全國各地中考數(shù)學解析匯編36 動態(tài)型問題
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1、2012年全國各地中考數(shù)學解析匯編36 動態(tài)型問題 18.(2012江蘇蘇州,18,3分)如圖①,在梯形ABCD中,AD∥BC,∠A=60,動點P從A點出發(fā),以1cm/s的速度沿著A→B→C→D的方向不停移動,直到點P到達點D后才停止.已知△PAD的面積S(單位:cm2)與點P移動的時間(單位:s)的函數(shù)如圖②所示,則點P從開始移動到停止移動一共用了?。?+2) 秒(結(jié)果保留根號). 分析: 根據(jù)圖②判斷出AB、BC的長度,過點B作BE⊥AD于點E,然后求出梯形ABCD的高BE,再根據(jù)t=2時△PAD的面積求出AD的長度,過點C作CF⊥AD于點F,然后求出DF的長度,利用勾股定理
2、列式求出CD的長度,然后求出AB、BC、CD的和,再根據(jù)時間=路程速度計算即可得解. 解答: 解:由圖②可知,t在2到4秒時,△PAD的面積不發(fā)生變化, ∴在AB上運動的時間是2秒,在BC上運動的時間是4﹣2=2秒, ∵動點P的運動速度是1cm/s, ∴AB=2cm,BC=2cm, 過點B作BE⊥AD于點E,過點C作CF⊥AD于點F, 則四邊形BCFE是矩形, ∴BE=CF,BC=EF=2cm, ∵∠A=60, ∴BE=ABsin60=2=, AE=ABcos60=2=1, ∴ADBE=3, 即AD=3, 解得AD=6cm, ∴DF=AD﹣AE﹣EF=6﹣1﹣2=
3、3, 在Rt△CDF中,CD===2, 所以,動點P運動的總路程為AB+BC+CD=2+2+2=4+2, ∵動點P的運動速度是1cm/s, ∴點P從開始移動到停止移動一共用了(4+2)1=4+2(秒). 故答案為:(4+2). 點評: 本題考查了動點問題的函數(shù)圖象,根據(jù)圖②的三角形的面積的變化情況判斷出AB、BC的長度是解題的關(guān)鍵,根據(jù)梯形的問題中,經(jīng)常作過梯形的上底邊的兩個頂點的高線作出輔助線也很關(guān)鍵. 23.(2012貴州省畢節(jié)市,23,12分)如圖①,有一張矩形紙片,將它沿對角線AC剪開,得到△ACD和△A′BC′. (1)如圖②,將△ACD沿A′C′邊
4、向上平移,使點A與點C′重合,連接A′D和BC,四邊形A′BCD是 形; (2)如圖③,將△ACD的頂點A與A′點重合,然后繞點A沿逆時針方向旋轉(zhuǎn),使點D、A、B在同一直線上,則旋轉(zhuǎn)角為 度;連接CC′,四邊形CDBC′是 形; (3)如圖④,將AC邊與A′C′邊重合,并使頂點B和D在AC邊的同一側(cè),設(shè)AB、CD相交于E,連接BD,四邊形ADBC是什么特殊四邊形?請說明你的理由。 第23題圖 解析:(1)利用平行四邊形的判定,對角線互相平分的四邊形是平行四邊形得出即可;(2)利用
5、旋轉(zhuǎn)變換的性質(zhì)以及直角梯形判定得出即可;(3)利用等腰梯形的判定方法得出BD∥AC,AD=CE,即可得出答案. 解案:解:(1)平行四邊形; 證明:∵AD=AB,AA′=AC,∴A′C與BD互相平分, ∴四邊形A′BCD是平行四邊形; (2)∵DA由垂直于AB,逆時針旋轉(zhuǎn)到點D、A、B在同一直線上, ∴旋轉(zhuǎn)角為90度; 證明:∵∠D=∠B=90,A,D,B在一條直線上, ∴CD∥BC′,∴四邊形CDBC′是直角梯形; 故答案為:90,直角梯; (3)四邊形ADBC是等腰梯形; 證明:過點B作BM⊥AC,過點D作DN⊥AC,垂足分別為M,N, ∵有一張矩形紙片,將它沿對角線
6、AC剪開,得到△ACD和△A′BC′.∴△ACD≌△A′BC′,∴BM=ND,∴BD∥AC, ∵AD=BC,∴四邊形ADBC是等腰梯形. 點評:此題主要考查了圖形的剪拼與平行四邊形的判定和等腰梯形的判定、直角梯形的判定方法等知識,熟練掌握判定定理是解題關(guān)鍵. 26.(2012年廣西玉林市,26,12分)如圖,在平面直角坐標系xOy中,矩形AOCD的頂點A的坐標是(0,4),現(xiàn)有兩動點P,Q,點P從點O出發(fā)沿線段OC(不包括端點O,C)以每秒2個單位長度的速度勻速向點C運動,點Q從點C出發(fā)沿線段CD(不包括端點C、D)以每秒1個單位長度的速度勻速向點D運動.點P,Q同時出發(fā),同時停止.設(shè)運
7、動的時間為t(秒),當t=2(秒)時,PQ=. (1)求點D的坐標,并直接寫出t的取值范圍; (2)連接AQ并延長交x軸于點E,把AE沿AD翻折交CD延長線于點F,連接EF,則△AEF的面積是否隨t的變化而變化?若變化,求出與t的函數(shù)關(guān)系式;若不變化,求出的值. (3)在(2)的條件下,t為何值時,四邊形APQF是梯形? 解:(1)設(shè)OC=, 當t=2時,OP=4,PC=-4;CQ=2. 在Rt△PQC中,, ,解得(不合題意,舍去),,∴D點坐標(8,4); (2)由翻折可知,點Q和點F關(guān)于直線AD對稱,∴QD=DF=4-t,而AD=8,∴. 設(shè)經(jīng)過A(0,4)、Q(8
8、,t)兩點的一次函數(shù)解析式為,故有: ,解得,∴一次函數(shù)的解析式為,易知一次函數(shù)與軸的交點的坐標為(,0),∴EC=-8,∴, ∴.∴△AEF的面積不隨t的變化而變化,的值為32. (3)因AP與QF不平行,要想使四邊形APQF是梯形,須有PQ∥AF. ∵AF=AQ,∴∠AFQ=∠AQF,而∠CQE=∠AQF,要想PQ∥AF,須有∠AFQ=∠PQC,故只需具備條件∠PQC =∠CQE ,又∵QC⊥PE,∴∠ CQP=∠QCE,QC=QC,∴△CQP ≌△QCE ,∴PC=CE,即8-2t=-8,解得(不合題意,舍去),.故當時,四邊形APQF是梯形. 22. (2012珠海,22
