内容正文:
2026年重庆中考数学 动态几何与二次函数综合专题
目 录
一、动态几何与二次函数相关(常规问题) 1
二、动态几何与二次函数相关(变式问题) 15
一、动态几何与二次函数相关(常规问题)
1.如图,在矩形中,,,动点以每秒个单位长度的速度从点出发,动点以每秒个单位长度的速度从点出发,点沿折线方向运动,点沿射线方向运动,当点追上点时,均停止运动.设运动时间为x秒,的面积为.
(1)请直接写出关于的函数表达式,并注明自变量的取值范围.
(2)在给定的平面直角坐标系中,画出函数的图象,并写出函数的一条性质.
(3)结合函数图象,直接写出时的取值范围.(近似值保留一位小数,误差不超过)
2.如图,矩形中,,,点E在边上,且,点P从点B出发,沿运动,速度为每秒2个单位;点Q从点B出发,沿方向运动,速度为每秒1个单位,点Q到达点E时停止运动.两个点同时出发,点P的运动时间为x秒,且.在运动过程中,的面积为y.
(1)求出y与x的函数解析式,并在所给的坐标系中画出函数y的图象;
(2)结合图象,写出函数y的一条性质;
(3)根据图象直接写出当时,自变量x的取值范围.(误差不超过)
3.如图,已知在矩形中,,,动点从点出发,沿方向以每秒个单位的速度运动,同时,动点从点出发,沿方向以每秒个单位的速度运动,当点到达点时,、两点都停止运动.设动点运动的时间为秒,规定,.
(1)请直接写出,分别关于的函数表达式,并注明自变量的取值范围;
(2)在给定的平面直角坐标系中画出函数,的图象,并写出函数的一条性质;
(3)结合函数图像,直接写出时的取值范围.
4.已知在矩形中,,,动点从点出发,沿方向以每秒1个单位的速度运动,同时,动点从点出发,沿方向以每秒2个单位的速度运动,当点到达点时,、两点都停止运动.设动点P运动的时间为秒,规定,.
(1)请直接写出分别关于的函数表达式,并注明自变量的取值范围;
(2)在给定的平面直角坐标系中画出函数的图象;并写出函数的一条性质;
(3)根据函数,当时,直接写出的值为______.
5.如图,在中,,,,动点以每秒的速度从点出发,沿折线方向运动,动点以每秒的速度从点同时出发,沿折线方向运动,当两者相遇时停止运动.设运动时间为,的面积为.
(1)请直接写出关于的函数解析式,并注明自变量的取值范围;
(2)在平面直角坐标系中画出这个函数的图象,并写出该函数的一条性质;
(3)当的面积为时,请直接写出的值(保留一位小数,误差不得超过0.2).
6.如图,矩形中,,点F是线段的中点,动点P从点A出发,沿射线方向以每秒2个单位长度的速度运动,同时动点Q从点B出发沿折线B→C→F方向以每秒1个单位长度的速度运动.当点Q到达点F时,P、Q两点都停止运动.设动点P运动的时间为x秒,的面积为y.
(1)请直接写出y与x的函数关系式,并写出自变量x的取值范围(面积不为0);
(2)在给定的平面直角坐标系内画出这个函数的图像,并写出该函数的一条性质;
(3)结合函数图像,在范围内,与函数有2个交点,直接写出t的求值范围.
7.如图,在正方形中,,动点以个单位每秒的速度沿的线路运动,同时,动点以1个单位每秒的速度沿的线路运动,当一个动点先到达终点时,另一个动点随之停止运动.设运动时间为秒,三角形的面积记为.
(1)请直接写出关于的函数表达式,并注明自变量的取值范围;
(2)在给定的平面直角坐标系中画出函数的图象;请写出函数的一条性质;
(3)若函数,结合函数图象,直接写出时的取值范围.(近似值保留一位小数,误差不超过)
8.如图,在长方形中,,,点从点以每秒个单位长度的速度沿方向运动,点从点以每秒个单位长度的速度沿方向运动,当点到达终点时,点也随之停止运动,连接,.设点运动时间为秒,的面积为.
(1)请直接写出关于的函数表达式,并注明自变量的取值范;
(2)在给定的平面直角坐标系中画出函数的图象,并写出该函数的一条性质;
(3)结合函数的图象,请直接写出该函数图象与直线有两个交点时的取值范围:.
9.如图,正方形的边长为6,点P从点A出发,以每秒2个单位长度的速度沿折线A→D→C方向运动,同时点Q从点B出发,以每秒1个单位长度的速度沿B→C方向运动,P、Q同时停止运动.连接、.设点P运动的时间为x秒(),的面积为y.
(1)请直接写出y与x的函数表达式,并写出自变量x的取值范围;
(2)在给定的平面直角坐标系中画出函数y的图象,并写出函数y的一条性质;
(3)结合函数图象,请直接写出时x的取值范围(近似值保留小数点后一位,误差不超过0.2).
10.如图,矩形中,,,、两点分别从点、点同时出发,点以每秒钟1个单位的速度沿运动,点以每秒钟2个单位的速度沿运动,当点到达点时,点也随之停止运动,设的面积为,、两点的运动时间为.
(1)直接写出关于的函数表达式,并注明自变量的取值范围;
(2)在给定的平面直角坐标系中画出函数的图象,并写出函数的一条性质;
(3)结合函数图像,请直接写出函数值时,自变量的取值范围.(近似值保留小数点后一位,误差不超过0.2)
11.如图①,在正方形中,.点从点出发,以的速度沿折线运动,同时点从点出发,以的速度沿线段运动,连接,.当到达点时,,两点同时停止运动.设点运动的时间为,,的面积为.
(1)请直接写出与的函数表达式,并注明自变量的取值范围;
(2)在给定的平面直角坐标系图②中,画出函数的图象;
(3)若(2)中函数的图象与直线有两个交点,求的取值范围.
12.如图1,在中,,,.点P从点A出发,以2的速度沿折线运动,同时点Q从点B出发,以1的速度沿线段运动,当点Q到达点C时,P,Q停止运动.设点P运动的时间为,的面积为.
(1)请直接写出与x的函数关系式,并注明自变量x的取值范围(面积不取0);
(2)在图2平面直角坐标系中,画出的函数图象,并写出这个函数的一条性质:_______;
(3)若与x的函数图象与直线有一个交点,则n的取值范围是________.
13.如图,在平行四边形中,,,,动点以每秒1个单位长度的速度从点出发,沿方向运动,动点以每秒2个单位长度的速度从点出发,沿方向运动,动点以每秒2个单位长度的速度从点出发,沿方向运动.点、、三点同时出发,当点到达点时,点,和均停止运动,设动点运动的时间为秒,的面积为,点与点之间的距离为.
(1)请直接写出,分别关于的函数表达式,并注明自变量的取值范围;
(2)在给定的平面直角坐标系中画出,的图象,并写出函数的一条性质;
(3)结合函数图象,请直接写出时的取值范围.(近似值保留小数点后一位,误差不超过)
14.如图,在中,,,动点从点出发,以2个单位/秒沿折线方向运动,运动到点停止.设运动时间为,于点,设以为边长的正方形的面积为.
(1)求关于的函数解析式,并注明自变量的取值范围;
(2)在平面直角坐标系中画出这个函数的图象,并写出该函数的一条性质;
(3)结合函数图象,如果与该函数图象有两个不同的交点,请写出的取值范围.
15.如图,在中,,,,点P以每秒2个单位长度的速度从点A出发,沿折线方向向C点匀速运动,点Q以每秒1个单位长度的速度从点A出发沿方向向C点运动,其中一个点到达终点C,另一个点也随之停止运动,两点同时出发,设P点运动的时间为x秒,的面积为y.
(1)请直接写出y关于x的函数关系式及对应的x的取值范围.
(2)请在给出的平面直角坐标系中画出y的图象,并写出函数y的一条性质.
(3)结合你所画的函数图象,当时,请直接写出x的取值范围.
16.如图,矩形中,,,点是线段的中点.动点从点出发,沿射线方向以每秒2个单位长度的速度运动,同时动点从点出发沿折线方向以每秒1个单位长度的速度运动.当点到达点时,、两点都停止运动.设动点运动的时间为秒,的面积为.
(1)请直接写出与的函数关系式,并写出自变量的取值范围(面积不为0);
(2)在给定的平面直角坐标系内画出这个函数的图像,并写出该函数的一条性质;
(3)结合函数图像,写出的面积为1时的值(保留一位小数,误差不得超过0.2).
17.如图,在正方形中,.P、Q两点从点B同时出发,点P以每秒1个单位长度的速度沿方向运动,点Q以每秒2个单位长度的速度沿折线方向运动,当点P到达点A时,点Q也随之停止运动.设点P运动的时间为x秒,的面积为.
(1)请直接写出关于x的函数表达式,并注明自变量x的取值范围;
(2)在给定的平面直角坐标系中画出函数的图象,并写出该函数的一条性质;
(3)若与x的函数图象与直线有两个交点,请直接写出k的取值范围.
18.如图,在正方形中,,动点以每秒1个单位长度的速度从点出发,沿折线方向匀速运动(点不与、重合),连接,;动点以每秒个单位长度的速度从点同时出发,沿方向匀速运动(点不与、重合),过点作交对角线于点.设运动时间为秒,的面积为,的面积为.
