中考数学综合题专题动点综合型问题一专题解析.docx

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中考数学综合题专题动点综合型问题一专题解析

中考数学综合题专题【动点综合型问题一】专题解析

1.(北京模拟)已知抛物线y=-x2+2x+m-2与y轴交于点A(0,2m-7),与直线y=2x交于点B、C(B在C的右侧).

(1)求抛物线的解析式;

(2)设抛物线的顶点为E,在抛物线的对称轴上是否存在一点F,使得∠BFE=∠CFE,若存在,求出点F的坐标,若不存在,说明理由;

(3)动点P、Q同时从原点出发,分别以每秒个单位长度、每秒2个单位长度的速度沿射线OC运动,以PQ为斜边在直线BC的上方作直角三角形PMQ(直角边分别平行于坐标轴),设运动时间为t秒.若△PMQ与抛物线y=-x2+2x+m-2有公共点,求t的取值范围.

M

 

E

解:

(1)把点A(0,2m-7)代入y=-x2+2x+m-2,得m=5

∴抛物线的解析式为y=-x2+2x+3

(2)由解得

∴B(,2),C(-,-2)

∵y=-x2+2x+3=-(x-1)2+4

∴抛物线的对称轴为x=1

设F(1,y)

∵∠BFE=∠CFE,∴tan∠BFE=tan∠CFE

当点F在点B上方时,=

解得y=6,∴F(1,6)

M

当点F在点B下方时,=

解得y=6(舍去)

∴满足条件的点F的坐标是F(1,6)

(3)由题意,OP=t,OQ=2t,∴PQ=t

∵P、Q在直线直线y=2x上

∴设P(x,2x),则Q(2x,4x)(x<0)

∴=t,∴x=-t

∴P(-t,-2t),Q(-2t,-4t)

∴M(-2t,-2t)

当M(-2t,-2t)在抛物线上时,有-2t=-4t2-4t+3

解得t=(舍去负值)

当P(-t,-2t)在抛物线上时,有-2t=-t2-2t+3

解得t=(舍去负值)

∴t的取值范围是:

≤t≤

2.(北京模拟)在平面直角坐标系中,抛物线y1=ax2+3x+c经过原点及点A(1,2),与x轴相交于另一点B.

(1)求抛物线y1的解析式及B点坐标;

(2)若将抛物线y1以x=3为对称轴向右翻折后,得到一条新的抛物线y2,已知抛物线y2与x轴交于两点,其中右边的交点为C点.动点P从O点出发,沿线段OC向C点运动,过P点作x轴的垂线,交直线OA于D点,以PD为边在PD的右侧作正方形PDEF.

①当点E落在抛物线y1上时,求OP的长;

M

②若点P的运动速度为每秒1个单位长度,同时线段OC上另一点Q从C点出发向O点运动,速度为每秒2个单位长度,当Q点到达O点时P、Q两点停止运动.过Q点作x轴的垂线,与直线AC交于G点,以QG为边在QG的左侧作正方形QGMN.当这两个正方形分别有一条边恰好落在同一条直线上时,求t的值.(正方形在x轴上的边除外)

 

解:

(1)∵抛物线y1=ax2+3x+c经过原点及点A(1,2)

H

∴解得

∴抛物线y1的解析式为y1=-x2+3x

令y1=0,得-x2+3x=0,解得x1=0,x2=3

∴B(3,0)

(2)①由题意,可得C(6,0)

过A作AH⊥x轴于H,设OP=a

可得△ODP∽△OAH,∴==2

∴DP=2OP=2a

∵正方形PDEF,∴E(3a,2a)

