2020年九年级数学中考三轮压轴专题培优卷:《四边形综合》.doc
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1、三轮压轴专题培优卷:四边形综合1如图1,在平面直角坐标系中,四边形OABC各顶点的坐标分别为O(0,0),A(3,3)、B(9,5),C(14,0),动点P与Q同时从O点出发,运动时间为t秒,点P沿OC方向以1单位长度/秒的速度向点C运动,点Q沿折线OAABBC运动,在OA、AB、BC上运动的速度分别为3,(单位长度/秒),当P、Q中的一点到达C点时,两点同时停止运动(1)求AB所在直线的函数表达式;(2)如图2,当点Q在AB上运动时,求CPQ的面积S关于t的函数表达式及S的最大值;(3)在P、Q的运动过程中,若线段PQ的垂直平分线经过四边形OABC的顶点,求相应的t值解:(1)设AB所在直线
2、的函数表达式为ykx+b,把A(3,3)、B(9,5)代入得:,解得:,AB所在直线的函数表达式为yx+2;(2)如图1,由题意得:OPt,则PC14t,过A作ADx轴于D,过B作BFx轴于F,过Q作QHx轴于H,过A作AEBF于E,交QH于G,A(3,3),OD3,AD3,由勾股定理得:OA6,B(9,5),AE936,BE532,RtAEB中,AB4,tanBAE,BAE30,点Q过OA的时间:t2(秒),AQ(t2),QGAQ,QH+3t+2,在PQC中,PC14t,PC边上的高为t+2,t4(秒),S(14t)(t+2)+t+14(2t6),当t5时,S有最大值为;(3)当0t2时,线
3、段PQ的中垂线经过点C(如图2),过Q作QGx轴于G,由题意得:OQ3t,OPt,AOG60,OQG30,OGt,CG14t,sin60,QG3tt,在RtQGC中,由勾股定理得:QG2+CG2QC2PC2,可得方程()2+(14t)2(14t)2,解得:t1,t20(舍),此时t,当2t6时,线段PQ的中垂线经过点A(如图3),AQAP,过A作AGx轴于G,由题意得:OPt,AQ(t2),则PGt3,AP(t2),在RtAGP中,由勾股定理得:AP2AG2+PG2,可得方程:(3)2+(t3)2(t2)2,解得:t1,t2(舍去),此时t;当PQ的垂直平分线经过点C时,如图31中,易知QCP
4、C14t,QGt+2,CG14t,在RtQCG中,(14t)2(t2)2+(14t)2,整理得t24t+60,0,无解此种情形不存在当6t10时,i)线段PQ的中垂线经过点C(如图4),PCCQ,由(2)知:OA6,AB4,BC10,t+6,BQ(t6),CQBCBQ10(t6)25t,可得方程为:14t25t,解得:t;ii)线段PQ的中垂线经过点B(如图5),BPBQ,过B作BGx轴于G,则BG5,PGt9,BQ(t6),由勾股定理得:BP2BG2+PG2,可得方程为:(5)2+(t9)2(t6)2,解得:t1,t2(舍去),此时t,综上所述,t的值为或或或2正方形ABCD的边长为3,点E
5、,F分别在射线DC,DA上运动,且DEDF连接BF,作EHBF所在直线于点H,连接CH(1)如图1,若点E是DC的中点,CH与AB之间的数量关系是CHAB;(2)如图2,当点E在DC边上且不是DC的中点时,(1)中的结论是否成立?若成立给出证明;若不成立,说明理由;(3)如图3,当点E,F分别在射线DC,DA上运动时,连接DH,过点D作直线DH的垂线,交直线BF于点K,连接CK,请直接写出线段CK长的最大值解:(1)如图1,连接BE,在正方形ABCD中,ABBCCDAD,ABCDABC90,点E是DC的中点,DEDF,点F是AD的中点,AFCE,在ABF和CBE中,ABFCBE,12,EHBF
6、,BCE90,C、H两点都在以BE为直径的圆上,32,13,3+490,1+HBC90,4HBC,CHBC,又ABBC,CHAB故答案为:CHAB(2)当点E在DC边上且不是DC的中点时,(1)中的结论CHAB仍然成立如图2,连接BE,在正方形ABCD中,ABBCCDAD,ABCDABC90,ADCD,DEDF,AFCE,在ABF和CBE中,ABFCBE,12,EHBF,BCE90,C、H两点都在以BE为直径的圆上,32,13,3+490,1+HBC90,4HBC,CHBC,又ABBC,CHAB(3)如图3,CKAC+AK,当C、A、K三点共线时,CK的长最大,KDF+ADH90,HDE+AD
