内容正文:
模块一 三角形
第08讲 三角形压轴
(1考点+11种题型)
试卷第1页,共3页
10 / 12
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考点要求
命题预测
三角形压轴
在广东中考中,涉及三角形压轴题的相关题目单独出题的可能性还是比较大的,多以解答题出现,三角形结合其它几何图形、函数出成压轴题的几率特别大,所占分值也算是比较多,属于是中考必考的中等偏上难度的考点.
考点 三角形压轴题
题型01 与三角形有关的多结论问题(选/填)
1.(2023·内蒙古赤峰·中考真题)如图,把一个边长为5的菱形沿着直线折叠,使点C与延长线上的点Q重合.交于点F,交延长线于点E.交于点P,于点M,,则下列结论,①,②,③,④.正确的是( )
A.①②③ B.②④ C.①③④ D.①②③④
2.(2023·湖北·中考真题)如图,和都是等腰直角三角形,,点在内,,连接交于点交于点,连接.给出下面四个结论:①;②;③;④.其中所有正确结论的序号是 .
题型02 与三角形有关的平移问题
1.如图1,在中,,沿方向向左平移得到,A、对应点分别是、.点是线段上的一个动点,连接,将线段绕点A逆时针旋转至线段,使得,连接.
(1)当点与点重合时,求的长;
(2)如图2,连接、.在点的运动过程中:
①和是否总是相等?若是,请你证明;若不是,请说明理由;
②当的长为多少时,能构成等腰三角形?
2.已知:点C,D均在直线l的上方,与都是直线l的垂线段,且在的右侧,,与相交于点O.
(1)如图1,若连接,则的形状为______,的值为______;
(2)若将沿直线l平移,并以为一边在直线l的上方作等边.
①如图2,当与重合时,连接,若,求的长;
②如图3,当时,连接并延长交直线l于点F,连接.求证:.
题型03 与三角形有关的翻折问题
1.如图,在△ABC中,∠ABC=40°, ∠ACB=90°,AE平分∠BAC交BC于点E.P是边BC上的动点(不与B,C重合),连结AP,将△APC沿AP翻折得△APD,连结DC,记∠BCD=α.
(1)如图,当P与E重合时,求α的度数.
(2)当P与E不重合时,记∠BAD=β,探究α与β的数量关系.
2.综合与实践
问题背景
数学小组发现国旗上五角星的五个角都是顶角为的等腰三角形,对此三角形产生了极大兴趣并展开探究.
探究发现
如图1,在中,,.
(1)操作发现:将折叠,使边落在边上,点的对应点是点,折痕交于点,连接,,则_______,设,,那么______(用含的式子表示);
(2)进一步探究发现:,这个比值被称为黄金比.在(1)的条件下试证明:;
拓展应用:
当等腰三角形的底与腰的比等于黄金比时,这个三角形叫黄金三角形.例如,图1中的是黄金三角形.如图2,在菱形中,,.求这个菱形较长对角线的长.
题型04 与三角形有关的旋转问题
1.如图,在中,,,点D在边上,将线段绕点D按顺时针方向旋转得到,线段交于点E,作于点F,与线段交于点G,连接.
(1)求证:;
(2)求证:;
(3)若,,当平分四边形的面积时,求的长.
2.综合与实践
问题情境:在Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=6,AC=8.直角三角板EDF中∠EDF=90°,将三角板的直角顶点D放在Rt△ABC斜边BC的中点处,并将三角板绕点D旋转,三角板的两边DE,DF分别与边AB,AC交于点M,N,猜想证明:
(1)如图①,在三角板旋转过程中,当点M为边AB的中点时,试判断四边形AMDN的形状,并说明理由;
问题解决:
(2)如图②,在三角板旋转过程中,当时,求线段CN的长;
(3)如图③,在三角板旋转过程中,当AM=AN时,直接写出线段AN的长.
题型05 与三角形有关的全等/相似问题
1.如图1,在中,是边上不与重合的一个定点.于点,交于点.是由线段绕点顺时针旋转得到的,的延长线相交于点.
(1)求证:;
(2)求的度数;
(3)若是的中点,如图2.求证:.
2.【问题呈现】
和都是直角三角形,,连接,,探究,的位置关系.
(1)如图1,当时,直接写出,的位置关系:____________;
(2)如图2,当时,(1)中的结论是否成立?若成立,给出证明;若不成立,说明理由.
【拓展应用】
(3)当时,将绕点C旋转,使三点恰好在同一直线上,求的长.
题型06 与三角形有关的最值问题
1.如图,在等边中,于点,为线段上一动点(不与,重合),连接,,将绕点顺时针旋转得到线段,连接.
(1)如图1,求证:;
(2)如图2,连接交于点,连接,,与所在直线交于点,求证:;
(3)如图3,连接交于点,连接,,将沿所在直线翻折至所在平面内,得到,将沿所在直线翻折至所在平面内,得到,连接,.若,直接写出的最小值.
2.在平面直角坐标系中,已知点对于点给出如下定义:将点向右或向左平移个单位长度,再向上或向下平移个单位长度,得到点,点关于点的对称点为,称点为点的“对应点”.
(1)如图,点点在线段的延长线上,若点点为点的“对应点”.
①在图中画出点;
②连接交线段于点求证:
(2)的半径为1,是上一点,点在线段上,且,若为外一点,点为点的“对应点”,连接当点在上运动时直接写出长的最大值与最小值的差(用含的式子表示).
题型07 与三角形有关的动点问题
1.已知是等边三角形,点是射线上的一个动点,延长至点,使,连接交射线于点.
(1)如图1,当点在线段上时,猜测线段与的数量关系并说明理由;
(2)如图2,当点在线段的延长线上时,
①线段与的数量关系是否仍然成立?请说明理由;
②如图3,连接.设,若,求四边形的面积.
2.如图,在锐角中,,点,分别是边,上一动点,连接交直线于点.
(1)如图1,若,且,,求的度数;
(2)如图2,若,且,在平面内将线段绕点顺时针方向旋转得到线段,连接,点是的中点,连接.在点,运动过程中,猜想线段,,之间存在的数量关系,并证明你的猜想;
(3)若,且,将沿直线翻折至所在平面内得到,点是的中点,点是线段上一点,将沿直线翻折至所在平面内得到,连接.在点,运动过程中,当线段取得最小值,且时,请直接写出的值.
题型08 与三角形有关的新定义问题
1.【图形定义】
有一条高线相等的两个三角形称为等高三角形.
例如:如图①.在和中,分别是和边上的高线,且,则和是等高三角形.
【性质探究】
如图①,用,分别表示和的面积.
则,
∵
∴.
