专题20函数与等腰三角形的存在性问题-中考数学压轴大题之经典模型培优案(全国通用)
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专题20函数与等腰三角形的存在性问题
解题策略
经典例题
【例1】(2022秋•青岛期中)如图,在矩形ABCD中,BD是对角线,AB=6cm,BC=8cm,点E从点D出发,沿DA方向匀速运动,速度是2cm/s;点F从点B出发,沿BD方向匀速运动,速度是1cm/s.两点同时出发,设运动时间为t(s)(0<t<4),请回答下列问题
(1)当t为何值时,EF∥AB?
(2)设四边形ABFE的面积为S(cm2),求S与t之间的函数关系式;
(3)当t为何值时,四边形ABFE的面积S等于矩形ABCD面积的?
(4)当t为 时,△EFD是等腰三角形.
【例2】(2022•佳木斯模拟)如图,在正方形ABCD中,E为AB的中点,以A为原点,AB,AD所在直线为x轴、y轴,建立平面直角坐标系.正方形ABCD的边长是方程x2﹣8x+16=0的根.点P从点B出发,沿BC→CD向点D运动,同时点Q从点E出发,沿EB→BC向点C运动,点P的速度是每秒2个单位长度,点Q的速度是每秒1个单位长度当点P运动到点D时,P,Q两点同时停止运动设点P运动的时间为t秒,△APQ的面积为S.
(1)求点C的坐标;
(2)求S关于t的函数关系式;
(3)当△AQP是等腰三角形时,直接写出点P的坐标.
【例3】(2022秋•前郭县期中)如图,对称轴为直线x=﹣1的抛物线y=a(x﹣h)2+k(a≠0)与x轴交于点A、B(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,其中点B的坐标为(2,0),点C的坐标为(0,4).
(1)求该抛物线的解析式;
(2)如图①,若点P为抛物线上第二象限内的一点,且到y轴的距离是2.点M为线段CO上的一个动点,求△APM周长的最小值;
(3)如图②,将原抛物线绕点A旋转180°,得新抛物线y',在新抛物线y'的对称轴上是否存在点Q,使得△ACQ为等腰三角形?若存在,请直接写出点Q的坐标;若不存在,说明理由.
【例4】(2022秋•法库县期中)如图1所示,在平面直角坐标系中,O为坐标原点,四边形ABCO是菱形,点A的坐标为(﹣3,4),点(在x轴正半轴上,直线AC交y轴于点M.连接BM,AB边交y轴于点H.
(1)求MH的长;
(2)如图2所示,动点P从点A出发,沿折线.A→B→C方向以每秒1个单位的速度向终点C匀速运动,设△PMB的面积为S(S≠0),点P的运动时间为t秒,求S与t之间的函数关系式;
(3)在(2)的情况下,当点P在线段AB上运动时,是否存在以BM为腰的等腰三角形?如存在,直接写出t的值;如不存在,说明理由.
培优训练
一.解答题
1.在矩形ABCD中,AB=3,AD=4,E为对角线AC上的一个动点.
(1)如图①,连接BE作EF⊥BE交线段DC于点F,的值;
(2)如图②,连接DE,作EF⊥DE交射线BC于点F.
①设CF=y,AE=x,当点F在线段BC上时,求y与x之间的函数关系式;
②当△EFC为等腰三角形时,求AE的长.
2.(2022春•惠山区期中)如图1,在△ABC中,AB=BC=5,AC=8.延长BC到D,使得CD=BC,以AC、CD为邻边作平行四边形ACDE,连接BE交AC于点O.
(1)求证:四边形ABCE为菱形;
(2)如图2,点P是射线BC上一动点(不与点B、C、D重合),设BP=x,连接PO并延长,延长线交直线AE于点Q.
①以P、Q、E、D四点围成的四边形面积记为S,求S与x的函数关系式;
②当△POC为等腰三角形时,求x的值.
3.(2020秋•浦东新区校级期末)已知:如图,在△ABC纸片中,AC=3,BC=4,AB=5,按图所示的方法将△ACD沿AD折叠,使点C恰好落在边AB上的点C′处,点P是射线AB上的一个动点.
(1)求折痕AD长.
(2)点P在线段AB上运动时,设AP=x,DP=y.求y关于x的函数解析式,并写出此函数的定义域.
