
1、兩個(gè)定點(diǎn)求一個(gè)動(dòng)點(diǎn)。這種題目找點(diǎn)方法是過(guò)兩個(gè)定點(diǎn)做垂線,以定長(zhǎng)為直徑畫圓,簡(jiǎn)稱“兩個(gè)垂直一個(gè)圓”。通過(guò)這樣的作圖法,可以快速找到符合題意的點(diǎn),這就是常說(shuō)的找點(diǎn)。求點(diǎn)的方法,構(gòu)造三垂直模型,根據(jù)直角兩側(cè)有相似就可以求解。
2、兩個(gè)動(dòng)點(diǎn)或三個(gè)動(dòng)點(diǎn)。因?yàn)槿切沃挥腥齻€(gè)角,所以分三種情況討論就可以了!當(dāng)然有時(shí)也有直角不成立的情況。當(dāng)它們分別為直角時(shí),用相似或勾股定理求解,一般情況下,相似求解比勾股定理要簡(jiǎn)單一些。
【多題一解】【一題多解】
一、解答題
1.(2022秋·黑龍江齊齊哈爾·八年級(jí)??计谥校┤鐖D,等邊△ABC中,AB=10cm,CD=4cm.點(diǎn)M以3cm/s的速度運(yùn)動(dòng).
(1)如果點(diǎn)M在線段CB上由點(diǎn)C向點(diǎn)B運(yùn)動(dòng),點(diǎn)N在線段BA上由點(diǎn)B向點(diǎn)A運(yùn)動(dòng)、它們同時(shí)出發(fā),若點(diǎn)N的速度與點(diǎn)M的速度相等;
①經(jīng)過(guò)2s后,△BMN和△CDM是否全等?請(qǐng)說(shuō)明理由.
②當(dāng)M,N兩點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為多少秒時(shí),△BMN恰好是一個(gè)直角三角形?
(2)若點(diǎn)N的運(yùn)動(dòng)速度與點(diǎn)M的運(yùn)動(dòng)速度不相等,點(diǎn)N從點(diǎn)B出發(fā),點(diǎn)M按原來(lái)的運(yùn)動(dòng)速度從點(diǎn)C同時(shí)出發(fā),都順時(shí)針沿△ABC三邊運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)25s時(shí),點(diǎn)M與點(diǎn)N第一次相遇,則點(diǎn)N的運(yùn)動(dòng)速度是 cm/s.(請(qǐng)直接寫出答案)
【答案】(1)①△BMN和△CDM全等,理由見解析;②秒或秒;
(2)或
【分析】(1)①由題意求出CM=BN ,BM=CD,然后利用SAS可證明△BMN≌△CDM;
②分兩種情形討論解答:①當(dāng)∠BNM=90°時(shí);②當(dāng)∠BMN=90°時(shí),設(shè)兩點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)為t秒,分別表示出BM,BN的長(zhǎng)度,根據(jù)含30°角的直角三角形的性質(zhì)列方程即可求出對(duì)應(yīng)的時(shí)間;
(2)分兩種情況解答:①當(dāng)點(diǎn)N的速度小于點(diǎn)M的速度時(shí);②當(dāng)點(diǎn)N的速度大于點(diǎn)M的速度時(shí),設(shè)點(diǎn)N速度為s厘米/秒,利用點(diǎn)M與點(diǎn)N第一次相遇時(shí)的路程的差列出方程即可求解.
【詳解】(1)解:①△BMN和△CDM全等.
理由:∵點(diǎn)N的運(yùn)動(dòng)速度與點(diǎn)M的運(yùn)動(dòng)速度相等,點(diǎn)M以3厘米/秒的速度運(yùn)動(dòng),
∴點(diǎn)N的速度是3厘米/秒,
∴經(jīng)過(guò)2秒后,CM=6厘米,BN=6厘米,
∴CM=BN,
∴BM=BC?CM=10?6=4(厘米),
∵DC=4厘米,
∴BM=CD,
∵在等邊△ABC中,∠B=∠C=60°,
∴△BMN≌△CDM(SAS);
②設(shè)兩點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t秒,則CM=BN=3t厘米,
∴BM=BC?CM=(10?3t)厘米.
①當(dāng)∠BNM=90°時(shí),
∵∠B=60°,
∴∠BMN=30°,
∴BN=BM,
∴3t=(10?3t),
解得:t=;
②當(dāng)∠BMN=90°時(shí),
∵∠B=60°,
∴∠BNM=30°,
∴BM=BN,
∴10?3t=×3t.
解得:t=,
綜上,當(dāng)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為秒或秒時(shí),△BMN是一個(gè)直角三角形;
(2)設(shè)點(diǎn)N速度為s厘米/秒,則點(diǎn)N25秒運(yùn)動(dòng)的距離為25s厘米,
①當(dāng)點(diǎn)N的速度小于點(diǎn)M的速度時(shí),
由題意得:25×3?25s=10,
解得:s=,
②當(dāng)點(diǎn)N的速度大于點(diǎn)M的速度時(shí),
由題意得:25s?25×3=20,
解得:s=,
綜上,經(jīng)過(guò)25秒點(diǎn)M與點(diǎn)N第一次相遇,則點(diǎn)N的運(yùn)動(dòng)速度是厘米/秒或厘米/秒,
故答案為:或.
【點(diǎn)睛】本題是幾何動(dòng)點(diǎn)的綜合題,主要考查了三角形全等的判定與性質(zhì),等邊三角形的性質(zhì),含30°角的直角三角形的性質(zhì)以及一元一次方程的應(yīng)用,利用分類討論的思想解答是解題的關(guān)鍵.
2.(2022·湖北宜昌·統(tǒng)考一模)(1)如圖1,O是等邊△ABC內(nèi)一點(diǎn),連接OA、OB、OC,且OA=3,BO=4,OC=5,將△BAO繞點(diǎn)B順時(shí)針旋轉(zhuǎn)后得到△BCD,連接OD.
①求旋轉(zhuǎn)角的度數(shù);
②求線段OD的長(zhǎng);
③求∠BDC的度數(shù).
(2)如圖2,點(diǎn)O是正方形ABCD內(nèi)一點(diǎn),連接OA、OB、OC,將△BAO繞點(diǎn)B順時(shí)針旋轉(zhuǎn)后得到△BCP,連接OP.當(dāng)OA、OB、OC滿足什么條件時(shí),△OCP為直角三角形?
【答案】(1)①60°;②4;③150°;(2)當(dāng)、、時(shí),△OCP為直角三角形.
【分析】(1)①根據(jù)等邊三角形的性質(zhì)得,,再根據(jù)旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)得,于是可確定旋轉(zhuǎn)角的度數(shù)為;
②由旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)得,加上,則可判斷為等邊三角形,所以;
③由為等邊三角形得到,再利用旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)得,然后根據(jù)勾股定理的逆定理可證明為直角三角形,,所以;
(2)根據(jù)旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)得,,,則可判斷為等腰直角三角形,則,然后根據(jù)勾股定理的逆定理,當(dāng)時(shí),為直角三角形,.
【詳解】①∵?ABC為等邊三角形
∴∠ABC=60?
∵△BAO繞點(diǎn)B順時(shí)針旋轉(zhuǎn)后得到△BCD
∴∠ABC就是旋轉(zhuǎn)角,度數(shù)為60?.
