历年中考数学真题汇编 49 运动变化类的压轴题(含答案解析).pdf
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1、运动变化类的压轴题年运动变化类的压轴题,题目展示涉及:单 一(双)动点在三角形、四边形上运动;在直线、抛物线上运动;几何图形整体运动问题.知识点涉及:全等三角形的判定与性质;特殊四边形形的判定和性质;圆的相关性质;解直角三角形,勾股定理,相似三角形的性质.数学思想涉及:分类讨论;数形结合;方程思想.解答这类问题的关键是正确分类画出直观图形.现选取部分省市的年中考题展示,以飨读者.一、单动点问题【题1(年江苏徐州第28题)如图,矩形A B C D的边AB=3cm,AD=4 aw,点E从点A出发,沿射线移动,以CE为直径作圆。,点尸为圆。与射线BC的公共点,连接EF、C F,过点E 作 EGLEF
2、,EG与圆0相交于点G,连 接CG.(1)试说明四边形EFCG是矩形;(2)当圆0与射线8 0相切时,点E停止移动,在点E移动的过程中,矩形E/C G的面积是否存在最大值或最小值?若存在,求出这个最大值或最小值;若不存在,说明理由;求点G移动路线的长.【考点】:圆的综合题;垂线段最短;直角三角形斜边上的中线;矩形的判定与性质;圆周角定理;切线的性质;相似三角形的判定与性质.【专题】:压轴题;运动变化型.【分析】:(1)只要证到三个内角等于90。即可.(2)易证点。在。上,根据圆周角定理可得从而证到根据相似三角形的性质可得到以舷ABO=2SK F 一.然后只需求出C F的范围就可求出S做的范围.
3、根据圆周角4定理和矩形的性质可证到/G D C=/F Z)E=定值,从而得到点G的移动的路线是线段,只需找到点G的起点与终点,求出该线段的长度即可.【解答】:解:(1)证明:如 图1,:CE为。的直径,;.NCFE=NCGE=90.VEG1 EF,,NFEG=90.:.Z CFE=Z CGE=Z FEG=90.四边形E F C G是矩形.(2)存在.连 接0 0,如 图2,.四边形A B C D是矩形,:.ZA=ZADC=90.点0是CE的中点,:.OD=OC.点。在。上.Z FCE=Z FDE,ZA=Z CFE=90,./CFECF.2 2.4x3=5xC尸”.:.CF=H.5.乌 W 4.
4、54 ax(工?)2E=定值,点 G 的起点为O,终点为G”,,点G的移动路线是线段DG.V Z G D C=Z F D E,ZDCG=ZA=W,:./XDCG/DAB.D C L”D G”.D A D B 3 _ D G 4 5:.D G=1 .4【点评】:本题考查了矩形的判定与性质、相似三角形的判定与性质、圆周角定理、直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半、垂线段定理等知识,考查了动点的移动的路线长,综合性较强.而发现N C D G=N A D B 及4 F C E=N A D B是解决本题的关键.【题 2】(湖州第24题)已知在平面直角坐标系xOy中,0 是坐标原点,以P(1,1)为圆心的
5、。尸与 x 轴,y 轴分别相切于点M 和点M点尸从点M 出发,沿 x 轴正方向以每秒1个单位长度的速度运动,连接P F,过点PELPF交 y 轴于点E,设点厂运动的时间是f 秒(f 0)(1)若点E 在 y 轴的负半轴上(如图所示),求证:PE=PF;(2)在点尸运动过程中,设 OE=a,O F=b,试用含a 的代数式表示从(3)作点尸关于点M 的对称点尸,经过M、E 和尸三点的抛物线的对称轴交x 轴于点,连接Q E.在点尸运动过程中,是否存在某一时刻,使得以点Q、0、E 为顶点的三角形与以点P、例、尸为顶点的三角形相似?若存在,请直接写出f 的值;若不存在,请说明理由.【分析】:(1)连接P
6、M,P N,运用PMP也证明,/T(2)分两种情况当f l 时,点后在轴的负半轴上,0在1时,点 E 在y 轴的正半轴或原点上,再 根 据(1)求解,一(3)分两种情况,当 1 /2 时,三角形相似时还各有两 /种情况,根据比例式求出时间八【解答】:证明:(1)如图,连接PM,PN,.(DP与 x 轴,y 轴分别相切于点M 和点N,C.PM LM F,P N 1 0 N 且 PM=PN,:.ZPM F=NPNE=9 Q 旦/NPM=9 0,=PEA.PF,NNPE=NM PF=9 0 -NM PE,/NPE=NMPF在PMF和2可 中,2时,:F(1+r,0),F和尸关于点M对称,:.F(1-
