2021年中考数学必考点对点突破的55个特色专题专题53 中考几何动态试题解法(解析版)(免费下载).docx
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1、专题53 中考几何动态试题解法一、动态问题概述数1.就运动类型而言,有函数中的动点问题有图象问题、面积问题、最值问题、和差问题、定值问题和存在性问题等。怎2.就运动对象而言,几何图形中的动点问题有点动、线动、面动三大类。怎样3.就图形变化而言,有轴对称(翻折)、平移、旋转(中心对称、滚动)等。4.动态问题一般分两类,一类是代数综合方面,在坐标系中有动点,动直线,一般是利用多种函数交叉求解。另一类就是几何综合题,在梯形,矩形,三角形中设立动点、线以及整体平移翻转,对考生的综合分析能力进行考察。所以说,动态问题是中考数学当中的重中之重,属于初中数学难点,综合性强,只有完全掌握才能拿高分。二、动点与
2、函数图象问题常见的四种类型1.三角形中的动点问题:动点沿三角形的边运动,根据问题中的常量与变量之间的关系,判断函数图象。2.四边形中的动点问题:动点沿四边形的边运动,根据问题中的常量与变量之间的关系,判断函数图象。、3.圆中的动点问题:动点沿圆周运动,根据问题中的常量与变量之间的关系,判断函数图象。怎样解决好4.直线、双曲线、抛物线中的动点问题:动点沿直线、双曲线、抛物线运动,根据问题中的常量与变量之间的关系,判断函数图象。三、图形运动与函数图象问题常见的三种类型寸1.线段与多边形的运动图形问题:把一条线段沿一定方向运动经过三角形或四边形,根据问题中的常量与变量之间的关系,进行分段,判断函数图
3、象。2.多边形与多边形的运动图形问题:把一个三角形或四边形沿一定方向运动经过另一个多边形,根据问题中的常量与变量之间的关系,进行分段,判断函数图象。怎样解决好中考数3.多边形与圆的运动图形问题:把一个圆沿一定方向运动经过一个三角形或四边形,或把一个三角形或四边形沿一定方向运动经过一个圆,根据问题中的常量与变量之间的关系,进行分段,判断函数图象。四、动点问题常见的四种类型解题思路1.教师范读的是阅读教学中不可缺少的部分,我常采用范读,让幼儿学习、模仿。如领读,我读一句,让幼儿读一句,边读边记;第二通读,我大声读,我大声读,幼儿小声读,边学边仿;第三赏读,我借用录好配朗读磁带,一边放录音,一边幼儿
4、反复倾听,在反复倾听中体验、品味。1.三角形中的动点问题:动点沿三角形的边运动,通过全等或相似,探究构成的新图形与原图形的边或角的关系。2.四边形中的动点问题:动点沿四边形的边运动,通过探究构成的新图形与原图形的全等或相似,得出它们的边或角的关系。3.这个工作可让学生分组负责收集整理,登在小黑板上,每周一换。要求学生抽空抄录并且阅读成诵。其目的在于扩大学生的知识面,引导学生关注社会,热爱生活,所以内容要尽量广泛一些,可以分为人生、价值、理想、学习、成长、责任、友谊、爱心、探索、环保等多方面。如此下去,除假期外,一年便可以积累40多则材料。如果学生的脑海里有了众多的鲜活生动的材料,写起文章来还用
5、乱翻参考书吗?3.圆中的动点问题:动点沿圆周运动,探究构成的新图形的边角等关系。4.直线、双曲线、抛物线中的动点问题:动点沿直线、双曲线、抛物线运动,探究是否存在动点构成的三角形是等腰三角形或与已知图形相似等问题。五、解决动态问题一般步骤(1)用数量来刻画运动过程。因为在不同的运动阶段,同一个量的数学表达方式会发生变化,所以需要分类讨论。有时符合试题要求的情况不止一种,这时也需要分类讨论。(2)画出符合题意的示意图。(3)根据试题的已知条件或者要求列出算式、方程或者数量间的关系式。【例题1】(2020连云港)如图,在平面直角坐标系xOy中,半径为2的O与x轴的正半轴交于点A,点B是O上一动点,
