1、教师姓名 学生姓名 年 级 初二 上课时间 学 科 数学 课题名称 四边形的存在性 知识模块:知识模块:平行四边形的存在性平行四边形的存在性 平行四边形的问题是近几年来考试的热点,考察学生的分类讨论的思想常见的题型是在平面直角坐标 系中已知三点和第四点构成平行四边形,求第四点;或者已知两点,另外两点在某函数图像上,四点构 成平行四边形;利用两点间的距离公式和平移的思想,结合题目中的条件构造等量关系 【例 1】如图 1,在平面直角坐标系中,点 A 的坐标为(4,4) ,点 B 的坐标为(0,2) (1)求直线 AB 的解析式; 四边形的存在性 (2)以点 A 为直角顶点作CAD=90,射线 AC
2、 交 x 轴的负半轴于点 C,射线 AD 交 y 轴的负半 轴于点 D当CAD 绕着点 A 旋转时,OCOD 的值是否发生变化?若不变,求出它的值;若变化, 求出它的变化范围; (3)如图 2,点 M(4,0)是 x 轴上的一个点,点 P 是坐标平面内一点若 A、B、M、P 四点 能构成平行四边形,请写出满足条件的所有点 P 的坐标(不要解题过程) 【答案】 (1)设直线 AB 的解析式为:y=kx+b(k0) 点 A(4,4) ,点 B(0,2)在直线 AB 上, 44 2 kb b ,解得 1 2 2 k b , 直线 AB 的解析式为: 1 2 2 yx ; (2)不变理由如下: 过点
3、A 分别作 x 轴、y 轴的垂线,垂足分别为 E、F,如图 1 则AEC=AFD=90,又BOC=90,AEF=90,DAE+DAF=90, CAD=90,DAE+CAE=90,CAE=DAF A(4,4) ,OE=AF=AE=OF=4 在AEC 和AFD 中 AECAFD AEAF CAEDAF AECAFD(ASA) ,EC=FD OCOD=(OE+EC)(FDOF)=OE+OF=8 故 OCOD 的值不发生变化,值为 8; (3)A(4,4) ,B(0,2) ,M(4,0) , AM=4,BM= 22 422 5,AB= 22 4422 5, x A 图 4 C B O y 当 AM 为
4、对角线时,连接 BP 交 AM 于点 H,连接 PA、PM,如图 2, 四边形 ABMP 为平行四边形,且 AB=BM, 四边形 ABMP 为菱形, PBAM,且 AH=HM,PH=HB, P 点坐标为(8,2) ; 当 BM 为对角线时, AMx 轴,BC 在 y 轴的负半轴上, 四边形 ABPM 为平行四边形, BP=AM=4,P 点坐标为(0,2) ; 当 AB 为对角线时,同可求得 P 点坐标为(0,6) ; 综上可知满足条件的所有点 P 的坐标为(0,6) 、 (0,2)和(8,2) 【例 2】如图 4,在平面直角坐标系xOy中,直线2 xy与x轴、y轴分别相交于点 A 和点 B,
5、点 C 在y轴的正半轴上,且 OC=2OB (1)求线段 BC 的长度; (2)如果点 D 在直线 AB 上,且以 B、C、D、E 为顶点的四边形 为菱形,请直接写出点 E 的坐标 【答案】(1)直线2 xy与x轴、y轴分别相 交于点A和点B, 点A(2,0) ,点B(0,-2) OB=2 OC=2OB,OC=4,点C(0,4) BC的长度是6 (2)根据题意,当以 B、C、D、E 为顶点的四边形为菱形时,点 E 的坐标可以是: (-3,1) , (6,-2) , (23,423) , (23-,423-) 【例3】已知:如图,四边形ABCD是菱形,B是锐角,AFBC于点F, CHAD于点H,
6、 在AB边上 取点E,使得AEAH,在CD边上取点G,使得CGCF联结EF、FG、GH、HE (1)求证:四边形 EFGH 是矩形; (2)当B 为多少度时,四边形 EFGH 是正方形并证明 A B C D E F G H O 【答案】(1),BD FH如图,连结 , , , , (), , , ABCD ADBCBADBCDABCADC AFBC CHADAFAD CHBC AFCHAHCFAECG AEHFCG SASEHFG EFHGEFGH BEBF AEAHAEHAHEBEFBFE AEHAHEBEFBFEABC 四边形是菱形 四边形为矩形, 同理可证:四边形是平行四边形 360 ,
7、BAD ,180 , 90 ,90 , ADBCABCBAD BEFAEHFEH EFGH 四边形是平行四边形. (2)45,;BEFGH当等于度时四边形是正方形 , , 180 ,180 , , ,45, , 18045135 2 AC ABCDABBCBACACB AECFBEBFBEFBFE BACACBABCBEFBFEABC BACBEFEFACEFHFOC EFGHEFHFOC AFCHOFOC OFCOCF 连接与FH相交于点 菱形 正方形 四边形是矩形 2 135 ,135 , 2 ,180 ,45 , 45 ABCDABCDOCFOCDBCD ABCDABCBCDABC BE