(1)请直接写出、关于的函数表达式,并注明自变量的取值范围;
(2)在给定的平面直角坐标系中,画出函数、图象,并写出函数的一条性质;
(3)结合图象,请直接写出当时,的取值范围.(近似值保留小数点后一位,误差不超过0.2)
19.如图,在四边形中,,于点E,,,.动点P从点A出发,沿方向以每秒2个单位长度的速度运动,同时动点Q从点E出发,沿折线方向以每秒1个单位长度的速度运动.当点Q到达点D时,P、Q两点都停止运动.设动点P运动的时间为x秒,的面积为y.
(1)请直接写出y关于x的函数关系式并注明自变量x的取值范围;
(2)在给定的平面直角坐标系中,画出这个函数的图象,并写出该函数的一条性质;
(3)结合函数图象,直接写出的面积小于3时x的取值范围.
20.如图,在四边形中,,,,,是线段上从点向点运动的一个动点(不含、),是线段上从点向点运动的一个动点(不含、),点、同时开始运动,当其中一个动点抵达终点时,另一个立即停止运动.连接,.已知点在其运动路径上的速度始终为每秒个单位长度,点在其运动路径上的速度始终为每秒个单位长度,设点的运动时间为秒,的面积为,的面积的为.
(1)请直接写出,分别关于的函数解析式,并注明自变量的取值范围;
(2)在图中画出函数,的图象,并分别写出函数,的一条性质;
(3)结合函数图象,请直接写出时的取值范围(近似值保留小数后一位,误差不超过)
21.如图,在四边形中,,,,,是线段上从点向点运动的一个动点(不含、),是线段上从点向点运动的一个动点(不含、),点、同时开始运动,当其中一个动点抵达终点时,另一个立即停止运动.连接,.已知点在其运动路径上的速度始终为每秒1个单位长度,点在其运动路径上的速度始终为每秒2个单位长度,设点的运动时间为秒,的面积为,的面积为.
(1)请求出和关于的函数解析式,并说明的取值范围;
(2)在图2中画出关于的函数图象,并写出一条这一函数的性质:________;
(3)若,请结合图象直接写出满足条件的所有整数的值.
22.如图,为正方形中边上一点,,.动点P,Q同时从点B出发,以相同的速度分别沿,向点A,点C移动,连接,,.设点P运动的路程为x,的面积为,的面积为.
(1)分别写出,关于x的函数解析式及x的取值范围;
(2)在给定的平面直角坐标系中画出,的函数图象,并分别写出,的一条性质;
(3)结合函数图象,直接写出时,x的取值范围.
23.如图,中,,点E是边上一点(不与B、C重合),以为边在上方构造正方形,设线段的长度为x,线段的长度为,正方形的面积为,的面积为
(1)请直接写出分别关于x的函数表达式,并写出自变量x的取值范围;
(2)在给定的平面直角坐标系中画出的图象,并分别写出的一条性质;
(3)结合函数图象,请直接写出时x的取值范围近似值保留小数点后一位,误差不超过
24.如图,在矩形中,,,点E为上一定点,满足,连接,,动点M从A点出发,沿着折线运动,运动速度为每秒1个单位长度,动点N从C点出发,沿着向E运动,速度为每秒个单位长度,当点M停止运动时,点N也同时停止.过点N作于点F.设运动时间为x秒,记的面积为,的面积为.
(1)请直接写出,分别关于x的函数表达式,并注明自变量x的取值范围;
(2)在给定的平面直角坐标系中,画出,的图象,并写出的一条性质;
(3)结合函数图象,请直接写出函数的取值范围(近似值保留小数点后一位,误差不超过0.2).
25.如图,在菱形中,,,动点均以每秒1个单位长度的速度同时从点A出发,点P沿折线方向运动,点Q沿折线方向运动,当两动点相遇时停止运动,设运动时间为x秒,以线段为边长的正方形面积为y.
(1)请直接写出y关于x的函数表达式,并注明自变量x的取值范围;
(2)在给定的平面直角坐标系中画出这个函数图象,并写出该函数的一条性质;
(3)结合函数图象,直接写出时x的取值范围.
26.如图所示,四边形中,,,,动点P以每秒个单位长度从点D出发,沿运动到点C停止运动,动点Q以每秒1个单位长度从点D出发,沿运动到点A再返回到点D后停止运动,设运动时间为x秒.设的面积为y.
(1)直接写出y关于x的函数关系式,并写出函数自变量的取值范围;
(2)在给定的平面直角坐标系内,画出该函数图象,并写出函数的一条性质;
(3)已知函数的图象如图所示,根据你所画的函数图象,直接写出时x的取值范围(结果精确到).
二、动态几何与二次函数相关(变式问题)
1.如图1,在正方形中,以A为原点,所在的直线为x轴、y轴,建立平面直角坐标系,正方形的边长为4,点P从点B出发,以每秒2个单位长度的速度沿向点D运动,同时点Q从点A出发,仍以每秒2个单位长度的速度沿向点C运动,当点P运动到点D时,P、Q两点同时停止运动,设点P运动的时间t秒,的面积为S.
(1)通过取点、画图、测量,得到了S与t的几组值,如下表:
t
1
2
3
4
s
m
8
n
8
请直接写出m=________,n=________;
(2)直接写出S关于t的函数关系式;并写出相应t的取值范围.
__________________________________________;
(3)如图2,在平面直角坐标系中,描出已补全后的表中各对对应值为坐标的点,画出该函数的图象;根据图象填空:
①当_____________________,S随t的增大而增大.
②已知的图象如图所示,请直接写出当时,t的取值范围_________.
2.在矩形中,,.动点P以每秒2个单位长度的速度从点A出发,沿方向运动,动点Q以每秒1个单位长度的速度从点C出发,沿着运动,设点P,Q的运动时间均为x秒,E是边上的一个动点,记的面积为,点E到点P的距离为.
(1)若E到点P的距离满足,平面直角坐标系中已经画出的部分图象,请你根据解析式补全表格,画出的图像的剩余部分,并写出函数的一条性质;
x
1
2
3
5
1
(2)请直接写出关于x的函数关系式及自变量的取值范围,并在给定的平面直角坐标系中画出的图象;
(3)结合函数图象,请直接写出当时x的取值范围.(近似值保留小数点后一位,误差不超过).
3.如图,是等腰直角三角形,,,点P在的边上沿路径B→A→C移动,过点P作于点D.设,的面积为(当点P与点B或点C重台时,y的值为0)
小姜根据学习函数的经验,对函数y随着自变量x的变化而变化的规律进行了探究.下面是小姜的探究过程,请补充完整:
(1)求y与x的函数关系,并写出自变量x的取值范围.
(2)通过取点、画图、测量,得到了x与y的几组值,如下表:
x(cm)
0
1
2
3
4
y(cm)
0
m
2
n
0
请直接写出:______,______.
(3)如图,在平面直角坐标系中,描出已补完值后的表中各对对应值为坐标的点,并用平滑的曲线画出该函数的图象.
(4)结合画出的函数图象,写出该函数的一条性质:______.(写出一条即可)
(5)结合画出的函数图象,解决问题:当的面积为时,的长度为______.
4.如图1,在中,,.点以的速度从点A出发沿匀速运动到;同时,点以的速度从点出发沿匀速运动到.两点同时开始运动,到达各自终点后停止,设运动时间为,的面积为.当点在上运动时,S与的函数图象如图2所示.
(1)求线段的长和点的运动速度;
(2)求的面积为关于运动时间t的函数关系式,写出自变量的取值范围,并补全函数图象;
(3)当时间在什么范围内变化时,的面积为的值不小于?请直接写出t的取值范围.
5.如图,在正方形中,E为的中点.以A为原点,、所在直线为x轴、y轴,建立平面直角坐标系.正方形的边长是4.点P从点B出发,沿向点D运动,同时点Q从点E出发.沿向点C运动,点P的速度是每秒2个单位长度,点Q的速度是每秒1个单位长度.当点P运动到点D时,P、Q两点同时停止运动,设点P运动的时间为x秒.的面积为y.
(1)求y关于x的函数关系式,以及x的取值范围;
(2)在平面直角坐标系中画出y的图像,并写出一条函数的性质;
(3)当是以为底边的等腰三角形时,直接写出点P的坐标.
6.如图1,在矩形中,,是的中点.动点从点出发,以每秒1个单位长度的速度沿向点运动,同时动点从点出发,以每秒2个单位长度的速度沿折线运动,当一个点到达点时,另一个点也随之停止运动.连接, ,设动点运动的时间为,的面积为,图2中的曲线是动点在线段上运动时关于的函数图象.
(1)________;
当时,直接写关于的函数解析式为__________.
(2)经探究,发现当点在线段上运动时,是关于的二次函数.请求出此时关于的函数解析式,并直接写出自变量的取值范围.
(3)在整个运动过程中,若存在3个时刻,使得的值相等.
求出的取值范围;
当时,求时的值.
7.如图1,在正方形中,E为的中点,点 P 从点 B 出发,沿B→C→D匀速运动,同时点Q从点 E出发,沿E→B→C 匀速运动,点P的速度是每秒2个单位长度,点Q的速度是每秒1个单位长度.当点P运动到点D时,P,Q两点同时停止运动,设点P运动的时间为,的面积为S.当点Q在上运动时,S关于t的函数图象是图2所示的抛物线的一段.
(1)的长为_____;当点Q与点B重合时,的面积为_____.
(2)当点Q在上运动时,求S关于t的函数解析式,并在图2的平面直角坐标系中画出该函数的图象.
(3)若存在3个时刻 其对应的 的面积均相等,且 求的值.
8.如图1,在等边三角形中,动点P从点C出发沿C→B→A匀速运动,同时动点Q从点B出发沿B→A→C匀速运动,且速度均为每秒1个单位,当点P到达点A时,P,Q两点同时停止运动.设点P运动的时间为,面积为S.图2中的曲线是动点P在边上时S与t的函数图象.