7、r,0)经过M、E和斤三点的抛物线的对称轴交x轴于点Q,:.Q(1-It,0):.O Q -1,由(1)得 APMFgAPNE;.NE=MF=t,:.OEt-1当O E Q sM P F.空 第.t -1=2-,无解,MP MF 1 t当OEQSM F P时,O L O Q,-l z l=2-解得,r=2&,MF MP t 1所以当片1+五 工4近,仁2土 扬f,使得以点Q、。、E为顶点的三角形与以点尸、用、尸为顶点的三角形相似.【点评】:本题主要考查了圆的综合题,解题的关键是把圆的知识与全等三角形与相似三角形相结合找出线段关系.【题3】(年四川省绵阳市第2 4题)如 图1,矩形A B C Q
8、中,A B=4,AD=3,把矩形沿直线A C折叠,使点B落在点E处,A E交C D于点、F,连接。E.(1)求证:力E C四E D 4;(2)求D F的值;(3)如图2,若P为线段E C上一动点,过点尸作人(7的内接矩形,使其定点Q落在线段A E上,定点M、N落在线段A C上,当线段P E的长为何值时,矩形P Q M N的面积最大?并求出其最大值.【考点】:四边形综合题.【分析】:(1)由矩形的性质可知A O C丝 C E 4,得出A Z)=C E,D C=EA,Z A C D=Z C A E,从而求得O E C 四(2)根据勾股定理即可求得.(3)有矩形P Q M N的性质得产。C 4,所
9、以 居 里,从而求得尸。,由PN EG,得 出 里 里1求得C E C A C E E GP N,然后根据矩形的面积公式求得解析式,即可求得.【解答】:(1)证明:由 矩 形 的 性 质 可 知 丝C E 4,:.AD=CE,D C=EA,ZACD=ZCAE,在A A D E与A C E D中 A D=C E D E=E D,D C=E A:.AD EC必ED A(S S S);(2)解:如图 1,V ZACD=ZCAE,:.AF=CF,设。F=x,则 AGCFM -x,在 RTZA 尸中,A E T+D A F1,即 32+X2=(4-x)之,解得;x=l,8即 DF=1.8(3)解:如图2
10、,由矩形PQMN的性质得PQC4-P E _ P Q,C E=C A又 CE=3,A C=5 设 PE=x(0 x 3),则&M,即 P。=至丫3 5 3过 E 作 E G V A C 于 G,则 PN/EG,;C P,P NCE EG(又:在 R 4 E C 中,E GAC=AEC E,解得E G*5.3-K聿,即 PN=9(3-x)3 1 2 55设矩形PQMN的面积为S2贝 I S=PQPN=-&2+4x=-(x-W)+3(0 xV 3)3 5 2所以当x=E 即 PE=寸,矩形PQMN的面积最大,最大面积为3.2 2 【点评】:本题考查了全等三角形的判定和性质,勾股定理的应用,平行线分
11、线段成比例定理.【题 4】(年浙江绍兴第25题)如图,在平面直角坐标系中,直线/平行x 轴,交 y 轴于点A,第一象限内的点8 在/上,连结。3,动点P 满足/APQ=90。,PQ 交x 轴于点C.(1)当动点P 与点8 重合时,若点B 的坐标是(2,1),求以的长.(2)当动点P 在线段。8 的延长线上时,若点A 的纵坐标与点B 的横坐标相等,求 以:PC 的值.(3)当动点尸在直线0 B 上时,点。是直线0 B 与直线CA的交点,点 E 是直线C P与y 轴的交点,若ZACE=ZAEC,P D=2 0 D,求 BA:PC 的值.【考点】:相似形综合题;全等三角形的判定与性质;角平分线的性质
12、:等腰三角形的判定与性质;勾股定理;矩形的判定与性质;平行线分线段成比例;相似三角形的判定与性质.【专题工 压轴题.【分析】:(1)易得点P的坐标是(2,1),即可得到血的长.(2)易证N A O B=4 5。,由角平分线的性质可得%=P C,然后通过证明 A N P gA.CMP即可求出 附:PC的值.(3)可分点尸在线段0B的延长线上及其反向延长线上两种情况进行讨论.易证出:PC=PN:P M,设O A=x,只需用含x的代数式表示出P N、PM的长,即可求出B 4:PC的值.【解答】:解:(1),点P与点B重合,点 8的坐标是(2,1),.点P的坐标是(2,1).PA的长为2.(2)过点2
