内容正文:
专题07 函数、几何压轴
考点01 三角形压轴
1.(2023·广东深圳·中考真题)如图,在中,,,点D为上一动点,连接,将沿翻折得到,交于点G,,且,则 .
2.(2024·广东深圳·中考真题)如图,在中,,,D为上一点,且满足,过D作交延长线于点E,则 .
3.(2023·广东·中考真题)综合运用
如图1,在平面直角坐标系中,正方形的顶点A在轴的正半轴上,如图2,将正方形绕点逆时针旋转,旋转角为,交直线于点,交轴于点.
(1)当旋转角为多少度时,;(直接写出结果,不要求写解答过程)
(2)若点,求的长;
(3)如图3,对角线交轴于点,交直线于点,连接,将与的面积分别记为与,设,,求关于的函数表达式.
4.(2025·广东广州·中考真题)如图1,,为中点,点在上方,连接,.
(1)尺规作图:作点关于点的对称点(保留作图痕迹,不写作法),连接,,并证明:四边形为平行四边形;
(2)如图2,延长至点,使得,当点在直线的上方运动,直线的上方有异于点的动点,连接,,,,若,且.
①求证:;
②的长是否存在最大值?若存在,求出该最大值;若不存在,请说明理由.
5.(2024·广东·中考真题)【知识技能】
(1)如图1,在中,是的中位线.连接,将绕点D按逆时针方向旋转,得到.当点E的对应点与点A重合时,求证:.
【数学理解】
(2)如图2,在中,是的中位线.连接,将绕点D按逆时针方向旋转,得到,连接,,作的中线.求证:.
【拓展探索】
(3)如图3,在中,,点D在上,.过点D作,垂足为E,,.在四边形内是否存在点G,使得?若存在,请给出证明;若不存在,请说明理由.
考点02 四边形压轴
6.(2023·广东广州·中考真题)如图,是菱形的对角线.
(1)尺规作图:将绕点A逆时针旋转得到,点B旋转后的对应点为D(保留作图痕迹,不写作法);
(2)在(1)所作的图中,连接,;
①求证:;
②若,求的值.
7.(2024·广东深圳·中考真题)垂中平行四边形的定义如下:在平行四边形中,过一个顶点作关于不相邻的两个顶点的对角线的垂线交平行四边形的一条边,若交点是这条边的中点,则该平行四边形是“垂中平行四边形”.
(1)如图1所示,四边形为“垂中平行四边形”,,,则______;______;
(2)如图2,若四边形为“垂中平行四边形”,且,猜想与的关系,并说明理由;
(3)①如图3所示,在中,,,交于点,请画出以为边的垂中平行四边形,要求:点在垂中平行四边形的一条边上(不限作图工具);
②若关于直线对称得到,连接,作射线交①中所画平行四边形的边于点,连接,请直接写出的值.
8.(2024·广东广州·中考真题)如图,在菱形中,.点在射线上运动(不与点,点重合),关于的轴对称图形为.
(1)当时,试判断线段和线段的数量和位置关系,并说明理由;
(2)若,为的外接圆,设的半径为.
①求的取值范围;
②连接,直线能否与相切?如果能,求的长度;如果不能,请说明理由.
9.(2024·广东深圳·中考真题)垂中平行四边形的定义如下:在平行四边形中,过一个顶点作关于不相邻的两个顶点的对角线的垂线交平行四边形的一条边,若交点是这条边的中点,则该平行四边形是“垂中平行四边形”.
(1)如图1所示,四边形为“垂中平行四边形”,,,则________;________;
(2)如图2,若四边形为“垂中平行四边形”,且,猜想与的关系,并说明理由;
(3)①如图3所示,在中,,,交于点,请画出以为边的垂中平行四边形,要求:点在垂中平行四边形的一条边上(温馨提示:不限作图工具);
②若关于直线对称得到,连接,作射线交①中所画平行四边形的边于点,连接,请直接写出的值.
10.(2023·广东深圳·中考真题)(1)如图,在矩形中,为边上一点,连接,
①若,过作交于点,求证:;
②若时,则______.
(2)如图,在菱形中,,过作交的延长线于点,过作交于点,若时,求的值.
(3)如图,在平行四边形中,,,,点在上,且,点为上一点,连接,过作交平行四边形的边于点,若时,请直接写出的长.
考点03 圆压轴
11.(2023·广东·中考真题)综合探究
如图1,在矩形中,对角线相交于点,点关于的对称点为,连接交于点,连接.
(1)求证:;
(2)以点为圆心,为半径作圆.
①如图2,与相切,求证:;
②如图3,与相切,,求的面积.
