
梯形的分類討論題多見于各類壓軸題中,由于這類題目都與圖形運(yùn)動(dòng)有關(guān),需要學(xué)生具有一定的想象能力、分析能力和運(yùn)算能力.
梯形的主要特征是兩底平行,特殊梯形又可分為等腰梯形和直角梯形兩大類.常見題型為在直角坐標(biāo)平面內(nèi)已知三點(diǎn)求第四個(gè)點(diǎn),抓住梯形兩底平行的特征,對(duì)應(yīng)的一次函數(shù)的解析式的k相等而B不相等.
若是等腰梯形,常需添設(shè)輔助線,過上底的兩個(gè)頂點(diǎn)作下底的垂線,構(gòu)造兩個(gè)全等的直角三角形;
若是直角梯形,則需聯(lián)結(jié)對(duì)角線或過上底的一頂點(diǎn)作下底的高構(gòu)造直角三角形
【多題一解】【一題多解】
一、解答題
1.(2021·福建福州·統(tǒng)考一模)如圖,直角梯形ABCD中,.點(diǎn)E為線段DC的中點(diǎn),動(dòng)點(diǎn)P從點(diǎn)A出發(fā),以每秒1個(gè)單位的速度沿折線A→B→C向點(diǎn)C運(yùn)動(dòng),設(shè)點(diǎn)P的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t.
(1)點(diǎn)P在運(yùn)動(dòng)過程中,BP=_________________;(用含t的代數(shù)式表示)
(2)點(diǎn)P在運(yùn)動(dòng)過程中,如果以D、P、E為頂點(diǎn)的三角形為等腰三角形,求t的值;
(3)當(dāng)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)到線段BC上時(shí),過點(diǎn)P作直線LDC,與線段AB交于點(diǎn)Q,使四邊形DQPE為直角梯形,求此時(shí)直角梯形DQPE與直角梯形ABCD面積之比.
【答案】(1)丨8-t丨
(2)3或或12
(3)或
【分析】(1)分點(diǎn)P在AB上運(yùn)動(dòng)時(shí)和點(diǎn)P在BC上運(yùn)動(dòng)時(shí)列出代數(shù)式即可;
(2)分DE=DP、DP=PE、DE=PE情況求解即可;
(3)分∠EDQ=∠DQP=90°時(shí)和∠DEP=∠EPQ=90°時(shí)兩種情況,利用相似三角形的判定與性質(zhì)求解即可.
(1)
解:當(dāng)點(diǎn)P在AB上運(yùn)動(dòng)時(shí), BP=AB-AP=8-t;
當(dāng)點(diǎn)P在BC上運(yùn)動(dòng)時(shí)BP=t-8,
故答案為:丨8-t丨;
(2)
解:過D作DH⊥BC于H,連接EH,則∠DHC=∠DHB=90°,
∵AD∥BC,∠DAB=90°,
∴∠ABC=∠DAB=90°=∠DHB,
∴四邊形ABHD為矩形,
∴DH=AB=8,BH=AD=4,DH∥AB,∠ADH=90°,
則CH=BC-BH=6,
在Rt△DHC中,,
∵E為CD的中點(diǎn),
∴DE=CE=EH=CD=5,
①當(dāng)DE=DP時(shí),DP=5,點(diǎn)P在AB上,
在Rt△ADP中,,∴t=3;
②當(dāng)DP=PE時(shí),點(diǎn)P在AB上,取DH的中點(diǎn)F,連接EF并延長交AB于Q,
又∵E為CD的中點(diǎn),
∴EF= CH=3,EF∥CH,
∴∠CHD=∠EFD=∠DFQ=90°,則四邊形AQFD為矩形,
∴FQ=AD=4,∠AQE=90°,AQ=DF=4,
在Rt△ADP中,DP2=AD2+AP2=16+t2,
在Rt△EPQ中,EQ=EF+FQ=7,PQ=丨t-4丨,
∴PE2=EQ2+PQ2=49+(t-4)2,
∴16+t2=49+(t-4)2,
解得:t=<8,故P不可能在BC上;
③當(dāng)DE=PE時(shí),PE=5,∵5<7,∴點(diǎn)P在BC上,
∵EH=DE=5,
∴當(dāng)P運(yùn)動(dòng)到H處時(shí),有DE=PE,此時(shí)t=8+4=12;
綜上,滿足條件的t值為3或或12;
(3)
解:如圖,當(dāng)∠EDQ=∠DQP=90°時(shí),四邊形DQPE為直角梯形,
過D作DH⊥BC于H,
由(2)中知,DH=8,CH=6,DE=5,CD=10,∠ADH=∠CHD=90°,
∵∠ADQ+∠QDH=∠CDH+∠QDH=90°,
∴∠ADQ=∠CDH,又∠A=∠CHD=90°,
∴△ADQ∽△HDC,
∴即,
∴AQ=3,DQ=5,則BQ=AB-AQ=8-3=5,
∵PQ∥DC,
∴∠HCD=∠BPQ,又∠CHD=∠B=90°,
∴△CDH∽△PQB,
∴即,
∴PQ=,
∴,
如圖,當(dāng)∠DEP=∠EPQ=90°時(shí),四邊形DQPE為直角梯形,
由(2)中知,DH=8,CH=6,CE=5,CD=10, ∠CHD=90°,
∵∠C=∠C,∠CEP=∠CHD=90°,
∴△EPC∽△HDC,
∴即,
∴EP= ,CP= ,則PB=BC-CP=10-=,
∵△CDH∽△PQB,
∴即,
∴PQ=,
,
綜上,直角梯形DQPE與直角梯形ABCD面積之比為或.
