内容正文:
数学
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2
专题五 直线型(三角形四边形、多边
形)几何综合题
3
动点类几何综合题
1.[2025新疆]如图,在等腰直角三角形中, , ,
,点是的中点,点和点分别是线段和 上的动点.
第1题图
4
解:为等腰直角三角形, , ,
,
当点和点分别是和 的中点时,
可得, ,
故 ;
第1题图
(1)当点和点分别是和的中点时,求 的值;
(2)当时,以点,,为顶点的三角形与相似,求
的值;
第1题图
6
第1题图
解:, ,
设,则, ,
在等腰直角三角形中, , ,
,
, ,
是的中点, ,
7
当以点,,为顶点的三角形与 相似时,分两种情况:
第1题图
①当时, ,
即 ,此方程无解,不符合题意;
②当时, ,
,解得
(不符合题意,舍去)或 ,
;
8
(3)多解法 当时,求 的最小值.
第1题图
9
解:解法一(几何法):, .
如解图①,过点作的垂直平分线,过点作 的平行线,两条射线相
交于点,连接,则 是等腰直角三角形,
, ,
四边形为平行四边形, ,
将绕点顺时针旋转 得到,
连接, ,则,
, ,
,
10
又, ,, ,
, ,
当且仅当,,,三点共线时,等号成立,即此时 取最小值,
为 的长,
在中,,
, ,
的最小值为 .
解法二(代数法):过点作于点,过点作于点 ,
如解图②.
,,设 ,
则, ,
,
, ,
由勾股定理可得
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,
上式结果可看成在平面直角坐标系中点到点和点 的距离之
和,
欲求和最小,根据将军饮马原理,作点关于轴的对称点 ,将
求解 的最小值转化为求两点之间的距离,
则的最小值为 .
第2题图
2.[2025龙东地区]如图,在平面直角坐标系中,菱形的边在 轴
上,,的长是一元二次方程 的根,过
点作交于点,交对角线于点.动点从点 以每秒1个单
位长度的速度沿向终点运动,动点 从点
以每秒个单位长度的速度沿向终点 运
动,,两点同时出发,设运动时间为 秒.#1
(1)求点 坐标;
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第2题图
解:由,解得, (舍去),
,
四边形为菱形,
,平分 ,
,
, ,
又,, ,
, 点 ;
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(2)连接,,求的面积关于运动时间 的函数解析式;
第2题图
16
解:根据题意可知,, ,
如解图①,过点作于点,则 ,
又由点坐标得, ,
过点作轴于点, 四边形 为菱形,
,, ,
, ,
, ,
17
当时, ,
,
当时,点与点重合, 不存在;
当时, ,
,
综上所述,
(3)当时,在对角线上是否存在一点,使得是含 角
的等腰三角形.若存在,请直接写出点 的坐标;若不存在,请说明理由.
第2题图
解:存在.点的坐标为或或, .
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【解法提示】如解图②,由(2)可知,当时,
,点和点 重合,,此时
为 的中点,,
.根据题意,在 中,当
为顶角时,点与点重合,此时;当
为顶角时,点与点重合,此时;
当 为顶角时,,设,则 ,
,, ,,
此时, .
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3.[2025扬州]问题:如图①,点为正方形内一个动点,过点 作
,,矩形的面积是矩形 面积的2倍,探索
的度数随点 运动的变化情况.
第3题图
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【从特例开始】
(1)小玲利用正方形网格画出了一个符合条件的特殊图形(如图②),
请你仅用无刻度的直尺连接一条线段,由此可得此图形中____ ;
45
解:如解图①,线段 即为所求.
第3题解图①
【解法提示】如解图①,将,与格线的交点分别
记为, ,由网格可得,,
,,
, ,,
为等腰直角三角形, .
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(2)小亮也画出了一个符合条件的特殊图形(如图③),其中
,,,求此图形中 的度数;
第3题图
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解:如解图②,延长至点,使得,连接, ,
第3题解图②
四边形 是正方形,
, ,
,, ,
24
,
易知四边形,, 为矩形,
,, ,
, ,
, 在和中,
, ,
, ,
,即 ;
【一般化探索】
(3)利用图①,探索上述问题中的度数随点 运动的变化情况,并
说明理由.
解:随点的运动,的度数不变且为 ,理由如下:
如解图③,延长至点,使得,连接, ,
第3题解图③
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第3题解图③
四边形 是正方形,
, ,
,
, ,
,
易知四边形,,, 均为矩形,
设正方形的边长为,, ,
, ,
,, ,
,
,整理得 ,
在中, ,
,
(舍去负值), ,
第3题解图③
在和中,
, ,
, ,
,即 .
第3题解图③
4. 【问题初探】
(1)数学活动课上,老师给出如下问题:如图①,在中,
和的平分线相交于点.求证:点到与 的距离相等.
①如图②,小思同学从和的平分线相交于点 这个条件出发作
出了如下辅助线:过点分别作于点,于点,延长
交于点 ;
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②如图③,小勤同学从结论的角度出发作出了如下辅助线:过点 分别作
于点,于点,延长交于点 .
请你选择一位同学的解题思路,写出证明过程;
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解:选择小思同学的解题思路:
证明: 四边形是平行四边形, .
, ,
, .
又平分,平分, ,
, .
,即点到与 的距离相等;
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选择小勤同学的解题思路:
证明: 四边形是平行四边形, ,
, .
平分,平分 ,
, ,
, ,
33
,, ,
又 , ,
.
,即点到与 的距离相等;(任选一个进行证明即可)
【深入分析】
(2)为了帮助学生进一步探索,老师在图①的基础上,提出了下面的问
题,请你解答.
如图④,在中,点是延长线上任意一点,连接 并延长交直
线于点.求证: ;
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证明:如解图①,延长交于点 ,
第4题解图
由(1)得 在中, ,
, ,
, ;
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【拓展延伸】
(3)如图⑤,在中,连接,,, ,点
从点出发以每秒个单位长度的速度向终点运动,点从点 出发以每
秒1个单位长度的速度向终点运动,设运动时间为秒,当 的平分
线恰好经过的中点时,求线段 的长.
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解:如解图②,延长,相交于点,取的中点,连接, .
当平分时,易证平分, .
,, ,
, .
在中, ,
, ,
,
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,即, .
,易得 ,
,即,解得或 (不符题意,舍),
, ,
过点作于点,则, ,
, .
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