专题25 直角三角形中由动点引起的分类讨论问题(解析版).docx
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1、专题25 直角三角形中由动点引起的分类讨论问题 【模型展示】特点解直角三角形的动点问题,一般分三步走第一步寻找分类标准,第二步列方程,第三步解方程并验根一般情况下,按照直角顶点或者斜边分类,然后按照三角比或勾股定理列方程有时根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半列方程更简便解直角三角形的问题,常常和相似三角形、三角比的问题联系在一起如果直角边与坐标轴不平行,那么过三个顶点作与坐标轴平行的直线,可以构造两个新的相似直角三角形,这样列比例方程比较简便结论直角三角形的性质并能灵活应用【题型演练】一、单选题1如图,M,A,N是直线l上的三点,P是直线l外一点,且,若动点Q从点M出发,向点N移动,移动
2、到点N停止,在 形状的变化过程中,依次出现的特殊三角形是()A直角三角形-等边三角形-直角三角形-等腰三角形B直角三角形-等腰三角形-直角三角形-等边三角形C等腰三角形-直角三角形-直角三角形-等腰三角形D等腰三角形-直角三角形-等边三角形 -直角三角形【答案】D【分析】根据,按照在线段和线段上进行分类讨论即可【详解】解:,当在线段上,只能形成等腰三角形,当时,为等腰三角形;当在线段上时,逐渐减小,当时,为直角三角形,此时;当时,为等边三角形,此时;当时,为直角三角形,此时; 形状的变化过程中,依次出现的特殊三角形是:等腰三角形-直角三角形-等边三角形 -直角三角形;故选D【点睛】本题考查特殊
3、三角形的判定熟练掌握等腰三角形、直角三角形和等边三角形的判定方法是解题的关键二、填空题2如图,中,cm,为的中点,若动点以1 cm/s的速度从点出发,沿着的方向运动,设点的运动时间为秒(),连接,当是直角三角形时,的值为_【答案】2或3.5或4.5或6【分析】先求出AB的长,再分BDE90时,DE是ABC的中位线,然后求出AE的长度,再分点E在AB上和在BA上两种情况列出方程求解即可;BED90时,含30度角的直角三角形的性质,勾股定理求出BE,然后分点E在AB上和在BA上两种情况列出方程求解即可【详解】解:ACB90,ABC60,BC2cm,,AB2BC4(cm),BDE90时,AE(cm)
4、,点E在AB上时,t212(秒),点E在BA上时,点E运动的路程为4226(cm),t616(秒);BED90时,BE0.5(cm),点E在AB上时,t(40.5)13.5(秒),点E在BA上时,点E运动的路程为40.54.5(cm),t4.514.5(秒),综上所述,t的值为2或3.5或4.5或6,故答案为:2或3.5或4.5或6【点睛】本题考查了含30度角的直角三角形的性质,解题的关键是分情况讨论3如图,在中,是的中点,是上一动点,将沿折叠到,连接,当是直角三角形时,的长为_【答案】或5【分析】分两种情况进行分类讨论:当时,求CE的长;当时,求CE的长【详解】解:如图1,当时,是的中点,如
5、图2,当时,由折叠性质知,三点共线,在中,设,在中,综上所述,CE的长为:5或【点睛】此题考查翻折变换,勾股定理,熟练运用勾股定理以及学会用分类讨论的思想思考问题是解题的关键4已知:如图,正方形中,相交于点O,E,F分别为边,上的动点(点E,F不与线段,的端点重合)且,连接,在点E,F运动的过程中,有下列四个说法:是等腰直角三角形;面积的最小值是;至少存在一个,使得的周长是;四边形的面积是1其中正确结论的序号有_【答案】【分析】证明,可得,可得到;再由当时,最小,此时,可得面积的最小值是,可得到正确;设,则,根据勾股定理可得,从而得到,得错误;再根据,可得,可得正确;即可求解【详解】解:四边形