9、,9分)如圖,在等腰梯形ABCD中AB∥CD,AB=,DC=,高CE=,對角線AC、BD交于H,平行于線段BD的兩條直線MN、RQ同時從點A出發(fā)沿AC方向向點C勻速平移,分別交等腰梯形ABCD的邊于M、N和R、Q,分別交對角線AC于F、G;當直線RQ到達點C時,兩直線同時停止移動.記等腰梯形ABCD被直線MN掃過的面積為,被直線RQ掃過的面積為,若直線MN平移的速度為1單位/秒,直線RQ平移的速度為2單位/秒,設(shè)兩直線移動的時間為x秒. (1)填空:∠AHB=____________; AC=_____________; (2) 若,求x; (3) 若,求m的變化范圍. 【解析】
10、(1) 如圖第22題-1所示,平移對角線DB,交AB的延長線于P.則四邊形BPCD是平行四邊形,BD=PC,BP=DC=.因為等腰梯形ABCD,AB∥CD,所以AC=BD. 所以AC=PC.又高CE=, AB=,所以AE=EP=.所以∠AHB=90AC=4; ⑵直線移動有兩種情況:及,需要分類討論.①當時, 有.∴②當時,先用含有x的代數(shù)式分別表示,,然后由列出方程,解之可得x的值; (3) 分情況討論:①當時, .②當時,由,得=.然后討論這個函數(shù)的最值,確定m的變化范圍. 【答案】(1) 90,4; (2)直線移動有兩種情況:及. ①當時,∵MN∥BD,∴△AMN∽△AR
11、Q,△ANF∽△AQG. .∴ ②當時, 如圖第22題-2所示, CG=4-2x,CH=1,. , 由,得方程,解得(舍去),. ∴x=2. (3) 當時,m=4 當時, 由,得==. M是的二次函數(shù), 當時, 即當時, M隨的增大而增大. 當時,最大值m=4. 當x=2時,最小值m=3. ∴3≤m≤4. 【點評】本題是一道幾何代數(shù)綜合壓軸題,重點考查等腰梯形, 相似三角形的性質(zhì),二次函數(shù)的增減性和最值及分類討論,由特殊到一般的數(shù)學思想等的綜合應(yīng)用.解題時, (1)小題,通過平移對角線,將等腰梯形轉(zhuǎn)化為等腰三角形,從而使問題得以簡化,是我們解決梯形問題常
12、用的方法. (2) 小題直線移動有兩種情況:及,需要分類討論.這點萬不可忽略,解題時用到的知識點主要是相似三角形面積比等于相似比的平方. (3) 小題仍需要分情況討論.對于函數(shù),討論它的增減性和最值是個難點. 討論之前點明我們把這個函數(shù)看作“M是的二次函數(shù)”對順利作答至關(guān)重要. A C P D B E G F 16、(2012湖南省張家界市16題3分)已知線段AB=6,C、D是AB上兩點,且AC=DB=1,P是線段CD上一動點,在AB同側(cè)分別作等邊三角形APE和等邊三角形PBF,G為線段EF的中點,點P由點C移動到點D時,G點移動的路徑長度為_____
13、___. 【分析】 不好意思,本題做不出來,還請高手補充 18.(2012湖北荊州,18,3分)如圖(1)所示,E為矩形ABCD的邊AD上一點,動點P、Q同時從點B出發(fā),點P沿折線BE—ED—DC運動到點C時停止,點Q沿BC運動到點C時停止,它們運動的速度都是1cm/秒.設(shè)P、Q同發(fā)t秒時,△BPQ的面積為ycm2.已知y與t的函數(shù)關(guān)系圖象如圖(2)(曲線OM為拋物線的一部分),則下列結(jié)論: ①AD=BE=5;②cos∠ABE=;③當0<t≤5時,y=t2;④當t=秒時,△ABE∽△QBP;其中正確的結(jié)論是__▲__(填序號). 圖(3) 圖(1)
14、 圖(2) 第18題圖 A D E P Q C B M N H y t O 5 7 10 【解析】首先,分析函數(shù)的圖象兩個坐標軸表示的實際意義及函數(shù)的圖象的增減情況. 橫軸表示時間t,縱軸表示△BPQ的面積y. 當0<t≤5時,圖象為拋物線,圖象過原點,且關(guān)于y軸對稱,y隨的t增大而增大, t=5的時候,△BPQ的面積最大, 5<t<7時,y是常函數(shù),△BPQ的面積不變,為10. 從而得到結(jié)論:t=5的時候,點Q運動到點C,點P運動到點E, 所以BE=BC=AD=51=5cm, 5<t<7時,點P從E→D,所以ED=21=2cm,AE
15、=3 cm,AB=4 cm. cos∠ABE=. 設(shè)拋物線OM的函數(shù)關(guān)系式為(0<t≤5),把(5,10)代入得到,所以, 所以當0<t≤5時, y=t2 當t>5時,點P位于線段CD上,點Q與點C重合,. 當t=秒,點P位于P’處,C P’=CD-DP’=4-(-7)= cm. 在△ABE和△Q’BP’中,,∠A=Q’=90,所以△ABE∽△Q’BP’ 【答案】①③④ 【點評】本題綜合考察了動點問題、二次函數(shù)、三角形相似、常函數(shù)、銳角三角函數(shù)、分段函數(shù)的知識,綜合性強。讀函數(shù)的圖象時首先要理解橫縱坐標表示的含義,理解問題敘述的過程,把圖象的過程和幾何的動點運動過程相結(jié)合,化靜
16、為動,從而解決問題。本題考察的知識點全面,難度較大。 8.(2012湖北黃岡,8,3)如圖,在Rt△ABC 中,∠C=90 ,AC=BC=6cm,點P從點A出發(fā),沿AB方向以每 秒cm的速度向終點B運動;同時,動點Q從點B出發(fā)沿BC方向以每秒1cm的速度向終點C運動,將△PQC 沿BC翻折,點P的對應(yīng)點為點P′.設(shè)Q點運動的時間t秒,若四邊形QPCP為菱形,則t的值為( ) A. B. 2 C. D.3 D 【解析】連接PP′交BC于點D,若四邊形QPCP為菱形,則PP′⊥BC,CD=CQ=(6-t), ∴BD=6-(6-t)=3+t.在