∵E(3a,2a)在抛物线y1=-x2+3x上

∴2a=-9a2+9a,解得a1=0(舍去),a2=

∴OP的长为

②设直线AC的解析式为y=kx+b

G

∴解得k=-,b=

∴直线AC的解析式为y=-x+

G

由题意,OP=t,PF=2t,QC=2t,GQ=t

当EF与MN重合时,则OF+CN=6

∴3t+2t+t=6,∴t=

当EF与GQ重合时,则OF+QC=6

G

G

∴3t+2t=6,∴t=

当DP与MN重合时,则OP+CN=6

∴t+2t+t=6,∴t=

当DP与GQ重合时,则OP+CQ=6

∴t+2t=6,∴t=2

3.(北京模拟)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+4经过A(-3,0)、B(4,0)两点,且与y轴交于点C,点D在x轴的负半轴上,且BD=BC.动点P从点A出发,沿线段AB以每秒1个单位长度的速度向点B移动,同时动点Q从点C出发,沿线段CA以某一速度向点A移动.

(1)求该抛物线的解析式;

(2)若经过t秒的移动,线段PQ被CD垂直平分,求此时t的值;

Q

(3)该抛物线的对称轴上是否存在一点M,使MQ+MA的值最小?

若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.

 

解:

(1)∵抛物线y=ax2+bx+4经过A(-3,0)、B(4,0)两点

Q

∴解得a=-,b=

∴所求抛物线的解析式为y=-x2+x+4

(2)连接DQ,依题意知AP=t

∵抛物线y=-x2+x+4与y轴交于点C

∴C(0,4)

又A(-3,0,B(4,0)

可得AC=5,BC=4,AB=7

∵BD=BC,∴AD=AB-BD=7-4

∵CD垂直平分PQ,∴QD=DP,∠CDQ=∠CDP

x=

∵BD=BC,∴∠DCB=∠CDB

∴∠CDQ=∠DCB,∴DQ∥BC

∴△ADQ∽△ABC,∴=

∴=,∴=

解得DP=4-,∴AP=AD+DP=

∴线段PQ被CD垂直平分时,t的值为

(3)设抛物线y=-x2+x+4的对称轴x=与x轴交于点E

由于点A、B关于对称轴x=对称,连接BQ交对称轴于点M

则MQ+MA=MQ+MB,即MQ+MA=BQ

当BQ⊥AC时,BQ最小,此时∠EBM=∠ACO

∴tan∠EBM=tan∠ACO=

∴=,即=,解得ME=

∴M(,)

∴在抛物线的对称轴上存在一点M(,),使得MQ+MA的值最小

4.(北京模拟)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=6,BC=8.动点P从点A出发,沿AC→CB→BA边运动,点P在AC、CB、BA边上运动的速度分别为每秒3、4、5个单位.直线l从与AC重合的位置开始,以每秒个单位的速度沿CB方向移动,移动过程中保持l∥AC,且分别与CB、AB边交于点E、F.点P与直线l同时出发,设运动的时间为t秒,当点P第一次回到点A时,点P和直线l同时停止运动.

(1)当t=_________秒时,点P与点E重合;当t=_________秒时,点P与点F重合;

(2)当点P在AC边上运动时,将△PEF绕点E逆时针旋转,使得点P的对应点P′落在EF上,点F的对应点为F′,当EF′⊥AB时,求t的值;

(3)作点P关于直线EF的对称点Q,在运动过程中,若形成的四边形PEQF为菱形,求t的值;

(4)在整个运动过程中,设△PEF的面积为S,直接写出S关于t的函数关系式及S的最大值.

备用图

E

 

解:

(1)3;4.5

提示:

在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=6,BC=8

(P)

∴AB==10,∴sinB==,cosB==,tanB==

当点P与点E重合时,点P在CB边上,CP=CE

∵AC=6,点P在AC、CB边上运动的速度分别为每秒3、4个单位

∴点P在AC边上运动的时间为2秒,CP=4(t-2)

∵CE=t,∴4(t-2)=t,解得t=3

当点P与点F重合时,点P在BA边上,BP=BF

∵AC=6,BC=8,点P在AC、CB、BA边上运动的速度分别为每秒3、4、5个单位

∴点P在AC、CB边上运动的时间共为4秒,BF=BP=5(t-4)

(P)

