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文档简介
1、 【备战2014中考数学专题讲座】第23讲:动态几何之面积问题探讨来源&:中教#*网数学因运动而充满活力,数学因变化而精彩纷呈。动态题是近年来中考的的一个热点问题,以运动的观点探究几何图形的变化规律问题,称之为动态几何问题,随之产生的动态几何试题就是研究,在几何图形的运动中,伴随着出现一定的图形位置、数量关系的“变”与“不变”性的试题,就其运动对象而言,有点动、线动、面动三大类,就其运动形式而言,有轴对称(翻折)、平移、旋转(滚动)等,就问题类型而言,有最值问题、面积问题、和差问题、定值问题和存在性问题等。解这类题目要“以静制动”,即把动态问题,变为静态问题来解,而静态问题又是动态问题
2、的特殊情况。以动态几何问题为基架而精心设计的考题,可谓璀璨夺目、精彩四射。来源:中&国教育出版网#1618讲,我们从运动形式的角度对轴对称(翻折)、平移、旋转(滚动)问题进行了探讨, 1921讲我们从运动对象的角度对点动、线动、面动问题进行了探讨,2226讲我们从问题类型的角度对最值问题、面积问题、和差问题、定值问题和存在性问题进行探讨。结合2013年全国各地中考的实例,我们从四方面进行动态几何之面积问题的探讨:(1)静态面积问题;(2)点动形成的动态面积问题;(3)线动形成的动态面积问题;(4)面动形成的动态面积问题。一、静态面积问题: 来源:#*中教网%典型例题: 例1:(2013
3、年广西南宁3分)如图,圆锥形的烟囱帽底面半径为15cm,母线长为20cm,制作这样一个烟囱帽所需要的铁皮面积至少是【 】 A、150cm2 B、300cm2 C、600cm2 D、150cm2 解:根据圆锥的侧面积展开图为扇形,扇形的弧长等于圆锥地面园的周长,扇形的半径等于圆锥的母线长。然后根据扇形的面积公式计算即可。烟囱帽所需的铁皮面积=×2 ×15×20=100 (cm)2, 故选B。 例2:(2013年广西百色3分)一个几何体的三视图如图所示,则该几何体的侧面展开图的面积为【 】 A6cm2 B4cm2 C6cm2 D9cm2 解:主似图、左似图、俯似图是分
4、别从物体的正面、左面和上面看,所得得到的图形,由于俯似图为园形可得为球、圆柱、圆锥。主似图和左死图为矩形可得此几何体为圆柱。因为圆柱的侧面展开图为边长为2cm和3cm的矩形。所以圆柱的侧面展开图的面积为6cm2. 例3:(2013年湖北荆州3分)将一边长为2的正方形纸片折成四部分,再沿折痕折起来,恰好能不重叠地搭建成一个三棱锥,则三棱锥四个面中最小的面积是【 】 A1 B C D 解:最小的一个面是等腰直角三角形,它的两条直角边都是2÷2=1,它的面积为S= ×1×1= 故三棱锥四个面中最小的面积是故选C 例4:(2013年四川自贡4分)如图,将一张边长为3的正方
5、形纸片按虚线裁剪后,恰好围成一个底面是正三角形的棱柱,这个棱柱的侧面积为【 】 A B9 C D 解:将一张边长为3的正方形纸片按虚线裁剪后,恰好围成一个底面是正三角形的棱柱,这个正三角形的底面边长为1,高为=,正三角形的棱柱的高为:h=32×=3 侧面积是长为3,高为3的长方形,面积为93 故选A 例5:(2013年内蒙古赤峰3分)如图,4×4的方格中每个小正方形的边长都是1,则S四边形ABCD与S四边形ECDF的大小关系是【 】 AS四边形ABCD=S四边形ECDF BS四边形ABCDS四边形ECDF CS四边形ABCD=S四边形ECDF+1 DS四边形ABCD=S四边
6、形ECDF+2 解:S四边形ABCD=CDAC=1×4=4, S四边形ECDF=CDAC=1×4=4, S四边形ABCD=S四边形ECDF故选:A 例6:(2013年福建福州4分)如图,由7个形状、大小完全相同的正六边形组成网格,正六边形的顶点称为格点。已知每个正六边形的边长为1,ABC的顶点都在格点上,则其面积是 。来源:#中教&%网 解:延长AB,然后作出C所在的直线,一定交于格点E正六边形的边长为1,则半径是1,则CE=4,中国教&育出#*%版网中国教#育*&出版网小正六边形较短对角线的长是:,则BCE的边EC上的高是:,ACE边EC上的高是:
