专题
15 动点综合问题
【典例分析】 【考点1】动点之全等三角形问题 【例1】如图,直线4
4
3
y
x
与x
轴和y
轴分别交于A B
,
两点,另一条直线过点A
和点C
(7,3)
. (1)求直线AC
的函数表达式; (2)求证:AB AC
; (3)若点 P 是直线AC
上的一个动点,点Q
是x
轴上的一个动点,且以P Q A
, ,
为顶点的三角形与 AOB 全 等,求点Q
的坐标. 【变式1-1】)如图,CA⊥BC,垂足为 C,AC=2Cm,BC=6cm,射线 BM⊥BQ,垂足为 B,动点 P 从 C 点出发以 1cm/s时,△BCA 与点 P、N、B 为顶点的三角形全等.(2 个全等三角形不重合) 【考点2】动点之直角三角形问题 【例2】(模型建立) (1)如图 1,等腰直角三角形
ABC
中,
ACB
90
,CB CA
,直线ED
经过点C
,过A
作AD ED
于点D
,过 B 作BE ED
于点E
.求证:
BEC
CDA
; (模型应用) (2)已知直线l
1:4
4
3
y
x
与坐标轴交于点A
、 B ,将直线l
1绕点A
逆时针旋转45
至直线l
2,如图2, 求直线l
2的函数表达式; (3)如图 3,长方形ABCO
,O
为坐标原点,点 B 的坐标为
8, 6
,点A
、C
分别在坐标轴上,点 P 是 线段BC
上的动点,点D
是直线y
2
x
6
上的动点且在第四象限.若
APD
是以点D
为直角顶点的等腰 直角三角形,请直接写出点D
的坐标. 【变式2-1】(2019·辽宁中考模拟)如图,已知二次函数 y=ax2+bx+4 的图象与 x 轴交于点 A(4,0)和点 D(﹣ 1,0),与 y 轴交于点 C,过点 C 作 BC 平行于 x 轴交抛物线于点 B,连接 AC (1)求这个二次函数的表达式; (2)点 M 从点 O 出发以每秒 2 个单位长度的速度向点 A 运动;点 N 从点 B 同时出发,以每秒 1 个单位长度 的速度向点C 运动,其中一个动点到达终点时,另一个动点也随之停动,过点 N 作 NQ 垂直于 BC 交 AC 于点Q,连结 MQ. ①求△AQM 的面积 S 与运动时间 t 之间的函数关系式,写出自变量的取值范围;当 t 为何值时,S 有最大 值,并求出S 的最大值; ②是否存在点M,使得△AQM 为直角三角形?若存在,求出点 M 的坐标;若不存在,说明理由.【变式2-2】如图,四边形 ABCD 是正方形,以 DC 为边向外作等边△DCE,连接 AE 交 BD 于点 F,交 CD 于点G,点 P 是线段 AE 上一动点,连接 DP、BP. (1)求∠AFB 的度数; (2)在点 P 从 A 到 E 的运动过程中,若 DP 平分∠CDE,求证:AG•DP=DG•BD; (3)已知 AD=6,在点 P 从 A 到 E 的运动过程中,若△DBP 是直角三角形,请求 DP 的长. 【考点3】动点之等腰三角形问题 【例3】(2019·湖南中考真题)如图一,在射线
DE
的一侧以AD
为一条边作矩形ABCD
,AD
5 3
, 5 CD ,点M
是线段AC
上一动点(不与点A
重合),连结BM,过点M
作BM的垂线交射线DE
于点N
, 连接BN
. (1)求 CAD 的大小; (2)问题探究:动点M
在运动的过程中,①是否能使
AMN
为等腰三角形,如果能,求出线段MC
的长度;如果不能,请说明理由. ②
MBN
的大小是否改变?若不改变,请求出
MBN
的大小;若改变,请说明理由. (3)问题解决: 如图二,当动点M
运动到AC
的中点时,AM
与BN
的交点为F
,MN
的中点为 H ,求线段FH
的长度. 【变式3-1】如图①,已知正方形ABCD
边长为2,点 P 是AD
边上的一个动点,点A
关于直线BP
的对称 点是点Q
,连结PQ
、DQ
、CQ
、BQ
.设 AP=x. (1)当x
1
时,求BP
长; (2)如图②,若PQ
的延长线交CD
边于E
,并且
CQD
90
o ,求证:
CEQ
为等腰三角形; (3)若点 P 是射线AD
上的一个动点,则当
CDQ
为等腰三角形时,求x
的值. 【变式3-2】(2019·河南中考模拟)如图,抛物线 y=ax2+bx+3 交 y 轴于点 A,交 x 轴于点 B(-3,0)和点 C(1,0),顶点为点 M. (1)求抛物线的解析式; (2)如图,点 E 为 x 轴上一动点,若△AME 的周长最小,请求出点 E 的坐标; (3)点 F 为直线 AB 上一个动点,点 P 为抛物线上一个动点,若△BFP 为等腰直角三角形,请直接写出点 P 的坐标. 【变式3-3】(2019·广西中考真题)已知抛物线y mx
2和直线y
x b
都经过点M
2,4
,点O
为坐标原点,点 P 为抛物线上的动点,直线
y
x b
与x
轴、y
轴分别交于A B
、
两点. (1)求m b
、
的值; (2)当
PAM
是以AM
为底边的等腰三角形时,求点 P 的坐标; (3)满足(2)的条件时,求sin BOP
的值. 【考点4】动点之相似三角形问题 【例4】在边长为4
的正方形ABCD
中,动点E
以每秒1
个单位长度的速度从点A
开始沿边AB
向点 B 运 动,动点F
以每秒2
个单位长度的速度从点 B 开始沿边BC
向点C
运动,动点E
比动点F
先出发1
秒,其中一 个动点到达终点时,另一个动点也随之停止运动,设点F
的运动时间为t
秒.
1
如图1
,连接DE , AF
,若DE AF
,求t
的值
2
如图2
,连接EF DF
,
,当t
为何值时,
EBF
DCF
?
