数学专题之【四边形存在性问题】精品解析
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中考数学专题训练【四边形存在性问题】提升与解析
例1.如图,在平面直角坐标系中,直角梯形OABC的边OC、OA分别与x轴、y轴重合,
AB∥OC,∠AOC=90°,∠BCO=45°,BC=122,点C的坐标为(-18,0)。 (1)求点B的坐标;
(2)若直线DE交梯形对角线BO于点D,交y轴于点E,且OE=4,OD=2BD,求直线DE的
解析式;
(3)若点P是(2)中直线DE上的一个动点,在坐标平面内是否存在点Q,使以O、E、P、
Q为顶点的
四边形是菱形?若存在,请直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由。
【考点】一次函数综合题,等腰直角三角形判定和性质,相似三角形判定和性质,待定系数法,直线上点的坐标与方程的关系,菱形的判定和性质。
【分析】(1)构造等腰直角三角形BCF,求出BF、CF的长度,即可求出B点坐标。
(2)已知E点坐标,欲求直线DE的解析式,需要求出D点的坐标.构造△ODG∽
△OBA,由线段比例关系求出D点坐标,从而可以求出直线DE的解析式。
(3)如图所示,符合题意的点Q有4个:
设直线y=-x+4分别与x轴、y轴交
于点E、点F,
则E(0,4),F(4,0),OE=OF=4,
EF=42。
①菱形OEP1Q1,此时OE为菱形一边。 则有P1E=P1Q1=OE=4,P1F=EF-
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易知△P1NF为等腰直角三角形, ∴P1N=NF=2P1F=4-22。 2设P1Q1交x轴于点N,则NQ1=P1Q1-P1N=4-(4-22)=22。 又ON=OF-NF=22,∴Q1(22 ,-22)。
②菱形OEP2Q2,此时OE为菱形一边。此时Q2与Q1关于原点对称,∴Q2(-
22,22)。
③菱形OEQ3P3,此时OE为菱形一边。
此时P3与点F重合,菱形OEQ3P3为正方形,∴Q3(4,4)。 ④菱形OP4EQ4,此时OE为菱形对角线。 由菱形性质可知,P4Q4为OE的垂直平分线,
由OE=4,得P4纵坐标为2,代入直线解析式y=-x+4得横坐标为2,则P4(2,
2)。
由菱形性质可知,P4、Q4关于OE或y轴对称,∴Q4(-2,2)。
综上所述,存在点Q,使以O、E、P、Q为顶点的四边形是菱形,点Q的坐标
为:
Q1(22,-22),Q2(-22,22),Q3(4,4),Q4(-2,2)。
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例2.如图,四边形ABCD为矩形,C点在x轴上,A点在y轴上,D点坐标是(0,0),B
点坐标是(3,4),矩形ABCD沿直线EF折叠,点A落在BC边上的G处,E、F分别在AD、AB上,且F点的坐标是(2,4). (1)求G点坐标; (2)求直线EF解析式;
(3)点N在x轴上,直线EF上是否存在点M,使以M、N、F、G为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出M点的坐标;若不存在,请说明理由.
【考点】一次函数综合题,矩形的性质,折叠性质,勾股定理,锐角三角函数定义,特殊角的三角函数值,待定系数法,直线上点的坐标与方程的关系,平行四边形的判定和性质,全等三角形的判定和性质。
【分析】(1)根据折叠性质可知FG=AF=2,而FG=AB-AF=1,则在Rt△BFG中,利用勾股定理求出BG的长,从而得到CG的长,从而得到G点坐标。
(2)由题意,可知△AEF为含30度角的直角三角形,从而可求出E点坐标;又F
点坐标已知,所以可利用待定系数法求出直线EF的解析式。
(3)分FG为平行四边形边和对角线两种情况讨论,探
究可能的平行四边形的形状:
若以M、N、F、G为顶点的四边形是平行四边形,
则可能存在以下情形:
①FG为平行四边形的一边,且N点在x轴正半轴
上,如图1所示。
过M1点作M1H⊥x轴于点H,易证△M1HN1≌△GBF, ∴M1H=GB=3,即yM1=3。
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由直线EF解析式y?3x?4?23,求出xM1?∴M1(3?43。 33?43。 , 3)
3②FG为平行四边形的一边,且N点在x轴负半轴
上,如图2所示。
仿照与①相同的办法,可求得
(M2
1?43。 , ?3)3③FG为平行四边形的对角线,如图3所示。 过M3作FB延长线的垂线,垂足为H.易证△M3FH
≌△GN3C,
则有M3H=CG=43,所以M3的纵坐标为8-3。 代入直线EF解析式,得到M3的横坐标为∴M3(1+43。 31+43。 , 8?3)3综上所述,存在点M,使以M、N、F、G为顶点的四边形是平行四边形,点
M的坐标为:M1(
4
3?431?431+43,M2(,M3(。 , 3), ?3), 8?3 )
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例3.如图,在平面直角坐标系中,已知Rt△AOB的两条直角边0A、08分别在y轴和x
轴上,并且OA、OB的长分别是方程x2—7x+12=0的两根(OA<0B),动点P从点A开始在线段AO上以每秒l个单位长度的速度向点O运动;同时,动点Q从点B开始在线段BA上以每秒2个单位长度的速度向点A运动,设点P、Q运动的时间为t秒. (1)求A、B两点的坐标。
(2)求当t为何值时,△APQ与△AOB相似,并直接写出此时点Q的坐标.
(3)当t=2时,在坐标平面内,是否存在点M,使以A、P、Q、M为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出M点的坐标;若不存在,请说明理由.
【考点】动点问题,解一元二次方程,勾股定理,相似三角形的性质,平行四边形的判定。
【分析】(1)解出一元二次方程,结合OA<OB即可求出A、B两点的坐标。
(2)分∠APQ=∠AOB和∠AQP=∠AOB两种情况讨论即可。
(3)当t=2时,如图,OP=2,BQ=4,∴P(0,1),Q(, 若以A、P、Q、M为顶点的四边形是平行四边形,则 ①当AQ为对角线时,点M1的横
坐标与点Q的横坐标相同,纵坐标为∴M1(, 412)。 551222+2=。55422)。 55 ②当PQ为对角线时,点M2的横
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