【性质应用】
(1)如图②,D是的边上的一点.若,则__________;
(2)如图③,在中,D,E分别是和边上的点.若,,,则__________,_________;
(3)如图③,在中,D,E分别是和边上的点,若,,,则__________.
2.已知点O是线段AB的中点,点P是直线l上的任意一点,分别过点A和点B作直线l的垂线,垂足分别为点C和点D.我们定义垂足与中点之间的距离为“足中距”.
(1)[猜想验证]如图1,当点P与点O重合时,请你猜想、验证后直接写出“足中距”OC和OD的数量关系是________.
(2)[探究证明]如图2,当点P是线段AB上的任意一点时,“足中距”OC和OD的数量关系是否依然成立,若成立,请给出证明;若不成立,请说明理由.
(3)[拓展延伸]如图3,①当点P是线段BA延长线上的任意一点时,“足中距”OC和OD的数量关系是否依然成立,若成立,请给出证明;若不成立,请说明理由;
②若,请直接写出线段AC、BD、OC之间的数量关系.
题型09 与三角形有关的存在性问题
1.在中、,于点M,D是线段上的动点(不与点M,C重合),将线段绕点D顺时针旋转得到线段.
(1)如图1,当点E在线段上时,求证:D是的中点;
(2)如图2,若在线段上存在点F(不与点B,M重合)满足,连接,,直接写出的大小,并证明.
2.综合与实践
数学模型可以用来解决一类问题,是数学应用的基本途径.通过探究图形的变化规律,再结合其他数学知识的内在联系,最终可以获得宝贵的数学经验,并将其运用到更广阔的数学天地.
(1)发现问题:如图1,在和中,,,,连接,,延长交于点.则与的数量关系:______,______;
(2)类比探究:如图2,在和中,,,,连接,,延长,交于点.请猜想与的数量关系及的度数,并说明理由;
(3)拓展延伸:如图3,和均为等腰直角三角形,,连接,,且点,,在一条直线上,过点作,垂足为点.则,,之间的数量关系:______;
(4)实践应用:正方形中,,若平面内存在点满足,,则______.
题型10 三角形与几何图形综合题
1.如图,在菱形中,,点E从点B出发沿折线向终点D运动.过点E作点E所在的边(或)的垂线,交菱形其它的边于点F,在的右侧作矩形.
(1)如图1,点G在上.求证:.
(2)若,当过中点时,求的长.
(3)已知,设点E的运动路程为s.当s满足什么条件时,以G,C,H为顶点的三角形与相似(包括全等)?
2.如图①,小红在学习了三角形相关知识后,对等腰直角三角形进行了探究,在等腰直角三角形中,,过点作射线,垂足为,点在上.
(1)【动手操作】
如图②,若点在线段上,画出射线,并将射线绕点逆时针旋转与交于点,根据题意在图中画出图形,图中的度数为_______度;
(2)【问题探究】
根据(1)所画图形,探究线段与的数量关系,并说明理由;
(3)【拓展延伸】
如图③,若点在射线上移动,将射线绕点逆时针旋转与交于点,探究线段之间的数量关系,并说明理由.
题型11 三角形与函数综合题
1.(2022·贵州黔东南·中考真题)如图,抛物线的对称轴是直线,与轴交于点,,与轴交于点,连接.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)已知点是第一象限内抛物线上的一个动点,过点作轴,垂足为点,交直线于点,是否存在这样的点,使得以,,为顶点的三角形是等腰三角形.若存在,请求出点的坐标,若不存在,请说明理由;
(3)已知点是抛物线对称轴上的点,在坐标平面内是否存在点,使以点、、、为顶点的四边形为矩形,若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
2.在平面直角坐标系中,直线与x轴交于点A,与抛物线交于B,C两点(B在C的左边).
(1)求A点的坐标;
(2)如图1,若B点关于x轴的对称点为点,当以点A,,C为顶点的三角形是直角三角形时,求实数a的值;
(3)定义:将平面直角坐标系中横坐标与纵坐标均为整数的点叫作格点,如,等均为格点.如图2,直线l与抛物线E所围成的封闭图形即阴影部分(不包含边界)中的格点数恰好是26个,求a的取值范围.
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第08讲 三角形压轴
(1考点+11种题型)
试卷第1页,共3页
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考点要求
命题预测
三角形压轴
在广东中考中,涉及三角形压轴题的相关题目单独出题的可能性还是比较大的,多以解答题出现,三角形结合其它几何图形、函数出成压轴题的几率特别大,所占分值也算是比较多,属于是中考必考的中等偏上难度的考点.
考点 三角形压轴题
题型01 与三角形有关的多结论问题(选/填)
1.(2023·内蒙古赤峰·中考真题)如图,把一个边长为5的菱形沿着直线折叠,使点C与延长线上的点Q重合.交于点F,交延长线于点E.交于点P,于点M,,则下列结论,①,②,③,④.正确的是( )
A.①②③ B.②④ C.①③④ D.①②③④
【答案】A
【分析】由折叠性质和平行线的性质可得,根据等角对等边即可判断①正确;根据等腰三角形三线合一的性质求出,再求出即可判断②正确;由得,求出即可判断③正确;根据即可判断④错误.
【详解】由折叠性质可知:,
∵,
∴.
∴.
∴.
故正确;
∵,,
∴.
∵,
∴.
故正确;
∵,
∴.
∴.
∵,
∴.
故正确;
∵,
∴.
∴.
∴.
∵,
∴.
∴与不相似.
∴.
∴与不平行.
故错误;
故选A.
【点睛】本题主要考查了折叠的性质,平行线的性质,等腰三角形的性质,相似三角形的判定和性质,菱形的性质等知识,属于选择压轴题,有一定难度,熟练掌握相关性质是解题的关键.
2.(2023·湖北·中考真题)如图,和都是等腰直角三角形,,点在内,,连接交于点交于点,连接.给出下面四个结论:①;②;③;④.其中所有正确结论的序号是 .
【答案】①③④
【分析】由题意易得,,,,则可证,然后根据全等三角形的性质及平行四边形的性质与判定可进行求解.
【详解】解:∵和都是等腰直角三角形,
∴,,,,
∵,,
∴,故①正确;
∴,
∴,,故③正确;
∵,,,
∴,;故②错误;
∴,
∵,
∴四边形是平行四边形,
∴,故④正确;
故答案为①③④.
【点睛】本题主要考查全等三角形的性质与判定、等腰直角三角形的性质及平行四边形的性质与判定,熟练掌握全等三角形的性质与判定、等腰直角三角形的性质及平行四边形的性质与判定是解题的关键.
