初中数学动点问题例题集
动点问题专题训练
?ABCABAC,,10BC,81、如图,已知中,厘米,厘米,点为的中点( DAB(1)如果点P在线段BC上以3厘米/秒的速度由B点向C点运动,同时,点Q
在线段CA上由C点向A点运动(
?若点Q的运动速度与点P的运动速度相等,经过1秒
?BPD后,与是否全等,请说明理由; ?CQPA ?若点Q的运动速度与点P的运动速度不相等,当点Q
?BPD的运动速度为多少时,能够使与全等, ?CQPD
Q
(2)若点Q以?中的运动速度从点C出发,点P以原来
?ABC的运动速度从点B同时出发,都逆时针沿三边运B C P ?ABC动,求经过多长时间点P与点Q第一次在的哪条边上相遇,
t,1解:(1)??秒,
厘米, ?BPCQ,,,,313
AB,10DAB?厘米,点为的中点,
BD,5?厘米(
又?厘米,
PC,,,835PCBCBPBC,,,,8?厘米,
PCBD,?(
ABAC,又?,
,,,BC?,
?( ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? (4分) ???BPDCQP
vv,??, ?, BPCQ,PQ
,,,BC又?,,则, ???BPDCQPBPPCCQBD,,,,45,
BP4Pt,,?点,点运动的时间秒, Q33
CQ515?厘米/秒( ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????? (7分) v,,,Q4t4
3
Px(2)设经过秒后点与点Q第一次相遇,
15xx,,,3210由题意,得, 4
1
80解得秒( x,3
80?点共运动了厘米( P,,3803
8022824,,,?,
?点、点在边上相遇, PABQ
80?经过秒点与点第一次在边上相遇( ????????????????????????????????????????????????(12分) PABQ3
3AB、O2、直线与坐标轴分别交于两点,动点同时从点出发,yx,,,6PQ、4
OA同时到达点,运动停止(点沿线段 运动,速度为每秒1个单位长度,AQ
O点P沿路线?B?A运动(
AB、(1)直接写出两点的坐标;
SS(2)设点的运动时间为秒,的面积为,求出与之间的函数关系?OPQQtt式;
48S,P(3)当时,求出点的坐标,并直接写出以点为顶点的平行四OPQ、、5
M边形的第四个顶点的坐标( y
B
解(1)A(8,0)B(0,6) ?????????????????? 1分 P ?OAOB,,86,(2)
?,AB10
x 8Q O A OA,8点由到的时间是(秒) Q?1
610,P,2点的速度是(单位/秒) ?? 1分 ?8
OB??t3P当在线段上运动(或0)时, OQtOPt,,,2
2St, ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 1分
38,t?PBA当在线段上运动(或)时,, OQtAPtt,,,,,,,6102162
PDAP486,tPDOA,D,PD,如图,作于点,由,得, ?????????????????????????????????? 1分 BOAB5
13242?,,,,,SOQPDtt?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 1分 255
(自变量取值范围写对给1分,否则不给分()
824,,(3)??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 1分 P,,,55,,
2
,82412241224,,,,,, ???????????????????????????????????????????????????????????? 3分 IMM,,,,,,,123,,,,,,555555,,,,,,
3如图,在平面直角坐标系中,直线l:y=,2x,8分别与x轴,y轴相交于A,
B两点,点P(0,k)是y轴的负半轴上的一个动点,以P为圆心,3为半
径作?P.
(1)连结PA,若PA=PB,试判断?P与x轴的位置关系,并说明理由;
(2)当k为何值时,以?P与直线l的两个交点和圆心P为顶点的三角形是正三角形,
解:(1)?P与x轴相切.
?直线y=,2x,8与x轴交于A(4,0),
与y轴交于B(0,,8),
?OA=4,OB=8.
由题意,OP=,k,
?PB=PA=8+k.
222在Rt?AOP中,k+4=(8+k),
?k=,3,?OP等于?P的半径,
??P与x轴相切.