②∵△BAO繞點(diǎn)B順時(shí)針旋轉(zhuǎn)后得到△BCD,
∴BO=BD
而∠OBD=∠ABC=60°
∴△OBD為等邊三角形
∴OD=OB=4.
③∵△BAO繞點(diǎn)B順時(shí)針旋轉(zhuǎn)后得到△BCD,
∴CD=AO=3
在△OCD中,CD=3,OD=4,OC=5
∵
∴
∴△OCD為直角三角形,∠ODC=90?
由②知△OBD為等邊三角形
∴∠BDO=60?
∴∠BDC=∠BDO+∠ODC=60?+90?=150°
(2)∵△BAO繞點(diǎn)時(shí)針旋轉(zhuǎn)后得到△BCP,
∴∠OBP=∠ABC=90°,BO=BP,CP=AO,
∴△BOP為等腰直角三角形
∴OP=OB,
①當(dāng)時(shí),△OCP為直角三角形,∠OPC=90°
∴
②當(dāng)時(shí),△OCP為直角三角形,∠OCP=90°
∴
③當(dāng)時(shí),△OCP為直角三角形,∠POC=90°
∴
∴當(dāng)、、時(shí),△OCP為直角三角形.
【點(diǎn)睛】本題考查了旋轉(zhuǎn)的性質(zhì):對(duì)應(yīng)點(diǎn)到旋轉(zhuǎn)中心的距離相等;對(duì)應(yīng)點(diǎn)與旋轉(zhuǎn)中心所連線段的夾角等于旋轉(zhuǎn)角;旋轉(zhuǎn)前、后的圖形全等.也考查了等邊三角形的判斷與性質(zhì)和勾股定理的逆定理.
3.(2022·四川南充·統(tǒng)考三模)如圖,拋物線與軸交于、,與軸交于.是第一象限內(nèi)拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn).
(1)求拋物線的解析式.
(2)連接,,當(dāng)時(shí),求點(diǎn)的坐標(biāo).
(3)在(2)的條件下,將拋物線沿射線方向平移個(gè)單位,平移后,的對(duì)應(yīng)點(diǎn)分別為、,在軸上是否存在點(diǎn),使是等腰直角三角形?若存在,請(qǐng)求出的值;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,,或,或時(shí),是等腰直角三角形
【分析】(1)由與軸交于,與軸交于,將兩個(gè)點(diǎn)代入解析式求出的值,即可求出解析式;
(2)根據(jù)拋物線解析式求出點(diǎn)的坐標(biāo),算出,進(jìn)而得出,由此可知點(diǎn)與點(diǎn)關(guān)于拋物線對(duì)稱軸對(duì)稱,由(1)可知對(duì)稱軸為.求出點(diǎn)坐標(biāo);
(3)先設(shè)直線為,將,代入求解出直線解析式,在平移中,、兩點(diǎn)的距離保持不變.所以,求出;再分成三種情況①②③,根據(jù)是定值分別求出不同情況下的的值.
(1)
解:∵,∴拋物線為.
將代入,得.∴.∴拋物線的解析式為.
(2)
由,得.∴,.
∴.∴.∴.∴.
∴點(diǎn)與點(diǎn)關(guān)于拋物線對(duì)稱軸對(duì)稱.由(1),對(duì)稱軸為.∴.
(3)
在軸上存在點(diǎn),使是等腰直角三角形.
設(shè)直線為.將,代入,得
解得,.∴直線為.
平移中,,兩點(diǎn)的距離保持不變.∴.
.
①如圖1,,此時(shí).則.∴.
②如圖2,,此時(shí).
則.∴.∴.
③如圖3,,∴.作于,此時(shí).
則.∴.∴.
綜上,,或,或時(shí),是等腰直角三角形.
【點(diǎn)睛】本題主要考查二次函數(shù)的圖像及性質(zhì),銳角三角函數(shù),勾股定理,等腰三角形的性質(zhì)及判定等知識(shí)點(diǎn);正確畫出圖形進(jìn)行分類討論是解決本題的關(guān)鍵.
4.(2022·廣西·統(tǒng)考中考真題)已知,點(diǎn)A,B分別在射線上運(yùn)動(dòng),.
(1)如圖①,若,取AB中點(diǎn)D,點(diǎn)A,B運(yùn)動(dòng)時(shí),點(diǎn)D也隨之運(yùn)動(dòng),點(diǎn)A,B,D的對(duì)應(yīng)點(diǎn)分別為,連接.判斷OD與有什么數(shù)量關(guān)系?證明你的結(jié)論:
(2)如圖②,若,以AB為斜邊在其右側(cè)作等腰直角三角形ABC,求點(diǎn)O與點(diǎn)C的最大距離:
(3)如圖③,若,當(dāng)點(diǎn)A,B運(yùn)動(dòng)到什么位置時(shí),的面積最大?請(qǐng)說(shuō)明理由,并求出面積的最大值.
【答案】(1),證明見解析
(2)
(3)當(dāng)時(shí),的面積最大;理由見解析,面積的最大值為
【分析】(1)根據(jù)“直角三角形斜邊中線等于斜邊一半”可得OD=AB,OD′=A′B′,進(jìn)而得出結(jié)論;
(2)作△AOB的外接圓I,連接CI并延長(zhǎng),分別交⊙I于O′和D,當(dāng)O運(yùn)動(dòng)到O′時(shí),OC最大,求出CD和等邊三角形AO′B上的高O′D,進(jìn)而求得結(jié)果;
(3)以AB為斜邊在其右側(cè)作等腰直角三角形ABC,連接OC交AB于點(diǎn)T,在OT上取點(diǎn)E,使OE=BE,連接BE,由(2)可知∶當(dāng)OC⊥AB時(shí),OC最大,BT=3,當(dāng)OA=OB時(shí),∠ BOC=22.5°,此時(shí)OT最大,根據(jù)等腰三角形的性質(zhì)可得∠OBE=∠BOC=22.5°,由外角的性質(zhì)可得∠BET=45°,則ET=BT=3,利用勾股定理可得OE,由OT=OE+ET可得OT,然后根據(jù)三角形的面積公式進(jìn)行計(jì)算.
【詳解】(1)解:,證明如下:
,AB中點(diǎn)為D,
,
為的中點(diǎn),,
,
,
;
(2)解:如圖1,
作△AOB的外接圓I,連接CI并延長(zhǎng),分別交⊙I于O′和D,
當(dāng)O運(yùn)動(dòng)到O′時(shí),OC最大,
此時(shí)△AOB是等邊三角形,
∴BO′=AB=6,
OC最大=CO′=CD+DO′=AB+BO′=3+3;
(3)解∶如圖,當(dāng)點(diǎn)A,B運(yùn)動(dòng)到OA=OB時(shí),△AOB的面積最大,證明如下∶
以AB為斜邊在其右側(cè)作等腰直角三角形ABC,連接OC交AB于點(diǎn)T,在OT上取點(diǎn)E,使OE=BE,連接BE,
由(2)可知,當(dāng)OC⊥AB時(shí),OC最大,
∵等腰直角三角形ABC,AC=BC,∠ACB=90°,
又OC⊥AB于T,
∴TC=AT=BT=AB=3,
∵OC=OT+CT=OT+3,
∴當(dāng)OA=OB時(shí),此時(shí)OT最大,即OC最大,
∴△AOB的面積最大,
∴∠BOT=∠AOB=22.5°,
∵OE= BE ,
∴∠OBE=∠BOC = 22.5° ,
綜上,當(dāng)點(diǎn)A,B運(yùn)動(dòng)到OA=OB時(shí),△AOB的面積最大,△AOB面積的最大值為.
