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1、數(shù)學(xué)專題 精心整理
類型七 與面積有關(guān)的探究題
【典例1】已知,△ABC為直角三角形,∠ACB=90,點P是射線CB上一點(點P不與點B、C重合),線段AP繞點A順時針旋轉(zhuǎn)90得到線段AQ,連接QB交射線AC于點M.
(1)如圖①,當(dāng)AC=BC,點P在線段CB上時,線段PB,CM的數(shù)量關(guān)系是________;
(2)如圖②,當(dāng)AC=BC,點P在線段CB的延長線上時,(1)中的結(jié)論是否成立?若成立,寫出證明過程;若不成立,請說明理由;
(3)如圖③,若=,點P在線段CB的延長線上,CM=2,AP=13,求△ABP的面積.
第1題圖
【答案】解:(1)PB=2CM;
【解法提示
2、】如解圖①,過點Q作QD⊥AC于點D,
第1題解圖①
QE⊥BC交BC的延長線于點E.
∵AQ是由AP繞點A順時針旋轉(zhuǎn)90得到的,
∴AP=AQ,且∠PAQ=90,
∴∠PAC+∠QAD=90,又∠PAC+∠APC=90,
∴∠QAD=∠APC,
∴△ACP≌△QDA(AAS),
∴AC=QD=CE,
又∵△ABC為等腰直角三角形,
∴AC=BC=EC,即點C為BE的中點,
∴CM=QE,即QE=2CM,
連接AE,∵AC=CE=BC,
∴△ABE為等腰直角三角形,
∴AE=AB,
∵∠BAE=∠PAQ=90,∴∠BAP=∠EAQ,
又∵AP=AQ,
∴△
3、APB≌△AQE(SAS),
∴BP=QE=2CM,
∴PB=2CM;
(2)(1)中的結(jié)論PB=2CM仍然成立;
證明:如解圖②所示,過點Q作QG⊥BC交BC的延長線于點G,過點A作AF⊥QG交QG的延長線于點F.
第1題解圖②
∵AQ是由AP繞點A順時針旋轉(zhuǎn)90得到的,
∴AP=AQ,且∠PAQ=90,
∴∠PAC+∠CAQ=90,
又∵∠QAF+∠CAQ=90,
∴∠PAC=∠QAF,
∴△PAC≌△QAF(AAS),
∴AC=AF,
∴四邊形AFGC為正方形,
∴CG=AC=BC,即C為BG的中點,
∴QG=2CM,
連接AG可得,△ABG為等腰直
4、角三角形,
∴AB=AG,
∠PAB+∠BAQ=∠QAG+∠BAQ=90,
∴∠PAB=∠QAG,
∴△PAB≌△QAG(SAS),
∴PB=QG=2CM,
∴PB=2CM;
(3) 如解圖③所示,過點Q作QH⊥AC交AC的延長線于點H.
第1題解圖③
由題知,=,設(shè)AC=5a,BC=2a,
由(2)知,△ACP≌△QHA,
∴QH=AC=5a,
又∵△BCM∽△QHM,
∴=,
∴=,∴MH=5,
又∵AP=AQ=13,
∴在Rt△AHQ中,根據(jù)勾股定理得:QH2+AH2=AQ2,
∴(5a)2+(5a+2+5)2=132,
化簡得:5a2+7a-12
5、=0,
即(a-1)(5a+12)=0,
解得:a1=1,a2=-(舍),
∴BC=2,AH=CP=12,AC=5,
∴BP=PC-BC=12-2=10,
∴S△ABP=BPAC=105=25.
【典例2】如圖,將OA= 6,AB = 4的矩形OABC放置在平面直角坐標(biāo)系中,動點M、N以每秒1個單位的速度分別從點A、C同時出發(fā),其中點M沿AO向終點O運動,點N沿CB向終點B運動,當(dāng)兩個動點運動了t秒時,過點N作NP⊥BC,交OB于點P,連接MP.
(1)點B的坐標(biāo)為;用含t的式子表示點P的坐標(biāo)為;
(2)記△OMP的面積為S,求S與t的函數(shù)關(guān)系式(0 < t < 6);并求
6、t為何值時,S有最大值?
(3)試探究:當(dāng)S有最大值時,在y軸上是否存在點T,使直線MT把△ONC分割成三角形和四邊形兩部分,且三角形的面積是△ONC面積的?若存在,求出點T的坐標(biāo);若不存在,請說明理由.
(備用圖)
【答案】解:(1)(6,4);().(其中寫對B點得1分)
(2)∵S△OMP =OM,
∴S =(6 -t)=+2t.
=(0 < t <6).
∴當(dāng)時,S有最大值.
(3)存在.