(2)设?P与直线l交于C,D两点,连结PC,PD当圆心P
在线段OB上时,作PE?CD于E.
13??PCD为正三角形,?DE=CD=,PD=3, 22
33 ?PE=. 2
??AOB=?PEB=90?, ?ABO=?PBE,
??AOB??PEB,
33
AOPE42,,=即?, ABPBPB45
3
315? PB,,2
315?, POBOPB,,,,82
315?, P(0,8),2
315?. k,,82
315当圆心P在线段OB延长线上时,同理可得P(0,,,8), 2
315?k=,,8, 2
315315?当k=,8或k=,,8时,以?P与直线l的两个交点和圆心P为顶点的三22
角形是正三角形.
4(09哈尔滨) 如图1,在平面直角坐标系中,点O是坐标原点,四边形ABCO是菱形,点A的坐标为(,3,4),
点C在x轴的正半轴上,直线AC交y轴于点M,AB边交y轴于点H(
(1)求直线AC的解析式;
(2)连接BM,如图2,动点P从点A出发,沿折线ABC方向以2个单位,秒的速度向终点C匀速运动,设?PMB的面积为S(S?0),点P的运动时间为t秒,求S与t之间的函数关系式(
要求
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写出自变量t的取值范围);
(3)在(2)的条件下,当 t为何值时,?MPB与?BCO互为余角,并求此时直线OP与直线AC所夹锐角的正切值(
解:
4
5在Rt?ABC中,?C=90?,AC = 3,AB = 5(点B P从点C出发沿CA以每秒1个单位长的速度向点A
匀速运动,到达点A后立刻以原来的速度沿AC返回;
点Q从点A出发沿AB以每秒1个单位长的速度向点
B匀速运动(伴随着P、Q的运动,DE保持垂直平分E
5 Q
D
A C P
图16
PQ,且交PQ于点D,交折线QB-BC-CP于点E(点P、Q同时出发,当点Q到达点B时停止运动,点P也随之停止(设点P、Q运动的时间是t秒(t,0)(
(1)当t = 2时,AP = ,点Q到AC的距离是 ;
(2)在点P从C向A运动的过程中,求?APQ的面积S与
t的函数关系式;(不必写出t的取值范围)
(3)在点E从B向C运动的过程中,四边形QBED能否成
为直角梯形,若能,求t的值(若不能,请说明理由;
(4)当DE经过点C 时,请直接写出t的值( ((
8解:(1)1,; 5
(2)作QF?AC于点F,如图3, AQ = CP= t,?( APt,,3
22由?AQF??ABC,, BC,,,534
QFt4得(?( ,QFt,455
14?, Stt,,,(3)B 25
262( 即Stt,,,55E (3)能(
?当DE?QB时,如图4( Q
?DE?PQ,?PQ?QB,四边形QBED是直角梯形( D A C 此时?AQP=90?( P
图4 AQAP由?APQ ??ABC,得, ,B ACAB
tt3,9即( 解得( t,,835
?如图5,当PQ?BC时,DE?BC,四边形QBED是直角梯形( Q 此时?APQ =90?( E D AQAP由?AQP ??ABC,得 , ,C A P ABAC图5 tt3,15即( 解得( t,,B 853
545t,t,(4)或( 142
Q G ?点P由C向A运动,DE经过点C(
连接QC,作QG?BC于点G,如图6(
D 3422222,QCQGCG,,( C(E) PCt,,,,,,[(5)][4(5)]ttA 55P ) 图6 B 53422222t,由PCQC,,得,解得( ttt,,,,,[(5)][4(5)]255
G Q ?点P由A向C运动,DE经过点C,如图7(
6 D
C(E) A P ) 图7
3445222,】 (6)[(5)][4(5)],,,,,,tttt,5514
l Rt?ABC,,,,ACBB9060?,?6如图,在中,,C E BC,2OACOlAC(点是的中点,过点的直线从与重合
O O的位置开始,绕点作逆时针旋转,交边于点(过ABD ,CCEAB?ll点作交直线于点,设直线的旋转角为EA B D (,
EDBC(1)?当 度时,四边形是等腰梯形,,,
C 此时的长为 ;AD
EDBC?当 度时,四边形是直角梯O ,,
形,此时的长为 ; AD
A B ,,90?EDBC(2)当时,判断四边形是否为菱形,并说(备用图) 明理由(
解(1)?30,1;?60,1.5; „„„„„„„„4分
0 (2)当?α=90时,四边形EDBC是菱形.
