内容正文:
全程复习大考卷·数学·BS·九年级全一册 ·47 ·
专项突破三 反比例函数的综合应用
类型一 反比例函数与线段最值问题
1. 如图,一次函数 y= x+1 与反比例函数 y= k
x
的图象交于点 A(2,3)和点 B,BC⊥x 轴.
(1)求反比例函数的表达式;
(2)y 轴上是否存在一点 D,使得 BD+CD 的值最小? 若存在,求出点 D 的坐标;若不存在,请说明
理由.
2. 如图,一次函数 y=x-1 与反比例函数 y= k
x
(x>0)的图象交于点 B(3,a),与 x 轴交于点 A. 点 C 在反比
例函数 y= k
x
(x>0)的图象上,CD⊥x 轴,垂足为 D,CD 与 AB 交于点 E,OA=AD.
(1)求 a,k 的值;
(2)若 P 为 x 轴上的一点,当 PB+PC 最小时,求点 P 的坐标.
3. 如图,直线 AB:y=ax+b 与反比例函数 y= k
x
的图象交于点 A(2,n)和点 B( -4,-2) .
(1)求直线 AB:y=ax+b 和反比例函数 y= k
x
的表达式;
(2)在 x 轴上找一点 P,使 |PA-PB |的值最大,请直接写出满足条件的点 P 的坐标.
4. 如图,在矩形 ABCO 中,AB= 2,BC= 4,D 是边 AB 的中点,反比例函数 y= k
x
(x>0)的图象经过点 D,交
BC 于点 E.
(1)求 k 的值及直线 DE 的表达式;
(2)在 x 轴上找一点 P,使△PDE 的周长最小,求此时点 P 的坐标.
类型二 反比例函数与特殊多边形存在性问题
5. 如图,一次函数 y1 = k1x+4 与反比例函数 y2 =
k2
x
的图象交于点 A(2,m)和 B( -6,-2),与 y 轴交于
点 C.
(1)k1 = ,k2 = ;
(2)M 是坐标轴上的一个动点,N 是平面内的任意一点,当四边形 ABMN 是矩形时,求出点 M 的
坐标.
6. 如图,直线 AD:y= 3x+3 与坐标轴交于 A,D 两点,以 AD 为边在 AD 右侧作正方形 ABCD,过点 C 作
CG⊥y 轴于点 G,过点 C 的反比例函数 y= k
x
(k≠0)的图象与直线 AD 交于 E,F 两点.
(1)求反比例函数 y= k
x
(k≠0)的表达式;
(2)在 x 轴上是否存在一点 Q,使△CBQ 为等腰三角形? 若存在,求出点 Q 的坐标;若不存在,请说明
理由.
号
学
名
姓
级
班
校
学
7. 如图,一次函数 y= kx+b 与反比例函数 y= s
x
(x>0)的图象交于点 A(1,6),B(3,t)两点.
(1)求反比例函数和一次函数的表达式;
(2)连接 OA,OB,求△AOB 的面积;
(3)直线 a 经过点(0,1)且平行于 x 轴,点 M 在直线 a 上,点 N 在 y 轴上,以 A,B,M,N 为顶点的四边
形可以是平行四边形吗? 如果可以,直接写出点 M,N 的坐标;如果不可以,说明理由.
8. 如图,A 是反比例函数 y= k
x
(k<0)位于第二象限的图象上的一个动点,过点 A 作 AC⊥x 轴于点 C. M
是线段 AC 的中点,过点 M 作 AC 的垂线,与反比例函数的图象及 y 轴分别交于 B,D 两点,顺次连接
点 A,B,C,D. 设点 A 的横坐标为 t.
(1)求点 B 的坐标;(用含有 k,t 的代数式表示)
(2)求证:四边形 ABCD 是菱形;
(3)若△ABM 的面积为 8,当四边形 ABCD 是正方形时,直接写出直线 AB 的表达式.
类型三 反比例函数与角度问题
9. 如图 1,一次函数 y= -2x+4 的图象交 x 轴于点 A,交 y 轴于点 B,与反比例函数 y= 2
x
(x>0)的图象交
于点 C.
(1)求点 C 的坐标;
(2)如图 2,过点 B 作 BM⊥OB 交反比例函数 y= 2
x
(x>0)的图象于点M,N 为反比例函数 y= 2
x
(x>0)
的图象上一点,∠ABM= ∠BAN,请直接写出点 N 的坐标.