【变式4-1】已知:如图,在平面直角坐标系中,△ABC 是直角三角形,∠ACB=90°,点 A,C 的坐标分
别为A(﹣3,0),C(1,0),BC=
3
4
AC (1)求过点 A,B 的直线的函数表达式; (2)在 x 轴上找一点 D,连接 DB,使得△ADB 与△ABC 相似(不包括全等),并求点 D 的坐标; (3)在(2)的条件下,如 P,Q 分别是 AB 和 AD 上的动点,连接 PQ,设 AP=DQ=m,问是否存在这样 的m,使得△APQ 与△ADB 相似?如存在,请求出 m 的值;如不存在,请说明理由. 【变式4-2】如图,已知抛物线y ax bx c
2
经过A(-3,0)、B(8,0)、C(0,4)三点,点 D 是抛(1)求抛物线所对应的函数表达式; (2)当 AD 平分∠CAB 时. ①求直线AD 所对应的函数表达式; ②设P 是 x 轴上的一个动点,若△PAD 与△CAD 相似,求点 P 的坐标. 【考点5】动点之平行四边形问题(含特殊四边形) 【例5】(2019·广东中考模拟)如图,点 O 是平面直角坐标系的原点,点 A(
3
,3),AC⊥OA 与 x 轴的 交点为C.动点 M 以每秒3
个单位长度由点A 向点 O 运动.同时,动点 N 以每秒 3 个单位长度由点 O 向点C 运动,当一动点先到终点时,另一动点立即停止运动. (1)写出∠AOC 的值; (2)用 t 表示出四边形 AMNC 的面积; (3)求点 P 的坐标,使得以 O、N、M、P 为顶点的四边形是特殊的平行四边形? 【变式5-1】(2019·江西中考真题)在图 1,2,3 中,已知 , ,点 为线段 上的动点, 连接 ,以 为边向上作菱形 ,且 . (1)如图 1,当点 与点 重合时, ________°; (2)如图 2,连接 . ①填空: _________ (填“>”,“<”,“=”);②求证:点 在 的平分线上; (3)如图 3,连接 , ,并延长 交 的延长线于点 ,当四边形 是平行四边形时,求 的值. 【变式5-2】(2019·湖南中考真题)如图,二次函数 2
1
3
y
x
bx c
的图象过原点,与x 轴的另一个交点 为
8,0
【变式5-3】.如图,在平面直角坐标系中, AOB 的顶点O
是坐标原点,点A
坐标为
1,3
,A
、 B 两点 关于直线y x
对称,反比例函数
0
k y x x 图象经过点A
,点 P 是直线y x
上一动点. (1) B 点的坐标为______; (2)若点C
是反比例函数图象上一点,是否存在这样的点C
,使得以A
、 B 、C
、 P 四点为顶点的四边 形是平行四边形?若存在,求出点C
坐标;若不存在,请说明理由; (3)若点Q
是线段OP
上一点(O
不与O
、 P 重合),当四边形AOBP
为菱形时,过点Q
分别作直线OA
和直线
AP
的垂线,垂足分别为E
、F
,当QE QF QB
的值最小时,求出Q
点坐标. 【考点6】动点之线段面积问题 【例6】如图已知平面内有一动点 A,x 轴上有一定点 B(4,0),连接 AB,且将线段 AB 绕 B 点逆时针旋 转90°得到线段 BC. ①当A 点坐标为(1,1)时,求 C 点坐标; ②当A 点在直线 x=1 上滑动时,求在此运动过程中△BOC 的面积是否发生变化,若不变,请求出面积,若 变化,请说明理由;③若总条件中的动点A 改为直线 y=x 上的动点 A,其余条件都不变,请直接写出当 A 点在直线 y=x 上滑动 时,点D(0,-2)到 C 点的最短距离. 【变式6-1】(2019·山东中考模拟)如图,抛物线
y
x bx c
2
交x
轴于点A ,
3 0
和点 B ,交y
轴于 点C
0,3
. (1)求抛物线的函数表达式; (2)若点 P 在抛物线上,且S
AOP
4
S
BOC,求点 P 的坐标; (3)如图,设点Q
是线段AC
上的一动点,作DQ x
轴,交抛物线于点D
,求线段DQ
长度的最大值, 并求出
DAC
面积的最大值. 【变式6-2】如图,矩形ABCD
中,AD
3,
AB
4
,点 P 是对角线AC
上一动点(不与A C
、
重合),连 接PB
,过点 P 作PE PB
,交射线DC
于点E
,以线段PE PB
,
为邻边作矩形BPEF
,过点 P 作GH CD
。分别交AB CD
、
于点G H
、
。 (1)求证:
PGB
EHP
的值;(2)求
PE
PB
的值; (3)求矩形BPEF
的面积的最小值。 【变式6-2】已知:在四边形ABCD
中,AD BC∥ ,AB CD
5
,AD
6
,BC
12
. (1
)求四边形ABCD
的面积. (2
)点 P 是线段AD
上的动点,连接BP
、CP
,求
BCP
周长的最小值及此时AP
的长. (3
)点 P 是线段AD
上的动点,N
、M
为边BC
上的点,BM CN
5
,连接AN
、DM
,分别交BP
、CP
于点E
、F
,记
ADG
和△
BPC
重叠部分的面积为S
,求S
的最值. 【达标训练】 一、单选题1.如图,在△ABC 中,AB=2,AO=BO,P 是直线 CO 上的一个动点,∠AOC=60°,当△PAB 是以 BP 为 直角边的直角三角形时,AP 的长为( )
A.
