备战2020年中考数学 二轮复习 难点题型突破9 动点探究问题(原卷版+解析版)

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备战2020年中考数学 二轮复习 难点题型突破9 动点探究问题(原卷版+解析版)

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动点探究
例1、已知:等边三角形的边长为4厘米,长为1厘米的线段在的边上沿方向以1厘米/秒的速度向点运动(运动开始时,点与点重合,点到达点时运动终止),过点分别作边的垂线,与的其它边交于两点,线段运动的时间为秒.
(1)线段在运动的过程中,为何值时,四边形恰为矩形?并求出该矩形的面积;
(2)线段在运动的过程中,四边形的面积为,运动的时间为.求四边形的面积随运动时间变化的函数关系式,并写出自变量的取值范围.


















例2、如图,在梯形中,厘米,厘米,的坡度动点从出发以2厘米/秒的速度沿方向向点运动,动点从点出发以3厘米/秒的速度沿方向向点运动,两个动点同时出发,当其中一个动点到达终点时,另一个动点也随之停止.设动点运动的时间为秒.
(1)求边的长;
(2)当为何值时,与相互平分;
(3)连结设的面积为探求与的函数关系式,求为何值时,有最大值?最大值是多少?



















例3、如图,已知中,厘米,厘米,点为的中点.
(1)如果点P在线段BC上以3厘米/秒的速度由B点向C点运动,同时,点Q在线段CA上由C点向A点运动.
①若点Q的运动速度与点P的运动速度相等,经过1秒后,与是否全等,请说明理由;
②若点Q的运动速度与点P的运动速度不相等,当点Q的运动速度为多少时,能够使与全等?
(2)若点Q以②中的运动速度从点C出发,点P以原来的运动速度从点B同时出发,都逆时针沿三边运动,求经过多长时间点P与点Q第一次在的哪条边上相遇?


















例4、在梯形中,动点从点出发沿线段以每秒2个单位长度的速度向终点运动;动点同时从点出发沿线段以每秒1个单位长度的速度向终点运动.设运动的时间为秒.
(1)求的长. (2)当时,求的值.(3)试探究:为何值时,为等腰三角形.
























例5、如图,在直角梯形ABCD中,AD∥BC,∠ABC=90o,AB=12cm,AD=8cm,BC=22cm,AB为⊙O的直径,动点P从点A开始沿AD边向点D以1cm/s的速度运动,动点Q从点C开始沿CB边向点B以2cm/s的速度运动,P、Q分别从点A、C同时出发,当其中一点到达端
点时,另一个动点也随之停止运动.设运动时间为t(s).
(1)当t为何值时,四边形PQCD为平行四边形?
(2)当t为何值时,PQ与⊙O相切?






















例6、.如图,在矩形ABCD中,BC=20cm,P,Q,M,N分别从A,B,C,D出发沿AD,BC,CB,DA方向在矩形的边上同时运动,当有一个点先到达所在运动边的另一个端点时,运动即停止.已知在相同时间内,若BQ=xcm(),则AP=2xcm,CM=3xcm,DN=x2cm.
(1)当x为何值时,以PQ,MN为两边,以矩形的边(AD或BC)的一部分为第三边构成一个三角形;
(2)当x 为何值时,以P,Q,M,N为顶点的四边形是平行四边形;
(3)以P,Q,M,N为顶点的四边形能否为等腰梯形?如果能,求x的值;如果不能,请说明理由.












C

P

Q

B

A

M

N

图)

Cc

Dc

Ac

Bc

Qc

Pc

Ec

A

Q

C

D

B

P

A

B

O

C

D

P

Q

A

B

D

C

P

Q

M

N





















动点探究
例1、已知:等边三角形的边长为4厘米,长为1厘米的线段在的边上沿方向以1厘米/秒的速度向点运动(运动开始时,点与点重合,点到达点时运动终止),过点分别作边的垂线,与的其它边交于两点,线段运动的时间为秒.
(1)线段在运动的过程中,为何值时,四边形恰为矩形?并求出该矩形的面积;
(2)线段在运动的过程中,四边形的面积为,运动的时间为.求四边形的面积随运动时间变化的函数关系式,并写出自变量的取值范围.
【解析】:(1)过点作,垂足为.则,
当运动到被垂直平分时,四边形是矩形,即时,
四边形是矩形,秒时,四边形是矩形.

(2)当时,
当时,
当时,
点评:此题关键也是对P、Q两点的不同位置进行分类。




例2、如图,在梯形中,厘米,厘米,的坡度动点从出发以2厘米/秒的速度沿方向向点运动,动点从点出发以3厘米/秒的速度沿方向向点运动,两个动点同时出发,当其中一个动点到达终点时,另一个动点也随之停止.设动点运动的时间为秒.
(1)求边的长;
(2)当为何值时,与相互平分;
(3)连结设的面积为探求与的函数关系式,求为何值时,有最大值?最大值是多少?
【解析】:(1)作于点,如图(3)所示,则四边形为矩形.
又 2分
在中,由勾股定理得:
(2)假设与相互平分.由则是平行四边形(此时在上).
即解得即秒时,与相互平分.
(3)①当在上,即时,作于,则

