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文檔簡介
決勝2021中考數(shù)學(xué)壓軸題全揭秘精品專題15 動點綜合問題【考點1】動點之全等三角形問題【例1】1.如圖,CA⊥BC,垂足為C,AC=2Cm,BC=6cm,射線BM⊥BQ,垂足為B,動點P從C點出發(fā)以1cm/s的速度沿射線CQ運動,點N為射線BM上一動點,滿足PN=AB,隨著P點運動而運動,當(dāng)點P運動_______秒時,△BCA與點P、N、B為頂點的三角形全等.(2個全等三角形不重合)【答案】0;4;8;12【分析】此題要分兩種情況:①當(dāng)P在線段BC上時,②當(dāng)P在BQ上,再分別分兩種情況AC=BP或AC=BN進(jìn)行計算即可.【詳解】解:①當(dāng)P在線段BC上,AC=BP時,△ACB≌△PBN,∵AC=2,∴BP=2,∴CP=6?2=4,∴點P的運動時間為4÷1=4(秒);②當(dāng)P在線段BC上,AC=BN時,△ACB≌△NBP,這時BC=PN=6,CP=0,因此時間為0秒;③當(dāng)P在BQ上,AC=BP時,△ACB≌△PBN,∵AC=2,∴BP=2,∴CP=2+6=8,∴點P的運動時間為8÷1=8(秒);④當(dāng)P在BQ上,AC=NB時,△ACB≌△NBP,∵BC=6,∴BP=6,∴CP=6+6=12,點P的運動時間為12÷1=12(秒),故答案為0或4或8或12.【點睛】本題考查三角形全等的判定方法,判定兩個三角形全等時必須有邊的參與,若有兩邊一角對應(yīng)相等時,角必須是兩邊的夾角.【變式1-1】已知正方形ABCD的對角線AC與BD交于點O,點E、F分別是線段OB、OC上的動點(1)如果動點E、F滿足BE=OF(如圖),且AE⊥BF時,問點E在什么位置?并證明你的結(jié)論;(2)如果動點E、F滿足BE=CF(如圖),寫出所有以點E或F為頂點的全等三角形(不得添加輔助線).【答案】(1)當(dāng)AE⊥BF時,點E在BO中點,見解析;(2)以點E或F為頂點的全等三角形有△ABE≌△BCF,△AOE≌△BOF,△ADE≌△BAF.【分析】(1)根據(jù)正方形性質(zhì)及已知條件得出△BEM∽△AEO,△BEM∽△BOF,再根據(jù)三角形相似的性質(zhì)即可得出答案;(2)根據(jù)正方形性質(zhì)及BE=CF即可得出全等的三角形.【詳解】解:(1)當(dāng)時,點在中點.證明如下:延長交于點,如圖所示:,,,,,,,,,,,,故當(dāng)時,點在中點;(2)四邊形是正方形,,,,,,,,,,,在△ABE和△BCF中,,同理可得,;以點或為頂點的全等三角形有,,;【點睛】本題主要考查了全等三角形的性質(zhì)、正方形的性質(zhì),相似三角形的判定及性質(zhì),比較綜合,難度較大,熟練掌握正方形的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.【變式1-2】如圖①,將長方形紙片沿對角線剪成兩個全等的直角三角形ABC、EDF,其中AB=8cm,BC=6cm,AC=10cm.現(xiàn)將△ABC和△EDF按如圖②的方式擺放(點A與點D、點B與點E分別重合).動點P從點A出發(fā),沿AC以2cm/s的速度向點C勻速移動;同時,動點Q從點E出發(fā),沿射線ED以acm/s(0<a<3)的速度勻速移動,連接PQ、CQ、FQ,設(shè)移動時間為ts(0≤t≤5).(1)當(dāng)t=2時,S△AQF=3S△BQC,則a=;(2)當(dāng)以P、C、Q為頂點的三角形與△BQC全等時,求a的值;(3)如圖③,在動點P、Q出發(fā)的同時,△ABC也以3cm/s的速度沿射線ED勻速移動,當(dāng)以A、P、Q為頂點的三角形與△EFQ全等時,求a與t的值.【答案】(1)1;(2);(3)a=2時,t=2;或a=2.3時,t=5.【分析】(1)由題意得∠BAF=∠ABC=90°,BQ=at=2a,AF=BC,由三角形面積得AQ=3BQ,則AB=4BQ=8,得BQ=2=2a,則a=1;(2)由題意得點P與B為對應(yīng)頂點,PQ=BQ=at,PC=BC=6,∠CPQ=∠ABC=90°,則AP=AC﹣PC=4,PQ⊥AC,得t=2,則PQ=BQ=2a,再由三角形面積關(guān)系即可得出答案;(3)分兩種情況:①AP與EQ為對應(yīng)邊,AQ與EF為對應(yīng)邊,則AP=EQ,AQ=EF=10,求出a=2,BQ=BE﹣EQ=t,則AQ=AB+BQ=8+t=10,解得t=2;②AP與EF為對應(yīng)邊,AQ與EQ為對應(yīng)邊,則AP=EF=10,AQ=EQ,求出t=5,則AQ=EQ=5a,得BQ=15﹣5a,或BQ=5a﹣15,再分別求出a的值即可.【詳解】解:(1)由題意得:∠BAF=∠ABC=90°,BQ=at=2a,AF=BC,∵S△AQF=3S△BQC,S△AQF=AF×AQ,S△BQC=BC×BQ,∴AQ=3BQ,∴AB=4BQ=8,∴BQ=2=2a,∴a=1;故答案為:1;(2)∵以P、C、Q為頂點的三角形與△BQC全等,CQ是公共邊,∴點P與B為對應(yīng)頂點,PQ=BQ=at,PC=BC=6,∠CPQ=∠ABC=90°,∴AP=AC﹣PC=10﹣6=4,PQ⊥AC,∵AP=2t=4,∴t=2,∴PQ=BQ=2a,∵△ABC的面積=△ACQ的面積+△BCQ的面積,∴×8×6=×10×2a+×2a×6,解得:a=;(3)由題意得:∠A=∠E,∴∠A與∠E為對應(yīng)角,分兩種情況:①AP與EQ為對應(yīng)邊,AQ與EF為對應(yīng)邊,則AP=EQ,AQ=EF=10,∵EQ=at,∴at=2t,∴a=2,∴EQ=2t,∵BE=3t,∴BQ=BE﹣EQ=t,∴AQ=AB+BQ=8+t=10,解得:t=2;②AP與EF為對應(yīng)邊,AQ與EQ為對應(yīng)邊,則AP=EF=10,AQ=EQ,∴2t=10,∴t=5,∴AQ=EQ=5a,∵BE=3t=15,∴BQ=15﹣5a,或BQ=5a﹣15,當(dāng)BQ=15﹣5a時,AQ=15﹣5a+8=23﹣5a,或AQ=8﹣(15﹣5a)=5a﹣7,∴5a=23﹣5a,或5a=5a﹣7(無意義),解得:a=2.3;當(dāng)BQ=5a﹣15時,AQ=5a﹣15+8=5a﹣7,或AQ=8﹣(5a﹣15)=7﹣5a,∴5a=5a﹣7(無意義),或5a=7﹣5a,解得:a=0.7,不合題意,舍去;綜上所述,a=2時,t=2;或a=2.3時,t=5.【點睛】本題主要考查全等三角形的綜合問題及動點問題,關(guān)鍵是根據(jù)題意找到動點之間的聯(lián)系,然后結(jié)合全等三角形的性質(zhì)進(jìn)行求解問題即可,注意分類討論思想的運用.【考點2】動點之直角三角形問題【例2】如圖,在四邊形紙片中,,,,,,點是邊上的動點,點是折線上的動點,將紙片沿直線折疊,使點的對應(yīng)點落在邊上,連接,若是直角三角形,則的長為________.【答案】1或【分析】如圖(見解析),先利用解直角三角形、勾股定理、矩形的判定與性質(zhì)求出AB的長,再分和兩種情況,分別求出的長,然后根據(jù)折疊的性質(zhì)、線段的和差即可得.【詳解】如圖,過點C作于點M,過點D作于點N,,,四邊形CDNM是矩形,,在中,,,,在中,,,,由折疊的性質(zhì)得:,點在邊上,,即,由題意,分以下兩種情況:(1)當(dāng)時,是直角三角形,在中,,,;(2)當(dāng)時,是直角三角形,在中,,,;綜上,AE的長為1或,故答案為:1或.【點睛】本題考查了解直角三角形、勾股定理、矩形的判定與性質(zhì)、折疊的性質(zhì)等知識點,依據(jù)題意,正確分兩種情況討論是解題關(guān)鍵.【變式2-1】(2019·遼寧中考模擬)如圖,已知二次函數(shù)y=ax2+bx+4的圖象與x軸交于點A(4,0)和點D(﹣1,0),與y軸交于點C,過點C作BC平行于x軸交拋物線于點B,連接AC(1)求這個二次函數(shù)的表達(dá)式;(2)點M從點O出發(fā)以每秒2個單位長度的速度向點A運動;點N從點B同時出發(fā),以每秒1個單位長度的速度向點C運動,其中一個動點到達(dá)終點時,另一個動點也隨之停動,過點N作NQ垂直于BC交AC于點Q,連結(jié)MQ.①求△AQM的面積S與運動時間t之間的函數(shù)關(guān)系式,寫出自變量的取值范圍;當(dāng)t為何值時,S有最大值,并求出S的最大值;②是否存在點M,使得△AQM為直角三角形?若存在,求出點M的坐標(biāo);若不存在,說明理由.