5
,1,2 B.2
,7
,2 C.3
,7
,1 D.10
,22.如图,在矩形 ABCD 中,AB=5,AD=3,动点 P 在直线 AB 上方,且满足 S△PABS:矩形 ABCD=1:3, 则使△PAB 为直角三角形的点 P 有( )个 A.1 B.2 C.3 D.4 3.已知抛物线 2
1
1
4
y
x
具有如下性质:抛物线上任意一点到定点F
0,2
的距离与到x
轴的距离相等.如 图点M
的坐标为
3,6
, P 是抛物线 21
1
4
y
x
上一动点,则
PMF
周长的最小值是( ) A.5
B.9
C.11
D.1
二、填空题4.如图,四边形 ABCD 中,AB∥CD,∠B=90°,AB=1,CD=2,BC=3,点 P 为 BC 边上一动点,若△PAB 与△PCD 是 相似三角形,则 BP 的长为 _____________
5.如图,
AB BC
于 B,DC BC
于C
,AB
6,
BC
8,
CD
2
,点 P 为BC
边上一动点,当BP
= ________时,形成的Rt ABP
与Rt PCD
全等.6.如图,矩形
ABCD
中,AB ,3BC
4
,点 P 是对角线AC
上一动点,过点 P 作PE AD
于点E
, 若点 P ,A
, B 构成以AB
为腰的等腰三角形时,则线段PE
的长是__________. 7.如图,在矩形OAHC
中,OC
8 ,
OA
12
,B 为CH
中点,连接AB
. 动点M
从点O
出发沿OA
边 向点A
运动,动点N
从点A
出发沿AB
边向点 B 运动,两个动点同时出发,速度都是每秒1 个单位长度, 连接CM CN MN
,
,
,设运动时间为t
(秒)(0
t
10)
. 则t
_____时,
CMN
为直角三角形 8.如图,在
ABC
中,已知AB AC
4
,BC
6
, P 是BC
边上的一动点( P 不与点 B 、C
重合). 连接AP
,
B
APE
,边PE
与AC
交于点D
,当
APD
为等腰三角形时,则PB
之长为_________. 9.如图,抛物线 y=﹣1
2
x2+mx+n 与 x 轴交于 A、B 两点,与 y 轴交于点 C,抛物线的对称轴交 x 轴于点 D, 已知A(﹣1,0),C(0,2),点 E 是线段 BC 上的一个动点,过点 E 作 x 轴的垂线与抛物线相交于点 F, 当四边形CDBF 的面积最大时,E 点的坐标为_____.10.如图,直线
PQ
经过Rt ABC
的直角顶点C ABC
,
的边上有两个动点D E
,
,点D
以1 /
cm s
的速度 从点A
出发沿AC CB
移动到点 B ,点E
以3 /
cm s
的速度从点 B 出发,沿BC CA
移动到点A
,两动 点中有一个点到达终点后另一个点继续移动到终点过点D E
,
分别作DM PQ
,
EN PQ
,垂足分别为 点M N
,
.若AC
6 ,
cm BC
8
cm
,设运动时间为t
,则当t
___ s 时,以点D M C
, ,
为顶点的三角形与以 点E N C
, ,
为顶点的三角形全等. 11.如图,已知以点 A(0,1)、C(1,0)为顶点的△ABC 中,∠BAC=60°,∠ACB=90°,在坐标系内有一动 点P(不与 A 重合),以 P、B、C 为顶点的三角形和△ABC 全等,则 P 点坐标为____________. 12.如图,矩形ABCD
中,AB
4
,AD
6
,点E
为AD
中点,点 P 为线段AB
上一个动点,连接EP
, 将
APE
沿PE
折叠得到
FPE
,连接CE
,CF
,当
ECF
为直角三角形时,AP
的长为_____.当
AP
=_______时,才能使
ABC
和 PQA 全等.14.如图,已知 sinO=
3
3
,OA=6,点 P 是射线 ON 上一动点,当△AOP 为直角三角形时,则 AP=________.15.如图,矩形
ABCD
中AB
10
,AD
12
,点E
是线段BC
上一动点,连接AE
,将
ABE
沿直线AE
折叠,点 B 落到F
处,连接CF
,BF
,当
BFC
为等腰三角形时, BE 的长为__________. 16.如图,直线y x 1与抛物线 24
5
y x
x
交于A
,B 两点,点 P 是y
轴上的一个动点,当
PAB
的 周长最小时,S
PAB
_ . 三、解答题 17.如图,抛物线y x
2
2
mx
3
m
x 轴交于A B
,
y
C
0, 3
.(1)求该抛物线的解析式; (2)若点
E
为线段OC
上一动点,试求2
2
AE
EC
的最小值; (3)点D
是y
轴左侧的抛物线上一动点,连接AC
,当∠
DAB
∠
ACO
时,求点D
的坐标.18.如图,在菱形
ABCD
中,
DAB
=60°, AB=2,点 E 是 AB 上的动点,作∠EDQ=60°交 BC 于点 Q,点 P 在 AD 上,PD=PE. (1)求证:AE=BQ; (2)连接 PQ, EQ,当∠PEQ=90°时,求 DE PQ 的值; (3)当 AE 为何值时,△PEQ 是等腰三角形. 19.已知:如图,∠B=90°AB∥DF,AB=3cm,BD=8cm,点 C 是线段 BD 上一动点,点 E 是直线 DF 上一 动点,且始终保持AC⊥CE. (1)试说明:∠ACB =∠CED (2)当 C 为 BD 的中点时,
ABC 与
EDC 全等吗?若全等,请说明理由;若不全等,请改变 BD 的长 (直接写出答案),使它们全等. (3)若 AC=CE ,试求 DE 的长 (4)在线段 BD 的延长线上,是否存在点 C,使得 AC=CE,若存在,请求出 DE 的长及△AEC 的面积;若 不存在,请说明理由.20.如图 1 所示,抛物线
y ax
2
bx c
交x 轴于点A 4,0
和点B 1,0
,交y 轴于点C 0,4
.
1
求抛物线的函数表达式;
2
如图2 所示,若点 M 是抛物线上一动点,且S
AOM
3
S BOC ,求点M 的坐标;
3
如图3 所示,设点 N 是线段 AC 上的一动点,作PN x