【點(diǎn)睛】本題考查四邊形的動(dòng)點(diǎn)問題,涉及相似三角形的判定與性質(zhì)、矩形的判定與性質(zhì)、勾股定理、等腰三角形的性質(zhì)、直角三角形斜邊上的中線性質(zhì)、直角梯形的性質(zhì)等知識(shí),熟練掌握相關(guān)知識(shí)的聯(lián)系與運(yùn)用,利用分類討論思想求解是解答的關(guān)鍵,計(jì)算量較大,需要細(xì)心計(jì)算.
2.(2021·上?!ぐ四昙?jí)期末)如圖,在等腰梯形ABCD中,AB∥CD,AB=8cm,CD=2cm,AD=6cm.點(diǎn)P從A點(diǎn)出發(fā),以2cm/s的速度沿AB向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)(運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)即停止);點(diǎn)Q從C點(diǎn)出發(fā),以1cm/s的速度沿CD?DA向A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)(當(dāng)點(diǎn)P停止運(yùn)動(dòng)時(shí),點(diǎn)Q也即停止),設(shè)P、Q同時(shí)出發(fā)并運(yùn)動(dòng)了t秒.
(1)求梯形ABCD的高和∠A的度數(shù);
(2)當(dāng)PQ將梯形ABCD分成兩個(gè)直角梯形時(shí),求t的值;
(3)試問是否存在這樣的t的值,使四邊形PBCQ的面積是梯形ABCD面積的一半,若存在,請(qǐng)求出t的值;若不存在,請(qǐng)說明理由.
【答案】(1)梯形ABCD的高為cm,∠A=60°
(2)
(3)存在為時(shí),使四邊形的面積是梯形面積的一半
【分析】(1)過D作DE⊥AB于E,過C作CF⊥AB于F,證Rt△ADE≌Rt△BCF(HL),得AE=BF=3(cm),再證∠ADE=30°,則∠A=60°,然后由勾股定理求出DE即可;
(2)過D作DE⊥AB于E,過C作CF⊥AB于F,當(dāng)PQ將梯形ABCD分成兩個(gè)直角梯形時(shí),四邊形APQD是直角梯形,則四邊形DEPQ為矩形,得DQ=EP=2-t,再由AP=AE+EP,得2t=3+2-t,即可求解;
(3)求出S梯形ABCD=15(cm2),分兩種情況:①若點(diǎn)Q在CD上,即0≤t≤2;②若點(diǎn)Q在AD上,即2<t≤4;分別由面積關(guān)系得出方程,解方程即可.