6、点C为弦AB的中点,直线y=34x3与x轴、y轴分别交于点D、E,则CDE面积的最小值为 【答案】2【分析】如图,连接OB,取OA的中点M,连接CM,过点M作MNDE于N首先证明点C的运动轨迹是以M为圆心,1为半径的M,设M交MN于C求出MN,当点C与C重合时,CDE的面积最小【解析】如图,连接OB,取OA的中点M,连接CM,过点M作MNDE于NACCB,AMOM,MC=12OB1,点C的运动轨迹是以M为圆心,1为半径的M,设M交MN于C直线y=34x3与x轴、y轴分别交于点D、E,D(4,0),E(0,3),OD4,OE3,DE=32+42=5,MDNODE,MNDDOE,DNMDOE,MN
7、OE=DMDE,MN3=35,MN=95,当点C与C重合时,CDE的面积最小,最小值=12×5×(95-1)2【对点练习】(2020年浙江台州模拟)如图所示,在ABC中,AB=10,AC=8,BC=6,以边AB的中点O为圆心,作半圆与AC相切,点P,Q分别是边BC和半圆上的动点,连接PQ,则PQ长的最大值与最小值的和是()A6 B2+1 C9 D【答案】C 【解析】如图,设O与AC相切于点E,连接OE,作OP1BC垂足为P1交O于Q1,此时垂线段OP1最短,P1Q1最小值为OP1OQ1,AB=10,AC=8,BC=6,AB2=AC2+BC2,C=90°,OP1B=
8、90°,OP1ACAO=OB,P1C=P1B,OP1=AC=4,P1Q1最小值为OP1OQ1=1,如图,当Q2在AB边上时,P2与B重合时,P2Q2最大值=5+3=8,PQ长的最大值与最小值的和是9【点拨】设O与AC相切于点E,连接OE,作OP1BC垂足为P1交O于Q1,此时垂线段OP1最短,P1Q1最小值为OP1OQ1,求出OP1,如图当Q2在AB边上时,P2与B重合时,P2Q2最大值=5+3=8,由此不难解决问题【例题2】(2020重庆)如图,在RtABC中,BAC90°,ABAC,点D是BC边上一动点,连接AD,把AD绕点A逆时针旋转90°,得到AE,连接C
9、E,DE点F是DE的中点,连接CF(1)求证:CF=22AD;(2)如图2所示,在点D运动的过程中,当BD2CD时,分别延长CF,BA,相交于点G,猜想AG与BC存在的数量关系,并证明你猜想的结论;(3)在点D运动的过程中,在线段AD上存在一点P,使PA+PB+PC的值最小当PA+PB+PC的值取得最小值时,AP的长为m,请直接用含m的式子表示CE的长【答案】见解析。【分析】(1)由“SAS”可证BADCAE,可得ABDACE45°,可求BCE90°,由直角三角形的性质和等腰直角三角形的性质可得结论;(2)过点G作GHBC于H,设CDa,可得BD2a,BC3a,ABAC=3
10、22a,由全等三角形的性质可得BDCE2a,由锐角三角函数可求GH2CH,可求CHa,可求BG的长,即可求AG=22a=22CD=26BC;(3)将BPC绕点B顺时针旋转60°得到BNM,连接PN,可得当点A,点P,点N,点M共线时,PA+PB+PC值最小,由旋转的性质可得BPN是等边三角形,CBM是等边三角形,可得BPNBNP60°,BMCM,由直角三角形的性质可求解证明:(1)ABAC,BAC90°,ABCACB45°,把AD绕点A逆时针旋转90°,得到AE,ADAE,DAE90°BAC,BADCAE,DE=2AD,又ABAC,B
