完整word版20xx年中考数学复习专题突破取值范围的确定doc.docx
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2019年中考数学复习专题突破--取值范围
的确定
专题四取值范围的确定
几何背景
1.几何背景下确定最大值和最小值
例
1(2018
,石家庄模拟
)
如图,在矩形纸片
ABD中,
AB
=4,B=3,翻折矩形纸片,使点
A落在对角线
DB上的点
F
处,折痕为
DE,打开矩形纸片,并连接
EF.
(1)BD的长为5;
(2)求AE的长;
(3)在BE上是否存在点P,使得PF+P的值最小?
若存在,请你确定点P的位置,并求出这个最小值;若不存在,请说明理由.
例1题图
【思路分析】
(1)根据勾股定理解答即可.
(2)设AE=x,
根据全等三角形的性质和勾股定理解答即可.
(3)延长
B到
点G,使
BG=B,连接
FG,交
BE于点
P,确定点
P的位置,
连接P,再利用相似三角形的判定和性质,最后利用勾股定
理解答即可.
解:
(1)5
(2)设AE=x.
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∵AB=4,
∴BE=4-x.
根据折叠的性质,知Rt△FDE≌Rt△ADE.
∴FE=AE=x,FD=AD=B=3,∠EFD=∠A=90°.
∴BF=BD-FD=5-3=2.
在Rt△BEF中,根据勾股定理,
得FE2+BF2=BE2,即x2+4=(4-x)2.
解得x=32.
∴AE的长为32.
(3)存在.如答图,延长B到点G,使BG=B,连接FG,交BE于点P,则点P即为所求.
连接P,此时有P=PG.
∴PF+P=GF.
过点F作FH⊥B,交B于点H,则有FH∥D.
∴△BFH∽△BD.
∴FHD=BFBD=BHB,即FH4=25=BH3.
∴FH=85,BH=65.
∴GH=BG+BH=3+65=215.
在Rt△GFH中,根据勾股定理,得GF=GH2+FH2=5055.
所以PF+P的最小值为5055.
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例1答图
针对训练1(2012,河北,导学号5892921)如图,在△
AB中,AB=13,B=14,s∠AB=513.
【探究】
如图①,AH⊥B于点H,则AH=12,A=15,△AB
的面积为84.
【拓展】
如图②,点D在A上(可与点A,重合),分别过点A,作直线BD的垂线,垂足为E,F.设BD=x,AE=,F=n.(当
点D与点A重合时,我们认为S△ABD=0)
(1)用含x,,n的代数式表示S△ABD及S△BD;
(2)求+n关于x的函数解析式,并求+n的最大值和最
小值;
(3)对给定的一个x值,有时只能确定唯一的点D,指出这样的x的取值范围.
【发现】
请你确定一条直线,使得A,B,三点到这条直线的距离之和最小(不必写出过程),并写出这个最小值.
训练1题图
【思路分析】【探究】先在Rt△ABH中,由AB=13,s
∠AB=513,可得AH=12,BH=5,则H=9,再解Rt△AH,
即可求出A的长,最后根据三角形的面积公式即可求出S△
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AB
的值.【拓展】
(1)由三角形的面积公式即可求解.
(2)首
先由
(1)可得=2S△ABDx,n=2S△BDx,再根据S△ABD+S
△BD=S△AB=84,即可求出+n关于x的函数解析式,然后由点D在A上(可与点A,重合),可知x的最小值为A边上的高,最大值为B的长,由此便可确定+n的最大值与最小值.(3)因为B>BA,所以当以点B为圆心,大于565且小于
13为半径画圆时,与A有两个交点,不符合题意.故根据点D的唯一性,分两种情况:
①当BD为△AB的边A上的高时,
点D符合题意.②当AB<BD≤B时,点D符合题意.【发现】因为A>B>AB,所以使得A,B,三点到这条直线的距离之和最小的直线就是A所在的直线.
解:
【探究】121584
【拓展】
(1)由三角形的面积公式,得
S△ABD=12BD•AE=12x,
S△BD=12BD•F=12xn.
(2)由
(1)得=2S△ABDx,n=2S△BDx,
∴+n=2S△ABDx+2S△BDx=168x.
∵A边上的高为2S△AB15=2×8415=565,
∴x的取值范围是565≤x≤14.