考点04 函数与几何的压轴
12.(2024·广东广州·中考真题)如图,平面直角坐标系中,矩形的顶点在函数的图象上,,.将线段沿轴正方向平移得线段(点平移后的对应点为),交函数的图象于点,过点作轴于点,则下列结论:
①;
②的面积等于四边形的面积;
③的最小值是;
④.
其中正确的结论有 .(填写所有正确结论的序号)
13.(2023·广东广州·中考真题)已知点在函数的图象上.
(1)若,求n的值;
(2)抛物线与x轴交于两点M,N(M在N的左边),与y轴交于点G,记抛物线的顶点为E.
①m为何值时,点E到达最高处;
②设的外接圆圆心为C,与y轴的另一个交点为F,当时,是否存在四边形为平行四边形?若存在,求此时顶点E的坐标;若不存在,请说明理由.
14.(2023·广东深圳·中考真题)蔬菜大棚是一种具有出色的保温性能的框架覆膜结构,它出现使得人们可以吃到反季节蔬菜.一般蔬菜大棚使用竹结构或者钢结构的骨架,上面覆上一层或多层保温塑料膜,这样就形成了一个温室空间.如图,某个温室大棚的横截面可以看作矩形和抛物线构成,其中,,取中点O,过点O作线段的垂直平分线交抛物线于点E,若以O点为原点,所在直线为x轴,为y轴建立如图所示平面直角坐标系.
请回答下列问题:
(1)如图,抛物线的顶点,求抛物线的解析式;
(2)如图,为了保证蔬菜大棚的通风性,该大棚要安装两个正方形孔的排气装置,,若,求两个正方形装置的间距的长;
(3)如图,在某一时刻,太阳光线透过A点恰好照射到C点,此时大棚截面的阴影为,求的长.
15.(2024·广东·中考真题)【问题背景】
如图1,在平面直角坐标系中,点B,D是直线上第一象限内的两个动点,以线段为对角线作矩形,轴.反比例函数的图象经过点A.
【构建联系】
(1)求证:函数的图象必经过点C.
(2)如图2,把矩形沿折叠,点C的对应点为E.当点E落在y轴上,且点B的坐标为时,求k的值.
【深入探究】
(3)如图3,把矩形沿折叠,点C的对应点为E.当点E,A重合时,连接交于点P.以点O为圆心,长为半径作.若,当与的边有交点时,求k的取值范围.
16.(2024·广东深圳·中考真题)为了测量抛物线的开口大小,某数学兴趣小组将两把含有刻度的直尺垂直放置,并分别以水平放置的直尺和竖直放置的直尺为x,y轴建立如图所示平面直角坐标系,该数学小组选择不同位置测量数据如下表所示,设的读数为x,读数为y,抛物线的顶点为C.
(1)(Ⅰ)列表:
①
②
③
④
⑤
⑥
x
0
2
3
4
5
6
y
0
1
2.25
4
6.25
9
(Ⅱ)描点:请将表格中的描在图2中;
(Ⅲ)连线:请用平滑的曲线在图2将上述点连接,并求出y与x的关系式;
(2)如图3所示,在平面直角坐标系中,抛物线的顶点为C,该数学兴趣小组用水平和竖直直尺测量其水平跨度为,竖直跨度为,且,,为了求出该抛物线的开口大小,该数学兴趣小组有如下两种方案,请选择其中一种方案,并完善过程:
方案一:将二次函数平移,使得顶点C与原点O重合,此时抛物线解析式为.
①此时点的坐标为________;
②将点坐标代入中,解得________;(用含m,n的式子表示)
方案二:设C点坐标为
①此时点B的坐标为________;
②将点B坐标代入中解得________;(用含m,n的式子表示)
(3)【应用】如图4,已知平面直角坐标系中有A,B两点,,且轴,二次函数和都经过A,B两点,且和的顶点P,Q距线段的距离之和为10,求a的值.
17.(2025·广东·中考真题)定义:把某线段一分为二的点,当整体线段比大线段等于大线段比小线段时,则称此线段被分为中外比,这个点称为中外比点.
(1)如图,点是线段的中外比点,,,求的长.
(2)如图,用无刻度的直尺和圆规求作一点把线段分为中外比.(保留作图痕迹,不写作法)
(3)如图,动点在第一象限内,反比例函数的图象分别与矩形的边,相交于点,,与对角线相交于点.当是等腰直角三角形时,探究点,,是否分别为,,的中外比点,并证明.
18.(2024·广东广州·中考真题)已知抛物线过点和点,直线过点,交线段于点,记的周长为,的周长为,且.
(1)求抛物线的对称轴;
(2)求的值;
(3)直线绕点以每秒的速度顺时针旋转秒后得到直线,当时,直线交抛物线于,两点.
①求的值;
②设的面积为,若对于任意的,均有成立,求的最大值及此时抛物线的解析式.
