2021届中考数学压轴大题专项训练专题09:动态几何(含答案解析)
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1、 专题 09 动态几何 2021 届中考数学压轴大题专项训练(解析版) 1在四边形 ABCD中,ADBC,且 ADBC,BC6cm,P、Q分别从 A、C同时出发,P 以 1cm/s 的速 度由 A向 D运动,Q以 2cm/s 的速度由 C出发向 B运动,几秒后四边形 ABQP 是平行四边形? 【解析】解:设 t秒后,四边形 APQB为平行四边形, 则 APt,QC2t,BQ62t, ADBC所以 APBQ, 根据一组对边平行且相等的四边形是平行四边形, 知:APBQ即可, 即:t62t, t2, 当 t2 时,APBQ2BCAD,符合, 综上所述,2秒后四边形 ABQP 是平行四边形 2如图,
2、点E是矩形ABCD中CD边上一点,BCE沿BE折叠为 BFE,点F落在AD上 (1)求证:ABFDFE; (2)若 1 sin 3 DFE,求tanEBC的值; (3)设 AB k BC ,是否存在k的值,使ABF与BFE相似?若存在,求出k的值;若不存在,请说明 理由 【解析】 (1)证明:四边形ABCD是矩形, 90ADC , BCE沿BE折叠为BFE, 90BFEC, 90AFBDFE, 又 90AFBABF, ABFDFE ABFDFE; (2)解:在RtDEF中, 1 sin 3 DE DFE EF , 设DEa,3EFa , 22 2 2DFEFDEa , BCE沿BE折叠为BFE
3、, 3CEEFa,4CDDECEa,4ABa,EBCEBF , 又ABF DFE, 2 2 EFDF BFAB , 2 tan 2 EF EBF BF , 2 tantan 2 EBCEBF; (3)存在, 3 2 k 时,ABF与BFE相似 理由:当ABFFBE时,24 45 ,24590 , 24530 , 3 cos30 2 AB BF , BCBF, 3 2 AB k BC ; 当ABFFEB 时,26 ,4690 ,2490 ,这与24590 相矛盾, ABFFEB不成立 综上所述, 3 2 k 时,ABF与BFE相似 3 如图, 在平面直角坐标系xoy中, 顶点为M的抛物线 1 C
4、: 2 yaxbx(0a)经过点A和x轴上的点B, 2AOOB,120AOB (1)求该抛物线的表达式; (2)联结AM,求 AOM SV; (3)将抛物线 1 C向上平移得到抛物线 2 C,抛物线 2 C与x轴分别交于点E F、(点E在点F的左侧),如果 MBFV与AOM相似,求所有符合条件的抛物线 2 C的表达式 【解析】解: (1)过A作AHx轴,垂足为H, 2OB ,0(2 )B, 120AOB 60AOH,30HAO 2OA, 1 1 2 OHOA 在Rt AHO中, 222 OHAHOA, 22 213AH ()13A , 抛物线 1 C: 2 yaxbx经过点AB、, 可得: 4
5、20 3 ab ab , 解得: 3 3 2 3 3 a b 这条抛物线的表达式为 2 32 3 33 yxx ; (2)过M作MGx轴,垂足为G, 2 32 3 33 yxx = 2 33 (1) 33 x 顶点M是 3 1, 3 ,得 3 3 MG 设直线 AM为 y=kx+b, 把1, 3A , 3 1, 3 M 代入得 3 3 3 kb kb ,解得 2 3 3 3 3 k b 直线AM为 2 33 33 yx 令 y=0,解得 x= 1 2 直线AM与x轴的交点N为 1 ,0 2 11113113 3 = 22223223 AOM SON MGON AH V (3)0(2 )B,、
6、3 1, 3 M , 在Rt BGMV中, 3 tan 3 MG MBG BG , 30MBG 150MBF由抛物线的轴对称性得:MOMB, 150MBOMOB 120AOB, 150AOM AOMMBF 当MBFV与AOM相似时,有: = OMBM OABF 或= OMBF OABM 即 2 32 3 33 2BF 或 2 3 3 22 3 3 BF , 2BF 或 2 3 BF 0(4 )F,或 8 0 3 , 设向上平移后的抛物线 2 C为: 2 32 3 33 yxxk , 当0(4 )F,时, 8 3 3 k , 抛物线 2 C为: 2 32 38 3 yxx 333 当 8 0 3