【點(diǎn)睛】本題考查了直角三角形性質(zhì),等腰三角形性質(zhì),確定圓的條件等知識(shí),解決問(wèn)題的關(guān)鍵是熟練掌握“定弦對(duì)定角”的模型.
5.(2023春·八年級(jí)課時(shí)練習(xí))如圖,正比例函數(shù)y=x與一次函數(shù)y=ax+7的圖像相交于點(diǎn)P(4,n),過(guò)點(diǎn)A(t,0)作x軸的垂線l,且0<t<4,交一次函數(shù)的圖像于點(diǎn)B,交正比例函數(shù)的圖像于點(diǎn)C,連接OB.
(1)求a值;
(2)設(shè)△OBP的面積為s,求s與t之間的函數(shù)關(guān)系式;
(3)當(dāng)t=2時(shí),在正比例函數(shù)y=x與一次函數(shù)y=ax+7的圖像上分別有一動(dòng)點(diǎn)M、N,是否存在點(diǎn)M、N,使△CMN是等腰直角三角形,且∠CNM=90o,若存在,請(qǐng)直接寫出點(diǎn)M、N的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在點(diǎn)M、N,坐標(biāo)為M(,),N(,)或M(,5),N(,).
【分析】(1)將P(4,n)分別帶入y=x與y=ax+7即得;
(2)過(guò)P作PD⊥l于D,根據(jù),得到一次函數(shù)解析式為,根據(jù)得到B(t,-t+7),C(t,),根據(jù),P(4,3),推出BC=-t+7-=,OA+PD=4, 推出S△OBP=S△OBC+S△PBC====,得到與之間的函數(shù)關(guān)系式.
(3)當(dāng)點(diǎn)N在直線上方時(shí),過(guò)點(diǎn)N作x軸的平行線,分別過(guò)C、M作平行線的垂線,垂足為Q、P,根據(jù),得到∠PNM+∠CNQ=90°,根據(jù)∠QCN+∠CNQ=90°,得到∠QCN=∠PNM,根據(jù)CN=MN,∠CQN=∠NPM,推出△QCN≌△PNM,得到PN=QC,QN=PM,設(shè)M(m,),N(n,-n+7),根據(jù)t=2,得到C(2,),推出PN=,=,QN=n-2,PM=,得到,解得: ,推出M(,),N(,).當(dāng)點(diǎn)N在直線下方時(shí),過(guò)點(diǎn)N作x軸的平行線,分別過(guò)C、M作平行線的垂線,垂足為H、G,同理得到CH=NG,HN=MG,設(shè)M(m,),N(n,-n+7),推出CH=,NG=,HN=,MG==,得到解得: ,推出M(,5),N(,).
【詳解】(1)∵點(diǎn)P(4,n)在圖象上,
∴,
∴P(4,3),
∵點(diǎn)P(4,3)在圖象上,∴,
解得:.
(2)如圖,過(guò)P作PD⊥l于D,
∵,
∴一次函數(shù)解析式為,
∵過(guò)點(diǎn)作軸的垂線,交的圖像于點(diǎn),交的圖像于點(diǎn),
∴B(t,-t+7),C(t,),
∵,P(4,3),
∴BC=-t+7-=,OA+PD=4,
∴S△OBP=S△OBC+S△PBC====,
∴與之間的函數(shù)關(guān)系式為:.
(3)如圖,當(dāng)點(diǎn)N在直線上方時(shí),過(guò)點(diǎn)N作x軸的平行線,分別過(guò)C、M作平行線的垂線,垂足為Q、P,
∵△CMN是等腰直角三角形,,∴CN=MN,
∴∠PNM+∠CNQ=90°,
∵∠QCN+∠CNQ=90°,∴∠QCN=∠PNM,
在△QCN和△PNM中,,
∴△QCN≌△PNM,
∴PN=QC,QN=PM,
設(shè)M(m,),N(n,-n+7),
∵t=2,∴C(2,),
∴PN=,=,QN=n-2,PM=,
∴,解得: ,
∴,=,
∴M(,),N(,).
如圖,當(dāng)點(diǎn)N在直線下方時(shí),過(guò)點(diǎn)N作x軸的平行線,分別過(guò)C、M作平行線的垂線,垂足為H、G,
同理可得:CH=NG,HN=MG,
設(shè)M(m,),N(n,-n+7),
∴CH=,NG=,HN=,
MG==,
∴解得: ,
∴5,,
∴M(,5),N(,).
綜上所述:存在點(diǎn)M、N,坐標(biāo)為M(,),N(,)或M(,5),N(,).
【點(diǎn)睛】本題主要考查了正比例函數(shù)、一次函數(shù)與幾何綜合,解決問(wèn)題的關(guān)鍵是熟練掌握待定系數(shù)發(fā)求函數(shù)解析式,正比例函數(shù)、一次函數(shù)的性質(zhì),三角形面積公式,等腰直角三角形的性質(zhì),全等三角形的判定和性質(zhì).
6.(2022春·廣西桂林·八年級(jí)校考期中)如圖,Rt中,,,.點(diǎn)從點(diǎn)出發(fā)沿方向以每秒個(gè)單位長(zhǎng)的速度向點(diǎn)勻速運(yùn)動(dòng),同時(shí)點(diǎn)從點(diǎn)出發(fā)沿方向以每秒個(gè)單位長(zhǎng)的速度向點(diǎn)勻速運(yùn)動(dòng),當(dāng)其中一個(gè)點(diǎn)到達(dá)終點(diǎn)時(shí),另一個(gè)點(diǎn)也隨之停止運(yùn)動(dòng).設(shè)點(diǎn),運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是秒 .過(guò)點(diǎn)作于點(diǎn),連接,,.
(1)求證:四邊形是平行四邊形;
(2)當(dāng)為何值時(shí), ;
(3)當(dāng)為何值時(shí), 為直角三角形?請(qǐng)說(shuō)明理由.
【答案】(1)證明見解析
(2)當(dāng)時(shí),
(3)當(dāng)t=或4時(shí),△DEF為直角三角形
【分析】(1)根據(jù)平行線的判定與勾股定理即可得出結(jié)論;
(2)由(1)知四邊形是平行四邊形,只要平行四邊形為菱形,即可利用菱形對(duì)角線垂直得到結(jié)論;
(3)要使為直角三角形,需要分三種情況討論:;;,直接求解即可.
(1)
證明:在 Rt中,,
,
,
,
點(diǎn)從點(diǎn)出發(fā)沿方向以每秒個(gè)單位長(zhǎng)的速度向點(diǎn)勻速運(yùn)動(dòng),同時(shí)點(diǎn)從點(diǎn)出發(fā)沿方向以每秒個(gè)單位長(zhǎng)的速度向點(diǎn)勻速運(yùn)動(dòng),設(shè)點(diǎn),運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是秒
,
在Rt中,,,,則,
,且,
四邊形是平行四邊形;
(2)
解:由(1)知四邊形是平行四邊形,
在 Rt中,,,,
,
∴AF=AB?BF=10?2t.