7、,则SABC=SAECSBEC=×4×()=2故答案是:2 例7:(2013年山西省2分)如图,四边形ABCD是菱形,A=60°,AB=2,扇形BEF的半径为2,圆心角为60°,则图中阴影部分的面积是【 】来源:*中#教&网中国教*育&%出版网 ABCD 解:连接BD,四边形ABCD是菱形,A=60°,ADC=120°,1=2=60°, DAB是等边三角形,AB=2,ABD的高为,扇形BEF的半径为2,圆心角为60°,4+5=60°,3+5=60°,3=4,在ABE和DBF中,A
8、BEDBF(ASA),四边形EBFD的面积等于ABD的面积,图中阴影部分的面积是:S扇形EBFSABD=×2×= 故选:B 例8:(2013年宁夏区3分)如图,以等腰直角ABC两锐角顶点A、B为圆心作等圆,A与B恰好外切,若AC=2,那么图中两个扇形(即阴影部分)的面积之和为【 】 A B C D 解:A与B恰好外切, A与B是等圆, AC=2,ABC是等腰直角三角形, AB=2, 两个扇形(即阴影部分)的面积之和=+=R2= 故选B 例9:(2013年广西桂林3分)如图,菱形ABCD的对角线BD、AC分别为2、,以B为圆心的弧与AD、DC相切,则阴影部分的面积是【 】ww
9、w.#zzst&*A B C D 解:连接AC、BD、BE,四边形ABCD是菱形, AC与BD互相垂直且平分,AO=,BO=1,tanBAO=,tanABO=,BAO=30°,ABO=60°,AB=2,BAE=60°,以B为圆心的弧与AD相切, AEB=90°,在RtABE中,AB=2,BAE=60°,BE=ABsin60°=,S菱形S扇形=×2×2=2 故选D 例10:( 2013年广西贵港3分)如图,已知圆锥的母线长为6,圆锥的高与母线所夹的角为,且sin=,则该圆锥的侧面积是【 】www.
10、%zzst&ep#.com*A. B C D 解:sin=,母线长为6,圆锥的底面半径=×6=2, 该圆锥的侧面积=×2×2×6=12 故选D 例11:(2013年四川自贡10分)如图,点B、C、D都在O上,过点C作ACBD交OB延长线于点A,连接CD,且CDB=OBD=30°,DB=cm (1)求证:AC是O的切线; (2)求由弦CD、BD与弧BC所围成的阴影部分的面积(结果保留) 解:如图,连接BC,OD,OC,设OC与BD交于点M (1)证明:根据圆周角定理得:COB=2CDB=2×30°=60°,
11、ACBD, A=OBD=30°, OCA=180°30°60°=90°, 即OCAC, OC为半径, AC是O的切线; (2)解:由(1)知,AC为O的切线, OCACACBD, OCBD 由垂径定理可知,MD=MB=BD=3 在RtOBM中,COB=60°,OB=6 在CDM与OBM中, CDMOBM SCDM=SOBM 阴影部分的面积S阴影=S扇形BOC=6(cm2) 例12:(2013年四川雅安10分)如图,AB是O的直径,BC为O的切线,D为O上的一点,CD=CB,延长CD交BA的延长线于点E (1)求证:CD为O的切线; (
12、2)若BD的弦心距OF=1,ABD=30°,求图中阴影部分的面积(结果保留) 解:(1)证明:连接OD,BC是O的切线,ABC=90°,CD=CB,CBD=CDB,OB=OD,OBD=ODB,ODC=OBC=90°,即ODCD,点D在O上,CD为O的切线; (2)解:在RtOBF中,ABD=30°,OF=1,BOF=60°,OB=2,BF=,OFBD,BD=2BF=2,BOD=2BOF=120°,S阴影=S扇形OBDSBOD=×2×1= 例13:( 2013年广西钦州10分)如图,在RtABC中,A=90°
13、;,O是BC边上一点,以O为圆心的半圆与AB边相切于点D,与AC、BC边分别交于点E、F、G,连接OD,已知BD=2,AE=3,tanBOD= (1)求O的半径OD; (2)求证:AE是O的切线; (3)求图中两部分阴影面积的和 解:(1)AB与圆O相切,ODAB, 在RtBDO中,BD=2,tanBOD=, OD=3; (2)连接OE, AE=OD=3,AEOD,四边形AEOD为平行四边形, ADEO, DAAE, OEAC, 又OE为圆的半径, AC为圆O的切线; (3)ODAC,=,即=, AC=7.5, EC=ACAE=7.53=4.5, S阴影=SBDO+SOECS扇形BODS扇形E