题型02 与三角形有关的平移问题
1.如图1,在中,,沿方向向左平移得到,A、对应点分别是、.点是线段上的一个动点,连接,将线段绕点A逆时针旋转至线段,使得,连接.
(1)当点与点重合时,求的长;
(2)如图2,连接、.在点的运动过程中:
①和是否总是相等?若是,请你证明;若不是,请说明理由;
②当的长为多少时,能构成等腰三角形?
【答案】(1)
(2)①;②的长为14或11或8或0
【分析】(1)根据平移的性质可得四边形、四边形是平行四边形,再由已知推导出是的平分线,由等腰三角形的性质可得,过点作交于点,求出,再由,所以;
(2)①证明,则;
②过点作交于,由等积法可得,求出,分三种情况讨论:当时,;当点与点重合时,,此时,当时,,在中,,可得;当时,,过点作交于,所以,能求出,,则;当时,,当点在上时,,此时点与点重合,此时.
【详解】(1)解:当点与点重合时,,
由平移可知,,,
四边形、四边形是平行四边形,
,,
,
,
,
,
,
,
是的平分线,
,
,
如图1,过点作交于点,
,
,
,
,
;
(2)解:①,理由如下:
如图2,,,,
,
;
②如图2,过点作交于,
由①可知,
,
当时,
,
,
,
,
当点与点重合时,,此时,
当时,,在中,,
;
当时,,
,
,
过点作交于,
,
,,
,
,
,
,
;
当时,
,
,
,
,
当点在上时,,此时点与点重合,
;
综上所述:的长为14或11或8或0.
【点睛】本题考查几何变换的综合应用,熟练掌握三角形平移的性质,旋转的性质,三角形全等的判定及性质,等腰三角形的性质,分类讨论是解题的关键.
2.已知:点C,D均在直线l的上方,与都是直线l的垂线段,且在的右侧,,与相交于点O.
(1)如图1,若连接,则的形状为______,的值为______;
(2)若将沿直线l平移,并以为一边在直线l的上方作等边.
①如图2,当与重合时,连接,若,求的长;
②如图3,当时,连接并延长交直线l于点F,连接.求证:.
【答案】(1)等腰三角形,
(2)①;②见解析
【分析】(1)过点C作CH⊥BD于H,可得四边形ABHC是矩形,即可求得AC=BH,进而可判断△BCD的形状,AC、BD都垂直于l,可得△AOC∽△BOD,根据三角形相似的性质即可求解.
(2)①过点E作于点H,AC,BD均是直线l的垂线段,可得,根据等边三角形的性质可得,再利用勾股定理即可求解.
②连接,根据,得,即是等边三角形,把旋转得,根据30°角所对的直角边等于斜边的一般得到,则可得,根据三角形相似的性质即可求证结论.
【详解】(1)解:过点C作CH⊥BD于H,如图所示:
∵AC⊥l,DB⊥l,CH⊥BD,
∴∠CAB=∠ABD=∠CHB=90°,
∴四边形ABHC是矩形,
∴AC=BH,
又∵BD=2AC,
∴AC=BH=DH,且CH⊥BD,
∴的形状为等腰三角形,
∵AC、BD都垂直于l,
∴,
∴△AOC∽△BOD,
,即,
,
故答案为:等腰三角形,.
(2)①过点E作于点H,如图所示:
∵AC,BD均是直线l的垂线段,
∴,
∵是等边三角形,且与重合,
∴∠EAD=60°,
∴,
∴,
∴在中,,,
又∵,,
∴,
∴,AE=6
在中,,
又由(1)知,
∴,则,
∴在中,由勾股定理得:.
②连接,如图3所示:
∵,
∴,
∵由(1)知是等腰三角形,
∴是等边三角形,
又∵是等边三角形,
∴绕点D顺时针旋转后与重合,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴,
又,
∴,
∴,
∴.
【点睛】本题考查了矩形的判定及性质、三角形相似的判定及性质、等边三角形的判定及性质、勾股定理的应用,熟练掌握三角形相似的判定及性质和勾股定理的应用,巧妙借助辅助线是解题的关键.
题型03 与三角形有关的翻折问题
1.如图,在△ABC中,∠ABC=40°, ∠ACB=90°,AE平分∠BAC交BC于点E.P是边BC上的动点(不与B,C重合),连结AP,将△APC沿AP翻折得△APD,连结DC,记∠BCD=α.
(1)如图,当P与E重合时,求α的度数.
(2)当P与E不重合时,记∠BAD=β,探究α与β的数量关系.
【答案】(1)25°
(2)①当点P在线段BE上时,2α-β=50°;②当点P在线段CE上时,2α+β=50°
【分析】(1)由∠B=40°,∠ACB=90°,得∠BAC=50°,根据AE平分∠BAC,P与E重合,可得∠ACD,从而α=∠ACB−∠ACD;
(2)分两种情况:①当点P在线段BE上时,可得∠ADC=∠ACD=90°−α,根据∠ADC+∠BAD=∠B+∠BCD,即可得2α−β=50°;②当点P在线段CE上时,延长AD交BC于点F,由∠ADC=∠ACD=90°−α,∠ADC=∠AFC+α=∠ABC+∠BAD+α可得90°−α=40°+α+β,即2α+β=50°.
【详解】(1)解:∵∠B=40°,∠ACB=90°,
∴∠BAC=50°,
∵P与E重合,AE平分∠BAC,
∴D在AB边上,AE⊥CD,
∴∠ACD=65°,
∴α=∠ACB-∠ACD=25°;
(2)①如图1,当点P在线段BE上时,
∵∠ADC=∠ACD=90°-α,∠ADC+∠BAD=∠B+∠BCD,
∴90°-α+β=40°+α,
∴2α-β=50°;
②如图2,当点P在线段CE上时,
延长AD交BC于点F,
∵∠ADC=∠ACD=90°-α,∠ADC=∠AFC+α=∠ABC+∠BAD+α=40°+α+β,
∴90°-α=40°+α+β,
∴2α+β=50°.
【点睛】本题考查三角形综合应用,涉及轴对称变换,三角形外角等于不相邻的两个内角的和的应用,解题的关键是掌握轴对称的性质,能熟练运用三角形外角的性质.
2.综合与实践
问题背景
数学小组发现国旗上五角星的五个角都是顶角为的等腰三角形,对此三角形产生了极大兴趣并展开探究.
探究发现
如图1,在中,,.
(1)操作发现:将折叠,使边落在边上,点的对应点是点,折痕交于点,连接,,则_______,设,,那么______(用含的式子表示);
(2)进一步探究发现:,这个比值被称为黄金比.在(1)的条件下试证明:;
拓展应用:
当等腰三角形的底与腰的比等于黄金比时,这个三角形叫黄金三角形.例如,图1中的是黄金三角形.如图2,在菱形中,,.求这个菱形较长对角线的长.
