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图形的变换中考题和答案(2001-2012年苏州市)

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2012-11-19

∴ 。

∴ , 。

∴ 。

∴不存在这样的位置,使得 。

【考点】动态几何问题,等腰直角三角形的性质,勾股定理和逆定理,角平分线的性质,解一元二次方程。

【分析】(1)观察图形即可得出结论。

(2)问题①:连结 ,设 ,在 中应用勾股定理,求出这时 的值,从而得到 的长。

问题②:以线段 、 、 的长度为三边长的三角形是否是直角三角形,根据勾股定理的逆定理,只需对三边是否能组成直角三角形进行讨论,分 为斜边、 为斜边和 为斜边三种情况讨论。

问题③:假设存在这样的位置,使得 ,由知条件进行推理,得出矛盾的结论。

否存在性问题属于中考题常设置的一种题型,此类问题常先假设结论存在,利用已若推情合理,则存在;否则,则不存在。

7. (江苏省苏州市2002年7分)如图,梯形OABC中,O为直角坐标系的原点,A、B、C的坐标分别为(14,0)、(14,3)、(4,3)。点P、Q同时从原点出发,分别作匀速运动。其中点P沿OA向终点A运动,速度为每秒1个单位;点Q沿OC、CB向终点B运动。当这两点中有一点到达自己的终点时,另一点也停止运动。

(1)设从出发起运动了 秒,如果点Q的速度为每秒2个单位,试分别写出这时点Q在OC上或在CB上时的坐标(用含 的代数式表示,不要求写出 的取值范围);

(2)设从出发起运动了 秒,如果点P与点Q所经过的路程之和恰好为梯形OABC的周长的一半。

①试用含 的代数式表示这时点Q所经过的路程和它的速度;

②试问:这时直线PQ是否可能同时把梯形OABC的面积也分成相等的两部分?如有可能,求出相应的 的值和P、Q的坐标;如不可能,请说明理由。

【答案】解:(1)当点Q在OC上时,如图,过点C作CE⊥OA于点E,过点Q作QF⊥OA于点F。

依题意,有OE=4,EC=3,OC=5,OQ=2 。

由△OCE∽△OQF得 ,

即 。

∴ 。∴当点Q在OC上时,点Q的坐标为 。

当点Q在CB上时,如图,过点C作CM⊥OA于点M,过点Q作QN⊥OA于点N。

∵CQ=2 -5,∴OM=4+2 -5=2 -1。

又MQ=3,∴当点Q在CB上时,点Q的坐标为( )。

(2)①∵点P所经过的路程为 ,点Q所经过的路程为OQ,且点P与点Q所经过的路程之和恰好为梯形OABC的周长的一半,

∴ +OQ= (14+3+10+5),即OQ=16- 。

∴点Q所经过的路程为16- , 速度为 。

②不能。理由如下:

当Q点在OC上时,如图,过点Q作QF⊥OA于点F。

则OP= ,QF= 。

∴ 。

又∵ ,∴令 ,解之,得 。

∵当 时, ,这时点Q不在OC上,故舍去;

当 时, ,这时点Q不在OC上,故舍去。

∴当Q点在OC上时,PQ不可能同时把梯形OABC的面积也分成相等的两部分。

当Q在CB上时,CQ=16- -5=11- ,

∴ 。

∵ ,

∴当Q点在CB上时,PQ不可能同时把梯形OABC的面积也分成相等的两部分。

综上所述,这时PQ不可能同时平分梯形OABC的面积。

【考点】动点问题,勾股定理,相似三角形的判定和性质。

【分析】(1)当点Q在OC上时,作直角三角形OCE和OQF,由二者相似即可求出此时点Q的坐标。当点Q在CB上时,过点C作CM⊥OA于点M,过点Q作QN⊥OA于点N,即可得出OM=4+2 -5=2 -1,从而求出此时点Q的坐标。

