专题21 直角三角形存在性问题巩固练习(提优)-冲刺2021年中考几何专项复习(解析版).docx
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1、直角三角形存在性问题巩固练习1如图,O为坐标原点,四边形OABC为矩形,A(10,0),C(0,8),点P在边BC上以每秒1个单位长的速度由点C向点B运动,同时点Q在边AB上以每秒a个单位长的速度由点A向点B运动,运动时间为t秒(t0)(1)若反比例函数y=mx图象经过P点、Q点,求a的值;(2)若OQ垂直平分AP,求a的值;(3)当Q点运动到AB中点时,是否存在a使OPQ为直角三角形?若存在,求出a的值,若不存在请说明理由;【分析】(1)先用t表示出P、Q两点的坐标,再由反比例函数图象上点的坐标特点即可得出结论;(2)先根据OQ垂直平分AP得出OPOA,求出t的值,再由PQQA即可得出a的值
2、;(3)分OPQ90与POQ90两种情况进行分类讨论【解答】解:(1)A(10,0),C(0,8),点P在边BC上以每秒1个单位长的速度由点C向点B运动,同时点Q在边AB上以每秒a个单位长的速度由点A向点B运动,P(t,8),Q(10,at),反比例函数y=mx图象经过P点、Q点,8t10at,解得a=45;(2)OQ垂直平分AP,OPOA,PQQA,t2+82=10,解得t6,Q(10,6a),P(6,8),PQQA,(106)2+(6a8)2(6a)2,解得a=56;(3)如图,Q为AB的中点,Q(10,4),P(t,8)当OPQ90时,OP2+PQ2OQ2,即t2+82+(10t)2+4
3、2102+42,整理得,t210t+320,(10)2432100128280,此方程无解,即此种情况不存在;当PQO90时,OQ2+PQ2OP2,即102+42+(10t)2+42t2+82,整理得,20t168,解得t=425,AQ4,at4,即425a4,解得a=1021【点评】本题考查的是反比例函数综合题,涉及到反比例函数图象上点的坐标特点、直角三角形的判定与性质等知识,在解答(3)时要注意进行分类讨论2如图,抛物线yax2+bx4(a0)与x轴交于A(4,0)、B(1,0)两点,过点A的直线yx+4交抛物线于点C(1)求此抛物线的解析式;(2)在直线AC上有一动点E,当点E在某个位置
4、时,使BDE的周长最小,求此时E点坐标;(3)当动点E在直线AC与抛物线围成的封闭线ACBDA上运动时,是否存在使BDE为直角三角形的情况,若存在,请直接写出符合要求的E点的坐标;若不存在,请说明理由【分析】(1)利用待定系数法求出抛物线解析式;(2)先判断出周长最小时BEAC,即作点B关于直线AC的对称点F,连接DF,交AC于点E,联立方程组即可;(3)三角形BDE是直角三角形时,由于BDBG,因此只有DBE90或BDE90,两种情况,利用直线垂直求出点E坐标【解答】解:(1)抛物线yax2+bx4(a0)与x轴交于A(4,0)、B(1,0)两点,16a+4b-4=0a-b-4=0,a=1b
5、=-3,抛物线解析式为yx23x4,(2)如图1,作点B关于直线AC的对称点F,连接DF交AC于点E,由(1)得,抛物线解析式为yx23x4,D(0,4),点C是直线yx+4与抛物线的交点,联立解得,x=4y=0(舍)或x=-2y=6,C(2,6),A(4,0),直线AC解析式为yx+4,直线BFAC,且B(1,0),直线BF解析式为yx+1,设点F(m,m+1),G(m-12,m+12),点G在直线AC上,-m-12+4=m+12,m4,F(4,5),D(0,4),直线DF解析式为y=94x4,直线AC解析式为yx+4,直线DF和直线AC的交点E(3213,2013),(3)BD=17,由(
6、2)有,点B到线段AC的距离为BG=12BF=1252=522BD,B(1,0),D(0,4),直线BD解析式为y4x4,BDE为直角三角形,DBE90,BEBD交AC于E,直线BE解析式为y=14x+14,点E在直线AC:yx+4的图象上,E(3,1),BDE90,DEBD交抛物线于E,直线DE的解析式为y=14x4,点E在抛物线yx23x4上,直线DE与抛物线的交点为(0,4)和(134,-5116),E(134,-5116),即:满足条件的点E的坐标为E(3,1)或(134,-5116)【点评】此题是二次函数综合题,主要考查了待定系数法,极值,对称性,直角三角形的性质,解本题的关键是求函