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专题07 函数、几何压轴
考点01 三角形压轴
1.(2023·广东深圳·中考真题)如图,在中,,,点D为上一动点,连接,将沿翻折得到,交于点G,,且,则 .
【答案】
【详解】由折叠的性质可知,是的角平分线,,用证明,从而得到,设,则,,利用勾股定理得到即,化简得,从而得出,利用三角形的面积公式得到:.
作于点M,于点N,则,
过点G作于点P,
∵于点M,
∴,
设,则,,
又∵,,
∴,,,
∵,即,
∴,,
在中,,,
设,则
∴
∴,
∵,,,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∵,,,,
∴,
∴,
设,则,,
在中,,即,
化简得:,
∴,
∴
故答案是:.
【点睛】本题考查解直角三角形,折叠的性质,全等三角形的判定与性质,角平分线的性质,勾股定理等知识,正确作出辅助线并利用勾股定理列出方程是解题的关键.
2.(2024·广东深圳·中考真题)如图,在中,,,D为上一点,且满足,过D作交延长线于点E,则 .
【答案】
【详解】解:如图,过点A作垂足为H,
∵,,
设,
∴,
∵,,
∴,
∵,
∴,
解得
∴,,
∴,,
∴,
过点C作垂足为M,
∴,,
∵,,
∴,
∴,
故答案为:.
3.(2023·广东·中考真题)综合运用
如图1,在平面直角坐标系中,正方形的顶点A在轴的正半轴上,如图2,将正方形绕点逆时针旋转,旋转角为,交直线于点,交轴于点.
(1)当旋转角为多少度时,;(直接写出结果,不要求写解答过程)
(2)若点,求的长;
(3)如图3,对角线交轴于点,交直线于点,连接,将与的面积分别记为与,设,,求关于的函数表达式.
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)解:∵正方形,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵交直线于点,
∴,
∴,
即;
(2)过点A作轴,如图所示:
∵,
∴,
∴,
∵正方形,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴即,
∴;
(3)∵正方形,
∴,
∵直线,
∴,
∴,
∴O、C、F、N四点共圆,
∴,
∴,
∴为等腰直角三角形,
∴,,
过点N作于点G,交于点Q,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴
∴,
∵,,
∴四边形为矩形,
∴,
∴,
,
∴,
∵,
∴为等腰直角三角形,
∴,
∴
【点睛】题目主要考查全等三角形、相似三角形及特殊四边形的判定和性质,四点共圆的性质,理解题意,作出辅助线,综合运用这些知识点是解题关键.
4.(2025·广东广州·中考真题)如图1,,为中点,点在上方,连接,.
(1)尺规作图:作点关于点的对称点(保留作图痕迹,不写作法),连接,,并证明:四边形为平行四边形;
(2)如图2,延长至点,使得,当点在直线的上方运动,直线的上方有异于点的动点,连接,,,,若,且.
①求证:;
②的长是否存在最大值?若存在,求出该最大值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)见解析
(2)①见解析;②
【详解】(1)解:如图,
∵为中点,
∴,
根据作图可得,
∴四边形为平行四边形,
(2)①∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴且,
∴,
∴,
②∵,,
∴在的外接圆上运动,设的外接圆为
如图,设与交于点,连接,
∴
∴
∵
∴,
∵
∴
又∵
∴
又,则,
∴
∴
∴当为的直径时,取得最大值为
∴的最大值为
5.(2024·广东·中考真题)【知识技能】
(1)如图1,在中,是的中位线.连接,将绕点D按逆时针方向旋转,得到.当点E的对应点与点A重合时,求证:.
【数学理解】
(2)如图2,在中,是的中位线.连接,将绕点D按逆时针方向旋转,得到,连接,,作的中线.求证:.
【拓展探索】
(3)如图3,在中,,点D在上,.过点D作,垂足为E,,.在四边形内是否存在点G,使得?若存在,请给出证明;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析;(3)存在,证明见解析
【详解】证明:(1)是的中位线,
且.
又绕点D按逆时针方向旋转得到
.
(2)由题意可知:,,.
作,则且,
又,
.
根据外角定理
,
,
.
又,是的中位线,
,
,
,
,
,
.
(3)存在点使得.
∵,
∴,
∴在中,,
过点C作于点M,
∴,
∵,
∴
∴,即,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴点M是的中点,
∴是的垂直平分线,
过点D作,交于点P,连接,,
∴,
∴根据三线合一得,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,即,
∴,
过点P作于点N,则四边形是矩形,
∴,
∵,
∴,
∴点N是的中点,
∴垂直平分,
∴,
∴,
∵,,
∴,
又,
∴,
∴,
∵,
∴
即,
∴,
∴当点G与点P重合时,满足.