∵CE=t,∴BE=8-t

在Rt△BEF中,=cosB

∴=,解得t=4.5

(2)由题意,∠PEF=∠MEN

N

∵EF∥AC,∠C=90°,∴∠BEF=90°,∠CPE=∠PEF

∵EN⊥AB,∴∠B=∠MEN

∴∠CPE=∠B,∴tan∠CPE=tanB

∵tan∠CPE=,tanB==

∴=,∴CP=CE

∵AP=3t(0<t<2),CE=t,∴CP=6-3t

∴6-3t=×t,解得t=

(3)连接PQ交EF于O

∵P、Q关于直线EF对称,∴EF垂直平分PQ

若四边形PEQF为菱形,则OE=OF=EF

Q

①当点P在AC边上运动时

易知四边形POEC为矩形,∴OE=PC

∴PC=EF

∵CE=t,∴BE=8-t,EF=BE·tanB=(8-t)=6-t

∴6-3t=(6-t),解得t=

②当点P在CB边上运动时,P、E、Q三点共线,不存在四边形PEQF

③当点P在BA边上运动时,则点P在点B、F之间

∵BE=8-t,∴BF==(8-t)=10-t

O

∵BP=5(t-4),∴PF=BF-BP=10-t-5(t-4)=30-t

∵∠POF=∠BEF=90°,∴PO∥BE,∴∠OPF=∠B

在Rt△POF中,=sinB

∴=,解得t=

∴当t=或t=时,四边形PEQF为菱形

(4)S=

S的最大值为

5.(北京模拟)在等腰梯形ABCD中,AB∥CD,AB=10,CD=6,AD=BC=4.点P从点B出发,沿线段BA向点A匀速运动,速度为每秒2个单位,过点P作直线BC的垂线PE,垂足为E.设点P的运动时间为t(秒).

(1)∠A=___________°;

(2)将△PBE沿直线PE翻折,得到△PB′E,记△PB′E与梯形ABCD重叠部分的面积为S,求S与t之间的函数关系式,并求出S的最大值;

(3)在整个运动过程中,是否存在以点D、P、B′为顶点的三角形为直角三角形或等腰三角形?

若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.

备用图

B′

 

解:

(1)60°

(2)∵∠A=∠B=60°,PB=PB′

∴△PB′B是等边三角形

∴PB=PB′=BB′=2t,BE=B′E=t,PE=t

B′

当0<t≤2时

S=S△PB′E=B′E·PE=t·t=t2

当2<t≤4时

S=S△PB′E-S△FB′C=t2-(2t-4)2=-t2+4t-4

当4<t≤5时

设PB′、PE分别交DC于点G、H,作GK⊥PH于K

F

∵△PB′B是等边三角形,∴∠B′PB=60°=∠A

∴PG∥AD,又DG∥AP

∴四边形APGD是平行四边形

∴PG=AD=4

∵AB∥CD,∴∠GHP=∠BPH

∵∠GPH=∠BPH=∠B′PB=30°

∴∠GHP=∠GPH=30°,∴PG=GH=4

K

∴GK=PG=2,PK=KH=PG·cos30°=2

∴PH=2PK=4

∴S=S△PGH=PH·GK=×4×2=4

综上得,S与t之间的函数关系式为:

S=

(3)①若∠DPB′=90°

B′

∵∠B′PB=60°,∴∠DPA=30°

又∠A=60°,∴∠ADP=90°

∴AP=2AD,∴10-2t=8,∴t=1

若∠PDB′=90°

作DM⊥AB于M,DN⊥B′B于N

则AM=2,DM=2,NC=3,DN=3

PM=|10-2-2t|=|8-2t|

NB′=|3+4-2t|=|7-2t|

N

DP2=DM2+PM2=

(2)2+(8-2t)2=(8-2t)2+12

DB′2=DN2+NB′=(3)2+(7-2t)2=(7-2t)2+27

∵DP2+DB′2=B′P2

∴(8-2t)2+12+(7-2t)2+27=(2t)2

解得t1=>5(舍去),t2=

若∠DB′P=90°,则DB′2+B′P2=DP2

∴(7-2t)2+27+(2t)2=(8-2t)2+12

解得t1=-1(舍去),t2=0(舍去)