【答案】(1)y=﹣x2+3x+4;(2)①S=-t2+t+2;0≤t≤2;t=時,S最大值=;②存在,點M的坐標(biāo)分別為(1,0)和(2,0).【解析】【分析】(1)由待定系數(shù)法將AD兩點代入即可求解.(2)①分別用t表示出AM、PQ,由三角形面積公式直接寫出含有t的二次函數(shù)關(guān)系式,由二次函數(shù)的最大值可得答案;②分類討論直角三角形的直角頂點,然后解出t,求得M坐標(biāo).【詳解】(1)∵二次函數(shù)的圖象經(jīng)過A(4,0)和點D(﹣1,0),∴,解得,所以,二次函數(shù)的解析式為y=﹣x2+3x+4.(2)①延長NQ交x軸于點P,∵BC平行于x軸,C(0,4)∴B(3,4),NP⊥OA.根據(jù)題意,經(jīng)過t秒時,NB=t,OM=2t,則CN=3﹣t,AM=4﹣2t.∵∠BCA=∠MAQ=45°,∴QN=CN=3﹣t,∴PQ=NP﹣NQ=4﹣(1﹣t)=1+t,∴S△AMQ=AM×PQ=(4-2t)(1+t)=﹣t2+t+2.∴S=-t2+t+2=-(t-)2+.∵a=﹣1<0,且0≤t≤2,∴S有最大值.當(dāng)t=時,S最大值=.②存在點M,使得△AQM為直角三角形.設(shè)經(jīng)過t秒時,NB=t,OM=2t,則CN=3﹣t,AM=4﹣2t,∴∵∠BCA=∠MAQ=45°.Ⅰ.若∠AQM=90°,則PQ是等腰Rt△MQA底邊MA上的高.∴PQ是底邊MA的中線,∴PQ=AP=MA,∴1+t=(4﹣2t),解得,t=,∴M的坐標(biāo)為(1,0).Ⅱ.若∠QMA=90°,此時QM與QP重合.∴QM=QP=MA,∴1+t=4﹣2t,∴t=1,∴點M的坐標(biāo)為(2,0).所以,使得△AQM為直角三角形的點M的坐標(biāo)分別為(1,0)和(2,0).【點睛】此題考查了待定系數(shù)法求解析式,還考查了三角形的面積,要注意利用點的坐標(biāo)的意義表示線段的長度,從而求出線段之間的關(guān)系還要注意求最大值可以借助于二次函數(shù).【變式2-2】如圖,在矩形中,,為中點,連接.動點從點出發(fā)沿邊向點運動,動點從點出發(fā)沿邊向點運動,兩個動點同時出發(fā),速度都是每秒1個單位長度,連接,設(shè)運動時間為(秒).則_____時,為直角三角形【答案】或【分析】△CMN是直角三角形時,有三種情況,一是∠CMN=90°,二是∠MNC=90°,三是∠MCN=90°,然后進(jìn)行分類討論求出t的值.【詳解】解:過點N作OA的垂線,交OA于點F,交CH于點E,如圖1,∵B點是CH的中點,∴BH=CH=OA=6,∵AH=OC=8,∴由勾股定理可求:AB=10,∵AN=t,∴BN=10-t,∵NE∥AH,∴△BEN∽△BHA,∴,∴,∴EN=∴FN=8-EN=,當(dāng)∠CMN=90°,由勾股定理可求:AF=,∵OM=t,∴AM=12-t,∴MF=AM-AF=12-t-=12-,∵∠OCM+∠CMO=90°,∠CMO+∠FMN=90°,∴∠OCM=∠FMN,∵∠O=∠NFM=90°,∴△COM∽△MFN,∴,∴,∴t=,當(dāng)∠MNC=90°,F(xiàn)N=∴EN=∵M(jìn)F=12-∴CE=OF=OM+MF=12-∵∠MNF+∠CNE=90°,∠ECN+∠CNE=90°,∴∠MNF=∠ECN,∵∠CEN=∠NFM=90°,∴△CEN∽△NFM,∴,∴,
∴,
∵0<t<5,∴;當(dāng)∠NCM=90°,
由題意知:此情況不存在,
綜上所述,△CMN為直角三角形時,t=或.【點睛】本題主要考查了相似三角形的判定與性質(zhì)、勾股定理等知識,有一定的綜合性.【考點3】動點之等腰三角形問題【例3】如圖,是⊙的直徑,是弦,,.若點是直徑上一動點,當(dāng)是等腰三角形時,__________.【答案】、或【解析】解:①為頂點即時,,,.②為頂點即時,中:,,,,∴.③為頂點即時,與重合,∴.綜上為,或.故答案為:,或.點睛:解答本題的關(guān)鍵分三種情況討論:①BC=BP;②CP=CB,③CP=BP.【變式3-1】如圖①,已知正方形邊長為2,點是邊上的一個動點,點關(guān)于直線的對稱點是點,連結(jié)、、、.設(shè)AP=x.(1)當(dāng)時,求長;(2)如圖②,若的延長線交邊于,并且,求證:為等腰三角形;(3)若點是射線上的一個動點,則當(dāng)為等腰三角形時,求的值.【答案】(1)BP=;(2)證明見解析;(3)△CDQ為等腰三角形時x的值為4-2、、2+4.【解析】【分析】(1)利用勾股定理求出BP的長即可;(2)根據(jù)對稱性質(zhì)及正方形的性質(zhì)可得AB=BQ=BC,∠A=∠BQP=∠BCE=90°,可得∠BQE=90°,由第一視角相等性質(zhì)可得∠BCQ=∠BQC,根據(jù)同角或等角的余角相等的性質(zhì)可得∠EQC=∠ECQ,可得EC=EQ,可得結(jié)論;(3)若△CDQ為等腰三角形,則邊CD邊為該等腰三角形的一腰或者底邊.又Q點為A點關(guān)于PB的對稱點,則AB=QB,以點B為圓心,以AB的長為半徑畫弧,則Q點只能在弧AB上.若CD為腰,以點C為圓心,以CD的長為半徑畫弧,兩弧交點即為使得△CDQ為等腰三角形(CD為腰)的Q點.若CD為底邊,則作CD的垂直平分線,其與弧AC的交點即為使得△CDQ為等腰三角形(CD為底)的Q點.則如圖所示共有三個Q點,那么也共有3個P點.作輔助線,利用直角三角形性質(zhì)求之即可.【詳解】(1)∵AP=x=1,AB=2,∴BP==,(2)∵四邊形ABCD是正方形,∴AB=BC,∠A=∠BCD=90°.∵Q點為A點關(guān)于BP的對稱點,∴AB=QB,∠A=∠PQB=90°,∴QB=BC,∠BQE=∠BCE=90°,∴∠BQC=∠BCQ,∴∠EQC+∠BQC=∠ECQ+∠BCQ=90°,∴∠EQC=∠ECQ,∴EQ=EC,即△CEQ為等腰三角形.(3)如圖,以點B為圓心,以AB的長為半徑畫弧,以點C為圓心,以CD的長為半徑畫弧,兩弧分別交于Q1,Q3.此時△CDQ1,△CDQ3都為以CD為腰的等腰三角形.作CD的垂直平分線交弧AC于點Q2,此時△CDQ2以CD為底的等腰三角形.①討論Q1,如圖,連接BQ1、CQ1,作PQ1⊥BQ1交AD于P,過點Q1,作EF⊥AD于E,交BC于F,∵△BCQ1為等邊三角形,正方形ABCD邊長為2,∴FC=1,Q1F==,Q1E=2-,在四邊形ABPQ1中,∵∠ABQ1=30°,∴∠APQ1=150°,∴∠EPQ1=30°,△PEQ1為含30°的直角三角形,∴PE=EQ1=2-3,∵EF是BC的垂直平分線,∴AE=AD=1,∴x=AP=AE-PE=1-(2-3)=4-2.②討論Q2,如圖,連接BQ2,AQ2,過點Q2作PG⊥BQ2,交AD于P,交CD于G,連接BP,過點Q2作EF⊥CD于E,交AB于F,∵EF垂直平分CD,∴EF垂直平分AB,∴AQ2=BQ2.∵AB=BQ2,∴△ABQ2為等邊三角形.∴AF=AE=1,F(xiàn)Q2==,在四邊形ABQ2P中,∵∠BAD=∠BQ2P=90°,∠ABQ2=60°,∴∠APQ2=120°,∴∠EQ2G=∠DPG=180°-120°=60°,∴EQ2=EF-FQ2=2-,EG=EQ2=2-3,∴DG=DE+GE=1+2-3=2-2,∴DG=PD,即PD=2-,∴x=AP=2-PD=.③對Q3,如圖作輔助線,連接BQ1,CQ1,BQ3,CQ3,過點Q3作PQ3⊥BQ3,交AD的延長線于P,連接BP,過點Q1,作EF⊥AD于E,此時Q3在EF上,記Q3與F重合.∵△BCQ1為等邊三角形,△BCQ3為等邊三角形,BC=2,∴Q1Q2=2,Q1E=2-,∴EF=2+,在四邊形ABQ3P中∵∠ABF=∠ABC+∠CBQ3=150°,∴∠EPF=30°,∴EP=EF=2+3,∵AE=1,∴x=AP=AE+PE=1+2+3=2+4.綜上所述:△CDQ為等腰三角形時x的值為4-2、、2+4.【點睛】本題考查四邊形的綜合、正方形的性質(zhì)、含30°角的直角三角形的性質(zhì),第三問是一個難度非常高的題目,可以利用尺規(guī)作圖的思想將滿足要求的點Q找全.另外求解各個P點也是勾股定理的綜合應(yīng)用熟練掌握并靈活運所學(xué)知識是解題關(guān)鍵.【變式3-2】(2019·河南中考模擬)如圖,拋物線y=ax2+bx+3交y軸于點A,交x軸于點B(-3,0)和點C(1,0),頂點為點M.(1)求拋物線的解析式;(2)如圖,點E為x軸上一動點,若△AME的周長最小,請求出點E的坐標(biāo);(3)點F為直線AB上一個動點,點P為拋物線上一個動點,若△BFP為等腰直角三角形,請直接寫出點P的坐標(biāo).