1、我們給出如下定義:若乙個四邊形的兩條對角線相等,則稱這個四邊形為等對角線四邊形.請解答下列問題:
(1)寫出你所學過的特殊四邊形中是等對角線四邊形的兩種圖形的名稱;
(2)**:當等對角線四邊形中兩條對角線所夾銳角為時,這對角所對的兩邊之和與其中一條對角線的大小關係,並證明你的結論.
[解] (1)答案不唯一,如正方形、矩形、等腰梯形等等.
(2)結論:等對角線四邊形中兩條對角線所夾銳角為時,這對角所對的兩邊之和大於或等於一條對角線的長.
已知:四邊形中,對角線,交於點,,
且.求證:.
證明:過點作,在上擷取,使.
鏈結,.
故,四邊形是平行四邊形.
所以是等邊三角形,.
所以.①當與不在同一條直線上時(如圖1),
在中,有.
所以.②當與在同一條直線上時(如圖2),
則.因此.
綜合①、②,得.
即等對角線四邊形中兩條對角線所夾角為時,這對角所對的兩邊之和大於或等於其中一條對角線的長.。
2、(上海卷)已知點**段上,點**段延長線上.以點為圓心,為半徑作圓,點是圓上的一點.
(1)如圖,如果,.求證:;
(2)如果(是常數,且),,是,的比例中項.當點在圓上運動時,求的值(結果用含的式子表示);
(3)在(2)的條件下,討論以為半徑的圓和以為半徑的圓的位置關係,並寫出相應的取值範圍.
[解] (1)證明:,.
. ,.,.(2)解:設,則,,是,的比例中項,
, 得,即.
. 是,的比例中項,即,
,. 設圓與線段的延長線相交於點,當點與點,點不重合時,
,. .
;當點與點或點重合時,可得,
當點在圓上運動時,;
(3)解:由(2)得,,且,
,圓和圓的圓心距,
顯然,圓和圓的位置關係只可能相交、內切或內含.
當圓與圓相交時,,得,
,; 當圓與圓內切時,,得;
當圓與圓內含時,,得. 如圖,已知拋物線與座標軸交於三點,點的橫座標為,過點的直線與軸交於點,點是線段上的乙個動點,於點.若,且.
(1)確定的值:;
(2)寫出點的座標(其中用含的式子表示):
;(3)依點的變化,是否存在的值,使為等腰三角形?若存在,求出所有的值;若不存在,說明理由.
[解] (1)
(2)(3)存在的值,有以下三種情況
①當時,則②當時得③當時,如圖
解法一:過作,又
則又解法二:作斜邊中線
則,此時
解法三:在中有
捨去)又
當或或時,為等腰三角形.
4、已知p(,)是拋物線上的點,且點p在第一象限.
(1)求的值
(2)直線過點p,交軸的正半軸於點a,交拋物線於另一點m.
①當時,∠opa=90°是否成立?如果成立,請證明;如果不成立,舉出乙個反例說明;
②當時,記△moa的面積為s,求的最大值.
[解] (1)
(2)①b=2a,
p在直線上,則
a(2,0)
m(-1,a)
∠opa=90°
即,p(1,1)
故存在這樣的點p
②又∴s=∴當時,
5、(福建漳州卷)如圖,已知矩形,在上取兩點(在左邊),以為邊作等邊三角形,使頂點在上,分別交於點.
(1)求的邊長;
(2)在不新增輔助線的情況下,當與不重合時,從圖中找出一對相似三角形,並說明理由;
(3)若的邊**段上移動.試猜想:與有何數量關係?並證明你猜想的結論.
[解] (1)過作於
矩形,即,又
是等邊三角形
在中的邊長為.
(2)正確找出一對相似三角形
正確說明理由
方法一:
理由:矩形
方法二:
理由:矩形 又
(3)猜想:與的數量關係是:
證法一:在中,
是等邊三角形
證法二:在中,
是等邊三角形,
在中,,即在中,證法三:在中,
,是等邊三角形
①即 ②
把②代入①得,
6、)如圖,在中,所對的圓心角為,已知圓的半徑為2cm,並建立如圖所示的直角座標系.
(1)求圓心的座標;
(2)求經過三點的拋物線的解析式;
(3)點是弦所對的優弧上一動點,求四邊形的最大面積;
(4)在(2)中的拋物線上是否存在一點,使和相似?若存在,求出點的座標;若不存在,請說明理由.
[解] (1)如圖(1),鏈結.
則,,.
,. (2)由三點的特殊性與對稱性,
知經過三點的拋物線的解析式為.
,,. ..
(3),又與均為定值,
當邊上的高最大時,最大,此時點為與軸的交點,如圖1.
. (4)方法1:
如圖2,為等腰三角形,,
等價於.
設且,則,
. 又的座標滿足,
在拋物線上,存在點,
使.由拋物線的對稱性,知點也符合題意.
存在點,它的座標為或.
方法2:
如圖(3),當時,,又由(1)知,
點在直線上.
設直線的解析式為,
將代入,解得
直線的解析式為.
