图2 图3 图4
②我们先讨论P在OC上运动时的情形,0≤t<4. 如图1,在△AOB中,∠B=45°,∠AOB>45°,OB=7,AB?42,所以OB>AB.因此∠OAB>∠AOB>∠B.
如图4,点P由O向C运动的过程中,OP=BR=RQ,所以PQ//x轴.
因此∠AQP=45°保持不变,∠PAQ越来越大,所以只存在∠APQ=∠AQP的情况. 此时点A在PQ的垂直平分线上,OR=2CA=6.所以BR=1,t=1. 我们再来讨论P在CA上运动时的情形,4≤t<7.
35520在△APQ中, cos?A?为定值,AP?7?t,AQ?OA?OQ?OA?OR?t?.
533352041如图5,当AP=AQ时,解方程7?t?t?,得t?.
338如图6,当QP=QA时,点Q在PA的垂直平分线上,AP=2(OR-OP).解方程7?t?2[(7?t)?(t?4)],得t?5.
1AQ2如7,当PA=PQ时,那么cos?A?.因此AQ?2AP.解方程?cos?AAP5203226. t??2(7?t)?,得t?3354341226综上所述,t=1或或5或时,△APQ是等腰三角形.
843
图5 图6 图7
考点伸展
当P在CA上,QP=QA时,也可以用AP?2AQ?cos?A来求解.
例5 2010年南通市中考第27题
如图1,在矩形ABCD中,AB=m(m是大于0的常数),BC=8,E为线段BC上的动点(不与B、C重合).连结DE,作EF⊥DE,EF与射线BA交于点F,设CE=x,BF=y.
(1)求y关于x的函数关系式;
(2)若m=8,求x为何值时,y的值最大,最大值是多少?
12(3)若y?,要使△DEF为等腰三角形,m的值应为多少?
m图1
动感体验
请打开几何画板文件名“10南通27”,拖动点E在BC上运动,观察y随x变化的函数图象,可以体验到,y是x的二次函数,抛物线的开口向下.对照图形和图象,可以看到,当E是BC的中点时,y取得最大值.双击按钮“m=8”,拖动E到BC的中点,可以体验到,点F是AB的四等分点.
拖动点A可以改变m的值,再拖动图象中标签为“y随x” 的点到射线y=x上,从图形中可以看到,此时△DCE≌△EBF.
思路点拨
1.证明△DCE∽△EBF,根据相似三角形的对应边成比例可以得到y关于x的函数关系式.
2.第(2)题的本质是先代入,再配方求二次函数的最值.
3.第(3)题头绪复杂,计算简单,分三段表达.一段是说理,如果△DEF为等腰三角形,那么得到x=y;一段是计算,化简消去m,得到关于x的一元二次方程,解出x的值;第三段是把前两段结合,代入求出对应的m的值.
满分解答
(1)因为∠EDC与∠FEB都是∠DEC的余角,所以∠EDC=∠FEB.又因为∠C=∠B=90°,所以△DCE∽△EBF.因此系为y??DCEBm8?x?,即?.整理,得y关于x的函数关CEBFxy128x?x. mm121x?x??(x?4)2?2.因此当x=4时,y取得最大88(2)如图2,当m=8时,y??值为2.
1218122??x2?x.,那么整理,得x?8x?12?0.解得x=2或x=6.要
mmmm使△DEF为等腰三角形,只存在ED=EF的情况.因为△DCE∽△EBF,所以CE=BF,即
1212x=y.将x=y =2代入y?,得m=6(如图3);将x=y =6代入y?,得m=2(如
mm图4).
(3) 若y?
图2 图3 图4
考点伸展
本题中蕴涵着一般性与特殊性的辩证关系,例如: 由第(1)题得到y??1281116x?x??(x2?8x)??(x?4)2?, mmmmm那么不论m为何值,当x=4时,y都取得最大值.对应的几何意义是,不论AB边为多
长,当E是BC的中点时,BF都取得最大值.第(2)题m=8是第(1)题一般性结论的一个特殊性.
再如,不论m为小于8的任何值,△DEF都可以成为等腰三角形,这是因为方程
x??
128x?x总有一个根x?8?m的.第(3)题是这个一般性结论的一个特殊性. mm
例 6 2009年江西省中考第25题
如图1,在等腰梯形ABCD中,AD//BC,E是AB的中点,过点E作EF//BC交CD于点F,AB=4,BC=6,∠B=60°.
(1)求点E到BC的距离;
(2)点P为线段EF上的一个动点,过点P作PM⊥EF交BC于M,过M作MN//AB交折线ADC于N,连结PN,设EP=x.
①当点N在线段AD上时(如图2),△PMN的形状是否发生改变?若不变,求出△PMN的周长;若改变,请说明理由;
②当点N在线段DC上时(如图3),是否存在点P,使△PMN为等腰三角形?若存在,请求出所有满足条件的x的值;若不存在,请说明理由.
图1 图2 图3
动感体验
请打开几何画板文件名“09江西25”,拖动点P在EF上运动,可以体验到,当N在AD上时,△PMN的形状不发生改变,四边形EGMP是矩形,四边形BMQE、四边形ABMN是平行四边形,PH与NM互相平分.
当N在DC上时,△PMN的形状发生变化,但是△CMN恒为等边三角形,分别双击按钮“PM=PN”、“MP=MN”和“NP=NM”,可以显示△PMN为等腰三角形.
思路点拨
1.先解读这个题目的背景图,等腰梯形ABCD的中位线EF=4,这是x的变化范围.平行线间的距离处处相等,AD与EF、EF与BC间的距离相等.
2.当点N在线段AD上时,△PMN中PM和MN的长保持不变是显然的,求证PN的长是关键.图形中包含了许多的对边平行且相等,理顺线条的关系很重要.
3.分三种情况讨论等腰三角形PMN,三种情况各具特殊性,灵活运用几何性质解题.
满分解答
(1)如图4,过点E作EG⊥BC于G.
1AB?2,∠B=60°, 2所以BG?BE?cos60??1,EG?BE?sin60??3.
在Rt△BEG中,BE?所以点E到BC的距离为3.
(2)因为AD//EF//BC,E是AB的中点,所以F是DC的中点. 因此EF是梯形ABCD的中位线,EF=4.
①如图4,当点N在线段AD上时,△PMN的形状不是否发生改变. 过点N作NH⊥EF于H,设PH与NM交于点Q.
在矩形EGMP中,EP=GM=x,PM=EG=3. 在平行四边形BMQE中,BM=EQ=1+x. 所以BG=PQ=1.
因为PM与NH平行且相等,所以PH与NM互相平分,PH=2PQ=2. 在Rt△PNH中,NH=3,PH=2,所以PN=7.
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