7、 F ,时, 16 3 27 k , 抛物线 2 C为: 2 32 316 3 3327 yxx 综上:抛物线 2 C为: 2 32 38 3 yxx 333 或 2 32 316 3 3327 yxx 4定义:既相等又垂直的两条线段称为“等垂线段”,如图 1,在Rt ABC中,90A,ABAC,点 D、E分别在边AB、AC上,ADAE,连接DE、DC,点M、P、N分别为DE、DC、BC的 中点,且连接PM、PN 观察猜想 (1)线段PM与PN “等垂线段”(填“是”或“不是”) 猜想论证 (2)ADE绕点A按逆时针方向旋转到图 2所示的位置,连接BD,CE,试判断PM与PN是否为“等 垂线段
8、”,并说明理由 拓展延伸 (3)把ADE绕点A在平面内自由旋转,若4AD,10AB,请直接写出PM与PN的积的最大值 【解析】 (1)是; ABAC,ADAE DB=EC,ADE=AED=B=ACB DEBC EDC=DCB 点M、P、N分别为DE、DC、BC的中点 PMEC,PNBD, 11 , 22 PMEC PNBD PMPN,DPM=DCE,PNC=DBC DPN=PNC+DCB MPN=DPM+DPN=ACD+DCB+B=180 -90 =90 线段PM与PN是“等垂线段”; (2)由旋转知BADCAE ABAC,ADAE ABDACE(SAS) ABDACE,BDCE 利用三角形的
9、中位线得 1 2 PNBD, 1 2 PMCE, PMPN 由中位线定理可得/PMCE,/PNBD DPMDCE,PNCDBC DPNDCBPNCDCBDBC MPNDPMDPNDCEDCBDBC BCEDBCACBACEDBC ACBABDDBCACBABC 90BAC 90ACBABC 90MPN PM与PN为“等垂线段”; (3)PM与PN的积的最大值为 49; 由(1) (2)知, 1 2 PMPNBD BD最大时,PM与PN的积最大 点D在BA的延长线上,如图所示: 14BDABAD 7PM 2 49PMPNPM . 5数轴上点 A表示的有理数为 20,点 B表示的有理数为-10,点
10、 P 从点 A 出发以每秒 5 个单位长度的速度 在数轴上往左运动,到达点 B 后立即返回,返回过程中的速度是每秒 2 个单位长度,运动至点 A停止,设 运动时间为 t(单位:秒) (1)当 t=5 时,点 P表示的有理数为 (2)在点 P往左运动的过程中,点 P表示的有理数为 (用含 t的代数式表示) (3)当点 P与原点距离 5个单位长度时,t的值为 【解析】 (1)由题意得:201030AB , 点 P 从点 A 运动到点 B 所需时间为 30 6 55 AB (秒) , 点 P 从点 B 返回,运动到点 A 所需时间为 30 15 22 AB (秒) , 则当56t 时,5 525PA
11、 , 因此,点 P 表示的有理数为20 255, 故答案为:5; (2)在点 P 往左运动的过程中,5PAt, 则点 P 表示的有理数为20 5t, 故答案为:20 5t; (3)由题意,分以下两种情况: 当点 P 从点 A 运动到点 B,即06t 时, 由(2)可知,点 P 表示的有理数为20 5t, 则20 55t, 即20 55t或20 55t, 解得3t 或5t ,均符合题设; 当点 P 从点 B 返回,运动到点 A,即615t 时, 26PBt, 点 P 表示的有理数为2610222tt, 则2225t , 即2225t或2225t, 解得13.5t 或8.5t ,均符合题设; 综上
12、,当点 P 与原点距离 5 个单位长度时,t的值为3或 5或8.5或13.5时, 故答案为:3或 5 或8.5或13.5 6如图, ABC中,ACB=90 ,AB=10cm,BC=8cm,若点 P 从点 A出发,以每秒 2cm的速度沿折线 A-B-C-A 运动,设运动时间为 t(t0)秒 (1)AC= cm; (2)若点 P 恰好在ABC的角平分线上,求此时 t的值; (3)在运动过程中,当 t为何值时, ACP 为等腰三角形 【解析】 (1)由题意根据勾股定理可得: 2222 1086ACABBC (cm) , 故答案为 6; (2)如图,点 P 恰好在ABC 的角平分线上,过 P 作 PD
13、AB 于点 D, 则可设 PC=xcm,此时 BP=(8-x)cm,DP=PC=xcm,AD=AC=6cm,BD=10-6=4cm, 在 RT BDP 中, 222 BDPDBP ,即 2 22 48xx,解之可得:x=3, BP=8-3=5cm,P 运动的路程为:AB+BP=10+5=15cm, t= 15 7.5 2 s; (3)可以对 ACP 的腰作出讨论得到三种情况如下: 如图,AP=AC=6cm,此时 t= 6 3 2 s; 如图,PA=PC,此时过 P 作 PDAC 于点 D,则 AD=3,PD=4,AP=5, 此时 t= 5 2.5 2 s; 如图,PC=AC=6cm,则 BP=