17、Rt△BPD中,PB=AB-AP=6-t,而PB=BD, ∴6-t=(3+t),解得:t=2,故選B. 【答案】B 【點評】本題主要考查了等腰直角三角形和菱形的性質(zhì),要能在動態(tài)變化中抓住靜態(tài)結(jié)論利用方程思想解題.難度中等. 12. (2012甘肅蘭州,12,4分)如圖,AB是⊙O的直徑,弦BC=2cm,F(xiàn)是弦BC的中點,∠ABC=60.若動點E以2cm/s的速度從A點出發(fā)沿著A→B→A的方向運動,設(shè)運動時間為t(s)(0≤t<3), 第12題圖 連接EF,當△BEF是直角三角形時,t的值為( ) A. B. 1 C. 或1
18、 D. 或1或 解析:∵AB是⊙O的直徑,∴∠ACB=90;Rt△ABC中,BC=2,∠ABC=60; ∴AB=2BC=4cm.①當∠BFE=90時;Rt△BEF中,∠ABC=60, 則BE=2BF=2cm;故此時AE=AB-BE=2cm;∴E點運動的距離為:2cm或6cm, 故t=1s或3s;由于0≤t<3,故t=3s不合題意,舍去;所以當∠BFE=90時,t=1s;②當∠BEF=90時;同①可求得BE=0.5cm,此時AE=AB-BE=3.5cm;∴E點運動的距離為:3.5cm或4.5cm,故t=1.75s或2.25s;綜上所述,當t的值為1、1.75或2.25s時,△B
19、EF是直角三角形.故選D. 答案:D 點評:根據(jù)直徑所對的圓周角是直角得到直角三角形ABC,再根據(jù)30直角三角形的性質(zhì),可求出AB的長.△BEF是直角三角形,則有兩種情況:①∠BFE=90,②∠BEF=90;在上述兩種情況所得到的直角三角形中,已知了BC邊和∠B的度數(shù),即可求得BE的長;由AE=AB-BE即可求出AE的長,也就能得出E點運動的距離(有兩種情況),從而求出t的值.此題綜合考查了圓周角定理的推論、垂徑定理以及直角三角形的性質(zhì),是一道動態(tài)題,同時還考查了分類討論的數(shù)學思想,有一定的難度. 26.(2012貴州遵義,26, 分)如圖,△ABC是邊長為6的等邊三角形,P是AC邊上一
20、動點,由A向C運動(與A、C不重合),Q是CB延長線上一點,與點P同時以相同的速度由B向CB延長線方向運動(Q不與B重合),過P作PE⊥AB于E,連接PQ交AB于D. (1)當∠BQD=30時,求AP的長; (2)當運動過程中線段ED的長是否發(fā)生變化?如果不變,求出線段ED的長;如果變化請說明理由. 解析: (1))由△ABC是邊長為6的等邊三角形,可知∠ACB=60,再由∠BQD=30可知∠QPC=90,設(shè)AP=x,則PC=6﹣x,QB=x,在Rt△QCP中,∠BQD=30,PC=QC,即6﹣x=(6+x),求出x的值即可; (2)作QF⊥AB,交直線AB的延長線于點F,連接Q
21、E,PF,由點P、Q做勻速運動且速度相同,可知AP=BQ, 再根據(jù)全等三角形的判定定理得出△APE≌△BQF,再由AE=BF,PE=QF且PE∥QF,可知四邊形PEQF是平行四邊形,進而可得出EB+AE=BE+BF=AB,DE=AB,由等邊△ABC的邊長為6可得出DE=3,故當點P、Q運動時,線段DE的長度不會改變. 答案: 解:(1)∵△ABC是邊長為6的等邊三角形, ∴∠ACB=60, ∵∠BQD=30, ∴∠QPC=90, 設(shè)AP=x,則PC=6﹣x,QB=x, ∴QC=QB+BC=6+x, ∵在Rt△QCP中,∠BQD=30, ∴PC=QC,即6﹣x=(6+x),解
22、得x=2; (2)當點P、Q運動時,線段DE的長度不會改變.理由如下: 作QF⊥AB,交直線AB的延長線于點F,連接QE,PF, 又∵PE⊥AB于E, ∴∠DFQ=∠AEP=90, ∵點P、Q做勻速運動且速度相同, ∴AP=BQ, ∵△ABC是等邊三角形, ∴∠A=∠ABC=∠FBQ=60, ∴在△APE和△BQF中, ∵∠A=∠FBQ∠AEP=∠BFQ=90, ∴∠APE=∠BQF, ∴ ∴△APE≌△BQF, ∴AE=BF,PE=QF且PE∥QF, ∴四邊形PEQF是平行四邊形, ∴DE=EF, ∵EB+AE=BE+BF=AB, ∴DE=AB, 又
23、∵等邊△ABC的邊長為6,
∴DE=3,
∴當點P、Q運動時,線段DE的長度不會改變.
點評:
本題考查的是等邊三角形的性質(zhì)及全等三角形的判定定理、平行四邊形的判定與性質(zhì),根據(jù)題意作出輔助線構(gòu)造出全等三角形是答案此題的關(guān)鍵.
24. (2012山東省青島市,24,12)(12分)已知:如圖,在Rt△ABC中,∠C=90,AC=6cm,BC=8cm,D、E分別是AC、AB的中點,連接DE,點P從點D出發(fā),沿DE方向勻速運動,速度為1cm/s;同時,點Q從點B出發(fā),沿BA方向勻速運動,速度為2cm/s,當點P停止運動時,點Q也停止運動.連接PQ,設(shè)運動時間為t(s)(0 24、.解答下列問題:
⑴當t為何值時,PQ⊥AB?
⑵當點Q在BE之間運動時,設(shè)五邊形PQBCD的面積為y(cm2),求y與t之間的函數(shù)關(guān)系式;
⑶在(2)的情況下,是否存在某一時刻t,使PQ分四邊形BCDE兩部分的面積之比為S△PQE:S五邊形PQBCD=1:29?若存在,求出此時t的值以及點E到PQ的距離h;若不存在,請說明理由.
24. 【解析】(1)要使PQ⊥AB,只要說明△PQE∽△ACB,所以= ,可得求t值.
(2)五邊形PQBCD的面積=梯形DEBC的面積-△PEQ的面積,易求梯形DEBC的面積,求△PEQ的面積,要作EQ邊上高,利用△PME∽△ABC可求出高. 25、(3)可先假設(shè)其存在,即S△PQE:S五邊形PQBCD=1:29,根據(jù)(2)中關(guān)系代入計算,若得出結(jié)果與假設(shè)一致,則假設(shè)正確,反之,則假設(shè)不成立.
【答案】解:⑴如圖①,在Rt△ABC中,AC=6,BC=8,∴AB==10.
∵D、E分別是AC、AB的中點.
∴AD=DC=3,AE=EB=5,DE∥BC且DE=BC =4,因為PQ⊥AB,∴∠PQB=∠C=90,又DE∥BC,∴∠AED=∠B,∴△PQE∽△ACB,∴ = .
由題意得:PE=4-t,QE=2t-5,即= ,解得t= .