(1)
解:過D作DE⊥AB于E,過C作CF⊥AB于F,如圖1所示:
∵四邊形ABCD是等腰梯形,
∴AD=BC,AB∥CD,
∴DE⊥CD,CF⊥CD,
∴∠DEF=∠CFE=∠CDE=90°,
∴四邊形CDEF是矩形,
∴DE=CF,DC=EF=2cm,
在Rt△ADE和Rt△BCF中,
,
∴Rt△ADE≌Rt△BCF(HL),
∴AE=BF,
∴AE=BF=(AB-EF)=×(8-2)=3(cm),
∵AD=6cm,
∴AE=AD,
∴∠ADE=30°,
∴∠A=60°,
DE=(cm),
∴梯形ABCD的高為cm;
(2)
解:過D作DE⊥AB于E,過C作CF⊥AB于F,如圖2所示:
同(1)得:四邊形CDEF是矩形,
當(dāng)PQ將梯形ABCD分成兩個(gè)直角梯形時(shí),四邊形APQD是直角梯形,則四邊形DEPQ為矩形,
∵CQ=t,
∴DQ=EP=2-t,
∵AP=AE+EP,
∴2t=3+2-t,
解得:t=;
(3)
解:存在這樣的t的值,使四邊形PBCQ的面積是梯形ABCD面積的一半,理由如下:
∵S梯形ABCD=(8+2)×3=15(cm2),
當(dāng)S四邊形PBCQ=S梯形ABCD時(shí),
①若點(diǎn)Q在CD上,即0≤t≤2,如圖3所示:
則CQ=t,BP=8-2t,
S四邊形PBCQ=(t+8-2t)×3=,
解得:t=3(不合題意舍去);
②若點(diǎn)Q在AD上,即2<t≤4,
過點(diǎn)Q作HG⊥AB于G,交CD的延長線于H,如圖4所示:
則AQ=AD+DC-t=6+2-t=8-t,
在Rt△AGQ中,∠A=60°,
∴∠AQG=90°-60°=30°,
∴AG=AQ,
∴QG=,
同理:QH=DQ=(8-8+t-2)=(t-2),
∵S四邊形PBCQ=S梯形ABCD,
∴S△APQ+S△CDQ=S四邊形PBCQ,
∴×2t×(8-t)+×2×(t-2)=,
整理得:t2-9t+17=0,
解得:t1=(不合題意舍去),t2=,
綜上所述,存在t為s時(shí),使四邊形PBCQ的面積是梯形ABCD面積的一半.
【點(diǎn)睛】本題是四邊形綜合題目,考查了等腰梯形的性質(zhì)、矩形的判定與性質(zhì)、直角梯形的性質(zhì)、全等三角形的判定與性質(zhì)、含30°角的直角三角形的判定、勾股定理、一元二次方程等知識(shí);本題綜合性強(qiáng),熟練掌握等腰梯形的性質(zhì)和勾股定理,證明Rt△ADE≌Rt△BCF(HL)是解題的關(guān)鍵,屬于中考??碱}型.
3、如圖,在梯形中,厘米,厘米,的坡度動(dòng)點(diǎn)從出發(fā)以2厘米/秒的速度沿方向向點(diǎn)運(yùn)動(dòng),動(dòng)點(diǎn)從點(diǎn)出發(fā)以3厘米/秒的速度沿方向向點(diǎn)運(yùn)動(dòng),兩個(gè)動(dòng)點(diǎn)同時(shí)出發(fā),當(dāng)其中一個(gè)動(dòng)點(diǎn)到達(dá)終點(diǎn)時(shí),另一個(gè)動(dòng)點(diǎn)也隨之停止.設(shè)動(dòng)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為秒.
(1)求邊的長;
(2)當(dāng)為何值時(shí),與相互平分;
(3)連結(jié)設(shè)的面積為探求與的函數(shù)關(guān)系式,求為何值時(shí),有最大值?最大值是多少?
圖(15)
Cc
Dc
Ac
Bc
Qc
Pc
Ec
【解析】:(1)作于點(diǎn),如圖(3)所示,則四邊形為矩形.
又2分
在中,由勾股定理得:
(2)假設(shè)與相互平分.由則是平行四邊形(此時(shí)在上).
即解得即秒時(shí),與相互平分.
(3)①當(dāng)在上,即時(shí),作于,則
即=[來源:Z#xx#k.Cm]
當(dāng)秒時(shí),有最大值為
②當(dāng)在上,即時(shí),=
易知隨的增大而減?。十?dāng)秒時(shí),有最大值為
綜上,當(dāng)時(shí),有最大值為
4、在梯形中,動(dòng)點(diǎn)從點(diǎn)出發(fā)沿線段以每秒2個(gè)單位長度的速度向終點(diǎn)運(yùn)動(dòng);動(dòng)點(diǎn)同時(shí)從點(diǎn)出發(fā)沿線段以每秒1個(gè)單位長度的速度向終點(diǎn)運(yùn)動(dòng).設(shè)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為秒.
(1)求的長. (2)當(dāng)時(shí),求的值.(3)試探究:為何值時(shí),為等腰三角形.