(3)当△APD是等腰三角形时,求AP的长.
4.(2022春•厦门期末)如图,已知△ABC中,AC=2,BC=4,AB=6,点P是射线CB上一点(不与点B重合),EF为PB的垂直平分线,交PB于点F,交射线AB于点E,联结PE、AP.
(1)求∠B的度数;
(2)当点P在线段CB上时,设BE=x,AP=y,求y关于x的函数解析式,并写出函数的定义域;
(3)当△APB为等腰三角形时,请直接写出AE的值.
5.(2020秋•郫都区期末)如图,在平面直角坐标系xOy中,直线y=kx+b与x轴交于点A,与y轴交于点B,已知OA=OB=6,点P是第一象限内在直线AB上一点.
(1)直接写出k,b的值;
(2)设P(x,y),求△OPA的面积S与x的函数解析式;
(3)当△POA是等腰三角形,求点P的坐标.
6.(2021•永嘉县校级模拟)如图1,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=3,BC=4,DB⊥BC于点B,E,F,G分别在AC,BC,AC的延长线上,连接BG,EF的延长线分别交BG,DB于点K,H.已知CE,CF,CG的长度分别为3t,4t,4t(0<t<1).
(1)求证:HB=EA.
(2)设y=.
①求y关于t的函数表达式.
②当△HBK为等腰三角形时,求所有满足条件的y的值.
(3)如图2,过点F作FP∥AC交AB于点P,连接KP交BF于点M.记△KPF,四边形EFPA的面积分别为S1,S2.当tan∠KPB=时,求的值.
7.(2020秋•伊通县期末)如图,在矩形ABCD中,AB=10cm,BC=20cm,动点E、F同时从点B出发,分别沿BA、BC的方向向终点A、终点C运动,点E的速度是1cm/s,点F的速度是2cm/s,当一点到达终点后,两点同时停止运动,设运动时间为t(s),四边形DAEF的面积为S(cm2).
(1)求S与t的函数关系式;
(2)当△DEF为等腰三角形时,求t的值.
8.(2020秋•东城区校级月考)如图,在△ABC中,AB=4cm,BC=5cm,P是上的动点,设A,P两点间的距离为xcm,B,P两点间的距离为y1cm,C,P两点间的距离为y2cm.
小腾根据学习函数的经验,分别对函数y1,y2随自变量x的变化而变化的规律进行了探究.下面是小腾的探究过程,请补充完整:
(1)按照下表中自变量x的值进行取点、画图、测量,分别得到了y1,y2与x的几组对应值:
x/cm
0
1
2
3
4
y1/cm
4.00
3.69
2.13
0
y2/cm
3.00
3.91
4.71
5.23
5
(2)在同一平面直角坐标系xOy中,描出补全后的表中各组数值所对应的点(x,y1),点(x,y2),并画出函数y1,y2的图象;
(3)结合函数图象,
①当△PBC为等腰三角形时,AP的长度约为 cm;
②记AB所在圆的圆心为点O,当直线PC恰好经过点O时,PC的长度约为 cm.
9.(2020•西城区一模)如图,在△ABC中,AB=4cm,BC=5cm.P是上的动点,设A,P两点间的距离为xcm,B,P两点间的距离为y1cm,C,P两点间的距离为y2cm.
小腾根据学习函数的经验,分别对函数y1,y2随自变量x的变化而变化的规律进行了探究.
下面是小腾的探究过程,请补充完整:
(1)按照表中自变量x的值进行取点、画图、测量,分别得到了y1,y2与x的几组对应值:
x/cm
0
1
2
3
4
y1/cm
4.00
3.69
2.13
0
y2/cm
3.00
3.91
4.71
5.23
5
(2)在同一平面直角坐标系xOy中,描出补全后的表中各组数值所对应的点(x,y1),点(x,y2),并画出函数y1,y2的图象;
(3)结合函数图象,
①当△PBC为等腰三角形时,AP的长度约为 cm;
②记所在圆的圆心为点O,当直线PC恰好经过点O时,PC的长度约为 cm.
10.(2020•长春模拟)如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于点A(1,0)、B(3,0)(点A在点B的左边),与y轴交于点C,过点C作CD∥x轴,交抛物线于点D,过点D作DE∥y轴,交直线BC于点E,点P在抛物线上,过点P作PQ∥y轴交直线CE于点Q,连接PB,设点P的横坐标为m,PQ的长为d.