⑵過點P作PM⊥AB于M,由△PME∽△ABC,得.∴,∴.
∴y=18-()=
26、⑶假設(shè)存在時刻t,使S△PQE:S五邊形PQBCD=1:29,此時S△PQE=.∴,即2t2-13t+18=0. ∴t1=2,t2=(舍去).當t=2時,
PM=EQ=5-22=1,MQ=ME+EQ=,PQ=.
∵PQh=,∴h=
【點評】本題考查了相似三角形的判定與性質(zhì),將相似三角形與二次函數(shù)融合在一起,運用了勾股定理、三角形面積公式知識,綜合強.像本題這樣的存在型問題是中考的??键c,要注意掌握這類問題的解題方法.
24.(2012湖北咸寧,24,12分)如圖,在平面直角坐標系中,點C的坐標為(0,4),動點A以每秒1個單位長的速度,從點O出發(fā)沿軸的正方向運動,M是線段AC的 27、中點.將線段AM以點A為中心,沿順時針方向旋轉(zhuǎn),得到線段AB.過點B作軸的垂線,垂足為E,過點C作軸的垂線,交直線BE于點D,運動時間為秒.
y
x
O
C
備用圖
y
x
O
A
B
C
M
D
(第24題)
E
(1)當點B與點D重合時,求的值;
(2)設(shè)△BCD的面積為S,當為何值時,?
(3)連接MB,當MB∥OA時,如果拋物線的頂點在△ABM內(nèi)部(不包括邊),求a的取值范圍.
【解析】(1)易證得Rt△CAO∽Rt△ABE;當B、D重合時,BE的長已知(即OC長),根據(jù)AC、AB的比例關(guān)系,可得AO、BE的比例關(guān)系,由此求得t的值.
(2) 28、求△BCD的面積時,可以CD為底、BD為高來解,那么表示出BD的長是關(guān)鍵;Rt△CAO∽Rt△ABE,且知道AC、AB的比例關(guān)系,即可通過相似三角形的對應(yīng)邊成比例求出BE的長,進一步得到BD的長,在表達BD長時,應(yīng)分兩種情況考慮:①B在線段DE上,②B在ED的延長線上.
(3)通過配方法,可得拋物線的頂點坐標,將其橫坐標分別代入直線MB、AB的解析式中,可得拋物線對稱軸與這兩條直線的交點坐標,根據(jù)這兩個坐標即可判定出a的取值范圍.
【答案】(1)∵,,
∴.
∴Rt△CAO∽Rt△ABE. 2分
∴,
∴,∴. 3分
(2)由Rt△CAO∽Rt△ABE可知:,. 4分
當0<< 29、8時,.
∴. 6分
當>8時,.
∴,(為負數(shù),舍去).
當或時,. 8分
(3)如圖,過M作MN⊥軸于N,則.
y
x
O
C
x=5
A
B
D
(第24題)
E
當MB∥OA時,,. 9分
拋物線的頂點坐標為(5,). 10分
它的頂點在直線上移動.直線交MB于點(5,2),交AB于點(5,1). 11分
∴1<<2.∴<<. 12分
【點評】本題是二次函數(shù)綜合題,屬于圖形的動點問題,前兩問的關(guān)鍵在于找出相似三角形,得到關(guān)鍵線段的表達式,注意點在運動過程中未知數(shù)的取值范圍問題.最后一問中,先得到拋物線的頂點坐標是簡化解題的關(guān)鍵.
30、
25.(2012貴州六盤水,25,16分)如圖13,已知△ABC中,AB=10cm,AC=8cm,BC=6 cm ,如果點P由B出發(fā)沿BA方向向點A勻速運動,同時點Q由A出發(fā)沿AC方向向點C勻速運動,它們的速度均為2cm /s,連接PQ,設(shè)運動的時間為t(單位:s)(0≤t≤4).解答下列問題:
(1)當t為何值時,PQ∥BC.(4分)
(2)設(shè)△AQP的面積為S(單位:cm 2),當t為何值時,S取得最大值,并求出最大值.
(3)是否存在某時刻t,使線段PQ恰好把△ABC 的面積平分?若存在求出此時t的值;若不存在,請說明理由.(3分)
(4)如圖14,把△APQ沿AP翻折,得到四 31、邊形AQPQ.那么是否存在某時刻t使四邊形AQPQ為菱形?若存在,求出此時菱形的面積;若不存在,請說明理由.(5分)
分析: (1)由PQ∥BC時的比例線段關(guān)系,列一元一次方程求解;
(2)如解答圖1所示,過P點作PD⊥AC于點D,構(gòu)造比例線段,求得PD,從而可以得到S的表達式,然后利用二次函數(shù)的極值求得S的最大值;
(3)要點是利用(2)中求得的△AQP的面積表達式,再由線段PQ恰好把△ABC的面積平分,列出一元二次方程;由于此一元二次方程的判別式小于0,則可以得出結(jié)論:不存在這樣的某時刻t,使線段PQ恰好把△ABC的面積平分;
(4)首先根據(jù)菱形的性質(zhì)及相似三角形比 32、例線段關(guān)系,求得PQ、QD和PD的長度;然后在Rt△PQD中,求得時間t的值;最后求菱形的面積,值得注意的是菱形的面積等于△AQP面積的2倍,從而可以利用(2)中△AQP面積的表達式,這樣可以化簡計算.
解答:解:∵AB=10cm,AC=8cm,BC=6cm,
∴由勾股定理逆定理得△ABC為直角三角形,∠C為直角.
(1)BP=2t,則AP=10﹣2t.
∵PQ∥BC,∴,即,解得,
∴當s時,PQ∥BC.
(2)如答圖1所示,過P點作PD⊥AC于點D.
∴PD∥BC,∴,即,解得.
,
∴當t= s時,S取得最大值,最大值為cm2.
(3)假設(shè)存在某時刻t, 33、使線段PQ恰好把△ABC的面積平分,
則有S△AQP= S△ABC,而S△ABC=AC?BC=24,∴此時S△AQP=12.
由(2)可知,S△AQP=,
∴,化簡得:t2﹣5t+10=0,
∵△=(﹣5)2﹣4110=﹣15<0,此方程無解,
∴不存在某時刻t,使線段PQ恰好把△ABC的面積平分.
(4)假設(shè)存在時刻t,使四邊形AQPQ′為菱形,則有AQ=PQ=BP=2t.
如答圖2所示,過P點作PD⊥AC于點D,則有PD∥BC,
∴,即,
解得:,,
∴QD=AD﹣AQ=.
在Rt△PQD中,由勾股定理得:QD2+PD2=PQ2,
即,
化簡得:13t2﹣90 34、t+125=0,
解得:t1=5,t2=,
∵t=5s時,AQ=10cm>AC,不符合題意,舍去,∴t=.