【答案】(1);(2)E(-,0);(3)點P的坐標(biāo)為(2,-5)或(1,0).【解析】【分析】(1)設(shè)拋物線的解析式為:y=a(x+3)(x-1),然后將點A的坐標(biāo)代入函數(shù)解析式即可求得此拋物線的解析式;(2)作A關(guān)于x軸的對稱點A′(0,-3),連接MA′交x軸于E,此時△AME的周長最小,求出直線MA'解析式即可求得E的坐標(biāo);(3)如圖2,先求直線AB的解析式為:y=x+3,根據(jù)解析式表示點F的坐標(biāo)為(m,m+3),分三種情況進(jìn)行討論:①當(dāng)∠PBF=90°時,由F1P⊥x軸,得P(m,-m-3),把點P的坐標(biāo)代入拋物線的解析式可得結(jié)論;②當(dāng)∠BF3P=90°時,如圖3,點P與C重合,③當(dāng)∠BPF4=90°時,如圖3,點P與C重合,從而得結(jié)論.【詳解】(1)當(dāng)x=0時,y=3,即A(0,3),設(shè)拋物線的解析式為:y=a(x+3)(x-1),把A(0,3)代入得:3=-3a,a=-1,∴y=-(x+3)(x-1)=-x2-2x+3,即拋物線的解析式為:y=-x2-2x+3;(2)y=-x2-2x+3=-(x+1)2+4,∴M(-1,4),如圖1,作點A(0,3)關(guān)于x軸的對稱點A'(0,-3),連接A'M交x軸于點E,則點E就是使得△AME的周長最小的點,設(shè)直線A′M的解析式為:y=kx+b,把A'(0,-3)和M(-1,4)代入得:,解得:∴直線A'M的解析式為:y=-7x-3,當(dāng)y=0時,-7x-3=0,x=-,∴點E(-,0),(3)如圖2,易得直線AB的解析式為:y=x+3,設(shè)點F的坐標(biāo)為(m,m+3),①當(dāng)∠PBF=90°時,過點B作BP⊥AB,交拋物線于點P,此時以BP為直角邊的等腰直角三角形有兩個,即△BPF1和△BPF2,∵OA=OB=3,∴△AOB和△A'OB是等腰直角三角形,∴∠F1BC=∠BF1P=45°,∴F1P⊥x軸,∴P(m,-m-3),把點P的坐標(biāo)代入拋物線的解析式y(tǒng)=-x2-2x+3中得:-m-3=-m2-2m+3,解得:m1=2,m2=-3(舍),∴P(2,-5);②當(dāng)∠BF3P=90°時,如圖3,∵∠F3BP=45°,且∠F3BO=45°,∴點P與C重合,故P(1,0),③當(dāng)∠BPF4=90°時,如圖3,∵∠F4BP=45°,且∠F4BO=45°,∴點P與C重合,故P(1,0),綜上所述,點P的坐標(biāo)為(2,-5)或(1,0).【點睛】此題考查了待定系數(shù)法求函數(shù)的解析式,周長最短問題,等腰直角三角形的性質(zhì)和判定等知識.此題綜合性很強,解題的關(guān)鍵是注意數(shù)形結(jié)合和分類討論思想的應(yīng)用.【變式3-3】(2019·廣西中考真題)已知拋物線和直線都經(jīng)過點,點為坐標(biāo)原點,點為拋物線上的動點,直線與軸、軸分別交于兩點.(1)求的值;(2)當(dāng)是以為底邊的等腰三角形時,求點的坐標(biāo);(3)滿足(2)的條件時,求的值.【答案】(1);;(2)點的坐標(biāo)為或;(3)的值為或.【解析】【分析】(1)根據(jù)點的坐標(biāo),利用待定系數(shù)法可求出的值;(2)由(1)可得出拋物線及直線的解析式,繼而可求出點的坐標(biāo),設(shè)點的坐標(biāo)為,結(jié)合點的坐標(biāo)可得出的值,再利用等腰三角形的性質(zhì)可得出關(guān)于的方程,解之即可得出結(jié)論;(3)過點作軸,垂足為點,由點的坐標(biāo)可得出的長,再利用正弦的定義即可求出的值.【詳解】(1)將代入,得:,∴;將代入,得:,∴;(2)由(1)得:拋物線的解析式為,直線的解析式為,當(dāng)時,,解得:,∴點的坐標(biāo)為,,設(shè)點的坐標(biāo)為,則,,∵是以為底邊的等腰三角形,∴,即,整理,得:,解得:,∴點的坐標(biāo)為或;(3)過點作軸,垂足為點,如圖所示,當(dāng)點的坐標(biāo)為時,,,∴;當(dāng)點的坐標(biāo)為時,,,∴,∴滿足(2)的條件時,的值的值為或.【點睛】本題考查了待定系數(shù)法求一次函數(shù)解析式、待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式、一次函數(shù)圖象上點的坐標(biāo)特征、等腰三角形的性質(zhì)、勾股定理以及解直角三角形,解題的關(guān)鍵是:(1)根據(jù)點的坐標(biāo),利用待定系數(shù)法求出的值;(2)利用勾股定理及等腰三角形的性質(zhì),找出關(guān)于的方程;(3)通過解直角三角形,求出的值.【考點4】動點之相似三角形問題【例4】如圖,AD∥BC,∠ABC=90°,AB=8,AD=3,BC=4,點P為AB邊上一動點,若△PAD與△PBC是相似三角形,求AP的長.【答案】AP=或AP=2或AP=6【分析】由AD//BC,∠B=90°,可證∠PAD=∠PBC=90°,又由AB=8,AD=3,BC=4,設(shè)AP的長為x,則BP長為8-x,然后分別從APD∽△BPC與△APD∽△BCP去分析,利用相似三角形的對應(yīng)邊成比例求解即可求得答案.【詳解】解:∵AB⊥BC,∴∠B=90°,∵AD∥BC,∴∠A=180°﹣∠B=90°,∴∠PAD=∠PBC=90°,AB=8,AD=3,BC=4,設(shè)AP的長為x,則BP長為8﹣x,若AB邊上存在P點,使△PAD與△PBC相似,那么分兩種情況:若△APD∽△BPC,則AP:BP=AD:BC,即x:(8﹣x)=3:4,解得x=,若△APD∽△BCP,則AP:BC=AD:BP,即x:4=3:(8﹣x),解得x=2或x=6,所以AP=或AP=2或AP=6.【變式4-1】已知:如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,△ABC是直角三角形,∠ACB=90°,點A,C的坐標(biāo)分別為A(﹣3,0),C(1,0),BC=AC(1)求過點A,B的直線的函數(shù)表達(dá)式;(2)在x軸上找一點D,連接DB,使得△ADB與△ABC相似(不包括全等),并求點D的坐標(biāo);(3)在(2)的條件下,如P,Q分別是AB和AD上的動點,連接PQ,設(shè)AP=DQ=m,問是否存在這樣的m,使得△APQ與△ADB相似?如存在,請求出m的值;如不存在,請說明理由.【答案】(1)y=x+;(2)D點位置見解析,D(,0);(3)符合要求的m的值為或.【解析】【分析】(1)先根據(jù)A(?3,1),C(1,0),求出AC進(jìn)而得出BC=3求出B點坐標(biāo),利用待定系數(shù)法求出直線AB的解析式即可;(2)運用相似三角形的性質(zhì)就可求出點D的坐標(biāo);(3)由于△APQ與△ADB已有一組公共角相等,只需分△APQ∽△ABD和△APQ∽△ADB兩種情況討論,然后運用相似三角形的性質(zhì)建立關(guān)于m的方程,就可解決問題.【詳解】解:(1)∵A(﹣3,0),C(1,0),∴AC=4,∵BC=AC,∴BC=×4=3,∴B(1,3),設(shè)直線AB的解析式為y=kx+b,∴,∴,∴直線AB的解析式為y=x+;(2)若△ADB與△ABC相似,過點B作BD⊥AB交x軸于D,∴∠ABD=∠ACB=90°,如圖1,此時=,即AB2=AC?AD.∵∠ACB=90°,AC=4,BC=3,∴AB=5,∴25=4AD,∴AD=,∴OD=AD﹣AO=﹣3=,∴點D的坐標(biāo)為(,0);(3)∵AP=DQ=m,∴AQ=AD﹣QD=﹣m.Ⅰ、若△APQ∽△ABD,如圖2,則有=,∴AP?AD=AB?AQ,∴m=5(﹣m),解得m=;Ⅱ、若△APQ∽△ADB,如圖3,則有=,∴AP?AB=AD?AQ,∴5m=(﹣m),解得:m=,綜上所述:符合要求的m的值為或.【點睛】此題是相似形綜合題,主要考查了是待定系數(shù)法,相似三角形的判定與性質(zhì)、勾股定理等知識,也考查了分類討論的數(shù)學(xué)思想,屬于中檔題,解本題的關(guān)鍵是根據(jù)相似建立方程求解.【變式4-2】如圖,正方形ABCD,點P為射線DC上的一個動點,點Q為AB的中點,連接PQ,DQ,過點P作PE⊥DQ于點E.(1)請找出圖中一對相似三角形,并證明;(2)若AB=4,以點P,E,Q為頂點的三角形與△ADQ相似,試求出DP的長.