∵+n随x的增大而减小,
∴当x=565时,+n的最大值为15.
当x=14时,+n的最小值为12.
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(3)x的取值范围是x=565或13<x≤14.
【发现】∵A>B>AB,
∴使得A,B,三点到这条直线的距离之和最小的直线就是A所在的直线,A边上的高为565.
∴这个最小值为565.
针对训练2(2011,河北)如图①至④中,两平行线AB,
D间的距离均为6,为AB上一定点.
【思考】
如图①,圆心为的半圆形纸片在AB,D之间(包括AB,
D),其直径N在AB上,N=8,P为半圆上一点,设∠P=α.
当α=90°时,点P到D的距离最小,最小值为2.
【探究一】
在图①的基础上,以点为旋转中心,在AB,D之间顺时
针旋转该半圆形纸片,直到不能再转动为止,如图②,得到
最大旋转角∠B=30°,此时点N到D的距离是2.
【探究二】
将图①中的扇形纸片NP按下面对α的要求剪掉,使扇
形纸片P绕点在AB,D之间顺时针旋转.
(1)如图③,当α=
60°时,求在旋转过程中,点
P到
D
的最小距离,并请指出旋转角∠
B的最大值;
(2)如图④,在扇形纸片
P旋转过程中,要保证点
P能
落在直线D上,请确定α的取值范围.
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参考数据:
sin49°=34,s41°=34,tan37°=34训练2题图
【思路分析】【思考】根据两平行线之间垂线段最短,直接得出答案.【探究一】根据sin∠B=24=12,得到最大旋转角∠B=30°,此时点N到D的距离是2.【探究二】
(1)由已知得出点与点P的距离为4,当P⊥AB时,点P到AB的距离最大,从而点P到D的距离最小,当弧P与AB相切时,可得出∠B的最大值.
(2)当弧P与D相切于点P时,可求出α的最大值.当点P在D上且与AB距离最小时,可求出α的最小值,进而可得出α的取值范围.
解:
【思考】90°2
【探究一】30°2
【探究二】
(1)如答图①,连接P.
∵α=60°,
∴△P是等边三角形.
∴P==4.
∴当P⊥AB时,点P到AB的距离最大,是4.
∵点与点P之间的距离为4,
∴点P到D的最小距离为6-4=2.
当扇形P在AB,D之间旋转到不能再转时,弧
相切,此时旋转角最大,∠B的最大值为90°.
P与
AB
(2)如答图②.
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由【探究一】可知,当P是弧P与D的切点时,α最大,即P⊥D,此时延长P交AB于点R,α的最大值为∠R+∠R
=30°+90°=120°.
如答图③,连接P,作H⊥P于点H.
当点P在D上且与AB距离最小,即P⊥D时,α最小.
由垂径定理,得H=3.
在Rt△H中,=4.
∴sin∠H=H=34.
∴∠H=49°.
∵α=2∠H,
∴α最小为98°.
∴α的取值范围为98°≤α≤120°.
训练2答图
2.几何背景下确定取值范围
例2(2017,河北,导学号5892921)如图,AB=16,为
AB的中点,点在线段B上(不与点,B重合),将绕点逆时针旋转270°后得到扇形D,AP,BQ分别切优弧D于点P,Q,且点P,Q在AB异侧,连接P.
(1)求证:
AP=BQ;
(2)当BQ=43时,求弧QD的长;
(3)若△AP的外心在扇形D的内部,求的取值范围.例2题图
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【思路分析】
(1)连接Q,只要证明Rt△AP≌Rt△BQ即可解决问题.
(2)求出优弧DQ所对的圆心角以及所在圆的半径即可解决问题.(3)由△AP的外心是A的中点,A=8,推出△AP的外心在扇形D的内部时,的取值范围为4<<8.
(1)证明:
如答图,连接Q.
∵AP,BQ是⊙的切线,
∴P⊥AP,Q⊥BQ.
∴∠AP=∠BQ=90°.
在Rt△AP和Rt△BQ中,A=B,P=Q,∴Rt△AP≌Rt△BQ.
∴AP=BQ.
(2)解:
∵Rt△AP≌Rt△BQ,
∴∠AP=∠BQ,∴P,,Q三点共线.
∵在Rt△BQ中,sB=QBB=438=32,
∴∠B=30°.