由(2)可知,S△AQP=
∴S菱形AQPQ′=2S△AQP=2=cm2.
所以存在時刻t,使四邊形AQPQ′為菱形,此時菱形的面積為cm2.
點評:本題是非常典型的動點型綜合題,全面考查了相似三角形線段比例關(guān)系、菱形的性質(zhì)、勾股定理及其逆定理、一元一次方程的解法、一元二次方程的解法與判別式、二次函數(shù)的極值等知識點,涉及的考點眾多,計算量偏大,有一定的難度.本題考查知識點非常全面,是一道測試學生綜合能力的好題.
專項六 動態(tài)型問題(40)
10.(20 35、12浙江省溫州市,10,4分)如圖,在△ABC中,,M是AB的中點,動點P從點A出發(fā),沿AC方向勻速運動到終點C,動點Q從點C出發(fā),沿CB方向勻速運動到終點B。已知P,Q兩點同時出發(fā),并同時到達終點,連結(jié)MP,MQ,PQ。在整個運動過程中,△MPQ的面積大小變化情況是( )
A. 一直增大 B.一直減小
C. 先減小后增大 D.先增大后減少
【解析】本題是一道動態(tài)變化問題,可利用特值判斷選項。
【答案】C
【點評】本題屬于態(tài)變化問題,題中沒有給出邊長和速度,有一定難度.
14. (2012山東省臨沂市,14,3分)如圖, 36、正方形ABCD的邊長為4cm,動點P、Q同時從點A出發(fā),以1cm/s的速度分別沿A→B→C和A→D→C的路徑向點C運動,設(shè)運動時間為x(單位:s),四邊形PBDQ的面積為y(單位:cm2),則y與x(0≤x≤8)之間的函數(shù)關(guān)系可用圖象表示為( )
【解析】在0≤x≤4時,y隨x的增大而減小,在4≤x≤8時,y隨x的增大而增大;且y與x的函數(shù)關(guān)系是二次函數(shù),故選B.
【答案】選B.
【點評】考查動點問題的函數(shù)圖象問題;根據(jù)自變量不同的取值范圍得到相應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式是解決本題的關(guān)鍵.
25. (2012山東省臨沂市,25,11分)已知,在矩形ABCD中,AB=a,BC=b,動點M 37、從點A出發(fā)沿邊AD向點D運動。
(1)如圖1,當b=2a,點M運動到邊AD的中點時,請證明∠BMC=900;
(2) 如圖2,當b>2a時,點M在運動的過程中,是否存在∠BMC=900,若存在,請給予證明;若不存在,請說明理由;
(3) 如圖3,當b<2a時,(2)中的結(jié)論是否仍然成立?請說明理由。
【解析】(1)由b=2a,點M是邊AD的中點,可得△AMB和△DMC是等腰直角三角形,∠AMB=∠DMC=450,可證明∠BMC=900;
(2)(3)分析圖形,△ABM∽△DMC, 利用相似圖形的性質(zhì)列出方程,探索方程根的情況,
當△=b2-4ac>0, 存在∠BMC=900;當 38、△=b2-4ac<0, 不存在∠BMC=900;
解:(1)證明:∵b=2a,點M是邊AD的中點,∴AB=AM=MD=DC.
又∵四邊形ABCD是矩形,∠A=∠D=900,∴∠AMB=∠DMC=450,
∴∠BMC=900;
(2)存在。
理由:若∠BMC=900,則∠AMB+∠DMC=900,
又∵∠AMB+∠ABM=900,∴∠AMB=∠DMC,
又∵∠A=∠D=900,∴△ABM∽△DMC,∴,
∴,設(shè)AM為x,整理得,,
∵b>2a,a>0,b>0,∴△=b2-4ac>0,
∴方程有兩個不相等的實數(shù)根,且兩根均大于0,符合題意。
∴當b>2a時,存在∠BMC=90 39、0;
(3)不成立。
理由:若∠BMC=900,由(2)可知,
∵b<2a,a>0,b>0,∴△=b2-4ac<0,
∴方程無實數(shù)根,
∴當b<2a時,不存在∠BMC=900,即(2)中的結(jié)論不成立。
【點評】本題涉及到動點問題,比較復雜,解答此題的關(guān)鍵是根據(jù)題意分析圖形,確定△ABM∽△DMC,,由數(shù)形結(jié)合便可解答,體現(xiàn)了數(shù)形結(jié)合在解題中的重要作用.
21. (2012四川省南充市,21,8分) 在Rt△POQ中,OP=OQ=4,M是PQ中點,把一三角尺的直角頂點放在點M處,以M為旋轉(zhuǎn)中心,旋轉(zhuǎn)三角尺,三角尺的兩直角邊與△POQ的兩直角邊分別交于點A、B.
( 40、1)求證:MA=MB;
(2)連接AB,探究:在旋轉(zhuǎn)三角尺的過程中,△AOB的周長是否存在最小值.若存在,求出最小值;若不存在,請說明理由.
解析:(1)連接OM.證明⊿AMO ≌⊿AMO即可.(2)在Rt⊿AOB中,運用勾股定理得到求AB長的式子,轉(zhuǎn)化成二次函數(shù)的問題,運用二次函數(shù)的最值求解.
答案:(1)證明:連接OM.
∵⊿PQR是等腰之間三角形且M是斜邊PQ的中點,
∴MO=MQ,∠MOA=∠MOAMQB=450.
∵∠AMO+∠OMB=900,∠OMB+∠AMO 41、 =900.
∴∠AMO =∠AMO.
∴⊿AMO ≌⊿AMO.
∴MA=MB.
(2)解:由(1)中⊿AMO ≌⊿AMO得AO=BQ.
設(shè)AO=x,則OB=4-x.
在Rt⊿OAB中,.
∴當x=2時,AB的最小值為,
∴⊿AOB的周長的最小值為.
點評:本題以直角三角形為基本圖形,綜合考查了全等三角形的性質(zhì)與判定、等腰直角三角形的性質(zhì)、勾股定理和二次函數(shù)的性質(zhì)等知識點.考查了學生綜合運用數(shù)學知識以及轉(zhuǎn)化的數(shù)學思想解決問題的能力.對于幾何知識與二次函數(shù)的綜 42、合,是學生解題的難點之一.難度較大
24. (2012浙江省衢州,24,12分)如圖,把兩個全等的Rt△AOB和Rt△COD分別置于平面直角坐標系中,使直角邊OB、OD在x軸上.已知點A(1,2),過A、C兩點的直線分別交x軸、y軸于點E、F.拋物線
y=ax 2+bx+c經(jīng)過O、A、C三點.