0 ??α=?ACB=90,?BC//ED.
?CE//AB, ?四边形EDBC是平行四边形. „„„„„„„„6分
00 在Rt?ABC中,?ACB=90,?B=60,BC=2,
0 ??A=30.
3?AB=4,AC=2.
13AC?AO== . „„„„„„„„8分 2
0在Rt?AOD中,?A=30,?AD=2.
?BD=2.
?BD=BC.
又?四边形EDBC是平行四边形,
?四边形EDBC是菱形 „„„„„„„„10分
ABCDADBCADDCABB?,,,,?(,,,,:3542457如图,在梯形中,动
BCCNMB点从点出发沿线段以每秒2个单位长度的速度向终点运动;动点同CCD时从点出发沿线段以每秒1个单位长度的速度A D
D向终点运动(设运动的时间为秒( t
BC(1)求的长(
N MNAB?(2)当时,求的值( t
?MNC(3)试探究:为何值时,为等腰三角形( B tC M
7
AKBC,DHBC,解:(1)如图?,过、分别作于,于,则四边形ADKHADHK
是矩形
KHAD,,3(? ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 1分
2Rt?ABK在中, AKAB,:,, sin45424(2
2 ??????????????????????????????????????????????????????????????????? 2分 BKAB,:,, cos454242
22Rt?CDH在中,由勾股定理得, HC,,,543
BCBKKHHC,,,,,,,43310?????????????????????????????????????????????????????????? 3分
A D A D
N
B C B C K H G M (图?) (图?)
DGAB?BCGADGBD(2)如图?,过作交于点,则四边形是平行四边形 MNAB??
MNDG??
BGAD,,3?
GC,,,1037? ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 4分
NCNtCMt,,,,(102M由题意知,当、运动到秒时, t
DGMN??
??NMCDGC,?
??CC,又
???MNCGDC?
CNCM,? ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 5分 CDCG
tt102,,即 57
50t,解得, ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 6分 17
(3)分三种情况讨论:
NCMC,tt,,102?当时,如图?,即
10t,? ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 7分 3
A D A D
N
N
B C B C8 E M H M
(图?) (图?)
MNNC,NNEMC,?当时,如图?,过作于 E
解法一:
11由等腰三角形三线合一性质得 ECMCtt,,,,,1025,,22
ECt5,Rt?CEN在中, cosc,,NCt
CH3Rt?DHC又在中, cosc,,CD553,t?, t5
25解得t,????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 8分 8
解法二:
??,CCDHCNEC,,,,,:90? ???NECDHC?
NCEC? ,DCHC
tt5,,即 53
25t,? ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 8分 8
11MNMC,MFCN,MF?当时,如图?,过作于点.FCNCt,, 22
解法一:(
方法
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同?中解法一)
1tA D FC32 cosC,,,MCt1025,
N 60t,解得 F 17
B 解法二: C H M ??,CCMFCDHC,,,,,:90? ???MFCDHC? (图?)
FCMC,? HCDC
1t102,t2即 ,35
60t,? 17
102560?MNCt,t,t,综上所述,当、或时,为等腰三角形 ????????????????? 9分 8173
9
ABCDADBC?EFBC?8如图1,在等腰梯形中,,是的中点,过点作ABEE
CDABBC,,46,?B,:60交于点(,. F
BC(1)求点到的距离; E
BC(2)点为线段上的一个动点,过P作PMEF,交于点,过作PEFMMMNAB?ADCNPNEPx,交折线于点,连结,设.