7、H90,KDFHDE,DEH+DFH360ADCEHF3609090180,DFK+DFH180,DFKDEH,在DFK和DEH中,DFKDEH,DKDH,在DAK和DCH中,DAKDCH,AKCH又CHAB,AKCHAB,AB3,AK3,AC3,CKAC+AKAC+AB,即线段CK长的最大值是3定义:有两个相邻内角互余的四边形称为邻余四边形,这两个角的夹边称为邻余线(1)如图1,在ABC中,ABAC,AD是ABC的角平分线,E,F分别是BD,AD上的点求证:四边形ABEF是邻余四边形(2)如图2,在54的方格纸中,A,B在格点上,请画出一个符合条件的邻余四边形ABEF,使AB是邻余线,E,F
8、在格点上(3)如图3,在(1)的条件下,取EF中点M,连结DM并延长交AB于点Q,延长EF交AC于点N若N为AC的中点,DE2BE,QB3,求邻余线AB的长解:(1)ABAC,AD是ABC的角平分线,ADBC,ADB90,DAB+DBA90,FAB与EBA互余,四边形ABEF是邻余四边形;(2)如图所示(答案不唯一),四边形AFEB为所求;(3)ABAC,AD是ABC的角平分线,BDCD,DE2BE,BDCD3BE,CECD+DE5BE,EDF90,点M是EF的中点,DMME,MDEMED,ABAC,BC,DBQECN,QB3,NC5,ANCN,AC2CN10,ABAC104如图,线段AB8,
9、射线BGAB,P为射线BG上一点,以AP为边作正方形APCD,且点C、D与点B在AP两侧,在线段DP上取一点E,使EAPBAP,直线CE与线段AB相交于点F(点F与点A、B不重合)(1)求证:AEPCEP;(2)判断CF与AB的位置关系,并说明理由;(3)求AEF的周长解:(1)证明:四边形APCD正方形,DP平分APC,PCPA,APDCPD45,AEPCEP(SAS);(2)CFAB,理由如下:AEPCEP,EAPECP,EAPBAP,BAPFCP,FCP+CMP90,AMFCMP,AMF+PAB90,AFM90,CFAB;(3)过点 C 作CNPBCFAB,BGAB,FCBN,CPNPC
10、FEAPPAB,又APCP,PCNAPB(AAS),CNPBBF,PNAB,AEPCEP,AECE,AE+EF+AFCE+EF+AFBN+AFPN+PB+AFAB+CN+AFAB+BF+AF2AB165已知:正方形ABCD,等腰直角三角形的直角顶点落在正方形的顶点D处,使三角板绕点D旋转(1)当三角板旋转到图1的位置时,猜想CE与AF的数量关系,并加以证明;(2)在(1)的条件下,若DE1,AE,CE3,求AED的度数;(3)若BC4,点M是边AB的中点,连结DM,DM与AC交于点O,当三角板的一边DF与边DM重合时(如图2),若OF,求CN的长解:(1)CEAF;证明:在正方形ABCD,等腰
11、直角三角形CEF中,FDDE,CDCA,ADCEDF90ADFCDE,ADFCDE,CEAF,(2)DE1,AE,CE3,EF,AE2+EF2AF2AEF为直角三角形,AEF90AEDAEF+DEF90+45135;(3)M是AB中点,MAABAD,ABCD,在RtDAM中,DM2,DO,OF,DF,DFNDCO45,FDNCDO,DFNDCO,DN,CNCDDN46如图,在平面直角坐标系中,四边形ABCD是平行四边形,AD6,若OA、OB的长是关于x的一元二次方程x27x+120的两个根,且OAOB(1)求OA、OB的长(2)若点E为x轴上的点,且SAOE,试判断AOE与AOD是否相似?并说
12、明理由(3)在直线AB上是否存在点F,使以A、C、F为顶点的三角形是等腰三角形?如果存在,请直接写出点F的坐标解:(1)x27x+120,因式分解得,(x3)(x4)0,由此得,x30,x40,所以,x13,x24,OAOB,OA4,OB3;(2)SAOE4OE,解得OE,又AEOOAD90,AOEAOD;(3)四边形ABCD是平行四边形,AD6,BCAD6,OB3,OC633,由勾股定理得,AC5,易求直线AB的解析式为yx+4,设点F的坐标为(a,a+4),则AF2a2+(a+44)2a2,CF2(a3)2+(a+4)2a2+a+25,若AFAC,则a225,解得a3,a3时,a+43+4
