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1、
第二部分 題型研究
題型五 幾何探究題
類型二 平移變換問題
針對演練
1. 如圖,BD是正方形ABCD的對角線,BC=2.邊BC在其所在的直線上平移,將通過平移得到的線段記為PQ,連接PA、QD,并過點(diǎn)Q作QO⊥BD,垂足為O,連接OA、OP.
(1)請直接寫出線段BC在平移過程中,四邊形APQD是什么四邊形?
(2)請判斷OA、OP之間的數(shù)量關(guān)系和位置關(guān)系,并加以證明;
(3)在平移變換過程中,設(shè)y=S△OPB,BP=x(0≤x≤2),求y與x之間的函數(shù)解析式,并求出y的最大值.
第1題圖
2. (2017攀枝花)如圖①,在平面直角坐標(biāo)系中,直線MN分別與x軸
2、、y軸交于點(diǎn)M(6,0)、N(0,2),等邊△ABC的頂點(diǎn)B與原點(diǎn)O重合,BC邊落在x軸正半軸上,點(diǎn)A恰好落在線段MN上.將等邊△ABC從圖①的位置沿x軸正方向以每秒1個單位長度的速度平移,邊AB、AC分別與線段MN交于點(diǎn)E、F(如圖②所示),設(shè)△ABC平移的時間為t(s).
(1)等邊△ABC的邊長為________;
(2)在運(yùn)動過程中,當(dāng)t=________時,MN垂直平分AB;
(3)若在△ABC開始平移的同時,點(diǎn)P從△ABC的頂點(diǎn)B出發(fā),以每秒2個單位長度的速度沿折線BA—AC運(yùn)動,當(dāng)點(diǎn)P運(yùn)動到C時即停止運(yùn)動,△ABC也隨之停止平移.
①當(dāng)點(diǎn)P在線段BA上運(yùn)動時,若△PEF與
3、△MNO相似,求t的值;
②當(dāng)點(diǎn)P在線段AC上運(yùn)動時,設(shè)S△PEF=S,求S與t的函數(shù)關(guān)系式,并求出S的最大值及此時點(diǎn)P的坐標(biāo).
第2題圖
答案
1. 解:(1)四邊形APQD為平行四邊形;
(2)OA=OP,OA⊥OP,理由如下:
∵四邊形ABCD是正方形,
∴AB=BC=PQ,∠ABO=∠OBQ=45°,
∵OQ⊥BD,
∴∠PQO=45°,
∴∠ABO=∠OBQ=∠PQO=45°,
∴OB=OQ,
在△AOB和△OPQ中,
,
∴△AOB≌△POQ(SAS),
∴OA=OP,∠AOB=∠POQ,
∴∠AOP=∠BOQ=90°,
∴OA⊥OP;
(
4、3)過O作OE⊥BC于E.
①如解圖①,當(dāng)P點(diǎn)在B點(diǎn)右側(cè)時,
第1題解圖①
則BQ=x+2,OE=,
∴y=×·x,
即y=(x+1)2-,
又∵0≤x≤2,
∴當(dāng)x=2時,y有最大值2;
②如解圖②,當(dāng)P點(diǎn)在B點(diǎn)左側(cè)時,
則BQ=2-x,OE=,
∴y=×·x,
即y=-(x-1)2+,
又∵0≤x≤2,
∴當(dāng)x=1時,y有最大值為;
綜上所述,當(dāng)x=2時,y有最大值為2.
第1題解圖②
2. 解:(1)3,
【解法提示】∵點(diǎn)M(6,0),N(0,2),∴OM=6,ON=2,∴MN==4,∴sin∠NMO=,∠NMO=30°,∵∠ABC=60°,
5、
∴∠BAM=90°,即AB⊥MN,∴AB=OM=3,即等邊三角形邊長為3.
(2)3,
【解法提示】由等邊三角形的性質(zhì)易知當(dāng)MN垂直平分AB時,C點(diǎn)與M點(diǎn)重合,∵等邊三角形ABC的邊長為3,∴BC=3,∵OM=6,∴MB=3,∴OB=OM-MB=3,即t=3.
(3)①當(dāng)P點(diǎn)在線段AB上運(yùn)動時,
則OB=t,BP=2t,
則BM=6-t,PA=3-2t,
△PEF與△MNO相似分為
△PEF∽△NOM或△PEF∽△MON兩種對應(yīng)情況,
當(dāng)△PEF∽△MON時,如解圖①,
第2題解圖①
則∠EPF=∠EFA=∠EMB=30°,
∴AE=AF=AP=,
BE=BM=,
6、
又BE=AB-AE=3-,
∴3-=,解得t=;
當(dāng)△PEF∽△NOM時,若點(diǎn)P在線段BE上,如解圖②,
第2題解圖②
則∠PFE=∠NMO=30°,則PF∥OM,
∴△PAF是等邊三角形,
∴EF垂直平分PA,
∴BE=BP+PA=t+,
又BE=MB=,
∴+t=,解得t=1;
當(dāng)△PEF∽△NOM時,若點(diǎn)P在線段AE上,則P點(diǎn)與A點(diǎn)重合,即t=;
綜上所述:t=或1或;
②當(dāng)點(diǎn)P在線段AC上運(yùn)動時,則BM=6-t,PC=6-2t,≤t≤3.
∴BE=BM=3-,即AE=,
∴EF=AE=t,AF=2AE=t,
∴CF=AC-AF=3-t,∴PF=PC-CF=3-t.
如解圖③,作PH⊥EF于H點(diǎn),由∠AFE=30°,
第2題解圖③
可知PH=PF=,
S△PEF=EF·PH=×t×
=-t2+t
=-(t-)2+
∴當(dāng)t=時,S最大=,
此時點(diǎn)P坐標(biāo)為(3,).
6