N?PMN?当点在线段AD上时(如图2),的形状是否发生改变,若不变,求?PMN出的周长;若改变,请说明理由;
NDC?PMNP?当点在线段上时(如图3),是否存在点,使为等腰三角形,若存在,请求出所有满足要求的的值;若不存在,请说明理由. x
N A A A D D D
N P P F F F E E E
B B B C C C M M
图1 图2 图3
(第25题) A D D A
E F F E
B C C B
图5(备用) 图4(备用)
10
EGBC,G(解(1)如图1,过点作于点 1分 E
?为的中点, EABA D 1? BEAB,,2(2F E RtEBG??,B,:60?(BEG,:30在中,???????????????2分
122? BGBEEG,,,,,1213,(B 2C G
图1 BC即点到的距离为 ???????????????????????????????????????????3分 E3(
N?PMN(2)?当点在线段上运动时,的形状不发生改变( AD
PMEFEGEF,,,,PMEG?(??
EFBC?,EPGM,??,PMEG,,3(
MNAB,,4(同理 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 4分
PHMN,MNAB?,如图2,过点P作于H,?
??,?(NMCBPMH,,:,:6030? N A D
13? PHPM,,(P F E 22
H 3? MHPM,:, cos30(B C 2G M 35图2 则NHMNMH,,,,,4( 22
22,,53,,22RtPNH?在中, PNNHPH,,,,,7(,,,,,,22,,,,
?PMNPMPNMN,,,,,374(?的周长= ???????????????????????????????????????????? 6分
NDC?PMN?MNC?当点在线段上运动时,的形状发生改变,但恒为等边三角
形(
PMPN,PRMN,MRNR,(R当时,如图3,作于,则
3MR,(类似?, 2
MNMR,,23(? ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 7分 ?MNCMCMN,,3(?是等边三角形,?
xEPGMBCBGMC,,,,,,,,,6132(此时, ????????????????????????????????????????? 8分
A A D A D D
N P P F(P) E F E F E
N R N
B B C B C C G G M G M M
图5 图3 图4
11
MPMN, 当时,如图4,这时 MCMNMP,,,3(
此时, xEPGM,,,,,,,61353(
NPNM,??(NPMPMN,,:30当时,如图5,
?,PMN,:120?,MNC,:60则又
??(PNMMNC,,:180?
?PMC因此点与重合,为直角三角形( FP
MCPM,:, tan301(?
xEPGM,,,,,,6114(此时,
x,2?PMN综上所述,当或4或时,为等腰三角形( ????????????????????????10分 53,,,
9如图?,正方形 ABCD中,点A、B的坐标分别为(0,10),(8,4), 点C在第一象限(动点P在正方形 ABCD的边上,从点A出发沿A?B?C?D匀速运动,
同时动点Q以相同速度在x轴正半轴上运动,当P点到达D点时,两点同时停止运动,
设运动的时间为t秒(
(1)当P点在边AB上运动时,点Q的横坐标(长度单位)关于运动时间tx
(秒)的函数图象如图?所示,请写出点开始运动时的坐标及点运动速QP度;
(2)求正方形边长及顶点C的坐标;
(3)在(1)中当t为何值时,?OPQ的面积最大,并求此时P点的坐标; (4)如果点P、Q保持原速度不变,当点P沿A?B?C?D匀速运动时,OP与PQ能否相等,若能,写出所有符合条件的t的值;若不能,请说明理由(
Q解:(1)(1,0) ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 1分
点P运动速度每秒钟1个单位
长度( ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 2分
x(2) 过点作BF?y轴于点,?轴于点,则,8,( OFBE,,4BFBEEBF
?( AF,,,1046yD22AB,,,8610 在Rt?AFB中, 3分
x 过点作?轴于点,与的延长线交于点( CCGGFBHC,,:,ABCABBC90,A? ??ABF??BCH( PM
12 HFB
xOQNEG
?( BHAFCHBF,,,,6,8
OGFHCG,,,,,,,8614,8412?(
?所求C点的坐标为(14,12)( 4分
(3) 过点P作PM?y轴于点M,PN?轴于点N, x
则?APM??ABF(
