决胜2020年中考数学压轴题全揭秘精品专题15动点综合问题(解析版)(免费下载).doc
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1、决胜2020中考数学压轴题全揭秘精品专题15 动点综合问题【典例分析】【考点1】动点之全等三角形问题【例1】如图,直线与轴和轴分别交于两点,另一条直线过点和点. (1)求直线的函数表达式; (2)求证: ; (3)若点是直线上的一个动点,点是轴上的一个动点,且以为顶点的三角形与全等,求点的坐标.【答案】(1) ;(2) ; (3) 点的坐标为或或或【解析】(1)在y=-x+4中,令y=0,则0=-x+4,求得A(3,0),设直线AC对应的函数关系式为y=kx+b,解方程组即可得到结论;(2)在直线ABy=-x+4中,得到k1=-,在直线ACyx中,得到k2=,由于k1k2=-1,即可得到结论;
2、(3)根据勾股定理得到AB=5,当AQP=90°时,如图1,由全等三角形的性质得到AQ=OB=4,于是得到Q1(7,0),Q2(-1,0),当APQ=90°时,如图2,根据全等三角形的性质得到AQ=AB=5,于是得到Q3(8,0),Q4(-2,0),当PAQ=90°时,这种情况不存在【详解】(1)在y=-x+4中,令y=0,则0=-x+4,x=3,A(3,0),设直线AC对应的函数关系式为y=kx+b,则:,解得: ,直线AC对应的函数关系式为yx-.(2) 在直线ABy=-x+4中,k1=-,在直线ACyx中,k2=,k1k2=-1,ABAC;(3)在y=-x+
3、4中,令x=0,则y=4,OA=3,OB=4,由勾股定理得AB=5,当AQP=90°时,如图1,AOBAQP,AQ=OB=4,Q1(7,0),Q2(-1,0),当APQ=90°时,如图2,AOBAQP,AQ=AB=5,Q3(8,0),Q4(-2,0)当PAQ=90°时,这种情况不存在,综上所述:点Q的坐标为:(7,0)(8,0)(-1,0)(-2,0)【点睛】考查了一次函数综合题,待定系数法求函数的解析式,勾股定理的应用和全等三角形的性质等知识,分类讨论是解题关键,以防遗漏【变式1-1】)如图,CABC,垂足为C,AC=2Cm,BC=6cm,射线BMBQ,垂足为B
4、,动点P从C点出发以1cm/s的速度沿射线CQ运动,点N为射线BM上一动点,满足PN=AB,随着P点运动而运动,当点P运动_秒时,BCA与点P、N、B为顶点的三角形全等.(2个全等三角形不重合)【答案】0;4;8;12【解析】此题要分两种情况:当P在线段BC上时,当P在BQ上,再分别分两种情况ACBP或ACBN进行计算即可【详解】解:当P在线段BC上,ACBP时,ACBPBN,AC2,BP2,CP624,点P的运动时间为4÷14(秒);当P在线段BC上,ACBN时,ACBNBP,这时BCPN6,CP0,因此时间为0秒;当P在BQ上,ACBP时,ACBPBN,AC2,BP2,CP268
5、,点P的运动时间为8÷18(秒);当P在BQ上,ACNB时,ACBNBP,BC6,BP6,CP6612,点P的运动时间为12÷112(秒),故答案为:0或4或8或12【点睛】本题考查三角形全等的判定方法,判定两个三角形全等时必须有边的参与,若有两边一角对应相等时,角必须是两边的夹角【考点2】动点之直角三角形问题【例2】(模型建立)(1)如图1,等腰直角三角形中,直线经过点,过作于点,过作于点.求证:;(模型应用)(2)已知直线:与坐标轴交于点、,将直线绕点逆时针旋转至直线,如图2,求直线的函数表达式;(3)如图3,长方形,为坐标原点,点的坐标为,点、分别在坐标轴上,点是线段