【点睛】本题考查了旋转的性质、中位线的性质、外角定理、相似三角形的判定与性质、勾股定理、解直角三角形,熟练掌握知识点以及灵活运用是解题的关键.
考点02 四边形压轴
6.(2023·广东广州·中考真题)如图,是菱形的对角线.
(1)尺规作图:将绕点A逆时针旋转得到,点B旋转后的对应点为D(保留作图痕迹,不写作法);
(2)在(1)所作的图中,连接,;
①求证:;
②若,求的值.
【答案】(1)作法、证明见解答;
(2)①证明见解答;②的值是.
【详解】(1)解:如图1,就是所求的图形.
.
(2)证明:①如图2,由旋转得,,,
,,
,
.
②如图2,延长交于点,
,,,
,
,
,
,
,
,
,
设,,
,
,
,
,
,
解关于的方程得,
,
,
的值是.
【点睛】此题重点考查尺规作图、旋转的性质、菱形的性质、全等三角形的判定与性质、相似三角形的判定与性质、勾股定理、锐角三角函数与解直角三角形等知识,此题综合性强,难度较大,属于考试压轴题.
7.(2024·广东深圳·中考真题)垂中平行四边形的定义如下:在平行四边形中,过一个顶点作关于不相邻的两个顶点的对角线的垂线交平行四边形的一条边,若交点是这条边的中点,则该平行四边形是“垂中平行四边形”.
(1)如图1所示,四边形为“垂中平行四边形”,,,则______;______;
(2)如图2,若四边形为“垂中平行四边形”,且,猜想与的关系,并说明理由;
(3)①如图3所示,在中,,,交于点,请画出以为边的垂中平行四边形,要求:点在垂中平行四边形的一条边上(不限作图工具);
②若关于直线对称得到,连接,作射线交①中所画平行四边形的边于点,连接,请直接写出的值.
【答案】(1),
(2),理由见解析
(3)①见解析;②或
【详解】(1)解:∵四边形为“垂中平行四边形”,
∴,,,,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴;
(2)解:,理由如下:
∵四边形为“垂中平行四边形”,
∴,,,,
∴,
∴,
设,则,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴;
(3)解:①第一种情况:如图①,作的平行线,并使得,连接,则四边形为平行四边形,
延长交于,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴为的中点,
∴四边形即为所求的“垂中平行四边形”;
第二种情况:如图②,作的平分线,并取交的平分线于点,延长交的延长线于点,在射线上取,连接,故点为的中点,
∵平分,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴四边形为平行四边形,
∴四边形为所求的“垂中平行四边形”;
第三种情况:如图③,作,交的延长线于点,连接,在的延长线上取点,使得,连接,则点为的中点,
同理可得证明,则,则四边形为平行四边形,
故四边形为所求的“垂中平行四边形”;
②若按照上图①作图,
由题意可得,,四边形是平行四边形,
∴,
∴,
∴是等腰三角形,
作于,则,
∵,,
∴,,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴;
若按照上图②作图,
延长、交于点,
同理可得,是等腰三角形,
连接,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
同理可得,
∵,,,
∴,
∴,
∴;
若按照上图③作图,则没有交点,不存在,故不符合题意,
综上所述,或.
【点睛】本题考查了相似三角形的判定与性质、平行四边形的性质、勾股定理、等腰三角形的判定与性质等知识点,熟练掌握以上知识点并灵活运用,添加适当的辅助线,采用分类讨论与数形结合的思想是解此题的关键.
8.(2024·广东广州·中考真题)如图,在菱形中,.点在射线上运动(不与点,点重合),关于的轴对称图形为.
(1)当时,试判断线段和线段的数量和位置关系,并说明理由;
(2)若,为的外接圆,设的半径为.
①求的取值范围;
②连接,直线能否与相切?如果能,求的长度;如果不能,请说明理由.
【答案】(1),
(2)①且;②能,
【详解】(1)解:,;理由如下:
∵在菱形中,,
∴,,
∵,
∴,
∴,
由对折可得:,
∴;
(2)解:①如图,设的外接圆为,连接交于.连接,,,,
∵四边形为菱形,,
∴, ,,
∴为等边三角形,
∴,
∴共圆,,在上,
∵,
∴,
过作于,
∴,,
∴,
当时,最小,则最小,
∵,,
∴,
∴;
点E不与B、C重合,
,且,
∴的取值范围为且;
②能为的切线,理由如下:
如图,以为圆心,为半径画圆,
∵,
∴在上,
延长与交于,连接,
同理可得为等边三角形,
∴,
∴,
∴,
∵为的切线,
∴,
∴,
∵,
∴为等边三角形,
∴,
∴,
∴,
∴,
由对折可得:,,
过作于,
∴设,
∵,
∴,
∴,
解得:,
∴,
∴.