當(dāng)平行四邊形是菱形時(shí),,則需AE=AF,
即t=10?2t,
∴,
即當(dāng)時(shí),平行四邊形AEFD為菱形,;
(3)
解:(3)解:當(dāng)t=或4時(shí),△DEF為直角三角形.
理由如下:
分情況討論:
方法①∠BDF=∠DFE=90°時(shí),如圖所示:
則EFBC,
∴∠AEF=∠C=90°,∠AFE=∠C=30°,
∴AF=2AE,
∴10?2t=2t,
∴t=;
②∠DEF=90°時(shí),如圖所示:
∵AC⊥BC,DF⊥BC,
∴AEDF,
又∵AE=DF,
∴四邊形AEDF為平行四邊形,
∴AFED,
∴,∠BED=∠A=60°, 即AF=AE,
∴10?2t=t,解得t=4;
③∠EFD=90°時(shí),此種情況不存在.
綜上所述,當(dāng)t=或4時(shí),△DEF為直角三角形.
【點(diǎn)睛】本題是四邊形綜合題目,考查了平行四邊形的判定、菱形的判定與性質(zhì)、勾股定理、直角三角形的性質(zhì)等知識(shí),本題綜合性強(qiáng),有一定難度,熟練掌握相關(guān)幾何性質(zhì)及判定是解決問(wèn)題的關(guān)鍵.
7.(2022·山東濟(jì)南·山東省濟(jì)南稼軒學(xué)校校考模擬預(yù)測(cè))如圖,拋物線經(jīng)過(guò)點(diǎn),點(diǎn),且.
(1)求拋物線的解析式及其對(duì)稱軸;
(2)如圖,連接,過(guò)點(diǎn)作的平行線交拋物線于點(diǎn),為線段上一動(dòng)點(diǎn),連接交拋物線于點(diǎn),連接交于點(diǎn),連接,的面積是否有最大值,若有,求出最大值,若無(wú),請(qǐng)說(shuō)明理由.
(3)如圖,以為直角頂點(diǎn),為直角邊邊向右作等腰直角,將沿射線線平移得到,連接、,的周長(zhǎng)是否有最小值,若有,求的周長(zhǎng)的最小值,若無(wú),請(qǐng)說(shuō)明理由.
【答案】(1),對(duì)稱軸為
(2)有,
(3)有,
【分析】由且,得,拋物線的表達(dá)式為:,將代入可解得,從而可得拋物線的解析式及其對(duì)稱軸;
過(guò)P作軸,交于點(diǎn),先由已知求出坐標(biāo),再根據(jù)與同底等高求出,設(shè),用含的代數(shù)式表示的面積,即可求出的面積有最大值是;
連接,過(guò)作交軸于,沿射線線平移得到,由四邊形是平行四邊形,可得CT=EF=OC=3,CE=TF,,且等腰直角,,,有CE=BE=TF,要使最小,只需最小,此時(shí)、、三點(diǎn)共線,而,,即可求出的周長(zhǎng)的最小值為.
(1)
∵OB=OC,C(0,3),
∴點(diǎn)B(3,0),即拋物線與x軸交于A(?1,0),B(3,0)兩點(diǎn),
∴拋物線的表達(dá)式為:;
∵C(0,3),
∴,解得a=-1;
∴ 拋物線的表達(dá)式為:,且函數(shù)的對(duì)稱軸為:x=1;
(2)
過(guò)P作軸,交AH于點(diǎn)Q,如圖:
∵C(0,3),B(3,0),
∴直線BC解析式為y=?x+3,
∵,
∴設(shè)直線AH解析式為,
再將A(?1,0)代入得:0=1+m,解得m=?1,
直線AH解析式為;
由得,,
∴H(4,-5),
∵,
∴與同底等高,
∴與面積相等,
則有:,
設(shè),根據(jù)軸,則有:,
則有:,
∴,
∴代入相應(yīng)的數(shù)值,化簡(jiǎn)得:,
則有:,
配方得:,
可知當(dāng)時(shí),有最大值,且最大值為,
(3)
連接CE,過(guò)F作交y軸于T,如圖:
∵沿射線線OD平移得到,
∴,即軸,
∴四邊形是平行四邊形,
∴CT=EF=OC=3,CE=TF,
∴,
∵等腰直角,,,
∴OC=OB,∠DOC=∠DOB=45°,
又∵OE=OE,
∴,
∴,
∴,
∴,
要使l最小,則有最小,
當(dāng)T、F、B三點(diǎn)共線時(shí),最小值即是的長(zhǎng)度,
而,,
∴,即最小值是,
∴的周長(zhǎng)的最小值為.
【點(diǎn)睛】本題考查二次函數(shù)綜合知識(shí),涉及二次函數(shù)解析式、對(duì)稱軸、三角形面積的最大值、周長(zhǎng)最小值等,解題的關(guān)鍵是熟練應(yīng)用二次函數(shù)的相關(guān)性質(zhì),用含未知數(shù)的代數(shù)式表示相關(guān)線段的長(zhǎng)度.
8.(2022·全國(guó)·九年級(jí)專題練習(xí))如圖,直線y=x﹣3與x軸,y軸分別交于B、C兩點(diǎn).拋物線y=x2+bx+c經(jīng)過(guò)點(diǎn)B、C,與x軸另一交點(diǎn)為A,頂點(diǎn)為D.
(1)求拋物線的解析式;
(2)設(shè)點(diǎn)P從點(diǎn)D出發(fā),沿對(duì)稱軸向上以每秒1個(gè)單位長(zhǎng)度的速度勻速運(yùn)動(dòng).設(shè)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t秒.
①點(diǎn)P在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,若∠CBP=15°,求t的值;
②當(dāng)t為何值時(shí),以P,A,C為頂點(diǎn)的三角形是直角三角形?求出所有符合條件的t值.
【答案】(1)y=x2﹣2x﹣3
(2)①t=4﹣2或4﹣;②t=或3或2或
【分析】(1)由直線BC求出B、C的坐標(biāo),再待定系數(shù)法求出拋物線解析式即可;
(2)①由OB=OC得出∠OBC=∠OCB=45°,所以∠CBP=15°就可以分別得到∠PBE=30°或60°,再由tan30°或tan60°求出EP,進(jìn)而求出DP,又因?yàn)镻的速度為1,求出t即可;
②設(shè)出P的坐標(biāo),根據(jù)兩點(diǎn)距離公式求出AP2、AC2和PC2,分三種情況:∠APC=90°或∠PCA=90°或∠PAC=90°分別討論,求出P的坐標(biāo),進(jìn)而求出DP,求出t即可.
