内容正文:
专题七 动态问题
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1. 正方形ABCD边长为4,点M,N分别是BC,CD上的两个动点,当点M在BC上运动时,保持AM和MN垂直.
(1)证明:Rt△ABM∽Rt△MCN;
证明:在正方形ABCD中,
AB=BC=CD=4,∠B=∠C= 90°,
∵AM⊥MN,
∴∠AMN = 90°.
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在Rt△ABM中,∠MAB+∠AMB=90°,
∴∠CMN=∠MAB.
∴Rt△ABM∽Rt△MCN.
∴∠CMN+∠AMB= 90°.
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(2)设BM=x,梯形ABCN的面积为y,求y与x之间的函数关系式;点M运动到什么位置时,四边形ABCN的面积最大?并求出最大面积.
解:∵Rt△ABM∽Rt△MCN,
∴
即
∴CN=
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∴y= S梯形ABCN
=
=- x2+2x+8
=- (x- 2)2 +10.
∴当点M运动到离B点的长度为2时,
y取最大值,最大值为10.
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(3)点M运动到什么位置时,有Rt△ABM∽Rt△AMN?并求此时x的值.
解:∵∠B=∠AMN = 90°,
∴要使△ABM∽△AMN,必须有
∴
由(1)知
∴BM=MC.
∴当点M运动到BC的中点时,
Rt△ABM∽Rt△AMN,此时x=2.
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2.【变式】(2023眉山)如图,在平面直角坐
标系xOy中,点B的坐标为(-8,6), 过点
B分别作x轴、y轴的垂线,垂足分别为C,
A,直线y=-2x-6与AB交于点D,与y
轴交于点E.动点M在线段BC上,动点N
在直线y=-2x-6上,若△AMN是以N
为直角顶点的等腰直角三角形,则点M
的坐标为__________________.
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3. 如图,在△ABC中,AB=
AC,AD⊥BC于点D,BC=
10 cm,AD=8 cm.点P从点B
出发,在线段BC上以每秒
3 cm的速度向点C匀速运动,
与此同时,垂直于AD的直线
m从底边BC出发,以每秒2 cm的速度沿DA方向匀速平移,分别交AB,AC,AD于点E,F,H,当点P到达点C时,点P与直线m同时停止运动,设运动时间为t秒(t>0).
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(1)当t=2时,连接DE,DF,求证:四边形AEDF为菱形;
如答图1所示.
证明:当t=2时,DH=AH=4,则H为AD的中点,
∵EF⊥AD,
∴EF为AD的垂直平分线,
∴AE=DE, AF=DF.
∵AB= AC, AD⊥BC于点D,
∴AD⊥BC,∠B= ∠C.
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∴EF∥BC,
∴∠AEF=∠B,∠AFE=∠C,
∴∠AEF=∠AFE,
∴AE= AF,
∴AE=AF=DE=DF,
即四边形AEDF为菱形.
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(2)在整个运动过程中,所形成的△PEF的面积存在最大值,当△PEF的面积最大时,求线段BP的长;
解:如答图2所示,由(1) 知EF∥BC,
∴△AEF∽△ABC,
∴
即
解得:EF=10-
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S△PEF =
=
=
=
∴当t =2秒时,S△PEF存在最大值,最大值为10 cm2,
此时BP=3t=6 cm.
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(3)是否存在某一时刻,使△PEF为直角三角形?若存在,请求出此时t的值;若不存在,请说明理由.
解:存在. 理由如下:
①若点E为直角顶点,如答图3①所示,
此时PE∥AD,PE=DH=2t,BP=3t.
∵PE∥AD,
∴
此比例式不成立,故此种情形不存在;
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②若点F为直角顶点,如答图3②所示,
此时PF∥AD,PF=DH =2t,BP=3t,CP=10-3t.
∵PF∥AD,
∴
即
解得t=
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③若点P为直角顶点,如答图3③所示.
过点E作EM⊥BC于点M,过点F作FN⊥BC于点N,
则EM=FN=DH=2t,EM∥FN∥AD.
∵EM∥AD,
∴
解得BM=
∴PM=BP-BM=3t-
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在Rt△EMP中,由勾股定理得:
PE2=EM2+PM2=(2t)2+
∵FN∥AD,
∴
解得CN=
∴PN=BC-BP-CN=10-3t-
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在Rt△PEF中,由勾股定理得:
EF2 =PE2+PF2 ,
PF2=FN2+PN2=(2t)2+ t2-85t+100.
即:
化简得: t2-35t=0,
在Rt△FNP中,由勾股定理得:
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解得:t= 或t=0(舍去)
∴t=
综上所述,当t= 秒时,
△PEF为直角三角形.
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4.(2023天津)在平面直角坐标系中,
O为原点,菱形ABCD的顶点
A( ,0),B(0,1),D(2 ,1),
矩形EFGH的顶点E
(1)填空:如图1,点C的坐标为_________,点G的坐标
为_________;
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(2)将矩形EFGH沿水平方向向右平
移,得到矩