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第二轮 能力提升
专题一 题型专题
第35讲 | 动点综合专题
35.2 动线综合问题
1.(2022深圳)一个玻璃球体近似半圆O,AB为直径.半圆O上点C处有个吊灯EF,EF∥AB,CO⊥AB,EF的中点为D,OA=4.
(1)如图1,CM为一条拉线,M在OB上,OM=1.6,DF=0.8,求CD的长度;
解:(1)∵OM=1.6,DF=0.8,EF∥AB,
∴DF是△COM的中位线.
∴D是OC的中点.∴CD= OC.
∵OC=OA=4,
∴CD= OC=2.
(2)如答图1,过点N作ND⊥OH于点D.
∵∠OHN=45°,
∴△NHD是等腰直角三角形.
∴ND=HD.
答图1
设ND=3x=HD,则OD=4x.
∵H为⊙O的切点,∴OH=OA=4.
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(3)如图3,M是线段OB上的动点,MH为入射光线,∠HOM=50°,HN为反射光线交⊙O于点N,在点M从点O运动到点B的过程中,求点N的运动路径长.
∵∠HOM=50°,OH=OB,∴∠OHB=∠OBH=65°.
∵∠OHM=∠OHT,OH=OT,
∴∠OTH=∠OHT=65°.
∴∠TOH=50°.
∴∠AOT=180°-50°-50°=80°.
答图2
答图3
1.(2022深圳)一个玻璃球体近似半圆O,AB为直径.半圆O上点C处有个吊灯EF,EF∥AB,CO⊥AB,EF的中点为D,OA=4.
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(1)求点D的坐标;
(2)求S关于t的函数关系式;
设CO=4k,BC=5k,
∵BC2=CO2+OB2,∴25k2=16k2+9,
解得k=1或-1(舍去).
∴BC=5,OC=4.
∵四边形ABCD是菱形,∴CD=BC=5.
∴点D的坐标为(5,4).
(2)由(1)易得点A(2,0),OA=2.
点P在x轴上的运动分为以下两种情况:
①当0≤t≤2时,如答图1,设直线l与CD的交点为E,
则直线l扫过的图形是四边形COPE.
∵直线l∥y轴,CD∥OA,
∴∠COP=∠OPE=∠CEP=90°,即四边形COPE是矩形.
∴S=CO•OP=4t;
②当2<t≤4时,如答图2,设直线l与CD的交点为E,与AD的交点为F,则直线l扫过的图形是五边形OCEFA.
∵四边形ABCD是菱形,
在Rt△EDF中,ED=CD-CE=CD-OP=5-t,
答图1
答图2
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(3)在直线l移动过程中,l上是否存在一点Q,使以B,C,Q为顶点的三角形是等腰直角三角形?若存在,直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
②当BC=CQ′,∠BCQ′=90°时,Q′(4,1);
③当BC=BQ″,∠CBQ″=90°时,Q″(1,-3).
答图3
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3.已知在正方形ABCD的边BC上任取一点F,连接AF,一条与AF垂直的直线l(垂足为P)沿AF方向,从点A开始向下平移,交边AB于点E.
(1)当直线l经过正方形ABCD的顶点D时,如图1所示.求证:AE=BF;
(2)当直线l经过AF的中点时,与对角线BD交于点Q,连接FQ,如图2所示.求∠AFQ的度数;
(1)证明:∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=DA,∠B=∠EAD=90°.
∴∠PAD+∠BAF=90°.
∵DE⊥AF,
∴∠APD=90°.
∴∠PAD+∠ADE=90°.
∴∠BAF=∠ADE.
∴△ABF≌△DAE(ASA).
∴BF=AE.
(2)解:如答图1,连接AQ,CQ.
∵四边形ABCD是正方形,
∴BA=BC,∠ABQ=∠CBQ=45°.
∴∠AQF+∠ABF=360°-180°=180°.
答图1
∵BQ=BQ,
∴△ABQ≌△CBQ(SAS).
∴QA=QC,∠BAQ=∠QCB.
∵EQ垂直平分线段AF,
∴QA=QF.
∴QC=QF.
∴∠QFC=∠QCF.
∴∠QFC=∠BAQ.
∵∠QFC+∠BFQ=180°,
∴∠BAQ+∠BFQ=180°.
∵∠ABF=90°,
∴∠AQF=90°.
∴∠AFQ=∠FAQ=45°.
几何画板
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(3)直线l继续向下平移,当点P恰好落在对角线BD上时,交边CD于点G,如图3所示.设AB=2,BF=x,DG=y,求y与x之间的关系式.
解:如答图2,过点E作ET⊥CD于点T,则四边形BCTE是矩形.
∴ET=BC,∠BET=∠AET=∠ABF=∠ETG=90°.
∴∠AEP+∠TEG=90°.
∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=BC=ET.
∵AF⊥EG,
∴∠APE=90°.
∴∠AEP+∠BAF=90°.
∴∠BAF=∠TEG.
∵∠ABF=∠ETG,AB=ET,
∴△ABF≌△ETG(ASA).
∴BF=GT=x.
∵AD∥CB,DG∥BE,
∵GT=CD-DG-