2022人教版中考数学复习专题20动态几何之存在性问题探讨.pdf
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1、新人教版中考数学复习导学案【中考攻略】专题20:动态几何之存在性问题探讨动态题是近年来中考的的一个热点问题,动态包括点动、线动和面动三大类,解这类题目要“以静制动 ,即把动态问题,变为静态问题来解,而静态问题又是动态问题的特殊情况。常见的题型包括最值问题、面积问题、和差问题、定值问题和存在性问题等。前面我们已经对最值问题、面积问题、和差问题、定值问题进行了探讨,本专题对存在性问题进行探讨。结合年全国各地中考的实例,我们从七方面进行动态几何之存在性问题的探讨:(1)等 腰(边)三角形存在问题;(2)直角三角形存在问题;(3)平行四边形存在问题;(4)矩形、菱形、正方形存在问题;(5)梯形存在问题
2、;(6)全等、相似三角形存在问题;(7)其它存在问题。一、等 腰(边)三角形存在问题:典型例题:例 1:(广西崇左10分)如图所示,抛物线y =+c (a/0)的顶点坐标为点A (-2,3),且抛物线y =4X 2+b x +c与y轴交于点B (0,2).(1)求该抛物线的解析式;(2)是否在x轴上存在点P使4 P A B为等腰三角形,若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;(3)若点P是x轴上任意一点,则当P A-P B最大时,求点P的坐标.【答案】解:(1):抛物线的顶点坐标为A(-2,3),.可设抛物线的解析式为y =a(x+2)2+3。由题 意 得 a(G-2 3,廨 得 a=
3、-l。4.物线的解析式为y =1(X+2)2+3,即y =LX2 X+2。4 4(2)设存在符合条件的点P,其坐 标 为(p,0),则P A 2 =(-2-p)2 +3 2,P B=p 2+2 2,A B 2 =(3-2)2+2 2 =59当 P A=P B 时,(2 p +3 2 =p 2+2 2,解得 p =;新人教版中考数学复习导学案新人教版中考数学复习导学案当 PA=PB时,(-2-p)2+32=5,方程无实数解;当 PB=AB 时,p2+22=5,解得p=l。9.X轴上存在符合条件的点P,其坐标为(-,0)或(-1,0)或(1,0)。4(3);PA-PB:+-m+2|m=-rrP+-
4、m?+2m梯膝O H P 2(2 2 J 4 4(4-m)m2+3 m+2 j=m3-m2+2m+4,S J -4-2=4。2 I 2 2 J 4 4 MO C 2s=s+S-S =梯 形 AOHP APHC AAOCm3+m2+2m+m3-m2+2m+4-4=-m2+4m。4 4 4 4V S=m2+4m=(m 2)-+4,当 m=2 时,S 最大。1 3当 m=2时,n=-x22+x2+2=3。工点 P 的坐标为(2,3)。2 2存在。点 M 的坐标为(3)或(3.3 不)或(2 2 2 2I 事)或(入 3+V10)或2 2 2新人教版中考数学复习导学案新人教版中考数学复习导学案(-,3
5、-JH)2【考点】二次函数综合题,相似三角形的判定和性质,待定系数法,曲线上点的坐标与方程的关系,二次函数的性质,等腰三角形的判定和性质。【分析】(1)由R t A A BO RtA C A O可得0A=B,从而求出点C的坐标。OC 0A(2)设抛物线的交点式,用待定系数法求出抛物线的解析式;化为顶点式可得抛物线的对称轴。过 点P作X轴的垂线于点H,则由S=SW%A O HP+S,P HC-S A O C可得S关于m的函数关系式;化为顶点式可得S最大时点P的坐标。另解:点A、C的坐标可求AC的解析式:y=-;x ,设过点P与A C平行的直线为y=-*x+b。1 1-3由点 P 在 y=-,x+
6、b 和 y=-2 x 2+2 x+2可得A -m+b=-m2+m+2,整理,得 m2-4m-4+2b=0。2 2 21 i 3要使A P A C的面积最大,即要点P到AC的距离最大,即y=-x+b与y=-x 2+x+2只2 2 2有一个交点,即 m2-4m-4+2b=0 的=(),BP (-4)2-4(-4+2b)=0 ,解得b=4。将 b=4 代入 m2-4m-4+2b=0 得 m =2,将 m =2 代入 n=-1 m+2 得 n=3 。2n=-lm+b2n=-1 m2+3 m+2.当S最大时点P的坐标为(2,3)。3(4)设点 M(,h ),2V C (4,0),P (2,3),P C=