图 1 图 2
10. 如图 1,在平面直角坐标系中,矩形 OCBA 的顶点 C,A 分别在 x 轴和 y 轴的正半轴上,反比例函数 y
= k
x
的图象与 AB,BC 分别交于点 D,E,且顶点 B 的坐标为(6,3),BD= 2.
(1)求反比例函数 y= k
x
的表达式及点 E 的坐标;
(2)如图 2,连接 DE,AC,试判断 DE 与 AC 的数量和位置关系,并说明理由;
(3)如图 3,连接 AE,在反比例函数 y = k
x
的图象上是否存在点 F,使得∠AEF = 45°,若存在,直接写
出点 F 的坐标.
图 1 图 2 图 3
· 48· 全程复习大考卷·数学·BS·九年级全一册
全程复习大考卷·数学·BS·九年级全一册 ·81 ·
9. (1)证明:∵ AD 平分∠BAC,∴ ∠BAD= ∠CAD.
∵ BE=BD,∴ ∠BED= ∠BDE.
∴ ∠AEB= ∠ADC. ∴ △ABE∽△ACD.
(2)解:∵ △ABE∽△ACD,∴ AE
AD
=BE
CD
.
∵ BE=BD= 1,BC= 3,∴ CD= 2. ∴ AE
AD
= 1
2
.
10. (1)证明:∵ BD⊥MN 于点 D,CE⊥MN 于点 E,
∴ ∠ADB= ∠CEA= 90°.
∵ ∠BAC= 90°,
∴ ∠B= ∠EAC= 90°-∠BAD.
∴ △ADB∽△CEA.
(2)解:∵ ∠ADB= 90°,AB= 5 ,AD=AE= 2,
∴ BD= AB2 -AD2 = ( 5 ) 2 -22 = 1.
∵ △ADB∽△CEA,∴ BD
AE
=AD
CE
.
∴ CE=AD·AE
BD
= 2×2
1
= 4. ∴ CE 的长是 4.
11. (1)证明:∵ ∠BAP+∠B+∠APB= 180° = ∠APB+
∠APM+∠CPM,∠APM= ∠B,
∴ ∠BAP= ∠CPM. ∴ △ABP∽△PCM.
(2)解:∵ △ABP∽△PCM,△PCM 为直角三角形,
∴ △ABP 为直角三角形.
①当∠APB= 90°时,如图 1 所示.
∵ AB=AC,∴ BP=CP= 1
2
BC= 4
cm.
图 1 图 2
②当∠BAP= 90°时,如图 2 所示.
∵ BD=CD= 1
2
BC= 4
cm,AB= 5
cm,
∴ cos∠ABP= AB
BP
=BD
AB
= 4
5
.
∴ 5
BP
= 4
5
. ∴ BP= 25
4
.
综上所述,当△PCM 为直角三角形时,线段 BP 的长度
为 4
cm 或25
4
cm.
12. (1)证明:∵ 在等腰三角形 ABC 中,∠BAC= 120°,
∴ ∠ABD= ∠ACB= 30°. ∴ ∠ABD= ∠ADE= 30°.
∵ ∠ADC= ∠ADE+∠EDC= ∠ABD+∠DAB,
∴ ∠EDC= ∠DAB. ∴ △ABD∽△DCE.
(2)解:如图 1,过点 A 作 AF⊥BC 于点 F,
则∠AFB= 90°.
图 1
∵ AB= 2,∠ABF= 30°,
∴ AF= 1
2
AB= 1.
∴ BF= 3 .
∴ BC= 2BF= 2 3 .
∵ 设 BD= x,AE= y,
∴ DC= 2 3 -x,CE= 2-y.
∵ △ABD∽△DCE,
∴ AB
BD
=DC
CE
,即 2
x
= 2 3 -x
2-y
.
∴ y= 1
2
x2 - 3 x+2(0<x<2 3 ) .
∵ y= 1
2
x2 - 3 x+2 = 1
2
(x- 3 ) 2 + 1
2
,
∴ 当 x= 3时,y 有最小值 1
2
.
(3)解:如图 2,当 AD=DE 时,
由(1)知,△ABD∽△DCE,
∴ AB=DC,即 2 = 2 3 -x.