7、数图象的交点坐标3如图,平面直角坐标系中,点A是反比例函数y1=kx(x0)的图象上一点,一次函数y2x+2的图象经过点A,交y轴于点B,AOB的面积是3(1)求点A的坐标及反比例函数解析式;(2)观察图象,当y1y2时,直接写出x的取值范围;(3)在y轴上是否存在点P,使ABP为直角三角形?若存在,请直接写出点P的坐标,若不存在请说明理由【分析】(1)在y2x+2中,令x0,则y22,得到B(0,2),根据三角形的面积SAOB3,求得A(3,1),由点A是反比例函数y1=kx(x0)的图象上,得到k3,于是得到结论;(2)根据图象即可得到x的取值范围;(3)设P(0,a),当APB90,由A
8、PPB,根据点A的坐标即可得到 P1(0,1),当PAB90,由勾股定理和两点间的距离得到方程32+(a+1)2+32+32(2a)2,于是得到结论【解答】解:(1)在y2x+2中,令x0,则y22,一次函数y2x+2的图象与y轴相交于点B,B(0,2),又SAOB3,设A(m,n),122m3,m3,将其代入y2x+2中得n1,A(3,1),点A是反比例函数y1=kx(x0)的图象上,k3,反比例函数解析式为:y=-3x;(2)由图象知:当y1y2时,x3;(3)存在,设P(0,a),当APB90,则APPB,P1(0,1),当PAB90,则AP2+AB2PB2,即32+(a+1)2+32+
9、32(2a)2,a4,P2(0,4),综上所述:P(0,1),(0,4)【点评】本题考查了反比例函数与一次函数的交点问题:反比例函数与一次函数的交点坐标满足两个函数的解析式,两点间的距离公式,弄清题意,正确的识别图形是解题的关键4如图,二次函数y=12(x-3)2-1的图象与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C,顶点为D(1)求点A,B,D的坐标;(2)连接CD,过原点O作OECD,垂足为H,OE与该图象的对称轴交于点E,连接AE,AD,求DAE的大小;(3)设点E关于点D的对称点为F,分别以E,F为圆心,1为半径作两个圆,该二次函数的图象上是否存在一点P,使得过P向两个圆各作
10、一条切线PM,PN(M,N为切点),且PM,PN刚好可以作为一个斜边为4的直角三角形的两条直角边?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由【分析】(1)令y0,即可求出点A、B坐标,根据顶点式可以知道点D坐标(2)先求出直线CD解析式,根据OECD求出直线OE解析式,再求出点E坐标,利用两点间距离公式求出线段AE2,AD2,DE2,由勾股定理的逆定理证明EAD是直角三角形即可解决问题(3)存在设点P为(m,n),求出PM2,PN2,根据PM2+PN242,列出方程即可解决问题【解答】解:(1)令y0,则12(x3)210,解得x32,点A坐标(3-2,0),点B坐标(3+2,0),令x0则
11、y=72,点C坐标(0,72),顶点D坐标(3,1)(2)设直线CD解析式为ykx+b,则3k+b=-1b=72解得k=-32b=72,直线CD解析式为y=-32x+72,OECD,直线OE解析式为y=23x,x3时,y2,点E坐标(3,2),AE2(2)2+226,AD2(2)2+123,DE2329,AE2+AD2DE2,EAD90(3)存在理由:由题意E(3,2),F(3,4),设点P为(m,n),点P在抛物线上,n=12(m3)21 PM2PE212(m3)2+(n2)21,PN2PF212(m3)2+(n+4)21,PM2+PN242,(m3)2+(n2)21+(m3)2+(n+4)
12、2142,整理得到(m3)2+(n+1)20 由得到m3,n1,点P坐标(3,1)【点评】本题考查二次函数综合题、一次函数两点间距离公式、勾股定理、非负数的性质等知识,解题的关键是熟练掌握求抛物线与坐标轴的交点,学会理由参数解决问题,本题有一定的代数技巧,巧用非负数的性质这个突破口,属于中考压轴题5如图所示,抛物线yx2+bx+c与直线yx1交于A、B两点,点A的纵坐标为4,点B在y轴上,直线AB与x轴交于点F,点P是线段AB下方的抛物线上一动点,横坐标为m,过点P作PCx轴于C,交直线AB于D(1)求抛物线的解析式;(2)当m为何值时,线段PD的长度取得最大值,其最大值是多少?(3)是否存在
