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1、
第47課時 動態(tài)型問題
(50分)
一、選擇題(每題8分,共16分)
圖47-1
1.[2016·萊蕪]如圖47-1,在矩形ABCD中,AB=2a,AD=a,矩形邊上一動點P沿A→B→C→D的路徑移動.設(shè)點P經(jīng)過的路徑長為x,PD2=y(tǒng),則下列能大致反映y與x的函數(shù)關(guān)系的圖象是 (D)
【解析】 (1)當0≤x≤2a時,
∵PD2=AD2+AP2,AP=x,∴y=x2+a2;
(2)當2a<t≤3a時,CP=2a+a-x=3a-x,
∵PD2=CD2+CP2,∴y=(3a-x)2+(2a)2=x2-6ax+13a2;
(3)當3a<t≤5a時,PD=2a+a+
2、2a-x=5a-x,
∵PD2=y(tǒng)=(5a-x)2,
y=
∴能大致反映y與x的函數(shù)關(guān)系的圖象是選項D中的圖象.
圖47-2
2.[2016·煙臺]如圖47-2,Rt△ABC中∠C=90°,∠BAC=30°,AB=8,以2為邊長的正方形DEFG的一邊GD在直線AB上,且點D與點A重合,現(xiàn)將正方形DEFG沿AB的方向以每秒1個單位的速度勻速運動,當點D與點B重合時停止,則在這個運動過程中,正方形DEFG與△ABC的重合部分的面積S與運動時間t之間的函數(shù)關(guān)系圖象大致是 (A)
【解析】 首先根據(jù)Rt△ABC中∠C=90°,∠BAC=30°,AB
3、=8,分別求出AC,BC,以及AB邊上的高各是多少;然后根據(jù)圖示,分三種情況:(1)當0≤t≤2時;(2)當2<t≤6時;(3)當6<t≤8時;分別求出正方形DEFG與△ABC的重合部分的面積S的表達式,進而判斷出正方形DEFG與△ABC的重合部分的面積S與運動時間t之間的函數(shù)關(guān)系圖象大致是哪個即可.
S=
二、填空題(每題8分,共8分)
圖47-3
3.[2016·涼山]菱形OBCD在平面直角坐標系中的位置如圖47-3所示,頂點B(2,0),∠DOB=60°,點P是對角線OC上一個動點,E(0,-1),當EP+BP最短時,點P的坐標為__(2-3,2-)__.
第3題答圖
【解析
4、】 如答圖,連結(jié)DE交OC于點P,即點P滿足EP+BP最短.
如答圖,延長CD交y軸于點F,則CF⊥y軸,
∵四邊形OBCD是菱形,
∵OD=CD=OB=2,
∵∠DOB=60°,則∠DOF=30°,
∴DF=1,OF=,
∴D(1,),C(3,),
設(shè)直線DE的解析式為y=kx-1,則k-1=,
∴k=+1,則y=(+1)x-1,
設(shè)直線OC的解析為y=mx,則3m=,
∴m=,則y=x,
由得
∴點P的坐標為(2-3,2-).
二、解答題(共26分)
4.(13分)[2016·攀枝花]如圖47-4①,矩形ABCD的兩條邊在坐標軸上,點D與坐標原點O重合,且AD=
5、8,AB=6.如圖②,矩形ABCD沿OB方向以每秒1個單位長度的速度運動,同時點P從A點出發(fā)也以每秒1個單位長度的速度沿矩形ABCD的邊AB經(jīng)過點B向點C運動,當點P到達點C時,矩形ABCD和點P同時停止運動,設(shè)點P的運動時間為t s.
圖47-4
(1)當t=5時,請直接寫出點D,點P的坐標;
(2)當點P在線段AB或線段BC上運動時,求出△PBD的面積S關(guān)于t的函數(shù)關(guān)系式,并寫出相應(yīng)t的取值范圍;
(3)點P在線段AB或線段BC上運動時,作PE⊥x軸,垂足為點E,當△PEO與△BCD相似時,求出相應(yīng)的t值.
第4題答圖①
解:(1)延長CD交x軸于M,延長BA交x軸于N,如
6、答圖①所示.
則CM⊥x軸,BN⊥x軸,AD∥x軸,BN∥DM,
∵四邊形ABCD是矩形,
∴∠BAD=90°,CD=AB=6,BC=AD=8,
∴BD=10,
當t=5時,OD=5,
∴BO=15,
∵AD∥NO,
∴△ABD∽△NBO,
∴===,
即==,
∴BN=9,NO=12,
∴OM=12-8=4,DM=9-6=3,PN=9-1=8,
∴D(-4,3),P(-12,8);
第4題答圖②
(2)①如答圖②所示,當點P在邊AB上時,BP=6-t,
∴S△PBD=BP·AD=(6-t)×8=-4t+24;
②當點P在邊BC上時,BP=t-6,
∴S△P
7、BD=BP·AB=(t-6)×6=3t-18;
∴S△PBD=
(3)設(shè)點D;
①當點P在邊AB上時,P,
若=時,=,
解得t=6;
若=時,=,
解得t=20(不合題意,舍去);
②當點P在邊BC上時,P,
若=時,=,
解得t=6;
若=時,=,
解得t=(不合題意,舍去);
綜上所述,當t=6時,△PEO與△BCD相似.