【答案】(1)(2)证明见解析,拓展应用:
【分析】(1)利用等边对等角求出的长,翻折得到,,利用三角形内角和定理求出,,,表示出即可;
(2)证明,利用相似比进行求解即可得出;
拓展应用:连接,延长至点,使,连接,得到为黄金三角形,进而得到,求出的长即可.
【详解】解:(1)∵,,
∴,
∵将折叠,使边落在边上,
∴,,
∴,;
故答案为:;
(2)证明:∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
整理,得:,
解得:(负值已舍掉);
经检验是原分式方程的解.
∴;
拓展应用:
如图,连接,延长至点,使,连接,
∵在菱形中,,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴为黄金三角形,
∴,
∴.即菱形的较长的对角线的长为.
【点睛】本题考查等腰三角形的判定和性质,菱形的性质,相似三角形的判定和性质.解题的关键是理解并掌握黄金三角形的定义,利用相似三角形的判定和性质,得到黄金三角形的底边与腰长的比为.
题型04 与三角形有关的旋转问题
1.如图,在中,,,点D在边上,将线段绕点D按顺时针方向旋转得到,线段交于点E,作于点F,与线段交于点G,连接.
(1)求证:;
(2)求证:;
(3)若,,当平分四边形的面积时,求的长.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)
【分析】(1)根据旋转的性质可得,再根据,可得,即可;
(2)根据,可得点B,C,G,F四点共圆,从而得到,,从而得到,进而得到,可证明,即可;
(3)连接,根据,,可得,,,设,则可得,,,,,,再由平分四边形的面积,可得,从而得到关于x的方程,即可求解.
【详解】(1)证明:∵线段绕点D按顺时针方向旋转得到,
∴,
∴,
∵,即,
∴,
∵,
∴,
在和中,
∵, ,
∴;
(2)证明:∵,
∴点B,C,G,F四点共圆,
∴,,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
即;
(3)解:如图,连接,
∵,
∴,,
∵,,
∴,
∴,,
∴,
设,则,
∴,,,
∴,
∴,,
∵平分四边形的面积,
∴,
∴,
即,
解得:(负值舍去),
∴.
【点睛】本题主要考查了全等三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,解直角三角形,勾股定理等知识,熟练掌握全等三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质是解题的关键.
2.综合与实践
问题情境:在Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=6,AC=8.直角三角板EDF中∠EDF=90°,将三角板的直角顶点D放在Rt△ABC斜边BC的中点处,并将三角板绕点D旋转,三角板的两边DE,DF分别与边AB,AC交于点M,N,猜想证明:
(1)如图①,在三角板旋转过程中,当点M为边AB的中点时,试判断四边形AMDN的形状,并说明理由;
问题解决:
(2)如图②,在三角板旋转过程中,当时,求线段CN的长;
(3)如图③,在三角板旋转过程中,当AM=AN时,直接写出线段AN的长.
【答案】(1)四边形AMDN为矩形;理由见解析;(2);(3).
【分析】(1)由三角形中位线定理得到,证明∠A=∠AMD=∠MDN=90°,即可证明结论;
(2)证明△NDC是等腰三角形,过点N作NG⊥BC于点G,证明△CGN∽△CAB,利用相似三角形的性质即可求解;
(3)延长ND,使DH=DN,证明△BDH≌△CDN,推出BH=CN,∠DBH=∠C,证明∠MBH=90°,设AM=AN=x,在Rt△BMH中,利用勾股定理列方程,解方程即可求解.
【详解】解:(1)四边形AMDN为矩形.
理由如下:∵点M为AB的中点,点D为BC的中点,
∴,
∴∠AMD+∠A=180°,
∵∠A=90°,
∴∠AMD=90°,
∵∠EDF=90°,
∴∠A=∠AMD=∠MDN=90°,
四边形AMDN为矩形;
(2)在Rt△ABC中,∠A=90°,AB=6,AC=8,
∴∠B+∠C=90°,.
∵点D是BC的中点,
∴CD=BC=5.
∵∠EDF=90°,
∴∠MDB+∠1=90°.
∵∠B=∠MDB,
∴∠1=∠C.
∴ND=NC.
过点N作NG⊥BC于点G,则∠CGN=90°.
∴CG=CD=.
∵∠C=∠C,∠CGN=∠CAB=90°,
∴△CGN∽△CAB.
∴,即,
∴;
(3)延长ND至H,使DH=DN,连接MH,NM,BH,
∵MD⊥HN,∴MN=MH,
∵D是BC中点,
∴BD=DC,
又∵∠BDH=∠CDN,
∴△BDH≌△CDN,
∴BH=CN,∠DBH=∠C,
∵∠BAC=90°,
∵∠C+∠ABC=90°,
∴∠DBH+∠ABC=90°,
∴∠MBH=90°,
设AM=AN=x,则BM=6-x,BH=CN=8-x,MN=MH=x,
在Rt△BMH中,BM2+BH2=MH2,
∴(6-x)2+(8-x)2=(x)2,
解得x=,
∴线段AN的长为.
【点睛】本题考查了全等三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,矩形的判定,勾股定理,解第(3)问的关键是学会利用参数构建方程解决问题.
题型05 与三角形有关的全等/相似问题
1.如图1,在中,是边上不与重合的一个定点.于点,交于点.是由线段绕点顺时针旋转得到的,的延长线相交于点.
(1)求证:;
(2)求的度数;
(3)若是的中点,如图2.求证:.
【答案】(1)见解析
(2)
(3)见解析
【分析】
(1)由旋转的性质可得,再根据等腰三角形的性质可得,再证明、,即可证明结论;
(2)如图1:设与的交点为,先证明可得,再证明可得,最后运用角的和差即可解答;
(3)如图2:延长交于点,连接,先证明可得,再证可得;进而证明即,再说明则根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半即可解答.
【详解】(1)解: 是由线段绕点顺时针旋转得到的,
,
,
.
,
.
.
,
.
.
(2)解:如图1:设与的交点为,
,
,
,
.
,
,
.
又,
.
,
.
(3)解:如图2:延长交于点,连接,
,
,
.
是的中点,
.
又,
,
.
,
,
.
由(2)知,,
.
,
,
,
,即.
,
,
.
【点睛】本题主要考查三角形内角和定理、平行线的判定与性质、全等三角形的判定与性质、相似三角形的判定与性质、等腰三角形及直角三角形的判定与性质等知识点,综合应用所学知识成为解答本题的关键.