(1)
解:令y=x﹣3=0,x=3,
∴B的坐標(biāo)為(3,0),
令x=0,y=0﹣3=﹣3,
∴C的坐標(biāo)為(0,﹣3),
將B、C代入y=x2+bx+c,
得:,
解得:,
∴拋物線的解析式為:y=x2﹣2x﹣3;
(2)
由(1)知,OB=OC=3,
∴∠OBC=∠OCB=45°,
記拋物線對(duì)稱軸交x軸于E,
∵y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4,
∴拋物線對(duì)稱軸為直線x=1,
∴EB=2,
∴頂點(diǎn)D的坐標(biāo)為(1,﹣4),
若∠CBP=15°,則分兩種情況,
①如圖,當(dāng)P在直線BC下方時(shí),
此時(shí)∠EBP=60°,
∴tan∠EBP==,
∴EP=2,
∴DP=4﹣2,
∴t==4﹣2,
當(dāng)P在直線BC上方時(shí),
此時(shí)∠EBP=30°,
∴tan∠EBP==,
∴EP=,
∴DP=4﹣,
∴t==4﹣,
綜上,t=4﹣2或4﹣;
②設(shè)P的坐標(biāo)為(1,n),
令y=x2﹣2x﹣3=0,
x=3或﹣1,
∴A的坐標(biāo)為(﹣1,0),
此時(shí)PC2=1+(n+3)2=n2+6n+10,
PA2=(1+1)2+n2=4+n2,
AC2=1+32=10,
當(dāng)∠PCA=90°時(shí),PC2+AC2=AP2,
n2+6n+10+10=4+n2,
解得:n=,
∴P的坐標(biāo)為(1,),DP=4=,
∴t=,
當(dāng)∠APC=90°時(shí),AP2+PC2=AC2,
4+n2+n2+6n+10=10,
解得:n=﹣1或﹣2,
∴P的坐標(biāo)為(1,﹣1)或(1,﹣2),
DP=4﹣1=3或DP=4﹣2=2,
∴t=3或2,
當(dāng)∠PAC=90°時(shí),PA2+AC2=CP2,
n2+4+10=n2+6n+10,
解得:n=,
∴P的坐標(biāo)為(1,),
DP=4+=,
∴t=,
綜上,t=或3或2或.
【點(diǎn)睛】本題時(shí)二次函數(shù)綜合題,考查了待定系數(shù)法,角度15°的處理,直角三角形存在性問(wèn)題,勾股定理,畫出圖形將15°轉(zhuǎn)化成特殊角30°或60°是關(guān)鍵,直角三角形分三種情況討論是關(guān)鍵.
9.(2022秋·廣東中山·九年級(jí)統(tǒng)考期末)如圖,拋物線y=ax2+bx﹣3經(jīng)過(guò)A、B、C三點(diǎn),點(diǎn)A(﹣3,0)、C(1,0),點(diǎn)B在y軸上.點(diǎn)P是直線AB下方的拋物線上一動(dòng)點(diǎn)(不與A、B重合).
(1)求此拋物線的解析式;
(2)過(guò)點(diǎn)P作x軸的垂線,垂足為D,交直線AB于點(diǎn)E,動(dòng)點(diǎn)P在什么位置時(shí),PE最大,求出此時(shí)P點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)點(diǎn)Q是拋物線對(duì)稱軸上一動(dòng)點(diǎn),是否存在點(diǎn)Q,使以點(diǎn)A、B、Q為頂點(diǎn)的三角形為直角三角形?若存在,請(qǐng)求出點(diǎn)Q坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【答案】(1)y=x2+2x﹣3;
(2)(﹣,)
(3)(-1,2)或(-1,﹣4)或(-1,)或(-1,)
【分析】(1)把點(diǎn)A,B代入y=ax2+bx﹣3即可;
(2)設(shè)P(x,x2+2x﹣3),求出直線AB的解析,用含x的代數(shù)式表示出點(diǎn)E坐標(biāo),即可用含x的代數(shù)式表示出PE的長(zhǎng)度,由函數(shù)的思想可求出點(diǎn)P的橫坐標(biāo),進(jìn)一步求出其縱坐標(biāo);
(3)設(shè)點(diǎn)Q(-1,a),然后分類討論利用勾股定理列出關(guān)于a的方程求解.
(1)
解:把A(﹣3,0)和C(1,0)代入y=ax2+bx﹣3,
得,,
解得,,
∴拋物線解析式為y=x2+2x﹣3;
(2)
解:設(shè)P(x,x2+2x﹣3),直線AB的解析式為y=kx+b,
由拋物線解析式y(tǒng)=x2+2x﹣3,
令x=0,則y=﹣3,
∴B(0,﹣3),
把A(﹣3,0)和B(0,﹣3)代入y=kx+b,
得,,
解得,,
∴直線AB的解析式為y=﹣x﹣3,
∵PE⊥x軸,
∴E(x,﹣x﹣3),
∵P在直線AB下方,
∴PE=﹣x﹣3﹣( x2+2x﹣3)=﹣x2﹣3x=﹣(x+)2+,
當(dāng)x=﹣時(shí),y=x2+2x﹣3=,
∴當(dāng)PE最大時(shí),P點(diǎn)坐標(biāo)為(﹣,);
(3)
存在,理由如下,
∵x=﹣=-1,
∴拋物線的對(duì)稱軸為直線x=-1,
設(shè)Q(-1,a),
∵B(0,-3),A(-3,0),
①當(dāng)∠QAB=90°時(shí),AQ2+AB2=BQ2,
∴22+a2+32+32=12+(3+a)2,
解得:a=2,
∴Q1(-1,2),
②當(dāng)∠QBA=90°時(shí),BQ2+AB2=AQ2,
∴12+(3+a)2+32+32=22+a2,
解得:a=﹣4,
∴Q2(-1,﹣4),
③當(dāng)∠AQB=90°時(shí),BQ2+AQ2=AB2,
∴12+(3+a)2+22+a2=32+32,
解得:a1=或a1=,
∴Q3(-1,),Q4(-1,),
綜上所述:點(diǎn)Q的坐標(biāo)是(-1,2)或(-1,﹣4)或(-1,)或(-1,).
【點(diǎn)睛】本題是二次函數(shù)的綜合題,主要考查了二次函數(shù)圖象上點(diǎn)的坐標(biāo)特征、待定系數(shù)法求函數(shù)的解析式、二次函數(shù)的性質(zhì)、勾股定理,解題的關(guān)鍵是用含有未知數(shù)的代數(shù)式表達(dá)點(diǎn)的坐標(biāo)和線段的長(zhǎng)度.
10.(2022·全國(guó)·九年級(jí)專題練習(xí))在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線與x軸交于點(diǎn)和點(diǎn)B,與y軸交于點(diǎn)C,頂點(diǎn)D的坐標(biāo)為.
(1)直接寫出拋物線的解析式;
(2)如圖1,若點(diǎn)P在拋物線上且滿足,求點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)如圖2,M是直線BC上一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)M作軸交拋物線于點(diǎn)N,Q是直線AC上一個(gè)動(dòng)點(diǎn),當(dāng)為等腰直角三角形時(shí),直接寫出此時(shí)點(diǎn)M及其對(duì)應(yīng)點(diǎn)Q的坐標(biāo)
【答案】(1);
(2),;
(3),;,;,;,; ,;,.