轴,交抛物线于点P,求线段 PN 长度的最大 值. 21.如图,已知抛物线经过 A(1,0),B(0,3)两点,对称轴是 x=﹣1. (1)求抛物线对应的函数关系式; (2)动点 Q 从点 O 出发,以每秒 1 个单位长度的速度在线段 OA 上运动,同时动点 M 从 M 从 O 点出发以 每秒3 个单位长度的速度在线段 OB 上运动,过点 Q 作 x 轴的垂线交线段 AB 于点 N,交抛物线于点 P,设 运动的时间为t 秒. ①当t 为何值时,四边形 OMPQ 为矩形;22.如图,在平面直角坐标系中,已知矩形 ABCD 的三个顶点 B(1,0),C(3,0),D(3,4).以 A 为 顶点的抛物线y=ax2+bx+c 过点 C.动点 P 从点 A 出发,沿线段 AB 向点 B 运动.同时动点 Q 从点 C 出发, 沿线段CD 向点 D 运动.点 P,Q 的运动速度均为每秒 1 个单位.运动时间为 t 秒.过点 P 作 PE⊥AB 交 AC 于点 E. (1)直接写出点 A 的坐标,并求出抛物线的解析式; (2)过点 E 作 EF⊥AD 于 F,交抛物线于点 G,当 t 为何值时,△ACG 的面积最大?最大值为多少? (3)在动点 P,Q 运动的过程中,当 t 为何值时,在矩形 ABCD 内(包括边界)存在点 H,使以 C,Q,E, H 为顶点的四边形为菱形?请直接写出 t 的值. 23.如图,平面直角坐标系
xOy
中点A
的坐标为
1,1
,点 B 的坐标为
3,3
,抛物线经过A
、O
、E
三 点,连接OA OB AB
、
、
,线段AB
交y
轴于点E
. (1)求点E
的坐标; (2)求抛物线的函数解析式; (3)点F
为线段OB
上的一个动点(不与点O
、 B 重合),直线EF
与抛物线交于M
、N
两点(点N
在y
轴右侧),连接ON BN
、
,当四边形ABNO
的面积最大时,求点N
的坐标并求出四边形ABNO
面积的 最大值. 24.如图 1,抛物线 2 11
2
y ax
x c
与x
轴交于点A
和点B
1,0
,与y
轴交于点3
0,
4
C
,抛物线y
1的顶点 为G GM
,
x
轴于点M
.将抛物线y
1平移后得到顶点为 B 且对称轴为直l
的抛物线y
2.(1)求抛物线
y
2的解析式; (2)如图 2,在直线l
上是否存在点T
,使
TAC
是等腰三角形?若存在,请求出所有点T
的坐标:若不存在,请说 明理由; (3)点 P 为抛物线y
1上一动点,过点 P 作y
轴的平行线交抛物线y
2于点Q
,点Q
关于直线l
的对称点为R
, 若以P Q R
, ,
为顶点的三角形与
AMC
全等,求直线PR
的解析式. 25.如图.在平面直角坐标系中.抛物线 y=1
2
x2+bx+c 与 x 轴交于 A 两点,与 y 轴交于点 C,点 A 的坐 标为(﹣1,0),点 C 的坐标为(0,﹣2).已知点 E(m,0)是线段 AB 上的动点(点 E 不与点 A,B 重 合).过点E 作 PE⊥x 轴交抛物线于点 P.交 BC 于点 F. (1)求该抛物线的表达式; (2)当线段 EF,PF 的长度比为 1:2 时,请求出 m 的值; (3)是否存在这样的 m,使得△BEP 与△ABC 相似?若存在,求出此时 m 的值;若不存在,请说明理由. 26.如图,已知一次函数1
y
3
x b
的图像与x 轴交于 A(-6,0)与 y 轴相交于点 B,动点 P 从 A 出发, 沿x 轴向 x 轴的正方向运动. (1)求 b 的值,并求出△PAB 为等腰三角形时点 P 的坐标; (2)在点 P 出发的同时,动点 Q 也从点 A 出发,以每秒10
个单位的速度,沿射线AB 运动,运动时间 为t(s); ①点Q 的坐标(用含 t 的表达式表示); ②若点P 的运动速度为每秒 k 个单位,请直接写出当△APQ 为等腰三角形时 k 的值.27.如图,在平面直角坐标系中,已知矩形 OABC 的顶点 B(6,8),动点 M,N 同时从 O 点出发,点 M 沿射线OA 方向以每秒 1 个单位的速度运动,点 N 沿线段 OB 方向以每秒 0.6 个单位的速度运动,当点 N 到达点B 时,点 M,N 同时停止运动,连接 MN,设运动时间为 t(秒). (1)求证△ONM~△OAB; (2)当点 M 是运动到点
25 ,0
3
时,若双曲线k
y
x
的图象恰好过点N,试求 k 的值; (3)△MNB 与△OAB 能否相似?若能试求出所有 t 的值,若不能请说明理由. 28.如图,直线 AB 与 x 轴,y 轴分别交于点 A(2,0),点 B(0,23
),动点D 以 1 个单位长度/秒的速 度从点A 出发向 x 轴负半轴运动,同时动点 E 以3
个单位长度/秒的速度从点 B 出发向 y 轴负半轴运动, 设运动时间为t 秒,以点 A 为顶点的抛物线经过点 E,过点 E 作 x 轴的平行线,与抛物线的另一个交点为 点G,与 AB 相交于点 F(1)求∠OAB 度数; (2)当 t 为何值时,四边形 ADEF 为菱形,请求出此时二次函数解析式; (3)是否存在实数 t,使△AGF 为直角三角形?若存在,求 t 的值;若不存在,请说明理由. 29.已知边长为 4 的正方形 ABCD,顶点 A 与坐标原点重合,一反比例函数图象过顶点 C,动点 P 以每秒 1 个单位速度从点 A 出发沿 AB 方向运动,动点 Q 同时以每秒 4 个单位速度从 D 点出发沿正方形的边 DC→CB→BA 方向顺时针折线运动,当点 P 与点 Q 相遇时停止运动,设点 P 的运动时间为 t. ⑴求出该反比例函数解析式; ⑵连接PD,当以点 Q 和正方形的某两个顶点组成的三角形和△PAD 全等时,求 t 值; 30.综合与探究 如图1,在平面直角坐标系中,抛物线 y=ax2+ 8 3x+3 与 x 轴交于 A,B 两点(A 在 B 左侧),与 y 轴交于点 C.点 A 坐标为(﹣1,0).直线 l 为该抛物线的对称轴,且交直线 BC 于点 D.抛物线上有一动点 P,且横 坐标为m(4<m<9),连接 PD,过点 P 作 PE⊥l 于点 E.
(2)当△DEP 与△BOC 相似时,求 m 的值; (3)如图 2,点 M 为直线 BC 上一动点,是否存在点 P,使得以点 A,C,P.M 为顶点的四边形是平行四 边形?若存在,直接写出此时点P 和点 M 的坐标;若不存在,说明理由. 31.如图,抛物线 与 轴交于 两点,与 轴交于点 ,其对称轴交抛物线于点 , 交 轴于点 ,已知 . ⑴求抛物线的解析式及点 的坐标; ⑵连接 为抛物线上一动点,当 时,求点 的坐标; ⑶平行于 轴的直线交抛物线于 两点,以线段 为对角线作菱形 ,当点 在 轴上,且 时,求菱形对角线 的长. 32.如图,已知直线