2.【问题呈现】
和都是直角三角形,,连接,,探究,的位置关系.
(1)如图1,当时,直接写出,的位置关系:____________;
(2)如图2,当时,(1)中的结论是否成立?若成立,给出证明;若不成立,说明理由.
【拓展应用】
(3)当时,将绕点C旋转,使三点恰好在同一直线上,求的长.
【答案】(1)
(2)成立;理由见解析
(3)或
【分析】(1)根据,得出,,证明,得出,根据,求出,即可证明结论;
(2)证明,得出,根据,求出,即可证明结论;
(3)分两种情况,当点E在线段上时,当点D在线段上时,分别画出图形,根据勾股定理求出结果即可.
【详解】(1)解:∵,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
,
∴,
∴;
故答案为:.
(2)解:成立;理由如下:
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
,
∴,
∴;
(3)解:当点E在线段上时,连接,如图所示:
设,则,
根据解析(2)可知,,
∴,
∴,
根据解析(2)可知,,
∴,
根据勾股定理得:,
即,
解得:或(舍去),
∴此时;
当点D在线段上时,连接,如图所示:
设,则,
根据解析(2)可知,,
∴,
∴,
根据解析(2)可知,,
∴,
根据勾股定理得:,
即,
解得:或(舍去),
∴此时;
综上分析可知,或.
【点睛】本题主要考查了全等三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,三角形内角和定理的应用,
题型06 与三角形有关的最值问题
1.如图,在等边中,于点,为线段上一动点(不与,重合),连接,,将绕点顺时针旋转得到线段,连接.
(1)如图1,求证:;
(2)如图2,连接交于点,连接,,与所在直线交于点,求证:;
(3)如图3,连接交于点,连接,,将沿所在直线翻折至所在平面内,得到,将沿所在直线翻折至所在平面内,得到,连接,.若,直接写出的最小值.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)
【分析】(1)根据旋转的性质得出,,进而证明,即可得证;
(2)过点作,交点的延长线于点,连接,,证明四边形四边形是平行四边形,即可得证;
(3)如图所示,延长交于点,由(2)可知是等边三角形,根据折叠的性质可得,,进而得出是等边三角形,由(2)可得,得出四边形是平行四边形,则,进而得出,则,当取得最小值时,即时,取得最小值,即可求解.
【详解】(1)证明:∵为等边三角形,
∴,,
∵将绕点顺时针旋转得到线段,
∴,
∴
∴
即
在和中
,
∴,
∴;
(2)证明:如图所示,过点作,交点的延长线于点,连接,,
∵是等边三角形,
∴,
∵
∴
∴垂直平分,
∴
又∵,
∴,
∴,
∴在的垂直平分线上,
∵
∴在的垂直平分线上,
∴垂直平分
∴,
∴
又∵,
∴是等边三角形,
∴
∴
∴,
又∵,
∴
∴,
∴
在与中,
∴
∴
∴
∴四边形是平行四边形,
∴;
(3)解:依题意,如图所示,延长交于点,
由(2)可知是等边三角形,
∴
∵将沿所在直线翻折至所在平面内,得到,将沿所在直线翻折至所在平面内,得到,
∴,
∴,
∴是等边三角形,
∴
由(2)可得
∴,
∵,
∴,
∵,
∴
∴四边形是平行四边形,
∴
由(2)可知是的中点,则
∴
∴
∵折叠,
,
∴,
又,
∴,
∴当取得最小值时,即时,取得最小值,此时如图所示,
∴,
∴,
∴.
【点睛】本题考查了等边三角形的性质,旋转的性质,轴对称的性质,勾股定理,平行四边形的性质与判定,全等三角形的性质与判定,熟练掌握以上知识是解题的关键.
2.在平面直角坐标系中,已知点对于点给出如下定义:将点向右或向左平移个单位长度,再向上或向下平移个单位长度,得到点,点关于点的对称点为,称点为点的“对应点”.
(1)如图,点点在线段的延长线上,若点点为点的“对应点”.
①在图中画出点;
②连接交线段于点求证:
(2)的半径为1,是上一点,点在线段上,且,若为外一点,点为点的“对应点”,连接当点在上运动时直接写出长的最大值与最小值的差(用含的式子表示).
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】(1)①先根据定义和求出点的坐标,再根据点关于点的对称点为求出点Q的坐标;②延长ON至点,连接AQ,利用AAS证明,得到,再计算出OA,OM,ON即可求出;
(2)连接PO并延长至S,使,延长SQ至T,使,结合对称的性质得出NM为的中位线,推出,得出,则.
【详解】(1)解:①点Q如下图所示.
∵点,
∴点向右平移1个单位长度,再向上平移1个单位长度,得到点,
∴,
∵点关于点的对称点为,,
∴点的横坐标为:,纵坐标为:,
∴点,在坐标系内找出该点即可;
②证明:如图延长ON至点,连接AQ,
∵ ,
∴,
在与中,
,
∴,
∴,
∵ ,,,
∴,,,
∴,
∴,
∴;
(2)解:如图所示,
连接PO并延长至S,使,延长SQ至T,使,
∵,点向右或向左平移个单位长度,再向上或向下平移个单位长度,得到点,
∴,
∵点关于点的对称点为,
∴,
又∵,
∴,
∴NM为的中位线,
∴,,
∵,
∴,
∴,
在中,,
结合题意,,,
∴,
即长的最大值与最小值的差为.
【点睛】本题考查点的平移,对称的性质,全等三角形的判定,两点间距离,中位线的性质及线段的最值问题,第2问难度较大,根据题意,画出点Q和点的轨迹是解题的关键.
题型07 与三角形有关的动点问题
1.已知是等边三角形,点是射线上的一个动点,延长至点,使,连接交射线于点.
(1)如图1,当点在线段上时,猜测线段与的数量关系并说明理由;
(2)如图2,当点在线段的延长线上时,
①线段与的数量关系是否仍然成立?请说明理由;
②如图3,连接.设,若,求四边形的面积.
【答案】(1),理由见解析
(2)①成立,理由见解析②
【分析】(1)过点作,交于点,易得,证明,得到,即可得出结论.
(2)①过点作,交的延长线于点,易得,证明,得到,即可得出结论;②过点作,交的延长线于点,过点作,交于点,交于点,根据已知条件推出,得到,证明,得到,求出的长,利用四边形的面积为进行求解即可.
