數(shù)學(xué)因運(yùn)動而充滿活力,數(shù)學(xué)因變化而精彩紛呈。動態(tài)題是近年來中考的的一個(gè)熱點(diǎn)問題,以運(yùn)動的觀點(diǎn)探究幾何圖形的變化規(guī)律問題,稱之為動態(tài)幾何問題,隨之產(chǎn)生的動態(tài)幾何試題就是研究在幾何圖形的運(yùn)動中,伴隨著出現(xiàn)一定的圖形位置、數(shù)量關(guān)系的“變”與“不變”性的試題,就其運(yùn)動對象而言,有點(diǎn)動、線動、面動三大類,就其運(yùn)動形式而言,有軸對稱(翻折)、平移、旋轉(zhuǎn)(中心對稱、滾動)等,就問題類型而言,有函數(shù)關(guān)系和圖象問題、面積問題、最值問題、和差問題、定值問題和存在性問題等。解這類題目要“以靜制動”,即把動態(tài)問題,變?yōu)殪o態(tài)問題來解,而靜態(tài)問題又是動態(tài)問題的特殊情況。以動態(tài)幾何問題為基架而精心設(shè)計(jì)的考題,可謂璀璨奪目、精彩四射。
動態(tài)幾何形成的存在性問題是動態(tài)幾何中的基本類型,包括等腰(邊)三角形存在問題;直角三角形存在問題;平行四邊形存在問題;矩形、菱形、正方形存在問題;梯形存在問題;全等三角形存在問題;相似三角形存在問題;其它存在問題等。本專題原創(chuàng)編寫線動形成的等腰三角形存在性問題模擬題。
在中考壓軸題中,線動形成的等腰三角形存在性問題的重點(diǎn)和難點(diǎn)在于應(yīng)用分類思想和數(shù)形結(jié)合的思想準(zhǔn)確地進(jìn)行分類。
原創(chuàng)模擬預(yù)測題1.在平面直角坐標(biāo)系中,已知拋物線 (a,c為常數(shù))的頂點(diǎn)為P,等腰直角三角形ABC的頂點(diǎn)A的坐標(biāo)為(0,?1),C的坐標(biāo)為(?4,3),直角頂點(diǎn)B在第二象限。
(1)如圖,若該拋物線過A,B兩點(diǎn),求該拋物線的函數(shù)表達(dá)式;
(2)平移(1)中的拋物線,使頂點(diǎn)P在直線AC上滑動,且與AC交于另一點(diǎn)Q,若點(diǎn)M在直線AC下方,且為平移前(1)中的拋物線上的點(diǎn),當(dāng)以M、P、Q三點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形是等腰直角三角形時(shí),求出所有符合條件的點(diǎn)M的坐標(biāo)。
【答案】解:(1)由題意,得點(diǎn)B的坐標(biāo)為(?4,?1),
∵拋物線 過A(0,?1),B(?4,?1)兩點(diǎn),
∴ ,解得 。
∴拋物線的函數(shù)表達(dá)式為: 。
(2)∵A(0,?1),C(?4,3),∴直線AC的解析式為: 。
設(shè)平移前拋物線的頂點(diǎn)為P0,則由(1)可得P0的坐標(biāo)為(?2,1),且P0在直線AC上。
過點(diǎn)P作PE∥x軸,過點(diǎn)Q作QE∥y軸,則
PE= ,QE= ,
∴PQ= =AP0。
若△MPQ為等腰直角三角形,則可分為以下兩種情況:
①當(dāng)PQ為直角邊時(shí):點(diǎn)M到PQ的距離為 (即為PQ的長),
由A(0,? 1),B(?4,?1),P0(?2,1)可知,
△ABP0為等腰直角三角形,且BP0⊥AC,BP0= 。
如圖,過點(diǎn)B作直線l1∥AC,交拋物線 于點(diǎn)M,則M為符合條件的點(diǎn)。
∴可設(shè)直線l1的解析式為: y=?x+b1。
過點(diǎn)F作直線l2∥AC,交拋物線 于點(diǎn)M,則M為符合條件的點(diǎn)。
∴可設(shè)直線l2的解析式為:y=?x+b2,
∵F(?2,?1),∴?1=2+b2,解得b2=?3!嘀本l2的解析式為:y=?x?3。
解方程組 ,得: , 。
∴M3( , ),M4( , )。
綜上所述,所有符合條件的點(diǎn)M的坐標(biāo)為:
M1(?4,?1),M2(2,?7),M3( , ),M4( , )。