6、上的动点,点是直线上的动点且在第四象限.若是以点为直角顶点的等腰直角三角形,请直接写出点的坐标.【答案】(1)见解析;(2)y7x21;(3)D(4,2)或(,).【解析】(1)根据ABC为等腰直角三角形,ADED,BEED,可判定;(2)过点B作BCAB,交l2于C,过C作CDy轴于D,根据CBDBAO,得出BDAO3,CDOB4,求得C(4,7),最后运用待定系数法求直线l2的函数表达式;(3)根据APD是以点D为直角顶点的等腰直角三角形,当点D是直线y2x6上的动点且在第四象限时,分两种情况:当点D在矩形AOCB的内部时,当点D在矩形AOCB的外部时,设D(x,2x6),分别根据ADED
7、PF,得出AEDF,据此列出方程进行求解即可【详解】解:(1)证明:ABC为等腰直角三角形,CBCA,ACDBCE90°,又ADED,BEED,DE90°,EBCBCE90°,ACDEBC,在ACD与CBE中,(AAS);(2)如图2,过点B作BCAB,交l2于C,过C作CDy轴于D,BAC45°,ABC为等腰直角三角形,由(1)可知:CBDBAO,BDAO,CDOB,直线l1:yx4中,若y0,则x3;若x0,则y4,A(3,0),B(0,4),BDAO3,CDOB4,OD437,C(4,7),设l2的解析式为ykxb,则,解得:,l2的解析式为:y7
8、x21;(3)D(4,2)或(,)理由:当点D是直线y2x6上的动点且在第四象限时,分两种情况:当点D在矩形AOCB的内部时,如图,过D作x轴的平行线EF,交直线OA于E,交BC于F,设D(x,2x6),则OE2x6,AE6(2x6)122x,DFEFDE8x,由(1)可得,ADEDPF,则DFAE,即:122x8x,解得x4,2x62,D(4,2),此时,PFED4,CP6CB,符合题意;当点D在矩形AOCB的外部时,如图,过D作x轴的平行线EF,交直线OA于E,交直线BC于F,设D(x,2x6),则OE2x6,AEOEOA2x662x12,DFEFDE8x,同理可得:ADEDPF,则AED
9、F,即:2x128x,解得x,2x6,D(,),此时,EDPF,AEBF,BPPFBF6,符合题意,综上所述,D点坐标为:(4,2)或(,)【点睛】本题属于一次函数综合题,主要考查了点的坐标、矩形的性质、待定系数法、等腰直角三角形的性质以及全等三角形等相关知识的综合应用,解决问题的关键是作辅助线构造全等三角形,运用全等三角形的性质进行计算,解题时注意分类思想的运用【变式2-1】(2019·辽宁中考模拟)如图,已知二次函数yax2+bx+4的图象与x轴交于点A(4,0)和点D(1,0),与y轴交于点C,过点C作BC平行于x轴交抛物线于点B,连接AC(1)求这个二次函数的表达式;(2)点
10、M从点O出发以每秒2个单位长度的速度向点A运动;点N从点B同时出发,以每秒1个单位长度的速度向点C运动,其中一个动点到达终点时,另一个动点也随之停动,过点N作NQ垂直于BC交AC于点Q,连结MQ.求AQM的面积S与运动时间t之间的函数关系式,写出自变量的取值范围;当t为何值时,S有最大值,并求出S的最大值;是否存在点M,使得AQM为直角三角形?若存在,求出点M的坐标;若不存在,说明理由【答案】(1)yx2+3x+4;(2)S=-t2+t+2;0t2;t时,S最大值;存在,点M的坐标分别为(1,0)和(2,0)【解析】(1)由待定系数法将AD两点代入即可求解(2)分别用t表示出AM、PQ,由三角