(1)求抛物线对应的函数表达式;
(2)求直线BC的函数表达式;
(3)当0<m<4时,求d关于m的函数关系式;
(4)当△PQB是等腰三角形时,直接写出m的值.
11.如图,Rt△ABC中,∠C=90°,∠A=30°,AB=4,将一个30°角的顶点P放在AB边上滑动,保持30°角的一边平行于BC,且交边AC于点E,30°角的另一边交射线BC于点D,联结ED.
(1)四边形PEDC有可能为平行四边形吗?若可能,求出PEDC为平行四边形时AP的长,若不可能,请说明理由;
(2)设AP=x,在移动的过程中,这个角和Rt△ABC重叠部分的图形面积为y,试建立y与x之间的函数关系式,并求出函数定义域;
(3)若△PED是等腰三角形,求AP的长.(请直接写出AP的长)
12.(2021秋•道县期末)已知:如图,△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC=1,点D是BC边上的一个动点(不与B,C点重合),∠ADE=45°.
(1)求证:△ABD∽△DCE;
(2)设BD=x,AE=y,求y关于x的函数关系式;
(3)当△ADE是等腰三角形时,求AE的长.
13.(2022秋•肇源县期中)如图,一次函数y=kx+b的图象与x轴交于点A(6,0),与y轴交于点B(0,3),与正比例的函数y=x的图象交于点C.
(1)求一次函数的解析式及点C的坐标;
(2)请结合图象直接写出不等式组0<kx+b≤2的解集;
(3)在x轴上是否存在一点P,使△COP是等腰三角形,若存在,请直接写出点P的坐标,若不存在,请说明理由.
14.(2022秋•鹿城区校级月考)如图1,已知,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=4,BC=3,点D在AB上且,点P,Q分别从点D,B出发沿线段DB,BC向终点B,C匀速移动,P,Q两点同时出发,同时到达终点.设BQ=x,AP=y.
(1)求AD的值.
(2)求y关于x的函数表达式.
(3)如图2,过点P作PE⊥AC于点E,连结PQ,EQ.
①当△PEQ为等腰三角形时,求x的值.
②过D作DF⊥BC于点F,作点F关于EQ的对称点F',当点F'落在△PQB的内部(不包括边界)时,则x的取值范围为 .
15.(2022秋•临澧县期中)如图,一次函数y=﹣2x+8的图象经过B(2,a),交y轴于点A.反比例函数y=(x>0)的图象经过点B.
(1)求反比例函数表达式;
(2)将直线AB向右平移1个单位长度,得到对应直线MN,求直线MN与反比例函数图象的交点坐标;
(3)将线段AB向右平移m个单位长度,得到对应线段CD,连接AC、BD.在线段AB运动过程中,连接BC,若△BCD是以BC为腰的等腰三角形,求所有满足条件的m的值.
16.(2022秋•靖江市校级月考)如图,正方形ABCD的边长为6,点E,F分别在边AB,AD上,且∠ECF=45°,CF的延长线交BA的延长线于点G,CE的延长线交DA的延长线于点H,连接AC,EF,GH.
(1)填空:∠AHC ∠ACG;(填“>”或“<”或“=”)
(2)线段AC,AG,AH有什么关系?请说明理由;
(3)设AE=m.
①△AGH的面积S有变化吗?如果变化.请求出S与m的函数关系式;如果不变化,请求出定值;
②请直接写出使△CGH是等腰三角形的m值.
17.(2021•铜梁区校级模拟)抛物线y=﹣x2+mx+n与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点,抛物线的对称轴交x轴于点D,已知A(﹣1,0),C(0,2).
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图1,点P是线段BC上的一个动点,过点P作x轴的垂线与抛物线相交于点Q,当点P运动到什么位置时,四边形CDBQ的面积最大?求出四边形CDBQ的最大面积及此时P点的坐标;
(3)如图2,设抛物线的顶点为M,将抛物线沿射线CB方向以每秒个单位的速度平移t秒,平移后的抛物线的顶点为M′,当△CBM′是等腰三角形时,求t的值.
18.(2022秋•招远市期中)如图,抛物线y=﹣x2+mx+n与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,抛物线的对称轴交x轴于点D,已知A(﹣1,0),C(0,4).