∴ x= 2 3 -2. 代入 y= 1
2
x2 - 3 x+2 中,得 y= 4-2 3 ,
即 AE= 4-2 3 .
图 2
图 3
如图 3,当 AE=ED 时,
∵ ∠EAD= ∠EDA= 30°,∠AED= 120°,
∴ ∠DEC= 60°,∠EDC= 90°.
∴ ED= 1
2
EC,即 y= 1
2
(2-y) . 解得 y= 2
3
,即 AE= 2
3
.
当 AD=AE 时,∠AED= ∠EDA= 30°,∠EAD= 120°,
此时点 D 与点 B 重合,不符合题意,此情况不存在.
综上,当△ADE 是等腰三角形时,AE 的长为 4 - 2 3
或
2
3
.
专项突破三 反比例函数的综合应用
1.解:(1)∵ 反比例函数 y= k
x
的图象过点 A(2,3),
∴ k= 2×3 = 6. ∴ 反比例函数的表达式为 y= 6
x
.
(2)存在.
如图,作点 C 关于 y 轴的对称点 C′,连接 BC′交 y 轴于
点 D,连接 CD,此时 BD+CD 的值最小.
∵ 一次函数 y = x + 1 与反比例函数 y = 6
x
的图象交于
点 A,B,
∴ 令 x+1 = 6
x
,得 x= -3 或 2. ∴ 点 B( -3,-2) .
∵ BC⊥x 轴,∴ 点 C( -3,0) . ∴ 点 C′(3,0) .
设直线 BC′的表达式为 y=mx+n.
将点 B( -3,-2),C′(3,0)代入,
得
-3m+n= -2,
3m+n= 0.{ 解得
m= 1
3
,
n= -1.
{
∴ 直线 BC′的表达式为 y= 1
3
x-1.
当 x= 0 时,y= -1,∴ 点 D 的坐标为(0,-1) .
2.解:(1)∵ 一次函数 y= x-1 与反比例函数 y= k
x
(x>0)的
图象交于点 B(3,a),
∴ a= 3-1. ∴ a= 2. ∴ 点 B(3,2) . ∴ k= 3×2 = 6.
(2)令 y= 0,则 x-1 = 0.
∴ x= 1. ∴ 点 A(1,0) . ∴ OA= 1.
∵ OA=AD,∴ AD= 1. ∴ OD= 2.
∴ 点 C 的横坐标为 2. 由(1),知 k= 6,
∴ 反比例函数的表达式为 y= 6
x
.
∴ 当 x= 2 时,y= 6
2
= 3. ∴ 点 C(2,3) .
如图,作点 C 关于 x 轴的对称点 C′(2,-3),连接 BC′交
x 轴于点 P,此时 PB+PC 最小.
设直线 BC′的表达式为 y= kx+b(k≠0) .
将点 C′,B 的坐标代入,
得
2k+b= -3,
3k+b= 2.{ 解得
k= 5,
b= -13.{
∴ 直线 BC′的表达式为 y= 5x-13.
令 y= 0,则 5x-13 = 0.
∴ x= 13
5
. ∴ 点 P 13
5
,0( ) .
3.解:(1)∵ 反比例函数 y= k
x
的图象过点 B( -4,-2),
∴ k= -4×( -2)= 8.
∴ 反比例函数的表达式为 y= 8
x
.
将点 A(2,n)代入上式,解得 n= 4. ∴ 点 A(2,4) .
将点 A,B 的坐标代入 y=ax+b 中,
得
2a+b= 4,
-4a+b= -2.{ 解得
a= 1,
b= 2.{
∴ 直线 AB 的表达式为 y= x+2.
(2)如图,作点 B 关于 x 轴的对称点 B′( -4,2),作直线
AB′交 x 轴于点 P,此时 | PA-PB | = | PA-PB′ | = AB′的值
最大.
设直线 AB′的表达式为 y=mx+n(m≠0) .
将点 A,B′的坐标代入,
得
2m+n= 4,
-4m+n= 2.{ 解得
m= 1
3
,
n= 10
3
.
ì
î
í
ï
ï
ï
ï
∴ 直线 AB′的表达式为 y= 1
3
x+10
3
.
令 y= 0,则 x= -10. ∴ 点 P 的坐标为( -10,0) .
4.解:(1)∵ 在矩形 ABCO 中,AB= 2,BC= 4,
∴ 点 B(4,2) .