【详解】(1)解:,理由如下:
∵是等边三角形,
∴,
过点作,交于点,
∴,,
∴为等边三角形,
∴,
∵,,
∴,,
又,
∴,
∴,
∴;
(2)①成立,理由如下:
∵是等边三角形,
∴,
过点作,交的延长线于点,
∴,,
∴为等边三角形,
∴,
∵,,
∴,,
又,
∴,
∴,
∴;
②过点作,交的延长线于点,过点作,交于点,交于点,则:,
由①知:为等边三角形,,,
∵为等边三角形,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,,
∴,
∴,
∴,
设,则:,,
∴,
∵,
∴,
∴,即:②,
联立①②可得:(负值已舍去),
经检验是原方程的根,
∴,,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴四边形的面积为
.
【点睛】本题考查等边三角形的性质,全等三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,解直角三角形.本题的综合性强,难度大,属于中考压轴题,解题的关键是添加辅助线构造特殊三角形,全等和相似三角形.
2.如图,在锐角中,,点,分别是边,上一动点,连接交直线于点.
(1)如图1,若,且,,求的度数;
(2)如图2,若,且,在平面内将线段绕点顺时针方向旋转得到线段,连接,点是的中点,连接.在点,运动过程中,猜想线段,,之间存在的数量关系,并证明你的猜想;
(3)若,且,将沿直线翻折至所在平面内得到,点是的中点,点是线段上一点,将沿直线翻折至所在平面内得到,连接.在点,运动过程中,当线段取得最小值,且时,请直接写出的值.
【答案】(1)
(2),证明见解析
(3)
【分析】(1)在射线上取一点,使得,证明,求出,然后根据四边形内角和定理及邻补角的性质得出答案;
(2)证明,求出,倍长至,连接,PQ,证明,求出,在CF上截取FP=FB,连接BP,易得为正三角形,然后求出,证,可得PQ=PC,∠QPF=∠CPB=60°,则可得为正三角形,然后由得出结论;
(3)根据可知轨迹为如图3-1中圆弧,O为所在圆的圆心,此时AO垂直平分BC,当、、三点共线时,取得最小值,设,解直角三角形求出PL、PH,再用面积法求出PQ计算即可.
【详解】(1)解:如图1,在射线上取一点,使得,
∵,BC=BC,
∴(SAS),
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴;
(2),
证明:∵,,
∴△ABC是正三角形,
∴AB=BC=AC,∠A=∠DBC=60°,
又∵,
∴(SAS),
∴,
∴,
∴,
倍长至,连接,PQ,
∵CN=QN,∠QNF=∠CNM,NF=NM,
∴(SAS),
∴,∠QFN=∠CMN,
由旋转的性质得AC=CM,
∴,
在CF上截取FP=FB,连接BP,
∵,
∴,
∴为正三角形,
∴∠BPF=60°,,
∴,
∵∠QFN=∠CMN,
∴FQ∥CM,
∴,
∴,
又∵,
∴(SAS),
∴PQ=PC,∠QPF=∠CPB=60°,
∴为正三角形,
∴,即;
(3)由(2)知,
∴轨迹为如图3-1中圆弧,O为所在圆的圆心,此时AO垂直平分BC,
∴、、三点共线时,取得最小值,
∵∠PAO=∠PAB+∠BAO=90°,
∴,
∴,
∵,
∴,
如图3-2,作HL⊥PK于L,
设,
在Rt△HLP中,,即,
∴,
∴,,
设PQ与HK交于点R,则HK垂直平分PQ,
∵S△PHK=,
∴,
∴,
∴,
∵BC=AP=2,
∴.
【点睛】本题考查了全等三角形的判定和性质,等边三角形的判定和性质,旋转的性质,平行线的性质,圆的基本性质,解直角三角形,勾股定理等知识,综合性较强,能够作出合适的辅助线是解题的关键.
题型08 与三角形有关的新定义问题
1.【图形定义】
有一条高线相等的两个三角形称为等高三角形.
例如:如图①.在和中,分别是和边上的高线,且,则和是等高三角形.
【性质探究】
如图①,用,分别表示和的面积.
则,
∵
∴.
【性质应用】
(1)如图②,D是的边上的一点.若,则__________;
(2)如图③,在中,D,E分别是和边上的点.若,,,则__________,_________;
(3)如图③,在中,D,E分别是和边上的点,若,,,则__________.
【答案】(1)
(2);
(3)
【分析】(1)由图可知和是等高三角形,然后根据等高三角形的性质即可得到答案;
(2)根据,和等高三角形的性质可求得,然后根据和等高三角形的性质可求得;
(3)根据,和等高三角形的性质可求得,然后根据,和等高三角形的性质可求得.
【详解】(1)解:如图,过点A作AE⊥BC,
则,
∵AE=AE,
∴.
(2)解:∵和是等高三角形,
∴,
∴;
∵和是等高三角形,
∴,
∴.
(3)解:∵和是等高三角形,
∴,
∴;
∵和是等高三角形,
∴,
∴.
【点睛】本题主要考查了等高三角形的定义、性质以及应用性质解题,熟练掌握等高三角形的性质并能灵活运用是解题的关键.
2.已知点O是线段AB的中点,点P是直线l上的任意一点,分别过点A和点B作直线l的垂线,垂足分别为点C和点D.我们定义垂足与中点之间的距离为“足中距”.
(1)[猜想验证]如图1,当点P与点O重合时,请你猜想、验证后直接写出“足中距”OC和OD的数量关系是________.
(2)[探究证明]如图2,当点P是线段AB上的任意一点时,“足中距”OC和OD的数量关系是否依然成立,若成立,请给出证明;若不成立,请说明理由.
(3)[拓展延伸]如图3,①当点P是线段BA延长线上的任意一点时,“足中距”OC和OD的数量关系是否依然成立,若成立,请给出证明;若不成立,请说明理由;
②若,请直接写出线段AC、BD、OC之间的数量关系.
【答案】(1);(2)仍然成立,证明见解析;(3)①仍然成立,证明见解析;②
【分析】(1)根据三角形全等可得;
(2)方法一:过点O作直线,交BD于点F,延长AC交EF于点E,证明即可,
方法二:延长CO交BD于点E,证明即可;
(3)①方法一:过点O作直线,交BD于点F,延长CA交EF于点E,证明,
方法二:延长CO交DB的延长线于点E,证明;
②延长CO交DB的延长线于点E,证明,根据已知条件得出.
【详解】(1)O是线段AB的中点
在和中
(2)数量关系依然成立.
证明(方法一):过点O作直线,交BD于点F,延长AC交EF于点E.
∵
∴
∴四边形CEFD为矩形.
∴,
由(1)知,
∴,
∴.
证明(方法二):延长CO交BD于点E,
∵,,
∴,
∴,
∵点O为AB的中点,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∵,
∴.
(3)①数量关系依然成立.