(1)求該拋物線的函數(shù)解析式;
(2)點P為線段OC上一個動點,過點P作y軸的平行線交拋物線于點M.交x軸于點N,問是否存在這樣的點P,使得四邊形ABPM為等腰梯形?若存在,求出此時點P的坐標;若不存在,請說明理由.
(3)若△AOB沿AC方向平移(點A始終在線段AC上,且不與點C 43、重合),△AOB在平移過程中與△COD重疊部分記為S.試探究S是否存在最大值?若存在,求出這個最大值;若不存在,請說明理由.
【解析】(1)將A(1,2)、D(1,2)、O(0,0)代入函數(shù)解析式,利用待定系數(shù)法求該函數(shù)的解析式即可;
(2)根據(jù)題意先假設(shè)P點橫坐標坐標為t,再根據(jù)M在拋物線上的關(guān)系用t表示出M點的坐標,最后求出P點的坐標,便可得出答案;
(3)由△OQT∽△OCD,△A′RQ∽△AOJ,利用相似比表示△A′KT,△A′RQ的面積,根據(jù)S四邊形RKTQ=S△A′KT-S△A′RQ,運用二次函數(shù)的性質(zhì)求面積最大時,a的值.
【答案】解:(1)∵拋物線y=ax 2+ 44、bx+c經(jīng)過O、A、C
可得c=0,∴ …1分
解得,a=,b=, …3分
拋物線的解析式為y=x 2+x …4分
(2)設(shè)點P的橫坐標為t,∵PN∥CD,∴△OPN∽△OCD,可得PN=
∴P(t,),∵點M在拋物線上,∴M(t,t2+t ) …5分
過M點作MG⊥AB于G,過P點作PH⊥ 45、AB于H,
AG=y(tǒng)A-yM=2-(t2+t )=t2-t+2,
BH=PN= …6分
當AG=BH時,四邊形ABPM為等腰梯形
∴t2-t+2= …7分
化簡得,3t 2-8t+4=0,解得,t1=2(不合題意,舍去),t2=,
∴點P的坐標為(, )
∴存在點P(, )使四邊形ABPM為等腰梯形. …8分
(3)如圖,△AO 46、B沿AC方向平移至△A′O′B′,A′B′交x軸于T,交OC于Q,A′Q′交x軸于K,交OC于R.求得過AC的直線為yAC=-x+3,可設(shè)點A′的橫坐標為a,則點A′(a,-a +3 ),易知△OQT∽△OCD,可得QT=,
∴點Q的坐標為(a,) …9分
設(shè)AB與OC相交于點J,
∵△A′RQ∽△AOJ,相似三角形對應(yīng)高的比等于相似比,∴
∴HT=OB=1
=2-a
由△A′KT∽△A′O′B′得
∴KT=A′T=(3-a),A′Q′=y(tǒng)A′-yQ=(-a+3)- 47、=3- …10分
S四邊形RKTQ=S△A′KT-S△A′RQ
=KTA′T- A′QHT
=(3-a)-(3-)(-a+2)
=-a 2+- …11分
=-( a-) 2+
由于-<0,∴在線段AC上存在點A′(,),
能使重疊部分面積S取到最大值,最大值為 …12分
【點評】本題著重考查了待定系數(shù)法求二次函數(shù)解析式、等腰梯形的性質(zhì)及判定以及相似三角形的性質(zhì)以及二次函數(shù)的最值問題等知識.此題綜合性很強,解題的關(guān)鍵是注意數(shù)形結(jié)合,求出函數(shù)表達式,做好輔助點,找對相似三角 48、形,善于利用幾何圖形的有關(guān)性質(zhì)、定理和二次函數(shù)的知識,并注意挖掘題目中的一些隱含條件.
22. (2012四川省南充市,22,8分) 如圖,⊙C的內(nèi)接△AOB中,AB=AO=4,tan∠AOB=,拋物線經(jīng)過點A(4,0)與點(-2,6).
(1)求拋物線的函數(shù)解析式;
(2)直線m與⊙C相切于點A,交y于點D.動點P在線段OB上,從點O出發(fā)向點B運動;同時動點Q在線段DA上,從點D出發(fā)向點A運動;點P的速度為每秒1個單位長,點Q的速度為每秒2個單位長,當PQ⊥AD時,求運動時間t的值;
(3)點R在拋物線位于x軸下方部分的圖象上,當△ROB面積最大時,求點R的坐標.
解析:( 49、1)運用待定系數(shù)法求出解析式即可.(2)先運用三角函數(shù)的知識求出OD的長,在結(jié)合勾股定理得到方程,求出t的值.(3)由于OB 的長是一個定值,所以△ROB面積與RH的長成正比.設(shè)出R點的坐標,用含x的代數(shù)式分別表示出RH的長,轉(zhuǎn)化為二次函數(shù)的最值的問題來解決問題.
答案:解:(1)將點A(4,0)和點(-2,6)的坐標代入中,得方程組,
解之,得.∴拋物線的解析式為.
(2)連接AC交OB于E.
∵直線m切⊙C于A ∴AC⊥m,∵ 弦 AB=AO, ∴ .∴AC⊥OB,∴m∥OB.
∴∠ OAD=∠AOB,∵OA=4 tan∠AOB=,∴OD=OAtan∠OAD=4=3.
作O 50、F⊥AD于F.則OF=OAsin∠OAD=4=2.4.
t秒時,OP=t,DQ=2t,若PQ⊥AD,則FQ=OP= t.DF=DQ-FQ= t.
⊿ODF中,t=DF==1.8秒.
(3)令R(x, x2-2x) (0<x<4).
作RG⊥y軸于G 作RH⊥OB于H交y軸于I.則RG= x,OG= x2+2x.
Rt⊿RIG中,∵∠GIR=∠AOB ,∴tan∠GIR=.∴IG=x IR= x,
Rt⊿OIH中,OI=IG-OG=x-(x2+2x)=x2-x.HI=(x2-x).
于是RH=IR-IH= x-(x2- x)=- x2+x=- x2+x=-( x-)2+
51、
當x=時,RH最大.S⊿ROB最大.這時x2-2x=()2-2=-.∴點R(,-)
點評:本題以圓和二次函數(shù)為背景,綜合考查了直線與圓的位置關(guān)系及其性質(zhì)、二次函數(shù)的性質(zhì)、勾股定理、三角函數(shù)以及動態(tài)幾何相關(guān)知識.考查了學生建立二次函數(shù)和方程的模型以及運用轉(zhuǎn)化等數(shù)學思想來解決問題的能力.本題中,正確添畫輔助線以及準確的建立函數(shù)與方程的模型是解決問題的關(guān)鍵.難度較大.