APAMMPtAMMP ?( ( ,,?,,ABAFBF1068
3434 ?( ?( AMtPMt,,,PNOMtONPMt,,,,,10,5555
设?OPQ的面积为(平方单位) S
134732?(0??10) ???????????????????????????????????????????????????????? 5分 tStttt,,,,,,,(10)(1)5251010
说明:未注明自变量的取值范围不扣分(
47
47310 ?<0 ?当时, ?OPQ的面积最大( ????????????????????????????? 6分 t,,,a,,36102(),,10
9453 此时P的坐标为(,) ( ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 7分 1510
5295或时, OP与PQ相等( ???????????????????????????????????????????????????????? 9分 (4) 当 t,t,133
10数学课上,张老师出示了问题:如图1,四边形ABCD是正方形,点E
,,DCG,,AEF90是边BC的中点(,且EF交正方形外角的平行线CF于点F,求证:AE=EF(
经过思考,小明展示了一种正确的解题思路:取AB的中点M,连接ME,
???AMEECFAEEF,则AM=EC,易证,所以(
在此基础上,同学们作了进一步的研究:
(1)小颖提出:如图2,如果把“点E是边BC的中点”改为“点E是边BC上(除B,C外)的任意一点”,其它条件不变,那么结论“AE=EF”仍然成立,你认为小颖的观点正确吗,如果正确,写出证明过程;如果不正确,请说明理由;
(2)小华提出:如图3,点E是BC的延长线上(除C点外)的任意一点,其他条件不变,结论“AE=EF”仍然成立(你认为小华的观点正确吗,如果正确,写出证明过程;如果不正确,请说明理由(
F
D D A A D A
F F
B B E C G E C G B E C G 图1 图2 图3
13
解:(1)正确( (1分)
AMEC,证明:在上取一点,使,连接( (2分) ABMMED A ?,,BME45??,,AME135?(,( ?,BMBE
F M ?CF是外角平分线,
?,,DCF45?, B E C G ?,,ECF135?(
?,,,AMEECF(
?,,,,AEBBAE90?,,,,AEBCEF90?,,
,,,BAECEF( ?
????AMEBCF(ASA)( ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? (5分)
( ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? (6分) ?,AEEF
(2)正确( ????????????????????????????????????????????????????????????? (7分)
NBA证明:在的延长线上取一点(
ANCE,NE使,连接( ???????????????????????????????????????? (8分) N F ?,BNBE( D A ?,,,,NPCE45?(
ABCD四边形是正方形, ?
?ADBE?( B C E G ?,,,DAEBEA(
?,,,NAECEF(
????ANEECF(ASA)( ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????(10分) ?,AEEF( ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? (11分)
OAB,,,,AOBOAOB9024?,,11已知一个直角三角形纸片,其中(如图,
OBC将该纸片放置在平面直角坐标系中,折叠该纸片,折痕与边交于点,与边ABD交于点(
CBA(?)若折叠后使点与点重合,求点的坐标; y
B
x O A
,,OAOBx,BBy(?)若折叠后点落在边上的点为,设,,试写出关OCy,
y y于x的函数解析式,并确定的取值范围;
B
x O A
,,OABDOB?CBB(?)若折叠后点落在边上的点为,且使,求此时点的坐标(
y
B
14
x O A
解(?)如图?,折叠后点与点重合, BA
???ACDBCD则.
C设点的坐标为. 00,mm,,,,,
BCOBOCm,,,,4则.
ACBCm,,,4于是.
222Rt?AOC在中,由勾股定理,得, ACOCOA,,
322242,,,mm即,解得. m,,,2
3,,C点的坐标为. ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 4分 0,?,,2,,
,OA(?)如图?,折叠后点B落在边上的点为B, ,???BCDBCD则.