(2)①由点P与点Q所经过的路程之和恰好为梯形OABC的周长的一半,列出等式, +OQ= (14+3+10+5),即可求出点Q所经过的路程。用路程÷时间即可求得速度。

②分Q点在OC上和Q点在OC上,分别讨论即可得出结论。

8. (江苏省苏州市2003年7分)OABC是一张放在平面直角坐标系中的矩形纸片,O为原点,点A在x轴上,点C在y轴上,OA=10,OC=6。

(1)如图1,在OA上选取一点G,将△COG沿CG翻折,使点O落在BC边上,记为E,求折痕CG所在直线的解析式。

(2)如图2,在OC上选取一点D,将△AOD沿AD翻折,使点O落在BC边上,记为 。

①求折痕AD所在直线的解析式;

②再作 F∥AB,交AD于点F,若抛物线 过点F,求此抛物线的解析式,并判断它与直线AD的交点的个数。

(3)如图3,一般地,在OC、OA上选取适当的点 ,使纸片沿 翻折后,点O落在BC边上,记为 。请你猜想:折痕 所在直线与②中的抛物线会有什么关系?用(1)中的情形验证你的猜想。

【答案】解:(1)由折叠法知,四边形OCEG是正方形,∴OG=OC=6。∴G(6,0),C(0,6)。

设直线CG的解析式为y=kx+b,则 ,解得 。

∴直线CG的解析式为:y=-x+6。

(2)①在Rt△ABE'中, 。∴CE′=2。

设OD=x,则DE'=x,CD=6-x,

在Rt△DCE'中, ,解得 。则D(0, )。

设AD所在直线的解析式为y=k'x+ ,由于它过A(10,0),∴k'= 。

∴AD所在直线的解析式为 。

②∵E'F∥AB,E'(2,6),∴设F(2,yF)。

∵F在AD上,∴ 。∴F(2, )。

又∵点F在抛物线 上,∴ ,解得h=3。

∴抛物线的解析式为 。

联立 和 得 ,即 。

∵△=0,∴直线AD与抛物线只有一个交点(2, )。 (3)例如可以猜想:(ⅰ)折痕所在直线与抛物线 只有一个交点;

或(ⅱ)若作E''F''∥AB,交D'G'于F',则F'在抛物线 上。

验证:(ⅰ)在图1中,折痕为CG,将y=-x+6代入 ,

得 ,即 。

∵△=0,∴折痕CG所在直线与抛物线 只有一个交点。

或(ⅱ)在图1中,D'即C,E''即E,G'即G,交点F'也为G(6,0),

∴当x=6时, 。∴G点在这条抛物线上。

【考点】二次函数综合题,折叠的性质,正方形的判定和性质,待定系数法,曲线点的坐标与方程的关系,勾股定理,一元二次方程根的判别式。

【分析】(1)根据折叠的性质可知:四边形OGEC是个正方形,因此OC=OG=6,据此可得出G点的坐标,然后用待定系数法即可求出直线CG的解析式。

(2)①求出D的坐标,根据折叠的性质可知AE′=OA,那么可在Rt△ABE′中求出BE′的长,从而可求出CE′的值。在Rt△CDE′中,CD=6-OD,DE′=OD,根据勾股定理即可求出OD的长,也就得出了D点的坐标,然后可用待定系数法求出直线AD的解析式。

②①中已经求得CE′的长,即F点的横坐标,可根据直线AD的解析式求出F点的坐标,然后将F的坐标代入抛物线中即可求出抛物线的解析式.从而可根据抛物线的解析式来判断其与x轴交点的个数。

(3)可以猜想:(ⅰ)折痕所在直线与抛物线 只有一个交点:(ⅱ)若作E''F''∥AB,交D'G'于F',则F'在抛物线 上。验证(ⅰ)时,将y=-x+6代入 ,证明△=0即可。验证(ⅱ)时,说明G(6,0)满足 即可。

9. (江苏省苏州市2004年8分)如图,平面直角坐标系中,四边形OABC为矩形,点A、B的坐标分别为(3,0),(3,4)。动点M、N分别从O、B同时出发,以每秒1个单位的速度运动。其中,点M沿OA向终点A运动,点N沿BC向终点C运动。过点N作NP⊥AC,交AC于P,连结MP。已知动点运动了x秒。

(1)P点的坐标为( , );(用含x的代数式表示)

(2)试求△MPA面积的最大值,并求此时x的值。

(3)请你探索:当x为何值时,△MPA是一个等腰三角形?