解方程組得.
又,.,.
在拋物線上,存在點,使.
由拋物線的對稱性,知點也符合題意.
存在點,它的座標為或.
方法3:
如圖3,為等腰三角形,且,設則圖3
等價於,.
當時,得
解得.又的座標滿足,
在拋物線上,存在點,使.
由拋物線的對稱性,知點也符合題意.
存在點,它的座標為或.
[點評]本題是一道綜合性很強也是傳統型的壓軸題,涉及了函式、方程、相似、圓等大量初中數學的重點知識,解這類問題要求學生必須穩固的掌握各個領域的數學知識,須注意的是在第4小問中涉及了相似三角形的問題,很有可能會有多解的情況出現,此時就要求學生擁有較強的數形結合思想去探索結論的存在性。
7、(廣東廣州課改卷)已知拋物線.
(1)求證:該拋物線與軸有兩個不同的交點;
(2)過點作軸的垂線交該拋物線於點和點(點在點的左邊),是否存在實數,使得?若存在,則求出滿足的條件;若不存在,請說明理由.
[解] (1)證法1:
,當時,拋物線頂點的縱座標為,
頂點總在軸的下方.
而該拋物線的開口向上,
該拋物線與軸有兩個不同的交點.
(或者,當時,拋物線與軸的交點在軸下方,而該拋物線的開口向上,該拋物線與軸有兩個不同的交點.)
證法2 :
,當時,,
該拋物線與軸有兩個不同的交點.
(2)存在實數,使得.
設點的座標為,由知,
①當點在點的右邊時,,點的座標為,
且是關於的方程的兩個實數根.
,即.且(i),(ii)
由(i)得,,即.
將代入(ii)得,.
當且時,有.
②當點在點的左邊時,,點的座標為,
且是關於的方程的兩個實數根.
,即 .
且(i),(ii)
由(i)得,,即.
將代入(ii)得,且滿足.
當且時,有.
[點評]本題是一道以二次函式為背景的壓軸題,是一道區分度較好的試題,其第1小題只需學生熟悉二次函式的基本性質即可得證,不算難,第2小題則有一定的能力要求,較易漏解,這往往是缺乏數形結合思想所致,解這類題時不要急著下筆,要做到能夠領會命題者的意圖,做到胸有成竹方可下筆。
8、(廣東梅州卷)如圖10,點在拋物線上,過點作與軸平行的直線交拋物線於點,延長分別與拋物線相交於點,連線,設點的橫座標為,且.
(1)當時,求點的座標;
(2)當為何值時,四邊形的兩條對角線互相垂直;
(3)猜想線段與之間的數量關係,並證明你的結論.
[解] (1)點在拋物線上,且,,
點與點關於軸對稱,.
設直線的解析式為,
.解方程組,得.
(2)當四邊形的兩對角線互相垂直時,由對稱性得直線與軸的夾角等於所以點的縱、橫座標相等,
這時,設,代入,得,.
即當時,四邊形的兩條對角線互相垂直.
(3)線段.
點在拋物線,且,
得直線的解析式為,
解方程組,得點
由對稱性得點,
,.[點評]這是一道以雙拋物線為背景的綜合題,第1、2小題均較容易,第3小題是乙個「猜想」型問題,從圖形的直觀上我們可以馬上猜想到結論,然後再努力去證明自己的猜想,一般都能成功。
9、(廣西貴港課改卷)如圖,已知直線的函式表示式為,且與軸,軸分別交於兩點,動點從點開始**段上以每秒2個單位長度的速度向點移動,同時動點從點開始**段上以每秒1個單位長度的速度向點移動,設點移動的時間為秒.
(1)求出點的座標;
(2)當為何值時,與相似?
(3)求出(2)中當與相似時,線段所在直線的函式表示式.
[解] (1)由,
令,得;
令,得.
的座標分別是.
(2)由,,得.
當移動的時間為時,,.
,當時,(秒).
,當時,
, .
(秒).
秒或秒,經檢驗,它們都符合題意,此時與相似.
(3)當秒時,, ,
,,.線段所在直線的函式表示式為.
當時,,,,.
設點的座標為,則有, .
當時,,
的座標為.
設的表示式為,
則,,的表示式為.
[點評]這是一道以一次函式為背景的動態幾何問題,這類壓軸題向來是中考的熱點問題,第2小題要求學生動中求靜,將動態問題轉化為靜態的幾何問題,再運用相似的有關知識解決問題,同時要注意分類討論。
10、(廣西欽州卷)如圖,在平面直角座標系中,矩形的頂點為原點,為上一點,把沿摺疊,使點恰好落在邊上的點處,點的座標分別為和.
(1)求點的座標;
(2)求所在直線的解析式;
(3)設過點的拋物線與直線的另乙個交點為,問在該拋物線上是否存在點,使得為等邊三角形.若存在,求出點的座標;若不存在,請說明理由.
[解] (1)根據題意,得,
,. 點的座標是;
(2),設,則,,
在中,.
.解之,得,
即點的座標是.
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