∴∠BQ=60°.
∴Q=12B=14AB=4.
∴优弧QD的长为(270-60)•π•4180=
14π3.
(3)解:
∵△AP的外心是A的中点,A=8,
∴当△AP的外心在扇形D的内部时,的取值范围为4<
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<8.
例2答图
针对训练3(2018,石家庄模拟)如图,在Rt△AB中,
∠B=90°,∠AB=30°,A=3.以点为原点,斜边A所在直
线为x轴,建立平面直角坐标系,以点P(4,0)为圆心,PA
的长为半径画圆,⊙P与x轴的另一交点为N,点在⊙P上,
且满足∠PN=60°,⊙P以每秒1个单位长度的速度沿x轴
向左运动.设运动时间为ts.
【发现】
(1)弧N的长度为(π3);
(2)当t=2时,求扇形PN与Rt△AB重叠部分的面积.【探究】
当⊙P和△AB的边所在的直线相切时,求点P的坐标.
【拓展】
当弧N与Rt△AB的边有两个交点时,请你直接写出t
的取值范围.
训练3题图
【思路分析】【发现】
(1)先确定出弧N所在圆的半径,进而用弧长公式即可得出结论.
(2)先求出PA=1,进而求出
AQ,PQ的长,即可用面积公式得出结论.【探究】分圆和直
线AB、直线B相切,利用三角函数即可得出结论.【拓展】先找出弧N和Rt△AB的两边有两个交点时的分界点,即可
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得出结论.
解:
【发现】
(1)π3
(2)设⊙P的半径为r,则有r=4-3=1.
当t=2时,如答图①,点N与点A重合,
∴PA=r=1.
设P与AB相交于点Q.
∵∠AB=30°,∠PN=60°,
∴∠PQA=90°.
∴PQ=12PA=12.
∴AQ=AP•s30°=32.
∴S重叠部分=S△APQ=12PQ•AQ=38,
即重叠部分的面积为38.
【探究】①如答图②,当⊙P与AB边所在的直线相切于点时,连接P,则有P⊥AB,P=r=1.
连接
∵∠AB=30°,
∴AP=2.
∴P=A-AP=3-2=1.
∴点P的坐标为(1,0).
②如答图③,当⊙P与B边所在的直线相切于点
PD,则有PD⊥B,PD=r=1.
∴PD∥AB.
D时,
∴∠PD=∠AB=30°.
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∵s∠PD=PDP,
∴P=233.
连接
∴点P的坐标为233,0.
③如答图④,当⊙P与B边所在的直线相切于点
PE,则有PE⊥B,PE=r=1.
E时,
同理
P=233.
∴点
P的坐标为-
233,0.
综上所述,当⊙P和△AB的边所在的直线相切时,点P
的坐标为(1,0)或233,0或-233,0.
【拓展】t的取值范围是2<t≤3,4≤t<5.
训练3答图
针对训练4(2014,河北,导学号5892921)如图①和图②,优弧AB所在⊙的半径为2,AB=23.P为优弧AB上一点(点P不与点A,B重合),将图形沿BP折叠,得到点A的对
称点A′.
(1)点到弦AB的距离是1,当BP经过点时,∠ABA′
=60°;
(2)当BA′与⊙相切时,如图②,求折痕的长;
(3)若线段BA′与优弧AB只有一个公共点B,设∠ABP
=α.确定α的取值范围.
训练4题图
【思路分析】
(1)利用垂径定理和勾股定理即可求出点
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到弦AB的距离.利用锐角三角函数的定义及轴对称性就可
求出∠ABA′.
(2)根据切线的性质得到∠BA′=90°,从而得到∠ABA′=120°,就可求出∠ABP,进而求出∠BP=30°.过点作G⊥BP,垂足为G,容易求出BG的长,根据垂径定理
就可求出折痕的长.(3)根据点A′的位置不同,得到线段
BA′与优弧
AB只有一个公共点
B时,α的取值范围是
0°<
α<30°或
60°≤α<
120°.
解:
(1)1
60°
(2)如答图,连接B,过点作G⊥BP,垂足为G.
训练4答图
∵BA′与⊙相切,
∴B⊥A′B.
∴∠BA′=90°.
∵∠BA=30°,
∴∠ABA′=120°.
