一个正方形中的双动点真题解析-涉及正方形的性质、双动点、相似、三角函数、存在性、分类讨论

四季读书网 2 0
一个正方形中的双动点真题解析-涉及正方形的性质、双动点、相似、三角函数、存在性、分类讨论

这是最近连云港外国语中考二模第27题,一道压轴题。覆盖正方形的性质、双动点、相似、三角函数等知识点,涉及存在性、分类讨论,多步推理,较为复杂的计算,有难度。下面是该题的解析,供朋友们参考。

本题满分14分】如图,已知正方形cm,动点从点出发,以1cm/s的速度沿方向运动,到点结束;点同时从点出发,以2cm/s的速度沿射线运动,停止运动时,也随之停止。连接交线段于点,过三点的交直线于点,连接. 设运动时间为(s).

(1)求的值;

(2)当运动到点时,求的面积和的半径;

(3)在整个运动过程,

①当四边形中有两条边相等时,直接写出此时的值;

②连接,当时,则面积之差为______.

一个正方形中的双动点真题解析-涉及正方形的性质、双动点、相似、三角函数、存在性、分类讨论 第1张

解析

(1)易证

所以,

根据题意,cm,cm,

所以,.

由此可知,在动点运动过程中,点的位置始终保持不变。

(2)易知:当点运动到点时,点的中点,即cm.

的面积是简单而直接的。

中,作底边上的高,如下图所示.

一个正方形中的双动点真题解析-涉及正方形的性质、双动点、相似、三角函数、存在性、分类讨论 第2张

由(1)的结论可得,

易得

所以,.

所以,.

现在,分析一下怎么求的半径。

根据已知条件,

所以,的直径。

的半径等价于求的长。

先梳理已知的和能够直接得到的那些量。

  • 为直径,可得

  • 根据(1)的结论,

从解直角三角形的角度看,还需要知道其它条件才能求:

  • 另外一条边;

  • 或者一个锐角的三角函数。

一般情况下,我们需要通过等量代换得到这些条件。

构造全等三角形、特殊四边形是实现线段等量代换的工具,圆周角定理是圆内实现角的等量代换的工具。

我们可以检视各种可能性,不难找到解决问题的途径。

连接,则.

一个正方形中的双动点真题解析-涉及正方形的性质、双动点、相似、三角函数、存在性、分类讨论 第3张

易得

中,

所以,

所以,

的半径为cm.

(3)该小题有点难度。

①要考虑所有的可能性。

由(2)的结果可知,不可能相等。

1)当时,

易证,此时.

于点,如图所示。

一个正方形中的双动点真题解析-涉及正方形的性质、双动点、相似、三角函数、存在性、分类讨论 第4张

易知:

根据勾股定理,

解得,.

2)当时,

易证,此时,四边形为矩形,如图所示。

一个正方形中的双动点真题解析-涉及正方形的性质、双动点、相似、三角函数、存在性、分类讨论 第5张

易得,,即.

3)当时,

过点于点,如下图所示。

一个正方形中的双动点真题解析-涉及正方形的性质、双动点、相似、三角函数、存在性、分类讨论 第6张

易得,

由(2)可知,,即

所以,

解得,(不合题意,舍去),.

综上,的值为.

②为计算面积之差,我们先理清相关量之间的关系。为此,先作几条辅助线。

过点于点,延长于点,连接,如下图所示。

一个正方形中的双动点真题解析-涉及正方形的性质、双动点、相似、三角函数、存在性、分类讨论 第7张

易知,由此可得

四边形为矩形,

再根据(1)的结论可得,

又因为

所以,.

易得,

所以,.

由上面的关系,我们也知道.

现在,我们来看的面积。

可知,.

怎么求的面积呢?我们看看与前面已经知道的量之间的关系。

根据圆周角定理,可以证明

,可以证明

所以,这3个直角三角形是相似的。

可得,

根据勾股定理,

的相似比为

所以,

综上,面积之差为

抱歉,评论功能暂时关闭!