14、OG=×2×3+×3×4.5=3+ =中国教育&出*版网# 例14:(2013年贵州贵阳10分)已知:如图,AB是O的弦,O的半径为10,OE、OF分别交AB于点E、F,OF的延长线交O于点D,且AE=BF,EOF=60° (1)求证:OEF是等边三角形;来#%&源*:中教网 (2)当AE=OE时,求阴影部分的面积(结果保留根号和) 解;(1)证明:作OCAB于点C, OCAB, AC=BC, AE=BF,EC=FC, OCEF, OE=OF, EOF=60°,OEF是等边三角形; (2)在等边OEF中,OEF=EOF
15、=60°,AE=OE, A=AOE=30°, AOF=90°, AO=10, OF=, SAOF=××10=,S扇形AOD=×102=25, S阴影=S扇形AODSAOF=25 例15:(2013年浙江宁波3分)如图,AE是半圆O的直径,弦AB=BC=4,弦CD=DE=4,连结OB,OD,则图中两个阴影部分的面积和为 解:弦AB=BC,弦CD=DE, 点B是弧AC的中点,点D是弧CE的中点, BOD=90°, 过点O作OFBC于点F,OGCD于点G,则BF=FG=2,CG=GD=2,FOG=45°, 在四边形OFC
16、G中,FCD=135°,过点C作CNOF,交OG于点N, 则FCN=90°,NCG=135°90°=45°,CNG为等腰三角形, CG=NG=2, 过点N作NMOF于点M,则MN=FC=2,在等腰三角形MNO中,NO=MN=4,OG=ON+NG=6,在RtOGD中,OD=2,即圆O的半径为2,故S阴影=S扇形OBD=10 故答案为:10二、点动形成的动态面积问题:典型例题: 来源*:中国教&育出版网例1:(2013年北京市4分) 如图,点P是以O为圆心,AB为直径的半圆上的动点,AB=2,设弦AP的长为x,APO的面积为y,则下列图象中
17、,能表示y与x的函数关系的图象大致是【 】ABCD 解:作OCAP,如图,则AC= AP=x, 在RtAOC中,OA=1,OC=, 所以S=OC×AP=x(0 x 2), 所以y与x的函数关系的图象为A 故选A例2:(2013年河北省3分)如图,梯形ABCD中,ABDC,DEAB,CFAB,且AE = EF = FB = 5,DE = 12,动点P从点A出发,沿折线AD-DC-CB以每秒1个单位长的速度运动到点B停止.设运动时间为t秒,y = SEPF,则y与t的函数图象大致是【 】 解:AD13,sinA,当P在AD上运动时,PEF的高ht, y = SEPF×5
18、5;t,是一次函数关系,当点P在CD上运动时,高不变,底不变,三角形的面积不变,当点P在C上运动时,同样也是一次函数关系, 故选A。 例3:(2013年甘肃白银、平凉、酒泉、张掖、临夏3分)如图,O的圆心在定角(0°180°)的角平分线上运动,且O与的两边相切,图中阴影部分的面积S关于O的半径r(r0)变化的函数图象大致是【 】 A. B. C. D. 解:连接OB、OC、OA, 圆O切AM于B,切AN于C, OBA=OCA=90°,OB=OC=r,AB=AC BOC=360°90°90°=(180)°, AO平分MAN,
19、BAO=CAO=, AB=AC=, 阴影部分的面积是:S四边形BACOS扇形OBC =2×××r=()r2, r0, S与r之间是二次函数关系 故选C 例4:(2013年甘肃兰州4分)如图,动点P从点A出发,沿线段AB运动至点B后,立即按原路返回,点P在运动过程中速度不变,则以点B为圆心,线段BP长为半径的圆的面积S与点P的运动时间t的函数图象大致为【 】 A B C Dcom 解:不妨设线段AB长度为1个单位,点P的运动速度为1个单位,则:(1)当点P在AB段运动时,PB=1t,S=(1t)2(0t1); (2)当点P在BA段运动时,PB=t1,S=(t1)2(