6、是正方形,是等腰直角三角形,故正确;当时,最小,此时,面积的最小值是,故正确;,设,则,的周长是,不存在一个,使得的周长是,故错误;,故正确;故答案为:【点睛】此题属于四边形的综合题,考查了正方形的性质,全等三角形的判定与性质、勾股定理以及等腰直角三角形的性质注意掌握全等三角形的判定与性质是解此题的关键5如图,在RtABC中,A=90,AB=4,AC=4,点D是AB的中点,点E是边BC上一动点,沿DE所在直线把BDE翻折到BDE的位置,BD交边BC于点F,若CBF为直角三角形,则CB的长为_【答案】2或4#4或2【分析】当为直角三角形时,需要分类讨论,点,分别为直角顶点时,画出图形求解即可【详
7、解】解:在中,点是的中点,由折叠可知,由点运动可知点不可能是直角顶点;如图,当点为直角顶点,即,;如图,当点是直角顶点时,即,连接,在中,故答案为:或4【点睛】本题考查翻折变换、勾股定理、全等三角形的判定和性质等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,属于中考常考题型6如图,已知B45,AB2cm,点P为ABC的边BC上一动点,则当BP2_cm时,BAP为直角三角形【答案】2或8【分析】由于直角顶点不能确定,故应分APB=90与BAP=90两种情况进行分类讨论【详解】解:当APB90时,B45,AB2cm,;当BAP90时,B45,AB2cm,ABAP22,故本题答案为:2或8【点睛】本题
8、考查的是勾股定理的逆定理,在解答此题时要注意分类讨论,不要漏解7如图,长方形中, 为边 上的一个动点,将 沿 折叠,使点落在处题:当时,的长为_题:当为直角三角形时的长为_【答案】 或者1【分析】A题:设,则,根据矩形折叠性质易得 三点共线,由勾股定理求出的长度,在中利用勾股定理可解得x的值,即可得到的长度;B题:找出直角三角形,再根据勾股定理分情况求解即可【详解】解:题:设,则,由折叠的性质可得 , , 三点共线,根据勾股定理得,解得:,题:当,;当 ,如图所示恰好落在上, ,则,故答案为:;或1【点睛】此题考查了矩形与折叠,勾股定理,解题的关键是熟悉折叠的性质和勾股定理8如图,ABC、AD
9、E都是等腰直角三角形,BACDAE90,AB4,F是DE的中点,若点E是直线BC上的动点,连接BF,则BF的最小值是_【答案】2【分析】由ABC、ADE都是等腰直角三角形,可得出:ABCADE,根据相似三角形的性质得到ADE=ABE,推出点A,D,B,E四点共圆,得到DBE=90,根据直角三角形的性质得到,当DE最小时,BF的值最小,DE最小,根据相似三角形的性质即可得到结论【详解】解:如图,ABC、ADE都是等腰直角三角形,BACDAE90,AB4ABCADE,ADE=ABE,点A,D,B,E四点共圆,DAE=90,DBE=90,F是DE的中点,当DE最小时,BF的值最小,若点E是直线BC上
10、的动点,当AEBC时,AE最小,此时,DE最小,BAC=90,AB=4,AC=4,ABCADE,BF=2,BF的最小值是2故答案为:2【点睛】本题考查了相似三角形的判定与性质,三角形的面积公式,四点共圆,直角三角形的性质,确定出当DE最小时,BF的值最小是解题的关键9如图,等边的边长是,点是线段上一动点,连接,点是的中点,将线段绕点顺时针旋转得到线段,连接,当是直角三角形时,则线段的长度为_ 【答案】或【分析】是直角三角形分三种情况讨论:当时,当点在上时,根据等边三角形的性质得,根据旋转的性质得,根据等腰三角形三线合一,得延长到使,连接、,过作交延长线于,根据相全等三角形的判定得,即,设,则,