证明(方法一):
过点O作直线,交BD于点F,延长CA交EF于点E.
∵
∴
∴四边形CEFD为矩形.
∴,
由(1)知,
∴,
∴.10分
证明(方法二):延长CO交DB的延长线于点E,
∵,,
∴,
∴,
∴点O为AB的中点,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∵,
∴.
②如图,延长CO交DB的延长线于点E,
∵,,
∴,
∴,
∴点O为AB的中点,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∵,
.
【点睛】此题主要考查了三角形全等的性质与判定,直角三角形的性质,锐角三角函数,根据题意找到全等的三角形,证明线段相等,是解题的关键.
题型09 与三角形有关的存在性问题
1.在中、,于点M,D是线段上的动点(不与点M,C重合),将线段绕点D顺时针旋转得到线段.
(1)如图1,当点E在线段上时,求证:D是的中点;
(2)如图2,若在线段上存在点F(不与点B,M重合)满足,连接,,直接写出的大小,并证明.
【答案】(1)见解析
(2),证明见解析
【分析】(1)由旋转的性质得,,利用三角形外角的性质求出,可得,等量代换得到即可;
(2)延长到H使,连接,,可得是的中位线,然后求出,设,,求出,证明,得到,再根据等腰三角形三线合一证明即可.
【详解】(1)证明:由旋转的性质得:,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,即D是的中点;
(2);
证明:如图2,延长到H使,连接,,
∵,
∴是的中位线,
∴,,
由旋转的性质得:,,
∴,
∵,
∴,是等腰三角形,
∴,,
设,,则,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
在和中,,
∴,
∴,
∵,
∴,即.
【点睛】本题考查了等腰三角形的判定和性质,旋转的性质,三角形外角的性质,三角形中位线定理以及全等三角形的判定和性质等知识,作出合适的辅助线,构造出全等三角形是解题的关键.
2.综合与实践
数学模型可以用来解决一类问题,是数学应用的基本途径.通过探究图形的变化规律,再结合其他数学知识的内在联系,最终可以获得宝贵的数学经验,并将其运用到更广阔的数学天地.
(1)发现问题:如图1,在和中,,,,连接,,延长交于点.则与的数量关系:______,______;
(2)类比探究:如图2,在和中,,,,连接,,延长,交于点.请猜想与的数量关系及的度数,并说明理由;
(3)拓展延伸:如图3,和均为等腰直角三角形,,连接,,且点,,在一条直线上,过点作,垂足为点.则,,之间的数量关系:______;
(4)实践应用:正方形中,,若平面内存在点满足,,则______.
【答案】(1),
(2),,证明见解析
(3)
(4)或
【分析】(1)根据已知得出,即可证明,得出,,进而根据三角形的外角的性质即可求解;
(2)同(1)的方法即可得证;
(3)同(1)的方法证明,根据等腰直角三角形的性质得出,即可得出结论;
(4)根据题意画出图形,连接,以为直径,的中点为圆心作圆,以点为圆心,为半径作圆,两圆交于点,延长至,使得,证明,得出,勾股定理求得,进而求得,根据相似三角形的性质即可得出,勾股定理求得,进而根据三角形的面积公式即可求解.
【详解】(1)解:∵,
∴,
又∵,,
∴,
∴,
设交于点,
∵
∴,
故答案为:,.
(2)结论:,;
证明:∵,
∴,即,
又∵,,
∴
∴,
∵,,
∴,
∴,
(3),理由如下,
∵,
∴,
即,
又∵和均为等腰直角三角形
∴,
∴,
∴,
在中,,
∴,
∴;
(4)解:如图所示,
连接,以为直径,的中点为圆心作圆,以点为圆心,为半径作圆,两圆交于点,
延长至,使得,
则是等腰直角三角形,
∵,
∴ ,
∵,
∴
∴,
∴,
∵,
在中,,
∴
∴
过点作于点,
设,则,
在中,,
在中,
∴
∴
解得:,则,
设交于点,则是等腰直角三角形,
∴
在中,
∴
∴
又,
∴
∴
∴,
∴
∴,
在中,,
∴,
综上所述, 或
故答案为:或.
【点睛】本题考查了全等三角形的性质与判定,相似三角形的性质与判定,正方形的性质,勾股定理,直径所对的圆周角是直角,熟练运用已知模型是解题的关键.
题型10 三角形与几何图形综合题
1.如图,在菱形中,,点E从点B出发沿折线向终点D运动.过点E作点E所在的边(或)的垂线,交菱形其它的边于点F,在的右侧作矩形.
(1)如图1,点G在上.求证:.
(2)若,当过中点时,求的长.
(3)已知,设点E的运动路程为s.当s满足什么条件时,以G,C,H为顶点的三角形与相似(包括全等)?
【答案】(1)见解析
(2)或5
(3)或或或
【分析】(1)证明△AFG是等腰三角形即可得到答案;
(2)记中点为点O.分点E在上和点E在上两种情况进行求解即可;
(3)过点A作于点M,作于点N.分点E在线段上时,点E在线段上时,点E在线段上,点E在线段上,共四钟情况分别求解即可.
【详解】(1)证明:如图1,
∵四边形是菱形,
∴,
∴.
∵FGBC,
∴,
∴,
∴△AFG是等腰三角形,
∴.
(2)解:记中点为点O.
①当点E在上时,如图2,过点A作于点M,
∵在中,,
∴.
∴,
∵,
∴,
∴,
∴.
②当点E在上时,如图3,
过点A作于点N.
同理,,
,
∴.
∴或5.
(3)解:过点A作于点M,作于点N.
①当点E在线段上时,.设,则,
ⅰ)若点H在点C的左侧,,即,如图4,
.
∵,
∴,
∴,
∴,
解得,
经检验,是方程的根,
∴.
∵,
∴,
∴,
∴,
解得,
经检验,是方程的根,
∴.
ⅱ)若点H在点C的右侧,,即,如图5,
.
∵,
∴,
∴,
∴,
此方程无解.
∵,
∴,
∴,
∴,
解得,
经检验,是方程的根,
∴.
②当点E在线段上时,,如图6,.
∴.
∵,
∴,
∴,
∴,
此方程无解.
∵,
∴,
∴,
∴,
解得,
经检验,是方程的根,
∵,
∴不合题意,舍去;
③当点E在线段上时,,如图7,过点C作于点J,
在中,.
,
∴,
∴,
∵,
∴,符合题意,
此时,.
④当点E在线段上时,,
∵,
∴与不相似.
综上所述,s满足的条件为:或或或.
【点睛】此题考查了相似三角形的性质、菱形的性质、勾股定理、等腰三角形的判定和性质、矩形的性质、锐角三角函数等知识,分类讨论方法是解题的关键.
