特殊四邊形的幾何動點問題,很多困難源于問題中的可動點,常見的動點四邊形有平行四邊形、矩形、菱形等問題,其中尤其是動點的存在性問題對很多學生來說感覺很困惑。實際上,求解特殊四邊形的動點問題,關鍵是利用圖解法抓住它運動中的某一瞬間,尋找合理的代數關系式,确定運動變化過程中的數量關系、圖形位置關系,分類畫出符合條件的圖形進行讨論,就能找到解決問題的途徑,有效避免思維混亂。
結合曆年全國各地中考的實例,動态幾何問題一般都會有存在性問題,所謂存在性問題就是根據已知的條件,探索制定适合某個問題的結論的數值、點、直線或其圖形是否存在的題目而存在性問題一般從以下6個方面展開探讨:
1、等腰(邊)三角形存在問題;
2、直角三角形存在問題;
3、平行四邊形存在問題;
4、矩形、菱形、正方形存在問題;
5、全等、相似三角形存在問題;
6、其它存在問題。
在中考中特殊三角形四邊形的存在性問題是重點,其解題思路是:先對結論作出肯定的假設,然後由肯定假設出發,結合已知條件進行正确的計算、推理。若導出矛盾,則否定先前假設;若推出合理的結論,則說明假設正确,由此得出問題的結論。它主要考查考生的觀察、分析、比較、歸納、推理等方面的能力,由于這類題目的綜合性極強。因此中考常以壓軸題出現。
A.最新考題剖析
1.(2019春•吳中區期中)如圖,将一三角闆放在邊長為4cm的正方形ABCD上,并使它的直角頂點P在對角線AC上滑動,直角的一邊始終經過點B,另一邊與射線DC相交于Q.設點P從A向C運動的速度為2cm/s,運動時間為x秒.
探究:
(1)當點Q在邊CD上時,線段PQ與PB之間有怎樣的數量關系?試證明你的猜想:
(2)當點Q在邊CD上且x=1s時,四邊形PBCQ的面積是_____ ;
(3)當點P在線段AC上滑動時,△PCQ是否可能成為等腰三角形?如果可能,指出所有能使△PCQ成為等腰三角形的點Q的位置,并求出相應的x值;如果不可能,試說明理由.
【解析】本題是四邊形綜合題,考查了正方形的性質,矩形的判定和性質,全等三角形的判定和性質,利用分類讨論思想解決問題是本題的關鍵.
探究:(1)過P點作MN∥BC分别交AB、DC于點M、N,由正方形的性質可得AD∥BC,AB∥CD,∠BAC=ACB=45°,可證四邊形ADNM,四邊形BMNC都是矩形,可得BM=NC,AM=DN,MN=AD=BC,由"ASA"可證Rt△MBP≌Rt△NPQ,可得PQ=PB;
(2)由四邊形PBCQ的面積=S四邊形BMNC﹣2S△BPM,分别表示出△PBM與四邊形BMNC的面積就可求解,答案為:(18﹣8√2)cm2;
(3)△PCQ可能成為等腰三角形.
①當點P與點A重合時,點Q與點D重合,∴PQ=QC,此時,x=0
②如圖,當點Q在DC的延長線上,且CP=CQ時,
∵CP=CQ,∠ACD=45°,∴∠PQN=∠CPQ=22.5°,∴∠QPN=∠APB=67.5°,
∵∠ABP=180°﹣∠BAP﹣∠APB=67.5°=∠APB,∴AP=AB=4cm
∴x=4/2=2s,綜上所述:x=0s或2s
2.(2019•青島一模)如圖,四邊形ABCD為矩形,AB=4cm,AD=3cm,動點M,N分别從點D,B同時出發,都以1cm/s的速度運動.點M沿DA向終點A運動,點N沿BC向終點C運動.過點N作NP⊥BC,交AC于點O,連接MP.已知動點運動了ts(0<t<3).
(1)當t為多少時,PM∥AB?
(2)若四邊形CDMP的面積為S,試求S與t的函數關系式.
(3)在運動過程中,是否存在某一時刻t使四邊形CDMP面積與四邊形ABCD面積比為3:8?若存在,請求出t的值;若不存在,請說明理由.
(4)在點M,N運動過程中,△MPA能否成為一個等腰三角形?若能,求出所有可能的t值;若不能,試說明理由.
【解析】本題主要考查四邊形的綜合問題,解題的關鍵是掌握矩形的判定與性質、相似三角形的判定與性質、等腰三角形的判定與性質及分類讨論思想的運用等知識點.
(1)根據已知條件得到PM與PN共直線,求得MN∥AB,列方程即可得到t=3/2;
3.(2019•江都區一模)如圖,矩形ABCD中,E是BC上一點,點F是點E關于點C的對稱點,過點F作對角線BD的平行線,交DC的延長線于點H,連接HE并延長與矩形的邊AB、對角線BD于點N、M.
(1)試判定△BME的形狀,并說明理由.
(2)若BE=2EC,連接DE,當△MED為直角三角形時,求AB:BC的值.
【解析】本題主要考查矩形的性質、相似三角形的判定和性質、全等三角形的判定和性質以及三角函數,注意分類讨論思想上的運用.
(1)證明∠MEB=∠MBE,從而MB=ME,所以△MBE是等腰三角形;
(2)①當∠DME=90°時,如圖1,
∵MB=ME,即∠MEB=∠MBE,∴∠DBC=45°.