【点睛】本题考查的是轴对称的性质,菱形的性质,等边三角形的判定与性质,圆周角定理的应用,锐角三角函数的应用,勾股定理的应用,切线的性质,本题难度很大,作出合适的辅助线是解本题的关键.
9.(2024·广东深圳·中考真题)垂中平行四边形的定义如下:在平行四边形中,过一个顶点作关于不相邻的两个顶点的对角线的垂线交平行四边形的一条边,若交点是这条边的中点,则该平行四边形是“垂中平行四边形”.
(1)如图1所示,四边形为“垂中平行四边形”,,,则________;________;
(2)如图2,若四边形为“垂中平行四边形”,且,猜想与的关系,并说明理由;
(3)①如图3所示,在中,,,交于点,请画出以为边的垂中平行四边形,要求:点在垂中平行四边形的一条边上(温馨提示:不限作图工具);
②若关于直线对称得到,连接,作射线交①中所画平行四边形的边于点,连接,请直接写出的值.
【答案】(1),
(2),理由见解析
(3)①见解析;②或.
【详解】(1)解:,为的中点,,,,
,,
,即,解得,
,
;
故答案为:1;;
(2)解:,理由如下:
根据题意,在垂中四边形中,,且为的中点,
,;
又,
,
;
设,则,
,
,
,,
,
,
,
;
(3)解:①第一种情况:
作的平行线,使,连接,
则四边形为平行四边形;
延长交于点,
,
,
,
,,
,即,
为的中点;
故如图1所示,四边形即为所求的垂中平行四边形:
第二种情况:
作的平分线,取交的平分线于点,延长交的延长线于点,在射线上取,连接,
故为的中点;
同理可证明:,
则,
则四边形是平行四边形;
故如图2所示,四边形即为所求的垂中平行四边形:
第三种情况:
作,交的延长线于点,连接,作的垂直平分线;
在延长线上取点F,使,连接,
则为的中点,
同理可证明,从而,
故四边形是平行四边形;
故如图3所示,四边形即为所求的垂中平行四边形:
②若按照图1作图,
由题意可知,,
四边形是平行四边形,
,
,
是等腰三角形;
过P作于H,则,
,,
,,
,
;
,,
,
,即
∴
若按照图2作图,
延长、交于点,
同理可得:是等腰三角形,
连接,
,
,
,
,
;
同理,,
,,,
,即,
,
若按照图3作图,则:没有交点,不存在PE(不符合题意)
故答案为:或.
【点睛】本题考查了垂中平行四边形的定义,平行四边形的性质与判定,相似三角形的判定与性质,勾股定理,尺规作图,等腰三角形的判定与性质等,熟练掌握以上知识点,读懂题意并作出合适的辅助线是解题的关键.
10.(2023·广东深圳·中考真题)(1)如图,在矩形中,为边上一点,连接,
①若,过作交于点,求证:;
②若时,则______.
(2)如图,在菱形中,,过作交的延长线于点,过作交于点,若时,求的值.
(3)如图,在平行四边形中,,,,点在上,且,点为上一点,连接,过作交平行四边形的边于点,若时,请直接写出的长.
【答案】(1)①见解析;②;(2);(3)或或
【详解】解:(1)①∵四边形是矩形,则,
∴,
又∵,
∴,,
∴,
又∵,
∴;
②由①可得,
∴
∴,
又∵
∴,
故答案为:.
(2)∵在菱形中,,
∴,,
则,
∵,
∴,
∵
∴,
∴,
∵,
∴,
又,
∴,
∴,
∴;
(3)①当点在边上时,如图所示,延长交的延长线于点,连接,过点作于点,
∵平行四边形中,,,
∴,,
∵,
∴
∴,
∴
∴
在中,,
则,,
∴
∴,
∵,
∴
∴
∴
∴
设,则,,,
∴
解得:或,
即或,
②当点在边上时,如图所示,
连接,延长交的延长线于点,过点作,则,四边形是平行四边形,
设,则,,
∵
∴
∴,
∴
∴,
∵
∴
过点作于点,
在中,,
∴,,
∴,则,
∴,
∴,
,
∴
∴,
即,
∴
即
解得:(舍去)
即;
③当点在边上时,如图所示,
过点作于点,
在中,,,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴点不可能在边上,
综上所述,的长为或或.
【点睛】本题考查了相似三角形的性质与判定,平行四边形的性质,解直角三角形,矩形的性质,熟练掌握相似三角形的性质与判定,分类讨论是解题的关键.
考点03 圆压轴
11.(2023·广东·中考真题)综合探究
如图1,在矩形中,对角线相交于点,点关于的对称点为,连接交于点,连接.
(1)求证:;
(2)以点为圆心,为半径作圆.
①如图2,与相切,求证:;
②如图3,与相切,,求的面积.