2.如图①,小红在学习了三角形相关知识后,对等腰直角三角形进行了探究,在等腰直角三角形中,,过点作射线,垂足为,点在上.
(1)【动手操作】
如图②,若点在线段上,画出射线,并将射线绕点逆时针旋转与交于点,根据题意在图中画出图形,图中的度数为_______度;
(2)【问题探究】
根据(1)所画图形,探究线段与的数量关系,并说明理由;
(3)【拓展延伸】
如图③,若点在射线上移动,将射线绕点逆时针旋转与交于点,探究线段之间的数量关系,并说明理由.
【答案】(1)作图见解析;135
(2);理由见解析
(3)或;理由见解析
【分析】(1)根据题意画图即可;先求出,根据,求出;
(2)根据,,证明、P、B、E四点共圆,得出,求出,根据等腰三角形的判定即可得出结论;
(3)分两种情况,当点P在线段上时,当点P在线段延长线上时,分别画出图形,求出之间的数量关系即可.
【详解】(1)解:如图所示:
∵,
∴,
∵,
∴,
∴;
故答案为:135.
(2)解:;理由如下:
连接,如图所示:
根据旋转可知,,
∵,
∴、P、B、E四点共圆,
∴,
∴,
∴,
∴.
(3)解:当点P在线段上时,连接,延长,作于点F,如图所示:
根据解析(2)可知,,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,,
∴为等腰直角三角形,
∴,
∵为等腰直角三角形,
∴,
即;
当点P在线段延长线上时,连接,作于点F,如图所示:
根据旋转可知,,
∵,
∴、B、P、E四点共圆,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,,
∴为等腰直角三角形,
∴,
即;
综上分析可知,或.
【点睛】本题主要考查了等腰三角形的判定和性质,三角形全等的判定和性质,圆周角定理,四点共圆,等腰直角三角形的性质,解题的关键是作出图形和相关的辅助线,数形结合,并注意分类讨论.
题型11 三角形与函数综合题
1.(2022·贵州黔东南·中考真题)如图,抛物线的对称轴是直线,与轴交于点,,与轴交于点,连接.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)已知点是第一象限内抛物线上的一个动点,过点作轴,垂足为点,交直线于点,是否存在这样的点,使得以,,为顶点的三角形是等腰三角形.若存在,请求出点的坐标,若不存在,请说明理由;
(3)已知点是抛物线对称轴上的点,在坐标平面内是否存在点,使以点、、、为顶点的四边形为矩形,若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)存在这样的点(2,1)或或,使得以,,为顶点的三角形是等腰三角形
(3)存在点的坐标为(4,1)或(-2,1)或或.
【分析】(1)根据抛物线的对称轴是直线,可得a=-1,再把点代入,即可求解;
(2)先求出,设点N(m,-m+3),可得,,再分三种情况讨论:当AC=AN时,当AC=CN时,当AN=CN时,即可求解;
(3)设点E(1,n),点F(s,t),然后分两种情况讨论:当BC为边时,当BC为对角线时,即可求解.
【详解】(1)解:∵抛物线的对称轴是直线,
∴,解得:a=-1,
∵抛物线过点,
∴,解得:c=3,
∴抛物线解析式为;
(2)解:存在这样的点,使得以,,为顶点的三角形是等腰三角形.理由如下:
令y=0,则,
解得:,
∴点A的坐标为(-1,0),
∴OA=1,
当x=0时,y=3,
∴点C的坐标为(0,3),即OC=3,
∴,
设直线BC的解析式为,
把点B(3,0),C(0,3)代入得:
,解得:,
∴直线BC的解析式为,
设点N(m,-m+3),
∴MN=-m+3,AM=m+1,
∴,,
当AC=AN时,,
解得:m=2或0(舍去),
∴此时点N(2,1);
当AC=CN时,,
解得:或(舍去),
∴此时点N;
当AN=CN时,,
解得:,
∴此时点N;
综上所述,存在这样的点(2,1)或或,使得以,,为顶点的三角形是等腰三角形;
(3)解:存在,理由如下:
∵点B(3,0),C(0,3),
∴OB=OC,
∴BC,
设点E(1,n),点F(s,t),
当BC为边时,点C向右平移3个单位向下平移3个单位得到点B,同样E(F)向右平移3个单位向下平移3个单位得到点F(E),且BE=CF(CE=BF),如图,
∴或,
解得:或,
∴此时点F的坐标为(4,1)或(-2,1);
当BC为对角线时,BC=EF,且EF与BC的中点重合,如图,
,解得:或,
∴此时点F的坐标为或;
综上所述,存在点的坐标为(4,1)或(-2,1)或或.
【点睛】本题主要考查了二次函数的综合题,熟练掌握二次函数的图象和性质,等腰三角形的性质,矩形的性质,并利用分类讨论思想解答是解题的关键是解题的关键.
2.在平面直角坐标系中,直线与x轴交于点A,与抛物线交于B,C两点(B在C的左边).
(1)求A点的坐标;
(2)如图1,若B点关于x轴的对称点为点,当以点A,,C为顶点的三角形是直角三角形时,求实数a的值;
(3)定义:将平面直角坐标系中横坐标与纵坐标均为整数的点叫作格点,如,等均为格点.如图2,直线l与抛物线E所围成的封闭图形即阴影部分(不包含边界)中的格点数恰好是26个,求a的取值范围.
【答案】(1)
(2)或;
(3)或.
【分析】(1)对于直线,令,求出x,即可求解;
(2)表示出点,,的坐标,利用勾股定理解方程求解,注意直角顶点不确定,需分类讨论;
(3)直线与抛物线所围成的封闭图形(不包含边界)中的格点只能落在轴和直线上,各为13个,分别求出的范围.
【详解】(1)解:对于直线,
当时,,
∴A点的坐标为;
(2)解:联立直线与抛物线得:
,
,
或,
,,
点关于轴的对称点为点,
,
,
,
,
若,则,即,所以,
若,则,即,所以,
若,则,即,此方程无解.
或;
(3)解:如图,直线与抛物线所围成的封闭图形(不包含边界)中的格点只能落在轴和直线上,
,,,
,
格点数恰好是26个,
落在轴和直线上的格点数应各为13个,
落在轴的格点应满足,即,
①若,即,
所以线段上的格点应该为,,,,
②若,,,所以线段上的格点正好13个,
综上,或.
【点睛】本题主要考查了二次函数的综合题,涉及了二次函数的图象和性质,一次函数的图象和性质,勾股定理,关键是弄清格点只能落在轴和直线上,各为13个,并对点、进行定位.
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