【答案】(1)△DPE∽△QDA,證明見解析;(2)DP=2或5【分析】(1)由∠ADC=∠DEP=∠A=90可證明△ADQ∽△EPD;(2)若以點P,E,Q為頂點的三角形與△ADQ相似,有兩種情況,當(dāng)△ADQ∽△EPQ時,設(shè)EQ=x,則EP=2x,則DE=2?x,由△ADQ∽△EPD可得,可求出x的值,則DP可求出;同理當(dāng)△ADQ∽△EQP時,設(shè)EQ=2a,則EP=a,可得,可求出a的值,則DP可求.【詳解】(1)△ADQ∽△EPD,證明如下:∵PE⊥DQ,∴∠DEP=∠A=90,∵∠ADC=90,∴∠ADQ+∠EDP=90,∠EDP+∠DPE=90,∴∠ADQ=∠DPE,∴△ADQ∽△EPD;(2)∵AB=4,點Q為AB的中點,∴AQ=BQ=2,∴DQ=,∵∠PEQ=∠A=90,∴若以點P,E,Q為頂點的三角形與△ADQ相似,有兩種情況,①當(dāng)△ADQ∽△EPQ時,,設(shè)EQ=x,則EP=2x,則DE=2?x,由(1)知△ADQ∽△EPD,∴,∴,∴x=∴DP==5;②當(dāng)△ADQ∽△EQP時,設(shè)EQ=2a,則EP=a,同理可得,∴a=,DP=.綜合以上可得DP長為2或5,使得以點P,E,Q為頂點的三角形與△ADQ相似.【點睛】本題考查了相似三角形的判定與性質(zhì),勾股定理,正方形的性質(zhì),熟練掌握相似三角形的判定與性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.【考點5】動點之平行四邊形問題(含特殊四邊形)【例5】如圖,拋物線與軸交于兩點,與軸交于點.(1)求拋物線的解析式;(2)點是拋物線上的動點,且滿足,求出點的坐標(biāo);(3)連接,點是軸一動點,點是拋物線上一動點,若以、、、為頂點的四邊形是平行四邊形時,請直接寫出點的坐標(biāo).備用圖【答案】(1);(2),,,;(3),,【分析】(1)由待定系數(shù)法求出解析式即可;(2)先求出點C坐標(biāo),可得OA=OC=3,由面積關(guān)系列出方程即可求解;(3)分兩種情況討論,利用平行四邊形的性質(zhì)可求解;【詳解】解:(1)∵拋物線經(jīng)過點A(-3,0),點B(1,0),∴,解得:,∴拋物線的解析式為:,∵拋物線的解析式為:,與y軸交于點C,∴點C坐標(biāo)為(0,3),即OA=OC=3;(2)過點P作PM⊥AO于點M,PN⊥CO于點N,設(shè)P(,),∵,∴,∵AO=3,CO=3,∴PM=2PN,即,當(dāng)點P在第一、三象限時,,解得,,;∴,,當(dāng)點P在第二、四象限時,,解得,;∴,;(3)若BC為邊,且四邊形BCFE是平行四邊形,∴CF∥BE,∴點C與點F縱坐標(biāo)相等,∴,解得,(舍去),∴點F(-2,3),若BC為邊,且四邊形BCFE是平行四邊形,∴BE與CF互相平分,∵BE中點縱坐標(biāo)為0,且點C縱坐標(biāo)為3,∴點F的縱坐標(biāo)為-3,∴,解得,∴,,∴或,若BC為對角線,則四邊形BECF是平行四邊形,∴BC與EF互相平分,∴BC中點縱坐標(biāo)為,且點E的縱坐標(biāo)為0,∴點F的縱坐標(biāo)為3,∴點F(-2,3),綜上所述,點F坐標(biāo)為:,,;【點睛】本題主要考查了二次函數(shù)的應(yīng)用,平行四邊形的性質(zhì),掌握待定系數(shù)法,平行四邊形的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.【變式5-1】(2019·江西中考真題)在圖1,2,3中,已知?ABCD,∠ABC=120°,點E為線段BC上的動點,連接AE,以AE為邊向上作菱形AEFG,且(1)如圖1,當(dāng)點E與點B重合時,∠CEF=________°;(2)如圖2,連接AF.①填空:∠FAD_________∠EAB(填“>”,“<”,“=”);②求證:點F在∠ABC的平分線上;(3)如圖3,連接EG,DG,并延長DG交BA的延長線于點H,當(dāng)四邊形AEGH是平行四邊形時,求BCAB【答案】(1)60°;(2)①=,②見解析;(3)4【解析】【分析】(1)根據(jù)菱形的性質(zhì)計算;(2)①證明∠DAB=∠FAE=60°,根據(jù)角的運算解答;②作FM⊥BC于M,F(xiàn)N⊥BA交BA的延長線于N,證明ΔAFN?ΔEFM,根據(jù)全等三角形的性質(zhì)得到FN=FM,根據(jù)角平分線的判定定理證明結(jié)論;(3)根據(jù)直角三角形的性質(zhì)得到GH=2AH,證明四邊形ABEH為菱形,根據(jù)菱形的性質(zhì)計算,得到答案.【詳解】解:(1)∵四邊形AEFG是菱形,∴∠AEF=180°-∠EAG=60°,∴∠CEF=∠AEC-∠AEF=60°,故答案為:60°;(2)①∵四邊形ABCD是平行四邊形,∴∠DAB=180°-∠ABC=60°,∵四邊形AEFG是菱形,∠EAG=120°,∴∠FAE=60°,∴∠FAD=∠EAB,故答案為:=;②作FM⊥BC于M,F(xiàn)N⊥BA交BA的延長線于N,則∠FNB=∠FMB=90°,∴∠NFM=60°,又∠AFE=60°,∴∠AFN=∠EFM,∵EF=EA,∠FAE=60°,∴ΔAEF為等邊三角形,∴FA=FE,在ΔAFN和ΔEFM中,∠AFN=∠EFM∠FNA=∠FME∴ΔAFN?ΔEFM(AAS),∴FN=FM,又FM⊥BC,F(xiàn)N⊥BA,∴點F在∠ABC的平分線上;(3)∵四邊形AEFG是菱形,∠EAG=120°,∴∠AGF=60°,∴∠FGE=∠AGE=30°,∵四邊形AEGH為平行四邊形,∴GE//AH,∴∠GAH=∠AGE=30°,∠H=∠FGE=30°,∴∠GAH=90°,又∠AGE=30°,∴GH=2AH,∵∠DAB=60°,∠H=30°,∴∠ADH=30°,∴AD=AH=GE,∵四邊形ABEH為平行四邊形,∴BC=AD,∴BC=GE,∵四邊形ABEH為平行四邊形,∠HAE=∠EAB=30°,∴平行四邊形ABEH為菱形,∴AB=AH=HE,∴GE=3AB,∴BC【點睛】本題考查了菱形的性質(zhì)、平行四邊形的性質(zhì)、全等三角形的判定和性質(zhì).掌握全等三角形的判定定理和性質(zhì)定理、菱形的性質(zhì)、直角三角形的性質(zhì)是解題的關(guān)鍵.【變式5-2】(2019·湖南中考真題)如圖,二次函數(shù)的圖象過原點,與x軸的另一個交點為(1)求該二次函數(shù)的解析式;(2)在x軸上方作x軸的平行線,交二次函數(shù)圖象于A、B兩點,過A、B兩點分別作x軸的垂線,垂足分別為點D、點C.當(dāng)矩形ABCD為正方形時,求m的值;(3)在(2)的條件下,動點P從點A出發(fā)沿射線AB以每秒1個單位長度勻速運動,同時動點Q以相同的速度從點A出發(fā)沿線段AD勻速運動,到達(dá)點D時立即原速返回,當(dāng)動點Q返回到點A時,P、Q兩點同時停止運動,設(shè)運動時間為t秒().過點P向x軸作垂線,交拋物線于點E,交直線AC于點F,問:以A、E、F、Q四點為頂點構(gòu)成的四邊形能否是平行四邊形.若能,請求出t的值;若不能,請說明理由.【答案】(1);(2)當(dāng)矩形ABCD為正方形時,m的值為4;(3)以A、E、F、Q四點為頂點構(gòu)成的四邊形能為平行四邊形,t的值為4或6.【解析】【分析】(1)根據(jù)點的坐標(biāo),利用待定系數(shù)法即可求出二次函數(shù)的解析式;(2)利用二次函數(shù)圖象上點的坐標(biāo)特征求出點A,B的坐標(biāo),進(jìn)而可得出點C,D的坐標(biāo),再利用正方形的性質(zhì)可得出關(guān)于m的方程,解之即可得出結(jié)論;(3)由(2)可得出點A,B,C,D的坐標(biāo),根據(jù)點A,C的坐標(biāo),利用待定系數(shù)法可求出直線AC的解析式,利用二次函數(shù)圖象上點的坐標(biāo)特征及一次函數(shù)圖象上點的坐標(biāo)特征可求出點E,F(xiàn)的坐標(biāo),由且以A、E、F、Q四點為頂點的四邊形為平行四邊形可得出,分,,三種情況找出AQ,EF的長,由可得出關(guān)于t的一元二次方程,解之取其合適的值即可得出結(jié)論.【詳解】(1)將,代入,得:,解得,∴該二次函數(shù)的解析式為.(2)當(dāng)時,,解得:,,∴點a的坐標(biāo)為(,m),點b的坐標(biāo)為(,m),∴點d的坐標(biāo)為(,0),點c的坐標(biāo)為(,0).∵矩形abcd為正方形,∴,解得:,(舍去),.