∴∠A′BP=∠ABP=60°.
∴∠BP=30°.
∴BG=B•s30°=3.
∵G⊥BP,∴PG=BG=3.
∴BP=23.
∴折痕的长为23.
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(3)∵点P不与点A重合,∴α>0°.
由
(1),得当α增大到30°时,点A′在弧AB上.∴当0°<α<30°时,点A′在⊙内,线段BA′与优
弧AB只有一个公共点B.
由
(2),知当α增大到60°时,BA′与⊙相切,即线段
BA′与优弧AB只有一个公共点B.
当α继续增大时,点P逐渐靠近点B,但点P不与点B重合,
∴∠BP<90°.
∵α=∠BA+∠BP,∠BA=30°,
∴α<120°.
∴当60°<α<120°时,线段BA′与优弧AB只有一个公共点B.
综上所述,线段BA′与优弧AB只有一个公共点B时,α的取值范围是0°<α<30°或60°≤α<120°.
函数背景
1.一次函数与反比例函数背景下确定取值范围
例3(2010,河北,导学号5892921)如图,在平面直角坐标系中,矩形AB的顶点与坐标原点重合,顶点A,分别在坐标轴上,顶点B的坐标为(4,2).过点D(0,3)和E(6,
1)的直线分别与AB,B交于点,N.
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(1)求直线DE的解析式和点的坐标;
(2)若反比例函数y=x(x>0)的图象经过点,求该反比
例函数的解析式,并通过计算判断点N是否在该函数的图象上;
(3)若反比例函数y=x(x>0)的图象与△NB有公共点,请直接写出的取值范围.
例3题图
【思路分析】
(1)设直线DE的解析式为y=kx+b,直接把点D,E的坐标代入解析式利用待定系数法即可求得直
线DE的解析式.先根据矩形的性质求得点的纵坐标,再代
入直线DE的解析式求得其横坐标即可.
(2)利用点的坐标求
得反比例函数的解析式,根据点N在直线DE上求得点N的
坐标,再代入反比例函数的解析式判断是否成立即可.(3)
满足条件的最内的双曲线的=4,最外的双曲线的=8,所以
可得其取值范围.
解:
(1)设直线DE的解析式为y=kx+b.∵点D,E的坐标分别为(0,3),(6,0),
∴3=b,0=6k+b.
解得k=-12,b=3.
∴直线DE的解析式为y=-12x+3.
∵点在AB边上,B(4,2),四边形AB是矩形,
∴点的纵坐标为2.
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∵点在直线y=-12x+3上,
∴2=-12x+3.
∴x=2.
∴(2,2).
(2)∵y=x(x>0)经过点(2,2),
∴=4.
∴y=4x.
∵点N在B边上,B(4,2),
∴点N的横坐标为4.
∵点N在直线y=-12x+3上,
∴yN=1.
∴N(4,1).
∵当x=4时,y=4x=1,
∴点N在函数y=4x的图象上.
(3)4≤≤8.
针对训练5(2018,石家庄43中模拟,导学号5892921)
在平面直角坐标系中,已知直线y=-x+4和点(3,2).
(1)判断点是否在直线y=-x+4上,并说明理由;
(2)将直线y=-x+4沿y轴平移,当它经过点关于坐标轴的对称点时,求平移的距离;
(3)另一条直线y=kx+b经过点且与直线y=-x+4交点的横坐标为n,当y=kx+b随x的增大而增大时,n的取
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值范围是2<n<3.
【思路分析】
(1)将x=3代入y=-x+4,求出y=-3+4=1≠2,即可得点(3,2)不在直线y=-x+4上.
(2)设直线y=-x+4沿y轴平移后的解析式为y=-x+4+a.
分两种情况进行讨论:
①点(3,2)关于x轴的对称点为1(3,-2);②点(3,2)关于y轴的对称点为2(-3,2).分别求出a的值,得到平移的距离.(3)由直线y=kx+b经过点(3,
2),把x=n,代入y=-x+4求出交点的坐标,再结合k>0,得出结果.
解:
(1)点不在直线y=-x+4上.
理由:
∵当x=3时,y=-3+4=1≠2,
∴点(3,2)不在直线y=-x+4上.
(2)设直线y=-x+4沿y轴平移后的解析式为
y=-