13、点P,使PAD是直角三角形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由【分析】(1)由直线方程得到点A、B的坐标,然后把点A、B的坐标代入二次函数解析式列出关于系数的方程组,通过解方程组来求系数的值即可;(2)根据直线上点坐标特征和二次函数图象上点的坐标特征得到:P(m,m2+4m1),D(m,m1)所以由两点间的距离和二次函数的最值的求法进行解答即可;(3)如图2,当APD90时,设出P点的坐标,就可以表示出D的坐标,由APDFCD列出比例式求解即可;如图3,当PAD90时,作AEx轴于E,根据比例式表示出AD,再由PADFEA列出比例式求解【解答】解:(1)yx1交于A、B两点,当x0时,
14、y1,即B(0,1)当y4时,x3,即a(3,4)抛物线yx2+bx+c与直线yx1交于A、B两点,-1=c-4=9-3b+c,解得b=4c=-1,则该抛物线的解析式为:yx2+4x1;(2)点P的横坐标是m,且点P在抛物线yx2+4x1上,PCx轴,P(m,m2+4m1),D(m,m1)点P在线段AB的下方,3m0,PD14mm21+m3mm2(m+32)2+94当m=-32时,线段PD取得最大值,最大值是94(3)如图1所示:当APD90,设P(m,m2+4m1),D(m,m1)APm+3,CD1m,OCm,CP14mm2,PD14mm21+m3mm2在直线yx1中,当y0时,x1,F(1
15、,0),OF1,CF1m,AF42PCx轴于C,PCFAPD,CFAP,APDFCD,APCF=DPCD,即m+31-m=-3m-m21-m,解得m1或m3(舍去),P(1,4)如图2所示:当PAD90时,作AEx轴于E,AEF90,CEm+3,EF4,AF42,PDm1(1+4m+m2)3mm2PCx轴,DCF90,DCFAEF,AECD43+m=42AD,AD=2(3+m)PADFEA,PDFA=ADAE,即-3m-m242=2(3+m)4m2或m3(舍去)P(2,5)当APD90时点A与点P关于对称轴对称A(3,4)P(1,4)综上,存在点P(2,5)或P(1,4)使PAD是直角三角形【
16、点评】本题考查了二次函数综合题解题过程中,需要掌握待定系数法求二次函数解析式,一次函数、二次函数图象上点的坐标特征,两点间的距离以及相似三角形的判定与性质,综合性比较强,难度较大解题过程中,还有注意m的取值范围,才能正确求得点P的坐标6如图1,一次函数yx+10的图象交x轴于点A,交y轴于点B以P(1,0)为圆心的P与y轴相切,若点P以每秒2个单位的速度沿x轴向右平移,同时P的半径以每秒增加1个单位的速度不断变大,设运动时间为t(s)(1)点A的坐标为(10,0),点B的坐标为(0,10),OAB45;(2)在运动过程中,点P的坐标为(1+2t,0),P的半径为1+t(用含t的代数式表示);(
17、3)当P与直线AB相交于点E、F时如图2,求t=52时,弦EF的长;在运动过程中,是否存在以点P为直角顶点的RtPEF,若存在,请求出t的值;若不存在,请说明理由(利用图1解题)【分析】(1)利用待定系数法求出点A、B的坐标,即可解决问题(2)根据题意可得P(1+2t,0),O半径为1+t(3)如图1中,作PKAB于K,连接PE在RtAPK中,由PKA90,PAK45,PA4,推出PK=22PA22,在RtPEK中,根据EK=PE2-PK2计算即可分两种情形a、如图2中,当点P在点A左侧时,点F与点A重合时,EPF90;b、如图3中,当点P在点A右侧时,点F与点A重合时,EPF90分别列出方程
