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2018吉林中考数学总复习动点问题
因动点产生的等腰三角形问题练习
年 班 姓名 成绩:
1.如图1,在Rt△ABC中,∠A=90°,AB=6,AC=8,点D为边BC的中点,DE⊥BC交边AC于点E,点P为射线AB上的一动点,点Q为边AC上的一动点,且∠PDQ=90°. (1)求ED、EC的长;
(2)若BP=2,求CQ的长;
(3)记线段PQ与线段DE的交点为F,若△PDF为等腰三角形,求BP的长.
图1 备用图
解:(1)在Rt△ABC中, AB=6,AC=8,所以BC=10.
ED?CD?tan?C?5?31525在Rt△CDE中,CD=5,所以
4?4EC?,4. (2)如图2,过点D作DM⊥AB,DN⊥AC,垂足分别为M、N,那么DM、DN是
△ABC的两条中位线,DM=4,DN=3.
由∠PDQ=90°,∠MDN=90°,可得∠PDM=∠QDN. 因此△PDM∽△QDN.
PM?DM434所以QNDN?3QN?PMPM?QN.所以4,3.
图2 图3 图4
①如图3,当BP=2,P在BM上时,PM=1. QN?33319此时
4PM?4CQ?CN?QN?4?.所以
4?4. ②如图4,当BP=2,P在MB的延长线上时,PM=5.
QN?3PM?15CQ?CN?QN?4?1531此时
44.所以4?4. tan?QPD?QDDN3(3)如图5,如图2,在Rt△PDQ中,
PD?DM?4. tan?C?BA3在Rt△ABC中,
CA?4.所以∠QPD=∠C. 由∠PDQ=90°,∠CDE=90°,可得∠PDF=∠CDQ.
因此△PDF∽△CDQ.
当△PDF是等腰三角形时,△CDQ也是等腰三角形.
①如图5,当CQ=CD=5时,QN=CQ-CN=5-4=1(如图3所示).
1
PM?4此时
3QN?43BP?BM?PM?3?4?5.所以33. cosC?CHCQ?5425②如图6,当QC=QD时,由
CQ??,可得258. 4?257所以QN=CN-CQ=8?8(如图2所示).
PM?47此时
3QN?6BP?BM?PM?3?725.所以6?6. ③不存在DP=DF的情况.这是因为∠DFP≥∠DQP>∠DPQ(如图5,图6所示).
图5 图6
2.如图1,抛物线y=ax2+bx+c经过A(-1,0)、B(3, 0)、C(0 ,3)三点,直线l是抛物线的对称轴. (1)求抛物线的函数关系式;
(2)设点P是直线l上的一个动点,当△PAC的周长最小时,求点P的坐标;
(3)在直线l上是否存在点M,使△MAC为等腰三角形,若存在,直接写出所有符合条件的点M的坐标;若不存在,请说明理由.
图1
解:(1)因为抛物线与x轴交于A(-1,0)、B(3, 0)两点,设y=a(x+1)(x-3), 代入点C(0 ,3),得-3a=3.解得a=-1.
所以抛物线的函数关系式是y=-(x+1)(x-3)=-x2+2x+3. (2)如图2,抛物线的对称轴是直线x=1.
当点P落在线段BC上时,PA+PC最小,△PAC的周长最小. 设抛物线的对称轴与x轴的交点为H. BH由
BO?PHCO,BO=CO,得PH=BH=2. 所以点P的坐标为(1, 2). 图2
(3)点M的坐标为(1, 1)、(1,6)、(1,?6)或(1,0).
3.如图1,点A在x轴上,OA=4,将线段OA绕点O顺时针旋转120°至OB的位置. (1)求点B的坐标;
(2)求经过A、O、B的抛物线的解析式;
(3)在此抛物线的对称轴上,是否存在点P,使得以点P、O、B为顶点的三角形是等腰三角形?
若存在,求点P的坐标;若不存在,请说明理由.
图1
解:(1)如图2,过点B作BC⊥y轴,垂足为C.
在Rt△OBC中,∠BOC=30°,OB=4,所以BC=2,OC?23. 所以点B的坐标为(?2,?23).
(2)因为抛物线与x轴交于O、A(4, 0),设抛物线的解析式为y=ax(x-4),
3代入点B(?2,?23),?23??2a?(?6).解得
a??6. 所以抛物线的解析式为y??36x(x?4)??32236x?3x.
(3)抛物线的对称轴是直线x=2,设点P的坐标为(2, y).
①当OP=OB=4时,OP2=16.所以4+y2=16.解得y??23. 当P在(2,23)时,B、O、P三点共线(如图2).
②当BP=BO=4时,BP2=16.所以42?(y?23)2?16.解得y1?y2??23. ③当PB=PO时,PB2=PO2.所以42?(y?23)2?22?y2.解得y??23. 综合①、②、③,点P的坐标为(2,?23),如图2所示.
图2 图3
4.如图1,已知一次函数y=-x+7与正比例函数y?43x 的图象交于点A,且与x轴交于点B.
(1)求点A和点B的坐标;
(2)过点A作AC⊥y轴于点C,过点B作直线l//y轴.动点P从点O出发,以每秒1个单位长的速度,沿O—C—A的路线向点A运动;同时直线l从点B出发,以相同速度向左平移,在平移过程中,直线l交x轴于点R,交线段BA或线段AO于点Q.当点P到达点A时,点P和直线l
2
都停止运动.在运动过程中,设动点P运动的时间为t秒. ①当t为何值时,以A、P、R为顶点的三角形的面积为8?