圖47-5
5.(13分)[2016·銅仁]如圖47-5,已知:關(guān)于x的二次函數(shù)y=x2+bx+c的圖象與x軸交于點A(1,0)和點B,與y軸交于點C(0,3),拋物線的對稱軸與x軸交于點D.
(1)求二次函數(shù)的表達式;
(2)在y軸
8、上是否存在一點P,使△PBC為等腰三角形.若存在,請求出點P的坐標;
(3)有一個點M從點A出發(fā),以每秒1個單位的速度在AB上向點B運動,另一個點N從點D與點M同時出發(fā),以每秒2個單位的速度在拋物線的對稱軸上運動,當點M到達點B時,點M,N同時停止運動,問點M,N運動到何處時,△MNB面積最大,試求出最大面積.
第5題答圖①
解:(1)A(1,0),C(0,3)在函數(shù)y=x2+bx+c的圖象上,
∴0=1+b+c,c=3,
∴b=-4,即二次函數(shù)的表達式是y=x2-4x+3;
(2)∵y=x2-4x+3,
∴B點坐標為(3,0),
如答圖①,當BC為底邊時,作BC的垂直平分線,
9、則P點坐標為P1(0,0),
當BC為腰時,分別以B,C為圓心,BC長為半徑作圓,
則P點坐標為P2(0,-3),P3(0,3-3),
P4(0,3+3);
(3)
第5題答圖② 第5題答圖③
如答圖②③,設(shè)經(jīng)過的時間為t時,△MNB的面積為:
S△MNB=MB·DN=(3-1-t)2t=2t-t2=-(t-1)2+1,
∴當t=1時,△MNB的面積最大,最大的值為1,
其中M,N的坐標分別為M(2,0),N(2,-2)或M(2,0),N(2,2).
(30分)
6.(15分)[2016·威海]已知:如圖47-6①,拋物線l1:
10、y=-x2+bx+3交x軸于點A,B(點A在點B的左側(cè)),交y軸于點C,其對稱軸為x=1,拋物線l2經(jīng)過點A,與x軸的另一個交點為E(5,0),與y軸交于點D.
① ②
圖47-6
(1)求拋物線l2的函數(shù)表達式;
(2)P為直線x=1上一點,連結(jié)PA,PC,當PA=PC時,求點P的坐標;
(3)如圖②,M為拋物線l2上一動點,過點M作直線MN∥y軸,交拋物線l1于點N,求點M自點A運動至點E的過程中,線段MN長度的最大值.
解:(1)由題意,得-=1,a=-1,∴b=2.
∴拋物線l1的函數(shù)表達式為y=-x2+2x+3.
11、
設(shè)-x2+2x+3=0,解得x1=-1,x2=3.
∴點A的坐標為(-1,0).
設(shè)y=a(x+1)(x-5),將點D代入,得a=.
∴拋物線l2的函數(shù)表達式為y=x2-2x-;
(2)如答圖,設(shè)直線x=1與x軸交于點G,過點C作CH⊥PG,垂足為H.
第6題答圖
由(1)知,C的坐標為(0,3).
則HG=OC=3.
設(shè)P點的縱坐標為m,
在Rt△APG中,AG=2,PG=m.
∴AP2=22+m2=4+m2.
在Rt△CHP中,CH=OG=1,HP=3-m.
∴CP2=12+(3-m)2=m2-6m+10.
∵AP=CP,∴4+m2=m2-6m+10.
12、解得m=1.
∴點P的坐標為(1,1);
(3)設(shè)點M,則N(x,-x2+2x+3).
當-x2+2x+3=x2-2x-時,
解得x1=-1,x2=.
①當-1≤x≤時,MN=y(tǒng)N-yM=-x2+4x+=-+,
顯然,-1≤≤,∴當x=時,MN有最大值,
②當≤x≤5時,MN=y(tǒng)M-yN=x2-4x-=-.
顯然,當x>時,MN隨x的增大而增大.
所以當點M與點E重合,即x=5時,MN有最大值:×52-4×5-=12.
綜上所述,在點M自點A運動至點E的過程中,線段MN長度的最大值為12.
圖47-7
7.(15分)[2017·湖州]如圖47-7,已知在平面直角坐標系x
13、Oy中,O是坐標原點,以P(1,1)為圓心的⊙P與x軸,y軸分別相切于點M和點N.點F從點M出發(fā),沿x軸正方向以每秒1個單位長度的速度運動,連結(jié)PF,過點P作PE⊥PF交y軸于點E.設(shè)點F運動的時間是t s(t>0).