∵ D 是边 AB 的中点,∴ 点 D(4,1) .
∵ 反比例函数 y= k
x
(x>0)的图象经过点 D,
∴ k= 4×1 = 4. ∴ 反比例函数的表达式为 y= 4
x
.
当 y= 2 时,2 = 4
x
.
解得 x= 2. ∴ 点 E(2,2) .
设直线 DE 的表达式为 y=mx+b(m≠0) .
∴ 2m
+b= 2,
4m+b= 1.{ 解得
m= - 1
2
,
b= 3.
{
∴ 直线 DE 的表达式为 y= - 1
2
x+3.
(2)如图,作点 D 关于 x 轴的对称点 D′(4,-1),
作直线 ED′交 x 轴于点 P,连接 PD,此时△PDE 的周长
最小. 设直线 ED′的表达式为 y=ax+c(a≠0) .
∴ 2a
+c= 2,
4a+c= -1.{ 解得
a= - 3
2
,
c= 5.
{
∴ 直线ED′的表达式为 y=- 3
2
x+5.
当 y= 0 时,即- 3
2
x+5 = 0,
解得 x= 10
3
.
∴ 当△PDE 的周长最小时,点 P 的坐标为 10
3
,0( ) .
5.解:(1)将点 B( -6,-2)代入 y1 = k1x+4 中,
得-2 = -6k1 +4. 解得 k1 = 1.
将点 B( -6,-2)代入 y2 =
k2
x
中,得-2 =
k2
-6
. 解得 k2 = 12.
(2)如图,设直线 AB 交 x 轴于点 T.
∵ 直线 AC 的表达式为 y= x+4,
∴ 点 T( -4,0),C(0,4) .
∴ OT=OC= 4.
∴ ∠OTC= ∠OCT= 45°.
∵ 四边形 ABMN 是矩形,
∴ ∠MBC= 90°.
∴ ∠BMC= ∠BCM= 45°.
∵ 点 B( -6,-2),
∴ 点 M(0,-8) .
当四边形 ABM1N1 是矩形时,同法可得 M1( -8,0) .
综上所述,点 M 的坐标为(0,-8)或( -8,0) .
6.解:(1)∵ 四边形 ABCD 是正方形,
∴ AD=CD,∠ADC= 90°. ∴ ∠ADO+∠CDG= 90°.
∵ CG⊥y 轴,∴ ∠CGD= 90°.
∴ ∠CDG+∠DCG= 90°. ∴ ∠ADO= ∠DCG.
在△AOD 和△DGC 中,
∠AOD= ∠DGC,
∠ADO= ∠DCG,
AD=CD,
{
∴ △AOD≌△DGC(AAS) .
对于直线 AD:y= 3x+3,
令 x= 0,则 y= 3. ∴ 点 D(0,3) . ∴ OD= 3.
令 y= 0,则 3x+3 = 0. ∴ x= -1.
∴ 点 A( -1,0) . ∴ OA= 1.
∵ △AOD≌△DGC,∴ CG=OD= 3,DG=OA= 1.
∴ 点 C(3,2) .
将点 C 的坐标代入 y= k
x
(k≠0)中,得 k= 2×3 = 6.
∴ 反比例函数的表达式为 y= 6
x
.
(2)存在. 如图,过点 B 作 BM⊥x 轴于点 M.
同法可证△DAO≌ABM,
∴ OA=BM= 1,AM=OD= 3. ∴ OM= 2.
∴ 点 B(2,-1) . 设点 Q(a,0) .
∴ BC= 10,CQ= (3-a)2+22 ,BQ= (a-2)2+(0+1)2 .
①当△CBQ 为等腰三角形,BC=CQ 时,BC2 =CQ2,
∴ ( 10 ) 2 = (3-a) 2 +22 .
解得 a= 3± 6 .
此时点 Q1(3+ 6 ,0),Q2(3- 6 ,0);
②当△CBQ 为等腰三角形,BC=BQ 时,BC2 =BQ2,
∴ ( 10 ) 2 = (a-2) 2 +(0+1) 2 . 解得 a1 = -1,a2 = 5.
此时点 Q3( -1,0),Q4(5,0);
③当△CBQ 为等腰三角形,CQ=BQ 时,CQ2 =BQ2,
∴ (3-a) 2 +22 = (a-2) 2 +(0+1) 2 .