∴∠DBC=∠BDC,∴BC=DC.∴AB:BC=DC:BC=1;
②當∠DEM=90°時,如圖2,過點M作MG⊥BC于G點,
∵∠MEB ∠DEC=90°,∠DEC ∠EDC=90°,∠EDC=∠MEB=∠MBE.
由(1)得MB=ME,又MG⊥BC,∴BE=2GE=2GB,
又BE=2EC,∴EG=EC,則△MGE≌△HCE(ASA),∴ME=HE.
又DE⊥MH,∴∠MDE=∠EDC.∴∠DBE=∠EDC=∠BDE=30°.
∴AB:BC=DC:BC=tan∠DBC=tan30°=√3/3.
綜上所述AB:BC=1或√3/3.
4.(2019春•杭州期中)在平行四邊ABCD中,AB=6cm,BC=acm,P是AC對角線上的一個動點,由A向C運動(不與A,C重合),速度為每秒1cm,Q是CB延長線上一點,與點P以相同的速度由B向CB延長線方向運動(不與B重合),連結PQ交AB于E.
(1)如圖1,若∠ABC=60°,BC=AB,求點P運動幾秒後,∠BQE=30°;
(2)如圖2,在(1)的條件下,作PF⊥AB于F,在運動過程中,線段EF長度是否發生變化,如果不變,求出EF的長;如果變化,請說明理由;
(3)如圖3,當BC≠AB時,平行四邊形的面積是24cm2,那麼在運動中是否存在某一時刻,點P,Q關于點E成中心對稱,若存在,求出a的值;若不存在,說明理由.
【解析】(1)設點P運動t秒後,∠BQE=30°,則AP=QB=t,由∠ABC=60°,BC=AB,AB=BC=AC=6,∠ACB=60°,因為∠BQE=30°,∠ACB=60°,所以∠QPC=90°,QC=2PC,列出關于t的方程解出t的值為2秒;
(2)過點P作PG∥BC,與AB交于點G,通過證明△PEG≌△QEB,得到BE=GE,再由△APG是等邊三角形得到AF=GF,∴EF=1/2AB=3;
(3)如圖3,設PQ交AB于E,過點P作PG∥BC,與AB交于點G,作CH⊥AB于點H.當點P,Q關于點E成中心對稱時,QE=PE,
∴易證△PEG≌△QEB(ASA),∴GP=QB,
∵QB=AP,∴GP=AP,
∵GP∥BC,∴CA=CB=a
∵平行四邊形的面積是24cm2,AB=6,
∴AH=BH=3,CH=24÷6=4,∴由勾股定理可求得AC=BC=5即a=5.
故在運動中存在某一時刻,點P,Q關于點E成中心對稱,此時a的值為5.
5.(2019•臨海市一模)定義:如圖1,點M,N在線段AB上,若以線段AM,MN,NB為邊恰好能組成一個直角三角形,則稱點M,N為線段AB的勾股分割點.
(1)如圖1,M,N為線段AB的勾股分割點,且AM=4,MN=3,則NB=______ ;
(2)如圖2,在▱ABCD中,CD=21,E為BC中點,F為CD邊上一動點,AE,AF分别交BD于點M,N,當點M,N為線段BD的勾股分割點時,求FD的長;
(3)如圖3,△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC=2,延長BA到點M,延長AB到點N,使點A,B恰好是線段MN的勾股分割點(AB>AM≥BN),過點M,N分别作AC,BC的平行線交于點P.
①PC的長度是否為定值?若是,請求出該定值;若不是,請說明理由;
②直接寫出△PMN面積的最大值.
【解析】(1)①當AM為最大線段時,由勾股定理求出BN;②當BN為最大線段時,由勾股定理求出 BN=√7或 5;.
(2)如圖2,設BM=x,證明△AMD∽△EMB,得DM=2x,設DN=a,則MN=2x﹣a,點M,N為線段BD的勾股分割點時,存在三種情況:根據勾股分割點的定義列方程可得DF的長為7或15;
(3)①PC的長度是定值2,理由是:如圖中,連接PA、PN,将△MPA繞點P逆時針旋轉90°得△PNF,将△PAC繞點P逆時針旋轉90°得△PFE.則∠1=∠3,∠2=∠4,
∵△ABC是等腰直角三角形,AC=2,∴AB=2√2,∠CAB=∠CBA=45°,
∵AC∥PM,BC∥PN,∴∠1=∠2=∠3=∠4,∴EF∥BN,∴EF∥BN∥BC,
∵AC=BC=EF,∴四邊形EFBC是平行四邊形,∴EC=BF,
∵∠ANM=∠PNF=45°,∴∠BNF=90°,∴BF2=BN2 FN2,
∵點A,B恰好是線段MN的勾股分割點(AB>AM≥BN),
6.(2019•市北區一模)如圖,在菱形ABCD中,對角線AC=6cm,BD=8cm點P從點B出發沿BA方向勻速運動,速度是1cm/s,點Q從點D出發沿DB方向勻速運動,速度是2cm/s,QE∥AB,與BC交于點E,連接PQ.設運動時間為t(s)(0<t≤4).
(1)當PQ⊥AB于P時,求t的值;
(2)設四邊形BPQE的面積為y(cm2),求y與t之間的函數關系式;
(3)是否存在某一時刻t,使BQ平分∠PQE?若存在,求t的值;若不存在,請說明理由.
【解析】此題是四邊形綜合題,主要考查了菱形的性質,相似三角形的性質,銳角三角函數,勾股定理,用方程的思想解決問題是解本題的關鍵.
(1)先利用勾股定理求出AB=5,再用同角的餘角的餘弦函數建立方程求解即可得出t=32/13;
B.反思與總結
C.最新考題精煉
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