11、由旋转性质得出,再由相似三角形的判定得出,再由相似的性质得出,即;当时,不成立【详解】解:当时,当点在上时,是等边三角形且边长为,旋转得到线段,是的中点,即时,;,如图,延长到使,连接、,过作交延长线于,是等边三角形,是等边三角形,即,在和中,设,则,是中点,由旋转性质可知,;当时, ,不成立,综上,或;故答案为:或【点睛】本题考查等边三角形中动点的旋转问题通过旋转构造另外的等边三角形以及全等手拉手模型,本题考查的知识较为综合,难度较大,通过分类讨论确定动点的位置,熟记旋转的性质、等边三角形的判定和性质、全等三角形的判定和性质、相似三角形的判定和性质是解题的关键10已知任意直角三角形的两直角边
12、a,b和斜边c之间存在关系式:a2+b2=c2如图,在ABC中,BAC=90,AB=AC,点D在BC上,BD=3,CD=4,以AD为一边作ADE,使DAE=90,AD=AE若点M是DE上一个动点,则线段CM长的最小值为_【答案】【分析】连接CE,过点C作于点H,首先证明,可推导,再证明,在中,由勾股定理计算,然后借助三角形面积求出,根据“垂线段最短”可知,当,即M、H重合时,线段CM的长取最小值,即可获得答案【详解】解:连接CE,过点C作于点H,如下图,即,AB=AC,AD=AE,BAC=90,即,在中,即,解得,点M是DE上一个动点,则当,即M、H重合时,线段CM的长取最小值,此时故答案为:
13、【点睛】本题主要考查了全等三角形的判定与性质、勾股定理等知识,正确作图辅助线构建全等三角形是解题关键三、解答题11已知:如图,在中,动点从点出发沿射线以的速度移动,设运动的时间为秒(1)求边的长;(2)当为直角三角形时,求t的值;(3)当为等腰三角形时,求t的值【答案】(1)3cm(2)3或(3)5或6或【分析】(1)利用勾股定理即可求出结论;(2)由题意可得:,然后根据直角三角形直角的情况分类讨论,利用勾股定理等知识即可解答;(3)当为等腰三角形,根据等腰三角形腰的情况分类讨论,分别画出对应的图形,根据三线合一、勾股定理等知识即可解答(1)解:在中, (2)解:当时,点与点重合,即;当时,如
14、下图所示:,解得:综上:当为直角三角形时,或;(3)解:当时,如下图所示:,即当时,如下图所示:;当时,如下图所示:则,在中,即,解得: 综上:当为轴对称图形时,或或【点睛】此题考查的是勾股定理、等腰三角形的性质,掌握勾股定理、等腰三角形的性质是解决此题的关键12如图,在矩形中,设,且(1)若为方程的两根,且,求的值(2)在(1)的条件下,为上一点(异于两点),在什么位置时,为直角三角形?(3)为上一动点(异于两点),当满足什么条件时,使为直角三角形的点有且只有一个?请直接写出满足的数量关系【答案】(1)(2)在或位置时,为直角三角形(3)【分析】(1)根据矩形性质求出斜边与两直角边的关系,根
15、据两直角边又是一元二次方程的解,由此即可求解;(2)在矩形中,为直角三角形,则可找出,根据对应边的比相等,即可求解;(3)求唯一值,可以根据一元二次方程的判别式来判断,主要是找出矩形的两直角边与点的数量关系,由此即可求解(1)解:且是矩形的对角线,在中,即,为方程的两根,根据韦达定理得,解一元二次不等式得,当时,原方程得,则不符合题意,故舍去;当时,原方程得,则,符合题意,故答案是:(2)解:根据(1)得,如图所示,设,则,若为直角三角形,在矩形中,即,解分式方程得,在或位置时,为直角三角形(3)解:根据题意设,则,若为直角三角形,在矩形中,即,点有且只有一个,即,故答案是:【点睛】本题主要考
16、查的矩形的性质,相似三角形的运用,理解和掌握矩形的性质,相似三角形的性质是解题的关键13如图,是边长是的等边三角形,动点,同时从,两点出发,分别沿,方向匀速移动,其中点运动的速度是,点运动的速度是,当点到达点时,、两点都停止运动,设运动时间为,解答下列问题:(1)当点到达点时,与的位置关系如何?请说明理由.(2)在点与点的运动过程中,是否能成为等边三角形?若能,请求出,若不能,请说明理由.(3)则当为何值时,是直角三角形?【答案】(1)与垂直,见解析(2)能,4(3)秒或秒【分析】(1)根据题意求出的长度,则可知点为的中点,根据等边三角形的性质即可得出答案;(2)若是等边三角形,则,列出相应方