(1)的长为_______;______.
(2)当点P由点B运动到点A时,经探究发现S是关于t的二次函数.请求出此时S与t的函数解析式.
(3)在运动过程中,若存在三个时刻对应的面积均相等,且,求的值.
9.【问题提出】
某兴趣小组开展综合实践活动.如图①,在中,,点从点开始出发沿线段向终点匀速运动,点同时从点开始出发沿折线向终点匀速运动,两点同时到达点.连接,设点运动的路程为,的面积为.经探究发现在某范围内是关于的二次函数,并绘制成如图②所示的图象,图②中点的横坐标为5,点的横坐标为8,请根据图①和图②的信息回答问题.
【初步感知】
(1)①图①中,的长为______,的长为______;
②求点的纵坐标;
(2)求关于的函数表达式;
【延伸探究】
(3)的大小是否发生变化?若变化,请说明理由;若不变化,请求出的正切值;
(4)点为中点,点为线段上靠近点的三等分点,连接,当点在上运动时,请求出长度的最小值.
10.如图1,在正方形中,动点P,Q同时从点A出发,以相同的速度分别沿A→B→C和A→D→C的路径向点C运动.设运动时间为x(单位:),四边形的面积为y(单位:),y与x之间的函数图象如图2所示.
(1)正方形的边长为 ,点P的运动速度为 ;
(2)求y与x之间的函数关系式;
(3)若P在上运动时,点P,Q的位置记为,若P在BC上运动时,点P,Q的位置记为,且点P从运动到的距离为,求六边形面积的最大值.
11.四边形中,,,,,.动点从点出发,以的速度沿边、边、边向终点运动;动点从点同时出发,以的速度沿边向终点运动.设运动的时间为.当时,点的位置如图①所示.当时,的面积(单位:)与运动的时间(单位:)之间的对应关系如图②所示.
请根据相关信息,回答下列问题:
(1)①填表:
运动的时间
2
3
4
5
的面积
32
②填空:四边形的边的长为_______cm;
③请直接写出的面积与运动的时间之间的函数解析式;
(2)当的面积时,求运动的时间的值(直接写出结果即可).
12.如图,正方形的边长为,动点、同时从点出发,以的速度分别沿,和的路径向点移动.设运动时间为秒,由点、、、确定的图形的面积为.
(1)直接写出与之间的函数关系式________;
(2)在给定的平面直角坐标系中画出以上所写函数的图象,并写出该函数的一条性质________;
(3)当取最大值时,________.
13.如图,在中,,.动点P,Q同时从点C出发,动点P以的速度沿向终点A匀速运动;动点Q以的速度沿向终点B匀速运动.连接,设点P的运动时间为,的面积为.
(1)当时,______.
(2)求s与t之间的函数解析式,并写出自变量t的取值范围.
(3)当直线把分成面积比为两部分时,直接写出此时t的值.
14.如图,是等腰直角三角形,其中,.动点P从点A出发以的速度向终点C运动(动点P不与点A、C重合),过点P作,交于点Q,将线段绕点Q逆时针方向旋转得到线段,连接.设与重合部分图形的面积为S(),动点P运动的时间为t(s).
(1)当点M落在边上时,求t的值.
(2)求出S关于t的函数解析式,并写出自变量t的取值范围.
(3)在动点P的整个运动过程中,直接写出S的最大值.
15.如图,在菱形中,.动点P从点A出发以的速度沿射线运动,以为一边在射线的上方作等边.设点P的运动时间为与菱形重叠部分图形的面积为.
(1)的边的长为________.(用含x的代数式表示)
(2)求y关于x的函数解析式,并写出自变量x的取值范围.
16.在等边三角形中,,点D、E、F分别是、、边上的中点,连接、,动点P从点B出发,沿方向以的速度运动,到点运动停止.过点作,垂足为点,过点作交于点.设点运动时间为,与四边形重叠面积为.
(1)当点H与点E重合时,x的值为_____.
(2)求y与x的函数解析式;
(3)当y的值为时,直接写出此时x的值.
17.如图,在正方形中,,点是对角线的中点,动点,分别从点,同时出发,点以的速度沿边向终点匀速运动,点以的速度沿折线向终点匀速运动.连接并延长交边于点,连接并延长交折线于点,连接,,,,得到四边形.设点的运动时间为()(),四边形的面积为()
(1)的长为__________,的长为_________.(用含x的代数式表示)
(2)求关于的函数解析式,并写出自变量的取值范围.
(3)当四边形是轴对称图形时,直接写出的值.
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2026年重庆中考数学 动态几何与二次函数综合专题(解析版)
一、动态几何与二次函数相关(常规问题)
1.如图,在矩形中,,,动点以每秒个单位长度的速度从点出发,动点以每秒个单位长度的速度从点出发,点沿折线方向运动,点沿射线方向运动,当点追上点时,均停止运动.设运动时间为x秒,的面积为.
(1)请直接写出关于的函数表达式,并注明自变量的取值范围.
(2)在给定的平面直角坐标系中,画出函数的图象,并写出函数的一条性质.
(3)结合函数图象,直接写出时的取值范围.(近似值保留一位小数,误差不超过)
【答案】(1)关于的函数表达式为;
(2)画函数图象见解析,当时,随的增大而增大,当时,随的增大而减小(答案不唯一);
(3)或.
【详解】(1)解:当点在上时,即,
则,,
∴;
当点在上时,即,
则,
∴,
综上可知:关于的函数表达式为;
(2)解:列表:
描点,
连线
如图,
当时,随的增大而增大,当时,随的增大而减小;
(3)解:由图象可知:,,
解得:(负值已舍去),,
∴当时的取值范围或.
2.如图,矩形中,,,点E在边上,且,点P从点B出发,沿运动,速度为每秒2个单位;点Q从点B出发,沿方向运动,速度为每秒1个单位,点Q到达点E时停止运动.两个点同时出发,点P的运动时间为x秒,且.在运动过程中,的面积为y.
(1)求出y与x的函数解析式,并在所给的坐标系中画出函数y的图象;
(2)结合图象,写出函数y的一条性质;
(3)根据图象直接写出当时,自变量x的取值范围.(误差不超过)
【答案】(1),函数图象见解析
(2)当时随的增大而增大
(3)当时,自变量的取值范围
【详解】(1)解:当时,
∵,
;
当时,,
;
当时,,
,
综上所述,与的函数解析式为;
函数图象如图所示;
(2)解:当时,随的增大而增大;
(3)解:由图象知,当时,自变量的取值范围.
【点睛】本题是四边形的综合题,考查了矩形的性质,三角形的面积,二次函数的应用,一次函数的应用,一次函数的性质,正确地求出函数解析式是解题的关键.
3.如图,已知在矩形中,,,动点从点出发,沿方向以每秒个单位的速度运动,同时,动点从点出发,沿方向以每秒个单位的速度运动,当点到达点时,、两点都停止运动.设动点运动的时间为秒,规定,.
(1)请直接写出,分别关于的函数表达式,并注明自变量的取值范围;
(2)在给定的平面直角坐标系中画出函数,的图象,并写出函数的一条性质;
(3)结合函数图像,直接写出时的取值范围.
【答案】(1),;
(2)画图见解析,当时随的增大而增大(答案为不唯一);
(3)当时,.
【详解】(1)解:∵四边形是矩形,
∴,,
由题意得:,,
当时,,当时,,
当时,,
∴,;
(2)解:列表:
描点:
连线:
当时随的增大而增大(答案为不唯一);
(3)解:根据图象可知:当时,.
4.已知在矩形中,,,动点从点出发,沿方向以每秒1个单位的速度运动,同时,动点从点出发,沿方向以每秒2个单位的速度运动,当点到达点时,、两点都停止运动.设动点P运动的时间为秒,规定,.
(1)请直接写出分别关于的函数表达式,并注明自变量的取值范围;
(2)在给定的平面直角坐标系中画出函数的图象;并写出函数的一条性质;
(3)根据函数,当时,直接写出的值为______.
【答案】(1),
(2)见解析 (3)2
【详解】(1)解:∵四边形是矩形,
∴,,
由题意可知:,,,
∴,
,
∵当点到达点时,、两点都停止运动,此时
∴自变量x的取值范围为;
(2)解:如图,即为函数,的图象;
函数的性质:当时,函数值随x的增大而增大(答案不唯一);
(3)解:由图象可知:当时,,解得或,
∵,∴,
故答案为:2.
5.如图,在中,,,,动点以每秒的速度从点出发,沿折线方向运动,动点以每秒的速度从点同时出发,沿折线方向运动,当两者相遇时停止运动.设运动时间为,的面积为.
(1)请直接写出关于的函数解析式,并注明自变量的取值范围;
(2)在平面直角坐标系中画出这个函数的图象,并写出该函数的一条性质;
(3)当的面积为时,请直接写出的值(保留一位小数,误差不得超过0.2).
【答案】(1)
(2)作图见解析,该函数的一个性质:当时,有最大值6(答案不唯一)
(3)或
【分析】本题考查动点问题函数图象,一次函数和二次函数图象的作法,勾股定理,
(1)首先根据勾股定理求出,然后求出,当两者相遇时,,然后分以及分别求解即可得出答案;
(2)根据函数解析式描点连线作图,根据图象可写出一条性质;
(3)将分别代入和求解即可.
【详解】(1)解:在中,,,,
.