(1)求抛物线的表达式;
(2)点E是线段BC上的一个动点,过点E作x轴的垂线与抛物线相交于点F,当点E运动到什么位置时,四边形CDBF的面积最大?求出此时E点的坐标以及四边形CDBF的最大面积;
(3)在抛物线的对称轴上是否存在点P,使△PCD是等腰三角形?如果存在,直接写出P点的坐标;如果不存在,请说明理由.
19.(2022秋•西湖区校级期中)如图1,我们把一个半圆和抛物线的一部分围成的封闭图形称为“蛋圆”,已知A,B,C,D分别为“蛋圆”与坐标轴的交点,y=x﹣3与“蛋圆”中的抛物线y=x2+bx+c交于B,C两点.
(1)求“蛋圆”中的抛物线的解析式,并直接写出“蛋圆”被y轴截得的线段BD的长.
(2)“蛋圆”上是否存在点P使△APC是等腰三角形?如果存在,请直接写出点P的坐标;如果不存在,请说明理由.
(3)如图2,E为直线BC下方“蛋圆”上一点,连结AE,AB,BE,设AE与BC交于F,△BEF的面积记为S1,△ABF的面积记为S2,求的最小值.
20.(2022秋•和平区校级期中)如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与y轴交于点C(0,4),与x轴交于点A和点B,其中点A的坐标为(﹣2,0),抛物线的对称轴x=1与抛物线交于点D,与直线BC交于点E.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点F是直线BC上方的抛物线上的一个动点,是否存在点F使四边形ABFC的面积最大,若存在,求出点F的坐标和最大值;若不存在,请说明理由;
(3)平行于DE的一条动直线l与直线BC相交于点P,与抛物线相交于点Q,若以D、E、P、Q为顶点的四边形是平行四边形,求P点的坐标.
(4)探究对称轴上是否存在一点P,使得以点P,C,A为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,请直接写出所有符合条件的P点的坐标,若不存在,请说明理由.
21.(2022春•沙坪坝区校级月考)如图,抛物线y=ax2+bx+2与x轴交于A(﹣4,0)、B(2,0)两点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式及顶点坐标;
(2)如图1,连接AC,BC,若点M是第二象限内抛物线上一点,过M作MN∥y轴,交AC于点N,过N作ND∥BC交x轴于点D,求的最大值及此时点M的坐标;
(3)如图2,在(2)的条件下,当取最大值时,将抛物线y=ax2+bx+2沿射线AC方向平移个单位,得到新抛物线y',新抛物线与y轴交于点K,P为y轴右侧新抛物线上一点,过P作PQ∥y轴交射线MK于点Q,连接PK,当△PQK为等腰三角形时,直接写出点P的坐标.
22.(2022秋•海曙区期中)如图,设抛物线y=x2﹣2x﹣3与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点.点P为该抛物线第四象限上的一点,过P作PH⊥x轴交BC于点Q.
(1)求直线BC的解析式;
(2)求线段PQ的最大值;
(3)当△PBC面积最大时,求点P的坐标;
(4)当△CPQ为等腰三角形时,直接写出点P的坐标.
23.(2022秋•龙江县校级月考)如图,已知直线y=x+4与x轴交于点A,与y轴交于点C,抛物线y=ax2+bx+c经过A,C两点,且与x轴的另一个交点为B,对称轴为直线x=﹣1.
(1)求抛物线的表达式;
(2)已知点M是抛物线对称轴上一点,当MB+MC的值最小时,点M的坐标是 ;
(3)D是第二象限内抛物线上的动点,设点D的横坐标为m,求三角形ACD面积S的最大值及此时D点的坐标;
(4)若点P在抛物线对称轴上,是否存在点P,使以点B,C,P为顶点的三角形是等腰三角形?若存在,请求出P点的坐标;若不存在,请说明理由.
24.(2022秋•克东县校级月考)如图,已知抛物线y=﹣x2+bx+c经过B(﹣3,0),C(0,3)两点,与x轴的另一个交点为A.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若直线y=mx+n经过B,C两点,则m= ;n= ;
(3)在抛物线对称轴上找一点E,使得AE+CE的值最小,直接写出点E的坐标;
(4)设点P为x轴上的一个动点,是否存在使△BPC为等腰三角形的点P,若存在,直接写出点P的坐标;若不存在,说明理由.
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