,由题设, OBxOCy,,,
,则, BCBCOBOCy,,,,,4
222,,,Rt?BOCBCOCOB,,在中,由勾股定理,得.
222?,,,4yyx, ,,
12即yx,,,2 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 6分 8
,OA02??xB由点在边上,有,
1202??xyx,,,2 解析式为所求. ?,,8
02??xy 当时,随的增大而减小, x??
3??y2?y的取值范围为.???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 7分 2
,,,,OABDOB?BB(?)如图?,折叠后点落在边上的点为,且.
,,,,,,,OCBCBD则.
,,,,,,?,,,?,,,CBDCBDOCBCBD,CBBA?又,有.
,,?RtRt???COBBOA.
,,OBOC,,OCOB,2,有,得. ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 9分 OAOB
,,Rt?BOC在中,
,,OBxx,,0OCx,2设,则. ,,00
1222xx,,,由(?)的结论,得, 008
xxx,,,,?,,,8450845(,?解得. 000
15
C点的坐标为. ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????10分 08516,,?,,
12问题解决 F M A D ABCDCD如图(1),将正方形纸片折叠,使点落在边B
CMN上一点(不与点,重合),压平后得到折痕(当ED
CE1AM时,求的值( E ,BNCD2
方法指导: B C N AM 图(1) BN的值,可先求、的长,不妨设:=2 为了求得AMABBN
类比归纳
CE1AMCE1AM,,,,在图(1)中,若则的值等于 ;若则的CD3BNCD4BN
CE1AM值等于, ;若(为整数),则的值等于 ((用含nBNCDn
的式子表示) n
联系拓广
ABCDCDCD,BE折叠,使点落在边上一点(不与点 如图(2),将矩形纸片
ABCE11AMMN,重合),压平后得到折痕设则的值等,,,m1,,,,BNBCmCDn于 ((用含的式子表示) mn,F
M A D
E
B C N
图(2)
BMEMBE,,解:方法一:如图(1-1),连接(
F M A D
E
B C N
图(1-1)
16
ABNMFENMMN 由题设,得四边形和四边形关于直线对称(
MNBMEMBNEN,,,( ?垂直平分(? ?????????????????????????????????????????? 1分 BE
,,,,,,,,,,ADCABBCCDDA902?,(ABCD ?四边形是正方形,?
CE1BNx,,NEx,,NCx,,2( ?设则 ,?,,,(CEDE1CD2
222Rt?CNE 在中,( NECNCE,,
55222xx,,,21( ?解得,即 ??????????????????????????????????????????????? 3分 x,BN,(,,44
Rt?ABMRt?DEM 在和在中,
222, AMABBM,,
222, DMDEEM,,
2222 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????? 5分 AMABDMDE,,,(?2222yy,,,,221( 设则? AMy,,DMy,,2,,,
11 解得y,,即 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 6分 AM,(44
AM1 ?,(??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 7分 BN5
5 方法二:同方法一,BN,( ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 3分 4
NNGCD?,GADBE( 如图(1,2),过点做交于点,连接
F M G A D
E
B C N 图(1-2)
ADBC?,GDCN??四边形是平行四边形( NGCDBC,,( ?
5ABNGAGBN,,( 同理,四边形也是平行四边形(? 4MNBEEBCBNM,?,,,,,90?( ?
?NGBCMNGBNMEBCMNG,?,,,,?,,,,90?,( ?BCE?NGM 在与中
,,,EBCMNG,,
,BCNG,,???,(BCENGMECMG, ???????????????????????????????,分 ,
,,,,,CNGM90?(,
51AMAGMGAM,,,,,=1(? ????????????????????????????????????????????????????????????? 6分 44
17
AM1? ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 7分 ,(BN5
类比归纳
2n,1,,249(或);; ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????10分 251017n,1联系拓广
22nmn,,21 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????12分 22nm,1
18
19