①如图3,当BP=BQ时,10-t=t.解得t=5.
②如图4,当PB=PQ时,1BQ?BPcos?B.解方程1t?4(10?t),得t?80. ① 如图5,当QB=QP22513时,1BP?BQcos?B.解方程1(10?t)?4t,得t?50.
22513图3 图4 图5 图6
考点伸展在第(3)题条件下,以EF为直径的⊙G与x轴相切于点A.
如图6,这是因为AG既是直角三角形EAF斜边上的中线,也是直角梯形EOBF的中位线,因此圆心G到x轴的距离等于圆的半径,所以⊙G与x轴相切于点A.
例 11 2014年湖南省邵阳市中考第26题
在平面直角坐标系中,抛物线y=x2-(m+n)x+mn(m>n)与x轴相交于A、B两点(点A位于点B的右侧),与y轴相交于点C.(1)若m=2,n=1,求A、B两点的坐标;
(2)若A、B两点分别位于y轴的两侧,C点坐标是(0,-1),求∠ACB的大小;
(3)若m=2,△ABC是等腰三角形,求n的值.动感体验 请打开几何画板文件名“14邵阳26”,点击屏幕左下方的按钮(2),拖动点A在x轴正半轴上运动,可以体验到,△ABC保持直角三角形的形状.点击屏幕左下方的按钮(3),拖动点B在x轴上运动,观察△ABC的顶点能否落在对边的垂直平分线上,可以体验到,等腰三角形ABC有4种情况.思路点拨
1.抛物线的解析式可以化为交点式,用m,n表示点A、B、C的坐标. 2.第(2)题判定直角三角形ABC,可以用勾股定理的逆定理,也可以用锐角的三角比.
3.第(3)题讨论等腰三角形ABC,先把三边长(的平方)罗列出来,再分类解方程.
图文解析(1)由y=x2-(m+n)x+mn=(x-m)(x-n),且m>n,点A位于点B的右侧,可知A(m, 0),B(n, 0).若m=2,n=1,那么A(2, 0),B(1, 0).. (2)如图1,由于C(0, mn),当点C的坐标是(0,-1),mn=-1,OC=1.若A、B两点分别位于y轴的两侧,那么OA·OB=m(-n)=-mn=1.所以OC2=
OA·OB.所以OC?OB.
OAOC所以tan∠1=tan∠2.所以∠1=∠2.又因为∠1与∠3互余,所以∠2与∠3互余.
所以∠ACB=90°.(3)在△ABC中,已知A(2, 0),B(n, 0),C(0, 2n).
讨论等腰三角形ABC,用代数法解比较方便:由两点间的距离公式,得AB2
=(n-2)2,BC2=5n2,AC2=4+4n2.①当AB=AC时,解方程(n-2)2=4+4n2,得n??4(如图2).
3②当CA=CB时,解方程4+4n2=5n2,得n=-2(如图3),或n=2(A、B重合,舍去).
当BA=BC时,解方程(n-2)2=5n2,得n??5?1(如图24),或n?5?1(如2图5).
图1 图2 图3图4 图5 考点伸展第(2)题常用的方法还有勾股定理的逆定理.
由于C(0, mn),当点C的坐标是(0,-1),mn=-1.
由A(m, 0),B(n, 0),C(0,-1),得AB2=(m-n)2=m2-2mn+n2=m2+n2
+2,
BC2=n2+1,AC2=m2+1.所以AB2=BC2+AC2.于是得到Rt△ABC,∠ACB=90°.
第(3)题在讨论等腰三角形ABC时,对于CA=CB的情况,此时A、B两点关于y轴对称,可以直接写出B(-2, 0),n=-2. 例 12 2014年湖南省娄底市中考第27题
如图1,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=4cm,BC=3cm.如果点P由点B出发沿BA方向向点A匀速运动,同时点Q由点A出发沿AC方向向点C匀速运动,它们的速度均为1cm/s.连结PQ,设运动时间为t(s)(0<t<4),解答下列问题:(1)设△APQ的面积为S,当t为何值时,S取得最大值?S的最大值是多少?(2)如图2,连结PC,将△PQC沿QC翻折,得到四边形PQP′C,当四边形PQP′C为菱形时,求t的值;(3)当t为何值时,△APQ是等腰三角形?
图1 图2 图3 图4
动感体验 请打开几何画板文件名“14娄底27”,拖动点Q在AC上运动,可以体验到,当点P运动到AB的中点时,△APQ的面积最大,等腰三角形APQ存在三种情况.还可以体验到,当QC=2HC时,四边形PQP′C是菱形. 思路点拨1.在△APQ中,∠A是确定的,夹∠A的两条边可以用含t的式子表示.
2.四边形PQP′C的对角线保持垂直,当对角线互相平分时,它是菱形,. 图文解析(1)在Rt△ABC中,AC=4,BC=3,所以AB=5,sinA=3,cosA5=4.