11、形面积公式直接写出含有t的二次函数关系式,由二次函数的最大值可得答案;分类讨论直角三角形的直角顶点,然后解出t,求得M坐标【详解】(1)二次函数的图象经过A(4,0)和点D(1,0),解得,所以,二次函数的解析式为yx2+3x+4(2)延长NQ交x轴于点P,BC平行于x轴,C(0,4)B(3,4),NPOA根据题意,经过t秒时,NBt,OM2t,则CN3t,AM42tBCAMAQ45°,QNCN3t,PQNPNQ4(1t)1+t,SAMQ=AM×PQ=(4-2t)(1+t)t2+t+2S=-t2+t+2=-(t-)2+a10,且0t2,S有最大值当t时,S最大值存在点M,使
12、得AQM为直角三角形设经过t秒时,NBt,OM2t,则CN3t,AM42t,BCAMAQ45°若AQM90°,则PQ是等腰RtMQA底边MA上的高PQ是底边MA的中线,PQAPMA,1+t(42t),解得,t,M的坐标为(1,0)若QMA90°,此时QM与QP重合QMQPMA,1+t42t,t1,点M的坐标为(2,0)所以,使得AQM为直角三角形的点M的坐标分别为(1,0)和(2,0)【点睛】此题考查了待定系数法求解析式,还考查了三角形的面积,要注意利用点的坐标的意义表示线段的长度,从而求出线段之间的关系还要注意求最大值可以借助于二次函数【变式2-2】如图,四边形
13、ABCD是正方形,以DC为边向外作等边DCE,连接AE交BD于点F,交CD于点G,点P是线段AE上一动点,连接DP、BP(1)求AFB的度数;(2)在点P从A到E的运动过程中,若DP平分CDE,求证:AGDPDGBD;(3)已知AD6,在点P从A到E的运动过程中,若DBP是直角三角形,请求DP的长【答案】(1) 60°;(2)见解析;(3) DP=6或DP33或DP3 时,DBP是直角三角形【解析】(1)根据正方形的性质、等边三角形的性质解答;(2)连接AC,证明DGPAGC,根据相似三角形的对应边的比相等证明;(3)根据正方形的性质、勾股定理分别求出BD、OD,根据直角三角形的性质
14、求出DF,分BPD90°、BDP90°两种情况,根据相似三角形的性质计算【详解】(1)四边形ABCD是正方形,ABDC,ADC90°,又DCE是等边三角形,DEDC,EDC60°,DADE,ADE150°,DAE15°,又ADB45°,AFBDAF+ADF15°+45°60°;(2)连接AC,CAGCADDAG45°15°30°,DP平分CDE,PDGCAG,又DGPAGC,DGPAGC,即AGDPDGAC,ACDB,AGDPDGBD;(3)连接AC交BD于点O,则
15、AOF90°,AD6,在RtAOF中,OAF30°,由图可知:0°DBP45°,则DBP是直角三角形只有BPD90°和BDP90°两种情形:当BPD90°时,I、若点P与点A重合,BPD90°,DPDA6;II、当点P在线段AE上时,BPD90°,连接OP,OPAOAP30°,AOP120°,FOPAOPAOF30°,DBPOPB15°,FDP75°,又BAFBADDAF75°,BAFPDF,又AFBDFP,BAFPDF,即解得,;当BDP90&
16、#176;时,DFPAFB60°,DPDF×tanDFP,综上,DP=6或DP33或DP3 时,DBP是直角三角形【点睛】本题考查的是正方形的性质、相似三角形的判定和性质以及等边三角形的性质、直角三角形的性质,掌握正方形的性质、相似三角形的判定定理和性质定理是解题的关键【考点3】动点之等腰三角形问题【例3】(2019·湖南中考真题)如图一,在射线的一侧以为一条边作矩形,点是线段上一动点(不与点重合),连结,过点作的垂线交射线于点,连接(1)求的大小;(2)问题探究:动点在运动的过程中,是否能使为等腰三角形,如果能,求出线段的长度;如果不能,请说明理由的大小是否改变