【分析】(1)根據(jù)頂點(diǎn)的坐標(biāo),設(shè)拋物線的解析式為y=a(x﹣1)2﹣4,將點(diǎn)A(﹣1,0)代入,求出a即可得出答案;
(2)利用待定系數(shù)法求出直線BD解析式為y=2x﹣6,過(guò)點(diǎn)C作CP1∥BD,交拋物線于點(diǎn)P1,再運(yùn)用待定系數(shù)法求出直線CP1的解析式為y=2x﹣3,聯(lián)立方程組即可求出P1(4,5),過(guò)點(diǎn)B作y軸平行線,過(guò)點(diǎn)C作x軸平行線交于點(diǎn)G,證明△OCE≌△GCF(ASA),運(yùn)用待定系數(shù)法求出直線CF解析式為y=x﹣3,即可求出P2(,﹣);
(3)利用待定系數(shù)法求出直線AC解析式為y=﹣3x﹣3,直線BC解析式為y=x﹣3,再分以下三種情況:①當(dāng)△QMN是以NQ為斜邊的等腰直角三角形時(shí),②當(dāng)△QMN是以MQ為斜邊的等腰直角三角形時(shí),③當(dāng)△QMN是以MN為斜邊的等腰直角三角形時(shí),分別畫出圖形結(jié)合圖形進(jìn)行計(jì)算即可.
(1)
解:∵頂點(diǎn)D的坐標(biāo)為(1,﹣4),
∴設(shè)拋物線的解析式為y=a(x﹣1)2﹣4,將點(diǎn)A(﹣1,0)代入,
得0=a(﹣1﹣1)2﹣4,
解得:a=1,
∴y=(x﹣1)2﹣4=x2﹣2x﹣3,
∴該拋物線的解析式為y=x2﹣2x﹣3;
(2)
解:∵拋物線對(duì)稱軸為直線x=1,A(﹣1,0),
∴B(3,0),
設(shè)直線BD解析式為y=kx+e,
∵B(3,0),D(1,﹣4),
∴,
解得:,
∴直線BD解析式為y=2x﹣6,
過(guò)點(diǎn)C作CP1∥BD,交拋物線于點(diǎn)P1,
設(shè)直線CP1的解析式為y=2x+d,將C(0,﹣3)代入,
得﹣3=2×0+d,
解得:d=﹣3,
∴直線CP1的解析式為y=2x﹣3,
結(jié)合拋物線y=x2﹣2x﹣3,可得x2﹣2x﹣3=2x﹣3,
解得:x1=0(舍),x2=4,
故P1(4,5),
過(guò)點(diǎn)B作y軸平行線,過(guò)點(diǎn)C作x軸平行線交于點(diǎn)G,
∵OB=OC,∠BOC=∠OBG=∠OCG=90°,
∴四邊形OBGC是正方形,
設(shè)CP1與x軸交于點(diǎn)E,則2x﹣3=0,
解得:x=,
∴E(,0),
在x軸下方作∠BCF=∠BCE交BG于點(diǎn)F,
∵四邊形OBGC是正方形,
∴OC=CG=BG=3,∠COE=∠G=90°,∠OCB=∠GCB=45°,
∴∠OCB﹣∠BCE=∠GCB﹣∠BCF,
即∠OCE=∠GCF,
∴△OCE≌△GCF(ASA),
∴FG=OE=,
∴BF=BG﹣FG=3﹣=,
∴F(3,﹣),
設(shè)直線CF解析式為y=k1x+e1,
∵C(0,﹣3),F(xiàn)(3,﹣),
∴,
解得:,
∴直線CF解析式為y=x﹣3,
結(jié)合拋物線y=x2﹣2x﹣3,可得x2﹣2x﹣3=x﹣3,
解得:x1=0(舍),x2=,
∴P2(,﹣),
綜上所述,符合條件的P點(diǎn)坐標(biāo)為:(4,5)或(,﹣);
(3)
解:(3)設(shè)直線AC解析式為y=m1x+n1,直線BC解析式為y=m2x+n2,
∵A(﹣1,0),C(0,﹣3),
∴,
解得:,
∴直線AC解析式為y=﹣3x﹣3,
∵B(3,0),C(0,﹣3),
∴,
解得:,
∴直線BC解析式為y=x﹣3,
設(shè)M(t,t﹣3),則N(t,t2﹣2t﹣3),
∴MN=|t2﹣2t﹣3﹣(t﹣3)|=|t2﹣3t|,
①當(dāng)△QMN是以NQ為斜邊的等腰直角三角形時(shí),此時(shí)∠NMQ=90°,MN=MQ,如圖2,
∵M(jìn)Q∥x軸,
∴Q(﹣t,t﹣3),
∴|t2﹣3t|=|t﹣(﹣t)|,
∴t2﹣3t=±t,
解得:t=0(舍)或t=或t=,
∴,;,;
②當(dāng)△QMN是以MQ為斜邊的等腰直角三角形時(shí),此時(shí)∠MNQ=90°,MN=NQ,如圖3,
∵NQ∥x軸,
∴Q(,t2﹣2t﹣3),
∴NQ=|t﹣|=|t2+t|,
∴|t2﹣3t|=|t2+t|,
解得:t=0(舍)或t=5或t=2,
∴M3(5,2),Q3(﹣5,12);M4(2,﹣1),Q4(0,﹣3);
③當(dāng)△QMN是以MN為斜邊的等腰直角三角形時(shí),
此時(shí)∠MQN=90°,MQ=NQ,如圖4,
過(guò)點(diǎn)Q作QH⊥MN于H,則MH=HN,
∴H(t,),
∴Q(,),
∴QH=|t﹣|=|t2+5t|,
∵M(jìn)Q=NQ,
∴MN=2QH,
∴|t2﹣3t|=2×|t2+5t|,
解得:t=7或1,
∴M5(7,4),Q5(﹣7,18);M6(1,﹣2),Q6(0,﹣3);
綜上所述,點(diǎn)M及其對(duì)應(yīng)點(diǎn)Q的坐標(biāo)為:
,;,;M3(5,2),Q3(﹣5,12);M4(2,﹣1),Q4(0,﹣3);M5(7,4),Q5(﹣7,18);M6(1,﹣2),Q6(0,﹣3).
【點(diǎn)睛】本題是二次函數(shù)綜合題,主要考查了待定系數(shù)法求一次函數(shù)和二次函數(shù)解析式,求一次函數(shù)與二次函數(shù)圖象交點(diǎn)坐標(biāo),全等三角形判定和性質(zhì),正方形判定和性質(zhì),等腰直角三角形性質(zhì)等,本題屬于中考?jí)狠S題,綜合性強(qiáng),難度較大,熟練掌握待定系數(shù)法、等腰直角三角形性質(zhì)等相關(guān)知識(shí),運(yùn)用數(shù)形結(jié)合思想、分類討論思想是解題關(guān)鍵.
11.(2020·貴州遵義·統(tǒng)考一模)已知拋物線經(jīng)過(guò)、、三點(diǎn),直線l是拋物線的對(duì)稱軸.
(1)求拋物線的解析式;
(2)設(shè)點(diǎn)P是直線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),當(dāng)?shù)闹荛L(zhǎng)最小時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)在直線l上是否存在點(diǎn)M,使以、、為頂點(diǎn)的三角形為直角三形.若存在,求出點(diǎn)M的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)或 或或
【分析】(1)把 三點(diǎn)坐標(biāo)代入,得到關(guān)于 的方程組即可;
(2)因?yàn)殚L(zhǎng)度確定,所以的周長(zhǎng)最小,等同于 最小,問(wèn)題轉(zhuǎn)化為:在直線取一點(diǎn)使得到兩定點(diǎn)的距離之和最?。ā皩④婏嬹R”模型),所以在同一條直線,在利用待定系數(shù)法求出直線的解析式即可確定點(diǎn)坐標(biāo);
(3)分別討論直角頂點(diǎn)在、、的情況,計(jì)算即可,見詳解.
