2022年中考数学重难点专题讲座第七讲坐标系中的几何问题 .pdf
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1、中考数学重难点专题讲座第七讲坐标系中的几何问题【前言】前面六讲我们研究了几何综合题及代数综合题的各种方面,相信很多同学都已经掌握了。但是中考中, 最难的问题往往都是几何和代数混杂在一起的,一方面涉及函数,坐标系,计算量很大, 另一方面也有各种几何图形的性质体现。所以往往这类问题都会在最后两道题出现, 而且基本都是以多个小问构成。此类问题也是失分最高的,往往起到拉开分数档次的关键作用。 作为想在中考数学当中拿高分甚至满分的同学,这类问题一定要重视。此后的两讲我们分别从坐标系中的几何以及动态几何中的函数两个角度出发,去彻底攻克此类问题。第一部分真题精讲【例 1】2010,石景山,一模已知:如图1,
2、等边ABC的边长为2 3,一边在 x 轴上且13 0A,AC交y轴于点E,过点E作EFAB交BC于点F(1)直接写出点BC、的坐标;(2)若直线10ykxk将四边形EABF的面积两等分,求k的值;(3)如图 2,过点ABC、 、的抛物线与y轴交于点D,M为线段OB上的一个动点,过x轴上一点2,0G作DM的垂线,垂足为H,直线GH交y轴于点N,当M点在线段OB上运动时,现给出两个结论:GNMCDMMGNDCM,其中有且只有一个结论是正确的,请你判断哪个结论正确,并证明1-1图2图 1DxyABCOOFECBAyx精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - -
3、- -第 1 页,共 22 页【思路分析】很多同学一看到这种题干又长条件又多又复杂的代几综合压轴题就觉得头皮发麻, 稍微看看不太会做就失去了攻克它的信心。在这种时候要慢慢将题目拆解,条分缕析提出每一个条件,然后一步一步来。第一问不难,C 点纵坐标直接用tg60来算,七分中的两分就到手了。第二问看似较难,但是实际上考生需要知道“过四边形对角线交点的任意直线都将四边形面积平分”这一定理就轻松解决了,这个定理的证明不难,有兴趣同学可以自己证一下加深印象。由于EFAB 还是一个等腰梯形,所以对角线交点非常好算,四分到手。 最后三分收起来有点麻烦,不过稍微认真点画图,不难猜出式成立。抛物线倒是好求,因为
4、要证的是角度相等,所以大家应该想到全等或者相似三角形,过D 做一条垂线就发现图中有多个全等关系,下面就忘记抛物线吧,单独将三角形拆出来当成一个纯粹的几何题去证明就很简单了。至此,一道看起来很难的压轴大题的7 分就成功落入囊中了。【解析】解:(1)13 0B,;1 3C, (2)过点C作CPAB于P,交EF于点 Q ,取 PQ 的中点RABC是等边三角形,13 0A,60EAO在Rt EOA中,90EOAtan6013333EOAO0,33EEFAB交BC于F,1 3C,3312R, (就是四边形对角线的中点,横坐标自然和C 一样,纵坐标就是E的纵坐标的一半)直线1ykx将四边形EABF的面积两
5、等分直线1ykx必过点3312R,3312k,532k精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 22 页-1RQFECBAOxy(3)正确结论: GNMCDM证明:可求得过ABC、 、的抛物线解析式为222yxx0 2D,2 0G,OGOD由题意90GONDOM又GNODNHNGOMDONGOMDOGNODMO,OMON45ONMNMO过点D作DTCP于T1DTCT45CDTDCT由题意可知DTABTDMDMO454545TDMDMOGNOTDMCDTGNOONM即:GNMCDM (这一问点多图杂,不行就直接另起一个没有抛物线干扰
6、的图)精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 22 页GPNMHTDCBAOxy【例 2】2010,怀柔,一模如图 ,在平面直角坐标系xoy 中,抛物线21410189yxx与正半轴交于点A,与轴交于点 B,过点 B 作 x 轴的平行线BC,交抛物线于点C,连结 AC现有两动点P、Q 分别从O、C 两点同时出发 ,点 P以每秒 4 个单位的速度沿OA 向终点 A 移动 ,点 Q 以每秒 1 个单位的速度沿 CB 向点 B 移动 ,点 P停止运动时 ,点 Q 也同时停止运动,线段 OC,PQ 相交于点 D,过点 D 作 DEOA,
