?D点为所求又
tan∠ADB?tan∠ABC?43,
?CD?BC?tan∠ADB?3?(3)这样的m存在
?4913?D?13,0??OD?OC?CD????4? 344,
y在Rt△ABC中,由勾股定理得AB?5如图1,当PQ∥BD时,△APQ∽△ABD B 133??mm4?25135m?3?9 4,解得则
如图2,当PQ?AD时,△APQ∽△ADB
P A Q O C 图2 D x
m?133?4则
3?13?m45,解得
m?12536
例1(2008福建福州)如图,已知△ABC是边长为6cm的等边三角形,动点P、Q同时从A、B两点出发,分别沿AB、BC匀速运动,其中点P运动的速度是1cm/s,点Q运动的速度是2cm/s,当点Q到达点C时,P、Q两点都停止运动,设运动时间为t(s),解答下列问题: (1)当t=2时,判断△BPQ的形状,并说明理由; (2)设△BPQ的面积为S(cm2),求S与t的函数关系式;
(3)作QR//BA交AC于点R,连结PR,当t为何值时,△APR∽△PRQ? 分析:由t=2求出BP与BQ的长度,从而可得△BPQ的形状;
1S作QE⊥BP于点E,将PB,QE用t表示,由?BPQ=2×BP×QE可得
S与t的函数关系式;先证得四边形EPRQ为平行四边形,得PR=QE, 再由△APR∽△PRQ,对应边成比例列方程,从而t值可求. 解:(1)△BPQ是等边三角形,
当t=2时,AP=2×1=2,BQ=2×2=4,所以BP=AB-AP=6-2=4, 即BQ=BP.又因为∠B=600,所以△BPQ是等边三角形. (2)过Q作QE⊥AB,垂足为E,由QB=2t,得QE=2t·sin600=3t,
113S由AP=t,得PB=6-t,所以?BPQ=2×BP×QE=2(6-t)×3t=-2t2+33t;
(3)因为QR∥BA,所以∠QRC=∠A=600,∠RQC=∠B=600,又因为∠C=600, 所以△QRC是等边三角形,这时BQ=2t,所以QR=RC=QC=6-2t.
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1因为BE=BQ·cos600=2×2t=t,AP=t,所以EP=AB-AP-BE=6-t-t=6-2t,
所以EP=QR,又EP∥QR,所以四边形EPRQ是平行四边形,所以PR=EQ=3t,
APPRt3t6??由△APR∽△PRQ,得到PRRQ,即3t6?2t,解得t=5, 6所以当t=5时, △APR∽△PRQ.
点评: 本题是双动点问题.动态问题是近几年来中考数学的热点题型.这类试题信息量大,对同学们获取信息和处理信息的能力要求较高;解题时需要用运动和变化的眼光去观察和研究问题,挖掘运动、变化的全过程,并特别关注运动与变化中的不变量、不变关系或特殊关系,动中取静,静中求动.
?例2(2008浙江温州)如图,在Rt△ABC中,?A?90,AB?6,AC?8,D,E分别是边AB,AC的中点,点P从点D出发沿DE方向运动,过点P作PQ?BC于Q,过点Q作QR∥BA交AC于R,当点Q与点C重合时,点P停止运动.设BQ?x,QR?y.(1)求点D到BC的距离DH的长; (2)求y关于x的函数关系式(不要求写出自变量的取值范围); (3)是否存在点P,使△PQR为等腰三角形?若存在,请求出所有 满足要求的x的值;若不存在,请说明理由.
分析:由△BHD∽△BAC,可得DH;由△RQC∽△ABC,可得
B A D P H Q R E C y关于x的函数关系式;由腰相等列方程可得x的值;注意需分类讨论.
解:(1)??A?Rt?,AB?6,AC?8,?BC?10.
?点D为AB中点,
?BD?1AB?32.
?DHBD?ACBC,
??DHB??A?90?,?B??B.?△BHD∽△BAC,
DH?∴
BD312?AC??8?BC105
??QR∥AB△RQC∽△ABC, ??QRC??A?90(2),.??C??C,??RQQCy10?x3???y??x?6ABBC,610,即y关于x的函数关系式为:5.
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(3)存在.按腰相等分三种情况:
①当PQ?PR时,过点P作PM?QR于M,则QM?RM.
A D P B 1 M 2 H Q
R E C
??1??2?90?,?C??2?90?,??1??C.
84?QM?4?cos?1?cosC??105,QP5,
1?3??x?6??42?5???125?x?185. 5,
312?x?6?5, ②当PQ?RQ时,5D B H
A P E Q R C ?x?6.
③当PR?QR时,则R为PQ中垂线上的点, 于是点R为EC的中点,
?CR?11CE?AC?224. QRBA?CRCA,
?tanC?
3?x?6156?x??5?2. 28,
1815综上所述,当x为5或6或2时,△PQR为等腰三角形.
点评:建立函数关系式,实质就是把函数y用含自变量x的代数式表示;要求使△PQR为等腰三角形的x的值,可假设△PQR为等腰三角形,找到等量关系,列出方程求解,由于题设中没有指明等腰三角形的腰,故还须分类讨论.
