MF BN MF ∴=-=-=-==,故答案为:2,3; (2)P 为AC 的中点,3AP PC AB ∴===60ABP APB BAP ∴∠=∠=∠=︒在t R ABF 和t R PBF 中,AB=BP ,BF=BFt R ABF ∴≅t R PBF90AG PG AGB PGB ∴=∠=∠=︒,BF ∴垂直平分AP ,在t R BFP 中,303PBF BP ∠=︒=,PF ∴=取PF 的中点H ,连接GH , H 为PF 中点,GH ∴为Rt PGF △的中线,12GH PF ∴==; (3)①不发生变化,30FBP ∠=︒,理由如下,作PM BC ⊥于点N ,交AD 于M ,,PBN FPM BPN PFM ∠=∠∠=∠,FMP PNB ∴,设,,,3,22x x CP x PN NC x MP BN x =∴===-=,3FP MP BP BN ∴== 30FBP ∴∠=︒;②当FA FP =时,BA BP =,ABP ∴为等边三角形,3AP AB ∴==,3x CP ∴==;当PA PF =时,12090APF ∠=︒>︒不符合题意;当AP=AD 时,75AFP APF ∠=∠=︒,75CBP CPB ∴∠=∠=︒,CP CB ∴==,即x =;综上所述,当3x =或AFP 是等腰三角形. 【点睛】本题考查矩形的性质、相似三角形的判定与性质、解直角三角形的应用、等腰三角形的判定与性质等知识,是重要考点,灵活运用分类讨论思想是解题关键.13.如图所示,在平面直角坐标系中,抛物线()230y ax bx a =++≠与x 轴交于点()1,0A -、()3,0B ,与y 轴交于点C ,点P 是第一象限内抛物线上的动点.(1)求抛物线的解析式;(2)连接BC 与OP ,交于点D ,求当PD OD的值最大时点P 的坐标; (3)点F 与点C 关于抛物线的对称轴成轴对称,当点P 的纵坐标为2时,过点P 作直线//PQ x 轴,点M 为直线PQ 上的一个动点,过点M 作MN x ⊥轴于点N ,在线段ON 上任取一点K ,当有且只有一个点K 满足135FKM ∠=︒时,请直接写出此时线段ON 的长.【答案】(1)2y x 2x 3=-++;(2)315,24⎛⎫⎪⎝⎭;(3)7+3+【分析】(1)直接利用待定系数法求解即可; (2)过P 作PG ∥y 轴,交BC 于点G ,则可构造出相似三角形,将PD OD 转换为PG OC求解即可; (3)分两种情况讨论,连接FM ,以FM 为斜边,作等腰直角△FHM ,当以H 为圆心FH 为半径作圆H ,与x 轴相切于K ,此时有且只有一个点K 满足∠FKM=135°,设点H (x ,y ),由“AAS”可证△FHE ≌△HMQ ,可得HE=QM=y -3,HQ=EF=x -2,由勾股定理可求y 的值,可求点M 坐标,即可求解.【详解】(1)将()1,0A -、()3,0B 代入抛物线解析式得:030933a b a b =-+⎧⎨=++⎩,解得:12a b =-⎧⎨=⎩, ∴抛物线的解析式为:2y x 2x 3=-++;(2)如图所示,作PG ∥y 轴,交BC 于点G ,则△DPG ∽△DOC , ∴PD PG OD OC=, 由题可知:()0,3C ,设直线BC 的解析式为:y kx b =+,将()3,0B ,()0,3C 代入得:303k b b +=⎧⎨=⎩,解得:13k b =-⎧⎨=⎩,∴直线BC 的解析式为:3BC y x =-+,3OC =,设P 的坐标为()223m,m m -++,则G 的坐标为()3m,m -+, ∴23PG m m =-+, ∴223932433m PD PG m m OD OC ⎛⎫--+ ⎪-+⎝⎭===, ∴当32m =时,PD OD 有最大值,将32m =代入抛物线解析式得:154y =, ∴点P 的坐标为31524⎛⎫⎪⎝⎭,;(3)①当M 在F 