7、 交 CA 于点 E,射线 QE 交 x 轴于点 F设动点 P,Q 移动的时间为t(单位 :秒) (1)求 A,B,C 三点的坐标 ; (2)当 t 为何值时 ,四边形 PQCA 为平行四边形?请写出计算过程 ; (3)当 0t92时,PQF 的面积是否总为定值?若是 ,求出此定值 ,若不是 ,请说明理由 ; (4)当 t _时,PQF 为等腰三角形? 【思路分析】近年来这种问动点运动到何处时图像变成特殊图形的题目非常流行,所以大家需要对各种特殊图形的判定性质非常熟悉。本题一样一步步拆开来做,第一问送分,给出的抛物线表达式很好因式分解。注意平行于X 轴的直线交抛物线的两个点一定是关于对称轴对称
8、的。第二问就在于当四边形PQCA 为平行四边形的时候题中已知条件有何关系。在运动中, QC 和 PA 始终是平行的,根据平行四边形的判定性质,只要QC=PA 时候即可。第三问求 PQF 是否为定值,因为三角形的一条高就是Q 到 X 轴的距离,而运动中这个距精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 22 页离是固定的,所以只需看PF 是否为定值即可。根据相似三角形建立比例关系发现OP=AF ,得解。第四问因为已经知道PF 为一个定值,所以只需PQ=PF=18 即可, P 点( 4t,0)Q (8-t,-10),F(18+4t,0)
9、两点间距离公式分类讨论即可.本道题是09 年黄冈原题 ,第四问原本是作为解答题来出的本来是3 分,但是本题作为1 分的填空 ,考生只要大概猜出应该是FP=FQ 就可以。实际考试中如果碰到这么麻烦的,如果没时间的话笔者个人建议放弃这一分去检查其他的.毕竟得到这一分的时间都可以把选择填空仔细过一遍了. 【解析】解:(1) 21(8180)18yxx,令0y得281800 xx,18100 xx18x或10 x(18,0)A;在21410189yxx中,令0 x得10y即(0,10)B;由于 BCOA ,故点 C 的纵坐标为 10,由2141010189xx得8x或0 x即(8,10)C于是,(18
10、,0),(0,10),(8, 10)ABC(2)若四边形PQCA 为平行四边形,由于QC PA.故只要 QC=PA 即可184 ,PAt CQt184tt得185t(3)设点 P 运动t秒,则4 ,OPt CQt,04.5t,说明 P 在线段OA 上,且不与点 O、A 重合,由于 QCOP 知 QDC PDO,故144QDQCtDPOPt4AFtOP18PFPAAFPAOP又点 Q 到直线 PF的距离10d1118 109022PQFSPF d PQF 的面积总为90 (4)由上知,(4 ,0),(184 ,0),(8, 10)PtFtQt,04.5t。构造直角三角形后精选学习资料 - - -
11、 - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 22 页易得2222(48)10(58)100PQttt,2222(1848)10(510)100FOttt若 FP=PQ,即2218(58)100t,故225(2)224t,226.5t2244 142255t4 1425t若 QP=QF,即22(58)100(510)100tt,无04.5t 的t满足条件;12若PQ=PF,即22(58)10018t,得2(58)224t,84 144.55t或84 1405t都不满足04.5t ,故无04.5t 的t满足方程;综上所述:当4 1425t时, PQR 是等腰三
12、角形。【例 3】2010,延庆 ,一模如图,已知抛物线1C:522xay的顶点为P,与x 轴相交于A、B两点(点A在点B的左边),点B的横坐标是1(1)求P点坐标及 a 的值;(2)如图( 1),抛物线2C与抛物线1C关于x 轴对称,将抛物线2C向右平移,平移后的抛物线记为3C,3C的顶点为M,当点P、M关于点B成中心对称时, 求3C的解析式;(3)如图(2),点 Q 是x轴正半轴上一点,将抛物线1C绕点Q 旋转180后得到抛物线4C抛物线4C的顶点为N,与x轴相交于E、F两点(点E在点F的左边) ,当以点P、N、F为顶点的三角形是直角三角形时,求点Q 的坐标精选学习资料 - - - - -
13、- - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 22 页【思路分析】出题人比较仁慈,上来就直接给出抛物线顶点式,再将B(1,0)代入,第一问轻松拿分。第二问直接求出M 坐标,然后设顶点式,继续代入点B 即可。第三问则需要设出N,然后分别将NP,PF,NF 三个线段的距离表示出来,然后切记分情况讨论直角的可能性。计算量比较大,务必细心。【解析】解:由抛物线1C:225ya x得顶点P的为 ( 25),点(10),B在抛物线1C上20125a解得,59a连接PM,作PHx轴于H,作MGx轴于G点P、M关于点B成中心对称PM过点B,且PBMBPBHMBG5MGPH,3BGBH