8、FGH , 菱形, 等于度时,四边形是正方形 【例 4】如图,在平面直角坐标系中,直线 1 6 2 yx 与 y 轴交于点 A,与直线 1 2 yx相 交于点 B,点 C 是线段 OB 上的点,且AOC 的面积为 12 (1)求直线 AC 的表达式; (2)设点 P 为直线 AC 上的一点,在平面内是否存在点 Q,使四边形 OAPQ 为菱形, 若存在,求点 Q 的坐标,若不存在,请说明理由 【答案】(1),ACykxb设解析式为 A B x y C 1 6,(0,6), 2 1 6 6 2 13 2 1 (6,3), 2 1 12,612,4, 2 4,2,(4,2), 61 246 6; A
9、OCcc yxA yx x y yx BOByx Sxx xyC bk kbb yx 点坐标为 , 点坐标为解析式为 当时点坐标为 , (2)存在; 6, , 6,(6,0), ,45 ,6 2, 2,6 26,(3 2,63 2), (3 2, 3 2), OAPQOAAPPQQO PA ACyxE AOOEAEOOAEAE OAAPPEP Q 当四边形为菱形时, 若 在 点右侧 为 , ,45 , 6,( 3 2,3 2). PA OQAPAOQOAP OQQ 若 在 点左侧 当 AO 时对角线时,P(3,3)Q(-3,3) , 综上当四边形 OAPQ 是菱形时, (3 2, 3 2)(
10、3 2,3 2)3,3)Q点坐标为或或( 知识模块知识模块:梯形的存在性:梯形的存在性 梯形的分类讨论题多见于各类压轴题中, 由于这类题目都与图形的运动有关, 需要学生有一定的想象力、 分析力和运算力梯形的主要特征是两底平行,特殊梯形又可分为等腰梯形和直角梯形两大类常见题 型为在直角坐标平面内已知三点求第四点,抓住梯形两底平行的特征,对应的一次函数的解析式的 k 相 等而 b 不相等若是等腰梯形,常需添设辅助线,过上底的两个顶点作下底的垂线,构造两个全等的直 角三角形若是直角梯形,则需连接对角线或过上底的一顶点作下底的高构造直角三角形 E 【例 5】在平面直角坐标系 xOy 中,一次函数 y=
11、x+b 的图像与 x 轴交于点 A、与反比例函数 x k y (k 是常数,k0)的图像交于点 B(a,3) ,且这个反比例函数的图像经过点 C(6,1) (1)求出点 A 的坐标; (2)设点 D 为 x 轴上的一点,当四边形 ABCD 是梯形时,求出点 D 的坐标和四边形 ABCD 的面积 【答案】解: (1)方法一: 反比例函数 x k y 经过点 C(6,1) , 6 1 k ,6k,反比例函数解析式为 x y 6 B(a,3)在该反比例的图像上, a 6 3 ,2a,即 B(2,3) bxy经过点 B(2,3) ,1 xy, 令01 xy,得1x,A (-1,0) 方法二:点 C(6
12、,1)与点 B(a,3)都在反比例函数 x k y 的图像上, ka316, 2a,B(2,3) bxy经过点 B(2,3) ,1 xy, 令01 xy,得1x,A(-1,0) (2)四边形 ABCD 是梯形,且点 D 为 x 轴上的一点, 不可能出现 AD/BC 的情形,只有可能 AB/CD, 直线 AB 的解析式为1 xy,可设直线 CD 的解析式为mxy, mxy经过点 C(6,1) ,5 xy, 令05 xy,得5x,D(5,0) , 分别过点 B、C 作 BEx 轴、CFx 轴,垂足分别为 E、F, 则 DCFBEFCABEABCD SSSS 梯形梯形 =CFDFEFCFBEBEAE
13、 2 1 )( 2 1 2 1 =11 2 1 4) 13( 2 1 33 2 1 =12 【例 6】已知,如图,平面直角坐标系中,线段 ABy 轴,点 B 在 x 轴正半轴上,点 A 在第一象 xOy (第26题图) y x O 1 1 限,AB=10.点 P 是线段 AB 上的一动点,当点 P 在线段 AB 上从点 A 向点 B 开始运动时,点 B 同 时在 x 轴上从点 C(4,0)向点 O 运动,点 P、点 B 运动的速度都是每秒 1 个单位,设运动的时间 为 t(0t4). (1)用含有 t 的式子表示点 P 的坐标; (2)当点 P 恰好在直线 y=3x 上时,求线段 AP 的长;