∴當(dāng)矩形ABCD為正方形時,m的值為4.(3)以A、E、F、Q四點為頂點構(gòu)成的四邊形能為平行四邊形.由(2)可知:點A的坐標(biāo)為,點B的坐標(biāo)為,點C的坐標(biāo)為,點D的坐標(biāo)為.設(shè)直線AC的解析式為,將,代入,得,解得,∴直線ac的解析式為.當(dāng)時,,∴點E的坐標(biāo)為(,),點F的坐標(biāo)為(,-t+4).∵以A、E、F、Q四點為頂點構(gòu)成的四邊形為平行四邊形,且,∴,分三種情況考慮:①當(dāng)時,如圖1所示,,EF=,∴,解得:(舍去),;②當(dāng)時,如圖2所示,,EF=,∴,解得:(舍去),;,,EF=,,解得(舍去),(舍去)綜上所述,當(dāng)以A、E、F、Q四點為頂點構(gòu)成的四邊形為平行四邊形時,t的值為4或6【點睛】本題考查了待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式、二次函數(shù)圖象上點的坐標(biāo)特征、正方形的性質(zhì)、待定系數(shù)法求一次函數(shù)解析式、一次函數(shù)圖象上點的坐標(biāo)特征以及平行四邊形的性質(zhì),解題的關(guān)鍵是:(1)根據(jù)點的坐標(biāo),利用待定系數(shù)法求出二次函數(shù)解析式;(2)利用正方形的性質(zhì),找出關(guān)于m的方程;(3)分,,三種情況,利用平行四邊形的性質(zhì)找出關(guān)于t的一元二次方程.【變式5-3】.如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,的頂點是坐標(biāo)原點,點坐標(biāo)為,、兩點關(guān)于直線對稱,反比例函數(shù)圖象經(jīng)過點,點是直線上一動點.(1)點的坐標(biāo)為______;(2)若點是反比例函數(shù)圖象上一點,是否存在這樣的點,使得以、、、四點為頂點的四邊形是平行四邊形?若存在,求出點坐標(biāo);若不存在,請說明理由;(3)若點是線段上一點(不與、重合),當(dāng)四邊形為菱形時,過點分別作直線和直線的垂線,垂足分別為、,當(dāng)?shù)闹底钚r,求出點坐標(biāo).【答案】(1)(3,1);(2),,;(3)(2,2).【解析】【分析】(1)根據(jù)點(a,b)關(guān)于y=x對稱的點的坐標(biāo)為(b,a)直接寫出答案即可;(2)首先求得反比例函數(shù)的解析式,然后設(shè)P(m,m),分若PC為平行四邊形的邊和若PC為平行四邊形的對角線兩種情況分類討論即可確定點C的坐標(biāo);(3)連接AQ,設(shè)AB與PO的交點為D,利用四邊形AOBP是菱形,得到S△AOP=S△AOQ+S△APQ,從而得到PO?AD=AO?QE+AP?QF,確定QE+QF=為定值,從而求解.【詳解】解:(1)B點的坐標(biāo)為(3,1);(2)∵反比例函數(shù)圖象經(jīng)過點A(1,3),∴k=1×3=3,∴反比例函數(shù)的解析式為,點P在直線y=x上,∴設(shè)P(m,m)①PC為平行四邊形的邊,∵點A的橫坐標(biāo)比點B的橫坐標(biāo)小2,點A的縱坐標(biāo)比點B的縱坐標(biāo)大2,∴點C在點P的下方,則點C的坐標(biāo)為(m+2,m-2)如圖1,若點C在點P的上方,則點C的坐標(biāo)為(m-2,m+2)如圖2,把C(m+2,m-2)代入反比例函數(shù)的解析式得:,∵m>0,∴,∴同理可得另一點,②若PC為平行四邊形的對角線,如圖3,∵A、B關(guān)于y=x對稱,∴OP⊥AB此時點C在直線y=x上,且為直線y=x與雙曲線的交點,由解得:,(舍去),∴,綜上所述,滿足條件的點C有三個,坐標(biāo)分別為:,,;(3)連接AQ,設(shè)AB與PO的交點為D,如圖4,∵四邊形AOBP是菱形,∴AO=AP∵S△AOP=S△AOQ+S△APQ,∴PO?AD=AO?QE+AP?QF∴QE+QF=為定值,∴要使QE+QF+QB的值最小,只需QB的值最小,當(dāng)QB⊥PO時,QB最小,所以D點即為所求的點,∵A(1,3),B(3,1)∴D(2,2),∴當(dāng)QE+QF+QB的值最小時,Q點坐標(biāo)為(2,2).【點睛】本題是對反比例函數(shù)的綜合知識的考查,熟練掌握反比例,四邊形知識及分類討論的數(shù)學(xué)思想是解決本題的關(guān)鍵,難度較大.【考點6】動點之線段面積問題【例6】如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,平行四邊形如圖放置,將此平行四邊形繞點O順時針旋轉(zhuǎn)90°得到平行四邊形.拋物線經(jīng)過點A、C、A′三點.(1)求A、A′、C三點的坐標(biāo);(2)求平行四邊形和平行四邊形重疊部分的面積;(3)點M是第一象限內(nèi)拋物線上的一動點,問點M在何處時,的面積最大?最大面積是多少?并寫出此時M的坐標(biāo).【答案】(1)A(0,3)A′(3,0)C(-1,0);(2)320;(3)當(dāng)時,取到最大值為;M()【解析】試題分析:(1)當(dāng)y=0時,求出x的值,得到點A′和點C的坐標(biāo),當(dāng)x=0,求出y的值,得到點A的坐標(biāo);根據(jù)點A、C的坐標(biāo)得出點B的坐標(biāo),從而求出OB的長度和△AOB的面積,根據(jù)旋轉(zhuǎn)得到∠ACO=∠OC′D,根據(jù)∠ACO=∠ABO得到∠ABO=∠OC′D,從而說明△C′OD∽△BOA,根據(jù)相似三角形得出△C′OD的面積;設(shè)點M的坐標(biāo)為(),連接OM,得到△AMA′的面積與m的函關(guān)系式,從而得出最大值和點M的坐標(biāo).試題解析:(1)解:(1)當(dāng)時,解得∴C(-1,0),A′(3,0).當(dāng)x=0時,y=3.∴A(0,3)(2)∵C(-1,0),A(0,3),∴B(1,3)∴∴△AOB的面積為S=又∵平行四邊形ABOC旋轉(zhuǎn)得平行四邊形A′B′OC′,∴∠ACO=∠OC′D又∵∠ACO=∠ABO,∴∠ABO=∠OC′D.又∵∠C′OD=∠AOB,∴△C′OD∽△BOA∴∴(3)設(shè)M點的坐標(biāo)為(),連接OM=當(dāng)時,取到最大值為∴M()考點:二次函數(shù)的應(yīng)用、三角形相似、旋轉(zhuǎn)圖形的性質(zhì)、平行四邊形的性質(zhì).【變式6-1】(1)發(fā)現(xiàn):如圖1,點為線段外一動點,且,,當(dāng)點位于時,線段的長取得最大值,最大值為(用含的式子表示);(2)應(yīng)用:如圖2,點為線段外一動點,,,以為邊作等邊,連接,求線段的最大值;(3)拓展:如圖3,線段,點為線段外一動點,且,,,求線段長的最大值及此時的面積.【答案】(1)CB的延長線上,a+b;(2)6;(3)最大值為3+,△PBM的面積為【分析】(1)根據(jù)點A位于CB的延長線上時,線段AC的長取得最大值,即可得到結(jié)論;
(2)根據(jù)等邊三角形的性質(zhì)得到AD=AB,AC=AE,∠BAD=∠CAE=60°,推出△CAD≌△EAB,根據(jù)全等三角形的性質(zhì)得到CD=BE,利用(1)中的結(jié)論即可得到結(jié)果;
(3)將△APM繞著點P順時針旋轉(zhuǎn)90°得到△AP'N,連接BN,得到△APP'是等腰直角三角形,根據(jù)全等三角形的性質(zhì)得到P'A=PA=2,AN=AM,根據(jù)當(dāng)N在線段BA的延長線時,線段BN取得最大值,即可得到最大值為+3,過點P作PQ⊥AB的延長線于點Q,利用勾股定理求出PB的長,根據(jù)△PBM為等腰直角三角形,可求出面積.【詳解】解:(1)∵點A為線段BC外一動點,且BC=a,AB=b,
∴當(dāng)點A位于CB的延長線上時,線段AC的長取得最大值,且最大值為BC+AB=a+b,
故答案為:CB的延長線上,a+b;
(2)如圖2中,以AC為邊向上作等邊△ACE,連接BE.∵△ABD與△ACE是等邊三角形,
∴AD=AB,AC=AE,∠BAD=∠CAE=60°,
∴∠BAD+∠BAC=∠CAE+∠BAC,
即∠CAD=∠EAB,
在△CAD與△EAB中,,∴△CAD≌△EAB(SAS),
∴CD=BE;
∴線段BE長的最大值=線段CD的最大值,
∴由(1)知,當(dāng)線段BE的長取得最大值時,點E在BA的延長線上,
∴最大值為=4+2=6.