13、8,a3时,a+4(3)+40,所以,点F的坐标为(3,8)或(3,0);若CFAC,则a2+a+2525,整理得,25a2+42a0,解得a0(舍去),a,a+4()+4,所以,点F的坐标为(,),若AFCF,则a2a2+a+25,解得a,a+4()+4,所以,点F的坐标为(,),综上所述,点F的坐标为(3,8)或(3,0)或(,)或(,)时,以A、C、F为顶点的三角形是等腰三角形7如图,在矩形ABCD中,点P从AB边的中点E出发,沿着EBC匀速运动,速度为每秒2个单位长度,到达点C后停止运动,点Q是AD上的点,AQ10,设APQ的面积为y,点P运动的时间为t秒,y与t的函数关系如图所示(1
14、)图中AB8,BC18,图中m20;(2)当t1秒时,试判断以PQ为直径的圆是否与BC边相切?请说明理由;(3)点P在运动过程中,将矩形沿PQ所在直线折叠,则t为何值时,折叠后顶点A的对应点A落在矩形的一边上解:(1)点P从AB边的中点E出发,速度为每秒2个单位长度,AB2BE,由图象得:t2时,BE224,AB2BE8,AEBE4,t11时,2t22,BC22418,当t0时,点P在E处,mAEQ的面积AQAE10420;故答案为:8,18,20;(2)当t1秒时,以PQ为直径的圆不与BC边相切,理由如下:当t1时,PE2,APAE+PE4+26,四边形ABCD是矩形,A90,PQ2,设以P
15、Q为直径的圆的圆心为O,作ONBC于N,延长NO交AD于M,如图1所示:则MNAB8,OMAB,MNAB8,O为PQ的中点,OM是APQ的中位线,OMAP3,ONMNOM5,以PQ为直径的圆不与BC边相切;(3)分三种情况:当点P在AB边上,A落在BC边上时,作QFBC于F,如图2所示:则QFAB8,BFAQ10,四边形ABCD是矩形,ABBCDD90,CDAB8,ADBC18,由折叠的性质得:PAPA,AQAQ10,PAQA90,AF6,ABBFAF4,在RtABP中,BP42t,PAAP8(42t)4+2t,由勾股定理得:42+(42t)2(4+2t)2,解得:t;当点P在BC边上,A落在
16、BC边上时,连接AA,如图3所示:由折叠的性质得:APAP,APQAPQ,ADBC,AQPAPQ,APQAQP,APAQAP10,在RtABP中,由勾股定理得:BP6,又BP2t4,2t46,解得:t5;当点P在BC边上,A落在CD边上时,连接AP、AP,如图4所示:由折叠的性质得:APAP,AQAQ10,在RtDQA中,DQADAQ8,由勾股定理得:DA6,ACCDDA2,在RtABP和RtAPC中,BP2t4,CPBCBP18(2t4)222t,由勾股定理得:AP282+(2t4)2,AP222+(222t)2,82+(2t4)222+(222t)2,解得:t;综上所述,t为或5或时,折叠
17、后顶点A的对应点A落在矩形的一边上8已知:如图,矩形ABCD中,AB4,AD6,点P是AD的中点,点F是AB上的动点,PEPF交BC所在直线于点E,连接EF(1)EF的最小值是为5;(2)点F从A点向B点运动的过程中,PFE的大小是否改变?请说明理由;(3)如图延长FP交CD延长线于点M,连接EM、Q点是EM的中点当AF1时,求PQ的长;请直接写出点F从A点运动到B点时,Q点经过的路径长为解:(1)当PF和PE最短时,EF有最小值,此时点F与A重合,如图1所示:则四边形PABE是矩形,PEAB4,四边形ABCD是矩形,BCAD6,CDAB4,AADC90,点P是AD的中点,PA3,即PF3,由
18、勾股定理得:EF5,即EF的最小值为5;故答案为:5;(2)PFE的大小不改变,理由如下:作EGAD于G,如图2所示:则EGCD4,PEPF,EPF90,APF+GPE90,APF+AFP90,AFPGPE,又AEPF90,APFGEP,tanPFE,PFE的大小不改变;(3)如图,ADC90,PDM90,在APF和DPM中,APFDPM(ASA),AFDM1,PFFM,CM4+15,PEPF,PE垂直平分FM,EFEM,设CEx,则BE6x,由勾股定理得:EF2bf2+BE232+(6x)2,EM2CE2+CM2x2+52,32+(6x)2x2+52解得:x,CE,EM,EPF90,Q点是E
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