13、作/5,轴,垂 足 为 过 点 尸 作 P N,),轴,垂足为M 如 图 1 所示.点A的纵坐标与点B的横坐标相等,:.OA=AB.,:ZOAB=9 0,:.ZAOB=ZABO=4 5.,:ZAOC=9 0,:.N P O C=4 5。.:P M _L x 轴,P N _L y 轴,PM=PN,Z A N P=Z CM P=9 0.:.NNPM=9 0.ZAPC=9 0.:.NAPN=9 0 0 -Z A P M=Z C P M.在?1 可 2和 C M P 中,:N A P N=N C P M,PN=PM,N A N P=N C M P,:.A A N P A C M P.PA=PC.:.P
14、A:PC 的值为 1:1.(3)若点P在线段0 8的延长线上,过点P作尸轴,垂足为M,过点P作PN_Ly轴,垂足为M与直线AC的交点为凡 如图2所示.V ZAPN=ZCPM,NANP=NCMP,.A N PsaC M P.P A _ P N一.P C-P M,/ZACE=ZAEC,:.AC=AE.VAPPC,:.EP=CP.PMy轴,:.AF=CF9 0M=CM.工FM=loA.2设 0A=x99:PF/OA,:PDFSRODA.P F P D O A=O DY PD=20D,:.PF=2OA=2xf FM=XK.2 PM:球.2V ZAPC=90,AF=CF,:.AC=2PF=4x./NA0
15、090。,*.oc=VT.N PNO=N N0M=N 0MP=9。,四边形PMON是矩形.:PN=OM=痣2:.PAz PC=PN:PM-痣 旦a运2 2 5若点尸在线段O B的反向延长线上,过点P作轴,垂足为M,过点P作 P N L y 轴,垂足为N,PM与直线AC的交点为F,如图3 所示.同理可得:PM=x,C 4=2 P F=4 x,OC=m.22 2 _.PA:PC=PN:鼠名 A 运2 2 3综上所述:PA:PC的值为Y 运 或 退.5 3【点评】:本题考查了角平分线的性质、全等三角形的判定与性质、相似三角形的判定与性质、矩形的判定与性质、等腰三角形的判定与性质、平行线等分线段定理、
16、勾股定理等知识,综合性非常强.【题 5】(无锡第2 8 题)如 图 1,已知点A (2,0),B(0,4),NAOB的平分线交AB于 C,一动点P从 O点出发,以每秒2个单位长度的速度,沿 y 轴向点3作匀速运动,过点P且平行于AB的直线交x轴于Q,作尸、。关于直线OC的对称点M、N.设尸运动的时间为f (0 V/V 2)秒.(1)求 C点的坐标,并直接写出点M、N的坐标(用含f 的代数式表示);(2)设与。48重叠部分的面积为S.试求S 关于f 的函数关系式;在图2的直角坐标系中,画出S 关于f 的函数图象,并回答:S 是否有最大值?若有,写出S 的最大值;若没有,请说明理由.【考点】:相似
17、形综合题【分析】:(1)如答图1,作辅助线,由比例式求出点。的坐标;(2)所求函数关系式为分段函数,需要分类讨论.答图2-1,答图2-2 表示出运动过程中重叠部分(阴影)的变化,分别求解;【解答】:画出函数图象,由两段抛物线构成.观察图象,可知当仁1 时,S有最大值.解:(1)如答图1,过 点 C 作 C FLx轴于点F,CELy轴于点E,由题意,易知四边形OECF为正方形,设正方形边长为x.;CEx 轴,.至 g,即自二2 二,解得49.OB 0A 4 2 3.C点坐 标 为(4;3 3.PQ/AB,.OP 0Q,即 OP _ 0Q,丽荻、石下,.0P=20Q.V P(0,2力,:.Q(r,
18、0).对称轴OC为第一象限的角平分线,对称点坐标为:M(23 0),N(0,t).SCMN=S 四边形 CMON-SOMN-(SacO/w+SacON)-SAOMN-2 3 2 3 2=-*+2%当 l fV 2 时,如答图2-2 所示,点 M在。A的延长线上,设 MN与 AB交于点D则重叠部分面积为SACDN.设直线MN的解析式为产区+人 将 M ,0)、N(0,r)代入得 2tk+b=I b=t解得4k=-l3b=ty=-x+t2同理求得直线A B的解析式为:y=-2 x+4.联立y=-ir+r与)=-2 x+4,求得点D的横坐标为_ 2SACDN=SABDN-SABCN=1 (4 -f)
19、8-2 t-1 (4 -r)x J2 3 2J?-2 t+.3 33综上所述,s=-t2+2t(0 t l)t2-2 t+1 (l t 2,-2&=&+%.2 x+2 2:.D (x,4+k),代入抛物线解析式产X (x+2)(x-4),2-8得上(x+2)(x -4)=耳+鼠 整理得:f -6 x -1 6=0,8 2解得:户8或x=2 (与点A重合,舍去),:.P(8,5 k).:A B C s AP B,.空1,明 必 瓦1 6四 研 6 4 2 5 k 2+1 0 0解得:上 延.5若 ABCs/M BP,则有N A B C=N%8,如答图2-2所示.与同理,可求得:k=yf 2-综上