【答案】(1)见解析
(2)①见解析;②
【详解】(1)∵点关于的对称点为,
∴点E是的中点,,
又∵四边形是矩形,
∴O是的中点,
∴是的中位线,
∴
∴,
∴
(2)①过点O作于点F,延长交于点G,则,
∵四边形是矩形,
∴,,
∴,.
∵,,,
∴,
∴.
∵与相切,为半径,,
∴,
∴
又∵即,,
∴是的角平分线,即,
设,则,
又∵
∴
∴
又∵,即是直角三角形,
∴,即
解得:,
∴,即,
在中,,,
∴,
∴;
②过点O作于点H,
∵与相切,
∴,
∵
∴四边形是矩形,
又∵,
∴四边形是正方形,
∴,
又∵是的中位线,
∴
∴
∴
又∵,
∴
又∵,
∴
又∵,
∴是等腰直角三角形,,
设,则
∴
在中,,
即
∴
∴的面积为:
【点睛】本题考查矩形的性质,圆的切线的性质,含度角的直角三角形的性质,等腰直角三角形的性质与判定,中位线的性质定理,角平分线的判定定理等知识,掌握相关知识并正确作出辅助线是解题的关键.
考点04 函数与几何的压轴
12.(2024·广东广州·中考真题)如图,平面直角坐标系中,矩形的顶点在函数的图象上,,.将线段沿轴正方向平移得线段(点平移后的对应点为),交函数的图象于点,过点作轴于点,则下列结论:
①;
②的面积等于四边形的面积;
③的最小值是;
④.
其中正确的结论有 .(填写所有正确结论的序号)
【答案】①②④
【详解】解:∵,,四边形是矩形;
∴,
∴,故①符合题意;
如图,连接,,,与的交点为,
∵,
∴,
∴,
∴的面积等于四边形的面积;故②符合题意;
如图,连接,
∵轴,,
∴四边形为矩形,
∴,
∴当最小,则最小,
设,
∴,
∴,
∴的最小值为,故③不符合题意;
如图,设平移距离为,
∴,
∵反比例函数为,四边形为矩形,
∴,,
∴,,,,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,故④符合题意;
故答案为:①②④
【点睛】本题考查的是反比例函数的图象与性质,平移的性质,矩形的判定与性质,相似三角形的判定与性质,勾股定理的应用,作出合适的辅助线是解本题的关键.
13.(2023·广东广州·中考真题)已知点在函数的图象上.
(1)若,求n的值;
(2)抛物线与x轴交于两点M,N(M在N的左边),与y轴交于点G,记抛物线的顶点为E.
①m为何值时,点E到达最高处;
②设的外接圆圆心为C,与y轴的另一个交点为F,当时,是否存在四边形为平行四边形?若存在,求此时顶点E的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)的值为1;
(2)①;②假设存在,顶点E的坐标为,或.
【详解】(1)解:把代入得;
故的值为1;
(2)解:①在中,令,则,
解得或,
,,
点在函数的图象上,
,
令,得,
即当,且,
则,解得:(正值已舍去),
即时,点到达最高处;
②假设存在,理由:
对于,当时,,即点,
由①得,,,,对称轴为直线,
由点、的坐标知,,
作的中垂线交于点,交轴于点,交轴于点,则点,
则,
则直线的表达式为:.
当时,,
则点的坐标为.
由垂径定理知,点在的中垂线上,则.
四边形为平行四边形,
则,
解得:,
即,且,
则,
∴顶点E的坐标为,或.
【点睛】本题为反比例函数和二次函数综合运用题,涉及到一次函数基本知识、解直角三角形、平行四边形的性质、圆的基本知识,其中(3),数据处理是解题的难点.
14.(2023·广东深圳·中考真题)蔬菜大棚是一种具有出色的保温性能的框架覆膜结构,它出现使得人们可以吃到反季节蔬菜.一般蔬菜大棚使用竹结构或者钢结构的骨架,上面覆上一层或多层保温塑料膜,这样就形成了一个温室空间.如图,某个温室大棚的横截面可以看作矩形和抛物线构成,其中,,取中点O,过点O作线段的垂直平分线交抛物线于点E,若以O点为原点,所在直线为x轴,为y轴建立如图所示平面直角坐标系.
请回答下列问题:
(1)如图,抛物线的顶点,求抛物线的解析式;
(2)如图,为了保证蔬菜大棚的通风性,该大棚要安装两个正方形孔的排气装置,,若,求两个正方形装置的间距的长;
(3)如图,在某一时刻,太阳光线透过A点恰好照射到C点,此时大棚截面的阴影为,求的长.