(1)若點E在y軸的負半軸上(如圖47-7所示),求證:PE=PF;
(2)在點F運動過程中,設(shè)OE=a,OF=b,試用含a的代數(shù)式表示b;
(3)作點F關(guān)于點M的對稱點F′.經(jīng)過M,E,F(xiàn)′三點的拋物線的對稱軸交x軸于點Q,連結(jié)QE.在點F運動過程中,是否存在某一時刻,使得以點Q,O,E為頂點的三角形與以點P,M,F(xiàn)為頂點的三角形相似,若存在,請直接寫出t的值;若不存在
14、,請說明理由.
第7題答圖①
解:(1)證明:如答圖①,連結(jié)PM,PN.
∵⊙P與x軸,y軸分別相切于點M和點N,
∴PM⊥MF,PN⊥ON,且PM=PN,
∴∠PMF=∠PNE=90°且∠NPM=90°.
∵PE⊥PF,∴∠1=∠3=90°-∠2.
在△PMF和△PNE中,
∴△PMF≌△PNE,
∴PE=PF;
第7題答圖②
(2)分兩種情況:
①當t>1時,點E在y軸的負半軸上,如答圖②,
由(1)得△PMF≌△PNE,
∴NE=MF=t,PN=PM=1,
∴b=OF=OM+MF=1+t,a=NE-ON=t-1.
∴b-a=1+t-(t-1)=2,
15、
∴b=2+a;
第7題答圖③
②當01時,b=2+a;
當0
16、x軸的另一個交點為E,其頂點為F,對稱軸與x軸的交點為H.
圖47-8
(1)求a,c的值;
(2)連結(jié)OF,試判斷△OEF是否為等腰三角形,并說明理由;
(3)先將一足夠大的三角板的直角頂點Q放在射線AF或射線HF上,一直角邊始終過點E,另一直角邊與y軸相交于點P.是否存在這樣的點Q,使以點P,Q,E為頂點的三角形與△POE全等?若存在,求出點Q的坐標;若不存在,請說明理由.
解:(1)∵△ABC為等腰直角三角形,∴OA=BC,
又∵△ABC的面積=BC·OA=4,即OA2=4,
∴OA=2,
∴A(0,2),B(-2,0),C(2,0),
∴c=2,∴拋物線的函數(shù)表達
17、式為y=ax2+2,
∴有4a+2=0,解得a=-;
∴a=-,c=2.
第8題答圖①
(2)△OEF是等腰三角形.
理由:如答圖①,
∵A(0,2),B(-2,0),
∴直線AB的函數(shù)表達式為y=x+2,
又∵平移后的拋物線頂點F在射線BA上,
∴設(shè)頂點F的坐標為(m,m+2),
∴平移后的拋物線函數(shù)表達式為y=-(x-m)2+m+2,
∵拋物線過點C(2,0),
∴-(2-m)2+m+2=0,
解得m1=0(舍去),m2=6,
∴平移后的拋物線函數(shù)表達式為y=-(x-6)2+8,即y=-x2+6x-10.
當y=0時,-x2+6x-10=0,解得x1=2,x2
18、=10,
∴E(10,0),OE=10,
又F(6,8),OH=6,F(xiàn)H=8,
∴OF===10,
又∵EF===4,
∴OE=OF,即△OEF為等腰三角形;
第8題答圖②
(3)點Q的位置分兩種情形.
情形一:點Q在射線HF上.
當點P在x軸上方時,如答圖②.
由于△PQE≌△POE,
∴QE=OE=10,
在Rt△QHE中,
QH====2,
∴Q(6,2);
第8題答圖③
當點P在x軸下方時,如答圖③,有PQ=OE=10,
過P點作PK⊥HQ于點K,則有PK=6,
在Rt△PQK中,
QK===8,
∵∠PQE=90°,
∴∠PQK+∠HQE=9
19、0°,
∵∠HQE+∠HEQ=90°,
∴∠PQK=∠HEQ,
又∵∠PKQ=∠QHE=90°,
∴△PKQ∽△QHE,
∴=,即=,解得QH=3,
∴Q(6,3);
情形二:點Q在射線AF上.
當PQ=OE=10時,如答圖④,有QE=PO,
∴四邊形POEQ為矩形,∴Q的橫坐標為10,
當x=10時,y=x+2=12,∴Q(10,12).
第8題答圖④ 第8題答圖⑤
當QE=OE=10時,如答圖⑤,
過Q作QM⊥y軸于點M,過E點作x軸的垂線交QM于點N.
設(shè)Q的坐標為(x,x+2),
∴MQ=x,QN=10-x,EN=x+2,
在Rt△QEN中,有QE2=QN2+EN2,
即102=(10-x)2+(x+2)2,解得x=4±,
當x=4+時,如答圖⑤,y=x+2=6+,
∴Q(4+,6+),
第8題答圖⑥
當x=4-時,如答圖⑥,y=x+2=6-,
∴Q(4-,6-).
綜上所述,
存在點Q1(6,2),Q2(6,3),Q3(10,12),
Q4(4+,6+),Q5(4-,6-),使以P,Q,E三點為頂點的三角形與△POE全等.
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