21.(2012山東省荷澤市,21,10)
如圖,在平面直角坐標系中放置一直角三角形,其頂點為A(0,1),B(2,0),O(0,0),將三角板繞原點O逆時針旋轉(zhuǎn)90°,得到△.
(1)一拋物線經(jīng)過點A′、B′、B,求該 52、拋物線的解析式
(2)設(shè)點P是在第一象限內(nèi)拋物線上的一動點,是否存在點P,使四邊形PB′A′B的面積是△A′B′O面積的4倍?若存在,請求出點P的坐標;若不存在,請說明理由;
(3)在(2)的條件下,試指出四邊形PB′A′B是哪種形狀的四邊形?并寫出它的兩條性質(zhì)。
【解析】根據(jù)三角形的旋轉(zhuǎn)確定拋物線三個點的坐標,利用待定系數(shù)法求函數(shù)的關(guān)系式,四邊形PB′A′B的面積是由三個三角形的面積拼接而成,列出四邊形的面積公式,利用解方程的方法求出自變量x的值,如果x的值存在,這說明點P是存在的,由P點的位置可得出四邊形是梯形,由兩腰的相等關(guān)系,可以判斷四邊形是等腰梯形.
【答案】(1)是由繞 53、原點逆時針旋轉(zhuǎn)得到的,
又,.----------1分
設(shè)拋物線的解析式為,
拋物線經(jīng)過點、、,
,解之得,
滿足條件的拋物線的解析式為.----------3分
x
y
O
-1
1
2
2
1
(2)為第一象限內(nèi)拋物線上的一動點,
設(shè),則,點坐標滿足.
連結(jié),
.----------5分
假設(shè)四邊形的面積是面積的倍,則
,
即,解之得,此時,即.----------7分
存在點,使四邊形的面積是面積的倍. ----------8分
(3)四邊形為等腰梯形,答案不唯一,下面性質(zhì)中的任意2個均可.
①等腰梯形同一底上 54、的兩個內(nèi)角相等;②等腰梯形對角線相等;③等腰梯形上底與下底平行;④等腰梯形兩腰相等. ----------10分
或用符號表示:
①或;②;③;④.----------10分
【點評】(1)靈活利用二次函數(shù)及其它函數(shù)的圖象與性質(zhì);(2)利用幾何圖形間的數(shù)量關(guān)系列方程、不等式或函數(shù)解決幾何問題,即數(shù)形結(jié)合地解決問題;(3)分類討論各種情況;(4)以靜制動,將動態(tài)問題轉(zhuǎn)化為靜態(tài)問題解決;(5)會抽取所需圖形,或分割圖形,使問題簡化,轉(zhuǎn)化為一般的幾何問題解決.
21.(2012福州,21,滿分13分)如圖①,在Rt△ABC中,∠C=90,AC=6,BC=8,動點P從點A開始沿邊A 55、C向點C以每秒1個單位長度的速度運動,動點Q從點C開始沿邊CB向點B以每秒2個單位長度的速度運動。過點P作PD∥BC,交AB于點D,連接PQ。點P、Q分別從點A、C同時出發(fā),當其中一點到達端點時,另一點也隨之停止運動,設(shè)運動時間為t秒(t≥0).
(1)直接用含t的代數(shù)式分別表示:QB= ,PD= 。
(2)是否存在t的值,使四邊形PDBQ為菱形?若存在,求出t的值;若不存在,說明理由。并探究如何改變點Q的速度(勻速運動),使四邊形PDBQ在某一時刻為菱形,求點Q的速度;
(3)如圖②,在整個運動過程中,求出線段PQ中點M所經(jīng)過的路徑長。
56、解析:(1)易知QB=8-2t,AP=t,由△APD∽△ACB,得PD=;(2)易t表示出AD、BD,若四邊形PDBQ為菱形,則BQ=PD,因而能求出此時的t,在看PD與BD能否相等,經(jīng)判定不為菱形;改變速度后,注意在PD=BD=BQ,情況下求Q點的移動速度;(3)本問題關(guān)鍵是確定動點M運動的路徑,最易想到的是可以建立直角坐標系,研究點M在哪類函數(shù)的解析式上,從而可以求出其經(jīng)過的路徑長,可以考慮以兩條直角邊為坐標軸,考慮兩種特殊情況:即未運動時點M在AC上,此時坐標為(3,0),運動4秒時,Q與B重合,AP=4,此時M坐標為(1,4)可以求出經(jīng)過這兩點的直線解析式為: y=-2x+6,∵點Q( 57、0,2t),P(6-t,0)
∴在運動過程中,線段PQ中點的坐標為,把代入y=-2x+6,得y=t,這就說明點M在直線y=-2x+6(1≤x≤3)上運動,故可求出其經(jīng)過的路徑長。
答案:解:(1)QB=8-2t, PD=
(2)不存在
在Rt△ABC中,∠C=90,AC=6,BC=8
∴AB=10
∵PD∥BC
∴△APD∽△ACB
∴
∴
∴BD=AB-AD=
∵BQ∥DP
∴當BQ=DP時,四邊形PDBQ是平行四邊形
即
當時,PD=,BD=
∴DP≠BD
∴平行四邊形PDBQ不能為菱形
設(shè)點Q的速度為每秒v個單位長度
則BQ=8-vt, PD=,B 58、D =
要使四邊形PDBQ為菱形,則PD=BD=BQ
當PD=BD時,即,解得:
當PD=BQ,時,即,解得:
∴當點Q的速度為每秒個單位長度時,經(jīng)過秒,四邊形PDBQ是菱形。
(3)解法一:如圖2,以C為原點,以AC所在直線為x軸,建立平面直角坐標系
依題意,可知0≤t≤4,當t=0時,點的坐標為(3,0),當t=4時,點的坐標為(1,4),設(shè)直線的解析式為y=kx+b,
∴,解得
∴直線的解析式為y=-2x+6,
∵點Q(0,2t),P(6-t,0)
∴在運動過程中,線段PQ中點的坐標為
把代入y=-2x+6,得y=t
∴點在直線上
過點作⊥x軸于點N 59、,則=4,=2
∴
∴線段PQ中點M所經(jīng)過的路徑長為單位長度。
解法二:如圖3,設(shè)E是AC的中點,連接ME
當t=4時,點Q與點B重合,運動停止,設(shè)此時PQ中點為F,連接EF,過點M作MN⊥AC,垂足為N,則MN∥BC
∴△PMN∽△PQC
∴
∴MN=t,PN=
∴CN=PC-PN=
∴EN=CE-CN=
∴
∵的值不變,∴點M在直線EF上
過F作FH⊥AC,垂足為H,則EH=2,F(xiàn)H=4
∴EF=