11、ADCAE(SAS),ABDACE45°,BCEBCA+ACE90°,点F是DE的中点,CF=12DE=22AD;(2)AG=26BC,理由如下:如图2,过点G作GHBC于H,BD2CD,设CDa,则BD2a,BC3a,BAC90°,ABAC,ABAC=BC2=322a,由(1)可知:BADCAE,BDCE2a,CFDF,FDCFCD,tanFDCtanFCD,CECD=GHCH=2,GH2CH,GHBC,ABC45°,ABCBGH45°,BHGH,BG=2BHBH+CHBC3a,CHa,BHGH2a,BG22a,AGBGAB=22a=22CD
12、=26BC;(3)如图31,将BPC绕点B顺时针旋转60°得到BNM,连接PN,BPBN,PCNM,PBN60°,BPN是等边三角形,BPPN,PA+PB+PCAP+PN+MN,当点A,点P,点N,点M共线时,PA+PB+PC值最小,此时,如图32,连接MC,将BPC绕点B顺时针旋转60°得到BNM,BPBN,BCBM,PBN60°CBM,BPN是等边三角形,CBM是等边三角形,BPNBNP60°,BMCM,BMCM,ABAC,AM垂直平分BC,ADBC,BPD60°,BD=3PD,ABAC,BAC90°,ADBC,ADBD
13、,3PDPD+AP,PD=3+12m,BD=3PD=3+32m,由(1)可知:CEBD=3+32m【对点练习】如图,在菱形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,AB4,DAB120°,动点P从点A出发,以每秒2个单位的速度沿AC向终点C运动过P作PEAB交AB于点E,作PFAD交AD于点F,设四边形AEPF与ABD的重叠部分的面积为S,点P的运动时间为t(1)用含t的代数式表示线段BE的长;(2)当点P与点O重合时,求t的值;(3)求S与t之间的函数关系式;(4)在点P出发的同时,有一点Q从点C出发,以每秒6个单位的速度沿折线CDAB运动,设点Q关于AC的对称点是Q',直接
14、写出PQ'与菱形ABCD的边垂直时t的值【答案】见解析。【解析】(1)如图1中,四边形ABCD是菱形,ABBCCDAD,CADCABDAB60°,ADC,ABC都是等边三角形,PEAB,PA2t,PEA90°,APE30°,AEPAt,BEABAE4t(2)当点P与点O重合时,PAOA22t,t1时,点P与点O重合(3)当0t1时,如图1中,重叠部分是四边形PEAF,S2××t×tt2当1t2时,如图2中,重叠部分是五边形AEMNF,SS四边形PEAFSPMNt2()2t2+t(4)如图41中,当PQBC时,易知PC2CQ,可
15、得42t2×6t,解得t如图42中,当点Q与点F重合时,PQAB,则有:6t+t8,t如图43中,当点Q与点E重合时,PQAD,则有:6t8+t,t,综上所述,满足条件的t的值为s或s或s【点拨】本题是几何图形中的动点综合题问题,可以用一下思路解决:(1)解直角三角形求出AE即可解决问题(2)根据PAOA,构建方程即可解决问题(3)分两种情形分别画出图形解决问题即可(4)分三种情形:如图41中,当PQBC时如图42中,当点Q与点F重合时如图43中,当点Q与点E重合时,分别求解即可【例题3】(2020苏州)如图,已知MON90°,OT是MON的平分线,A是射线OM上一点,OA
16、8cm动点P从点A出发,以1cm/s的速度沿AO水平向左作匀速运动,与此同时,动点Q从点O出发,也以1cm/s的速度沿ON竖直向上作匀速运动连接PQ,交OT于点B经过O、P、Q三点作圆,交OT于点C,连接PC、QC设运动时间为t(s),其中0t8(1)求OP+OQ的值;(2)是否存在实数t,使得线段OB的长度最大?若存在,求出t的值;若不存在,说明理由(3)求四边形OPCQ的面积【答案】见解析。【分析】(1)由题意得出OP8t,OQt,则可得出答案;(2)如图,过点B作BDOP,垂足为D,则BDOQ设线段BD的长为x,则BDODx,OB=2BD=2x,PD8tx,得出PDOP=BDOQ,则8-