如图1所示,过点C作于点D,
∵
∴
∴当两者相遇时,
∴;
分两种情况:
①当时,点E在上,点F在上时,如图2,
由题意得,,
∴;
②当时,点E和点F都在上时,过点C作于D,如图3,
由题意得,,
∴
∴
综上所述,y关于x的函数解析式为;
(2)由(1)中得到的函数解析式可知,
当时,;
当时,;
如图,分别描出对应点然后顺次连线.
该函数的一个性质:当时,有最大值6(答案不唯一).
(3)当时,代入函数,得,
解得(负值舍去);
当时,代入函数,得,
解得.
综上所述,当的面积为时,或.
6.如图,矩形中,,点F是线段的中点,动点P从点A出发,沿射线方向以每秒2个单位长度的速度运动,同时动点Q从点B出发沿折线B→C→F方向以每秒1个单位长度的速度运动.当点Q到达点F时,P、Q两点都停止运动.设动点P运动的时间为x秒,的面积为y.
(1)请直接写出y与x的函数关系式,并写出自变量x的取值范围(面积不为0);
(2)在给定的平面直角坐标系内画出这个函数的图像,并写出该函数的一条性质;
(3)结合函数图像,在范围内,与函数有2个交点,直接写出t的求值范围.
【答案】(1)
(2)见解析
(3)
【详解】(1)解:根据题意得:
当点在线段上,点在上时,
此时:,,,
,
;
当点在射线上时,点在上时,
此时:,,
,
;
综上所述:,
(2)解:列表:
0
1
2
3
4
0
1
0
2
4
函数图像如图:
由函数图象可得:
函数的性质:
①当或时,随增大而增大,当时,随增大而减小;
②当时,函数有最大值4;(回答一个即可)
(3)解:由函数图象可得:
在时,
要使与该抛物线有2 个交点,
则
【点睛】本题考查了动点问题、求函数解析式、画函数图象、从函数图象中获取信息,理解题意,正确取出函数解析式,采用分类讨论与数形结合的思想解题,是解此题的关键.
7.如图,在正方形中,,动点以个单位每秒的速度沿的线路运动,同时,动点以1个单位每秒的速度沿的线路运动,当一个动点先到达终点时,另一个动点随之停止运动.设运动时间为秒,三角形的面积记为.
(1)请直接写出关于的函数表达式,并注明自变量的取值范围;
(2)在给定的平面直角坐标系中画出函数的图象;请写出函数的一条性质;
(3)若函数,结合函数图象,直接写出时的取值范围.(近似值保留一位小数,误差不超过)
【答案】(1)
(2)图形见解析;当时,随的增大而增大
(3)
【详解】(1)解:当时,,,
;
当时,
,
综上所述:;
(2)解:如图所示,
性质:当时,随的增大而增大;
(3)解:如图,
由图象得,当时,的取值范围为.
8.如图,在长方形中,,,点从点以每秒个单位长度的速度沿方向运动,点从点以每秒个单位长度的速度沿方向运动,当点到达终点时,点也随之停止运动,连接,.设点运动时间为秒,的面积为.
(1)请直接写出关于的函数表达式,并注明自变量的取值范;
(2)在给定的平面直角坐标系中画出函数的图象,并写出该函数的一条性质;
(3)结合函数的图象,请直接写出该函数图象与直线有两个交点时的取值范围:.
【答案】(1)关于的函数表达式为;
(2)作图见解析,由图可得,当,随的增大而增大
(3).
【详解】(1)解:∵四边形是长方形,
∴,,
当时,点在上,点在上,
∵点从点以每秒个单位长度的速度沿方向运动,点从点以每秒个单位长度的速度沿方向运动,
∴,,
∴,
∴;
当时,点在上,点在上,
∵点从点以每秒个单位长度的速度沿方向运动,点从点以每秒个单位长度的速度沿方向运动,
∴,,
∴;
∴关于的函数表达式为;
(2)解:函数的图象如图所示,
由图可得,当,随的增大而增大;
(3)解:∵,
∴的顶点为,对称轴为,最大值为,
结合图象可得当直线在两条虚线之间(不包括最高点,包括最低点)时,与图象有两个交点,
当过时,,解得:;
当过时,,解得:;
∴结合函数图象,当函数与上述函数的图象有两个交点时的取值范围为.
9.如图,正方形的边长为6,点P从点A出发,以每秒2个单位长度的速度沿折线A→D→C方向运动,同时点Q从点B出发,以每秒1个单位长度的速度沿B→C方向运动,P、Q同时停止运动.连接、.设点P运动的时间为x秒(),的面积为y.
(1)请直接写出y与x的函数表达式,并写出自变量x的取值范围;
(2)在给定的平面直角坐标系中画出函数y的图象,并写出函数y的一条性质;
(3)结合函数图象,请直接写出时x的取值范围(近似值保留小数点后一位,误差不超过0.2).
【答案】(1);
(2)图见解析,当时,函数y有最大值,最大值为9;
(3)或.
【详解】(1)解:当时,点在上,
;
当时,点在上,
,
∴;
(2)解:函数y的图象如图所示,
由图可知,函数y的一条性质:当时,函数y有最大值,最大值为9;
(3)解:由图可知,当时,x的取值范围为或.
10.如图,矩形中,,,、两点分别从点、点同时出发,点以每秒钟1个单位的速度沿运动,点以每秒钟2个单位的速度沿运动,当点到达点时,点也随之停止运动,设的面积为,、两点的运动时间为.
(1)直接写出关于的函数表达式,并注明自变量的取值范围;
(2)在给定的平面直角坐标系中画出函数的图象,并写出函数的一条性质;
(3)结合函数图像,请直接写出函数值时,自变量的取值范围.(近似值保留小数点后一位,误差不超过0.2)
【答案】(1)
(2)图象见解析;当时,y随着x的增大而增大,当时,y随着x的增大而减小;
(3).
【详解】(1)解:矩形中,,,
当点Q在上运动时,即时,
的面积为,
当点Q在上运动时,即时,
的面积为,
∴
(2)函数图象如图所示,
当时,y随着x的增大而增大,当时,y随着x的增大而减小;
(3)根据图象可知,当函数值时,自变量的取值范围为.
11.如图①,在正方形中,.点从点出发,以的速度沿折线运动,同时点从点出发,以的速度沿线段运动,连接,.当到达点时,,两点同时停止运动.设点运动的时间为,,的面积为.
(1)请直接写出与的函数表达式,并注明自变量的取值范围;
(2)在给定的平面直角坐标系图②中,画出函数的图象;
(3)若(2)中函数的图象与直线有两个交点,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)图见解析
(3)当时,函数的图象与直线有两个交点
【详解】(1)解:①解:由题意知,,,
当时,点P在上,
,
当时,点P在上,,
,
综上可得:;
(2)解:根据(1)中解析式列表得:
x
2
4
5
6
8
y
8
16
15
12
0
作图如下:
(3)如图,当过点时,,
此时与的图象只有一个交点,
当过点时,,
此时与的图象只有一个交点,
当时,与的图象有2个交点;
故.
12.如图1,在中,,,.点P从点A出发,以2的速度沿折线运动,同时点Q从点B出发,以1的速度沿线段运动,当点Q到达点C时,P,Q停止运动.设点P运动的时间为,的面积为.
(1)请直接写出与x的函数关系式,并注明自变量x的取值范围(面积不取0);
(2)在图2平面直角坐标系中,画出的函数图象,并写出这个函数的一条性质:_______;
(3)若与x的函数图象与直线有一个交点,则n的取值范围是________.
【答案】(1)
(2)作图见解析,性质:当时,的面积最大,且为4(答案不唯一)
(3)或
【详解】(1)解:当点在线段上时,,
此时,,
∴;
当点在线段上时,,
此时,,
∴,
∴;
综上所述,
(2)解:函数图象如图所示,
性质:当时,的面积最大,且为4(答案不唯一),
故答案为:当时,的面积最大,且为4(答案不唯一);
(3)解:平移,如图所示:
当过时,没有交点,此时函数解析式为,,
当过时,有两个交点,,则,
∴此时函数解析式为,
若与的函数图象与直线有两个交点,则的取值范围是
当过时,有1个交点,则,则,
综上:若与的函数图象与直线有两个交点,则的取值范围是或,
故答案为:或.
13.如图,在平行四边形中,,,,动点以每秒1个单位长度的速度从点出发,沿方向运动,动点以每秒2个单位长度的速度从点出发,沿方向运动,动点以每秒2个单位长度的速度从点出发,沿方向运动.点、、三点同时出发,当点到达点时,点,和均停止运动,设动点运动的时间为秒,的面积为,点与点之间的距离为.
(1)请直接写出,分别关于的函数表达式,并注明自变量的取值范围;
(2)在给定的平面直角坐标系中画出,的图象,并写出函数的一条性质;
(3)结合函数图象,请直接写出时的取值范围.(近似值保留小数点后一位,误差不超过)
【答案】(1);
(2)图象见解析;在时,y随x的增大而减小;在时,y随x的增大而增大(答案不唯一)
(3)或
【详解】(1)解:如图,过点P作于点N,
∵在平行四边形中,,,,
∴,,
根据题意可得,,,则,
∵中,,
∴,
∴;
当点M在上时,即时,,
当点M在上时,即时,;
∴;
(2)解:描点如下:
1
2
3
4
5
6
7
3.5
6
7.5
8
7.5
6
3.5
6
4
2
0
2
4
6
图象如图所示:
函数的性质:在时,y随x的增大而减小;在时,y随x的增大而增大;
(3)解:由函数图象,时,的取值范围是或.
14.如图,在中,,,动点从点出发,以2个单位/秒沿折线方向运动,运动到点停止.设运动时间为,于点,设以为边长的正方形的面积为.