∴線段CD的最大值為6;(3)解:如圖3中,將△APM繞著點A順時針旋轉(zhuǎn)90°得到△AP'N,連接BN,PP′.∴△APM≌△AP'N,
∴AN=AM,AP=AP'=2,
∴線段AM長的最大值=線段AN長的最大值,
∴當(dāng)N在線段AB的延長線時,線段AN取得最大值,最大值=AB+BN,
∴∠PAP'=90°,
∴△APP'是等腰三角形,
∴PP'=,∵△BPM是等腰直角三角形,
∴∠BPM=∠MAN=90°,PM=PB=P'N,
∴∠AMP=∠ABP=∠N,
∴PB∥P'N,
∴四邊形PBNP'是平行四邊形,
∴BN=PP',
∴AN的最大值為:AB+BN=AB+PP'=3+,∴AM的最大值為3+,過點P作PQ⊥AB的延長線于點Q,∵∠PAP′=90°,∠P′AB=∠PP′A=45°,∴∠PAQ=45°,∴△PAQ為等腰直角三角形,∵AP=2,由勾股定理可得:∴AQ=PQ=,在△PBQ中,PQ2+BQ2=PB2,即,∴PB2=,∵△PBM為等腰直角三角形,此時△PBM的面積=×=.【點睛】本題屬于三角形綜合題,考查等腰直角三角形的性質(zhì)、旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)、平行四邊形的性質(zhì)和判定等知識,正確的作出輔助線構(gòu)造全等三角形是解題的關(guān)鍵,學(xué)會用轉(zhuǎn)化的思想思考問題,掌握旋轉(zhuǎn)法添加輔助線.【變式6-2】如圖,矩形中,,點是對角線上一動點(不與重合),連接,過點作,交射線于點,以線段為鄰邊作矩形,過點作。分別交于點。(1)求證:的值;(2)求的值;(3)求矩形的面積的最小值。【答案】(1)見解析;(2);(3).【解析】【分析】(1)根據(jù)矩形的性質(zhì)和同角的余角相等證明,,從而求證三角形相似;(2)設(shè),由相似三角形對應(yīng)邊成比例列出比例式,,從而求解;(3)當(dāng)時,矩形面積最小,從而求解.【詳解】(1)∵過點作且矩形中,AB∥DC又∵過點作∴∴,∴;(2)設(shè),則,∵矩形中,AB∥DC∴△APG∽△CPH即∴,即∴∵∴;(3)如圖∵,∴當(dāng)時,矩形面積最小,此時,此時點與點重合,,所以最小面積為【點睛】本題考查相似三角形綜合題、矩形的性質(zhì)、相似三角形的判定和性質(zhì)、勾股定理,解題的關(guān)鍵是學(xué)會利用相似三角形的判定和性質(zhì)列出相應(yīng)的比例式從而解決問題.【變式6-2】已知:在四邊形中,,,,.()求四邊形的面積.()點是線段上的動點,連接、,求周長的最小值及此時的長.()點是線段上的動點,、為邊上的點,,連接、,分別交、于點、,記和重疊部分的面積為,求的最值.【答案】().().3.().【解析】試題分析:(1)如圖1,過A作AE⊥BC于E,DF⊥BC于F,得到四邊形AEFD是矩形,由矩形的想知道的EF=AD=6,BE=CF=3,根據(jù)勾股定理得到,于是得到結(jié)論;
(2)如圖2,作點B關(guān)于直線AD的對稱點G,連接CG交AD于P,則BC+PB+PC=BC+PG+PC即為△BCP周長的最小值,根據(jù)勾股定理得到,于是得到△BCP周長的最小值為:4+12;根據(jù)三角形中位線的性質(zhì)得到PH=BC=6,由勾股定理得到,于是得到結(jié)論.(3)過點作的垂線分別交、于、點,過點作的垂線分別交、于、點,過點作的垂線分別交、于、點,如圖所示,設(shè),則.因為,所以∽,得;同理可得∽,∽,得:,,所以,進(jìn)而求得答案.試題解析:()如圖1,過作于,于.則四邊形是矩形.∴,.∴.∴.()如圖2,作點關(guān)于直線的對稱點,連接交于,則.即為的最小周長.由()知.在中,.∴的.∵,,∴.∵,∴.()過點作的垂線分別交、于、點,過點作的垂線分別交、于、點,過點作的垂線分別交、于、點,如圖3所示,設(shè),則.因為,所以∽,所以,又,所以;同理可得∽,∽,所以,,求得:,,其中,所以,即.因此當(dāng)時,有最大值;當(dāng)或時,有最小值了.一、單選題1.如圖,拋物線與軸交于點,點,點是拋物線上的動點,若是以為底的等腰三角形,則的值為()A.或 B.或C.或 D.或【答案】B【分析】當(dāng)△PCD是以CD為底的等腰三角形時,則P點在線段CD的垂直平分線上,由C、D坐標(biāo)可求得線段CD中點的坐標(biāo),從而可以知道P點的縱坐標(biāo),代入拋物線解析式可求得P點坐標(biāo).【詳解】解:作中垂線交拋物線于,(在左側(cè)),交軸于點;連接P1D,P2D.易得.∴,.將代入中得,.∴,.∴,.故選B.2.如圖,在菱形中,是線段上一動點(點不與點重合),當(dāng)是等腰三角形時,的度數(shù)是()A. B. C.或 D.或【答案】C【分析】在菱形ABCD中,,根據(jù)菱形的性質(zhì)得到∠ABD=∠ABC=40°,再分三種情況討論,當(dāng)AE=BE時,當(dāng)AB=BE時,當(dāng)時,從而根據(jù)等腰三角形的性質(zhì)即可得到結(jié)論.【詳解】解:∵在菱形ABCD中,,,,,∵△ABE是等腰三角形,∴AE=BE,或AB=BE,或,當(dāng)AE=BE時,∴∠ABE=∠BAE=40°,∴;當(dāng)AB=BE時,∴∠BAE=∠AEB=,∴∠DAE=,當(dāng)時,與重合,不合題意舍去,綜上所述,當(dāng)△ABE是等腰三角形時,∠DAE=30°或60°,故選:C.【點睛】本題考查了菱形的性質(zhì),等腰三角形的性質(zhì),掌握分類討論是解題的關(guān)鍵.3.已知等腰中,,,底角為,動點從點向點運動,當(dāng)是直角三角形是長為()A.4 B.2或3 C.3或4 D.3【答案】C【分析】先畫出符合的兩種情況,圖1中,根據(jù)等腰三角形的性質(zhì)求出BP即可;圖2中先求出BP=2PA,再根據(jù)勾股定理求出即可.【詳解】當(dāng)∠APB=90時,如圖1,∵AB=AC,BC=6,∴BP=CP=BC=3;∵∠B=30,∴AB=2AP,由勾股定理得:(2AP)2=AP2+32,解得:AP=,AB=2AP=2,當(dāng)∠BAP=90,如圖2,∵∠B=30,∴BP=2AP,在Rt△ABP中,由勾股定理得:AB2+AP2=BP2,(2)2+AP2=(2AP)2,解得:AP=2,BP=2AP=4;所以BP=3或4,故選:C.【點睛】本題考查了含30角的直角三角形的性質(zhì)、勾股定理、等腰三角形的性質(zhì)等知識點,能熟練地運用含30角的直角三角形的性質(zhì)進(jìn)行推理是解此題的關(guān)鍵.4.如圖,一次函數(shù)與反比例函數(shù)的圖象交于和兩點,點是線段上一動點(不與,重合),過點分別作軸和軸的垂線,交反比例函數(shù)圖象于,則四邊形面積PMON最大值是()A.12.5 B.12.25 C.14 D.12【答案】A【解析】【分析】設(shè)反比例函數(shù)解析式為y=,一次函數(shù)解析式為y=ax+b,根據(jù)點的坐標(biāo)利用待定系數(shù)法求出反比例與一次函數(shù)的解析式,再利用分割圖形求面積法找出S四邊形PMON關(guān)于m的函數(shù)關(guān)系式,利用配方法解決最值問題.【詳解】解:設(shè)反比例函數(shù)解析式為y=,一次函數(shù)解析式為y=ax+b,
將點A(1,12)代入y=中,得k=12,
∴反比例函數(shù)解析式為y=,
將點A(1,12)、B(6,2)代入y=ax+b中,得,解得∴一次函數(shù)解析式為y=-2x+14.
設(shè)點P的坐標(biāo)為(m,14-2m),
則S四邊形PMON=S矩形OCPD-S△OCM-S△ODN=S矩形OCPD-|k|=m(14-2m)-12=-2m2+14m-12=-2(m-)2+12.5.∴四邊形PMON面積的最大值是12.5.
故選A.【點睛】本題考查待定系數(shù)法求函數(shù)解析式以及反比例函數(shù)與一次函數(shù)交點的問題,解題的關(guān)鍵是找出S四邊形PMON關(guān)于m的函數(shù)關(guān)系式.本題難度不大,利用分割圖形求面積法是解題關(guān)鍵.5.如圖,在Rt△中,90°,,,為邊上的一動點,以,為邊構(gòu)造平行四邊形,則對角線的最小值為()A.4 B.6 C.8 D.10【答案】B【分析】根據(jù)平行四邊形的性質(zhì)可得,當(dāng)PQ⊥AC時,對角線的值最小,且的最小值為BC的長度,問題得解.【詳解】解:如圖所示,作平行四邊形,則QB∥AC,∴當(dāng)PQ⊥AC時,對角線的值最小,∵BC⊥AC,,∴的最小值為6,故選:B.【點睛】本題主要考查了平行四邊形的性質(zhì),準(zhǔn)確作出圖形是解題的關(guān)鍵.6.如圖,中,,,,動點從點出發(fā)沿射線以2的速度運動,設(shè)運動時間為,當(dāng)為等腰三角形時,的值為()A.或 B.或12或4 C.或或12 D.或12或4【答案】C【分析】根據(jù)勾股定理求出BC,當(dāng)△ABP為等腰三角形時,分三種情況:①當(dāng)AB=BP時;②當(dāng)AB=AP時;③當(dāng)BP=AP時,分別求出BP的長度,繼而可求得t值.【詳解】因為中,,,,所以(cm)①當(dāng)AB=BP時,t=(s);②當(dāng)AB=AP時,因為AC⊥BC,所以BP=2BC=24cm,所以t=(s);③當(dāng)BP=AP時,AP=BP=2tcm,CP=(12-2t)cm,AC=5cm,在Rt△ACP中,AP2=AC2+CP2,所以(2t)2=52+(12-2t)2,解得:t=綜_上所述:當(dāng)△ABP為等腰三角形時,或或12故選:C【點睛】考核知識點:等腰三角形,勾股定理.根據(jù)題畫出圖形,再利用勾股定理解決問題是關(guān)鍵.7.如圖,點的坐標(biāo)為,點為軸的負(fù)半軸上的一個動點,分別以,為直角邊在第三、第四象限作等腰直角三角形、等腰直角三角形,連接交軸于點,當(dāng)點在軸上移動時,則的長度為()A.2 B.4 C.6 D.8【答案】B【分析】作EN⊥y軸于N,求出∠NBE=∠BAO,證△ABO≌△BEN,求出∠OBF=∠FBP=∠BNE=90°,證△BFP≌△NEP,推出BP=NP,即可得出答案.【詳解】解:如圖,作EN⊥y軸于N,∵∠ENB=∠BOA=∠ABE=90°,∴∠OBA+∠NBE=90°,∠OBA+∠OAB=90°,∴∠NBE=∠BAO,在△ABO和△BEN中,,∴△ABO≌△BEN(AAS),∴OB=NE=BF,∵∠OBF=∠FBP=∠BNE=90°,在△BFP和△NEP中,,∴△BFP≌△NEP(AAS),∴BP=NP,又∵點A的坐標(biāo)為(8,0),∴OA=BN=8,∴BP=NP=4.故選B.【點睛】本題考查了全等三角形的性質(zhì)和判定,坐標(biāo)與圖形性質(zhì)等知識點的應(yīng)用,主要考查學(xué)生綜合運用性質(zhì)進(jìn)行推理和計算的能力,有一定的難度,注意:全等三角形的判定定理有SAS,ASA,AAS,SSS,全等三角形的對應(yīng)角相等,對應(yīng)邊相等.8.如圖,已知兩點的坐標(biāo)分別為,點分別是直線和x軸上的動點,,點是線段的中點,連接交軸于點;當(dāng)⊿面積取得最小值時,的值是()A. B. C. D.【答案】B【解析】【分析】如圖,設(shè)直線x=-5交x軸于K.由題意KD=CF=5,推出點D的運動軌跡是以K為圓心,5為半徑的圓,推出當(dāng)直線AD與⊙K相切時,△ABE的面積最小,作EH⊥AB于H.求出EH,AH即可解決問題.【詳解】如圖,設(shè)直線x=-5交x軸于K.由題意KD=CF=5,∴點D的運動軌跡是以K為圓心,5為半徑的圓,∴當(dāng)直線AD與⊙K相切時,△ABE的面積最小,∵AD是切線,點D是切點,∴AD⊥KD,∵AK=13,DK=5,∴AD=12,∵tan∠EAO=,∴,∴OE=,∴AE=,作EH⊥AB于H.∵S△ABE=?AB?EH=S△AOB-S△AOE,∴EH=,∴,∴,故選B.【點睛】本題考查解直角三角形,坐標(biāo)與圖形的性質(zhì),直線與圓的位置關(guān)系,三角形的面積等知識,解題的關(guān)鍵是靈活運用所學(xué)知識解決問題.9.已知:如圖,在長方形ABCD中,AB=4,AD=6.延長BC到點E,使CE=2,連接DE,動點P從點B出發(fā),以每秒2個單位的速度沿BC-CD-DA向終點A運動,設(shè)點P的運動時間為秒,當(dāng)?shù)闹禐開____秒時,△ABP和△DCE全等.A.1 B.1或3 C.1或7 D.3或7【答案】C【分析】分兩種情況進(jìn)行討論,根據(jù)題意得出BP=2t=2和AP=16-2t=2即可求得.【詳解】解:因為AB=CD,若∠ABP=∠DCE=90°,BP=CE=2,根據(jù)SAS證得△ABP≌△DCE,
由題意得:BP=2t=2,
所以t=1,
因為AB=CD,若∠BAP=∠DCE=90°,AP=CE=2,根據(jù)SAS證得△BAP≌△DCE,
由題意得:AP=16-2t=2,
解得t=7.
