专题04-因动点产生的特殊四边形问题-版突破中考数学压轴之学霸秘笈大揭秘(解析版).doc
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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date专题04-因动点产生的特殊四边形问题-2018版突破中考数学压轴之学霸秘笈大揭秘(解析版)21世纪教育网普通区模板.doc【类型综述】特殊四边形的几何动点问题,很多困难源于问题中的可动点,常见的动点四边形有平行四边形、矩形、菱形等问题,其中尤其是平行四边形的问题出现次数最多。实际上,求解特殊四边形的动点问题,关键是利用图解法抓住它运动中的某一瞬间,寻找合理的代数关系式
2、,确定运动变化过程中的数量关系、图形位置关系,分类画出符合条件的图形进行讨论,就能找到解决问题的途径,有效避免思维混乱。21cnjycom【方法揭秘】我们先思考三个问题:1已知A、B、C三点,以A、B、C、D为顶点的平行四边形有几个,怎么画?2在坐标平面内,如何理解平行四边形ABCD的对边AB与DC平行且相等?3在坐标平面内,如何理解平行四边形ABCD的对角线互相平分?图1 图2 图3www.21-cn-如图1,过ABC的每个顶点画对边的平行线,三条直线两两相交,产生三个点D如图2,已知A(0, 3),B(2, 0),C(3, 1),如果四边形ABCD是平行四边形,怎样求点D的坐标呢?2-1-
3、c-n-j-y点B先向右平移2个单位,再向上平移3个单位与点A重合,因为BA与CD平行且相等,所以点C(3, 1) 先向右平移2个单位,再向上平移3个单位得到点D(5, 4)21cnjy如图3,如果平行四边形ABCD的对角线交于点G,那么过点G画任意一条直线(一般与坐标轴垂直),点A、C到这条直线的距离相等,点B、D到这条直线的距离相等www-2-1-cnjy-com关系式xAxCxBxD和yAyCyByD有时候用起来很方便我们再来说说压轴题常常要用到的数形结合如图4,点A是抛物线yx22x3在x轴上方的一个动点,ABx轴于点B,线段AB交直线yx1于点C,那么点A的坐标可以表示为(x,x22
4、x3),点C的坐标可以表示为(x, x1),线段AB的长可以用点A的纵坐标表示为AByAx22x3,线段AC的长可以用A、C两点的纵坐标 图4表示为ACyAyC(x22x3)(x1)x2x2 通俗地说,数形结合就是:点在图象上,可以用图象的解析式表示点的坐标,用点的坐标表示点到坐标轴的距离21世纪教育网版权所有【典例分析】例1 如图1,直线y3x3与x轴、y轴分别交于点A、B,抛物线ya(x2)2经过A、B两点,并与x轴交于另一点C,其顶点为P(1)求a,的值;(2)抛物线的对称轴上有一点Q,使ABQ是以AB为底边的等腰三角形,求点Q的坐标;(3)在抛物线及其对称轴上分别取点M、N,使以A、C
5、、M、N为顶点的四边形为正方形,求此正方形的边长】图1 思路点拨1第(2)题的等腰三角形只考虑QAQB的情形2第(3)题的正方形不可能AC为边,只存在AC为对角线的情形满分解答图2 图3 图4考点伸展如果把第(3)题中的正方形改为平行四边形,那么符合条件的点M有几个?如果AC为对角线,上面的正方形AMCN是符合条件的,M(2,1)如图5,如果AC为边,那么MN/AC,MNAC2所以点M的横坐标为4或0 此时点M的坐标为(4, 3)或(0, 3)第(2)题如果没有限制等腰三角形ABQ的底边,那么符合条件的点Q有几个?如图2,当QAQB时,Q(2, 2)如图6,当BQBA时,以B为圆心,BA为半径
6、的圆与直线x2有两个交点 根据BQ210,列方程22(m3)210,得此时Q或如图7,当AQAB时,以A为圆心,AB为半径的圆与直线x2有两个交点,但是点(2,3)与A、B三点共线,所以Q(2, 3)图5 图6 图7例2如图1,在平面直角坐标系中,已知矩形ABCD的三个顶点B(1, 0)、C(3, 0)、D(3, 4)以A为顶点的抛物线yax2bxc过点C动点P从点A出发,沿线段AB向点B运动,同时动点Q从点C出发,沿线段CD向点D运动点P、Q的运动速度均为每秒1个单位,运动时间为t秒过点P作PEAB交AC于点E(1)直接写出点A的坐标,并求出抛物线的解析式;(2)过点E作EFAD于F,交抛物