右侧时,如图所示,连接FM ,以FM 为斜边构造等腰直角△FHM ,当以H 为圆心,FH 为半径作圆H ,与x 轴相切于K 时,此时有且只有一个K 点满足∠FKM=135°,此时,连接HK ,交PM 于点Q ,延长CF 交于HK 于E ,则HK ⊥x 轴,设H (x ,y ),由题可知,抛物线的对称轴为直线x=1,∵点F 与点C 关于抛物线的对称轴对称,∴点F 的坐标为(2,3),CF ∥x 轴,∴CF ∥PM ,∴HK ⊥CF ,HK ⊥PM ,∴∠FEH=∠HQM=90°,∵∠FHE+∠MHE=90°,∠FHE+∠HFE=90°,∴∠HFE=∠MHQ ,又∵HF=HM ,∴△HFE ≌△MHQ (AAS ),∴HE=QM=y -3,HQ=FE=x -2,而HQ=HK -QK=y -2,∴y -2=x -2,即:x=y ,∴FE=y -2,∵222FH FE HE =+,FH=HK=y ,∴()()22223y y y =-+-,解得:5y =,5y =-(舍去)∴532QM =-=,523FE =-=,∴点M 的坐标为()72,,∴7ON =+;②当M 在F 左侧时,如图所示,同①的过程,可证得△HFE ≌△MHQ ,此时设H 的坐标为(x ,y ),显然有,HE=QM=y -3,HQ=FE=2-x ,而HQ=HK -QK=y -2,∴y -2=2-x ,即:4-y=x ,∴FE=y -2,∵222FH FE HE =+,FH=HK=y ,∴()()22223y y y =-+-,同理解得:5y =,∴532QM =-=,523FE =-=,∴点M 的坐标为()32,-,∴3ON =+综上,线段ON 的长为7+3+【点睛】本题考查二次函数综合问题,考查了待定系数法求解析式,二次函数的性质,全等三角形的判定与性质,圆的相关性质,以及相似三角形的判定与性质等,添加恰当的辅助线构造全等三角形是解题关键. 14.如图,在矩形ABCD 中,AB =6,BC =8,点O 为对角线AC 的中点,动点P 从点A 出发沿AC 向终点C 运动,同时动点Q 从点B 出发沿BA 向点A 运动,点P 运动速度为每秒2个单位长度,点Q 运动速度为每秒1个单位长度,当点P 到达点C 时停止运动,点Q 也同时停止运动,连结PQ ,设点P 运动时间为t (t >0)秒.(1)cos∠BAC= .(2)当PQ⊥AC时,求t的值.(3)求△QOP的面积S关于t的函数表达式,并写出t的取值范围.(4)当线段PQ的垂直平分线经过△ABC的某个顶点时,请直接写出t的值.【答案】(1)35;(2)1813t=秒;(3)22434512(0)552434512(5)552S t t tS t t t⎧=-+<<⎪⎪⎨⎪=-+-<≤⎪⎩;(4)当2t=或t=秒时,线段PQ的垂直平分线经过△ABC的某个顶点.【分析】(1)利用勾股定理先求得AC的长,即可求解;(2)在Rt△ABC中,利用余弦函数构建方程即可求解;(3)过P作PE⊥AQ于点E,过O作OF⊥AQ于点F,分52t<<,52t=和552t<≤三种情况讨论,利用三角形面积公式即可求解;(4)分线段PQ的垂直平分线经过点C时,经过点A时,经过点B时,三种情况讨论,求得结论即可.【详解】(1)在Rt△ABC中,AB=6,BC=8,10=,∴63 cos105ABBACAC∠===;故答案为:35;(2)当PQ⊥AC时,∵AP=2t,AQ=6t-,∴在Rt△ABC中,∴23cos 65AP t PAQ AQ t ∠===-, 解得:1813t =秒, 经检验,1813t =是方程的解, ∴1813t =(秒); (3)过P 作PE ⊥AQ 于点E ,过O 作OF ⊥AQ 于点F ,在Rt △ABC 中,AB =6,BC =8,AC 10=, ∴4sin 5BC BAC AC ∠==,4sin 25PE PE PAE AP t ∠===,4sin 