7、J(4-2+3 2=万,分三种情况讨论:当点M是顶点时,P M=C M,即J h 2-6 h+?=J h 2+三,解得,h=;。.M(;新人教版中考数学复习导学案新人教版中考数学复习导学案当点C是顶点时,P C=C M,即 而解得,h=。;.M,(3,M,(3,4市)。2 2 2 2 2 2当点P是顶点时,P C=P M,即=J h 2-6 h+y ,解得,h=3土疝7。A M,(-,3 +0 ),M (-,3-5/1 0 )4 2 5 2综上所述,当点M的坐标为/J)或,。赤)或(3,2点)或(3.3 +而)或2 2 2 2 2 2 2(;,3-标)时,AMPC为等腰三角形。例 3:(山东临
8、沂13分)如图,点A在x轴上,O A=4,将线段OA绕点O顺时针旋转1 20。至OB的位置.(1)求点B的坐标;(2)求经过点A.O、B的抛物线的解析式;(3)在此抛物线的对称轴上,是否存在点P,使得以点P、O、B为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,求点P的坐标;若不存在,说明理由.(2)抛物线过原点O和点A.B,二可设抛物线解析式为y=a x 2+b x,将A (4,0),B(-2,-273 )代入,得新人教版中考数学复习导学案新人教版中考数学复习导学案16a+4b=04 a-2 b=-2 6二此抛物线的解析式为y=-f x+纯6 3(3)存在。如图,抛物线的对称轴是x=2,直线x=2与x
9、轴的交点为D,设点P 的坐标为(2,y)。若 O B=O P,则 22+lyP=42,解得 y=2,J,当 y=2 时,PD JT在 RtZ POD 中,ZPDO=90,sinZPOD=OP 2 ZPOD=60Z POB=Z POD+Z AOB=60+120=180,即 P、O、B 三点在同直线上。.y=2jT不符合题意,舍去。.点P 的坐标为(2,-21)。若 O B=PB,则 42+ly+2j3|2=42,解得 y=-2/。.点P 的坐标为(2,-2/)。若 O P=B P,则 22+ly|2=42+|y+26R,解得 y=-2 1 )o2 1 2=1:3,x2:S 当 M 在线段D A
10、延长线上时,由%OM。1=3 得新人教版中考数学复习导学案新人教版中考数学复习导学案,2(2 m+2):,4 ,(m )-1:3 ,解得 m =3。M (3,4 )。2 2 23综上所述,点M的坐标为M,(-,1 )1 2(3)存在。.点 C (2,y)ity=-2+x+4 ,A y=-1-2 2+2+4=4 o A C (2,4)。2设P(0.p),根据勾股定理,得B C 2=(4-2 1+4 2 =2 0,PB=zp +声 1 6 p P C 2=2 2 +(p-4)2=p 2-8 p+2 0 o分三种情况:若 P B=B C,则 1 6+p 2=2 0,解得,p =2。点P在y轴的正半轴
11、上,;.P|(0,2)。若 P B=P C,则 1 6+p 2=p 2 8 p+2 0,解得,P =g。,P,(0,1)。若 B C=P C,则 2 0 =p 2-8 p+2 0,解得,p =0 i p =8。丁点P在y轴的正半轴上,.p =0不符合要求。当p =8时,B、C、P在一直线上,不构成三角形,也不符合要求。;.B C=P C时,在y轴的正半轴上是不存在点P,使4 B C P为等腰三角形。综上所述,在y轴的正半轴上是存在点P,(0,2),P,(0,1),使4 B C P为等腰12 2三角形。【考点】二次函数综合题,曲线上点的坐标与方程的关系,勾股定理,等腰三角形的判定。【分析】(1)
12、求出点A,D的坐标,代入y=-;x 2+bx+c,即可求出抛物线的解析式。令y=0,即可求出点B的坐标。(2)分M在线段AD上和M在线段D A延长线上两种情况两种情况讨论。(3)P(0,p),由勾股定理,表示出各边长,分P B=B C,P B=P C,B C=P C三种情况讨论。例5:(福建龙岩14分)在平面直角坐标系x o y中,一块含6 0。角的三角板作如图摆放,斜 边A B新人教版中考数学复习导学案新人教版中考数学复习导学案在X轴上,直角顶点C在y轴正半轴上,已知点A (1,0).(1)请直接写出点B、C的坐标:B (,)、C (,);并求经过A、B、C三点的抛物线解析式;(2)现有与上