5作QD⊥AB于D,那么QD=AQ sinA=t.所以S=S△APQ=
351133AP?QD=(5?t)?t=?(t2?5t)=22510?3515515(t?)2+.当t?时,S取得最大值,最大值为. 102828(2)设PP′与AC交于点H,那么PP′⊥QC,AH=APcosA=(5?t). 如果四边形PQP′C为菱形,那么PQ=PC.所以QC=2HC.
45204解方程4?t?2??4?(5?t)?,得t?.(3)等腰三角形APQ存在三种情况:
??513??51.②如图6,当PA=PQ时,AQ?APcosA.解2214401方程t?(5?t),得t?.如图7,当QA=QP时,AP?AQcosA.解
251321425方程(5?t)?t得t?.
2513①如图5,当AP=AQ时,5-t=t.解得t?图5 图6
图7图8
考点伸展在本题情境下,如果点Q是△PP′C的重心,求t的值.如图8,如果点Q是△PP′C的重心,那么
604?,得QC=2HC.解方程4?t?2??. 4?(5?t)t???33?5?23例 13 2015年湖南省怀化市中考第22题
如图1,已知Rt△ABC中,∠C=90°,AC=8,BC=6,点P以每秒1个单位的速度从A向C运动,同时点Q以每秒2个单位的速度从A→B→C方向运动,它们到C点后都停止运动,设点P、Q运动的时间为t秒.(1)在运动过程中,求P、Q两点间距离的最大值;
(2)经过t秒的运动,求△ABC被直线PQ扫过的面积S与时间t的函数关系式;
(3)P,Q两点在运动过程中,是否存在时间t,使得△PQC为等腰三角形.若存在,求出此时的t值,若不存在,请说明理由.(5?2.24,结果保留一位小数)
动感体验请打开几何画板文件名“15怀化22”,拖动点P在AC上运动,可以体验到,PQ与BD保持平行,等腰三角形PQC存在三种情况.
思路点拨1.过点B作QP的平行线交AC于D,那么BD的长就是PQ的最大值.
2.线段PQ扫过的面积S要分两种情况讨论,点Q分别在AB、BC上. 3.等腰三角形PQC分三种情况讨论,先罗列三边长.
图文解析
(1)在Rt△ABC中,AC=8,BC=6,所以AB=10.
如图2,当点Q在AB上时,作BD//PQ交AC于点D,那么AB?AQ?2t?2.
ADAPt所以AD=5.所以CD=3.
如图3,当点Q在BC上时,CQ?16?2t?2.
CP8?t又因为CB?6?2,所以CQ?CB.因此
CPCDCD3PQ//BD.所以PQ的最大值就是BD.
在Rt△BCD中,BC=6,CD=3,所以BD=35.所以PQ的最大值是35.
图1图2 图3 图4 (2)①如图2,当点Q在AB上时,0<t≤5,S△ABD=15. 由△AQP∽△ABD,得
S△AQPS△ABD?(AP2).所以ADS=S△AQP=15?(t)2=3t2.
55②如图3,当点Q在BC上时,5<t≤8,S△ABC=24. 因为S△CQP=1CQ?CP=1(16?2t)(8?t)=(t?8)2,
22所以S=S△ABC-S△CQP=24-(t-8)2=-t2+16t-40.
(3)如图3,当点Q在BC上时,CQ=2CP,∠C=90°,所以△PQC不可能成为等腰三角形.当点Q在AB上时,我们先用t表示△PQC的三边长:易知CP=8-t.
如图2,由QP//BD,得QP?AP,即QPBDAD35?t.所以QP?35t.
55如图4,作QH⊥AC于H.在Rt△AQH中,QH=AQ sin∠A=6t,AH=8t.
55在Rt△CQH中,由勾股定理,得CQ=QH2?CH2=68(t)2?(8?t)255.
55t,
分三种情况讨论等腰三角形PQC:(1)①当PC=PQ时,解方程8?t?3得t?65?10≈3.4(如图5所示).②当QC=QP时,(6t)2?(8?8t)2?35t.整理,555得11t2?128t?320?0.所以(11t-40)(t-8)=0.解得t?40≈3.6(如图6所示),
11或t=8(舍去).③当CP=CQ时,8?t?568(t)2?(8?t)255.整理,得5t2?16t?0.
解得t?16=3.2(如图7所示),或t=0(舍去).
综上所述,当t的值约为3.4,3.6,或等于3.2时,△PQC是等腰三角形.
图5 图6 图7图8 图9 考点伸展第(1)题求P、Q两点间距离的最大值,可以用代数计算说理的方法: ①如图8,当点Q在AB上时,PQ=QH2?PH2=68(t)2?(t?t)255=355t.
当Q与B重合时,PQ最大,此时t=5,PQ的最大值为3上时,PQ=CQ2?CP2=(2CP)2?CP2=5.②如图9,当点Q在BC5(8?t).当Q与B重合时,PQ最大,此时