14、顶点M的坐标为 (45),(标准答案如此,其实没这么麻烦,点M 到 B 的横纵坐标之差都等于B 到 P 的,直接可以得出(4,5)抛物线2C由1C关于x 轴对称得到,抛物线3C由2C平移得到y x A O B P N 图 2 C1 C4 Q E F y x A O B P M 图 1 C1 C2 C3 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 22 页抛物线3C的表达式为25459yx抛物线4C由1C绕点x轴上的点 Q 旋转180得到顶点N、P关于点 Q 成中心对称由得点N的纵坐标为5设点N坐标为 (5),m作PHx轴于H,作NG
15、x轴于G作PKNG于K旋转中心Q 在x轴上26EFABBH3FG,点F坐标为 (30),mH坐标为(20),K坐标为 (5),m,根据勾股定理得22224104PNNKPKmm22221050PFPHHFmm2225334NF当90PNF时,222PNNFPF,解得443m,Q 点坐标为19(0)3,当90PFN时,222PFNFPN ,解得103m,Q 点坐标为2(0)3,10PNNKNF,90NPF 综上所得,当Q 点坐标为19(0)3,或2(0)3,时,以点P、N、F为顶点的三角形是直角三角形【例 4】2010,房山,一模如图,在平面直角坐标系xOy 中,直线l1:36 3yx交x轴、y
16、轴于A、B两点,点,Mm n是线段AB上一动点,点C是线段OA的三等分点(1)求点C的坐标;(2)连接CM,将ACM绕点M旋转180,得到A C M当12BMAM时,连结A C、AC,若过原点O的直线2l将四边形A CAC分成面y x A O B P N 图(2) C1 C4 Q E F H G K 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 22 页积相等的两个四边形,确定此直线的解析式;过点A作A Hx轴于H,当点M的坐标为何值时,由点A、H、C、M构成的四边形为梯形?OMBA【思路分析】本题计算方面不是很繁琐,但是对图形的构造
17、能力提出了要求,也是一道比较典型的动点移动导致特殊图形出现的题目。第一问自不必说, 第二问第一小问和前面例题是一样的, 也是要把握过四边形对角线交点的直线一定平分该四边形面积这一定理。求出交点就意味着知道了直线.第二小问较为麻烦,因为 C 点有两种可能 ,H 在 C 点的左右又是两种可能 ,所以需要分类讨论去求解.只要利用好梯形两底平行这一性质就可以了. 【解析】(1)根据题意:6, 0A,0, 6 3BC是线段OA的三等分点2, 0C或4, 0C-2分(2)如图,过点M作 MNy 轴于点N,则BMNBAO12BMAM 13BMBA精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结
18、 - - - - - - -第 9 页,共 22 页13BNBO0, 43N点M在直线36 3yx上2, 43M- A C M是由ACM绕点M旋转180得到的A CAC无论是1C、2C点,四边形A CAC是平行四边形且M为对称中心所求的直线2l必过点2, 4 3M直线2l的解析式为 :2 3yxxyC2C2C1NC1AOMBA 当12, 0C时,第一种情况:H在C点左侧若四边形1A HC M是梯形A M与1HC不平行A H1MC精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 22 页此时2, 4 3M第二种情况:H在C点右侧若四边形1
19、A C HM是梯形A M与1C H不平行1A CHMM是线段AA的中点H是线段1AC的中点4, 0H由6OA,6 3OB60OAB点M的横坐标为55,3M当24, 0C时,同理可得第一种情况:H在2C点左侧时,4, 2 3M- 第二种情况:H在2C点右侧时,113,22M- 综上所述, 所求 M 点的坐标为:2, 43M,5,3M,4, 2 3M或113,22M精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 22 页xyC2C2C1NC1AOMBA【例 5】通州, 2010,一模在平面直角坐标系中,抛物线223yxx与 x 轴交于 A
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