∵當t=0時,點M與點E重合,當t=4時,點M與點F重合
∴線段PQ中點M所經(jīng)過的路徑長為單位長度。
點評:本題通過運動問題,考查了學生探究問題的 60、能力和發(fā)散思維的能力,考查了平行四邊形、菱形的判定和性質(zhì),用特殊化方法探究問題的靈活性,考查了數(shù)形結(jié)合思想,三角形的相似及勾股定理的運用,有較強的綜合性。
26. (2011江蘇省無錫市,26,10′)如圖1,A、D分別在x軸和y軸上,CD∥x軸,BC∥y軸。點P從D點出發(fā),以1cm/s的速度,沿五邊形OABCD的邊勻速運動一周,記順次連接P、O、D三點所圍成圖形的面積為Scm,點P運動的時間為ts.已知S與t之間的函數(shù)關(guān)系如圖2中折線段OEFGHI所示。
(1)求A、B兩點的坐標;
(2)若直線PD將五邊形OABCD分成面積相等的兩部分,求直線PD的函數(shù)關(guān)系式。
61、
【解析】結(jié)合圖1和圖2,可知,當P點從D沿DO勻速運動到O點時,對應(yīng)圖2中OE線段,此時順次連接P、O、D三點不能構(gòu)成三角形,所以對應(yīng)三角形的面積為0;當P點從O沿OA勻速運動到A點時,對應(yīng)圖2中的線段EF,當P點運動到A點時,對應(yīng)三角形的面積為4,由此還可以判斷DO+OA=6;當P點從A沿AB勻速運動到B點時,對應(yīng)圖2中的線段FG,由橫軸數(shù)據(jù)可知AB=5,當P點運動到B點時,三角形的面積達到最大;當P點從B沿BC勻速運動到C點時,三角形以邊DO為底邊,由于BC∥y軸,相當于三角形的高沒有變化,所以對應(yīng)三角形的面積沒有變,因此在圖2中對應(yīng)線段GH與橫軸平行,根據(jù)橫軸數(shù)據(jù)可知BC=1;當P點 62、從C沿CD勻速運動到D點時,三角形的面積逐漸變小直到為0,對應(yīng)圖2中線段HI。弄清楚了整個運動過程,
(1) 當P點運動到A點時,對應(yīng)三角形的面積為4,由此還可以判斷DO+OA=6,可設(shè)A坐標,列方程求出A的坐標為和 D點坐標為。求B點坐標需要添加輔助線:延長CB交x軸于M,利用勾股定理可以得到AM=4,進而達到B點坐標為。
(2)求直線PD的函數(shù)關(guān)系式,已經(jīng)知道D點坐標(0,4),只需找到P點坐標即可,設(shè)P,根據(jù)已知面積相等,列方程找到的關(guān)系式,解方程組得到P點坐標。
【答案】解:(1)連接AD,設(shè)點A的坐標為,
由圖2知,DO+OA=6cm, DO=6-AO,
由圖2可知,∴DO 63、AO=4,
∴,
解得。由圖2可知,DO>3,∴AO<3,∴,∴A的坐標為,
D點坐標為,在圖1中,延長CB交x軸于M,由圖2可知,AB=5,CB=1, ∴MB=3,
∴,∴OM=6, ∴B的坐標為.
(2) 直線PD將五邊形OABCD分成面積相等的兩部分,顯然點P一定在AB上,設(shè)點P,連接PC、PO,則
.同理,由.
解方程組,得到,即.
設(shè)直線PD的函數(shù)關(guān)系式為.
∴直線PD的函數(shù)關(guān)系式為
【點評】本題綜合性較強,涉及函數(shù)、方程、直角三角形等知識點,并且在動態(tài)的情況下進行分析求解。讀函數(shù)的圖象時首先要理解橫縱坐標軸表示的含義,理解問題敘述的過程,能夠通過圖象得到函數(shù) 64、隨自變量的變化情況。
28 (2011江蘇省無錫市,28,10′)如圖,菱形ABCD的邊長為2cm,∠DAB=60.點P從A點出發(fā),以cm/s的速度,沿AC向C作勻速運動;與此同時,點Q也從A點出發(fā),以1cm/s的速度,沿射線AB作勻速運動。當P運動到C點時,P、Q都停止運動,設(shè)點P運動的時間為ts.
(1)當P異于A、C時,請說明PQ∥BC;
(2)以P為圓心、PQ長為半徑作圓,
請問:在整個運動過程中,t為怎樣的值時,
⊙P與邊BC分別有1個公共點和2個公共點?
【解析】(1)利用菱形的性質(zhì)及相似三角形的判定和性質(zhì)解決此問題。(2)直線與圓的位置關(guān)系,抓住動態(tài)問題的幾個關(guān)鍵 65、位置,⊙P過邊BC的端點B或C時,
⊙P與邊BC相切時,用時間t及點P和點Q的運動速度表示對應(yīng)邊的長度,利用特殊三角形的特殊性質(zhì)構(gòu)造一元一次方程,進一步求出t的值,根據(jù)運動的過程找到邊BC與⊙P有不同交點個數(shù)時的t的取值范圍。
【答案】解:(1)∵四邊形ABCD為菱形,∴AB=BC=2,∠BAC=∠DAB.
又∵∠DAB=60,∴∠BAC=∠BCA=30.
O
連接BD交AC于點O,∵四邊形ABCD為菱形
∴AC⊥BD,OA=AC
∴OB=AB=1,∴
運動t秒時,,AQ=t,∴
又∵∠PAQ=∠CAB,∴ΔPAQ∽ΔCAB
∴∠APQ=∠ACB, ∴PQ∥ 66、BC
(2)如圖1,⊙P與BC切于點M,連接PM,則PM⊥BC.
在RtΔCPM中,∠PCM=30,∴PM=PC=
由PQ=AQ=t,即=t,解得t=,
此時⊙P與邊BC有一個公共點。
如圖2,⊙P過點B,此時PQ=PB
∵∠PQB=∠PAQ+∠APQ=60∴ΔPQB為等邊三角形,
∴QB=PQ=AQ=t, ∴t=1
∴當時,⊙P與邊BC有2個公共點。
如圖3,⊙P過點C,此時PC=PQ,
即,∴.
∴當時,⊙P與邊BC有1個公共點。
當點P運動到點C,即t=2時,⊙P過點B,
此時⊙P與邊BC有1個公共點。
綜上所述:當t=或或t=2時,⊙P與菱形ABCD的邊BC有1個公共點;當時,⊙P與邊BC有2個公共點。
【點評】本題綜合性很強,把菱形、三角形及直線與圓的位置關(guān)系,在動態(tài)的背景下柔和在一起??疾閷W生綜合應(yīng)用的能力。
專項六 動態(tài)型問題(40)
14. (2012山東省臨沂市,14,3分
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