20、1t2) 综上,整个运动过程中,S与t的函数关系式为:S=(t1)2(0t2),来源:%中国教育#*出版网 这是一个二次函数,其图象为开口向上的一段抛物线结合题中各选项,只有B符合要求 故选B 例5:(2013年广西桂林3分)如图,已知边长为4的正方形ABCD,P是BC边上一动点(与B、C不重合),连结AP,作PEAP交BCD的外角平分线于E设BP=x,PCE面积为y,则y与x的函数关系式是【 】Ay=2x+1 B C Dy=2x来&源:#中教*网解:过E作EHBC于H,四边形ABCD是正方形,DCH=90°,CE平分DCH,ECH=DCH=45°,H=90
21、6;,ECH=CEH=45°,EH=CH,四边形ABCD是正方形,APEP,B=H=APE=90°,BAP+APB=90°,APB+EPH=90°,BAP=EPH,B=H=90°,BAPHPE,=,=,EH=x, y=×CP×EH=(4x)xy=2xx2, 故选C例6:( 2013年广西河池3分)如图,在直角梯形ABCD中,AB=2,BC=4,AD=6,M是CD的中点,点P在直角梯形的边上沿ABCM运动,则APM的面积y与点P经过的路程x之间的函数关系用图象表示是【 】 A B C. D 解:连接AC,过点C作CEAD于点E
22、,过点M作MFAB于点F,易得CE=2,MF=5, 当点P于与点B重合,即x=2时,y=AP×MF=×2×5=5; 当点P于与点C重合,即x=6时,y=SACD =×AD×CE=××6×2=3; 结合函数图象可判断选项D正确 故选D例7:(2013年黑龙江龙东地区3分)如图,爸爸从家(点O)出发,沿着扇形AOB上OABO的路径去匀速散步,设爸爸距家(点O)的距离为S,散步的时间为t,则下列图形中能大致刻画S与t之间函数关系的图象是【 】 A. B. C. D. 解:利用图象可得出: 当爸爸在半径AO上运动时,离出发
23、点距离越来越远; 在弧AB上运动时,距离不变; 在OB上运动时,越来越近 故选:C例8:(2013年四川自贡4分)如图,已知A、B是反比例函数上的两点,BCx轴,交y轴于C,动点P从坐标原点O出发,沿OABC匀速运动,终点为C,过运动路线上任意一点P作PMx轴于M,PNy轴于N,设四边形OMPN的面积为S,P点运动的时间为t,则S关于t的函数图象大致是【 】 A. B. C. D, 解:点P在AB上运动时,此时四边形OMPN的面积S=K,保持不变,故排除B、D; 点P在BC上运动时,设路线OABC的总路程为l,点P的速度为a,则S=OC×CP=OC×(lat),因为l,OC
24、,a均是常数, 所以S与t成一次函数关系故排除C 故选A 例9:(2013年浙江金华、丽水12分)如图1,点A是x轴正半轴上的动点,点B的坐标为(0,4),M是线段AB的中点。将点M绕点A顺时针方向旋转900得到点C,过点C作x轴的垂线,垂足为F,过点B作轴的垂线与直线CF相交于点E,点D是点A关于直线CF的对称点。连结AC,BC,CD,设点A的横坐标为t, (1)当t=2时,求CF的长; (2)当t为何值时,点C落在线段BD上; 设BCE的面积为S,求S与t之间的函数关系式; (3)如图2,当点C与点E重合时,将CDF沿x轴左右平移得到,再将A,B,为顶点的四边形沿剪开,得到两个图形,用这两
25、个图形拼成不重叠且无缝隙的图形恰好是三角形。请直接写出符合上述条件的点坐标,解:(1)由题意,易证RtACFRtBAO, =AB=2AM=2AC, CF=OA=t当t=2时,CF=1(2)由(1)知,RtACFRtBAO,=,AF=OB=2,FD=AF=2,点C落在线段BD上,DCFDBO,=, 即=,解得t=2或t=22(小于0,舍去)当t=2时,点C落在线段BD上;当0t8时,S=BE×CE=(t+2)×(4t)=t2+t+4;当t8时,如答图1所示:S=BE×CE=(t+2)×(t4)=t2t4(3)符合条件的点C的坐标为:(12,4),(8,4)