【解析】:(1)如圖①,過、分別作于,于,則四邊形是矩形
∴在中,
在,中,由勾股定理得,
∴
(圖①)
A
D
C
B
K
H
(圖②)
A
D
C
B
G
M
N
(2)如圖②,過作交于點(diǎn),則四邊形是平行四邊形
∵∴∴∴
由題意知,當(dāng)、運(yùn)動(dòng)到秒時(shí),
∵∴又
∴∴即解得,
A
D
C
B
M
N
(圖③)
(圖④)
A
D
C
B
M
N
H
E
(3)分三種情況討論:①當(dāng)時(shí),如圖③,即∴
②當(dāng)時(shí),如圖④,過作于
解法一:由等腰三角形三線合一性質(zhì)得
在中,
又在中,
∴解得
∵
∴∴即∴
(圖⑤)
A
D
C
B
H
N
M
F
③當(dāng)時(shí),如圖⑤,過作于點(diǎn).
解法一:(方法同②中解法一)
解得
解法二:
∵
∴
∴即∴
綜上所述,當(dāng)、或時(shí),為等腰三角形
5、如圖1,在平面直角坐標(biāo)系中,開口向上的拋物線與x軸交于點(diǎn)A(-1,0)和點(diǎn)B(3, 0),D為拋物線的頂點(diǎn),直線AC與拋物線交于點(diǎn)C(5, 6).
(1)求拋物線的解析式;
(2)點(diǎn)E在x軸上,且△AEC和△AED相似,求點(diǎn)E的坐標(biāo);
(3)若直角坐標(biāo)系平面中的點(diǎn)F和點(diǎn)A、C、D構(gòu)成直角梯形,且面積為16,試求點(diǎn)F的坐標(biāo).
圖1
滿分解答
(1)如圖1,因?yàn)閽佄锞€與x軸交于點(diǎn)A(-1,0)和點(diǎn)B(3, 0),設(shè)y=a(x+1)(x-3).
將點(diǎn)C(5, 6)代入y=a(x+1)(x-3),得12a=6.
解得.所以拋物線的解析式為.
(2)由,得頂點(diǎn)D的坐標(biāo)為(1,-2).
由A(-1,0)、C(5, 6)、D(1,-2),得∠CAO=45°,∠DAO=45°,AC=,AD=.
因此不論點(diǎn)E在點(diǎn)A的左側(cè)還是右側(cè),都有∠CAE=∠DAE.
圖2 圖3
如果△CAE∽△DAE,那么它們?nèi)?,這是不可能的.
如圖2,圖3,如果△CAE∽△EAD,那么AE2=AC·AD=.
所以AE=.所以點(diǎn)E的坐標(biāo)為,或.
(3)因?yàn)椤螩AD=90°,因此直角梯形存在兩種情況.
①如圖4,當(dāng)DF//AC時(shí),由,得.
解得DF=.此時(shí)F、D兩點(diǎn)間的水平距離、豎直距離都是2,所以F(3,0).
②如圖5,當(dāng)CF//AD時(shí),由,得.
解得CF=.此時(shí)F、C兩點(diǎn)間的水平距離、豎直距離都是,所以F.
圖4 圖5
6、如圖1,把兩個(gè)全等的Rt△AOB和Rt△COD方別置于平面直角坐標(biāo)系中,使直角邊OB、OD在x軸上.已知點(diǎn)A(1,2),過A、C兩點(diǎn)的直線分別交x軸、y軸于點(diǎn)E、F.拋物線y=ax2+bx+c經(jīng)過O、A、C三點(diǎn).
(1)求該拋物線的函數(shù)解析式;
(2)點(diǎn)P為線段OC上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)P作y軸的平行線交拋物線于點(diǎn)M,交x軸于點(diǎn)N,問是否存在這樣的點(diǎn)P,使得四邊形ABPM為等腰梯形?若存在,求出此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由;
(3)若△AOB沿AC方向平移(點(diǎn)A始終在線段AC上,且不與點(diǎn)C重合),△AOB在平移的過程中與△COD重疊部分的面積記為S.試探究S是否存在最大值?若存在,求出這個(gè)最大值;若不存在,請(qǐng)說明理由.
圖1
思路點(diǎn)撥
1.如果四邊形ABPM是等腰梯形,那么AB為較長的底邊,這個(gè)等腰梯形可以分割為一個(gè)矩形和兩個(gè)全等的直角三角形,AB邊分成的3小段,兩側(cè)的線段長線段.
2.△AOB與△COD重疊部分的形狀是四邊形EFGH,可以通過割補(bǔ)得到,即△OFG減去△OEH.
3.求△OEH的面積時(shí),如果構(gòu)造底邊OH上的高EK,那么Rt△EHK的直角邊的比為1∶2.