55OF OF OAF AO ∠===, ∴PE=85t ,OF=4, ①当502t <<时, ()()2POQ AOQ APQ 1184346461222555t S S S t t t t =-=-⨯--⨯=-+, 即24341255S t t =-+(502t <<); ②当52t =时,POQ 不存在; ③当552t <≤时,()()2POQ APQ AOQ 1814346641225255t S S S t t t t =-=-⨯--⨯=-+-, 即24341255S t t =-+-(552t <≤);综上,△QOP 的面积S 关于t 的函数表达式是22434512(0)552434512(5)552S t t t S t t t ⎧=-+<<⎪⎪⎨⎪=-+-<≤⎪⎩; (4)①当线段PQ 的垂直平分线经过点C 时,PC=QC=102t -,在Rt △QBC 中,222QB BC QC +=,∴()2228102t t +=-,解得:203t -=(负值已舍); ②当线段PQ 的垂直平分线经过点A 时,AQ=AP ,即62t t -=,解得:2t =;③当线段PQ 的垂直平分线经过点B 时,过P 作PG ⊥BC 于点G ,3sin 5AB PG ACB AC PC ∠===,4cos 5BC PG ACB AC GC ∠===, ∴PG=()36102655t t -=-,CG=()48102855t t -=-, BG= BC -CG=888855t t ⎛⎫--= ⎪⎝⎭, 在Rt △BPG 中,222BG PG BP +=, 即22286655t t t ⎛⎫⎛⎫+-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭, 整理得:215721800t t -+=, ()2247241518056160b ac =-=--⨯⨯=-<,方程无解,∴线段PQ 的垂直平分线不会经过点B ,综上,当2t =或203t -=秒时,线段PQ 的垂直平分线经过△ABC 的某个顶点. 【点睛】本题考查了矩形性质,解直角三角形,线段垂直平分线性质等知识,主要考查学生分析问题和解决问题的能力,题目比较典型,但是有一定的难度.15.问题探究:如图,在Rt △ABC 和Rt △DEC 中,∠ACB =∠DCE =90°,∠CAB =∠CDE =60°,点D 为线段AB 上一动点,连接BE .(1)求证:△ADC ∽△BEC .(2)求证:∠DBE =90°.拓展延伸:把问题探究中的“点D 为线段AB 上一动点”改为“点D 为直线AB 上一动点”,其他条件不变,若点M 为DE 的中点,连接BM ,且有AD =1,AB =4,请直接写出BM 的长度.【答案】(1)见解析;(2)见解析;拓展延伸:BM .【分析】(1)先证得∠ACD =∠BCE ,再利用tan 60BC CE AC CD ︒===AC BC CD CE=,即可证明结论; (2)由(1)的结论得∠CAD =∠CBE ,即可证明;拓展延伸:分D 在线段AB 上和D 在BA 延长线上两种情况讨论,利用△ADC ∽△BEC 的 性质求得BE 的长,再利用直角三角形的性质即可求解.【详解】(1)∵∠ACB =∠DCE =90°,∴∠ACD+∠BCD =∠BCE+∠BCD =90°,∴∠ACD =∠BCE ,∵∠CAB =∠CDE =60°,∴tan 60BC CE AC CD ︒===AC BC CD CE=, ∴△ADC ∽△BEC ;(2)由(1)得:∠CAD =∠CBE ,∴∠CBE +∠CBA =∠CAD +∠CBA =90°,∴∠DBE =90°;拓展延伸:在Rt △ABC 中,∠ACB =90°,∠CAB =60°,AB =4,∴AC=2,BC =由(1)得:△ADC ∽△BEC , ∴AC AD BC BE=, ∵AD =1,∴由(2)得:∠DBE =90°,∵点M 为DE 的中点,∴BM=12DE ; ①当D 在线段AB 上时,如图:在Rt △BDE 中,BD=AB -AD=4-1=3,,∴DE ==∴BM=12 ②当D 在BA 延长线上时,如图:在Rt △BDE 中,BD=AB+AD=4+1=5,,∴DE ==∴BM=12综上,BM【点睛】本题考查了相似三角形的判定和性质,特殊角的三角函数值,勾股定理,等腰三角形的性质,直角三角形的性质,证明△ADC ∽△BEC 是本题的关键.16.