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)解:∵抛物线的顶点,
设抛物线的解析式为,
∵四边形为矩形,为的中垂线,
∴,,
∵,
∴点,代入,得:
,
∴,
∴抛物线的解析式为;
(2)∵四边形,四边形均为正方形,,
∴,
延长交于点,延长交于点,则四边形,四边形均为矩形,
∴,
∴,
∵,当时,,解得:,
∴,,
∴,
∴;
(3)∵,垂直平分,
∴,
∴,
设直线的解析式为,
则:,解得:,
∴,
∵太阳光为平行光,
设过点平行于的光线的解析式为,
由题意,得:与抛物线相切,
联立,整理得:,
则:,解得:;
∴,当时,,
∴,
∵,
∴.
【点睛】本题考查二次函数的实际应用.读懂题意,正确的求出二次函数解析式,利用数形结合的思想,进行求解,是解题的关键.
15.(2024·广东·中考真题)【问题背景】
如图1,在平面直角坐标系中,点B,D是直线上第一象限内的两个动点,以线段为对角线作矩形,轴.反比例函数的图象经过点A.
【构建联系】
(1)求证:函数的图象必经过点C.
(2)如图2,把矩形沿折叠,点C的对应点为E.当点E落在y轴上,且点B的坐标为时,求k的值.
【深入探究】
(3)如图3,把矩形沿折叠,点C的对应点为E.当点E,A重合时,连接交于点P.以点O为圆心,长为半径作.若,当与的边有交点时,求k的取值范围.
【答案】(1)证明见解析;(2);(3)
【详解】(1)设,则,
∵轴,
∴D点的纵坐标为,
∴将代入中得:得,
∴,
∴,
∴,
∴将代入中得出,
∴函数的图象必经过点C;
(2)∵点在直线上,
∴,
∴,
∴A点的横坐标为1,C点的纵坐标为2,
∵函数的图象经过点A,C,
∴,,
∴,
∴,
∵把矩形沿折叠,点C的对应点为E,
∴,,
∴,
如图,过点D作轴,过点B作轴,
∵轴,
∴H,A,D三点共线,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,,
∴,
由图知,,
∴,
∴;
(3)∵把矩形沿折叠,点C的对应点为E,当点E,A重合,
∴,
∵四边形为矩形,
∴四边形为正方形,,
∴,,,
∵轴,
∴直线为一,三象限的夹角平分线,
∴,
当过点B时,如图所示,过点D作轴交y轴于点H,
∵轴,
∴H,A,D三点共线,
∵以点O为圆心,长为半径作,,
∴,
∴,
∴,,,
∵轴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
当过点A时,根 据A,C关于直线对轴知,必过点C,如图所示,连,,过点D作轴交y轴于点H,
∵,
∴为等边三角形,
∵,
∴,
∴,,
∴,,
∵轴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴当与的边有交点时,k的取值范围为.
【点睛】本题主要考查了相似三角形的判定和性质,解直角三角形,一次函数的性质,反比例函数的性质,矩形的性质,正方形的判定和性质,轴对称的性质,圆的性质等知识点,熟练掌握其性质,合理作出辅助线是解决此题的关键.
16.(2024·广东深圳·中考真题)为了测量抛物线的开口大小,某数学兴趣小组将两把含有刻度的直尺垂直放置,并分别以水平放置的直尺和竖直放置的直尺为x,y轴建立如图所示平面直角坐标系,该数学小组选择不同位置测量数据如下表所示,设的读数为x,读数为y,抛物线的顶点为C.
(1)(Ⅰ)列表:
①
②
③
④
⑤
⑥
x
0
2
3
4
5
6
y
0
1
2.25
4
6.25
9
(Ⅱ)描点:请将表格中的描在图2中;
(Ⅲ)连线:请用平滑的曲线在图2将上述点连接,并求出y与x的关系式;
(2)如图3所示,在平面直角坐标系中,抛物线的顶点为C,该数学兴趣小组用水平和竖直直尺测量其水平跨度为,竖直跨度为,且,,为了求出该抛物线的开口大小,该数学兴趣小组有如下两种方案,请选择其中一种方案,并完善过程:
方案一:将二次函数平移,使得顶点C与原点O重合,此时抛物线解析式为.
①此时点的坐标为________;
②将点坐标代入中,解得________;(用含m,n的式子表示)
方案二:设C点坐标为
①此时点B的坐标为________;
②将点B坐标代入中解得________;(用含m,n的式子表示)
(3)【应用】如图4,已知平面直角坐标系中有A,B两点,,且轴,二次函数和都经过A,B两点,且和的顶点P,Q距线段的距离之和为10,求a的值.
【答案】(1)图见解析,;
(2)方案一:①;②;方案二:①;②;
(3)a的值为或.