20、所述,仁 延 或 上&5(3)由(1)知:D(-5,3 ),如答图 2-2,过点。作 Z)N,x 轴于点 M 则 W=3 j&ON=5,BN=4+5=9,:.tan/8 A=也 士 叵 立,ZD BA=3O.过点 D 作 OKx 轴,则 N KOK=N OBA=3 0.过点F作FG D K于点G,则FG=%F.2由题意,动点M运动的路径为折线AF+OF,运动时间:f=AF+OF,2.t=AF+FG,即运动时间等于折线AF+FG的长度.由垂线段最短可知,折线AF+FG的长度的最小值为DK与x轴之间的垂线段.过点4作于点H,则IM QAH,A H与直线8。的交点,即为所求之F点.:A点横坐标为-2
21、,直线B Q解析式为:-=-返+延,3 3争(一 2)+警2仃:.F(-2,2我).综上所述,当点F坐 标 为(-2,2、右)时,点M在整个运动过程中用时最少.【点评】:本题是二次函数压轴题,难 度 很 大.第(2)问中需要分类讨论,避免漏解;在计算过程中,解析式中含有未知数%增加了计算的难度,注意解题过程中的技巧;第(3)问中,运用了转化思想使得试题难度大大降低,需要认真体会.【题9】(黄冈第2 5题)己知:如图,在四边形OAB C中,AB/OC,8 C_ Lx轴于点C,A(l,-1),8(3,-I),动点P从点。出发,沿着x轴正方向以每秒2个单位长度的速度移动.过点P作 尸。垂直于直线0
22、A,垂足为点Q,设点尸移动的时间r秒(0 f 2),O P Q与四边形0 A 8 C重叠部分的面积为S.(1)求经过0、A、B三点的抛物线的解析式,并确定顶点M的坐标;(2)用含f的代数式表示点P、点Q的坐标;(3)如果将 0 P Q绕着点P按逆时针方向旋转9 0。,是否存在f,使得 O P Q的顶点。或顶点。在抛物线上?若存在,请求出f的值;若不存在,请说明理由;(4)求出S与f的函数关系式.【考点】:二次函数综合题.【专题】:压轴题.【分析】:(1)设抛物线解析式为),=2+公(4翔),然后把点A、B的坐标代入求出4、的值,即可得解,再把函数解析式整理成顶点式形式,然后写出顶点M的坐标;(
23、2)根据点P的速度求出O P,即可得到点P的坐标,再根据点A的坐标求出N A O C=4 5。,然后判断出 P O Q是等腰直角三角形,根据等腰直角三角形的性质求出点Q的坐标即可;(3)根据旋转的性质求出点0、Q的坐标,然后分别代入抛物线解析式,求解即可;(4)求出点。与点A重合时的仁1,点尸与点C重合时的匚1.5,仁2时尸。经过点8,然后分0也1时,重叠部分的面积等于 P O Q的面积,K W 1.5时,重叠部分的面积等于两个等腰直角三角形的面积的差,1.5 f 2时,重叠部分的面积等于梯形的面积减去一个等腰直角三角形的面积分别列式整理即可得解.【解答】:解:(1)设 抛 物 线 解 析 式
24、 为+瓜(“翔),把点 A (1,-1),B(3,-1)代入得,a+b=一1 9a+3b=-1 抛物线解析式为y=lr2-3 3y=Xx2-x=(x -2)2-,3 3 3 3,顶点M 的坐标为(2,-W);3(2).点P从点。出发速度是每秒2 个单位长度,A 0 P=2 t,.点P的坐标为(2f,0),V A (b -1),ZAOC=4 5,点。到 x轴、y轴的距离都是工O P=L 2U 32 2二点。的坐标为(f,-r);(3);O P。绕着点尸按逆时针方向旋转9 0。,.旋转后点0、。的对应点的坐标分别为(2r,-2 t),(3r,-f),若顶点。在抛物线上,则L(2r)2-久(2r)=
25、-2 t,33解得t=l,2若顶点。在抛物线上,则L(3 f)2-久(3f)=-t,33解得r=l,综上所述,存在片工或1,使得 O P Q 的顶点0或顶点。在抛物线上;2(4)点。与点 A 重合时,。尸=1 x 2=2,z=2+2=l,点户与点C重合时,0 P=3,r=3+2=1.5,b 2 时,OP=2x2=4,P C=4-3=1,此时尸Q 经过点8,所以,分三种情况讨论:0芯1时,S=L (2/)X匹上,2 2 1耳 1.5 时,S=L (2力 x2t-lx (后-&)2=2 t-1 ;2 2 2 1.572 时,S=L (2+3)xl-lx l-(2r-3)2=-2(?-2)2+32
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