4.設(shè)點(diǎn)A′移動(dòng)的水平距離為m,那么所有的直角三角形的直角邊都可以用m表示.
滿分解答
(1)將A(1,2)、O(0,0)、C(2,1)分別代入y=ax2+bx+c,
得 解得,,. 所以.
(2)如圖2,過點(diǎn)P、M分別作梯形ABPM的高PP′、MM′,如果梯形ABPM是等腰梯形,那么AM′=BP′,因此yA-y M′=y(tǒng)P′-yB.
直線OC的解析式為,設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為,那么.
解方程,得,.
x=2的幾何意義是P與C重合,此時(shí)梯形不存在.所以.
圖2 圖3
(3)如圖3,△AOB與△COD重疊部分的形狀是四邊形EFGH,作EK⊥OD于K.
設(shè)點(diǎn)A′移動(dòng)的水平距離為m,那么OG=1+m,GB′=m.
在Rt△OFG中,.所以.
在Rt△A′HG中,A′G=2-m,所以.
所以.
在Rt△OEK中,OK=2 EK;在Rt△EHK中,EK=2HK;所以O(shè)K=4HK.
因此.所以.
所以.
于是.
因?yàn)?<m<1,所以當(dāng)時(shí),S取得最大值,最大值為.
7、已知二次函數(shù)的圖象經(jīng)過A(2,0)、C(0,12) 兩點(diǎn),且對(duì)稱軸為直線x=4,設(shè)頂點(diǎn)為點(diǎn)P,與x軸的另一交點(diǎn)為點(diǎn)B.
(1)求二次函數(shù)的解析式及頂點(diǎn)P的坐標(biāo);
(2)如圖1,在直線 y=2x上是否存在點(diǎn)D,使四邊形OPBD為等腰梯形?若存在,求出點(diǎn)D的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由;
(3)如圖2,點(diǎn)M是線段OP上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn)(O、P兩點(diǎn)除外),以每秒個(gè)單位長度的速度由點(diǎn)P向點(diǎn)O 運(yùn)動(dòng),過點(diǎn)M作直線MN//x軸,交PB于點(diǎn)N. 將△PMN沿直線MN對(duì)折,得到△P1MN. 在動(dòng)點(diǎn)M的運(yùn)動(dòng)過程中,設(shè)△P1MN與梯形OMNB的重疊部分的面積為S,運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t秒,求S關(guān)于t的函數(shù)關(guān)系式.
圖1 圖2
思路點(diǎn)撥
1.第(2)題可以根據(jù)對(duì)邊相等列方程,也可以根據(jù)對(duì)角線相等列方程,但是方程的解都要排除平行四邊形的情況.
2.第(3)題重疊部分的形狀分為三角形和梯形兩個(gè)階段,臨界點(diǎn)是PO的中點(diǎn).[來源:學(xué).科.網(wǎng)]
滿分解答
(1)設(shè)拋物線的解析式為,代入A(2,0)、C(0,12) 兩點(diǎn),得 解得
所以二次函數(shù)的解析式為,頂點(diǎn)P的坐標(biāo)為(4,-4).
(2)由,知點(diǎn)B的坐標(biāo)為(6,0).
假設(shè)在等腰梯形OPBD,那么DP=OB=6.設(shè)點(diǎn)D的坐標(biāo)為(x,2x).
由兩點(diǎn)間的距離公式,得.解得或x=-2.
如圖3,當(dāng)x=-2時(shí),四邊形ODPB是平行四邊形.
所以,當(dāng)點(diǎn)D的坐標(biāo)為(,)時(shí),四邊形OPBD為等腰梯形.
圖3 圖4 圖5
(3)設(shè)△PMN與△POB的高分別為PH、PG.
在Rt△PMH中,,.所以.
在Rt△PNH中,,.所以.
① 如圖4,當(dāng)0<t≤2時(shí),重疊部分的面積等于△PMN的面積.此時(shí).
②如圖5,當(dāng)2<t<4時(shí),重疊部分是梯形,面積等于△PMN的面積減去△P′DC的面積.由于,所以.
此時(shí).
8、如圖1,在平面直角坐標(biāo)系中,開口向上的拋物線與x軸交于點(diǎn)A(-1,0)和點(diǎn)B(3, 0),D為拋物線的頂點(diǎn),直線AC與拋物線交于點(diǎn)C(5, 6).