【详解】(1)解:描点,连线,函数图象如图所示,
观察图象知,函数为二次函数,
设抛物线的解析式为,
由题意得,
解得,
∴y与x的关系式为;
(2)解:方案一:①∵,,
∴,
此时点的坐标为;
故答案为:;
②由题意得,
解得,
故答案为:;
方案二:①∵C点坐标为,,,
∴,
此时点B的坐标为;
故答案为:;
②由题意得,
解得,
故答案为:;
(3)解:根据题意和的对称轴为,
则,,的顶点坐标为,
∴顶点距线段的距离为,
∴的顶点距线段的距离为,
∴的顶点坐标为或,
当的顶点坐标为时,,
将代入得,解得;
当的顶点坐标为时,,
将代入得,解得;
综上,a的值为或.
【点睛】本题主要考查二次函数的综合应用,抛物线的平移等,理解题意,综合运用这些知识点是解题关键.
17.(2025·广东·中考真题)定义:把某线段一分为二的点,当整体线段比大线段等于大线段比小线段时,则称此线段被分为中外比,这个点称为中外比点.
(1)如图,点是线段的中外比点,,,求的长.
(2)如图,用无刻度的直尺和圆规求作一点把线段分为中外比.(保留作图痕迹,不写作法)
(3)如图,动点在第一象限内,反比例函数的图象分别与矩形的边,相交于点,,与对角线相交于点.当是等腰直角三角形时,探究点,,是否分别为,,的中外比点,并证明.
【答案】(1)
(2)见解析
(3)当是等腰直角三角形时,点,,分别为,,的中外比点,证明过程见解析
【详解】(1)解:设,则,
根据题意,得:,即,
整理,得:,解得:,,
,
舍去,
.
(2)解:如图所示,点为所求.
设,
根据题意,得:,,
,
,,
,,
,
点为线段的中外比点.
(3)解:当是等腰三角形时,点、、分别为,,的中外比点,理由如下:
第一种情况:当,则,
,
四边形是矩形,
,
,
,
,
设点,
,,则,
点、在反比例函数的图象上,
得:,
由①得:,将其代入②,得:,
整理,得:,
解得:,
,(舍去),
,,,
,,,
,,,
,,
,,
,,
点、为、的中外比点.
点在反比例函数的图象上,,
,
反比例函数为,
,
设直线的函数解析式为,
将点,代入,得:,
直线的函数解析式为,
联立方程组,解得:,
,
,
点为的中外比点.
第二种情况:当,则,
,
四边形是矩形,
,
,
,
,
设点,
,,则,
点、在反比例函数的图象上,
得:,
由①得:,将其代入②,得:,
整理,得:,
解得:,
,(舍去),
,,,
,,,
,,,
,,
点、为、的中外比点.
点在反比例函数的图象上,,
,
反比例函数为,
,
设直线的函数解析式为,
将点,代入,得:,
直线的函数解析式为,
联立方程组,解得:,
,
,
点为的中外比点.
第三种情况:当,则点、分别位于轴、轴上,与反比例函数不符,因此这种情况不存在.
综上所述,当是等腰直角三角形时,点,,分别为,,的中外比点.
【点睛】本题主要考查了解一元二次方程,中外比点即黄金分割点的尺规作图,矩形的性质,全等三角形的判定与性质,反比例函数的图象与性质,二次根式的混合运算,用待定系数法求一次函数和反比例函数的解析式,一次函数与反比例函数的交点坐标,两点坐标的距离公式,熟练掌握相关知识点是解题关键.
18.(2024·广东广州·中考真题)已知抛物线过点和点,直线过点,交线段于点,记的周长为,的周长为,且.
(1)求抛物线的对称轴;
(2)求的值;
(3)直线绕点以每秒的速度顺时针旋转秒后得到直线,当时,直线交抛物线于,两点.
①求的值;
②设的面积为,若对于任意的,均有成立,求的最大值及此时抛物线的解析式.
【答案】(1)对称轴为直线:;
(2)
(3)①,②的最大值为,抛物线为;
【详解】(1)解:∵抛物线,
∴抛物线对称轴为直线:;
(2)解:∵直线过点,
∴,
如图,
∵直线过点,交线段于点,记的周长为,的周长为,且,
∴在的左边,,
∵在抛物线的对称轴上,
∴,
∴,
设,
∴,
解得:,
∴,
∴,
∴,
解得:;
(3)解:①如图,当时,与抛物线交于,
∵直线,
∴,
∴,
解得:,
②∵,
当时,,
∴,
∴,,
∴
,
∵,
∴当时,的最小值为,
∴此时,
∵对于任意的,均有成立,
∴的最大值为,
∴抛物线为;
【点睛】本题考查的是二次函数的图象与性质,一次函数的性质,坐标与图形面积,一元二次方程根与系数的关系,理解题意,利用数形结合的方法解题是关键.
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