所以,當(dāng)t的值為1或7秒時.△ABP和△DCE全等.
故選C.【點睛】本題考查全等三角形的判定,判定方法有:ASA,SAS,AAS,SSS,HL.10.如圖,在直角梯形中,,點為邊上一動點,若與是相似三角形,則滿足條件的點的個數(shù)是()A.1個 B.2個 C.3個 D.4個【答案】C【分析】由于,故要使與相似,分兩種情況討論:①,②,這兩種情況都可以根據(jù)相似三角形對應(yīng)邊的比相等求出的長,即可得到點的個數(shù).【詳解】解:如圖示:,.,.設(shè)的長為,則長為.若邊上存在點,使與相似,那么分兩種情況:①若,則,即,解得:②若,則,即,解得:或6.滿足條件的點的個數(shù)是3個,故選:C.【點睛】本題主要考查了相似三角形的判定及性質(zhì),熟悉相關(guān)性質(zhì),并進(jìn)行分類討論是解題的關(guān)鍵.11.如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,A(0,4),B(2,0),點C在第一象限,若以A、B、C為頂點的三角形與△AOB相似(不包括全等),則點C的個數(shù)是()A.1B.2C.3D.4【答案】D【解析】試題解析:如圖①,∠OAB=∠,∠AOB=∠時,△AOB∽△.如圖②,AO∥BC,BA⊥,則∠=∠OAB,故△AOB∽△;如圖③,∥OB,∠ABC3=,則∠ABO=∠CAB,故△AOB∽△;如圖④,∠AOB=∠=,∠ABO=∠,則△AOB∽△.故選D.12.如圖,坐標(biāo)平面內(nèi)一點A(2,-1),O為原點,P是x軸上的一個動點,如果以點P、O、A為頂點的三角形是等腰三角形,那么符合條件的動點P的個數(shù)為()A.2 B.3 C.4 D.5【答案】C【解析】以O(shè)點為圓心,OA為半徑作圓與x軸有兩交點,這兩點顯然符合題意.以A點為圓心,OA為半徑作圓與x軸交與兩點(O點除外).以O(shè)A中點為圓心OA長一半為半徑作圓與x軸有一交點.共4個點符合,二、填空題13.如圖,已知以點A(0,1)、C(1,0)為頂點的△ABC中,∠BAC=60°,∠ACB=90°,在坐標(biāo)系內(nèi)有一動點P(不與A重合),以P、B、C為頂點的三角形和△ABC全等,則P點坐標(biāo)為____________.【答案】(2,-1)、、【詳解】解:由勾股定理得:AC=,∵∠BAC=60°,∠ACB=90°,∴AB=,BC=,分為三種情況:①如圖1,延長AC到P,使AC=CP,連接BP,過P作PM⊥x軸于M,此時PM=OA=1,CM=OC=1,OM=1+1=2,即P的坐標(biāo)是(2,﹣1);②如圖2,過B作BP⊥BC,且BP=AC=,此時PC=AB=.過P作PM⊥x軸于M,此時∠PCM=15°,在x軸上取一點N,使∠PNM=30°,即CN=PN,設(shè)PM=x,則CN=PN=2x,MN=x,在Rt△CPM中,由勾股定理得:()2=(2x+x)2+x2,x=,即PM=,MC=2x+x=,OM=1+=,即P的坐標(biāo)是(,);③如圖3,過B作BP⊥BC,且BP=AC=,過P作PM⊥x軸于M,此時∠PCM=30°+45°=75°,∠CPM=15°,和③解法類似求出CM=,PM=2x+x=,OM=1+=,即P的坐標(biāo)是(,).故答案為(2,﹣1)或(,)或(,).【點睛】本題考查了全等三角形的性質(zhì)和判定,勾股定理,含30度角的直角三角形等知識點的應(yīng)用,注意要進(jìn)行分類討論,題目比較好,但是有一定的難度.14.如圖,在中,,,,動點以的速度,從點運動到點,動點同時以的速度,從點運動到點,當(dāng)為直角三角形時,點運動的時間為__________.【答案】或2【分析】根據(jù)勾股定理求出AB,分∠AMN=90°、∠ANM=90°兩種情況,根據(jù)相似三角形的性質(zhì)列出比例式,計算即可.【詳解】解:在Rt△ABC中,∠C=90°,
則AB===5cm,
設(shè)點M的運動時間為t秒,
由題意得,CM=t,AN=,則AM=4?t,
當(dāng)∠AMN=90°時,∠AMN=∠ACB,∠A=∠A,
∴△AMN∽△ACB,
∴,即,
解得:t=2,
當(dāng)∠ANM=90°時,∠ANM=∠ACB,∠A=∠A,
∴△ANM∽△ACB,
∴,即,
解得:t=,
綜上所述:當(dāng)△AMN為直角三角形時,點M的運動秒數(shù)為2或,
故答案為:或2.【點睛】本題考查的是相似三角形的判定和性質(zhì)、勾股定理,掌握相似三角形的判定定理和性質(zhì)定理是解題的關(guān)鍵.15.如圖,點C為直線l上的一個動點,于D點,于E點,,,當(dāng)長為________________為直角三角形.【答案】3或2或.【分析】作BF⊥AD于F,根據(jù)矩形的性質(zhì)得到BF=DE=4,DF=BE=1,根據(jù)勾股定理用CD表示出AC、BC,根據(jù)勾股定理的逆定理列式計算,得到答案.【詳解】解:作BF⊥AD于F,則四邊形DEBF為矩形,∴BF=DE=4,DF=BE=1,∴AF=AD-DF=3,由勾股定理得,當(dāng)△ABC為直角三角形時,即解得,CD=3,如圖2,作BH⊥AD于H,仿照上述作法,當(dāng)∠ACB=90°時,由勾股定理得,由得:解得:同理可得:當(dāng)∠ABC=90°時,綜上:的長為:3或2或.故答案為:3或2或.【點睛】本題考查的是勾股定理及其逆定理,如果直角三角形的兩條直角邊長分別是a,b,斜邊長為c,那么16.如圖,正方形的面積為16,為的中點,為對角線上的一個動點,連接、,則線段的最小值是______.【答案】【分析】連接CF,當(dāng)點E,F(xiàn),C在同一直線上時,AF+FE的最小值為CE長,根據(jù)勾股定理計算即可.【詳解】解:∵四邊形ABCD為正方形,∴A關(guān)于BD的對稱點為C,則AF=CF,∴線段的最小值為線段的最小值,∴當(dāng)點E,F(xiàn),C在同一直線上時,AF+FE的最小值為CE長,∵正方形ABCD的面積為16,∴AD=CD=4,∵E為AD中點,∴DE=2,∴在Rt△CED中,,則線段的最小值是,故答案為:.【點睛】本題考查的是軸對稱,最短路線問題,根據(jù)正方形的性質(zhì)作得出A關(guān)于BD的對稱點C是解答此題的關(guān)鍵.17.如圖,中,,,點是線段上的一個動點,連接,當(dāng)是_________度時,是等腰三角形.【答案】50或65【分析】根據(jù)等腰三角形的特點分類討論即可求解.【詳解】∵是等腰三角形,①是底角時,則=;②是頂角時,則=;故答案為:50或65.【點睛】此題主要考查等腰三角形的性質(zhì),解題的關(guān)鍵是根據(jù)題意分情況討論.18.如圖,,,垂足分別為,,,,點為邊上一動點,當(dāng)_______時,形成的與全等.【答案】2【分析】當(dāng)BP=2時,Rt△ABP≌Rt△PCD,由BC=6可得CP=4,進(jìn)而可得AB=CP,BP=CD,再結(jié)合AB⊥BC、DC⊥BC可得∠B=∠C=90°,可利用SAS判定△ABP≌△PCD.【詳解】解:當(dāng)BP=2時,Rt△ABP≌Rt△PCD,∵BC=6,BP=2,∴PC=4,∴AB=CP,∵AB⊥BC、DC⊥BC,∴∠B=∠C=90°,在△ABP和△PCD中,∴△ABP≌△PCD(SAS),故答案為:2.【點睛】本題考查了全等三角形的判定,掌握全等三角形的判定方法(即SSS、SAS、ASA、AAS和HL)是解題的關(guān)鍵.19.如圖,在中,,,面積為10,的垂直平分線分別交,于點,。若點為的中點,點為線段上一動點,則周長的最小值為______?!敬鸢浮?【分析】連接AD,由于△ABC是等腰三角形,點D是BC邊的中點,故AD⊥BC,再根據(jù)三角形的面積公式求出AD的長,再再根據(jù)EF是線段AC的垂直平分線可知,點C關(guān)于直線EF的對稱點為點A,故AD的長為CP+PD的最小值,由此即可得出結(jié)論.