(1)求关于的函数解析式,并注明自变量的取值范围;
(2)在平面直角坐标系中画出这个函数的图象,并写出该函数的一条性质;
(3)结合函数图象,如果与该函数图象有两个不同的交点,请写出的取值范围.
【答案】(1)
(2)图见解析,当时,y随x的增大而增大,当时,y随x的增大而减小(答案不唯一)
(3)
【详解】(1)解:∵在中,,,
∴,
由题意知,当时,在上运动,如图,则,
∵,
∴,
∴;
当时,在上运动,如图,
则,
∴,
∴,
综上所述,y关于t的函数表达式为;
(2)解:由(1)知,该函数图象经过点,,,,,,,
则函数图象如图所示:
由图可知,当时,y随x的增大而增大,当时,y随x的增大而减小;
(3)解:根据图象,当时,直线与该函数图象有两个不同的交点.
15.如图,在中,,,,点P以每秒2个单位长度的速度从点A出发,沿折线方向向C点匀速运动,点Q以每秒1个单位长度的速度从点A出发沿方向向C点运动,其中一个点到达终点C,另一个点也随之停止运动,两点同时出发,设P点运动的时间为x秒,的面积为y.
(1)请直接写出y关于x的函数关系式及对应的x的取值范围.
(2)请在给出的平面直角坐标系中画出y的图象,并写出函数y的一条性质.
(3)结合你所画的函数图象,当时,请直接写出x的取值范围.
【答案】(1)
(2)图见详解,当时,y随着x的增大而增大(答案不唯一)
(3)或
【详解】(1)解:当点P在上时,,,
此时,
过点P作交于点H,
∵,
∴,
∴.
当点P在上时,此时,,
过点P作交于点H,如下图:
∵
∴,
∴,
综上:y关于x的函数关系式为:;
(2)解:根据(1)可知,
画出函数图像如下:
当时,y随着x的增大而增大.
(3)解:令时, 解得:,负值舍去,
令时, 解得:,(舍去).
结合函数图像可知:当时,或.
16.如图,矩形中,,,点是线段的中点.动点从点出发,沿射线方向以每秒2个单位长度的速度运动,同时动点从点出发沿折线方向以每秒1个单位长度的速度运动.当点到达点时,、两点都停止运动.设动点运动的时间为秒,的面积为.
(1)请直接写出与的函数关系式,并写出自变量的取值范围(面积不为0);
(2)在给定的平面直角坐标系内画出这个函数的图像,并写出该函数的一条性质;
(3)结合函数图像,写出的面积为1时的值(保留一位小数,误差不得超过0.2).
【答案】(1)
(2)见解析
(3)的值1.0或2.5
【详解】(1)解:根据题意得:
当点在线段上,点在上时,
,
此时:,,,
,
;
当点在射线上时,点在上时,
,
此时:,,
,
;
综上所述:,
(2)解:列表:
0
1
2
3
4
0
1
0
2
4
函数图像如图:
由函数图象可得:
函数的性质:
①当或时,随增大而增大,当时,随增大而减少;
②当时,函数有最大值4;(回答一个即可)
(3)解:由函数图象可得:
的面积为1时的值1.0或2.5.
【点睛】本题考查了动点问题、求函数解析式、画函数图象、从函数图象中获取信息,理解题意,正确取出函数解析式,采用分类讨论与数形结合的思想解题,是解此题的关键.
17.如图,在正方形中,.P、Q两点从点B同时出发,点P以每秒1个单位长度的速度沿方向运动,点Q以每秒2个单位长度的速度沿折线方向运动,当点P到达点A时,点Q也随之停止运动.设点P运动的时间为x秒,的面积为.
(1)请直接写出关于x的函数表达式,并注明自变量x的取值范围;
(2)在给定的平面直角坐标系中画出函数的图象,并写出该函数的一条性质;
(3)若与x的函数图象与直线有两个交点,请直接写出k的取值范围.
【答案】(1);
(2)图见解析,当时,随的增大而减小;
(3)k的取值范围为.
【详解】(1)解:∵四边形是正方形,
∴,,
点从到所用的时间为:,
点从到所用的时间为:,
点从到所用的时间为:,
设点运动的时间为秒,则,,
当时,如图:
,
当时,如图:
,
∴;
(2)解:函数图象如图,当时,随的增大而减小.
(3)解:由可得:,
∴当时,,
∴过定点,
当过原点时,,
∴,
当过点时,,
∴,
∴与x的函数图象与直线有两个交点时,k的取值范围为:.
18.如图,在正方形中,,动点以每秒1个单位长度的速度从点出发,沿折线方向匀速运动(点不与、重合),连接,;动点以每秒个单位长度的速度从点同时出发,沿方向匀速运动(点不与、重合),过点作交对角线于点.设运动时间为秒,的面积为,的面积为.
(1)请直接写出、关于的函数表达式,并注明自变量的取值范围;
(2)在给定的平面直角坐标系中,画出函数、图象,并写出函数的一条性质;
(3)结合图象,请直接写出当时,的取值范围.(近似值保留小数点后一位,误差不超过0.2)
【答案】(1);,
(2)见解析
(3)
【详解】(1)解:在正方形中,,
,.
当时,即点在边上,
则,
;
当时,即点在边上,
则,,
,
综上,;
由题意得,,,,
故是等腰直角三角形,
,
.
,
自变量的取值范围是,
即,.
(2)解:函数、的图象如图所示,
函数的性质:当时,随的增大而增大;
当时,随的增大而减小;
当时,取得最大值,最大值为8.(答案不唯一)
(3)解:当时,
,
,
整理得,,
即,
,,乘积为负,
此不等式无解;
当时,
,
,
整理得,,
解得,或(不符合题意,舍去),
,
,
的取值范围是.
19.如图,在四边形中,,于点E,,,.动点P从点A出发,沿方向以每秒2个单位长度的速度运动,同时动点Q从点E出发,沿折线方向以每秒1个单位长度的速度运动.当点Q到达点D时,P、Q两点都停止运动.设动点P运动的时间为x秒,的面积为y.
(1)请直接写出y关于x的函数关系式并注明自变量x的取值范围;
(2)在给定的平面直角坐标系中,画出这个函数的图象,并写出该函数的一条性质;
(3)结合函数图象,直接写出的面积小于3时x的取值范围.
【答案】(1)
(2)作图见解析,性质:当时,y随x的增大而增大,当时,y随x的增大而减小,当时,y随x的增大而增大(不唯一)
(3)或或
【详解】(1)解:∵,,
∴,
可知P、Q两点同时停止运动,
∵,,
∴,
可知P、Q两点分别同时到达、,
当时,如图,,,
,
,
当时,,
,
综上所述:;
(2)解:如图:
该函数的性质:当时,y随x的增大而增大,当时,y随x的增大而减小,当时,y随x的增大而增大;
(3)解:如图,
当,时,则,
或3,
当,时,则,
,
综上所述:△的面积小于3时,的取值范围为或或.
20.如图,在四边形中,,,,,是线段上从点向点运动的一个动点(不含、),是线段上从点向点运动的一个动点(不含、),点、同时开始运动,当其中一个动点抵达终点时,另一个立即停止运动.连接,.已知点在其运动路径上的速度始终为每秒个单位长度,点在其运动路径上的速度始终为每秒个单位长度,设点的运动时间为秒,的面积为,的面积的为.
(1)请直接写出,分别关于的函数解析式,并注明自变量的取值范围;
(2)在图中画出函数,的图象,并分别写出函数,的一条性质;
(3)结合函数图象,请直接写出时的取值范围(近似值保留小数后一位,误差不超过)
【答案】(1),,
(2)见解析
(3)
【详解】(1)解:(1)如图,作于,
,即,,
,
四边形为矩形,
,
由题意可知:,,,,
的面积:,
的面积:,
,
当其中一个动点抵达终点时,另一个立即停止运动,
点运动时间最多为:(秒),点运动时间最多为:(秒),
,,;
(2)解:列表:
描点,画出、关于的函数图象如图所示:
写出函数,的性质如下(答案不唯一):
对于函数,当时,函数有最大值;
当时,随增大而增大,当时,随增大而减小;
对于函数,随增大而减小;
(3)解:由图可知,两函数的交点横坐标约为,
当时,的取值范围.
【点睛】本题考查了二次函数的图象与性质,一次函数的图象与性质,根据函数图象解不等式,平行线的性质,矩形的判定和性质,三角形的面积公式,熟练掌握以上知识是解题的关键.
21.如图,在四边形中,,,,,是线段上从点向点运动的一个动点(不含、),是线段上从点向点运动的一个动点(不含、),点、同时开始运动,当其中一个动点抵达终点时,另一个立即停止运动.连接,.已知点在其运动路径上的速度始终为每秒1个单位长度,点在其运动路径上的速度始终为每秒2个单位长度,设点的运动时间为秒,的面积为,的面积为.
(1)请求出和关于的函数解析式,并说明的取值范围;
(2)在图2中画出关于的函数图象,并写出一条这一函数的性质:________;
(3)若,请结合图象直接写出满足条件的所有整数的值.
【答案】(1),,
(2)当时,函数有最大值(答案不唯一)
(3),,
【详解】(1)解:作于,如图:
∵,
∴,
∵,,
∴,
∴四边形为矩形,
∴,
∵,则,,,
∴的面积:,
的面积:,
∵当其中一个动点抵达终点时,另一个立即停止运动,
则点运动时间最多为:秒,点运动时间最多为:(秒),
∴,,.