4
4
3
y
x
与抛物线 28
3
y ax
x b
交于点A
、C
两点,抛物线与x
轴另一交点 为 B. (1)求抛物线的解析式; (2)若点 P 为直线AC
上一动点,点 P 从点A
出发,沿AC
以每秒1 个单位长度的速度向点C
作匀速运 动,设运动时间为t s t
0
.当
PAO
与
ABC
相似时,求出点 P 的运动时间t
; (3)点M
是位于直线AC
上方y
轴上一点,点N
为直线AC
上一点,点Q
为第一象限内抛物线上一动点,是否存在以点
C
,M
,N
,Q
为顶点的四边形是菱形?若存在,直接写出点N
的坐标;若不存在,请说 明理由. 33.如图 1,在平面直角坐标系中,抛物线 y=﹣x2+bx+c 与 x 轴分别交于 A(﹣3,0),B 两点,与 y 轴交 于点C,点 D 为抛物线的顶点,抛物线的对称轴是 x=﹣1,且与 x 轴交于 E 点. (1)请直接写出抛物线的解析式及顶点 D 的坐标; (2)如图 2,连接 AD,设点 P 是线段 AD 上的一个动点,过点 P 作 x 轴的垂线交抛物线于点 G,交 x 轴 于点H,连接 AG、GD,当△ADG 的面积为 1 时, ①求点P 的坐标; ②连接PC、PE,探究 PC、PE 的数量关系和位置关系,并说明理由; (3)设 M 为抛物线上一动点,N 为抛物线的对称轴上一动点,Q 为 x 轴上一动点,当以 Q、M、N、E 为 顶点的四边形为正方形时,请直接写出点Q 的坐标. 34.已知二次函数y ax
2
2
ax c a
(
0)
的图象与x 轴的负半轴和正半轴分别交于 A、B 两点,与 y 轴 交于点C,它的顶点为 P,直线CP
与过点B 且垂直于 x 轴的直线交于点 D,且CP PD
:
1: 2
(1)求 A、B 两点的坐标; (2)若tan
PDB
1
,求这个二次函数的关系式; (3)在(2)的基础上,将直线CP
先绕点C 旋转到与 x 轴平行,再沿 y 轴向上平移 1 个单位得直线 n,Q 是直线n 上的动点,是否存在点 Q,使
OPQ
为直角三角形?若存在,求出所有点Q 的坐标;若不存在, 请说明理由.35.如图,在平面直角坐标系中,直线 l1:y=﹣
1
2
x+2 向下平移 1 个单位后,得到直线 l2,l2 交 x 轴于点 A,点 P 是直线 l1 上一动点,过点 P 作 PQ∥y 轴交 l2 于点 Q (1)求出点 A 的坐标; (2)连接 AP,当△APQ 为以 PQ 为底边的等腰三角形时,求点 P 和点 Q 的坐标; (3)点 B 为 OA 的中点,连接 OQ、BQ,若点 P 在 y 轴的左侧,M 为直线 y=﹣1 上一动点,当△PQM 与 △BOQ 全等时,求点 M 的坐标. 36.如图,在平面直角坐标系中,直线y
3
x
4 3
分别交x
轴、y
轴于点A
、C
,直线BC
与直线AC
关于y
轴对称,动点D
从点A
出发,沿AC
以每秒2 个单位长度的速度向终点C
运动.当点D
出发后,过 点D
作DE BC‖ 交折线A O C
于点E
,以DE
为边向上作等边
DEF
,设
DEF
与
ACO
重叠部分 图形的面积为S
.点D
运动的时间为t
秒.(1)写出坐标:点
A
( ), B ( ),C
( );(2)当点
E
在线段AO
上时,求S
与t
之间的函数关系式;(4)直接写出点
F
运动的路径长为 . 37.如图,在矩形OABC
中,点O
为原点,点A
的坐标为
0,4 3
,点C
的坐标为
4,0
,抛物线 23
2
y
x bx c
经过点A
、C
,与AB
交于点D
. 备用图 ⑴求抛物线的函数解析式; ⑵点 P 为线段BC
上一个动点(不与点C
重合),点Q
为线段AC
上一个动点,2 3
3
AQ
CP
,连接PQ
, 设CP m
,
CPQ
的面积为S
.求S
关于m
的函数表达式; ⑶抛物线 23
2
y
x bx c
的顶点为F
,对称轴为直线l
,当S
最大时,在直线l
上,是否存在点M
, 使以M
、Q
、D
、F
为顶点的四边形是平行四边形,若存在,请写出符合条件的点M
的坐标;若不存在, 请说明理由. 38.如图,AB 是半圆 O 的直径,半径 OC⊥AB,OB=4,D 是 OB 的中点,点 E 是弧 BC 上的动点,连接 AE,DE. (1)当点 E 是弧 BC 的中点时,求△ADE 的面积;3
tan
AED
(3)点 F 是半径 OC 上一动点,设点 E 到直线 OC 的距离为 m,当△DEF 是等腰直角三角形时,求 m 的值. 39.如图,在平面直角坐标系中,点 B 的坐标是
0,2
,动点A
从原点O 出发,沿着x
轴正方向移动,以AB
为斜边在第一象限内作等腰直角三角形
ABP
,设动点A
的坐标为
t,0 t 0
. (1)当t
2
时,点 P 的坐标是 ;当t
1
时,点 P 的坐标是 ; (2)求出点 P 的坐标(用含t
的代数式表示); (3)已知点C
的坐标为
1,1
,连接PC
、BC
,过点 P 作PQ y
轴于点Q
,求当t
为何值时,当
PQB
与PCB
全等. 40.如图所示抛物线y ax bx c
2
过点A
1,0
,点C
0,3
,且OB OC
(1)求抛物线的解析式及其对称轴; (2)点D E
,
在直线x
1
上的两个动点,且DE
1
,点D
在点E
的上方,求四边形ACDE
的周长的最 小值; (3)点 P 为抛物线上一点,连接CP
,直线CP
把四边形CBPA
的面积分为3∶5 两部分,求点 P 的坐标.41.如图,在
Rt ABC
中,
C 90
,AC 8cm
,BC 6cm
.现在有动点P
从点B
出发,沿线段BA
向终点 A 运动,动点Q
从点 A 出发,沿折线AC CB
向终点运动.如果点P
的速度是1cm /
秒,点Q
的速 度是2cm /
秒.它们同时出发,当有一点到达终点时,另一点也停止运动.设运动的时间为t
秒.
1
如图1
,Q
在AC
上,当t
为多少秒时,以点 A 、P
、Q
为顶点的三角形与
ABC
相似?