26、或(2,4)理由如下:在CDF沿x轴左右平移的过程中,点C与点E重合时,OA=8,AF=2,符合条件的剪拼方法有三种:剪开方法一:如答图2所示,当FC=AF时,(此时F与点D重合)因为AD=2AF=4,而CF=4.此时OF=OA+AD=12.即F的坐标为(12,0),根据CDFAHF,BCH为拼成的三角形,此时C的坐标为(12,4); 剪开方法二:如答图3所示,当点F与点A重合时,点F的坐标为(8,0),根据OCABAC,可知OCD为拼成的三角形,此时C的坐标为(8,4); 剪开方法三:当BC=FD时,点F的坐标为(2,0),根据BCHDFH,可知AFC为拼成的三角形,此时C的坐标为(2,4)
27、 例10:(2013年广西百色10分)如图,在ABC中,以AB为直径的O交AC于点D,直径AB左侧的半圆上有一点动点E(不与点A、B重合),连结EB、ED。 (1)如果CBDE,求证:BC是O的切线; (2)当点E运动到什么位置时,EDBABD,并给予证明.om (3)若tanE,BC,求阴影部分的面积。(计算结果精确到0.1)来#源:%*中教网&(参考数值:3.14, 1.41,1.73). 解:(1)证明:AB为O的直径,ADB=90°,即ABD+BAD=90°又CBD=E,BAD=E,ABD+CBD=90°,即ADC=90°BCABBC是O
28、的切线 (2)当点E运动到DE经过点O位置时,EDBABD证明如下:当点E运动到DE经过点O位置时,EBD=ADB=90°, 在EDB与ABD中, ,EDBABD(AAS)(3)如图,连接OD,过点O作OFAD于点F,BAD=E,tanE=, tanBAD=又ADB=90°,BAD=30°ABC=90°,BC=,AB=4AO=2,OF=1,AF=AOcosBAD= AD=2AO=DO, AOD=120°S阴影=S扇形OADSAOD=×3=2×1=2.5 例11:(2013年黑龙江大庆9分)如图所示,在直角梯形ABCD中,AB
29、为垂直于底边的腰,AD=1,BC=2,AB=3,点E为CD上异于C,D的一个动点,过点E作AB的垂线,垂足为F,ADE,AEB,BCE的面积分别为S1,S2,S3 (1)设AF=x,试用x表示S1与S3的乘积S1S3,并求S1S3的最大值; (2)设=t,试用t表示EF的长;来源:zzstep.c&%o#m (3)在(2)的条件下,当t为何值时,S22=4S1S3 解:(1)S1=AD×AF=x, S3=BC×BF=×2(3x)=3x, S1S3=x(3x)=(x2+3x)=-(x-)2+=(x-)2+.(0x3), 当x=时,S1S3的最大值为; (2)
30、作DMBC,垂足为M,DM与EF交与点N, =t, AF=tFB, BM=MC=AD=1, =,NE = , EF=FN+NE=1+ = ; (3)AB=AF+FB=(t+1)FB=3, FB=, AF=tFB=, S1=ADAF=×=, S3=BCFB=×2×=; S2=ABFE=×3×=, S1S3=,S22=, =4×,即4t24t+1=0,解得t= 例12:(2013年云南曲靖12分)如图,在平面直角坐标系xOy中,直线y=x+4与坐标轴分别交于A、B两点,过A、B两点的抛物线为y=x2+bx+c点D为线段AB上一动点,过点D
31、作CDx轴于点C,交抛物线于点E (1)求抛物线的解析式 (2)当DE=4时,求四边形CAEB的面积 (3)连接BE,是否存在点D,使得DBE和DAC相似?若存在,求此点D坐标;若不存在,说明理由中%国教育出&版*网 解:(1)在直线解析式y=x+4中,令x=0,得y=4;令y=0,得x=4, A(4,0),B(0,4) 点A(4,0),B(0,4)在抛物线y=x2+bx+c上, , 解得:b=3,c=4, 抛物线的解析式为:y=x23x+4 (2)设点C坐标为(m,0)(m0),则OC=m,AC=4+m OA=OB=4,BAC=45°, ACD为等腰直角三角形,CD=AC=
32、4+m, DE=4.(已知) CE=CD+DE=4+m+4=8+m, 点E坐标为(m,8+m) 点E在抛物线y=x23x+4上,8+m=m23m+4,解得m=2 C(2,0),AC=OC=2,CE=6, S四边形CAEB=SACE+S梯形OCEBSBCO=×2×6+(6+4)×2×2×4=12 (3)设点C坐标为(m,0)(m0),则OC=m,CD=AC=4+m,BD=OC=m,则D(m,4+m) ACD为等腰直角三角形,DBE和DAC相似 DBE必为等腰直角三角形 i)若BED=90°,则BE=DE, BE=OC=m, DE=BE=