你发现了几种情况?写出你的研究成果。

【答案】解:(1)3—x ; x 。

(2)设△MPA的面积为S,在△MPA中,MA=3-x,MA边上的高为 x,其中,0≤x≤3。

∴ 。

∴S的最大值为 ,此时x= 。

(3)延长NP交x轴于Q,则有PQ⊥OA。

①若MP=PA,

∵PQ⊥MA,∴MQ=QA。

又∵QA=x,MQ=3-2x

∴3-x = 2x。∴x=1。

②若MP=MA,则MQ=3-2x,PQ= x,PM=MA=3-x。

在Rt△PMQ中,∵PM2=MQ2+PQ2,

∴(3-x) 2=(3-2x) 2+ ( x) 2。∴x= (x=0舍去)。

③若PA=AM,则PA= x,AM=3-x

∴ x=3-x。∴x= 。

综上所述,当x为以下值时,△MPA是一个等腰三角形:x=1或x= 或x= 。

【考点】二次函数综合题,勾股定理,待定系数法,直线上点的坐标与方程的关系,二次函数的最值,等腰三角形的判定和性质。

【分析】(1)由题意可知C(0,4),A(3,0),所以由待定系数法可求出直线AC解析式为:y=- x+4。因为P点的横坐标与N点的横坐标相同为3-x,代入直线AC中得y= x,所以P点坐标为(3-x, x)。

(2)通过求△MPA的面积和x的函数关系式来得出△MPA的面积最大值及对应的x的值。

(3)可分MP=AP,AP=AM,MP=MA三种情况进行讨论即可。

10. (江苏省苏州市2005年8分)如图一,平面直角坐标系中有一张矩形纸片OABC,O为坐标原点,A点坐标为(10,0),C点坐标为(0,6)。D是BC边上的动点(与点B、C不重合),现将△COD沿OD翻折,得到△FOD;再在AB边上选取适当的点E,将△BDE沿DE翻折,得到△GDE,并使直线DG、DF重合。

(1)如图二,若翻折后点F落在OA边上,求直线DE的函数关系式;

(2)设 , ,求 关于 的函数关系式,并求 的最小值;

(3)一般地,请你猜想直线DE与抛物线 的公共点的个数,在图二的情形中通过计算验证你的猜想;如果直线DE与抛物线 始终有公共点,请在图一中作出这样的公共点。

【答案】解:(1)∵A点坐标为(10,0),C点坐标为(0,6),

∴D点坐标为(6,6),E点坐标为(10,2)。

设直线DE的函数关系式为 ,则

,解得 。

∴直线DE的函数关系式为 。

(2)依题意有:OC=6,CD=a,BD=10-a,BE=6-b。

∵∠ODE=90°,∴∠CDO+∠COD=∠CDO+∠BDE=90°。∴∠COD=∠BDE。

又∵∠OCD=∠B=90°,∴△OCD∽△DBE。

∴ ,即 。

∴ 。

又∵

∴当a=5时,b最小值= 。

(3)猜想:直线DE与抛物线 只有一个公共点。就图2验证如下:

由(1)可知,DE所在直线为 .代入抛物线,得 ,

化简得 ,

∵△=242-4×1×144=0,

∴ 有两个相等的实数根。

∴直线DE与抛物线 只有一个公共点。

解 得:x=12,∴y=0。

∴直线DE与抛物线 的公共点为(12,0)。

∴延长DE交OF于点H,点H即为公共点。据此作出公共点如图。

【考点】二次函数综合题,矩形的性质,翻折的性质,正方形的判定和性质,待定系数法,直线上点的坐标与方程的关系,相似三角形的判定和性质,二次函数的最值,一元二次方程根的判别式。

【分析】(1)当F落在OA上时,四边形OCDF和四边形DGEB都是正方形,因此CD=DF=OC=6,即D点的坐标为(6,6),而GF=DF-DG=DF-(BC-CD)=6-(10-6)=2,因此E点的坐标为(10,2)。然后可用待定系数法求出直线DE的解析式。

(2)根据各点的坐标可知:OC=6,CD=a,BD=10-a,BE=6-b,可根据△OCD∽△DBE得出的关于OC、CD、DB、BE的比例关系式求出b、a的函数关系式.然后可根据函数的性质得出b的最小值及对应的a的值。

(3)可将(1)中得出的直线DE的解析式联立抛物线的解析式,得出的一元二次方程的根的判别式△的值与0的关系即可得出交点的个数并求出解,作图。

11.(江苏省苏州市2008年8分) 如图,在等腰梯形ABCD中,AD∥BC,AB=DC=5,AD=6,BC=12.动点P从D点出发沿DC以每秒1个单位的速度向终点C运动,动点Q从C点出发沿CB以每秒2个单位的速度向B点运动.两点同时出发,当P点到达C点时,Q点随之停止运动.

(1)梯形ABCD的面积等于 ;

(2)当PQ//AB时,P点离开D点的时间等于 秒;

(3)当P、Q、C三点构成直角三角形时,P点离开 D点多少时间?

【答案】解:(1)36。

(2) 。

(3)设P点离开 D点x秒,P、Q、C三点构成直角三角形时,有两种情况:

①如图,当∠CPQ=900时,过点D作DM⊥BC于M。

∵∠CPQ=∠DMC=900,∠C=∠C,

∴△CPQ∽△DMC。

∴ 。

∵CP=5-x,CQ=2x,CD=5,CM= ,∴ ,解得 。

②如图,当∠CQP=900时,过点D作DN⊥BC于N。

∵∠CQP=∠DNC=900,∠C=∠C,

∴△CPQ∽△CDN。∴ 。

∵CP=5-x,CQ=2x,CD=5,CM= ,

∴ ,解得 。由已知和

综上所述,当P、Q、C三点构成直角三角形时,P点离开 D点 秒或 秒。

【考点】动点问题,等腰梯形的性质,平行四边形的判定和性质,勾股定理,相似三角形的判定和性质。

【分析】(1)如图,过点A作AH⊥BC于H,根据等腰梯形的性质,知AB=5,BH= ,则 ,所以梯形ABCD的面积等于 。

(2)如图,过点D作DE//AB交BC于点E,设当PQ//AB时,P点离开D点的时间等于x秒,则由△CPQ∽△CDE,得 。

∵CP=5-x,CQ=2x,CD=5,CE=6,∴ ,解得 。

(3)分∠CPQ=900和∠CQP=900两种情况讨论即可。

12. (江苏省苏州市2011年9分)如图①,小慧同学把一个正三角形纸片(即△OAB)放在直线l1上,OA边与直线l1重合,然后将三角形纸片绕着顶点A按顺时针方向旋转120°,此时点O运动到了点O1处,点B运动到了点B1处;小慧又将三角形纸片AO1B1绕点B1按顺时针方向旋转120°,此时点A运动到了点A1处,点O1运动到了点O2处(即顶点O经过上述两次旋转到达O2处).

小慧还发现:三角形纸片在上述两次旋转的过程中,顶点O运动所形成的图形是两段圆弧,即 和

,顶点O所经过的路程是这两段圆弧的长度之和,并且这两段圆弧与直线l1围成的图形面积等于扇

形AOO1的面积、△AO1B1的面积和扇形B1O1O2的面积之和.

