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1、類型一 動點探究
例1、已知:等邊三角形的邊長為4厘米,長為1厘米的線段在的邊上沿方向以1厘米/秒的速度向點運動(運動開始時,點與點重合,點到達點時運動終止),過點分別作邊的垂線,與的其它邊交于兩點,線段運動的時間為秒.
(1)線段在運動的過程中,為何值時,四邊形恰為矩形?并求出該矩形的面積;
C
P
Q
B
A
M
N
(2)線段在運動的過程中,四邊形的面積為,運動的時間為.求四邊形的面積隨運動時間變化的函數(shù)關系式,并寫出自變量的取值范圍.
【解析】:(1)過點作,垂足為.則,
C
P
Q
B
A
M
N
當運動到被垂直平分時,四邊形是矩形,即時,
四
2、邊形是矩形,秒時,四邊形是矩形.
,
C
P
Q
B
A
M
N
(2)當時,
當時,
當時,
點評:此題關鍵也是對P、Q兩點的不同位置進行分類。
圖(15)
Cc
Dc
Ac
Bc
Qc
Pc
Ec
例2、如圖,在梯形中,厘米,厘米,的坡度動點從出發(fā)以2厘米/秒的速度沿方向向點運動,動點從點出發(fā)以3厘米/秒的速度沿方向向點運動,兩個動點同時出發(fā),當其中一個動點到達終點時,另一個動點也隨之停止.設動點運動的時間為秒.
(1)求邊的長;
(2)當為何值時,與相互平分;
(3)連結設的面積為探求與的函數(shù)關系式
3、,求為何值時,有最大值?最大值是多少?
【解析】:(1)作于點,如圖(3)所示,則四邊形為矩形.
又 2分
在中,由勾股定理得:
(2)假設與相互平分.由則是平行四邊形(此時在上).
即解得即秒時,與相互平分.
(3)①當在上,即時,作于,則
即=
當秒時,有最大值為
②當在上,即時,=
易知隨的增大而減?。十斆霑r,有最大值為
綜上,當時,有最大值為
例3、如圖,已知中,厘米,厘米,點為的中點.
A
Q
C
D
B
P
(1)如果點P在線段BC上以3厘米/秒的速度由B點向C點運動,同時,點Q在線段CA上由C點向A點運動.
①若點Q的運動速度與
4、點P的運動速度相等,經(jīng)過1秒后,與是否全等,請說明理由;
②若點Q的運動速度與點P的運動速度不相等,當點Q的運動速度為多少時,能夠使與全等?
(2)若點Q以②中的運動速度從點C出發(fā),點P以原來的運動速度從點B同時出發(fā),都逆時針沿三邊運動,求經(jīng)過多長時間點P與點Q第一次在的哪條邊上相遇?
【解析】:(1)①∵秒,∴厘米,
∵厘米,點為的中點,∴厘米.
又∵厘米,∴厘米,∴.
又∵,∴,∴.
②∵, ∴,
又∵,,則,
∴點,點運動的時間秒,∴厘米/秒.
(2)設經(jīng)過秒后點與點第一次相遇,由題意,得,解得秒.
∴點共運動了厘米.
∵,∴點、點在邊上相遇,∴經(jīng)過秒點與點第一次
5、在邊上相遇.
例4、在梯形中,動點從點出發(fā)沿線段以每秒2個單位長度的速度向終點運動;動點同時從點出發(fā)沿線段以每秒1個單位長度的速度向終點運動.設運動的時間為秒.
(1)求的長. (2)當時,求的值.(3)試探究:為何值時,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,則四邊形是平行四邊形
∵∴∴∴
由題意知,當、運動到秒時,
∵∴又
A
D
C
B
M
N
6、
(圖③)
(圖④)
A
D
C
B
M
N
H
E
∴∴即解得,
(3)分三種情況討論:①當時,如圖③,即∴
②當時,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當時,如圖⑤,過作于點.
解法一:(方法同②中解法一)
解得
解法二:
∵
∴
∴即∴
綜上所述,當、或時,為等腰三角形
例5、如圖,在直角梯形ABCD中,AD∥BC,∠ABC=90o,AB=12cm,AD=8cm,BC=22cm,AB為⊙O的直
7、徑,動點P從點A開始沿AD邊向點D以1cm/s的速度運動,動點Q從點C開始沿CB邊向點B以2cm/s的速度運動,P、Q分別從點A、C同時出發(fā),A
B
O
C
D
P
Q
當其中一點到達端
點時,另一個動點也隨之停止運動.設運動時間為t(s).
(1)當t為何值時,四邊形PQCD為平行四邊形?
(2)當t為何值時,PQ與⊙O相切?
【解析】:(1)∵直角梯形
當時,四邊形為平行四邊形.
由題意可知:
,,
當時,四邊形為平行四邊形.
O
A
P
D
B
Q
C
H
E
O
A
P
D
B
Q
C
(2)解:設與
8、相切于點過點作垂足為
直角梯形
由題意可知:
為的直徑,為的切線
在中,即:
,
因為在邊運動的時間為秒,而(舍去)
當秒時,與相切.
例6、.如圖,在矩形ABCD中,BC=20cm,P,Q,M,N分別從A,B,C,D出發(fā)沿AD,BC,CB,DA方向在矩形的邊上同時運動,當有一個點先到達所在運動邊的另一個端點時,運動即停止.已知在相同時間內(nèi),若BQ=xcm(),則AP=2xcm,CM=3xcm,DN=x2cm.
(1)當x為何值時,以PQ,MN為兩邊,以矩形的邊(AD或BC)的一部分為第三邊構成一個三角形;
(2)當x 為何值時,以P,Q,M,N為頂點的四邊形是平行四邊形
9、;
A
B
D
C
P
Q
M
N
(3)以P,Q,M,N為頂點的四邊形能否為等腰梯形?如果能,求x的值;如果不能,請說明理由.
【解析】(1)當點P與點N重合或點Q與點M重合時,以PQ,MN為兩邊,以矩形的邊(AD或BC)的一部分為第三邊可能構成一個三角形.
①當點P與點N重合時,
(舍去).
因為BQ+CM=,此時點Q與點M不重合.所以符合題意.
②當點Q與點M重合時,
.此時,不符合題意.故點Q與點M不能重合.
所以所求x的值為.
(2)由(1)知,點Q 只能在點M的左側,
①當點P在點N的左側時,由,解得.
當x=2時四邊形PQMN是平行四邊形.
②當點P在點N的右側時,由, 解得.
當x=4時四邊形NQMP是平行四邊形.所以當時,以P,Q,M,N為頂點的四邊形是平行四邊形.
(3)過點Q,M分別作AD的垂線,垂足分別為點E,F(xiàn).由于2x>x,所以點E一定在點P的左側.
若以P,Q,M,N為頂點的四邊形是等腰梯形, 則點F一定在點N的右側,且PE=NF,
即.解得.
由于當x=4時, 以P,Q,M,N為頂點的四邊形是平行四邊形,所以,以P,Q,M,N為頂點的四邊形不能為等腰梯形
8