33、m, CE=4+mm=4, E(m,4) 点E在抛物线y=x23x+4上, 4=m23m+4,解得m=0(不合题意,舍去)或m=3, D(3,1); ii)若EBD=90°,则BE=BD=m, 在等腰直角三角形EBD中,DE=BD=2m, CE=4+m2m=4m, E(m,4m) 点E在抛物线y=x23x+4上, 4m=m23m+4,解得m=0(不合题意,舍去)或m=2, D(2,2) 综上所述,存在点D,使得DBE和DAC相似,点D的坐标为(3,1)或(2,2) 例13:(2013年湖南郴州10分)如图,ABC中,AB=BC,AC=8,tanA=k,P为AC边上一动点,设PC=x,
34、作PEAB交BC于E,PFBC交AB于F (1)证明:PCE是等腰三角形;来源:zzs%t&# (2)EM、FN、BH分别是PEC、AFP、ABC的高,用含x和k的代数式表示EM、FN,并探究EM、FN、BH之间的数量关系;来源:%&中教网* (3)当k=4时,求四边形PEBF的面积S与x的函数关系式x为何值时,S有最大值?并求出S的最大值来源:*&中教网 解:(1)证明:AB=BC,A=C, PEAB, CPE=A, CPE=C, PCE是等腰三角形; (2)解:PCE是等腰三角形,EMCP, CM=CP=,tanC=tanA=k, EM=CMtanC=k
35、=, 同理:FN=ANtanA=k=4k, 由于BH=AHtanA=×8k=4k, 而EM+FN=+4k=4k, EM+FN=BH; (3)解:当k=4时,EM=2x,FN=162x,BH=16, 所以,SPCE=x2x=x2,SAPF=(8x)(162x)=(8x)2,SABC=×8×16=64, S=SPCESAPF =64x2(8x)2=2x2+16x, 配方得,S=2(x4)2+32, 所以,当x=4时,S有最大值32 例14:(2013年四川乐山13分)如图1,已知抛物线C经过原点,对称轴与抛物线相交于第三象限的点M,与x轴相交于点N,且。 (1)求抛物
36、线C的解析式; (2)将抛物线C绕原点O旋转1800得到抛物线,抛物线与x轴的另一交点为A,点B为抛物线上横坐标为2的点。若P为线段AB上一动点,PDy轴于点D,求APD面积的最大值;过线段OA上的两点E、F分别作x轴的垂线,交折线OBA于E1、F1,再分别以线段EE1、FF1为边作如图2所示的等边EE1E2、等边FF1F2,点E以每秒1个长度单位的速度从点O向点A运动,点F以每秒1个长度单位的速度从点A向点O运动,当EE1E2有一边与FF1F2的某一边在同一直线上时,求时间t的值。 解:(1)对称轴MN的解析式为x =-3, ON=3,tanMON = 3 ,MN=9,M(-3,-9),令抛
37、物线C的解析式为y=a(x+3)2-9,它经过原点,则0=a(0+3)2-9, a=1,y=1(x+3)2-9=x2+6x ,所以抛物线C的解析式为y=x2+6x; (2)抛物线C的解析式为 y=- x2+6x,当y=0时,x=0或6,点A的坐标为(6,0), 点B在抛物线C上,且其横坐标为2,所以y=8,因此B(2,8),直线AB的解析式为y=-2x +12 ,点P在线段AB上,令点P的坐标为(P,-2P+12),= p(-2p+12)=- p2+6p =-(p-3)2+9,当p=3(2<3<8)时,最大值为9; 据(2)知,直线OB解析式为y=4x, 直线AB解析式为y=-2x
38、 +12;如图15.3, EE1FF1,EE1E2与FF1F2 是等边三角形,E1E2FF2,EE2F1F2,直线EE1的解析式为x=t,直线FF1的解析式为x=6-t,令E1 (t,y)则有E(t,0)、 E2(t+ ,),则直线EE2的解析式为y=x + a,直线F1F2的解析式为y= x + b,直线E1E2的解析式为y=- x + c,直线FF2的解析式为y=- x + d,Error! No bookmark name given. 、当EE1与FF1在同一直线上时,x=t=6-t,t=3 ; 、当0t2时,点E1在直线OB上,点F1在直线AB上,则有E(t,0)、E1(t,4t)、