小慧进行类比研究:如图②,她把边长为1的正方形纸片OABC放在直线l2上,OA边与直线l2重合,

然后将正方形纸片绕着顶点^按顺时针方向旋转90°,此时点O运动到了点O1处(即点B处),点C运动

到了点C1处,点B运动到了点B1处;小慧又将正方形纸片AO1C1B1绕顶点B1按顺时针方向旋转90°,……,

按上述方法经过若干次旋转后.她提出了如下问题:

问题①:若正方形纸片OABC接上述方法经过3次旋转,求顶点O经过的路程,并求顶点O在此运

动过程中所形成的图形与直线l2围成图形的面积;若正方形纸片OA BC按上述方法经过5次旋转,求顶

点O经过的路程;

问题②:正方形纸片OABC按上述方法经过多少次旋转,顶点O经过的路程是 ?

请你解答上述两个问题.

【答案】解:问题①:如图,正方形纸片经过3次旋转,顶点O运动所形成的图形是三段圆弧 ,

所以顶点O在此运动过程中经过的路程为 。

顶点 O在此运动过程中所形成的图形与直线 围成图形的面积为 。

正方形纸片经过5次旋转,顶点O运动经过的路程为: 。

问题②:∵ 正方形纸片每经过4次旋转,顶点O运动经过的路程均为: 。

又 ,而 是正方形纸片第4 +1次旋转,顶点O运动经过的路程。

∴正方形纸片OABC按上述方法经过81次旋转,顶点O经过的路程是

【考点】分类归纳,图形的翻转,扇形弧长和面积.

【分析】求出正方形OABC翻转时点O的轨迹弧长, 再求面积即可。要理解的是第4 次旋转,顶点O没有移动。

13. (2012江苏苏州9分)如图,正方形ABCD的边AD与矩形EFGH的边FG重合,将正方形ABCD

以1cm/s的速度沿FG方向移动,移动开始前点A与点F重合.在移动过程中,边AD始终与边FG重合,

连接CG,过点A作CG的平行线交线段GH于点P,连接PD.已知正方形ABCD的边长为1cm,矩形EFGH

的边FG、GH的长分别为4cm、3cm.设正方形移动时间为x(s),线段GP的长为y(cm),其中

0≤x≤2.5.

⑴试求出y关于x的函数关系式,并求出y =3时相应x的值;

⑵记△DGP的面积为S1,△CDG的面积为S2.试说明S1-S2是常数;

⑶当线段PD所在直线与正方形ABCD的对角线AC垂直时,求线段PD的长.

【答案】解:(1)∵CG∥AP,∴∠CGD=∠PAG,则 。∴ 。

∵GF=4,CD=DA=1,AF=x,∴GD=3-x,AG=4-x。

∴ ,即 。∴y关于x的函数关系式为 。

当y =3时, ,解得:x=2.5。

(2)∵ ,

∴ 为常数。

(3)延长PD交AC于点Q.

∵正方形ABCD中,AC为对角线,∴∠CAD=45°。

∵PQ⊥AC,∴∠ADQ=45°。

∴∠GDP=∠ADQ=45°。

∴△DGP是等腰直角三角形,则GD=GP。

∴ ,化简得: ,解得: 。

∵0≤x≤2.5,∴ 。

在Rt△DGP中, 。

【考点】正方形的性质,一元二次方程的应用,等腰直角三角形的性质,矩形的性质,解直角三角形,锐角三角函数定义,特殊角的三角函数值。

【分析】(1)根据题意表示出AG、GD的长度,再由 可解出x的值。

(2)利用(1)得出的y与x的关系式表示出S1、S2,然后作差即可。

(3)延长PD交AC于点Q,然后判断△DGP是等腰直角三角形,从而结合x的范围得出x的值,在Rt△DGP中,解直角三角形可得出PD的长度。

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