7、线于点G,当t为何值时,ACG的面积最大?最大值为多少?(3)在动点P、Q运动的过程中,当t为何值时,在矩形ABCD内(包括边界)存在点H,使以C、Q、E、H为顶点的四边形为菱形?请直接写出t的值图1思路点拨1把ACG分割成以GE为公共底边的两个三角形,高的和等于AD2用含有t的式子把图形中能够表示的线段和点的坐标都表示出来3构造以C、Q、E、H为顶点的平行四边形,再用邻边相等列方程验证菱形是否存在满分解答考点伸展第(3)题的解题思路是这样的:因为FE/QC,FEQC,所以四边形FECQ是平行四边形再构造点F关于PE轴对称的点H,那么四边形EHCQ也是平行四边形再根据FQCQ列关于t的方程,检
8、验四边形FECQ是否为菱形,根据EQCQ列关于t的方程,检验四边形EHCQ是否为菱形,如图2,当FQCQ时,FQ2CQ2,因此整理,得解得,(舍去)如图3,当EQCQ时,EQ2CQ2,因此整理,得所以,(舍去)图2 图3例3 如图1,抛物线经过A(1, 0)、B(5, 0)、C三点设点E(x, y)是抛物线上一动点,且在x轴下方,四边形OEBF是以OB为对角线的平行四边形(1)求抛物线的解析式;(2)当点E(x, y)运动时,试求平行四边形OEBF的面积S与x之间的函数关系式,并求出面积S的最大值;21教育名师原创作品(3)是否存在这样的点E,使平行四边形OEBF为正方形?若存在,求点E、F的
9、坐标;若不存在,请说明理由 思路点拨1平行四边形OEBF的面积等于OEB面积的2倍2第(3)题探究正方形OEBF,先确定点E在OB的垂直平分线上,再验证EOEB满分解答(1)因为抛物线与x轴交于A(1, 0)、B(5, 0)两点,设ya(x1)(x5)代入点C,得解得所以抛物线的解析式为图2 图3考点伸展既然第(3)题正方形OEBF是存在的,命题人为什么不让探究矩形OEBF有几个呢?如图4,如果平行四边形OEBF为矩形,那么OEB90根据EH2HOHB,列方程或者由DEOB,根据DE2,列方程这两个方程整理以后都是一元三次方程4x328x253x200,这个方程对于初中毕业的水平是不好解的【来
10、源:21cnj*y.co*m】事实上,这个方程可以因式分解,如图3,x;如图4,x4;如图5,x,但此时点E在x轴上方了这个方程我们也可以用待定系数法解:设方程的三个根是、m、n,那么4x328x253x20根据恒等式对应项的系数相等,得方程组解得图4 图5例4如图1,在平面直角坐标系中,抛物线yax22ax3a(a0)与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),经过点A的直线l:yxb与y轴负半轴交于点C,与抛物线的另一个交点为D,且CD4AC(1)直接写出点A的坐标,并求直线l的函数表达式(其中、b用含a的式子表示);(2)点E是直线l上方的抛物线上的动点,若ACE的面积的最大值为 ,求a的
11、值;(3)设P是抛物线的对称轴上的一点,点Q在抛物线上,以点A、D、P、Q为顶点的四边形能否成为矩形?若能,求出点P的坐标;若不能,请说明理由21教育【出处:21教育名师】图1 备用图思路点拨1过点E作x轴的垂线交AD于F,那么AEF与CEF是共底的两个三角形2以AD为分类标准讨论矩形,当AD为边时,AD与QP平行且相等,对角线APQD;当AD为对角线时,AD与PQ互相平分且相等满分解答(3)已知A(1, 0)、D(4, 5a),xP1,以AD为分类标准,分两种情况讨论:如图2,如果AD为矩形的边,那么AD/QP,ADQP,对角线APQD由xDxAxPxQ,得xQ4当x4时,ya(x1)(x3
12、)21a所以Q(4, 21a)由yDyAyPyQ,得yP26a所以P(1, 26a)由AP2QD2,得22(26a)282(16a)2整理,得7a21所以此时P如图3,如果AD为矩形的对角线,那么AD与PQ互相平分且相等由xDxAxPxQ,得xQ2所以Q(2,3a)由yDyAyPyQ,得yP8a所以P(1, 8a)由AD2PQ2,得52(5a)212(11a)2整理,得4a21所以此时P图1 图2 图321教育网考点伸展第(3)题也可以这样解设P(1,n)如图2,当AD时矩形的边时,QPD90,所以,即解得所以P所以Q将Q代入ya(x1)(x3),得所以如图3,当AD为矩形的对角线时,先求得Q