18、求解即可,【解答】解:(1)yx+10的图象交x轴于点A,交y轴于点B,A(10,0),B(0,10),OAOB10,AOB90,OABOBA45,故答案分别为(10,0),(0,10),45(2)由题意P(1+2t,0),O半径为1+t,故答案分别为(1+2t,0),1+t(3)如图1中,作PKAB于K,连接PE当t=52时,P(6,0),半径为3.5,在RtAPK中,PKA90,PAK45,PA4,PK=22PA22,在RtPEK中,EK=PE2-PK2=172,EF2EK=17存在a、如图2中,当点P在点A左侧时,点F与点A重合时,EPF90OP+PAOA,1+2t+1+t10,t=83
19、b、如图3中,当点P在点A右侧时,点F与点A重合时,EPF90由OPPFOA,1+2t(1+t)10,t10,综上所述,t=83s或10s时,存在以点P为直角顶点的RtPEF【点评】本题考查圆的综合题、垂径定理、等腰直角三角形的性质、一次函数等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,学会分类讨论,学会利用方程的思想思考问题,属于中考常考题型7如图,A,B是直线yx+4与坐标轴的交点,直线y2x+b过点B,与x轴交于点C(1)求A,B,C三点的坐标;(2)点D是折线ABC上一动点当点D是AB的中点时,在x轴上找一点E,使ED+EB的和最小,用直尺和圆规画出点E的位置(保留作图痕迹,不要求写作
20、法和证明),并求E点的坐标是否存在点D,使ACD为直角三角形,若存在,直接写出D点的坐标;若不存在,请说明理由【分析】(1)先利用一次函数图象上点的坐标特点求得点A、B的坐标;然后把B点坐标代入y2x+b求出b的值,确定此函数解析式,然后再求C点坐标;(2)根据轴对称最短路径问题求得点E的位置,由待定系数法确定直线DB1的解析式为y3x4,易得点E的坐标;存在分两种情况:当点D在AB上时,当点D在BC上时当点D在AB上时,不难得BAC45,由等腰直角三角形求得D点的坐标为(1,3);当点D在BC上时,设AD交y轴于点F证AOF与BOC全等,得OF2,点F的坐标为(0,2),求得直线AD的解析式
21、为y=12x+2,与y2x+4组成方程组,求得交点D的坐标为(45,125)【解答】解:(1)在yx+4中,令x0,得y4,令y0,得x4,A(4,0),B(0,4)把B(0,4)代入y2x+b,得b4直线BC为:y2x+4在y2x+4中,令y0,得x2,C点的坐标为(2,0);(2)如图点D是AB的中点,A(4,0),B(0,4)D(2,2)点B关于x轴的对称点B1的坐标为(0,4)设直线D B1的解析式为ykx+b把D(2,2),B1(0,4)代入,得-2k+b=-2b=-4解得k3,b4故该直线方程为:y3x4令y0,得E点的坐标为(-43,0)存在,D点的坐标为(1,3)或(45,12
22、5)附:当点D在AB上时,由OAOB4得到:BAC45,由等腰直角三角形求得D点的坐标为(1,3);当点D在BC上时,如图,设AD交y轴于点F在AOF与BOC中,FAO=CBOAO=BOAOF=BOC AOFBOC(ASA)OFOC2,点F的坐标为(0,2),易得直线AD的解析式为y=12x+2,与y2x+4组成方程组y=12x+2y=-2x+4,解得x=45y=125交点D的坐标为(45,125)【点评】本题是一次函数的综合题,难度适中,考查了利用待定系数法求一次函数的解析式、轴对称的最短路径问题、直角三角形问题,第(2)题采用了分类讨论的思想,与三角形全等结合,列比例式可解决问题8如图,抛
23、物线y(xm)2+n的顶点P在直线y2x上,该抛物线与直线的另一个交点为A,与y轴的交点为Q(1)当mn1时,求m的值;(2)当AQx轴时,试确定抛物线的解析式;(3)随着顶点P在直线y2x上的运动,是否存在直角PAQ?若存在,请直接写出点P的坐标;若不存在,说明理由【分析】(1)由抛物线的顶点在y2x上可知n2m,然后由mn1可求得m的值;(2)先求得点Q、点A的坐标(用含m的式子表示),然后根据平行与x轴的直线上所有点的纵坐标相等列出关于m的方程,从而可求得m的值;(3)先求得直线AQ、PQ的一次项系数“k”的值(用含m的式子表示),然后依据相互垂直的两条直线的一次项系数的乘积是1,分别列
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2019届人教A版数学必修二同步课后篇巩固探究:2-1-1 平面 WORD版含解析.docx