五、以圆为载体的动点问题
动点问题是初中数学的一个难点,中考经常考察,有一类动点问题,题中未说到圆,却与圆有关,只要巧妙地构造圆,以圆为载体,利用圆的有关性质,问题便会迎刃而解;此类问题方法巧妙,耐人寻味。
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例1. 在Rt?ABC中,AC=5,BC=12,∠ACB=90°,P是AB边上的动点(与点A、B不重合),Q是BC边上的动点(与点B、C不重合),当PQ与AC不平行时,△CPQ可能为直角三角形吗?若有可能,请求出线段CQ的长的取值范围;若不可能,请说明理由。(03年广州市中考)
分析:不论P、Q如何运动,∠PCQ都小于∠ACB即小于90°,又因为PQ与AC不平行,所以∠PQC不等于90°,所以只有∠CPQ为直角,△CPQ才可能是直角三角形,而要判断△CPQ是否为直角三角形,只需构造以CQ为直径的圆,根据直径所对的圆周角为直角,若AB边上的动点P在圆上,∠CPQ就为直角,否则∠CPQ就不可能为直角。 以CQ为直径做半圆D。
①当半圆D与AB相切时,设切点为M,连结DM,则 DM⊥AB,且AC=AM=5
所以 MB?AB?AM?13?5?8 设CD?x,则DM?x,DB?12?x 在Rt?DMB中,DB?DM?MB,即
22212?x?x?8??
222x? 解得:
1020CQ?2x?3,所以3
203且点P运动到切点M的位置时,△CPQ为直角三角形。
CQ? 即当
20?CQ?123 ②当时,半圆D与直线AB有两个交点,当点P运动到这两个交点的位置时,△CPQ
为直角三角形。
0?CQ? ③当
203时,半圆D与直线AB相离,即点P在半圆D之外,0<∠CPQ<
90°,此时,△CPQ不可能为直角三角形。
20?CQ?12 所以,当3时,△CPQ可能为直角三角形。
例2. 如图2,直角梯形ABCD中,AD∥BC,∠B=90°,AD+BC<DC,若腰DC上有动点P,使AP⊥BP,则这样的点有多少个?
分析:由条件AP⊥BP,想到以AB为直径作圆,若CD与圆相交,根据直径所对的圆周角是90°,两个交点即为点P;若CD与圆相切,切点即是点P;若CD与圆相离,则DC上不存在动点P,使AP⊥BP。
解:如图3,以AB为直径做⊙O,设⊙O与CD切于点E
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因为∠B=∠A=90°
所以AD、BC为⊙O的切线 即AD=DE,BC=CE 所以AD+BC=CD
而条件中AD+BC<DC,我们把CD向左平移,如图4,CD的长度不变,AD与BC的长度缩短,此时AD+BC<DC,点O到CD的距离OE30小于⊙O的半径OE,CD与
∠AP1B和∠AP2B是直径AB所对的圆周角,1、P2⊙O相交,都为90°,所以交点P即为所求。因此,腰DC上使AP⊥BP的动点P有2个。
例3. 如图5,△ABC的外部有一动点P(在直线BC上方),分别连结PB、PC,试确定∠BPC与∠BAC的大小关系。(02年广州市中考)
分析:∠BPC与∠BAC之间没有联系,要确定∠BPC与∠BAC的大小关系,必须找恰当的载体,作为它们之间的桥梁,这道桥梁就是圆,通过构造△ABC的外接圆,问题就会迎刃而解。
(1)当点P在△ABC外接圆外时,
如图5,连结BD,根据外角大于任何一个与它不相邻的内角,∠BPC<∠BDC 又因为∠BDC=∠BAC, 所以∠BPC<∠BAC;
(2)当点P在△ABC外接圆上时,如图6,根据同弧所对的圆周角相等, ∠BPC=∠BAC;
(3)当点P在△ABC外接圆内时,如图7,延长BP交△ABC外接圆于点D,连结CD,则∠BPC>∠BDC,
又∠BDC=∠BAC,故∠BPC>∠BAC。 综上,知当点P在△ABC外接圆外时, ∠BPC<∠BAC;
当点P在△ABC外接圆上时, ∠BPC=∠BAC;
当点P在△ABC外接圆内时, ∠BPC>∠BAC。
专题七、2010中考数学热点专题突破训练――动点问题
动点试题是近几年中考命题的热点,与一次函数、二次函数等知识综合,构成中考试题的压轴题.动点试题大致分为点动、线动、图形动三种类型.动点试题要以静代动的解题思想解题.下面就中考动点试题进行分析.
例1 (2006年福建晋州)如图,在平行四边形ABCD中,AD=4cm,∠A=60°,BD⊥AD.一动点P从A出发,以每秒1cm的速度沿A→B→C的路线匀速运动,过点P作直线PM,使PM⊥AD. 1.当点P运动2秒时,设直线PM与AD相交于点E,求△APE的面积; 2.当点P运动2秒时,另一动点Q也从A出发沿A→B的路线运动,且在AB上以每秒1cm的速度匀速运动,(当P、Q中的某一点到达终点,则两点都停止运动.)过Q作直线QN,使QN∥PM,设点Q运动的时间为t秒(0≤t≤8),直线PM与QN截平行四边形ABCD所得图形的面积为S(cm2). (1)求S关于t的函数关系式; (2)求S的最大值.
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