解得 a= 4. 此时点 Q5(4,0) .
综上,点 Q 的坐标为(3 + 6 ,0),(3 - 6 ,0),( - 1,0),
(5,0)和(4,0) .
7.解:(1)将点 A(1,6) 的坐标代入反比例函数的表达式
中,得 6 = s
1
. 解得 s= 6.
∴ 反比例函数的表达式为 y= 6
x
.
当 x= 3 时,y= 6
x
= 2,即点 B(3,2) .
设一次函数的表达式为 y= kx+b(k≠0) .
将点 B,A 的坐标代入,得 2
= 3k+b,
6 = k+b.{ 解得
k= -2,
b= 8.{
∴ 一次函数的表达式为 y= -2x+8.
(2)如图,设直线 AB 交 x 轴于点 H.
令 y= -2x+8 = 0,解得 x= 4,即 OH= 4.
∴ S△AOB =S△AOH-S△BOH =
1
2
×4×6- 1
2
×4×2 = 8.
(3)设点 M,N 的坐标分别为(m,1),(0,n) .
当 AB 是对角线时,由中点坐标公式,
得
1+3 =m,
6+2 =n+1.{ 解得
m= 4,
n= 7,{
即点 M,N 的坐标分别为(4,1),(0,7) .
当 AM 是对角线时,由中点坐标公式,
得
1+m= 3,
6+1 = 2+n.{ 解得
m= 2,
n= 5,{
即点 M,N 的坐标分别为(2,1),(0,5) .
当 AN 是对角线时,由中点坐标公式,
得
1 = 3+m,
6+n= 2+1.{ 解得
m= -2,
n= -3,{
即点 M,N 的坐标分别为( -2,1),(0,-3) .
综上所述, 点 M, N 的坐标分别为 ( 4, 1), ( 0, 7) 或
(2,1),(0,5)或( -2,1),(0,-3) .
8. (1)解:当 x= t 时,y= k
t
,∴ 点 A t, k
t( ) .
由题意知,BD 是 AC 的中垂线,
∴ 点 B 的纵坐标为 k
2t
.
∴ 把 y= k
2t
代入 y= k
x
中,得 x= 2t. ∴ 点 B 2t, k
2t( ) .
(2)证明:∵ BD⊥AC,AC⊥x 轴,∴ BD⊥y 轴.
由(1)知,点 B 2t, k
2t( ) ,A t,
k
t( ) ,
∴ 点 D 0, k
2t( ) ,M t,
k
2t( ) . ∴ BM=DM= -t.
∵ AC⊥x 轴,∴ 点 C( t,0) . ∴ AM=CM.
∴ 四边形 ABCD 是平行四边形.
又∵ BD⊥AC,∴ ▱ABCD 是菱形.
(3)解:当四边形 ABCD 是正方形时,△ABM 是等腰直角
三角形,此时 AM=BM.
∵ △ABM 的面积为 8,∴ S△ABM =
1
2
AM2 = 8.
∴ AM=BM= 4.
∵ M 是线段 AC 的中点,
∴ AC= 2AM= 8,BD= 2BM= 8.
∴ 2t= -8, k
t
= 8. ∴ 点 A( -4,8),B( -8,4) .
设直线 AB 的表达式为 y= k′x+b(k′≠0) .
∴
-4k′+b= 8,
-8k′+b= 4.{ 解得
k′= 1,
b= 12.{
∴ 直线 AB 的表达式为 y= x+12.
9.解:(1)解方程组
y= -2x+4,
y= 2
x
,{ 得 x= 1,y= 2.{
∴ 点 C 的坐标为(1,2) .
(2)∵ 点 A(2,0),B(0,4),C(1,2),
∴ C 是 AB 的中点,OA= 2,OB= 4.
∴ AB= OA2 +OB2 = 22 +42 = 2 5 . ∴ BC= 5 .
如图,延长 BM 交 AN 的延长线于点 H.
∵ ∠ABM= ∠BAN,
∴ BH=AH.
连接 HC,则 CH⊥AB.
∵ BM⊥OB,∴ BM∥OA.
∴ ∠HBA= ∠BAO.
又∵ ∠HCB= ∠BOA= 90°,
∴ △HBC∽△BAO.
∴ BH
BC
= AB
AO
,即BH
5
= 2 5
2
.