13、(2,3a)由AQD90,得,即解得例5 如图1,已知抛物线C:yx2bxc经过A(3,0)和B(0, 3)两点将这条抛物线的顶点记为M,它的对称轴与x轴的交点记为N(1)求抛物线C的表达式;(2)求点M的坐标;(3)将抛物线C平移到抛物线C,抛物线C的顶点记为M,它的对称轴与x轴的交点记为N如果以点M、N、M、N为顶点的四边形是面积为16的平行四边形,那么应将抛物线C怎样平移?为什么?21世纪教育版权所有图1思路点拨1抛物线在平移的过程中,MN与MN保持平行,当MNMN4时,以点M、N、M、N为顶点的四边形就是平行四边形【来源:21世纪教育网】2平行四边形的面积为16,底边MN4,那么高NN
14、43MN4分两种情况:点M在点N的上方和下方 4NN4分两种情况:点N在点N的右侧和左侧满分解答图2 图3考点伸展本题的抛物线C向右平移m个单位,两条抛物线的交点为D,那么MMD的面积S关于m有怎样的函数关系?2-1-c-n-j-y如图4,MMD是等腰三角形,由M(1,4)、M(1m, 4),可得点D的横坐标为将代入y(x1)24,得所以DH所以S图4例6如图1,已知抛物线yx2bxc经过A(0, 1)、B(4, 3)两点 (1)求抛物线的解析式;(2)求tanABO的值;(3)过点B作BCx轴,垂足为C,在对称轴的左侧且平行于y轴的直线交线段AB于点N,交抛物线于点M,若四边形MNCB为平行
15、四边形,求点M的坐标【出处:21教育名师】图1 思路点拨1第(2)题求ABO的正切值,要构造包含锐角ABO的角直角三角形2第(3)题解方程MNyMyNBC,并且检验x的值是否在对称轴左侧满分解答(1)将A(0, 1)、B(4, 3)分别代入yx2bxc,得 解得,c1所以抛物线的解析式是(2)在RtBOC中,OC4,BC3,所以OB5如图2,过点A作AHOB,垂足为H在RtAOH中,OA1,所以 图2所以, 在RtABH中,图3 图4考点伸展第(3)题如果改为:点M是抛物线上的一个点,直线MN平行于y轴交直线AB于N,如果M、N、B、C为顶点的四边形是平行四边形,求点M的坐标【版权所有:21教
16、育】那么求点M的坐标要考虑两种情况:MNyMyN或MNyNyM由yNyM4xx2,解方程x24x3,得(如图5)所以符合题意的点M有4个:,图5例7将抛物线c1:沿x轴翻折,得到抛物线c2,如图1所示(1)请直接写出抛物线c2的表达式;(2)现将抛物线c1向左平移m个单位长度,平移后得到新抛物线的顶点为M,与x轴的交点从左到右依次为A、B;将抛物线c2向右也平移m个单位长度,平移后得到新抛物线的顶点为N,与x轴的交点从左到右依次为D、E当B、D是线段AE的三等分点时,求m的值;在平移过程中,是否存在以点A、N、E、M为顶点的四边形是矩形的情形?若存在,请求出此时m的值;若不存在,请说明理由ww
17、w.21-cn-图1思路点拨1把A、B、D、E、M、N六个点起始位置的坐标罗列出来,用m的式子把这六个点平移过程中的坐标罗列出来2B、D是线段AE的三等分点,分两种情况讨论,按照AB与AE的大小写出等量关系列关于m的方程3根据矩形的对角线相等列方程满分解答B、D是线段AE的三等分点,存在两种情况:情形一,如图2,B在D的左侧,此时,AE6所以2(1m)6解得m2情形二,如图3,B在D的右侧,此时,AE3所以2(1m)3解得图2 图3 图4考点伸展第(2)题,探求矩形ANEM,也可以用几何说理的方法:在等腰三角形ABM中,因为AB2,AB边上的高为,所以ABM是等边三角形同理DEN是等边三角形当
18、四边形ANEM是矩形时,B、D两点重合因为起始位置时BD2,所以平移的距离m1【变式训练】1.(2017四川省达州市)探究:小明在求同一坐标轴上两点间的距离时发现,对于平面直角坐标系内任意两点P1(x1,y1),P2(x2,y2),可通过构造直角三角形利用图1得到结论:他还利用图2证明了线段P1P2的中点P(x,y)P的坐标公式:,21*cnjy*com(1)请你帮小明写出中点坐标公式的证明过程;运用:(2)已知点M(2,1),N(3,5),则线段MN长度为 ;直接写出以点A(2,2),B(2,0),C(3,1),D为顶点的平行四边形顶点D的坐标: ;拓展:(3)如图3,点P(2,n)在函数(
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