【詳解】(1)解:把、、三點(diǎn)分別代入得:
,
解得,
.
(2)解: 與關(guān)于直線對(duì)稱,點(diǎn)在直線上,
當(dāng)點(diǎn)在線段與直線的交點(diǎn)時(shí),最短,
的周長(zhǎng) = ,的長(zhǎng)度確定,
當(dāng)最小時(shí),的周長(zhǎng)最小,
由以上可知:當(dāng)點(diǎn)在線段與直線的交點(diǎn)時(shí),的周長(zhǎng)最小,
設(shè)線段所在直線方程為:,把、代入得:
解得:
直線的解析式為:
直線為:,
將代入得:,即點(diǎn)坐標(biāo)為,
(3)解:要使以、、為頂點(diǎn)的三角形為直角三形,只要考慮直角頂點(diǎn)分別為、、情況, 如圖1所示:
(a)直角頂點(diǎn)為時(shí),過(guò)點(diǎn)作交直線于點(diǎn),設(shè)直線與軸交點(diǎn)為,
則 ,根據(jù)相似三角形對(duì)應(yīng)邊成比例性質(zhì)得:
其中: ,,,
計(jì)算可得: ,
故點(diǎn)坐標(biāo)為:
(b)直角頂點(diǎn)為時(shí),過(guò)點(diǎn)作交直線于點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作軸垂線,
垂足為點(diǎn),,
由相似性質(zhì)定理可得:
其中: ,,,計(jì)算可得: ,則,
故點(diǎn)坐標(biāo)為:
(c)直角頂點(diǎn)為時(shí),點(diǎn)為以線段為直徑的圓與直線 的交點(diǎn),過(guò)點(diǎn)作 垂足為點(diǎn) 如圖2所示:
在與中有:
,,
其中:, , ,
代入數(shù)據(jù)整理得: 即,
或,即或,
點(diǎn)坐標(biāo)為或 .
故答案為:或 或 或 .
【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)表達(dá)式求解,動(dòng)點(diǎn)+最值問(wèn)題,以及相似和圓的知識(shí),綜合性較大,其中第(3)問(wèn)的關(guān)鍵是要分情況討論各種直角頂點(diǎn)存在性和計(jì)算結(jié)果,特別是直角頂點(diǎn)為點(diǎn)時(shí)就用到“直徑所對(duì)圓周角是直角”這一原理和“一線三等角”模型.
12.(2022秋·浙江金華·八年級(jí)統(tǒng)考期末)如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn),直線AB與x軸、y軸分別交于點(diǎn)A、B.過(guò)點(diǎn)B的直線y=-x+b與x軸交于點(diǎn)C.已知A(-4,0)、C(3,0),點(diǎn)D為x軸上一動(dòng)點(diǎn),將△ABD沿BD折疊得到△EBD,直線BE與x軸交于點(diǎn)F.
(1)求直線AB、BC的函數(shù)解析式;
(2)若點(diǎn)D在線段AO上,且△DEF與△BFC的面積相等,求線段BD的長(zhǎng);
(3)在點(diǎn)D的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,△DEF能否成為直角三角形?若能,請(qǐng)求出點(diǎn)D的坐標(biāo);若不能,請(qǐng)說(shuō)明理由.
【答案】(1)直線AB解析式為:;直線AC解析式為:
(2)
(3)能;
【分析】(1)將C(3,0)代入直線BC解析式即可得到BC解析式,然后通過(guò)解析式求出點(diǎn)B的坐標(biāo),通過(guò)A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)即可求出直線AB的函數(shù)解析式;
(2)根據(jù)面積相等以及折疊的性質(zhì)先證,然后用勾股定理先求出CD的值,再用勾股求出BD的值即可;
(3)分類討論,分為、、三種情況,利用折疊的性質(zhì),直角三角形的性質(zhì)依次求出對(duì)應(yīng)的解即可,注意當(dāng)時(shí),點(diǎn)F共有兩種情況,分別是點(diǎn)F在線段BE上和點(diǎn)F在直線EB的延長(zhǎng)線上.
(1)
將C(3,0)代入直線BC解析式y(tǒng)=-x+b得,解得,
即直線BC的解析式為,
令,則,,
設(shè)直線AB的解析式為,
將A(-4,0)、代入得
,解得,
∴直線AB的解析式為;
(2)
,
,
即,
由折疊可得,
,
,
,
,
,
,
,,
,
(3)
分類討論:
①當(dāng)時(shí),此時(shí)點(diǎn)F在線段BE上,且點(diǎn)F與點(diǎn)O重合,如圖所示:
過(guò)點(diǎn)D作DG⊥AB,垂足為點(diǎn)G,如上圖所示,
由折疊可知,即BD為∠ABE的角平分線,
,
由(2)可得,AB=5,OB=3,
設(shè),則,
,
即,解得,
;
②當(dāng)時(shí),有兩種情況:
Ⅰ)當(dāng)點(diǎn)F在線段BE上時(shí),如圖所示:
∵,∴,
由折疊可得,
,
∴△OBD為等腰直角三角形,
,;
Ⅱ)當(dāng)點(diǎn)F在直線EB的延長(zhǎng)線上時(shí),如圖所示:
由折疊可得,
∴△OBD為等腰直角三角形,
,;
③當(dāng)時(shí),此時(shí)點(diǎn)F在EB的延長(zhǎng)線上,且點(diǎn)F與O點(diǎn)重合,如圖所示:
∵折疊,∴,,
設(shè),則,
由折疊可得,則,
即,
,
解得,
∴,
綜上,在點(diǎn)D的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,△DEF能成為直角三角形,此時(shí)點(diǎn)D的坐標(biāo)為 .
【點(diǎn)睛】本題是一次函數(shù)綜合題,主要考查了待定系數(shù)法,角平分線的性質(zhì),直角三角形的性質(zhì)和判定,翻折的性質(zhì)等,構(gòu)造出圖形是解本題的關(guān)鍵.
13.(2022春·山東東營(yíng)·八年級(jí)統(tǒng)考期末)如圖1.在四邊形ABCD中,,點(diǎn)E是CD邊的中點(diǎn),連接AE交對(duì)角線BD于點(diǎn)F,∠EDF=∠FBA,連接CF.
(1)求證:四邊形ABCD是矩形;
(2)求△CFD的面積;
(3)如圖2,連接AC交BD于點(diǎn)O,點(diǎn)P為EC上一動(dòng)點(diǎn),連接OE、OP.將△OPD沿OP折疊得到△OPM,PM交OC于點(diǎn)N,當(dāng)△PCN為直角三角形時(shí),求CP的長(zhǎng).
【答案】(1)見解析
(2)32
(3)2或5
【分析】(1)根據(jù)平行線的判定得到,推出四邊形ABCD是平行四邊形,根據(jù)矩形的定義即可得到結(jié)論.
(2) 過(guò)點(diǎn)F作于點(diǎn)G,先證,得到EF與AE的比值,然后再證,根據(jù),求出GF,從而求出的面積.
