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2015中考压轴题系列专题45动态几何之和差问题
2015-06-04 | 阅:  转:  |  分享 
  


数学因运动而充满活力,数学因变化而精彩纷呈。动态题是近年来中考的的一个热点问题,以运动的观点探究几何图形的变化规律问题,称之为动态几何问题,随之产生的动态几何试题就是研究在几何图形的运动中,伴随着出现一定的图形位置、数量关系的“变”与“不变”性的试题,就其运动对象而言,有点动、线动、面动三大类,就其运动形式而言,有轴对称(翻折)、平移、旋转(中心对称、滚动)等,就问题类型而言,有函数关系和图象问题、问题、最值问题、和差问题、定值问题和存在性问题等。解这类题目要“以静制动”,即把动态问题,变为静态问题来解,而静态问题又是动态问题的特殊情况。以动态几何问题为基架而精心设计的考题,可谓璀璨夺目、精彩四射。

动态几何形成的和差问题是动态几何中的常见问题,其考点包括和差为定值问题;和差最大问题;和差最小问题。在这些问题中又有线段的和差,面积的和差,线段平方的和差等类型。。

在中考中,动态几何形成的和差问题命题形式选择题、填空题和解答题都有体现。

在中考中,动态几何形成的和差问题的重点是线段的和(三角形周长)最小问题,它的关键是应用轴对称的性质进行探究;而问题的难点在于准确应用适当的定理和方法进行探究。

如图,已知△ABC为等三角形,点D为边BC上的一动点(点D不与B、C重合),以AD为边作ADEF(A、D、E、F按逆时针排列),连接CF求证:CF+CD=AC



【答案】∵正方形ADEF,∴AF=AD∠DAF=90°。

∵△ABC是等三角形,∴AB=AC,AC,∠BAC=90°。

∴∠BAC﹣∠DAC=∠DAF﹣∠DAC,即∠BAD=∠CAF。

∵在△BAD和△CAF中,AB=AC,∠BAD=∠CAF,AD=AF,

∴△BAD≌△CAF(SAS)。

∴CF=BD。∴CF+CD=BD+CD=BC=AC。

【考点】等三角形

【解析】根据已知得出AD=AF,AB=AC,∠BAC=∠DAF=0°,求出∠BAD=CAF,证△BAD≌△CAFCF=BD;另一方面,根据等三角形出AC,从而得到CF+CD=BD+CD=BC=AC。如图,等腰直角ABCD中,∠ADC=∠BCD=90°,,P为边AD上的一个动点,AE⊥BP,CF⊥BP,垂足分别为点E、FE2+BF2=16。



【答案】由已知∠=∠BCD=90°,,AE⊥BP,CF⊥BP,

又∵∠+∠BCF=∠CBF+∠BCF,∴∠=∠CBF。

∵在△和△中,=CD,∠=∠DCE,∠=∠DEC,

∴△≌△CDE(AAS)。

∴=DE。∴E2+BF2=CF2+BF2=BC2=16。

【考点】单动点问题,等腰直角的性质,全等三角形的判定和性质,勾股定理,等量代换。



原创模拟预测题3.如图1,已知直线y=kx与抛物线交于点A(3,6).



(1)求直线y=kx的解析式和线段OA的长度;

(2)点P为抛物线第一象限内的动点,过点P作直线PM,交x轴于点M(点M、O不重合),交直线OA于点Q,再过点Q作直线PM的垂线,交y轴于点N.试探究:线段QM与线段QN的长度之比是否为定值?如果是,求出这个定值;如果不是,说明理由;

(3)如图2,若点B为抛物线上对称轴右侧的点,点E在线段OA上(与点O、A不重合),点D(m,0)是x轴正半轴上的动点,且满足∠BAE=∠BED=∠AOD.继续探究:m在什么范围时,符合条件的E点的个数分别是1个、2个?

(1)y=2x(2)线段QM与线段QN的长度之比是一个定值(3)当时,E点只有1个当时,E点有2个

解:(1)把点A(3,6)代入y=kx得;6=3k,k=2。

∴y=2x。

∴。

(2)线段QM与线段QN的长度之比是一个定值,

理由如下:





∴线段QM与线段QN的长度之比是一个定值

(3)如图2,延长AB交x轴于点F,过点F作FC⊥OA于点C,过点A作AR⊥x轴于点R

∵∠AOD=∠BAE,∴AF=OF

∴OC=AC=。

∵∠ARO=∠FCO=90°,∠AOR=∠FOC,

∴△AOR∽△FOC∴。∴OF=。

∴点F(,0)

设点B(x,),过点B作BK⊥AR于点K,则△AKB∽△ARF

∴,即

解得x1=6,x2=3(舍去)∴点B(6,2)

∴BK=6﹣3=3,AK=6﹣2=4∴AB=5。

在△ABE与△OED中∵∠BAE=∠BED,∴∠ABE+∠AEB=∠DEO+∠AEB

∴∠ABE=∠DEO。



∴顶点为







如图3,

当时,OE=x=,此时E点有1个;

当时,任取一个m的值都对应着两个x值,此时E点有2个.