17、t-x8-t=xt,解出x=8t-t28由二次函数的性质可得出答案;(3)证明PCQ是等腰直角三角形则SPCQ=12PCQC=12×22PQ22PQ=14PQ2在RtPOQ中,PQ2OP2+OQ2(8t)2+t2由四边形OPCQ的面积SSPOQ+SPCQ可得出答案【解析】(1)由题意可得,OP8t,OQt,OP+OQ8t+t8(cm)(2)当t4时,线段OB的长度最大如图,过点B作BDOP,垂足为D,则BDOQOT平分MON,BODOBD45°,BDOD,OB=2BD设线段BD的长为x,则BDODx,OB=2BD=2x,PD8tx,BDOQ,PDOP=BDOQ,8-t-x8
18、-t=xt,x=8t-t28OB=28t-t28=-28(t-4)2+22当t4时,线段OB的长度最大,最大为22cm(3)POQ90°,PQ是圆的直径PCQ90°PQCPOC45°,PCQ是等腰直角三角形SPCQ=12PCQC=12×22PQ22PQ=14PQ2在RtPOQ中,PQ2OP2+OQ2(8t)2+t2四边形OPCQ的面积SSPOQ+SPCQ=12OPOQ+14PQ2,=12t(8-t)+14(8-t)2+t2,4t-12t2+12t2+164t16四边形OPCQ的面积为16cm2【对点练习】(2019山东潍坊)如图,直线yx+1与抛物线yx
19、24x+5交于A,B两点,点P是y轴上的一个动点,当PAB的周长最小时,SPAB 【答案】【解析】本题考查二次函数的性质、一次函数的性质、轴对称最短路径问题,解答本题的关键是明确题意,利用数形结合的思想解答根据轴对称,可以求得使得PAB的周长最小时点P的坐标,然后求出点P到直线AB的距离和AB的长度,即可求得PAB的面积,本题得以解决,解得,或,点A的坐标为(1,2),点B的坐标为(4,5),AB3,作点A关于y轴的对称点A,连接AB与y轴的交于P,则此时PAB的周长最小,点A的坐标为(1,2),点B的坐标为(4,5),设直线AB的函数解析式为ykx+b,得,直线AB的函数解析式为yx+,当x
20、0时,y,即点P的坐标为(0,),将x0代入直线yx+1中,得y1,直线yx+1与y轴的夹角是45°,点P到直线AB的距离是:(1)×sin45°,PAB的面积是:,【点拨】本题考查二次函数的性质、一次函数的性质、轴对称最短路径问题,解答本题的关键是明确题意,利用数形结合的思想解答一、选择题1(2019海南)如图,在RtABC中,C90°,AB5,BC4点P是边AC上一动点,过点P作PQAB交BC于点Q,D为线段PQ的中点,当BD平分ABC时,AP的长度为()ABCD【答案】B【解析】根据勾股定理求出AC,根据角平分线的定义、平行线的性质得到QBDBDQ
21、,得到QBQD,根据相似三角形的性质列出比例式,计算即可解:C90°,AB5,BC4,AC3,PQAB,ABDBDQ,又ABDQBD,QBDBDQ,QBQD,QP2QB,PQAB,CPQCAB,即,解得,CP,APCACP2.(2019四川省达州市)如图,边长都为4的正方形ABCD和正三角形EFG如图放置,AB与EF在一条直线上,点A与点F重合现将EFG沿AB方向以每秒1个单位的速度匀速运动,当点F与B重合时停止在这个运动过程中,正方形ABCD和EFG重叠部分的面积S与运动时间t的函数图象大致是()ABCD【答案】C【解析】根据题意和函数图象可以写出各段对应的函数解析式,从而可以判断
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