(1)求拋物線的解析式;
(2)點(diǎn)E在x軸上,且△AEC和△AED相似,求點(diǎn)E的坐標(biāo);
(3)若直角坐標(biāo)系平面中的點(diǎn)F和點(diǎn)A、C、D構(gòu)成直角梯形,且面積為16,試求點(diǎn)F的坐標(biāo).
圖1
思路點(diǎn)撥
1.由A、C、D三點(diǎn)的坐標(biāo),可以得到直線CA、直線DA與x軸的夾角都是45°,因此點(diǎn)E不論在點(diǎn)A的左側(cè)還是右側(cè),都有∠CAE=∠DAE.因此討論△AEC和△AED相似,要分兩種情況.每種情況又要討論對(duì)應(yīng)邊的關(guān)系.
2.因?yàn)椤螩AD是直角,所以直角梯形存在兩種情況.
滿分解答
(1)如圖1,因?yàn)閽佄锞€與x軸交于點(diǎn)A(-1,0)和點(diǎn)B(3, 0),設(shè)y=a(x+1)(x-3).
將點(diǎn)C(5, 6)代入y=a(x+1)(x-3),得12a=6.
解得.所以拋物線的解析式為.
(2)由,得頂點(diǎn)D的坐標(biāo)為(1,-2).
由A(-1,0)、C(5, 6)、D(1,-2),得∠CAO=45°,∠DAO=45°,AC=,AD=.
因此不論點(diǎn)E在點(diǎn)A的左側(cè)還是右側(cè),都有∠CAE=∠DAE.
圖2 圖3
如果△CAE∽△DAE,那么它們?nèi)龋@是不可能的.
如圖2,圖3,如果△CAE∽△EAD,那么AE2=AC·AD=.
所以AE=.所以點(diǎn)E的坐標(biāo)為,或.
(3)因?yàn)椤螩AD=90°,因此直角梯形存在兩種情況.
①如圖4,當(dāng)DF//AC時(shí),由,得.
解得DF=.此時(shí)F、D兩點(diǎn)間的水平距離、豎直距離都是2,所以F(3,0).
②如圖5,當(dāng)CF//AD時(shí),由,得.
解得CF=.此時(shí)F、C兩點(diǎn)間的水平距離、豎直距離都是,所以F.
圖4 圖5
9、如圖1,在平面直角坐標(biāo)系中,直線y=x+2與x軸交于點(diǎn)A,點(diǎn)B是這條直線上第一象限內(nèi)的一個(gè)點(diǎn),過點(diǎn)B作x軸的垂線,垂足為D,已知△ABD的面積為18.
(1)求點(diǎn)B的坐標(biāo);
(2)如果拋物線經(jīng)過點(diǎn)A和點(diǎn)B,求拋物線的解析式;
(3)已知(2)中的拋物線與y軸相交于點(diǎn)C,該拋物線對(duì)稱軸與x軸交于點(diǎn)H,P是拋物線對(duì)稱軸上的一點(diǎn),過點(diǎn)P作PQ//AC交x軸于點(diǎn)Q,如果點(diǎn)Q在線段AH上,且AQ=CP,求點(diǎn)P的坐標(biāo).
圖1
思路點(diǎn)撥
1.△ABD是等腰直角三角形,根據(jù)面積可以求得直角邊長,得到點(diǎn)B的坐標(biāo).
2.AQ=CP有兩種情況,四邊形CAQP為平行四邊形或等腰梯形.[來源:學(xué)|科|網(wǎng)Z|X|X|K]
平行四邊形的情況很簡單,等腰梯形求點(diǎn)P比較復(fù)雜,于是我們要想起這樣一個(gè)經(jīng)驗(yàn):平行于等腰三角形底邊的直線截兩腰,得到一個(gè)等腰梯形和一個(gè)等腰三角形.
滿分解答
(1)直線y=x+2與x軸的夾角為45°,點(diǎn)A的坐標(biāo)為(-2, 0).
因?yàn)椤鰽BD是等腰直角三角形,面積為18,所以直角邊長為6.
因此OD=4.所以點(diǎn)B的坐標(biāo)為(4, 6).
(2)將A(-2, 0)、B (4, 6)代入,
得 解得b=2,c=6.
所以拋物線的解析式為.
(3)由,得拋物線的對(duì)稱軸為直線x=2,點(diǎn)C的坐標(biāo)為(0, 6).
如果AQ=CP,那么有兩種情況:
①如圖2,當(dāng)四邊形CAQP是平行四邊形時(shí),AQ//CP,此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(2, 6).