39、F (6-t,0)、F1(6-t,2t)(a)当EE2与F1F2在同一直线上时,有0 = t + a,a=- t, 2t= (6-t) + b, b= (2+ )t-2, a=b, - t=(2+ )t-2,即:t= ;(b) 当E1E2与FF2在同一直线上时,有4t=- t + c,c=(4+ )t, 0=- (6-t) + d, d=2- t, c=d, (4+ )t = 2 - t,即:t= ;通过作图观察可知,当2<t6时,EE1与FF2不可能在同一直线上,E1E2与FF2也不可能在同一直线上。综上所述,当 EE1E2有一边与FF1E2的某一边在同一直线上时,t的值为3,或 .下
40、面的讨论旨在说明2< t6时,EE1与FF1、E1E2与FF2的位置关系,答题时可以省去。 、当2 <t4时,点E1在直线AB上,点F1在直线AB上,有E(t,0)、E1 (t,-2t+12)、F (6-t,0)、F1(6-t,2t)(a)当EE2与F1F2在同一直线上时,有0 = t + a,a=- t, 2t= (6-t) + b, b= (2+ )t-2, a=b, - t=(2+ )t-2,t= (< 2,舍去);(b) 当E1E2与FF2在同一直线上时,有-2t+12=- t + c,c=(-2)t+12, 0=- (6-t) + d, d=2- t, c=d, (
41、-2)t+12 = 2 - t,t= (>4,舍去); 、当4<t6时,点E1在直线AB上,点F1在直线OB上,有E(t,0)、E1 (t,-2t+12)、F (6-t,0)、F1(6-t,24-4t),(a)当EE2与F1F2在同一直线上时,有0= t + a, a=- t, 24-4t= (6-t) + b, b=24-2+ t-4t,a=b, - t=24-2+ t-4t, t= (>6,舍去);(b) 当E1E2与FF2在同一直线上时,有-2t+12=- t + c, c=12+ t-2t, 0=- (6-t) + d , d=2- t , c = d, 12+ t-
42、2t=2- t ,t= ,(>6,舍去);综上所述,当EE1E2有一边与FF1F2的某一边在同一直线上时,t的值为3,或 . 例15:(2013年山东枣庄14分)如图,在平面直角坐标系中,二次函数的图象与x轴交于A、B两点,B点的坐标为(3,0),与y轴交于点C(0,3),点P是直线BC下方抛物线上的一个动点 (1)求二次函数解析式;中国#教*育%出版网 (2)连接PO,PC,并将POC沿y轴对折,得到四边形.是否存在点P,使四边形为菱形?若存在,求出此时点P的坐标;若不存在,请说明理由;ABO·Pyx第15题图2(备用)ABO·Pyx第15题图1 (3)当点P运动到
43、什么位置时,四边形ABPC的面积最大?求出此时P点的坐标和四边形ABPC的最大面积. 解:(1)将B、C两点的坐标代入,得 解之,得所以二次函数的解析式为. ACBOPyxPE第15题图1 (2)如图1,假设抛物线上存在点P,使四边形为菱形,连接交CO于点E四边形为菱形,来源:学。PC=PO,且PECOOE=EC=,即P点的纵坐标为.由=,得(不合题意,舍去)所以存在这样的点,此时P点的坐标为(,). (3)如图2,连接PO,作PMx于M,PNy于N设P点坐标为(x,),由=0,得点A坐标为(1,0).AO=1,OC=3, OB=3,P=,PNxS四边形ABPC=+=AO·OC+OB
44、·PM+OC·PNABO·Pyx第15题图2(备用)CNM =×1×3+×3×()+×3×x = =. 易知,当x=时,四边形ABPC的面积最大 此时P点坐标为(,),四边形ABPC的最大面积为. 三、线动形成的动态面积问题:典型例题: 例1:(2013年山东聊城3分)如图,在平面直角坐标系中,抛物线经过平移得到抛物线,其对称轴与两段抛物线所围成的阴影部分的面积为【 】 A2 B4 C8 D16 解:过点C作CAy,抛物线y=x2-2x=(x24x)=(x24x+4)2=(x2)22,来&源:中教