【詳解】連接AD,∵△ABC是等腰三角形,點D是BC邊的中點,∴AD⊥BC,∴S△ABC=BC?AD=×4×AD=10,解得AD=5,∵EF是線段AC的垂直平分線,∴點C關(guān)于直線EF的對稱點為點A,∴AD的長為CP+PD的最小值,∴△CDP的周長最短=(CP+PD)+CD=AD+BC=6+×4=5+2=7.故答案為:7【點睛】本題考查的是軸對稱-最短路線問題,熟知等腰三角形三線合一的性質(zhì)是解答此題的關(guān)鍵.20.如圖,在中,,,,點為內(nèi)一動點.過點作于點,交于點.若為等腰三角形,且,則的長為__________.【答案】1或【分析】分以下三種情況:①若BP=CP,過點P作PF⊥BC于點F,有DP=CF=BC;②若BP=BC,過點P作PF⊥BC于點F,則在Rt△BPF中先求出BF的長,從而根據(jù)DP=CF可得出DP的長;③若BC=CP,由勾股定理以及相似三角形的判定與性質(zhì)分別求出DP,DE的長,此時DP>DE,此種情況不存在.綜上可得出結(jié)果.【詳解】解:∵∠ACB=90°,PD⊥AC,∴DE∥BC.∴,又BC=5,∴CD=3.分以下三種情況:①若BP=CP,如圖1,過點P作PF⊥BC于F,則四邊形CDPF為矩形,∴DP=CF,又CP=BP,PF⊥BC,∴CF=BF=BC=,∴DP=CF=;②若BP=BC=5,如圖2,過點P作PF⊥BC于F,則四邊形CDPF為矩形,∴PF=CD=3,在Rt△BPF中,由勾股定理可得BF=4,∴CF=BC-BF=1,∴DP=1;③若BC=CP=5,如圖3,則在Rt△CDP中,根據(jù)勾股定理得,DP=4,又DE∥BC,∴△ADE∽△ACB,∴,∴,∴DE=,此時DP>DE,不符合題意.綜上所述,PD的長為1或.故答案為:1或.【點睛】本題考查了勾股定理,等腰三角形的性質(zhì),相似三角形的判定與性質(zhì),矩形的判定與性質(zhì)以及平行線的判定等知識點,解題的關(guān)鍵是綜合運用相關(guān)性質(zhì)進(jìn)行推理并運用分類討論思想.21.如圖,矩形ABCD中,AB=4cm,BC=8cm,動點M從點D出發(fā),按折線D﹣C﹣B﹣A﹣D方向以2cm/s的速度運動,動點N從點D出發(fā),按折線D﹣A﹣B﹣C﹣D方向以1cm/s的速度運動.若動點M、N同時出發(fā),相遇時停止運動,若點E在線段BC上,且BE=3cm,經(jīng)過_____秒鐘,點A、E、M、N組成平行四邊形.【答案】【解析】【分析】根據(jù)t的值討論M、N的位置,根據(jù)平行四邊形的判定定理即可求解.【詳解】如圖,在直角△ABE中,AE==5cm.設(shè)運動的時間是t秒.當(dāng)0<t<2時,M在CD上,N在DA上,若平行四邊形是AEMN,則AE∥MN且AE=MN,而AE=MN不可能成立;當(dāng)t=2時,M在C點,DN=4cm,此時,AN≠EC,則不能構(gòu)成平行四邊形;當(dāng)2<t<4.5時,M在BC上,則EM=BC+CD-BE-2t=9-2t,AN=8-t,當(dāng)9-2t=8-t時,解得:t=1(舍去),當(dāng)4.5<t<6時,M在BC上,則EM=2t-(BC+CD-BE)=2t-9,AN=8-t,當(dāng)2t-9=8-t時,解得:t=,此時四邊形AMEN是平行四邊形;當(dāng)6<t<8時,M在AB上,N在AD上,不能構(gòu)成平行四邊形;當(dāng)t=8時,Q與A重合,不能構(gòu)成平行四邊形形.綜上所述:經(jīng)過秒鐘,點A、E、M、N組成平行四邊形.故答案為:.【點睛】本題考查了平行四邊形的判定定理;熟練掌握平行四邊形的判定方法,正確對t的范圍進(jìn)行討論是解決問題的關(guān)鍵.22.如圖,點、的坐標(biāo)分別為、,的圓心坐標(biāo)為,半徑為1,若點為上的一個動點,線段與軸交于點,則面積的最小值為________.【答案】【分析】連接,由與相切時,最短,可得的面積最小,由切線的性質(zhì)可得,利用勾股定理可的長,由,可證明,根據(jù)相似三角形的性質(zhì)可求出的長,即可得的長,利用三角形面積公式求出的面積即可.【詳解】連接,∵當(dāng)與相切時,最短,∴的面積最小,∴,∵、、,∴,,∴,∵,,∴,∴,即,解得:,∴,∴的面積為:.故答案為【點睛】本題考查切線性質(zhì)、相似三角形的判定與性質(zhì)及三角形面積求法,能夠正確判斷出面積最小時與的位置關(guān)系是解題關(guān)鍵.三、解答題23.如圖,直線與軸和軸分別交于兩點,另一條直線過點和點.(1)求直線的函數(shù)表達(dá)式;(2)求證:;(3)若點是直線上的一個動點,點是軸上的一個動點,且以為頂點的三角形與全等,求點的坐標(biāo).【答案】(1);(2);(3)點的坐標(biāo)為或或或【解析】【分析】(1)在y=-x+4中,令y=0,則0=-x+4,求得A(3,0),設(shè)直線AC對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式為y=kx+b,解方程組即可得到結(jié)論;
(2)在直線ABy=-x+4中,得到k1=-,在直線ACy=x?中,得到k2=,由于k1?k2=-1,即可得到結(jié)論;
(3)根據(jù)勾股定理得到AB=5,①當(dāng)∠AQP=90°時,如圖1,由全等三角形的性質(zhì)得到AQ=OB=4,于是得到Q1(7,0),Q2(-1,0),②當(dāng)∠APQ=90°時,如圖2,根據(jù)全等三角形的性質(zhì)得到AQ=AB=5,于是得到Q3(8,0),Q4(-2,0),③當(dāng)∠PAQ=90°時,這種情況不存在.【詳解】(1)在y=-x+4中,
令y=0,則0=-x+4,
∴x=3,
∴A(3,0),
設(shè)直線AC對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式為y=kx+b,則:,解得:,∴直線AC對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式為y=x-.(2)在直線ABy=-x+4中,∵k1=-,
在直線ACy=x?中,k2=,
∴k1?k2=-1,
∴AB⊥AC;
(3)在y=-x+4中,
令x=0,則y=4,
∴OA=3,OB=4,由勾股定理得AB=5,
①當(dāng)∠AQP=90°時,如圖1,∵△AOB≌△AQP,
∴AQ=OB=4,
∴Q1(7,0),Q2(-1,0),
②當(dāng)∠APQ=90°時,如圖2,∵△AOB≌△AQP,
∴AQ=AB=5,
∴Q3(8,0),Q4(-2,0).
③當(dāng)∠PAQ=90°時,這種情況不存在,
綜上所述:點Q的坐標(biāo)為:(7,0)(8,0)(-1,0)(-2,0).【點睛】考查了一次函數(shù)綜合題,待定系數(shù)法求函數(shù)的解析式,勾股定理的應(yīng)用和全等三角形的性質(zhì)等知識,分類討論是解題關(guān)鍵,以防遺漏.24.已知,是邊長的等邊三角形,動點以的速度從點出發(fā),沿線段向點運動.請分別解決下面四種情況:()如圖,設(shè)點的運動時間為,那么__________時,是直角三角形;()如圖,若另一動點從點出發(fā),沿線段向點運動,如果動點、都以的速度同時出發(fā).設(shè)運動時間為,那么為何值時,是直角三角形?()如圖,若另一動點從點出發(fā),沿射線方向運動.連接交于.如果動點、都以的速度同時出發(fā).設(shè)運動時間為,那么為何值時,是等腰三角形?()如圖,若另一動點從點出發(fā),沿射線方向運動,連接交于,連接.如果動點、都以的速度同時出發(fā).請你猜想:在點、的運動過程中,和的面積有什么關(guān)系?并說明理由.【答案】(1)1.5;(2)當(dāng)為或時,為直角三角形;(3)當(dāng)為時,為等腰三角形;(4),理由詳見解析.【解析】試題分析:(1)由△ABC是等邊三角形可知,當(dāng)△PBC為直角三角形時,CP⊥AB,則P為
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