17、?若不改变,请求出的大小;若改变,请说明理由(3)问题解决:如图二,当动点运动到的中点时,与的交点为,的中点为,求线段的长度【答案】(1);(2)能,的值为5或;大小不变,;(3).【解析】(1)在中,求出的正切值即可解决问题(2)分两种情形:当时,当时,分别求解即可利用四点共圆解决问题即可(3)首先证明是等边三角形,再证明垂直平分线段,解直角三角形即可解决问题【详解】解:(1)如图一(1)中,四边形是矩形,(2)如图一(1)中,当时,在中,是等边三角形,如图一(2)中,当时,易证,综上所述,满足条件的的值为5或结论:大小不变理由:如图一(1)中,四点共圆,如图一(2)中,四点共圆,综上所述,
18、(3)如图二中,是等边三角形,垂直平分线段,【点睛】本题属于四边形综合题,考查了矩形的性质,全等三角形的判定和性质,解直角三角形,等边三角形的判定和性质,锐角三角函数,等腰三角形的判定和性质等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,学会用分类讨论的思想思考问题,属于中考压轴题【变式3-1】如图,已知正方形边长为2,点是边上的一个动点,点关于直线的对称点是点,连结、.设AP=x.(1)当时,求长;(2)如图,若的延长线交边于,并且,求证:为等腰三角形;(3)若点是射线上的一个动点,则当为等腰三角形时,求的值.【答案】(1)BP=;(2)证明见解析;(3)CDQ为等腰三角形时x的值为4-2、2
19、+4.【解析】(1)利用勾股定理求出BP的长即可;(2)根据对称性质及正方形的性质可得AB=BQ=BC,A=BQP=BCE=90°,可得BQE=90°,由第一视角相等性质可得BCQ=BQC,根据同角或等角的余角相等的性质可得EQC=ECQ,可得EC=EQ,可得结论;(3)若CDQ为等腰三角形,则边CD边为该等腰三角形的一腰或者底边又Q点为A点关于PB的对称点,则AB=QB,以点B为圆心,以AB的长为半径画弧,则Q点只能在弧AB上若CD为腰,以点C为圆心,以CD的长为半径画弧,两弧交点即为使得CDQ为等腰三角形(CD为腰)的Q点若CD为底边,则作CD的垂直平分线,其与弧AC的
20、交点即为使得CDQ为等腰三角形(CD为底)的Q点则如图所示共有三个Q点,那么也共有3个P点作辅助线,利用直角三角形性质求之即可【详解】(1)AP=x=1,AB=2,BP=,(2)四边形ABCD是正方形,AB=BC,A=BCD=90°Q点为A点关于BP的对称点,AB=QB,A=PQB=90°,QB=BC,BQE=BCE=90°,BQC=BCQ,EQC+BQC=ECQ+BCQ=90°,EQC =ECQ,EQ=EC,即CEQ为等腰三角形.(3)如图,以点B为圆心,以AB的长为半径画弧,以点C为圆心,以CD的长为半径画弧,两弧分别交于Q1,Q3此时CDQ1,CD
21、Q3都为以CD为腰的等腰三角形作CD的垂直平分线交弧AC于点Q2,此时CDQ2以CD为底的等腰三角形讨论Q1,如图,连接BQ1、CQ1,作PQ1BQ1交AD于P,过点Q1,作EFAD于E,交BC于F,BCQ1为等边三角形,正方形ABCD边长为2,FC=1,Q1F=,Q1E=2-,在四边形ABPQ1中,ABQ1=30°,APQ1=150°,EPQ1=30°,PEQ1为含30°的直角三角形,PE=EQ1=2-3,EF是BC的垂直平分线,AE=AD=1,x=AP=AE-PE=1-(2-3)=4-2.讨论Q2,如图,连接BQ2,AQ2,过点Q2作PGBQ2,交A
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