2
如图2
,Q
在CB
上,是否存着某时刻,使得以点B
、P
、Q
为顶点的三角形与
ABC
相似?若存在, 求出t
的值;若不存在,请说明理由. 42.如图,在平面直角坐标系中,点 A 的坐标为( , ),点 B 在 轴正半轴上,∠ABO=30°,动点 D 从 点A 出发,沿着射线 AB 方向以每秒 3 个单位的速度运动,过点 D 作 DE⊥ 轴,交 轴于点 E,同时,动 点F 从定点 C( , )出发沿 轴正方向以每秒 1 个单位的速度运动,连结 DO,EF,设运动时间为 秒. (1)当点 D 运动到线段 AB 的中点时, ①求 的值; ②判断四边形DOFE 是否是平行四边形,请说明理由; (2)点 D 在运动过程中,以点 D,O,F,E 为顶点的四边形是矩形,求出满足条件的 的值; (3)过定点 C 做直线 ⊥ 轴,与线段DE 所在的直线相交于点 M,连结 EC,MF,若四边形 ECFM 为平43.如图,在平面直角坐标系中,抛物线 y=﹣x2+bx+c 经过点 A(﹣1,0)和点 C(0,4),交 x 轴正半 轴于点B,连接 AC,点 E 是线段 OB 上一动点(不与点 O,B 重合),以 OE 为边在 x 轴上方作正方形 OEFG, 连接FB,将线段 FB 绕点 F 逆时针旋转 90°,得到线段 FP,过点 P 作 PH∥y 轴,PH 交抛物线于点 H,设 点E(a,0). (1)求抛物线的解析式. (2)若△AOC 与△FEB 相似,求 a 的值. (3)当 PH=2 时,求点 P 的坐标. 44.如图,矩形
OABC
的顶点O
、A
、C
都在坐标轴上,点 B 的坐标为
8,3
,M
是BC
边 的中点. (1)求出点M
的坐标和
COM
的周长;(直接写出结果) (2)若点Q
是矩形OABC
的对称轴MN
上的一点,使以O
、M
、C
、Q
为顶点的四边形是平行 四边形,求出符合条件的点Q
的坐标; (3)若 P 是OA
边上一个动点,它以每秒1
个单位长度的速度从A
点出发,沿AO
方向向点O
匀速运动,设运动时间为t
秒.是否存在某一时刻,使以 P 、O
、M
为顶点的三角形与
COM
相 似或全等? 若存在,求出此时t
的值;若不存在,请说明理由. 45.如图,在△ABC 中,已知AC
3
cm BC
,
4
cm
,
BCA
90
,直线CM BC CD AB
,
,动点 E 从点 C 开始沿射线 CB 方向以每秒2cm
的速度运动,动点F 也同时从点 C 开始在直线 CM 上以每秒1cm
的速度运动,R 是线段 AB 上任意一点,设运动时间为
t(
t
0)
秒. (1)求 CD 的长. (2)当 t 为多少时,
ABE
为等腰三角形? (3)当 t 为多少时,
EBR
与
DCF
全等,并简要说明理由. 46.(1)如图 1,Rt MBC
中,
MCB
90
,点M
在数轴-1 处,点C
在数轴1 处,MA MB
,BC ,1 则数轴上点A
对应的数是 . (2)如图 2,点M
是直线y2x3上的动点,过点M
作MN
垂直x
轴于点N
,点 P 是y
轴上的动点, 当以M
,N
, P 为顶点的三角形为等腰直角三角形时点M
的坐标为 .【典例分析】 【考点1】动点之全等三角形问题 【例1】如图,直线
4
4
3
y
x
与x
轴和y
轴分别交于A B
,
两点,另一条直线过点A
和点C
(7,3)
. (1)求直线AC
的函数表达式; (2)求证:AB AC
; (3)若点 P 是直线AC
上的一个动点,点Q
是x
轴上的一个动点,且以P Q A
, ,
为顶点的三角形与 AOB 全 等,求点Q
的坐标. 【答案】(1)3
9
4
4
y
x
;(2)AB
2
AD
2
BD
2; (3) 点Q
的坐标为(7,0)
或(8,0)
或( 1,0)
或( 2,0)
【解析】(1)在y=-4
3
x+4 中,令 y=0,则0=-4
3
x+4,求得 A(3,0),设直线 AC 对应的函数关系式为 y=kx+b, 解方程组即可得到结论; (2)在直线ABy=-4
3
x+4 中,得到k1=-4
3
,在直线ACy=3
4
x−9
4
中,得到k2=3
4
,由于k1•k2=-1,即可 得到结论; (3)根据勾股定理得到 AB=5,①当∠AQP=90°时,如图 1,由全等三角形的性质得到 AQ=OB=4,于是得 到Q1(7,0),Q2(-1,0),②当∠APQ=90°时,如图 2,根据全等三角形的性质得到 AQ=AB=5,于是得 到Q3(8,0),Q4(-2,0),③当∠PAQ=90°时,这种情况不存在. 【详解】(1)在y=-4
3
x+4 中, 令y=0,则0=-4
3
x+4, ∴x=3, ∴A(3,0), 设直线AC 对应的函数关系式为 y=kx+b,则:
0 3
3 7
k b
k b
=
=
,解得:3
4
9
4
k
b
=
=
, ∴直线AC 对应的函数关系式为 y=3
4
x-9
4
. (2) 在直线ABy=-4
3
x+4 中, ∵k1=-4
3
, 在直线ACy=3
4
x−9
4
中,k2=3
4
, ∴k1•k2=-1, ∴AB⊥AC;(3)在y=-4
3
x+4 中, 令x=0,则 y=4, ∴OA=3,OB=4,由勾股定理得 AB=5, ①当∠AQP=90°时,如图 1,∵△AOB≌△AQP, ∴AQ=OB=4, ∴Q1(7,0),Q2(-1,0), ②当∠APQ=90°时,如图 2,∵△AOB≌△AQP, ∴AQ=AB=5, ∴Q3(8,0),Q4(-2,0). ③当∠PAQ=90°时,这种情况不存在, 综上所述:点Q 的坐标为:(7,0)(8,0)(-1,0)(-2,0). 【点睛】考查了一次函数综合题,待定系数法求函数的解析式,勾股定理的应用和全等三角形的性质等知 识,分类讨论是解题关键,以防遗漏. 【变式1-1】)如图,CA⊥BC,垂足为 C,AC=2Cm,BC=6cm,射线 BM⊥BQ,垂足为 B,动点 P 从 C 点出发以 1cm/s时,△BCA 与点 P、N、B 为顶点的三角形全等.(2 个全等三角形不重合) 【答案】0;4;8;12 【解析】此题要分两种情况:①当P 在线段 BC 上时,②当 P 在 BQ 上,再分别分两种情况 AC=BP 或 AC =BN 进行计算即可. 【详解】解:①当P 在线段 BC 上,AC=BP 时,△ACB≌△PBN, ∵AC=2, ∴BP=2, ∴CP=6−2=4, ∴点P 的运动时间为 4÷1=4(秒); ②当P 在线段 BC 上,AC=BN 时,△ACB≌△NBP, 这时BC=PN=6,CP=0,因此时间为 0 秒; ③当P 在 BQ 上,AC=BP 时,△ACB≌△PBN, ∵AC=2, ∴BP=2, ∴CP=2+6=8, ∴点P 的运动时间为 8÷1=8(秒); ④当P 在 BQ 上,AC=NB 时,△ACB≌△NBP, ∵BC=6, ∴BP=6, ∴CP=6+6=12, 点P 的运动时间为 12÷1=12(秒), 故答案为:0 或 4 或 8 或 12. 【点睛】本题考查三角形全等的判定方法,判定两个三角形全等时必须有边的参与,若有两边一角对应相 等时,角必须是两边的夹角. 【考点2】动点之直角三角形问题 【例2】(模型建立) (1)如图 1,等腰直角三角形