②如圖3,當(dāng)四邊形CAQP是等腰梯形時(shí),作AC的垂直平分線交x軸于點(diǎn)F,那么點(diǎn)P在FC上.
設(shè)點(diǎn)F的坐標(biāo)為(x, 0),根據(jù)FA2=FC2列方程,得(x+2)2=x2+62.
解得x=8.所以O(shè)F=8,HF=6.
因此.此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo)為.
圖2 圖3
10、已知直線y=3x-3分別與x軸、y軸交于點(diǎn)A,B,拋物線y=ax2+2x+c經(jīng)過點(diǎn)A,B.
(1)求該拋物線的表達(dá)式,并寫出該拋物線的對(duì)稱軸和頂點(diǎn)坐標(biāo);
(2)記該拋物線的對(duì)稱軸為直線l,點(diǎn)B關(guān)于直線l的對(duì)稱點(diǎn)為C,若點(diǎn)D在y軸的正半軸上,且四邊形ABCD為梯形.
①求點(diǎn)D的坐標(biāo);
②將此拋物線向右平移,平移后拋物線的頂點(diǎn)為P,其對(duì)稱軸與直線y=3x-3交于點(diǎn)E,若,求四邊形BDEP的面積.
圖1
思路點(diǎn)撥
1.這道題的最大障礙是畫圖,A、B、C、D四個(gè)點(diǎn)必須畫準(zhǔn)確,其實(shí)拋物線不必畫出,畫出對(duì)稱軸就可以了.
2.拋物線向右平移,不變的是頂點(diǎn)的縱坐標(biāo),不變的是D、P兩點(diǎn)間的垂直距離等于7.
3.已知∠DPE的正切值中的7的幾何意義就是D、P兩點(diǎn)間的垂直距離等于7,那么點(diǎn)P向右平移到直線x=3時(shí),就停止平移.
滿分解答
(1)直線y=3x-3與x軸的交點(diǎn)為A(1,0),與y軸的交點(diǎn)為B(0,-3).
將A(1,0)、B(0,-3)分別代入y=ax2+2x+c,
得 解得
所以拋物線的表達(dá)式為y=x2+2x-3.
對(duì)稱軸為直線x=-1,頂點(diǎn)為(-1,-4).
(2)①如圖2,點(diǎn)B關(guān)于直線l的對(duì)稱點(diǎn)C的坐標(biāo)為(-2,-3).
因?yàn)镃D//AB,設(shè)直線CD的解析式為y=3x+b,
代入點(diǎn)C(-2,-3),可得b=3.
所以點(diǎn)D的坐標(biāo)為(0,3).
②過點(diǎn)P作PH⊥y軸,垂足為H,那么∠PDH=∠DPE.
由,得.
而DH=7,所以PH=3.
因此點(diǎn)E的坐標(biāo)為(3,6).
所以.
圖2 圖3
11、如圖1,把兩個(gè)全等的Rt△AOB和Rt△COD方別置于平面直角坐標(biāo)系中,使直角邊OB、OD在x軸上.已知點(diǎn)A(1,2),過A、C兩點(diǎn)的直線分別交x軸、y軸于點(diǎn)E、F.拋物線y=ax2+bx+c經(jīng)過O、A、C三點(diǎn).
(1)求該拋物線的函數(shù)解析式;
(2)點(diǎn)P為線段OC上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過點(diǎn)P作y軸的平行線交拋物線于點(diǎn)M,交x軸于點(diǎn)N,問是否存在這樣的點(diǎn)P,使得四邊形ABPM為等腰梯形?若存在,求出此時(shí)點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由;
(3)若△AOB沿AC方向平移(點(diǎn)A始終在線段AC上,且不與點(diǎn)C重合),△AOB在平移的過程中與△COD重疊部分的面積記為S.試探究S是否存在最大值?若存在,求出這個(gè)最大值;若不存在,請(qǐng)說明理由.
圖1
思路點(diǎn)撥
1.如果四邊形ABPM是等腰梯形,那么AB為較長的底邊,這個(gè)等腰梯形可以分割為一個(gè)矩形和兩個(gè)全等的直角三角形,AB邊分成的3小段,兩側(cè)的線段長線段.
2.△AOB與△COD重疊部分的形狀是四邊形EFGH,可以通過割補(bǔ)得到,即△OFG減去△OEH.
3.求△OEH的面積時(shí),如果構(gòu)造底邊OH上的高EK,那么Rt△EHK的直角邊的比為1∶2.