17、程求解即可;(3)分两种情况进行讨论:当时;当时(1)当点到达点时,与垂直,理由如下:,当点到达点时,可得,点为的中点,;(2)假设在点与点的运动过程中,能成为等边三角形,解得,当时,是等边三角形;(3)根据题意得,当时,即,解得秒;当时,同理可得,解得秒,当秒或秒,是直角三角形【点睛】本题考查了三角形综合题,考查了含的直角三角形,等边三角形的性质,几何动点问题,读懂题意,根据题意列出相应的方程是解本题的关键14已知ABC是等边三角形,ADBC于点D,点E是直线AD上的动点,将BE绕点B顺时针方向旋转得到BF,连接EF、CF、AF(1)如图1,当点E在线段AD上时,猜想AFC和FAC的数量关系
18、;(直接写出结果)(2)如图2,当点E在线段AD的延长线上时,(1)中的结论还成立吗?若成立,请证明你的结论,若不成立,请写出你的结论,并证明你的结论;(3)点E在直线AD上运动,当ACF是等腰直角三角形时,请直接写出EBC的度数【答案】(1) 证明见解析(2)成立,理由见解析(3)或【分析】(1)由旋转的性质可得BE=BF,EBF=,由“SAS”可证,可得BAE=BCF=,由直角三角形的性质可得结论; (2)由旋转的性质可得BE=BF,EBF=,由“SAS”可证,可得BAE=BCF=,由直角三角形的性质可得结论; (3)由全等三角形的性质和等边三角形的性质可得AB=AE,再分这情况讨论,结合
19、等腰三角形的性质可求解(1)解:, 理由如下:ABC是等边三角形, AB=AC=BC,ABC=BAC=ACB=, AB=AC,ADBC, , 将BE绕点B顺时针方向旋转得到BF, BE=BF,EBF=, EBF=ABC, ABE=FBC,且AB=BC,BE=BF, (SAS) BAE=BCF=, ACF=, AFC+FAC=;(2)(1)的结论仍然成立, 理由如下:ABC是等边三角形, AB=AC=BC,ABC=BAC=ACB=, AB=AC,ADBC, BAD=, 将BE绕点B顺时针方向旋转得到BF, BE=BF,EBF=, EBF=ABC, ABE=FBC,且AB=BC,BE=BF, (S
20、AS) BAE=BCF=, ACF=, AFC+FAC=;(3)如图,当点E在点A下方时, ACF是等腰直角三角形, AC=CF, ABECBF, CF=AE, AC=AE=AB, ABE=, EBC=, 如图,当点E在点A上方时,同理可得: EBC=【点睛】本题是几何变换综合题,考查了等边三角形的判定与性质,全等三角形的判定和性质,旋转的性质,灵活运用这些性质进行推理是本题的关键15如图,在三角形ABC中,AB3,BC3,AC6,点D是AC上一个动点,过点D作DFBC于点F,过点F作,交AB于点E(1)当四边形ADFE为菱形时,则AED_(2)当DEF为直角三角形时,则CD_【答案】 60
21、3或4.8【分析】(1)根据勾股定理逆定理可得,利用菱形的性质即可得出答案;(2)利用分类讨论结合当时当时,当 时,分别分析得出符合题意的答案【详解】解:(1),四边形ADFE为菱形, ,故答案为:;(2)当时,这种情况不存在;当时,如图2,四边形为平行四边形,在中, ,即 ,解得:,当时,如图3, ,四边形AEFD为平行四边形,在中, ,即 ,解得:综上所述,当FED是直角三角形时,CD的值为3或4.8故答案为:3或4.8【点睛】本题考查三角形和平行四边形综合应用熟练掌握直角三角形的判定和含 的直角三角形的性质,以及平行四边形的判定和性质,菱形的性质是解题的关键16如图,矩形OABC顶点B的
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