45、网% 顶点坐标为C(2,2), 对称轴与两段抛物线所围成的阴影部分的面积为:2×2=4, 故选:B 例2:(2013年河南省4分)如图,抛物线的顶点为P(2,2)与y轴交于点A(0,3),若平移该抛物线使其顶P沿直线移动到点,点A的对应点为,则抛物线上PA段扫过的区域(阴影部分)的面积为 . 解:连接AP,AP,过点A作ADPP于点D, 由题意可得出:APAP,AP=AP, 四边形APPA是平行四边形, 抛物线的顶点为P(2,2),与y轴交于点A(0,3),平移该抛物线使其顶点P沿直线移动到点P(2,2), PO=2,P、P关于原点对称,AOP=45°,在等腰RtADO中,
46、由勾股定理得:AD=DO=×3=, PP=2×2=4, 抛物线上PA段扫过的区域(阴影部分)的面积为:4×=12 故答案为:12 例3:(2013年河北省11分)如图,OAB中,OA = OB = 10,AOB = 80°,以点O为圆心,6为半径的优弧分别交OA,OB于点M,N. (1)点P在右半弧上(BOP是锐角),将OP绕点O逆时针旋转80°得OP. 求证:AP = BP; (2)点T在左半弧上,若AT与弧相切,求点T到OA的距离; (3)设点Q在优弧上,当AOQ的面积最大时,直接写出BOQ的度数. ww#w%.zzstep.c*om 解:
47、证明:如图2,AOP=AOB+BOP=80º+BOP.BOP=POP+BOP=80º+BOP AOP=BOP 又OA=OB,OP=OP AOPBOP AP=BP (2)解:连接OT,过T作THOA于点H AT与相切,ATO=90º AT=8 ×OA×TH=×AT×OT,即×10×TH=×8×6 TH=,即为所求的距离 (3)10º,170º【注:当OQOA时,AOQ的面积最大,且左右两半弧上各存在一点】 例4:(2013年广东佛山10分)如图,已知抛物线经过点A(0
48、,3),B(3,0),C(4,3) (1)求抛物线的函数表达式; (2)求抛物线的顶点坐标和对称轴; (3)把抛物线向上平移,使得顶点落在x轴上,直接写出两条抛物线、对称轴和y轴围成的图形的面积S(图中阴影部分) 解:(1)抛物线y=ax2+bx+c经过点A(0,3),B(3,0),C(4,3), ,解得, 所以抛物线的函数表达式为y=x24x+3; (2)y=x24x+3=(x2)21, 抛物线的顶点坐标为(2,1),对称轴为直线x=2; (3)如图,抛物线的顶点坐标为(2,1),PP=1,阴影部分的面积等于平行四边形AAPP的面积,平行四边形AAPP的面积=1×2=2, 阴影部分
49、的面积=2 例5:(2013年湖南湘潭10分)如图,在坐标系xOy中,ABC是等腰直角三角形,BAC=90°,A(1,0),B(0,2),抛物线的图象过C点 (1)求抛物线的解析式; (2)平移该抛物线的对称轴所在直线l当l移动到何处时,恰好将ABC的面积分为相等的两部分? (3)点P是抛物线上一动点,是否存在点P,使四边形PACB为平行四边形?若存在,求出P点坐标;若不存在,说明理由中国&教育#*出版网 解:(1)如答图1所示,过点C作CDx轴于点D,则CAD+ACD=90°OBA+OAB=90°,OAB+CAD=90°,OAB=ACD,OBA
50、=CAD在AOB与CDA中,AOBCDA(ASA)CD=OA=1,AD=OB=2,OD=OA+AD=3,C(3,1)点C(3,1)在抛物线y=x2+bx2上,1=×9+3b2,解得:b=抛物线的解析式为:y=x2x2 (2)在RtAOB中,OA=1,OB=2,由勾股定理得:AB=SABC=AB2=设直线BC的解析式为y=kx+b,B(0,2),C(3,1),解得k=,b=2,y=x+2同理求得直线AC的解析式为:y=x如答图1所示,设直线l与BC、AC分别交于点E、F,则EF=(x+2)(x)=xCEF中,EF边上的高h=ODx=3x由题意得:SCEF=SABC,即:EF×h=SABC,(x)(3x)=×,整理得:(3x)2=3,解得x=3
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