∴存在以点D、P、B′为顶点的三角形为直角三角形,此时t=1或t=

B′

②若DP=B′P,则(8-2t)2+12=(2t)2

E

解得t=

若B′D=B′P,则(7-2t)2+27=(2t)2

解得t=

若DP=DB′,则(8-2t)2+12=(7-2t)2+27

解得t=0(舍去)

∴存在以点D、P、B′为顶点的三角形为等腰三角形,此时t=或t=

6.(北京模拟)已知二次函数y=-mx2+3mx-2的图象与x轴交于点A(2,0)、点B,与y轴交于点C.

(1)求点B坐标;

(2)点P从点C出发以每秒1个单位的速度沿线段CO向O点运动,到达点O后停止运动,过点P作PQ∥AC交OA于点Q,将四边形PQAC沿PQ翻折,得到四边形PQA′C′,设点P的运动时间为t.

①当t为何值时,点A′恰好落在二次函数y=-mx2+3mx-2图象的对称轴上;

②设四边形PQA′C′落在第一象限内的图形面积为S,求S关于t的函数关系式,并求出S的最大值.

解:

(1)将A(2,0)代入y=-mx2+3mx-2

得0=-m×

(2)2+3m×2-2,解得m=

∴y=-x2+x-2

令y=0,得-x2+x-2=0,解得:

x1=,x2=2

∴B(,0)

(2)①由y=-x2+x-2,令x=0,得y=-2

∴C(0,-2)

(Q)

∵y=-x2+x-2=-(x-)2+

∴二次函数图象的对称轴为直线x=

过A′作A′H⊥OA于H

在Rt△AOC中,∵OC=2,OA=2

∴∠OAC=30°,∠OCA=60°

∴∠PQA=150°,∠A′QH=60°,AQ=A′Q=2QH

∵点A′在二次函数图象的对称轴上

∴解得QH=

∴AQ=,CP=1

∴t=1

②分两种情况:

ⅰ)当0<t≤1时,四边形PQA′C′落在第一象限内的图形为等腰三角形QA′D

y

DQ=A′Q=t

A′H=AQ·sin60°=t·=t

S=S△A′DQ=·t·t=t2

∵当0<t≤1时,S随t的增大而增大

∴当t=1时,S有最大值

ⅱ)当1<t<2时,四边形PQA′C′落在第一象限内的图形为四边形EOQA′

S四边形EOQA′=S梯形PQA′C′-S△OPQ-S△PC′E

y

=[2-(2-t)2]-(2-t)2-t2

=-t2+4t-2

∵-t2+4t-2=-(t-)2+

且1<<2,∴当t=时,S有最大值

∵>,∴S的最大值是

7.

G

(北京模拟)

F

已知梯形ABCD中,AD∥BC,∠A=120°,E是AB的中点,过E点作射线EF∥BC,交CD于点G,AB、AD的长恰好是方程x2-4x+a2+2a+5=0的两个相等实数根,动点P、Q分别从点A、E出发,点P以每秒1个单位长度的速度沿AB由A向B运动,点Q以每秒2个单位长度的速度沿EF由E向F运动,设点P、Q运动的时间为t(秒).

(1)求线段AB、AD的长;

(2)当t>1时,求△DPQ的面积S与时间t之间的函数关系式;

(3)是否存在△DPQ是直角三角形的情况,如果存在,求出时间t;如果不存在,请说明理由.