(2)解:列表:
1
2
3
4
5
5
8
9
8
5
描点,,,,,
画出关于的函数图象如图所示:
,
由此可知:当时,函数有最大值;
当时,随增大而增大,当时,随增大而减小;
故答案为:当时,函数有最大值(答案不唯一).
(3)解:∵,
∴,
即,
,
故,
只需在图象中找到在上方部分对应的的值即可,
由图可知两函数的交点横坐标约为,
其右侧部分在上方,
∴当时,x的取值范围为,
∴满足条件的所有整数的值为,,.
22.如图,为正方形中边上一点,,.动点P,Q同时从点B出发,以相同的速度分别沿,向点A,点C移动,连接,,.设点P运动的路程为x,的面积为,的面积为.
(1)分别写出,关于x的函数解析式及x的取值范围;
(2)在给定的平面直角坐标系中画出,的函数图象,并分别写出,的一条性质;
(3)结合函数图象,直接写出时,x的取值范围.
【答案】(1),
(2)图象见解析,性质:当时,随x的增大而增大,当时,随x的增大而减小
(3)
【详解】(1)解:∵四边形是正方形,
∴,
∴,,
∴,
;
(2)解:画
列表:
x
⋯
0
2
4
6
8
⋯
y
⋯
0
6
8
6
0
⋯
描点,连线得,如图:
画
列表:
x
⋯
0
8
⋯
y
⋯
12
0
⋯
描点,连线得,如图;
性质:当时,随x的增大而增大,当时,随x的增大而减小;
(3)解:由函数图象知,当时,x的取值范围为.
23.如图,中,,点E是边上一点(不与B、C重合),以为边在上方构造正方形,设线段的长度为x,线段的长度为,正方形的面积为,的面积为
(1)请直接写出分别关于x的函数表达式,并写出自变量x的取值范围;
(2)在给定的平面直角坐标系中画出的图象,并分别写出的一条性质;
(3)结合函数图象,请直接写出时x的取值范围近似值保留小数点后一位,误差不超过
【答案】(1);
(2)见解析,函数的性质:y随x的增大而减小;函数的性质:开口向上,在范围内,y随x的增大而增大
(3)
【详解】(1)解:在中,,
;
中,,
的高,
,
正方形的边长为x,
,
;
(2)解:画出函数,函数如图:
函数的性质:y随x的增大而减小;
函数的性质:开口向上,在范围内,y随x的增大而增大;
(3)解:联立,消去y整理得,
配方得,即,
解得,
,
的交点的横坐标大约为,
观察图象,时x的取值范围是
24.如图,在矩形中,,,点E为上一定点,满足,连接,,动点M从A点出发,沿着折线运动,运动速度为每秒1个单位长度,动点N从C点出发,沿着向E运动,速度为每秒个单位长度,当点M停止运动时,点N也同时停止.过点N作于点F.设运动时间为x秒,记的面积为,的面积为.
(1)请直接写出,分别关于x的函数表达式,并注明自变量x的取值范围;
(2)在给定的平面直角坐标系中,画出,的图象,并写出的一条性质;
(3)结合函数图象,请直接写出函数的取值范围(近似值保留小数点后一位,误差不超过0.2).
【答案】(1),
(2)图象见详解;当时,函数有最大值为6
(3)
【详解】(1)解:∵四边形为矩形,,,,
∴,
∴,
如图1,当时,,
∴,
即,
如图2,当时,,
,
即﹒
综上所述:;
∵四边形为矩形,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
即,
∴;
(2)解:平面直角坐标系中,函数,的图象如图:
函数的性质,当时,函数有最大值为6;
(3)解:由函数图象得与交点横坐标约为,
∴当时,﹒
【点睛】本题为函数与几何综合题,考查了矩形的性质,勾股定理,相似三角形的性质与判定,画函数图象,函数与不等式关系等知识,综合性强,难度较大﹒
25.如图,在菱形中,,,动点均以每秒1个单位长度的速度同时从点A出发,点P沿折线方向运动,点Q沿折线方向运动,当两动点相遇时停止运动,设运动时间为x秒,以线段为边长的正方形面积为y.
(1)请直接写出y关于x的函数表达式,并注明自变量x的取值范围;
(2)在给定的平面直角坐标系中画出这个函数图象,并写出该函数的一条性质;
(3)结合函数图象,直接写出时x的取值范围.
【答案】(1)
(2)见详解,当时,y随x的增大而增大,当时,随的增大而减小
(3)
【详解】(1)解∶在菱形中,,
,
总的运动时间为:秒,
连接,如图:
当点在上,点在上运动时,
由题意是正三角形,即时,
由
,
当点在上,点在上运动时,是正三角形,即时,
由,
,综上所述:;
(2)如图所示:
当时,随的增大而增大;当时,随的增大而减小;
(3)由(2)图可知:
时x的取值范围为:.
26.如图所示,四边形中,,,,动点P以每秒个单位长度从点D出发,沿运动到点C停止运动,动点Q以每秒1个单位长度从点D出发,沿运动到点A再返回到点D后停止运动,设运动时间为x秒.设的面积为y.
(1)直接写出y关于x的函数关系式,并写出函数自变量的取值范围;
(2)在给定的平面直角坐标系内,画出该函数图象,并写出函数的一条性质;
(3)已知函数的图象如图所示,根据你所画的函数图象,直接写出时x的取值范围(结果精确到).
【答案】(1);
(2)函数的图象见解析:性质:当时,随的增大而增大;当时,随的增大而减小.
(3)或
【详解】(1)解:作交延长线于点,
由题意得,,∴是等腰直角三角形,∴,当点Q运动到点A即时,,∴的面积为;当点Q运动到点A即时,,∴的面积为;
综上,;
(2)解:列表:
x
0
2
3
4
5
6
8
y
0
2
8
6
0
描点,连线画出函数的图象如图,
;
函数的性质如下:
①当时,随的增大而增大;当时,随的增大而减小;
②当时,取得最大值8;
(3)解:由函数的图象得:或.
二、动态几何与二次函数相关(变式问题)
1.如图1,在正方形中,以A为原点,所在的直线为x轴、y轴,建立平面直角坐标系,正方形的边长为4,点P从点B出发,以每秒2个单位长度的速度沿向点D运动,同时点Q从点A出发,仍以每秒2个单位长度的速度沿向点C运动,当点P运动到点D时,P、Q两点同时停止运动,设点P运动的时间t秒,的面积为S.
(1)通过取点、画图、测量,得到了S与t的几组值,如下表:
t
1
2
3
4
s
m
8
n
8
请直接写出m=________,n=________;
(2)直接写出S关于t的函数关系式;并写出相应t的取值范围.
__________________________________________;
(3)如图2,在平面直角坐标系中,描出已补全后的表中各对对应值为坐标的点,画出该函数的图象;根据图象填空:
①当_____________________,S随t的增大而增大.
②已知的图象如图所示,请直接写出当时,t的取值范围_________.
【答案】(1),
(2)
(3)①当或S随t的增大而增大,②当时,t的取值范围
【详解】(1)当时,,
∴ 即
当时,,
故答案为:,
(2)当时,,,
;
当时,,,
;
综上,;
(3)如图,
①当或S随t的增大而增大.
②当时,t的取值范围.
2.在矩形中,,.动点P以每秒2个单位长度的速度从点A出发,沿方向运动,动点Q以每秒1个单位长度的速度从点C出发,沿着运动,设点P,Q的运动时间均为x秒,E是边上的一个动点,记的面积为,点E到点P的距离为.
(1)若E到点P的距离满足,平面直角坐标系中已经画出的部分图象,请你根据解析式补全表格,画出的图像的剩余部分,并写出函数的一条性质;
x
1
2
3
5
1
(2)请直接写出关于x的函数关系式及自变量的取值范围,并在给定的平面直角坐标系中画出的图象;
(3)结合函数图象,请直接写出当时x的取值范围.(近似值保留小数点后一位,误差不超过).
【答案】(1)作图见详解,补全表格见详解,当,时,随x的增大而减小,当时,随x的增大而增大
(2),作图见详解
(3)
【详解】(1)解:由题意知,
当时,,
当时,,
当时,,
∴补全表格如下:
x
1
2
3
5
1
3
根据表格中的数据,的图象剩余部分如图所示:
性质:当,时,随x的增大而减小,
当时,随x的增大而增大.
(2)解:如图,过点P作,连接,
∵在矩形中,,,,
∴,,
在中,由勾股定理得,,
由题意知,设,,
∴,
∵,,
∴,
∴,即,
∴,
∴,
∵点P在运动的时间为(秒),
∴x的取值范围为,
∴.
的函数图象如图所示:
(3)解:由(2)的函数图象可知,当时,
x的取值范围为:.
【点睛】本题考查了矩形的性质,勾股定理,相似三角形的判定与性质及函数与几何的综合应用.
3.如图,是等腰直角三角形,,,点P在的边上沿路径B→A→C移动,过点P作于点D.设,的面积为(当点P与点B或点C重台时,y的值为0)
小姜根据学习函数的经验,对函数y随着自变量x的变化而变化的规律进行了探究.下面是小姜的探究过程,请补充完整:
(1)求y与x的函数关系,并写出自变量x的取值范围.
(2)通过取点、画图、测量,得到了x与y的几组值,如下表:
x(cm)
0
1
2
3
4
y(cm)
0
m
2
n
0
请直接写出:______,______.
(3)如图,在平面直角坐标系中,描出已补完值后的表中各对对应值为坐标的点,并用平滑的曲线画出该函数的图象.
(4)结合画出的函数图象,写出该函数的一条性质:______.(写出一条即可)
(5)结合画出的函数图象,解决问题:当的面积为时,的长度为______.