如图,在△ABC 中,AB =BC =AC =12cm ,点D 为AB 上的点,且BD =34AB ,如果点P 在线段BC 上以3cm /s 的速度由B 点向终点C 运动,同时,点Q 在线段CA 上由C 点向终点A 运动.当一点到达终点时,另一点也随之停止运动.(1)如(图一)若点Q 的运动速度与点P 的运动速度相等,经过1s 后,△BPD 与△CQP 是否全等,请说明理由.(2)如(图二)若点Q 的运动速度与点P 的运动速度相等(点P 不与点B 和点C 重合),连接点A 与点P ,连接点B 与点Q ,并且线段AP ,BQ 相交于点F ,求∠AFQ 的度数.(3)若点Q 的运动速度为6cm /s ,当点Q 运动几秒后,可得到等边△CQP ?【答案】(1)BPD CQP ≌,证明见解析;(2)60︒(3)43【分析】 (1)根据时间和速度求得BP 、CQ 的长,根据SAS 判定两个三角形全等.(2)利用第(1)小题的方法可证得ABP BCQ ≌,BAP CBQ ∠=∠,根据三角形外角性质可得APB PAC C ∠=∠+∠,根据等边三角形性质和三角形内角和定理可得18060BFP CBQ APB ∠=︒-∠-∠=︒,根据对顶角性质可得AFQ ∠的度数.(3)设点Q 运动时间是x 秒,根据CP CQ =列一元一次方程,根据任意一角为60︒的等腰三角形是等边三角形,即可求出答案.【详解】(1)BPD CQP ≌.证明:点P 在线段BC 上以3cm /s 的速度由B 点向终点C 运动,经过1s 后,∠133BP =⨯=,∠点Q 的运动速度与点P 的运动速度相等,∠3CQ BP ==,∠AB =BC =AC =12cm ,BD =34AB , ∠ABC 是等边三角形,60B C ∠=∠=︒,31294BD =⨯=, ∠1239PC BC BP =-=-=,在BDP △和CPQ 中,BD CP B C BP CQ =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩∠BPD CQP ≌(SAS ).(2)解:∠点Q 的运动速度与点P 的运动速度相等,∠BP CQ =,∠AB =BC =AC ,∠ABC 是等边三角形,60BAC ABC C ∠=∠=∠=︒,∠在ABP △和BCQ △中,AB BC ABC C BP CQ =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩∠ABP BCQ ≌,∠BAP CBQ ∠=∠;在BPF △中,180()BFP CBQ APB ∠=︒-∠+∠,∵=CBQ APB CBQ CAP C ∠+∠∠+∠+∠,∵=60CBQ CAP BAP CAP ∠+∠∠+∠=︒,60C ∠=°,∴=6060=120CBQ APB ∠+∠︒+︒︒,∴180()=180120=60BFP CBQ APB ∠=︒-∠+∠︒-︒︒,∴=60AFQ BFP ∠∠=︒(对顶角相等).(3)解:设点Q 运动时间是x 秒,若CP CQ =,可列方程:1236x x -=, 解得:43x =. ∵在CQP 中,CP CQ =,=60C ∠︒, ∴当43x =秒时,CQP 是等边三角形(任意角是60︒的等腰三角形是等边三角形). ∴当点Q 运动43秒后,可得到等边CQP . 【点睛】。