ABC
中,
ACB
90
,CB CA
,直线ED
经过点C
,过A
作AD ED
于点
D
,过 B 作BE ED
于点E
.求证:
BEC
CDA
; (模型应用) (2)已知直线l
1:4
4
3
y
x
与坐标轴交于点A
、 B ,将直线l
1绕点A
逆时针旋转45
至直线l
2,如图2, 求直线l
2的函数表达式; (3)如图 3,长方形ABCO
,O
为坐标原点,点 B 的坐标为
8, 6
,点A
、C
分别在坐标轴上,点 P 是 线段BC
上的动点,点D
是直线y
2
x
6
上的动点且在第四象限.若
APD
是以点D
为直角顶点的等腰 直角三角形,请直接写出点D
的坐标. 【答案】(1)见解析;(2)y=−7x−21;(3)D(4,−2)或(20
3
,22
3
).【解析】(1)根据△ABC 为等腰直角三角形,AD⊥ED,BE⊥ED,可判定
BEC
CDA
;(2)①过点 B 作 BC⊥AB,交 l2 于 C,过 C 作 CD⊥y 轴于 D,根据△CBD≌△BAO,得出 BD=AO=3, CD=OB=4,求得 C(−4,7),最后运用待定系数法求直线 l2 的函数表达式; (3)根据△APD 是以点 D 为直角顶点的等腰直角三角形,当点 D 是直线 y=−2x+6 上的动点且在第四象 限时,分两种情况:当点D 在矩形 AOCB 的内部时,当点 D 在矩形 AOCB 的外部时,设 D(x,−2x+6), 分别根据△ADE≌△DPF,得出 AE=DF,据此列出方程进行求解即可. 【详解】解:(1)证明:∵△ABC 为等腰直角三角形, ∴CB=CA,∠ACD+∠BCE=90°, 又∵AD⊥ED,BE⊥ED, ∴∠D=∠E=90°,∠EBC+∠BCE=90°, ∴∠ACD=∠EBC, 在△ACD 与△CBE 中,
D
E
ACD
EBC
CA CB
=
=
=
, ∴
BEC
CDA
(AAS);∵∠BAC=45°, ∴△ABC 为等腰直角三角形, 由(1)可知:△CBD≌△BAO, ∴BD=AO,CD=OB, ∵直线l1:y=
4
3
x+4 中,若 y=0,则 x=−3;若 x=0,则 y=4, ∴A(−3,0),B(0,4), ∴BD=AO=3,CD=OB=4, ∴OD=4+3=7, ∴C(−4,7), 设l2 的解析式为 y=kx+b,则7
4
0
3
k b
k b
, 解得:7
21
k
b
, ∴l2 的解析式为:y=−7x−21; (3)D(4,−2)或(20
3
,22
3
). 理由:当点D 是直线 y=−2x+6 上的动点且在第四象限时,分两种情况:当点D 在矩形 AOCB 的内部时,如图,过 D 作 x 轴的平行线 EF,交直线 OA 于 E,交 BC 于 F,
设D(x,−2x+6),则 OE=2x−6,AE=6−(2x−6)=12−2x,DF=EF−DE=8−x, 由(1)可得,△ADE≌△DPF,则 DF=AE,即:12−2x=8−x,
解得x=4, ∴−2x+6=−2,
∴D(4,−2),
此时,PF=ED=4,CP=6=CB,符合题意;
当点D 在矩形 AOCB 的外部时,如图,过 D 作 x 轴的平行线 EF,交直线 OA 于 E,交直线 BC 于 F,
设D(x,−2x+6),则 OE=2x−6,AE=OE−OA=2x−6−6=2x−12,DF=EF−DE=8−x, 同理可得:△ADE≌△DPF,则 AE=DF,即:2x−12=8−x, 解得x=
20
3
, ∴−2x+6=22
3
, ∴D(20
3
,22
3
), 此时,ED=PF=20
3
,AE=BF=4
3
,BP=PF−BF=16
3
<6,符合题意, 综上所述,D 点坐标为:(4,−2)或(20
3
,22
3
) 【点睛】本题属于一次函数综合题,主要考查了点的坐标、矩形的性质、待定系数法、等腰直角三角形的 性质以及全等三角形等相关知识的综合应用,解决问题的关键是作辅助线构造全等三角形,运用全等三角 形的性质进行计算,解题时注意分类思想的运用. 【变式2-1】(2019·辽宁中考模拟)如图,已知二次函数 y=ax2+bx+4 的图象与 x 轴交于点 A(4,0)和点 D(﹣ 1,0),与 y 轴交于点 C,过点 C 作 BC 平行于 x 轴交抛物线于点 B,连接 AC (1)求这个二次函数的表达式; (2)点 M 从点 O 出发以每秒 2 个单位长度的速度向点 A 运动;点 N 从点 B 同时出发,以每秒 1 个单位长度 的速度向点C 运动,其中一个动点到达终点时,另一个动点也随之停动,过点 N 作 NQ 垂直于 BC 交 AC 于点Q,连结 MQ. ①求△AQM 的面积 S 与运动时间 t 之间的函数关系式,写出自变量的取值范围;当 t 为何值时,S 有最大 值,并求出S 的最大值; ②是否存在点M,使得△AQM 为直角三角形?若存在,求出点 M 的坐标;若不存在,说明理由.【答案】(1)y=﹣x2+3x+4;(2)①S=-t2+t+2;0≤t≤2;t=
1
2
时,S 最大值=9
4
;②存在,点M 的坐标分别为 (1,0)和(2,0). 【解析】(1)由待定系数法将 AD 两点代入即可求解. (2)①分别用 t 表示出 AM、PQ,由三角形面积公式直接写出含有 t 的二次函数关系式,由二次函数的最大值 可得答案; ②分类讨论直角三角形的直角顶点,然后解出t,求得 M 坐标. 【详解】(1)∵二次函数的图象经过 A(4,0)和点 D(﹣1,0), ∴16
4
4 0
4 0
a
b
a b
, 解得1
3
a
b
, 所以,二次函数的解析式为y=﹣x2+3x+4. (2)①延长 NQ 交 x 轴于点 P, ∵BC 平行于 x 轴,C(0,4) ∴B(3,4),NP⊥OA. 根据题意,经过t 秒时,NB=t,OM=2t, 则CN=3﹣t,AM=4﹣2t. ∵∠BCA=∠MAQ=45°, ∴QN=CN=3﹣t, ∴PQ=NP﹣NQ=4﹣(1﹣t)=1+t,∴S△AMQ=
1
2
AM×PQ=1
2
(4-2t)(1+t) =﹣t2+t+2. ∴S=-t2+t+2=-(t-1
2
)2+9
4
. ∵a=﹣1<0,且 0≤t≤2,∴S 有最大值. 当t=1
2
时,S 最大值=9
4