∴ BH= 5. ∴ 点 H(5,4) .
设直线 AN 的表达式为 y=mx+b.
∵ 直线 AN 过点 A(2,0),H(5,4),
∴ 2m
+b= 0,
5m+b= 4.{ 解得
m= 4
3
,
b= - 8
3
.
ì
î
í
ï
ï
ï
ï
∴ 直线 AN 的表达式为 y= 4
3
x- 8
3
.
解方程组
y= 4
3
x- 8
3
,
y= 2
x
,
ì
î
í
ï
ï
ï
ï
得
x= 2
+ 10
2
,
y= 2 10
-4
3
.
ì
î
í
ï
ïï
ï
ï
∴ 点 N 2+ 10
2
,2 10
-4
3( ) .
10.解:(1)∵ 点 B(6,3),BD= 2,∴ 点 D(4,3) .
∵ y= k
x
的图象过点 D(4,3),∴ k= 4×3 = 12.
∴ 反比例函数的表达式为 y= 12
x
.
由点 B(6,3),设点 E(6,n) .
将点 E 的坐标代入 y= 12
x
中,得 n= 2.
∴ 点 E(6,2) .
(2)DE∥AC,DE= 1
3
AC. 理由如下:
∵ 点 B(6,3),D(4,3),E(6,2),
∴ BD= 2,AB= 6,BE= 1,BC= 3. ∴ BD
AB
=BE
BC
.
∵ ∠DBE= ∠ABC,∴ △BDE∽△BAC.
∴ DE
AC
=BD
AB
= 1
3
,∠BDE= ∠BAC.
∴ DE∥AC,DE= 1
3
AC.
(3) 10
7
,42
5( ) 或 -
14
5
,-30
7( ) .
如图 1,当点 F 在直线 AE 上方时,过点 A 作 AG⊥AE 交
EF 的延长线于点 G,设点 G(x,y),过点 G 作 GM⊥y 轴
交 y 轴于点 M,过点 E 作 EN⊥y 轴交 y 轴于点 N.
∵ 点 B(6,3),E(6,2),G(x,y),
∴ GM= x,AM= y-3,AN= 1,EN= 6.
∵ ∠AEF= 45°,∠EAG= 90°,
∴ ∠AEG= ∠AGE= 45°.
∴ AG=AE.
∵ ∠MGA+∠MAG= 90°,∠MAG+∠NAE= 90°,
∴ ∠MGA= ∠NAE.
在△MGA 和△NAE 中,
∠AMG= ∠ENA,
∠MGA= ∠NAE,
AG=AE,
{
∴ △MGA≌△NAE(AAS) .
∴ GM=AN= 1,AM=EN.
∴ x
= 1,
y-3 = 6.{ 解得
x= 1,
y= 9.{
∴ 点 G(1,9) .
∵ 点 E(6,2),∴ 直线 EF 的表达式为 y= - 7
5
x+52
5
.
解方程组
y= - 7
5
x+52
5
,
y= 12
x
,
ì
î
í
ï
ï
ï
ï
得
x= 10
7
,
y= 42
5
ì
î
í
ï
ï
ï
ï
或
x= 6,
y= 2.{
∴ 点 F 10
7
,42
5( ) .
图 1
图 2
如图 2,当点 F 在直线 AE 下方时,过点 A 作 AT⊥AE 交
EF 于点 T,过点 T 作 TK⊥AB 交 BA 的延长线于点 K.
同理可得 AK=BE= 1,KT=AB= 6,∴ 点 T( -1,-3) .
∵ 点 E(6,2),∴ 直线 ET 的表达式为 y= 5
7
x-16
7
.
· 82· 全程复习大考卷·数学·BS·九年级全一册
全程复习大考卷·数学·BS·九年级全一册 ·83 ·
解方程组
y= 5
7
x-16
7
,
y= 12
x
,
ì
î
í
ï
ï
ï
ï
得
x= -14
5
,
y= -30
7
ì
î
í
ï
ï
ï
ï
或
x= 6,
y= 2.{
∴ 点 F -14
5
,-30
7( ) .
综上所述,点 F 的坐标为 10
7
,42
5( ) 或 -
14
5
,-30
7( ) .
专项突破四 解直角三角形常见的数学模型
1.解:如图,延长 BC,AD 相交于点 E.