14、8-6=2cm, 则 P 运动的路程为 AB+BP=10+2=12cm,此时 t= 12 6 2 s, 综上所述,在运动过程中,当 t 为 2.5s 或 3s 或 6s 时, ACP 为等腰三角形 7已知,在平面直角坐标系中,ABx 轴于点 B,A(a,b)满足64ab0,平移线段 AB 使点 A与 原点重合,点 B的对应点为点 COACB (1)填空:a_,b_,点 C 的坐标为_; (2)如图 1,点 P(x,y)在线段 BC上,求 x,y满足的关系式; (3)如图 2,点 E是 OB一动点,以 OB 为边作BOGAOB交 BC 于点 G,连 CE交 OG于点 F,当点 E在 OB上运动时
15、, OFCFCG OEC 的值是否发生变化?若变化,请说明理由;若不变,请求出其值 【解析】解: (1) 640ab, 60, 40 a b 6, 4 a b 4,6,ABOB 由平移得:4,OC 且 C在 y轴负半轴上, 0, 4 ,C 故答案为:6,4, 0, 4; (2)如图,过点P分别作PMx 轴于点 M,PNy轴于点 N,连接OP ABx轴于点 B,且点 A,P,C 三点的坐标分别为: 6,4 , 0, 4 ,x y OB=6,OC=4,,PMy PNx 1111 46 2222 BOCPOCPOB SSSOCPNOB PMxy 23xy, 而 11 6 412, 22 BOC SO
16、B OC 2312,xy , x y满足的关系式为:2 312,xy (3) OFCFCG OEC 的值不变,值为 2 理由如下:线段 OC 是由线段 AB平移得到, /,OA CB , AOB=OBC, 又BOG=AOB, BOG=OBC, 根据三角形外角性质,可得OGC=2OBC,OFC=FCG+OGC, ,OECFCGOBC OFC+FCG=2FCG+2OBC =2(FCG+OBC) =2OEC, 2 2 OFCFCGOEC OECOEC ; 所以: OFCFCG OEC 的值不变,值为 2 8综合实践 初步探究: 如图,已知AOB=60 ,在AOB 的平分线 OM上有一点 C,将一个
17、120 角的顶点与点 C 重合,它的两条 边分别与直线 OA、OB相交于点 D、E (1)当DCE绕点 C 旋转到 CD 与 OA垂直时(如图 1) ,请猜想 OE+OD与 OC 的数量关系 为 ; 解决问题: (2)当DCE绕点 C 旋转到 CD 与 OA不垂直时,到达图 2的位置, (1)中的结论是否成立?并说明理由; (3)当DCE绕点 C 旋转到 CD 与 OA的反向延长线相交时,上述结论是否成立?若成立,请给于证明;若 不成立,线段 OD、OE与 OC 之间的数量关系为 ; 拓展应用: (4)当DCE绕点 C 旋转到 CD 与 OA垂直时, 请猜想四边形 CDOE的周长与 OC 的数
18、量关系, 并说明理由; 【解析】 : (1)OM是AOB 的角平分线, AOC=BOC= 1 2 AOB=30 , CDOA, ODC=90 , OCD=60 , OCE=DCE-OCD=60 , 在 Rt OCD中,OD=OCcos30 = 3 2 OC, 同理:OE= 3 2 OC, OD+OE= 3OC; (2) (1)中结论仍然成立,理由: 过点 C作 CFOA于 F,CGOB 于 G, OFC=OGC=90 , AOB=60 , FCG=120 , 同(1)的方法得,OF= 3 2 OC,OG= 3 2 OC, OF+OG= 3OC, CFOA,CGOB,且点 C 是AOB的平分线
19、OM 上一点, CF=CG, DCE=120 ,FCG=120 , DCF=ECG, CFDCGE, DF=EG, OF=OD+DF=OD+EG,OG=OE-EG, OF+OG=OD+EG+OE-EG=OD+OE, OD+OE= 3OC; (3) (1)中结论不成立,结论为:OE-OD= 3OC, 理由:过点 C 作 CFOA于 F,CGOB于 G, OFC=OGC=90 , AOB=60 , FCG=120 , 同(1)的方法得,OF= 3 2 OC,OG= 3 2 OC, OF+OG= 3OC, CFOA,CGOB,且点 C 是AOB的平分线 OM 上一点, CF=CG,DCE=120 ,
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