解:

(1)由题意,△=42-4(a2+2a+5)=-4(a+1)2=0

∴a=-1

原方程可化为x2-4+4=0,解得∴x1=x2=2

∴AB=AD=2

(2)作AH⊥BC于H,交EG于O,DK⊥EF于K,PM⊥DA交DA的延长线于M

∵AD∥BC,∠A=120°,AB=AD=2

∴∠B=60°,AH=

M

∵E是AB中点,且EF∥BC,∴AO=DK=

∵AP=t,∴PM=t

∵t>1,∴点P在点E下方

延长FE交PM于S,设DP与EF交于点N

则PS=t-

∵AD∥BC,EF∥BC,∴EF∥AD

∴=,∴=

∴EN=,∴QN=2t-

∴S=(2t-)(t-+)

=t2-t+

即S=t2-t+(t>1)

(3)由题意,AM=t,∴DM=2+t

∴DP2=DM2+PM2=(2+t)2+(t)2=t2+2t+4

又DQ2=DK2+KQ2=()2+(2t--2)2=4t2-10t+7

PQ2=PS2+SQ2=(t-)2+(2t+)2=7t2-4t+1

①若∠PDQ=90°,则DP2+DQ2=PQ2

∴t2+2t+4+4t2-10t+7=7t2-4t+1

解得t=-1(舍去负值)

②若∠DPQ=90°,则PD2+PQ2=DQ2

∴t2+2t+4+7t2-4t+1=4t2-10t+7

解得t=-1(舍去负值)

③若∠DQP=90°,则DQ2+PQ2=PD2

∴4t2-10t+7+7t2-4t+1=t2+2t+4

解得t=

综上所述,存在△DPQ是直角三角形的情况,此时t=-1,t=-1,t=

8.(天津模拟)如图,在平面直角坐标系中,直y=-x+4

交x轴于点A,交y轴于点B.在线段OA上有一动点P,以每秒

个单位长度的速度由点O向点A匀速运动,以OP为边作正方形OPQM交y轴于点M,连接QA和QB,并从QA和QB的中点C和D向AB作垂线,垂足分别为点F和点E.设P点运动的时间为t秒,四边形CDEF的面积为S1,正方形OPQM与四边形CDEF重叠部分的面积为S2.

(1)直接写出A点和B点坐标及t的取值范围;

E

(2)当t=1时,求S1的值;

(3)试求S2与t的函数关系式

(4)直接写出在整个运动过程中,点C和点D所走过的路程之和.

解:

(1)A(4

,0)、B(0,4

),0≤t≤4

4

(2)过Q作QH⊥AB于H

∵C、D分别是QA和QB的中点

∴CD∥AB,CD=AB=×4

×

=4

∵CF⊥AB,DE⊥AB,∴CF∥DE

∴四边形CDEF是平行四边形

又∵CF⊥AB,∴四边形CDEF是矩形

∵CF⊥AB,QH⊥AB,∴CF∥QH

又∵C是QA中点,∴CF=QH

连接OQ

∵正方形OPQM,∴∠1=∠2,OP=PQ=QM=MO

∵OA=OB,∴PA=MB

∴Rt△QPA≌Rt△QMB,∴QA=QB,∠PQA=∠MQB

∵QH⊥AB,∴∠3=∠4

∴∠1+∠MQB+∠3=180°,∴O、Q、H三点共线

∴QH=OH-OQ

∵t=1,点P的运动速度为每秒

个单位长度

∴OP=

,∴OQ=2

又∵OA=4

,∴OH=4

∴QH=OH-OQ=4-2=2,∴CF=1

∴S1=CD·CF=4×1=4

(3)当点Q落在AB上时,OQ⊥AB,△QOA是等腰直角三角形

∴t=2

÷

=2

当0≤t≤2时,S2=0

T

当点E落在QM上,点F落在PQ上时,

△CFK和△DEG都是等腰直角三角形

过C作CT⊥PQ于T

则CT=AP=(4

t)=(4-t)

∴CF=

CT=4-t

连接OQ,分别交AB、CD于N、R

则ON=OA=×4

=4

∵OP=

t,∴OQ=2t,∴QN=2t-4

R

∴CF=QN=t-2

∴4-t=t-2,∴t=3

当2<t≤3时,重叠部分为等腰梯形GHIK

△QGK和△QHI都是等腰直角三角形

∵QN=2t-4,RN=CF=t-2,∴QR=t-2

∴GK=2QR=2t-4,HI=2QN=4t-8

∴S2=(GK+HI)·RN=(2t-4+4t-8)(t-2)=3(t-2)2

当3<t≤4时,重叠部分为六边形GHEFIK

T

易知Rt△CIK≌Rt△DHG,∴GH=KI=2CT=

(4-t)