【考點(diǎn)】二次函數(shù)綜合題,平移問題,二次函數(shù)的圖象與性質(zhì),待定系數(shù)法的應(yīng)用,曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)與方程的關(guān)系,等腰直角三角形的判定和性質(zhì),軸對稱的應(yīng)用(最短路線問題),平行四邊形的判定和性質(zhì),勾股定理,分類思想的應(yīng)用。
得直線(y=?x?5)與拋物線的交點(diǎn),即為所求之M點(diǎn)。
②當(dāng)PQ為斜邊時(shí):點(diǎn)M到PQ的距離為 ,此時(shí),將直線AC向左平移2個(gè)單位后所得直線(y=?x?3)與拋物線的交點(diǎn),即為所求之M點(diǎn)。
原創(chuàng)模擬預(yù)測題2.如圖,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=BC=4cm,點(diǎn)D為AC邊上一
點(diǎn),且AD=3cm,動點(diǎn)E從點(diǎn)A出發(fā),以1cm/s的速度沿線段AB向終點(diǎn)B運(yùn)動,運(yùn)動
時(shí)間為x s.作∠DEF=45°,與邊BC相交于點(diǎn)F.設(shè)BF長為ycm.
(1)當(dāng)x= ▲ s時(shí),DE⊥AB;
(2)求在點(diǎn)E運(yùn)動過程中,y與x之間的函數(shù)關(guān)系式及點(diǎn)F運(yùn)動路線的長;
(3)當(dāng)△BEF為等腰三角形時(shí),求x的值.
【答案】解:(1) 2分
(2)∵在△ABC中,∠C=90°,AC=BC=4.
∴∠A=∠B=45°,AB=4 ,∴∠ADE+∠AED=135°;
又∵∠DEF=45°,∴∠BEF+∠AED=135°,∴∠ADE=∠BEF;
∴△ADE∽△BEF 4分
∴ = ,
(3)這里有三種情況:
①如圖,若EF=BF,則∠B=∠BEF;
又∵△ADE∽△BEF,∴∠A=∠ADE=45°
∴∠AED=90°,∴AE=DE= ,
∵動點(diǎn)E的速度為1cm/s ,∴此時(shí)x= s;
②如圖,若EF=BE,則∠B=∠EFB
又∵△ADE∽△BEF,∴∠A=∠AED=45°
∴∠ADE=90°,∴AE=3 ,
∵動點(diǎn)E的速度為1cm/s
∴此時(shí)x=3 s;
③如圖,若BF=BE,則∠FEB=∠EFB;
原創(chuàng)模擬預(yù)測題3.如圖,拋物線 與x軸交于點(diǎn)A,將線段OA繞點(diǎn)O逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)1200至OB的位置.
(1)點(diǎn)B在拋物線上;
(2)在此拋物線的對稱軸上,是否存在點(diǎn)P,使得以點(diǎn)P、O、B為頂點(diǎn)的三角形是等腰三角形?若存在,求點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,說明理由.
【答案】解:(1)如圖1,過點(diǎn)B作BC⊥x軸于點(diǎn)C,
(2)存在。
如圖2,拋物線的對稱軸是x=2,直線x=2與x軸的交點(diǎn)為D,設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(2,y)。
①若OB=OP,則22+|y|2=42,解得y=± ,
當(dāng)y= 時(shí),
在Rt△POD中,∠PDO=90°,sin∠POD= ,
∴∠POD=60°。
∴∠POB=∠POD+∠AOB=60°+120°=180°,即P、O、B三點(diǎn)在同一直線上。
∴y= 不符合題意,舍去。
∴點(diǎn)P的坐標(biāo)為(2, )。
【考點(diǎn)】二次函數(shù)綜合題,旋轉(zhuǎn)的性質(zhì),銳角三角函數(shù)定義,特殊角的三角函數(shù)值,曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)與方程的關(guān)系,等腰三角形的性質(zhì),勾股定理,分類思想的應(yīng)用。
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