(3)依據(jù)題意,求出CE、OE、OC的值,接著討論為直角三角形時(shí)分兩種情況:①當(dāng)∠CPN=90°時(shí),∠DPM=90°,由折疊的性質(zhì),知∠DPO=∠MPO=45°,求出PE=6,最后得出CP的值;②當(dāng)時(shí),同理可得OP平分∠DPM,OE⊥PD,ON⊥PM,從而求出OE、CN,接著證,利用其性質(zhì),最后求出PC.
(1)
證明:∵,
∴,
∵AB=CD=16,
∴四邊形ABCD是平行四邊形,
∵,
∴四邊形ABCD是矩形;
(2)
解:如圖1,過(guò)點(diǎn)F作于點(diǎn)G,
∵四邊形ABCD是矩形,
∴ ,,
∴,
∴,
∴,
∵
∴,
∴,
∴,
∴,
∴的面積為;
(3)
解:∵ABCD是矩形,E是CD中點(diǎn)
∴,點(diǎn)O是AC中點(diǎn),CE=8,
∴,OE是△ADC的中位線,
∴,OC=10,
∵,
∴為直角三角形分兩種情況討論:
①如圖2,當(dāng)∠CPN=90°時(shí),∠DPM=90°,
∴由折疊的性質(zhì),知∠DPO=∠MPO=45°,
∴PE=OE=6,
∴CP=CE-EP=2;
②如圖3,當(dāng)∠PNC=90°時(shí),同理可得OP平分∠DPM,
OE⊥PD,ON⊥PM,
∴OE=ON=6,
∴CN=OC-ON=4,
∴∠PCN=∠OCE,∠PNC=∠OEC=90°,
∴,
∴,即,
∴PC=5,
綜上所述,CP的長(zhǎng)為2或5.
【點(diǎn)睛】此題考查了平行線的性質(zhì),平行四邊形的判定與性質(zhì),矩形的判定與性質(zhì),相似三角形的判定與性質(zhì),勾股定理,角平分線的性質(zhì),折疊的性質(zhì)等內(nèi)容,熟練掌握相關(guān)知識(shí)并靈活運(yùn)用以及分組討論是解題關(guān)鍵.
14.(2022秋·九年級(jí)課時(shí)練習(xí))綜合與探究
如圖,已知拋物線與x軸相交于點(diǎn)A,B(點(diǎn)B在點(diǎn)A的右側(cè)),與y軸相交于點(diǎn)C,其頂點(diǎn)為點(diǎn)D,連接AC,BC.
(1)求點(diǎn)A,B,D的坐標(biāo);
(2)設(shè)拋物線的對(duì)稱軸DE交線段BC于點(diǎn)E,P為第四象限內(nèi)拋物線上一點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P作x軸的垂線,交線段BC于點(diǎn)F.若四邊形DEFP為平行四邊形,求點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)設(shè)點(diǎn)M是線段BC上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過(guò)點(diǎn)M作,交AC于點(diǎn)N.點(diǎn)Q從點(diǎn)B出發(fā),以每秒1個(gè)單位長(zhǎng)度的速度沿線段BA向點(diǎn)A運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t()秒,直接寫出當(dāng)t為何值時(shí),為等腰直角三角形.
【答案】(1)點(diǎn)A為(,0);點(diǎn)B為(4,0);點(diǎn)D為(1,);(2)點(diǎn)P為(3,);(3)當(dāng)為等腰直角三角形時(shí),t的值為:或或.
【分析】(1)直接令,即可求出點(diǎn)A、B的坐標(biāo),把一般式化為頂點(diǎn)式,即可求出點(diǎn)D的坐標(biāo);
(2)由題意,先求出直線BC的解析式,然后得到,結(jié)合當(dāng)DE∥PF,時(shí),四邊形DEFP為平行四邊形,然后設(shè)點(diǎn)P為(m,),則點(diǎn)F為(m,),求出PF的長(zhǎng)度,即可求出點(diǎn)P的坐標(biāo);
(3)先求出直線AC的解析式,設(shè)點(diǎn)M為(,),則點(diǎn)N的坐標(biāo)為(,);然后結(jié)合為等腰直角三角形,可分為三種情況進(jìn)行分析:①當(dāng),時(shí);②當(dāng),時(shí);③當(dāng),時(shí);分別求出每種情況的答案即可.
【詳解】解:(1)∵拋物線與x軸相交于點(diǎn)A,B,
∴令,則,
解得:,,
∴點(diǎn)A為(,0),點(diǎn)B為(4,0);
∵,
∴頂點(diǎn)D的坐標(biāo)為(1,);
(2)根據(jù)題意,如圖:
則拋物線的對(duì)稱軸為,點(diǎn)D為(1,);
∵,
∴令,則,
∴點(diǎn)C為(0,);
設(shè)直線BC的解析式為,則
,解得,
∴直線BC的解析式為;
當(dāng)時(shí),,
∴點(diǎn)E的坐標(biāo)為(1,),
∴;
∵DE∥PF,
當(dāng)時(shí),四邊形DEFP為平行四邊形,
設(shè)點(diǎn)P為(m,),則點(diǎn)F為(m,),
∴,
解得:或(不符合題意,舍去),
∴,
∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為(3,);
(3)根據(jù)題意,
∵點(diǎn)A為(,0),點(diǎn)C為(0,);
∴直線AC的解析式為:;
∵點(diǎn)M在直線BC上,點(diǎn)N在直線AC上,且MN∥AB,
設(shè)點(diǎn)M為(,),
∴點(diǎn)N的縱坐標(biāo)為,即,
∴點(diǎn)N的橫坐標(biāo)為,
∴點(diǎn)N的坐標(biāo)為(,);
點(diǎn)Q從點(diǎn)B出發(fā),以每秒1個(gè)單位長(zhǎng)度的速度沿線段BA向點(diǎn)A運(yùn)動(dòng),AB=6,
∵是等腰直角三角形,
①當(dāng),時(shí),如圖:
此時(shí),,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴;
②當(dāng),時(shí),如圖:
此時(shí),,
∴,
∴,
∴點(diǎn)N的橫坐標(biāo)為,
∴,
∴,
∴;
③當(dāng),時(shí),如圖:過(guò)點(diǎn)Q作QP⊥MN,垂足為P;
∵點(diǎn)M為(,),點(diǎn)N的坐標(biāo)為(,);
∴點(diǎn)Q在MN的垂直平分線上,則,
∴點(diǎn)Q的橫坐標(biāo)為:,
∵,,
∴,
∴,
∴點(diǎn)Q的橫坐標(biāo)為:,
∴,
∴,
∴;
綜合上述,當(dāng)為等腰直角三角形時(shí),t的值為:或或.
【點(diǎn)睛】本題考查了二次函數(shù)的綜合問(wèn)題,二次函數(shù)的性質(zhì),等腰直角三角形的判定和性質(zhì),求一次函數(shù)的解析式,平行四邊形的判定和性質(zhì),線段的動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題,解題的關(guān)鍵是熟練掌握所學(xué)的知識(shí),正確作出輔助線,運(yùn)用數(shù)形結(jié)合的思想,以及分類討論的思想進(jìn)行解題,本題難度較大.
這是一份中考數(shù)學(xué)二輪培優(yōu)訓(xùn)練第19講 平行四邊形中的分類討論(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19講平行四邊形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19講平行四邊形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76頁(yè), 歡迎下載使用。
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