∴当时,E点只有1个当时,E点有2个



原创模拟预测题4.如图,AB是⊙O的一条弦,点C是⊙O上一动点,且∠ACB=°,点E、F分别是AC、BC的中点,直线EF与⊙O交于G、H两点,若⊙O的半径为7,则GE+FH的最大值为.



【答案】如图,连接OA,OB,





【考点】单动点问题,圆的性质圆周角定理等三角形的判定和性质、三角形中位线定理,转换思想。



原创模拟预测题5.如图,直线l1与x轴、y轴分别交于A、B两点,直线l2与直线l1关于x轴对称,已知直线l1的解析式为



(1)求直线l2的解析式;

(2)过A点在△ABC的外部作一条直线l3,过点B作BE⊥l3于E,过点C作CF⊥l3于F,请画出图形并求证:BE+CF=EF;

(3)△ABC沿y轴向下平移,AB边交x轴于点P,过P点的直线与AC边的延长线相交于点Q,与y轴相交于点M,且BP=CQ,在△ABC平移的过程中,①OM为定值;②MC为定值.在这两个结论中,有且只有一个是正确的,请找出正确的结论,并求出其值.

;(2)作图和证明见试题解析;(3)①对,OM=3

【解析】



∴OM=BC﹣(OB+CM)=BC﹣(CH+CM)=BC﹣OMOM=BC=3.



考点:1.轴对称的性质;2.全等三角形的判定与性质.

如图,在形ABCD中,E是AB上一点,BE=2,AE=BE,P是AC上一动点,则PB+PE的最小值是.



【答案】如图,连接DE,交AC于P,连接BP,则此时PB+PE的值最小。

∵四边形ABCD是形,∴B、D关于AC对称。∴PB=PD,∴PB+PE=PD+PE=DE。∵BE=2,AE=BE,∴AE=,AB=10。∵,∴AF=8。

∴点E与点F重合。∴。∴PB+PE的最小值是。



【考点】单动点问题,形的性质,应用轴对称最短路线,勾股定理



原创模拟预测题7.如图1,矩形中,点EF、G、H分别在上,若,则称四边形EFGH为矩形的反射四边形.图2图3中,四边形ABCD为矩形,且,.

(1)在图2图3中,点EF分别在BCCD边上,图2四边形EFGH利用正方形网格在图上出矩形ABCD的反射四边形.利用正方形网格在图出矩形ABCD的反射四边形EFGH

(2)图2图3中矩形ABCD的反射四边形EFGH的周长是否为定值?图2图3中矩形ABCD的反射四边形EFGH

(3)图2图3中矩形ABCD的反射四边形EFGH的是否为定值?图2图3中矩形ABCD的反射四边形EFGH.



;(3)不是定值



【解析】

试题分析:(1)仔细分析题意,读懂题中“反射四边形

(2)反射四边形

(3)根据题中“反射四边形

(1)如图所示:





考点:应用与设计作图





原创模拟预测题8.如图,在平面坐标系中,直线y=﹣x+2与x轴,y轴分别交于点A,点B,动点P(a,b)在第一象限内,由点P向x轴,y轴所作的垂线PM,PN(垂足为M,N)分别与直线AB相交于点E,点F,当点P(a,b)运动时,矩形PMON的面积为定值2.当点E,F都在线段AB上时,由三条线段AE,EF,BF组成一个三角形,记此三角形的外接圆面积为S1,△OEF的面积为S2.试探究:是否存在最值?若存在,请求出该最值;若不存在,请说明理由.





【答案】存在。



∴此三角形的外接圆的面积为。∵,∴S2=S梯形OMPF﹣S△PEF﹣S△OME=(PF+ON)?PM﹣PF?PE﹣OM?EM

=[PF(PM﹣PE)+OM(PM﹣EM)]=(PF?EM+OM?PE)=PE(EM+OM)

=(a+b﹣2)(2﹣a+a)=a+b﹣2。

∴。设m=a+b﹣2,则,∵,∴当时,,。

【考点】等腰直角三角形的判定和性质,勾股定理和逆定理,二次函数的性质,偶次幂的非负性质转换思想。























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(本文系菊影秋魅首藏)