. ②存在点M,使得△AQM 为直角三角形. 设经过t 秒时,NB=t,OM=2t, 则CN=3﹣t,AM=4﹣2t, ∴∵∠BCA=∠MAQ=45°. Ⅰ.若∠AQM=90°, 则PQ 是等腰 Rt△MQA 底边 MA 上的高. ∴PQ 是底边 MA 的中线, ∴PQ=AP=1
2
MA, ∴1+t=1
2
(4﹣2t), 解得,t=1
2
, ∴M 的坐标为(1,0). Ⅱ.若∠QMA=90°,此时 QM 与 QP 重合. ∴QM=QP=MA, ∴1+t=4﹣2t, ∴t=1, ∴点M 的坐标为(2,0). 所以,使得△AQM 为直角三角形的点 M 的坐标分别为(1,0)和(2,0). 【点睛】此题考查了待定系数法求解析式,还考查了三角形的面积,要注意利用点的坐标的意义表示线段 的长度,从而求出线段之间的关系还要注意求最大值可以借助于二次函数. 【变式2-2】如图,四边形 ABCD 是正方形,以 DC 为边向外作等边△DCE,连接 AE 交 BD 于点 F,交 CD 于点G,点 P 是线段 AE 上一动点,连接 DP、BP. (1)求∠AFB 的度数; (2)在点 P 从 A 到 E 的运动过程中,若 DP 平分∠CDE,求证:AG•DP=DG•BD; (3)已知 AD=6,在点 P 从 A 到 E 的运动过程中,若△DBP 是直角三角形,请求 DP 的长.【答案】(1) 60°;(2)见解析;(3) DP=6 或 DP=3
3
-3 或 DP=36 3 2
时,△DBP 是直角三角形 【解析】(1)根据正方形的性质、等边三角形的性质解答; (2)连接 AC,证明△DGP∽△AGC,根据相似三角形的对应边的比相等证明; (3)根据正方形的性质、勾股定理分别求出 BD、OD,根据直角三角形的性质求出 DF,分∠BPD=90°、 ∠BDP=90°两种情况,根据相似三角形的性质计算. 【详解】(1)∵四边形 ABCD 是正方形, ∴AB=DC,∠ADC=90°, 又∵△DCE 是等边三角形, ∴DE=DC,∠EDC=60°, ∴DA=DE,∠ADE=150°, ∴∠DAE=15°, 又∠ADB=45°, ∴∠AFB=∠DAF+∠ADF=15°+45°=60°; (2)连接 AC, ∠CAG=∠CAD﹣∠DAG=45°﹣15°=30°, ∵DP 平分∠CDE, ∴1
30
2
GDP
EDC
, ∴∠PDG=∠CAG, 又∠DGP=∠AGC, ∴△DGP∽△AGC, ∴DG DP
AG AC
,即AG•DP=DG•AC, ∵AC=DB, ∴AG•DP=DG•BD; (3)连接 AC 交 BD 于点 O,则∠AOF=90°, ∵AD=6, ∴0A 0D 3 2
, 在Rt△AOF 中,∠OAF=30°, ∴OF
6,
AF
2 6
, ∴FD 3 2
6
,由图可知:0°<∠DBP≤45°, 则△DBP 是直角三角形只有∠BPD=90°和∠BDP=90°两种情形: ①当∠BPD=90°时, I、若点 P 与点 A 重合,∠BPD=90°, ∴DP=DA=6; II、当点 P 在线段 AE 上时,∠BPD=90°, 连接OP,
1
3 2
2
OP OA
BD
, ∴∠OPA=∠OAP=30°, ∴∠AOP=120°, ∴∠FOP=∠AOP﹣∠AOF=30°, ∴∠DBP=∠OPB=15°, ∴∠FDP=75°, 又∠BAF=∠BAD﹣∠DAF=75°, ∴∠BAF=∠PDF, 又∠AFB=∠DFP, ∴△BAF∽△PDF, ∴DP DF
AB
AF
,即3 2
6
6
2 6
DP
解得,DP
3 3 3
; ②当∠BDP=90°时,∠DFP=∠AFB=60°, ∴DP=DF×tan∠DFP=3(3 2
6) 3 6 3 2
, 综上,DP=6 或 DP=33
-3 或 DP=36 3 2
时,△DBP 是直角三角形. 【点睛】本题考查的是正方形的性质、相似三角形的判定和性质以及等边三角形的性质、直角三角形的性 质,掌握正方形的性质、相似三角形的判定定理和性质定理是解题的关键. 【考点3】动点之等腰三角形问题 【例3】(2019·湖南中考真题)如图一,在射线DE
的一侧以AD
为一条边作矩形ABCD
,AD
5 3
, 5 CD ,点M
是线段AC
上一动点(不与点A
重合),连结BM,过点M
作BM的垂线交射线DE
于点N
, 连接BN
.(1)求 CAD 的大小; (2)问题探究:动点
M
在运动的过程中, ①是否能使
AMN
为等腰三角形,如果能,求出线段MC
的长度;如果不能,请说明理由. ②
MBN
的大小是否改变?若不改变,请求出
MBN
的大小;若改变,请说明理由. (3)问题解决: 如图二,当动点M
运动到AC
的中点时,AM
与BN
的交点为F
,MN
的中点为 H ,求线段FH
的长度. 【答案】(1)
CAD
30
;(2)①能,CM
的值为5 或5 3
;②大小不变,
MBN
30
;(3)5 3
6
FH
. 【解析】(1)在Rt ADC
中,求出
DAC
的正切值即可解决问题. (2)①分两种情形:当NA NM
时,当AN AM
时,分别求解即可. ②
MBN
30
.利用四点共圆解决问题即可. (3)首先证明 ABM 是等边三角形,再证明BN
垂直平分线段AM
,解直角三角形即可解决问题. 【详解】解:(1)如图一(1)中, ∵四边形ABCD
是矩形,∴
ADC
90
, ∵DC
5
3
tan
AD
5 3
3
CAD
, ∴
CAD
30
. (2)①如图一(1)中,当AN NM
时, ∵
BAN
BMN
90
,BN BN
,AN NM
, ∴
Rt
BNA
Rt
BNM HL
(
)
, ∴BA BM
,在
Rt ABC
中,∵
ACB
DAC
30
,AB CD
5
,∴
AC
2
AB
10
, ∵
BAM
60
,BA BM
, ∴ ABM 是等边三角形, ∴AM AB
5
, ∴CM AC AM
5
. 如图一(2)中,当AN AM
时,易证
AMN
ANM
15
, ∵
BMN
90
, ∴
CMB
75
,∵
MCB
30
, ∴
CBM
180 75 30
75
, ∴
CMB
CBM
,∴
CM CB
5 5
, 综上所述,满足条件的CM
的值为5 或5 3
. ②结论:
MBN
30
大小不变. 理由:如图一(1)中,∵
BAN
BMN
180
, ∴A B M N
, , ,
四点共圆, ∴
MBN
MAN
30
. 如图一(2)中,∵
BMN
BAN
90
, ∴A N B M
, , ,
四点共圆, ∴
MBN
MAN
180
, ∵
DAC
MAN
180
, ∴
MBN
DAC
30
, 综上所述,
MBN
30
. (3)如图二中, ∵AM MC
, ∴BM AM CM
, ∴AC
2
AB
, ∴AB BM AM
, ∴ ABM 是等边三角形, ∴
BAM
BMA
60
,∵