4.設(shè)點(diǎn)A′移動(dòng)的水平距離為m,那么所有的直角三角形的直角邊都可以用m表示.
滿分解答
(1)將A(1,2)、O(0,0)、C(2,1)分別代入y=ax2+bx+c,
得 解得,,. 所以.
(2)如圖2,過點(diǎn)P、M分別作梯形ABPM的高PP′、MM′,如果梯形ABPM是等腰梯形,那么AM′=BP′,因此yA-y M′=y(tǒng)P′-yB.
直線OC的解析式為,設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為,那么.
解方程,得,.
x=2的幾何意義是P與C重合,此時(shí)梯形不存在.所以.
圖2 圖3
(3)如圖3,△AOB與△COD重疊部分的形狀是四邊形EFGH,作EK⊥OD于K.
設(shè)點(diǎn)A′移動(dòng)的水平距離為m,那么OG=1+m,GB′=m.
在Rt△OFG中,.所以.
在Rt△A′HG中,A′G=2-m,所以.
所以.
在Rt△OEK中,OK=2 EK;在Rt△EHK中,EK=2HK;所以O(shè)K=4HK.
因此.所以.
所以.
于是.
因?yàn)?<m<1,所以當(dāng)時(shí),S取得最大值,最大值為.
12、已知二次函數(shù)的圖象經(jīng)過A(2,0)、C(0,12) 兩點(diǎn),且對(duì)稱軸為直線x=4,設(shè)頂點(diǎn)為點(diǎn)P,與x軸的另一交點(diǎn)為點(diǎn)B.
(1)求二次函數(shù)的解析式及頂點(diǎn)P的坐標(biāo);
(2)如圖1,在直線 y=2x上是否存在點(diǎn)D,使四邊形OPBD為等腰梯形?若存在,求出點(diǎn)D的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由;
(3)如圖2,點(diǎn)M是線段OP上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn)(O、P兩點(diǎn)除外),以每秒個(gè)單位長度的速度由點(diǎn)P向點(diǎn)O 運(yùn)動(dòng),過點(diǎn)M作直線MN//x軸,交PB于點(diǎn)N. 將△PMN沿直線MN對(duì)折,得到△P1MN. 在動(dòng)點(diǎn)M的運(yùn)動(dòng)過程中,設(shè)△P1MN與梯形OMNB的重疊部分的面積為S,運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t秒,求S關(guān)于t的函數(shù)關(guān)系式.
圖1 圖2
思路點(diǎn)撥
1.第(2)題可以根據(jù)對(duì)邊相等列方程,也可以根據(jù)對(duì)角線相等列方程,但是方程的解都要排除平行四邊形的情況.
2.第(3)題重疊部分的形狀分為三角形和梯形兩個(gè)階段,臨界點(diǎn)是PO的中點(diǎn).
滿分解答
(1)設(shè)拋物線的解析式為,代入A(2,0)、C(0,12) 兩點(diǎn),得 解得
所以二次函數(shù)的解析式為,頂點(diǎn)P的坐標(biāo)為(4,-4).
(2)由,知點(diǎn)B的坐標(biāo)為(6,0).
假設(shè)在等腰梯形OPBD,那么DP=OB=6.設(shè)點(diǎn)D的坐標(biāo)為(x,2x).
由兩點(diǎn)間的距離公式,得.解得或x=-2.
如圖3,當(dāng)x=-2時(shí),四邊形ODPB是平行四邊形.
所以,當(dāng)點(diǎn)D的坐標(biāo)為(,)時(shí),四邊形OPBD為等腰梯形.
圖3 圖4 圖5
(3)設(shè)△PMN與△POB的高分別為PH、PG.
在Rt△PMH中,,.所以.
在Rt△PNH中,,.所以.
① 如圖4,當(dāng)0<t≤2時(shí),重疊部分的面積等于△PMN的面積.此時(shí).
②如圖5,當(dāng)2<t<4時(shí),重疊部分是梯形,面積等于△PMN的面積減去△P′DC的面積.由于,所以.
此時(shí).
這是一份中考數(shù)學(xué)二輪培優(yōu)訓(xùn)練第23講 幾何圖形面積中的分類討論(2份,原卷版+解析版),文件包含中考數(shù)學(xué)二輪培優(yōu)訓(xùn)練第23講幾何圖形面積中的分類討論原卷版doc、中考數(shù)學(xué)二輪培優(yōu)訓(xùn)練第23講幾何圖形面積中的分類討論解析版doc等2份試卷配套教學(xué)資源,其中試卷共84頁, 歡迎下載使用。
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