由(2)得:當(dāng)S有最大值時,點M、N的坐標(biāo)分別為:M(3,0),N(3,4),
則直線ON的函數(shù)關(guān)系式為:.
(備用圖)
R2
T1
T2
R1
7、
D2
D1
設(shè)點T的坐標(biāo)為(0,b),則直線MT的函數(shù)關(guān)系式為:,
解方程組得
∴直線ON與MT的交點R的坐標(biāo)為.
【典例3】如圖1,△ABC和△DCE都是等邊三角形.
探究發(fā)現(xiàn)
(1)△BCD與△ACE是否全等?若全等,加以證明;若不全等,請說明理由.
拓展運用
(2)若B、C、E三點不在一條直線上,∠ADC=30,AD=3,CD=2,求BD的長.
(3)若B、C、E三點在一條直線上(如圖2),且△ABC和△DCE的邊長分別為1和2,求△ACD的面積及AD的長.
【答案】(1)全等,理由見解析;(2)BD=;(3)△ACD的面積為,AD=.
【解析】
【分析】
8、
(1)依據(jù)等式的性質(zhì)可證明∠BCD=∠ACE,然后依據(jù)SAS可證明△ACE≌△BCD;
(2)由(1)知:BD=AE,利用勾股定理計算AE的長,可得BD的長;
(3)過點A作AF⊥CD于F,先根據(jù)平角的定義得∠ACD=60,利用特殊角的三角函數(shù)可得AF的長,由三角形面積公式可得△ACD的面積,最后根據(jù)勾股定理可得AD的長.
【詳解】
解:(1)全等,理由是:
∵△ABC和△DCE都是等邊三角形,
∴AC=BC,DC=EC,∠ACB=∠DCE=60,
∴∠ACB+∠ACD=∠DCE+∠ACD,
即∠BCD=∠ACE,
在△BCD和△ACE中,
,
∴△ACE≌△BCD(
9、SAS);
(2)如圖3,由(1)得:△BCD≌△ACE,
∴BD=AE,
∵△DCE都是等邊三角形,
∴∠CDE=60,CD=DE=2,
∵∠ADC=30,
∴∠ADE=∠ADC+∠CDE=30+60=90,
在Rt△ADE中,AD=3,DE=2,
∴,
∴BD=;
(3)如圖2,過點A作AF⊥CD于F,
∵B、C、E三點在一條直線上,
∴∠BCA+∠ACD+∠DCE=180,
∵△ABC和△DCE都是等邊三角形,
∴∠BCA=∠DCE=60,
∴∠ACD=60,
在Rt△ACF中,sin∠ACF=,
∴AF=ACsin∠ACF=,
∴S△ACD=,
10、
∴CF=ACcos∠ACF=1,F(xiàn)D=CD﹣CF=,
在Rt△AFD中,AD2=AF2+FD2=,
∴AD=.
【點睛】
本題考查等邊三角形的性質(zhì),全等三角形的判定與性質(zhì),解直角三角形,勾股定理等,第(3)小題巧作輔助線構(gòu)造直角三角形是解題的關(guān)鍵.
【典例4】閱讀材料:三角形的三條中線必交于一點,這個交點稱為三角形的重心.
(1)特例感知:如圖(一),已知邊長為2的等邊的重心為點,求與的面積.
(2)性質(zhì)探究:如圖(二),已知的重心為點,請判斷、是否都為定值?如果是,分別求出這兩個定值:如果不是,請說明理由.
(3)性質(zhì)應(yīng)用:如圖(三),在正方形中,點是的中點,連接交
11、對角線于點.
①若正方形的邊長為4,求的長度;
②若,求正方形的面積.
【答案】(1),;(2)都是定值,,;(3)①;②12.
【解析】
【分析】
(1)連接DE,利用相似三角形證明,運用勾股定理求出AD的長,運用三角形面積公式求解即可;
(2)根據(jù)(1)的證明可求解;
(3)①證明△CME∽△ABM得,再運用勾股定理求出BE的長即可解決問題;
②分別求出S△BMC和S△ABM 即可.
【詳解】
(1)連接DE,如圖,
∵點O是的重心,
,是,C邊上的中線,
為,邊上的中點,
為的中位線,
,,
,
,
,
,,
;
(2)由(1)可知,是定值;
是定值;
(3)①∵四邊形ABCD是正方形,
,,
為CD的中點,
,即;
②,且
∴,
,
,
,
,
又
∴正方形ABCD的面積為:6+6=12.
【點睛】
本題考查的是三角形重心的性質(zhì)、全等三角形的判定與性質(zhì)、勾股定理及相似三角形的判定與性質(zhì),解答此題的關(guān)鍵是靈活運用三角形重心的性質(zhì).
初中數(shù)學(xué)中考備課必備