【答案】(1) (2), (3)见解析
(4)该函数的一条性质:当时,y随x的增大增大,当时,y随x的增大减小
(5)1或
【详解】(1)解:当时,,
∴;
当时,,
∴;
故;
(2)当时,;
当时,;
故答案为:,;
(3)该函数的图象为:
(4)由函数图象可知,当时, 随的增大而增大; 当 时,随的增大而减小;
故答案为:当时, 随的增大而增大; 当时,随的增大而减小;
(5)当,令,则,
解得:或(舍去),
当时,令,则,
解得:或(舍去),
故答案为:或.
4.如图1,在中,,.点以的速度从点A出发沿匀速运动到;同时,点以的速度从点出发沿匀速运动到.两点同时开始运动,到达各自终点后停止,设运动时间为,的面积为.当点在上运动时,S与的函数图象如图2所示.
(1)求线段的长和点的运动速度;
(2)求的面积为关于运动时间t的函数关系式,写出自变量的取值范围,并补全函数图象;
(3)当时间在什么范围内变化时,的面积为的值不小于?请直接写出t的取值范围.
【答案】(1)
(2),见解析
(3)
【详解】(1)解:图2是点在上运动时,与的函数图象,
当时,从点正好运动到点,
,
,
根据题意得,
,
,
;
(2)当时,,
,
当时,,
,
,
补全图象如图所示:
(3)在二次函数中,当时,
,
解得,,(舍去),
在一次函数中,当时,
,
解得,
在时,的面积为的值不小于;
5.如图,在正方形中,E为的中点.以A为原点,、所在直线为x轴、y轴,建立平面直角坐标系.正方形的边长是4.点P从点B出发,沿向点D运动,同时点Q从点E出发.沿向点C运动,点P的速度是每秒2个单位长度,点Q的速度是每秒1个单位长度.当点P运动到点D时,P、Q两点同时停止运动,设点P运动的时间为x秒.的面积为y.
(1)求y关于x的函数关系式,以及x的取值范围;
(2)在平面直角坐标系中画出y的图像,并写出一条函数的性质;
(3)当是以为底边的等腰三角形时,直接写出点P的坐标.
【答案】(1)
(2)见解析
(3)点P的坐标为或
【详解】(1)∵E为的中点,
∴
由题意得:,
分两种情况:
①时,如图,
由题意得:,,
∴,
;
②时,如图
由题意得:,,
∴,,,
,
∴
,
∴S关关于x的函数关系式为
(2)图象如下:
函数性质:当时,y随着x的增大而增大;
(3)两种情况:
①时,如图:
由题意得:,,
∴,,
当时,,
∴,解得(舍去)或2,
∴,
此时点P的坐标是;
∴当,是以为底边的等腰三角形时,;
②时,如图:
由题意得:,,
∴,,,
,
,
当时,,
∴,解得(舍去)或4,
∴,
∴;
∴当,是以为底边的等腰三角形时,,
综上所述,当是以为底边的等腰三角形时,点P的坐标为或
【点睛】本题是四边形综合题,考查了正方形的性质、二次函数的图象和性质、坐标与图形的性质、面积的计算、勾股定理、等腰三角形的性质等知识,解题的关键是学会利用勾股定理构建方程.
6.如图1,在矩形中,,是的中点.动点从点出发,以每秒1个单位长度的速度沿向点运动,同时动点从点出发,以每秒2个单位长度的速度沿折线运动,当一个点到达点时,另一个点也随之停止运动.连接, ,设动点运动的时间为,的面积为,图2中的曲线是动点在线段上运动时关于的函数图象.
(1)________;
当时,直接写关于的函数解析式为__________.
(2)经探究,发现当点在线段上运动时,是关于的二次函数.请求出此时关于的函数解析式,并直接写出自变量的取值范围.
(3)在整个运动过程中,若存在3个时刻,使得的值相等.
求出的取值范围;
当时,求时的值.
【答案】(1)6;
(2);
(3);
【详解】(1)解:由图2可得时,在点处,
∴.
故答案为:6.
∵点是的中点,
∴.
∵动点从点出发,以每秒1个单位的速度沿向运动,同时动点从出发,以每秒2个单位的速度沿折线运动,
∴,
∴当点在上运动时,点在上运动.
∵,的高为8,
∴当时,.
故答案为:.
(2)解:如图,当点在线段上运动时,
,,
此时,
∴,
自变的取值范围为.
(3)解:由(1)(2)得.
如图,,
对于,当时,
.
∵,
∴当时,,
∴.
∵,
∴,
∴,
解得:或(舍去),
把代入得
.
【点睛】本题主要考查了二次函数的图象及性质,从函数图象获取信息,矩形的性质以及求一次函数的解析式,熟练掌握二次函数的图象及性质是解题的关键.
7.如图1,在正方形中,E为的中点,点 P 从点 B 出发,沿B→C→D匀速运动,同时点Q从点 E出发,沿E→B→C 匀速运动,点P的速度是每秒2个单位长度,点Q的速度是每秒1个单位长度.当点P运动到点D时,P,Q两点同时停止运动,设点P运动的时间为,的面积为S.当点Q在上运动时,S关于t的函数图象是图2所示的抛物线的一段.
(1)的长为_____;当点Q与点B重合时,的面积为_____.
(2)当点Q在上运动时,求S关于t的函数解析式,并在图2的平面直角坐标系中画出该函数的图象.
(3)若存在3个时刻 其对应的 的面积均相等,且 求的值.
【答案】(1)4,8
(2),图见解析
(3)
【详解】(1)解:∵正方形中,E为的中点,
∴,
由函数图象可得,当时,,此时与重合,则,
∴,
故答案为:4,8;
(2)解:当时,与重合,此时运动的路程,即与重合,
∴当点Q在上运动时,点在上运动,
∵当点P运动到点D时,P,Q两点同时停止运动,
∴,
∴当点Q在上运动时,点在上运动,,
∴,,,
∴
,
∴当点Q在上运动时,,
函数图象为:
(3)解:由图(2)中函数图象可得,当存在3个时刻 其对应的 的面积均相等,,其中,
∵和的函数值相等,且都在上,
∴,
∵
∴,
当时,点Q在上运动,此时,,,,
∴是方程的两个解,
整理得
解得,.
8.如图1,在等边三角形中,动点P从点C出发沿C→B→A匀速运动,同时动点Q从点B出发沿B→A→C匀速运动,且速度均为每秒1个单位,当点P到达点A时,P,Q两点同时停止运动.设点P运动的时间为,面积为S.图2中的曲线是动点P在边上时S与t的函数图象.
(1)的长为_______;______.
(2)当点P由点B运动到点A时,经探究发现S是关于t的二次函数.请求出此时S与t的函数解析式.
(3)在运动过程中,若存在三个时刻对应的面积均相等,且,求的值.
【答案】(1)4,
(2)
(3)
【详解】(1)解:由图2可知,时,动点P从C点运动到B点,
动点P运动速度为每秒1个单位,
,
为等边三角形,
,
当时,动点P运动到的中点,动点Q运动到的中点,
过点Q作于点H,
,
,
故,
故答案为:4,;
(2)过点Q作,垂足为D.
当点P在边上时,.
在中,.
.
(3)由(1)可知,当时,抛物线的顶点坐标为.
当时,设抛物线的解析式为
将代入解析式,解得
.
存在三个时刻对应的面积均相等,
.
根据二次函数的对称性可知,
.
.
∴,
解得.
∴.
【点睛】本题考查了等边三角形的性质,动点问题,二次函数的图象与性质,熟练掌握相关知识是解题的关键.
9.【问题提出】
某兴趣小组开展综合实践活动.如图①,在中,,点从点开始出发沿线段向终点匀速运动,点同时从点开始出发沿折线向终点匀速运动,两点同时到达点.连接,设点运动的路程为,的面积为.经探究发现在某范围内是关于的二次函数,并绘制成如图②所示的图象,图②中点的横坐标为5,点的横坐标为8,请根据图①和图②的信息回答问题.
【初步感知】
(1)①图①中,的长为______,的长为______;
②求点的纵坐标;
(2)求关于的函数表达式;
【延伸探究】
(3)的大小是否发生变化?若变化,请说明理由;若不变化,请求出的正切值;
(4)点为中点,点为线段上靠近点的三等分点,连接,当点在上运动时,请求出长度的最小值.
【答案】(1)①8,10;②点的纵坐标为15;(2);(3)不变化,理由见解析;(4)的最小值为
【详解】解:初步感知:(1)①由函数图象可知:P的运动路程是8,
,
当运动路程为5时,面积最大,此时Q运动到B点,
,
,即,
解得:,
故答案为:8,10;
②如图①,
∵点D的横坐标为5,
∴此时,点Q和点B重合,
∵的面积为点D的纵坐标,
,
,
,
∴点D的纵坐标为15;
(2)如解图②,当时,过点Q作与点H,
,
,
,
,
,
;
如解图③,
当时,,
综上所述,y关于x的函数表达式为:;
延伸探究:(3)不变化,理由如下:
当时,如解图②,,
当时,如解图③,,
的大小不发生变化,;
(4)如解图④,当点Q运动到点B时,连接,过点M作于点,
∵点A为定点,点P在线段上运动,即主动点,点N在线段上运动,为从动点,点N为线段上靠近点P的三等分点,即,为定值,
∴点N的运动轨迹为线段,
当时,过点N作于点H,
由(1)得,,由勾股定理得,,
,
,
,
,即,
,
,
,
当点N与重合时,的值最小,即为的长,
设,
则,解得,
即的最小值:为.