在 Rt△ABE 中,
∵ tan
A= 4
3
=BE
AB
,AB= 3,BC= 2,∴ BE= 4.
∵ CE+BC=BE,∴ CE= 2.
∵ ∠B= ∠ADC= 90°,∴ ∠A+∠DCB= 180°.
∵ ∠DCE+∠DCB= 180°,∴ ∠DCE= ∠A.
在 Rt△CDE 中,
∵ tan∠DCE= 4
3
=DE
DC
,∴ 设 DE= 4k,CD= 3k,
则 (4k) 2 +(3k) 2 = 2.
∴ k= 2
5
,DE= 8
5
,CD= 6
5
.
∴ S四边形ABCD =S△ABE-S△CDE =
1
2
AB·BE- 1
2
CD·DE
= 1
2
×3×4- 1
2
× 6
5
× 8
5
= 6-24
25
= 126
25
.
2.解:如图,过点 C 作 CD⊥AB 交 BA 的延长线于点 D.
∵ ∠B= 30°,∠BCA= 45°,∴ ∠CAD= ∠B+∠BCA= 75°.
在 Rt△ACD 中,AC= 4,∠CAD= 75°,
∴ AD=AC·cos∠CAD= 4cos
75° = 4× 6
- 2
4
= 6 - 2 ,
CD=AC·sin∠CAD= 4sin
75° = 4× 6
+ 2
4
= 6 + 2 .
在 Rt△BCD 中,∠B= 30°,
∴ BD= CD
tan
B
= 6 + 2
tan
30°
= 3 2 + 6 .
∴ AB=BD-AD= 3 2 + 6 - 6 + 2 = 4 2 .
3.解:∵ D 是边 BC 的中点,CD= 2,
∴ BC= 4.
在 Rt△ABC 中,∵ tan
B= AC
BC
= 3
4
,∴ AC= 3.
(1)根据勾股定理,
得 AD= AC2 +CD2 = 32 +22 = 13 ,
AB= AC2 +BC2 = 32 +42 = 5.
(2)在 Rt△ABC 中,
sin
B=AC
AB
= 3
5
,cos
B=BC
AB
= 4
5
.
4.解:(1)∵ △ABC 是等腰直角三角形,∠C= 90°,
∴ ∠BAC= 45°.
∵ AD=AB,∴ ∠D= ∠ABD.
∵ ∠BAC= ∠D+∠ABD,∴ ∠BDC= 1
2
∠BAC= 22. 5°.
(2)令 BC= 1,则 AC= 1,AB= 2BC= 2 .
∴ AD=AB= 2 . ∴ CD=AD+AC= 2 +1.
∴ tan∠BDC=BC
CD
= 1
2 +1
= 2 -1.
5.解:如图,过点 C 作 CD⊥AB 于点 D,
则∠ADC= ∠BDC= 90°.
∵ ∠B= 60°,∠CAD= 45°,
∴ ∠BCD= 30°,∠ACD= 45°.
∴ AD=CD.
设 BD= x,则 CD= 3 x.
∵ AB= 8,∴ AD= 8-x.
∴ CD= 8-x. ∴ 3 x= 8-x.
解得 x= 4 3 -4. ∴ CD= 12-4 3 .
∴ S△ABC =
1
2
AB·CD= 1
2
×8×(12-4 3 )= 48-16 3 .
6.解:(1)如图 1,过点 A 作 AD⊥BC,垂足为 D.
图 1
∵ AB=AC= 5,AD⊥BC,∴ BC= 2BD.
在 Rt△ABD 中,∵ sin∠ABC= 2
5
,
∴ AD=AB·sin∠ABC= 5× 2
5
= 2.
∴ BD= AB2 -AD2 = 52 -22 = 21 .
∴ BC= 2BD= 2 21 . ∴ BC 的长为 2 21 .
(2)补全图形如图 2 所示.
图 2
∵ ∠ABC= ∠ACB,∴ sin∠ABC= sin∠ACB= 2
5
.
在 Rt△BEC 中,BC= 2 21 ,
∴ BE=BC·sin∠ACB= 2 21 × 2
5
= 4 21
5
.
∴ BE 的长为4 21
5
.
7.解:(1)如图,过点 A 作 AE⊥BC,垂足为 E.
∵ AB=AC= 5,BC= 6,∴ BE=CE= 1
2
BC= 3.