②是否存在以A、P、Q为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,求t的值;若不存在,请说明理由. 图1
??y??x?7,?y?4?x?3,解:(1)解方程组??3x,? 得?y?4. 所以点A的坐标是(3,4). 令y??x?7?0,得x?7.所以点B的坐标是(7,0).
(2)①如图2,当P在OC上运动时,0≤t<4.由S△APR?S梯形CORA?S△ACP?S△POR?8,得112(3+7?t)?4?2?4?(4?t)?12?t(7?t)?.8整理,得t2?8t?12?0.解得t=2或t=6(舍去).如图3,当P在CA上运动时,△APR的最大面积为6.
因此,当t=2时,以A、P、R为顶点的三角形的面积为8.
图2 图3 图4
②我们先讨论P在OC上运动时的情形,0≤t<4.
如图1,在△AOB中,∠B=45°,∠AOB>45°,OB=7,AB?42,所以OB>AB.因此∠OAB>∠AOB>∠B.
如图4,点P由O向C运动的过程中,OP=BR=RQ,所以PQ//x轴.
因此∠AQP=45°保持不变,∠PAQ越来越大,所以只存在∠APQ=∠AQP的情况. 此时点A在PQ的垂直平分线上,OR=2CA=6.所以BR=1,t=1. 我们再来讨论P在CA上运动时的情形,4≤t<7.
在△APQ中,
cos?A?355为定值,AP?7?t,AQ?OA?OQ?OA?3OR?53t?203. 520如图5,当AP=AQ时,解方程
7?t?3t?3,得t?418. 如图6,当QP=QA时,点Q在PA的垂直平分线上,AP=2(OR-OP).解方程7?t?2[(7?t)?(t?4)],得t?5.
1如7,当PA=PQ时,那么
cos?A?2AQ5AP.因此AQ?2AP?cos?A.解方程3t?203?2(7?t)?35,得
t?22643. 41226综上所述,t=1或8或5或43时,△APQ是等腰三角形.
图5 图6 图7
5.如图1,在矩形ABCD中,AB=m(m是大于0的常数),BC=8,E为线段BC上的动点(不与B、C重合).连结DE,作EF⊥DE,EF与射线BA交于点F,设CE=x,BF=y. (1)求y关于x的函数关系式;
(2)若m=8,求x为何值时,y的值最大,最大值是多少?
(3)若
y?12m,要使△DEF为等腰三角形,m的值应为多少? 图1
解:(1)因为∠EDC与∠FEB都是∠DEC的余角,所以∠EDC=∠FEB.又因为∠C=∠B=90°,所以
DC?EBm?8?x18△DCE∽△EBF.因此CEBFy??x2?,即xy整理,得y关于x的函数关系为mmx..
y??1x2?x??1(x?4)2?2(2)如图2,当m=8时,88.因此当x=4时,y取得最大值为2.
(3) 若
y?1212mm??1x28,那么m?mx.整理,得x2?8x?12?0.解得x=2或x=6.要使△DEF为等腰三角形,只存在ED=EF的情况.因为△DCE∽△EBF,所以CE=BF,即x=y.将x=y =2
1212代入y?m,得m=6(如图3);将x=y =6代入y?m,得m=2(如图4).
图2 图3 图4
6.如图1,在等腰梯形ABCD中,AD//BC,E是AB的中点,过点E作EF//BC交CD于点F,AB=4,BC=6,∠B=60°.
3
(1)求点E到BC的距离;
(2)点P为线段EF上的一个动点,过点P作PM⊥EF交BC于M,过M作MN//AB交折线ADC于N,连结PN,设EP=x.
①当点N在线段AD上时(如图2),△PMN的形状是否发生改变?若不变,求出△PMN的周长;若改变,请说明理由;
②当点N在线段DC上时(如图3),是否存在点P,使△PMN为等腰三角形?若存在,请求出所有满足条件的x的值;若不存在,请说明理由.
图1 图2
图3
解:(1)如图4,过点E作EG⊥BC于G.
BE?1在Rt△BEG2AB?2中,
,∠B=60°,
所以BG?BE?cos60??1,EG?BE?sin60??3.
所以点E到BC的距离为3.
(2)因为AD//EF//BC,E是AB的中点,所以F是DC的中点. 因此EF是梯形ABCD的中位线,EF=4.
①如图4,当点N在线段AD上时,△PMN的形状不是否发生改变. 过点N作NH⊥EF于H,设PH与NM交于点Q.
在矩形EGMP中,EP=GM=x,PM=EG=3. 在平行四边形BMQE中,BM=EQ=1+x. 所以BG=PQ=1.
因为PM与NH平行且相等,所以PH与NM互相平分,PH=2PQ=2. 在Rt△PNH中,NH=3,PH=2,所以PN=7. 在平行四边形ABMN中,MN=AB=4. 因此△PMN的周长为3+7+4.
图4 图 5
②当点N在线段DC上时,△CMN恒为等边三角形.
如图5,当PM=PN时,△PMC与△PNC关于直线PC对称,点P在∠DCB的平分线上. 在Rt△PCM中,PM=3,∠PCM=30°,所以MC=3. 此时M、P分别为BC、EF的中点,x=2.