13、述三角板完全一样的三角板DE F(其中/E DF=9 0。,N DE F=6 0。),把顶点E放在线段A B (点E是不与A、B两点重合的动点),并使E D所在直线经过点C.此时,E F所在直线与(1)中的抛物线交于第一象限的点M.设A E=x,当x为何值时,A O C E A O B C;在的条件下探究:抛物线的对称轴上是否存在点P使4 P E M是等腰三角形,若存在,请求点P的坐标;若不存在,请说明理由.备用图【答案】解:(1)B (3,0),C (0,6)。V A (1,0)B (3,0).可设过A、B、C三点的抛物线为y=a(x+l)(x-3)(aw 0).又 (?(0,J T)在抛物
14、线上,.J 2 a(0+D(0-3),解得.经过A、B、C三点的抛物线解析式y=-(x+l)(x-3)B P y=一 小+2优+63 3 3(2)当 O C E s/O B C时,则 上=上。O B O C.P C=G O E=A E A O=x-1,O B=3,*=.x=2 3 后.,.当 x=2 时,A O C E A O B C o存在点P。由可知x=2,.,.O E=l o A E (1,0)。此时,4 C A E为等边三角形。.,.ZA E C=ZA=6 0%新人教版中考数学复习导学案新人教版中考数学复习导学案又ZC E M=6 0,ZM E B=6 0 1,点C与点M关于抛物线的对
15、称轴bx=-=2 a2-2 7 3z 3-=1 对称。3V C (0,亦),AM(2,有)。过M作M N _ L x轴于点N (2,0),/.M N=j3 ,A E N=1,E M =J E N 2 +M N 2 =Q +Q=2。若4 P E M为等腰三角形,则:i )当E P=E M时,;E M=2,且点P在直线x=l上,;.P(1,2)或 P (1,一2)。i i )当E M=P M时,点M在E P的垂直平分线上,;.P(1,2肉。ui)当P E=P M时,点P是线段EM的垂直平分线与直线x=l的交点,;.P(1,2弋)综上所述,存在P点坐标为(1,2)或(1,-2)或(1,2了)或(1,
16、干)时,E P M为等腰三角形。【考点】二次函数综合题,锐角三角函数定义,特殊角的三角函数值,待定系数法,曲线上点的坐标与方程的关系,.次函数的性质,相似三角形的性质,等边三角形的判定和性质,勾股定理,等腰三角形的判定。【分析】(1)由已知,根据锐角三角函数定义和特殊角的三角函数值可求出OC和AB的长,从而求得点B、C的坐标。设定交点式,用待定系数法,求得抛物线解析式。(2)根据相似三角形的性质,对应边成比例列式求解。求得EM的长,分E P=E M,E M=P M和PE=PM三种情况求解即可。练习题:1.(广西百色10分)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=a x 2+b x+6经过点A(-3
17、,0)和点B(2,0).直线y=h (h为常数,且0 Vh 6)与B C交于点D,与y轴交于点E,与AC交于点E与抛物线在第二象限交于点G.(1)求抛物线的解析式;(2)连接B E,求h为何值时,4 B D E的面积最大;新人教版中考数学复习导学案新人教版中考数学复习导学案(3)已知一定点M (-2,0).问:是否存在这样的直线y=h,使AO M F是等腰三角形,若存在,请求出h的值和点G的坐标;若不存在,请说明理由.2.(江西省10分)如图,已知二次函数L:y=x 2-4x+3与x轴交于A.B两 点(点A在点B左边),与y轴交于点C.(1)写出二次函数L的开口方向、对称轴和顶点坐标;(2)研
18、究二次函数 L2:y=k x2-4k x+3k (k于0.写出二次函数匕2与二次函数L1有关图象的两条相同的性质;是否存在实数k,使a A B P为等边三角形?如果存在,请求出k的值;如不存在,请说明理由;若直线y=8 k与抛物线L2交于E、F两点,问线段E F的长度是否发生变化?如果不会,请求出E F的长度;如果会,请说明理由.3.(湖南衡阳10分)如图所示,已知抛物线的顶点为坐标原点O,矩形A B C D的顶点A,D在抛物线上,且AD平行x轴,交y轴于点E AB的中点E在x轴上,B点的坐标为(2,1),点P(a,b)在抛物线上 运 动.(点P异于点O)(1)求此抛物线的解析式.(2)过点P
19、作C B所在直线的垂线,垂足为点R,新人教版中考数学复习导学案新人教版中考数学复习导学案求证:PF=PR;是否存在点P,使得4PFR为等边三角形?若存在,求出点P 的坐标;若不存在,请说明理由;延长PF交抛物线于另一点Q,过 Q 作 BC所在直线的垂线,垂足为S,试判断aRSF的形状.4.(湖南永州10分)如图所示,已知二次函数y=ax2+bx-1 (a#)的图象过点A(2,0)和 B(4,3),1为 过 点(0,-2)且与x 轴平行的直线,P(m,n)是该二次函数图象上的任意一点,过P 作 PH,1,H为垂足.(1)求二次函数y=ax?+bx-I(a#0)的解析式;(2)请直接写出使y 0