∴S2=S矩形CDEF-2S△CIK=CD·CF-KI·CT

=4(t-2)-

(4-t)·(4-t)=-t2+12t-24

综上得S2关于t的函数关系式为:

S2=

(4)8

提示:

点C和点D走过的路程分别为以OP为边的正方形的对角线的一半

 

9.(上海模拟)如图,正方形ABCD中,AB=5,点E是BC延长线上一点,CE=BC,连接BD.动点M从B出发,以每秒个单位长度的速度沿BD向D运动;动点N从E出发,以每秒2个单位长度的速度沿EB向B运动,两点同时出发,当其中一点到达终点后另一点也停止运动.设运动时间为t秒,过M作BD的垂线MP交BE于P.

(1)当PN=2时,求运动时间t;

(2)是否存在这样的t,使△MPN为等腰三角形?

若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由;

(3)设△MPN与△BCD重叠部分的面积为S,直接写出S与t的函数关系式和函数的定义域.

E

 

H

解:

(1)∵正方形ABCD,∴∠DBC=45°

∵MP⊥DB,∴△BMP是等腰直角三角形

∵BM=t,∴BP=BM=2t

又PN=2,NE=2t

当0<t<2.5时,BP+PN+NE=BE

∴2t+2+2t=10,∴t=2

当2.5<t<5时,BP-PN+NE=BE

∴2t-2+2t=10,∴t=3

M

(2)过M作MH⊥BC于H

则△NQC∽△NMH,∴=

∴=,∴QC=

令QC=y,则y=

M

整理得2t2-(3y+5)t+10y=0

∵t为实数,∴[-(3y+5)]2-4×2×10y≥0

即9y2-50y+25≥0,解得y≥5(舍去)或y≤

∴线段QC长度的最大值为

(3)当0<t<2.5时

E

∵∠MPN=∠DBC+∠BMP=45°+90°=135°

∴∠MPN为钝角,∴MN>MP,MN>PN

若PM=PN,则t=10-4t

解得t=(4-)

当2.5<t<5时

∵∠MNP>∠MBP=∠MPB,∴MP>MN

若MN=PN,则∠PMN=∠MPN=45°

E

∴∠MNP=90°,即MN⊥BP

∴BN=NP,BP=2BN

∴2t=2(10-2t),解得t=

若PM=PN

∵PN=BP-BN=BP-(BE-NE)=BP+NE-BE

∴t=2t+2t-10,解得t=(4+)

∴当t=(4-),t=,t=(4+)时,△MPN为等腰三角形

R

Q

(4)S=

 

10.(重庆模拟)如图,已知△ABC是等边三角形,点O是AC的中点,OB=12,动点P在线段AB上从点A向点B以每秒个单位的速度运动,设运动时间为t秒.以点P为顶点,作等边△PMN,点M,N在直线OB上,取OB的中点D,以OD为边在△AOB内部作如图所示的矩形ODEF,点E在线段AB上.

(1)求当等边△PMN的顶点M运动到与点O重合时t的值;

(2)求等边△PMN的边长(用含t的代数式表示);

(3)设等边△PMN和矩形ODEF重叠部分的面积为S,请直接写出S与t的函数关系式及自变量t的取值范围;

(4)点P在运动过程中,是否存在点M,使得△EFM是等腰三角形?

若存在,求出对应的t的值;若不存在,请说明理由.

备用图

E

备用图

 

 

(M)

解:

(1)当点M与点O重合时

∵△ABC、△PMN是等边三角形,O为AC中点

∴∠AOP=30°,∠APO=90°

∵OB=12,∴AO=4=2AP=2t

解得t=2

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