【点睛】本题考查了解直角三角形的相关计算,相似三角形的判定与性质,勾股定理,函数图像读取信息,二次函数的几何应用,熟练掌握相关性质定理并灵活运用是解题关键.
10.如图1,在正方形中,动点P,Q同时从点A出发,以相同的速度分别沿A→B→C和A→D→C的路径向点C运动.设运动时间为x(单位:),四边形的面积为y(单位:),y与x之间的函数图象如图2所示.
(1)正方形的边长为 ,点P的运动速度为 ;
(2)求y与x之间的函数关系式;
(3)若P在上运动时,点P,Q的位置记为,若P在BC上运动时,点P,Q的位置记为,且点P从运动到的距离为,求六边形面积的最大值.
【答案】(1)
(2)
(3)12
【详解】(1)由题意得:当点在起点时,四边形的面积最大,为8,
则有,得.
当点分别运动到点时,四边形的面积最小,为0,
则点的运动速度为.
故答案为:;
(2)①当点在上运动时,
正方形的边长为,
,
②当点在上运动时,
,
与之间的函数关系式为
(3)设点位于时,运动时间为,则点位于时,运动时间为,六边形的面积为,
可得,
所以,当时,的最大值为12,即六边形面积的最大值为12.
11.四边形中,,,,,.动点从点出发,以的速度沿边、边、边向终点运动;动点从点同时出发,以的速度沿边向终点运动.设运动的时间为.当时,点的位置如图①所示.当时,的面积(单位:)与运动的时间(单位:)之间的对应关系如图②所示.
请根据相关信息,回答下列问题:
(1)①填表:
运动的时间
2
3
4
5
的面积
32
②填空:四边形的边的长为_______cm;
③请直接写出的面积与运动的时间之间的函数解析式;
(2)当的面积时,求运动的时间的值(直接写出结果即可).
【答案】(1)①;; ② ③
(2)或
【详解】(1)①解:当时,点M在上,,,,
∴;
当时,点M在上,,,,
∴;
当时,点M在上,,,
∴;
故答案为:
运动的时间
2
3
4
5
的面积
32
;
②过点D作于点E,
∵,,
∴,
∴是矩形,
∴,,
∴,
∴,
故答案为:;
③当时,点M在上,,,
∴,
∴;
当时,点M在上,,
∴,
∴;
当时,点M在上,如图,过点M作于点F,
,
∵,
∴,
∵,
∴;
综上所述;
(2)解:当时,令,
解得(舍)或,
当时,令,
解得:(不符合题意,舍去),
当时,令,
解得或(不符合题意,舍去),
综上所述,当的面积时,求运动的时间的值为或.
12.如图,正方形的边长为,动点、同时从点出发,以的速度分别沿,和的路径向点移动.设运动时间为秒,由点、、、确定的图形的面积为.
(1)直接写出与之间的函数关系式________;
(2)在给定的平面直角坐标系中画出以上所写函数的图象,并写出该函数的一条性质________;
(3)当取最大值时,________.
【答案】(1)
(2)图见解析,当时,随的增大而减小;当时, 随的增大而增大(答案不唯一)
(3)0或
【详解】(1)解:∵四边形是正方形,
∴,,线段是对角线,
∴,
∵点、的速度为,设运动时间为秒,
∴点从的时间为,从的运动时间为,
点从的时间为,从的运动时间为,
①当时,,
∴,,
∴,
∴与之间的函数关系式为;
②当时,如图所示,
∴,
∴,,,
∴,
∴与之间的函数关系式为;
综上所述,与之间的函数关系式为,故答案为:.
(2)解:由(1)可知,,
∴函数图象如下,
∴性质:当时,随的增大而减小;当时, 随的增大而增大;(答案不唯一)
故答案为:当时,随的增大而减小;当时, 随的增大而增大(答案不唯一).
(3)解:根据(2)中图像可知,当或时,取最大值,
故答案为:0或.
13.如图,在中,,.动点P,Q同时从点C出发,动点P以的速度沿向终点A匀速运动;动点Q以的速度沿向终点B匀速运动.连接,设点P的运动时间为,的面积为.
(1)当时,______.
(2)求s与t之间的函数解析式,并写出自变量t的取值范围.
(3)当直线把分成面积比为两部分时,直接写出此时t的值.
【答案】(1)2
(2)
(3)2或
【详解】(1)解:由题意知,当时,,,
∴,
故答案为:2;
(2)解:由题意知,当时,停止运动,当时,停止运动;
当时,,,;
当时,,,;
∴;
(3)解:由题意得,
∵直线把分成面积比为两部分,
∴分当时,当时,两种情况求解:
当时,不满足要求,舍去;
①当时,,
解得,或(舍去);
②当时,,
解得,或(舍去);
综上所述,t的值为2或.
14.如图,是等腰直角三角形,其中,.动点P从点A出发以的速度向终点C运动(动点P不与点A、C重合),过点P作,交于点Q,将线段绕点Q逆时针方向旋转得到线段,连接.设与重合部分图形的面积为S(),动点P运动的时间为t(s).
(1)当点M落在边上时,求t的值.
(2)求出S关于t的函数解析式,并写出自变量t的取值范围.
(3)在动点P的整个运动过程中,直接写出S的最大值.
【答案】(1)3
(2)
(3)6
【详解】(1)解:如图,当M落在边上时,
是等腰直角三角形,其中,
,
,
,
,
由题意知,
四边形是矩形,
,
,
,即,
即当点M落在边上时,t的值为3;
(2)解:当时,重合部分为,如图所示,即重合面积是的面积,
,,
,
.
当时,如图中,重合部分是四边形,
,
四边形是矩形,
,,
,,
,
,,
设,则,
,
,
,
则重合面积为,
综上所述,.
(3)解:由(2)得,
当时,当时,S最大为;
当时,,
当时,S最大为6;
综上所述,在动点P的整个运动过程中,S的最大值为6.
15.如图,在菱形中,.动点P从点A出发以的速度沿射线运动,以为一边在射线的上方作等边.设点P的运动时间为与菱形重叠部分图形的面积为.
(1)的边的长为________.(用含x的代数式表示)
(2)求y关于x的函数解析式,并写出自变量x的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)解:由题意,得
,
∵是等边三角形,
∴.
故答案为:.
(2)解:①当时,如图①,过点Q作于点M,
有,,
∴,
∴,
∴ ,
②当时,如图②,过点Q,E分别作于点M,N,
有
∵四边形是菱形,,
∴
∴,
同理,可得,
∴,
∴是等边三角形,
同理可得,是等边三角形,
由①,同理可求出,,
∴,
.
③当时,如图③,过点D作于点F,
由①同理可得,,
∴. 综上所述,.
16.在等边三角形中,,点D、E、F分别是、、边上的中点,连接、,动点P从点B出发,沿方向以的速度运动,到点运动停止.过点作,垂足为点,过点作交于点.设点运动时间为,与四边形重叠面积为.
(1)当点H与点E重合时,x的值为_____.
(2)求y与x的函数解析式;
(3)当y的值为时,直接写出此时x的值.
【答案】(1)3
(2)
(3)x的值为或.
【详解】(1)解:当点与点重合时,如图,
∵点D、E、F分别是、、边上的中点,
∴,
,点与点重合,点为的中点,
点与点重合,
,
∴;
故答案为:;
(2)①当时,点P在线段上,点H在线段上,如图,
为等边三角形,
,
,
,,
为等边三角形,
动点从点出发,沿方向以的速度运动,点运动时间为,
,
,,
在中,,
,
②当时,如图,设与交于点,连接,过点作于点,
点、、分别是、、边上的中点,
,,,,,,
,
,,
四边形为平行四边形,
,,
,
在中,,,
,
,,
,,
为等边三角形,
③当时,如图,设与交于点,过点作于点,
,
,
,
为等边三角形,,
,,
,,,
为等边三角形,
在中,,
,
∴.
(3)当时,
①,
解得(不符合题意,舍去);
∴
②,
即,
解得(不符合题意,舍去);
∴
③,
即,
解得(都不符合题意,舍去);
∴该方程无解.
综上所述,x的值为或.
17.如图,在正方形中,,点是对角线的中点,动点,分别从点,同时出发,点以的速度沿边向终点匀速运动,点以的速度沿折线向终点匀速运动.连接并延长交边于点,连接并延长交折线于点,连接,,,,得到四边形.设点的运动时间为()(),四边形的面积为()
(1)的长为__________,的长为_________.(用含x的代数式表示)
(2)求关于的函数解析式,并写出自变量的取值范围.
(3)当四边形是轴对称图形时,直接写出的值.
【答案】(1);
(2)
(3)或
【详解】(1)解:依题意,,则,
∵四边形是正方形,
∴,
∵点是正方形对角线的中点,
∴,则四边形是平行四边形,
∴,,
∴,
又,
∴,
∴,
在中,
,
∴,
∴
故答案为:;;
(2)解:当时,点在上,
由(1)可得,
同理可得,
∵,,
则
;
当时,如图所示,
则,,
,
∴;
综上所述,;
(3)解:依题意,①如图,当四边形是矩形时,此时,
∴,
∵,
∴,
又,
∴,
∴,
即,
解得:,
当四边形是菱形时,则,
∴,
解得:(舍去);
②如图所示,当时,四边形是轴对称图形,
,解得,
当四边形是菱形时,则,即,
解得:(舍去),
综上所述,当四边形是轴对称图形时,或.
【点睛】本题考查了正方形的性质,动点问题,相似三角形的性质与判定,全等三角形的性质与判定,矩形的性质,平行四边形的性质与判定,菱形的性质,轴对称图形,熟练掌握以上知识是解题的关键.
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