20、的对应的x 的取值范围;(3)对应当m=0,m=2和 m=4时,分别计算IPOP和IPHP的值.由此观察其规律,并猜想一个结论,证明对于任意实数m,此结论成立;(4)试问是否存在实数m 可使aPO H为正三角形?若存在,求出m 的值;若不存在,请说明理由.5.(广东梅州11分)如图,矩形OABC中,A(6,0)、C(0,2 M)、D(0,3 ),射线1过点D 且与 x 轴平行,点 P、新人教版中考数学复习导学案新人教版中考数学复习导学案(1)点B 的坐标是一;ZCAO=_ 度;当点Q 与点A 重合时,点P 的 坐 标 为;(直接写出答案)(2)设 0 A 的中心为N,PQ 与线段AC相交于点M
21、,是否存在点P,使aA M N 为等腰三角形?若存在,请直接写出点P 的横坐标为m;若不存在,请说明理由.(3)设点P 的横坐标为x,aClPQ与矩形OABC的重叠部分的面积为S,试求S 与 x 的函数关系式和相应的自变量x 的取值范围.二、直角三角形存在问题:典型例题:例 1:(山东枣庄10分)在平面直角坐标系中,现将一块等腰直角三角板ABC放在第二象限,斜靠在两坐标轴上,点 C 为(-1,0).如图所示,B 点在抛物线y=;x2+;x2 图象上,过点B 作BDJ_x轴,垂足为D,且 B 点横坐标为-3.(1)求证:ABDCACOA;(2)求 BC所在直线的函数关系式;(3)抛物线的对称轴上
22、是否存在点P,使4A C P 是以AC为直角边的直角三角形?若存在,求出所A ZBCD=ZOACABC为等腰直角三角形,.BCnAC。在 ABDC 和 ACOA 中,ZBDC=ZCOA=90,ZBCD=ZOAC,BC=AC,/.BDCACOA(AAS)。(2)CC 点坐标为(一1,0),/.B D=C O=lo点横坐标为一3,;.B 点坐标为(一3,设 BC所在直线的函数关系式为y=kx+b,新人教版中考数学复习导学案新人教版中考数学复习导学案_ =k=-l.J Z jk+b r 解得 ;。,B C 所在直线的函数关系式为y=-;x;olb:(3)存 在。;y=;x2+;x2=;(x+;)2x
23、,.对称轴为直线 x=一;。若以AC 为直角边,点 C 为直角顶点,对称轴上有一点匕,使 CP|LAC,;BC_LAC,.点P1为直线BC与对轴称直线x=一;的交点。f 1 1 1,y=-x-5 八=一 由题意可得:1 ,解得,r/.P1(苫,一力。&=-2 4=-4若以AC为直角边,点 A 为直角顶点,对称轴上有一点P 2,使 APLAC,则过点A 作 A P2/7 B C,交对轴称直线x=一 异 点 P2,VCD=OA,r.A(0,2)。设直线AP?的解析式为:y=;x+m,把 A(0,2)代入得m=2。二直线AP?的解析式为:y=;x+2。1 r 1J y=-2x+2*=-2 i 9由题
24、意可得:,解得,go/.P2(-2 一9。l x=2 1y 1 1 1 9JP 点坐标分别为 P(4)、P)(一),一3。【考点】:次函数综合题,平角定义,直角三角形两锐角的关系,等腰直角三角形的性质,全等三角形的判定和性质,待定系数法,曲线上点的坐标与方程的关系,抛物线的对称轴,直角三角形的判定。【分析】(1)由等腰直角三角形的性质,平角定义,直角三角形两锐角的关系,可由AAS证得.(2)求出点B 的坐标,由点B、C 的坐标,用待定系数法可求BC所在直线的函数关系式。新人教版中考数学复习导学案新人教版中考数学复习导学案(3)分点C 为直角顶点和点A 为直角顶点两种情况讨论即可。例2:(重庆市
25、12分)已知:如图,在直角梯形ABCD中,ADBC,NB=90。,AD=2,BC=6,AB=3.E为 BC边上一点,以B E为边作正方形B E FG,使正方形BEFG和梯形ABCD在 B C 的同侧.(1)当正方形的顶点F 恰好落在对角线A C上时,求 B E的长;(2)将(1)问中的正方形BEFG沿 B C向右平移,记平移中的正方形BEFC为正方形B E F G,当点E 与点 C 重合时停止平移.设平移的距离为3正方形BEFG的边EF与 A C交于点M,连接BD,B,M,DM,是否存在这样的t,使A B U M 是直角三角形?若存在,求出t 的值;若不存在,请说明理由;(3)在(2)问的平移
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