在 Rt△ABE 中,
∵ AE= AB2 -BE2 = 52 -32 = 4,∴ tan
B= AE
BE
= 4
3
.
(2)∵ ∠ADB= 30°,AE= 4,tan∠ADB= AE
DE
,
∴ DE= AE
tan∠ADB
= 4
tan
30°
= 4
3
3
= 4 3 .
∴ CD=DE-CE= 4 3 -3.
8.解:(1)在 Rt△ABC 中,
∵ ∠ACB= 90°,AC= 30,cos
A=AC
AB
= 3
5
,
∴ AB= 50.
∵ D 是边 AB 的中点,∴ CD= 1
2
AB= 25.
(2)如图,过点 C 作 CF⊥AB 于点 F.
在 Rt△ABC 中,∵ ∠ACB= 90°,AC= 30,AB= 50,
∴ BC= 40.
∴ CF=AC·BC
AB
= 24.
∴ DF= CD2 -CF2 = 252 -242 = 7.
∴ sin∠DCF=DF
CD
= 7
25
.
∵ ∠DCF+∠CDF=∠DBE+∠BDE= 90°,∠CDF=∠BDE,
∴ ∠DBE= ∠DCF. ∴ sin∠DBE= sin∠DCF= 7
25
.
9.解:(1)∵ CD⊥AB,∴ △ACD,△BCD 均是直角三角形.
在 Rt△CDB 中,
∵ BD= 6,tan
B=CD
BD
= 2
3
,∴ CD= 4.
在 Rt△CDA 中,AC= CD2 +AD2 = 42 +22 = 2 5 .
(2)如图,过点 E 作 EF⊥AB,垂足为 F.
∵ CD⊥AB,EF⊥AB,
∴ CD∥EF.
又∵ E 是边 BC 的中点,
∴ EF 是△BCD 的中位线.
∴ DF=BF= 3,EF= 1
2
CD= 2.
∴ AF=AD+DF= 5.
在 Rt△AEF 中,AE= AF2 +EF2 = 52 +22 = 29 .
∴ sin∠EAB=EF
AE
= 2
29
= 2 29
29
.
10.解:(1)在 Rt△BCD 中,
∵ cos∠ABC=BD
BC
= 4
5
,
∴ 4
BC
= 4
5
. ∴ BC= 5.
∴ CD= BC2 -BD2 = 52 -42 = 3.
(2)如图,过点 E 作 EF⊥AB,垂足为 F.
∵ EF⊥BD,
∴ CD∥EF.
∵ AE 是边 BC 上的中线,
∴ EF 是△BCD 的中位线.
∴ EF= 1
2
CD= 1
2
×3 = 3
2
,DF= 1
2
BD= 1
2
×4 = 2.
∴ AF=AD+DF= 8+2 = 10.
在 Rt△AEF 中,tan∠EAB=EF
AF
=
3
2
10
= 3
20
.
11.解:(1)∵ △ABP≌△PCD,
∴ AB=CP= 6,BP=CD= 2,AP=DP,∠APB= ∠CDP.
∵ ∠PCD= 90°,∴ ∠CPD+∠CDP= 90°.
∴ ∠APB+∠CPD= 90°. ∴ ∠APD= 90°.
∵ DP= CP2 +CD2 = 62 +22 = 2 10 ,
∴ AD= AP2 +DP2 = 4 5 .
(2)如图,过点 D 作 DH⊥AC 于点 H.
在 Rt△ABC 中,∠B= 90°,AB= 6,BC= 8,
∴ AC= AB2 +BC2 = 62 +82 = 10.
∵ ∠B= ∠DCB= 90°,
∴ AB∥CD.
∴ ∠CAB= ∠DCH.
∵ ∠B= ∠CHD= 90°,
∴ △ABC∽△CHD.
∴ AB
CH
= BC
HD
= AC
CD
.
∴ 6
CH
= 8
HD
= 10
2
. ∴ CH= 6
5
,HD= 8
5
.
∴ AH=AC-CH= 10- 6
5
= 44
5
.
∴ tan∠DAC=HD
AH
=
8
5
44
5
= 2
11
.
专项突破五 二次函数的动点问题
1.解:(1)当 x= 0 时,y= 5
2
,∴ 点 C 0, 5
2( ) .
当 y= 0 时,- 1
2
x2 +2x+ 5
2
= 0.