即=
当秒时,有最大值为
②当在上,即时,=
易知随的增大而减小.故当秒时,有最大值为
综上,当时,有最大值为
例3、如图,已知中,厘米,厘米,点为的中点.
(1)如果点P在线段BC上以3厘米/秒的速度由B点向C点运动,同时,点Q在线段CA上由C点向A点运动.
①若点Q的运动速度与点P的运动速度相等,经过1秒后,与是否全等,请说明理由;
②若点Q的运动速度与点P的运动速度不相等,当点Q的运动速度为多少时,能够使与全等?
(2)若点Q以②中的运动速度从点C出发,点P以原来的运动速度从点B同时出发,都逆时针沿三边运动,求经过多长时间点P与点Q第一次在的哪条边上相遇?
【解析】:(1)①∵秒,∴厘米,
∵厘米,点为的中点,∴厘米.
又∵厘米,∴厘米,∴.
又∵,∴,∴.
②∵, ∴,
又∵,,则,
∴点,点运动的时间秒,∴厘米/秒.
(2)设经过秒后点与点第一次相遇,由题意,得,解得秒.
∴点共运动了厘米.
∵,∴点、点在边上相遇,∴经过秒点与点第一次在边上相遇.
例4、在梯形中,动点从点出发沿线段以每秒2个单位长度的速度向终点运动;动点同时从点出发沿线段以每秒1个单位长度的速度向终点运动.设运动的时间为秒.
(1)求的长. (2)当时,求的值.(3)试探究:为何值时,为等腰三角形.
【解析】:(1)如图①,过、分别作于,于,则四边形是矩形
∴在中,
在,中,由勾股定理得, HYPERLINK "http://www.zxxk.com"





(2)如图②,过作交于点,则四边形是平行四边形
∵∴∴∴
由题意知,当、运动到秒时,
∵∴又
∴∴即解得,





(3)分三种情况讨论:①当时,如图③,即∴
②当时,如图④,过作于
解法一:由等腰三角形三线合一性质得
在中,
又在中,
∴解得


∴∴即∴
③当时,如图⑤,过作于点.
解法一:(方法同②中解法一)
解得
解法二:


∴即∴
综上所述,当、或时,为等腰三角形
例5、如图,在直角梯形ABCD中,AD∥BC,∠ABC=90o,AB=12cm,AD=8cm,BC=22cm,AB为⊙O的直径,动点P从点A开始沿AD边向点D以1cm/s的速度运动,动点Q从点C开始沿CB边向点B以2cm/s的速度运动,P、Q分别从点A、C同时出发,当其中一点到达端
点时,另一个动点也随之停止运动.设运动时间为t(s).
(1)当t为何值时,四边形PQCD为平行四边形?
(2)当t为何值时,PQ与⊙O相切?
【解析】:(1)∵直角梯形
当时,四边形为平行四边形.
由题意可知:
,,
当 (?http:?/??/?www.gzsxw.net?/??)时,四边形为平行四边形.





(2)解:设与相切于点过点作垂足为
直角梯形
由题意可知:
为的直径,为的切线
在中,即:

因为在边运动的时间为秒,而(舍去)
当秒时,与相切.
例6、.如图,在矩形ABCD中,BC=20cm,P,Q,M,N分别从A,B,C,D出发沿AD,BC,CB,DA方向在矩形的边上同时运动,当有一个点先到达所在运动边的另一个端点时,运动即停止.已知在相同时间内,若BQ=xcm(),则AP=2xcm,CM=3xcm,DN=x2cm.
(1)当x为何值时,以PQ,MN为两边,以矩形的边(AD或BC)的一部分为第三边构成一个三角形;
(2)当x 为何值时,以P,Q,M,N为顶点的四边形是平行四边形;
(3)以P,Q,M,N为顶点的四边形能否为等腰梯形?如果能,求x的值;如果不能,请说明理由.





【解析】(1)当点P与点N重合或点Q与点M重合时,以PQ,MN为两边,以矩形的边(AD或BC)的一部分为第三边可能构成一个三角形.
①当点P与点N重合时,
(舍去).
因为BQ+CM=,此时点Q与点M不重合.所以符合题意.
②当点Q与点M重合时,
.此时,不符合题意.故点Q与点M不能重合.
所以所求x的值为.
(2)由(1)知,点Q 只能在点M的左侧,
①当点P在点N的左侧时,由,解得.
当x=2时四边形PQMN是平行四边形.
②当点P在点N的右侧时,由, 解得.
当x=4时四边形NQMP是平行四边形.所以当时,以P,Q,M,N为顶点的四边形是平行四边形.
(3)过点Q,M分别作AD的垂线,垂足分别为点E,F.由于2x>x,所以点E一定在点P的左侧.
若以P,Q,M,N为顶点的四边形是等腰梯形, 则点F一定在点N的右侧,且PE=NF,
即.解得.
由于当x=4时, 以P,Q,M,N为顶点的四边形是平行四边形,所以,以P,Q,M,N为顶点的四边形不能为等腰梯形

C

P

Q

B

A

M

N

C

P

Q

B

A

M

N

C

P

Q

B

A

M

N

图(15)

Cc

Dc

Ac

Bc

Qc

Pc

Ec

A

Q

C

D

B

P

(图①)

A

D

C

B

K

H

(图②)

A

D

C

B

G

M

N

A

D

C

B

M

N

(图③)

(图④)

A

D

C

B

M

N

H

E

(图⑤)

A

D

C

B

H

N

M

F

A

B

O

C

D

P

Q

O

A

P

D

B

Q

C

H

E

O

A

P

D

B

Q

C

A

B

D

C

P

Q

M

N












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