14、 (3)在(2)的条件下,直角坐标平面内是否存在点 D,使以 O、P、A、D 为顶点的四边形是等腰 梯形. 如果存在,请直接写出点 D 的坐标;如果不存在,请简单说明理由. 【答案】 (1)解:BP=AB-AP=10-t,OB=OC-BC=4-t,P(4-t,10-t) (2)将 P(4-t,10-t)代入 y=3x,得 t=1 AP=1 (3) 1(0,19) D, 2 34 (,) 55 D , 3 6091 () 109 109 D, 【习题 1】如图,在平面直角坐标系 xoy 中,直线4 3 32 xy交 y 轴于点 A,交 x 轴于点 B,以线 段 AB 为边作菱形 ABCD(点 C
15、、D 在第一象限) ,且点 D 的纵坐标为 9 (1)求点 A、点 B 的坐标; 第25题图 25题备用图 (2)求直线 DC 的解析式; (3)除点 C 外,在平面直角坐标系 xoy 中是否还存在点 P,使点 A、B、D、P 组成的四边形是平行四 边形?若存在,请直接写出点 P 的坐标;若不存在,请说明理由 【答案】 (1)A(0,4) ,B(32,0) (2)过点 D 作 DEy 轴,垂足为 E 点 D 的纵坐标为 9,OA=4 AE=5 四边形是 ABCD 是菱形 AD=AB=72)32(4 2222 OBOA DE=3D(3,9) 四边形是 ABCD 是菱形,DCAB 设直线 DC 的
16、解析式为bxy 3 32 直线 DC 过点 D(3,9) ,11b 直线 DC 的解析式为11 3 32 xy (3)存在 P1(3,13) ,P2(3,5) 【习题 2】如图,已知直线 l1经过点 A(5,6)且与直线 l2: 3 6 2 yx 平行,直线 l2与 x 轴、y 轴分别交于点 B、C (1)求直线 l1的表达式及其与 x 轴的交点 D 的坐标; (2)判断四边形 ABCD 是什么四边形并证明你的结论; (3)若点 E 是直线 AB 上一点,平面内存在一点 F,使得四 边形 CBEF 是正方形,求点 E 的坐标,请直接写出答案 【答案】(1) 1 ,lykxb设直线 解析式为 (
17、2) 2 3 6, 2 lyx 为 (第24题图) D C B A O y x G E B A D x O y C F 2222222 222 0,6, (0,6), 0,4, (4,0), 22 , 33 , , , 69117,6452,169, , 90 , ; DCAB xy C yx B kk ABDC ADBC ABCD DCBCBD BDDCBC BCD ABCD 当时 点坐标为 当时 点坐标为 四边形为平行四边形 四边形是矩形 (3),EEGxxG过点 作轴交 轴于点 90 , ,90 , 90 ,90 , , ,90 , (), , (10,4), ( 2, 4). BGE
18、CBEFCBECBBE OCBOBCOBCEBG OCBEBG CBBECOBBGE COBBGE AAS OBEG COBG EBE EBE 正方形 当 点在 点右侧时, 点坐标为 当 点在 点左侧时, 点坐标为 【习题 3】如图,已知 ( 1)Am , 与(23 3)Bm,是反比例函数 k y x 图像上的两个点 (1)求k的值; (2)若点( 10)C ,则在反比例函数 k y x 图像上是否存在点 D,使得以 A、B、C、D 为顶点的四边形是梯形若存在,请直接写出点 D 的坐标;若不存在,请说明理由 【答案】(1),A B在反比例函数上, 3 3 2 2 3 2 3 mk k m m
19、k A B C O x y (2) 3 (6,)(1,2 3)(-2,- 3). 3 D点坐标为或或 【习题 4】如图所示,正比例函数 y=k1x 和一次函数 y=k2x+b 的图像相交于点 A(-3,4) , 且 OB= 3 5 OA (1) 求正比例函数和一次函数的解析式; (2) 求AOB 的面积和周长; (3) 在平面直角坐标系中是否存在点 P、O、A、B 成为直角梯形的四个顶点若存在, 请直接写出 P 点的坐标;若不存在,请说明理由 【答案】(1) 1 ( 3,4)Ayk x把代入, 1 2 2 2 2 4 , 3 4 3 ( 3,4), 5, 3 , 5 3,(3,0), ( 3,4), (3,0), 03 43 2 2 3 2 2; 3 k yx A OA OBOA OBB AByk xb kb kb b k yx 得 , 把代入 得 (2) 1 436, 2 AOB S 2 13,5,3, 82 13. AOB ABAOOB C (3) 271851 3427 136 131313 1325 25 P点坐标为(3,4)或(,-)或(-,)或(-,).