五、解答题(共3题,其中24题11分,25.26各12分,共35分)
24.(11分)(2014•大连)如图,矩形纸片ABCD中,AB=6,BC=8.折叠纸片使点B落在AD上,落点为B′.点B′从点A开始沿AD移动,折痕所在直线l的位置也随之改变,当直线l经过点A时,点B′停止移动,连接BB′.设直线l与AB相交于点E,与CD所在直线相交于点F,点B′的移动距离为x,点F与点C的距离为y.
(1)求证:∠BEF=∠AB′B;
(2)求y与x的函数关系式,并直接写出x的取值范围.
考点: 翻折变换(折叠问题);矩形的性质.
分析: (1)先由等腰三角形中的三线合一,得出∠BOE=90°,再由∠ABB′+∠BEF=90°,∠ABB′+∠AB′B=90°,得出∠BEF=∠AB′B;
(2)①当点F在线段CD上时,如图1所示.作FM⊥AB交AB于点E,在RT△EAB′中,利用勾股定理求出AE,再由tan∠AB′B=tan∠BEF列出关系式写出x的取值范围即可,
②当点F在点C下方时,如图2所示.利用勾股定理与三角函数,列出关系式,写出x的取值范围,
解答: (1)证明:如图,由四边形ABCD是矩形和折叠的性质可知,BE=B′E,∠BEF=∠B′EF,
∴在等腰△BEB′中,EF是角平分线,
∴EF⊥BB′,∠BOE=90°,
∴∠ABB′+∠BEF=90°,
∵∠ABB′+∠AB′B=90°,
∴∠BEF=∠AB′B;
(2)解:①当点F在CD之间时,如图1,作FM⊥AB交AB于点E,
∵AB=6,BE=EB′,AB′=x,BM=FC=y,
∴在RT△EAB′中,EB′2=AE2+AB′2,
∴(6﹣AE)2=AE2+x2
解得AE=,
tan∠AB′B==,tan∠BEF==,
∵由(1)知∠BEF=∠AB′B,
∴=,
化简,得y=x2﹣x+3,(0<x≤8﹣2)
②当点F在点C下方时,如图2所示.
设直线EF与BC交于点K
设∠ABB′=∠BKE=∠CKF=θ,则tanθ==.
BK=,CK=BC﹣BK=8﹣.
∴CF=CK•tanθ=(8﹣)•tanθ=8tanθ﹣BE=x﹣BE.
在Rt△EAB′中,EB′2=AE2+AB′2,
∴(6﹣BE)2+x2=BE2
解得BE=.
∴CF=x﹣BE=x﹣=﹣x2+x﹣3
∴y=﹣x2+x﹣3(8﹣2<x≤6)
综上所述,
y=.
点评: 本题考查了折叠的问题及矩形的性质,解题的关键是折叠前后图形的形状和大小不变,位置变化,对应边和对应角相等.
25.(12分)(2014•大连)如图1,△ABC中,AB=AC,点D在BA的延长线上,点E在BC上,DE=DC,点F是DE与AC的交点,且DF=FE.
(1)图1中是否存在与∠BDE相等的角?若存在,请找出,并加以证明,若不存在,说明理由;
(2)求证:BE=EC;
(3)若将“点D在BA的延长线上,点E在BC上”和“点F是DE与AC的交点,且DF=FE”分别改为“点D在AB上,点E在CB的延长线上”和“点F是ED的延长线与AC的交点,且DF=kFE”,其他条件不变(如图2).当AB=1,∠ABC=a时,求BE的长(用含k、a的式子表示).
考点: 相似形综合题;三角形的外角性质;全等三角形的判定与性质;等腰三角形的性质;平行线分线段成比例;相似三角形的判定与性质;锐角三角函数的定义.
专题: 综合题.
分析: (1)运用等腰三角形的性质及三角形的外角性质就可解决问题.
(2)过点E作EG∥AC,交AB于点G,如图1,要证BE=CE,只需证BG=AG,由DF=FE可证到DA=AG,只需证到DA=BG即DG=AB,也即DG=AC即可.只需证明△DCA≌△△EDG即可解决问题.
(3)过点A作AH⊥BC,垂足为H,如图2,可求出BC=2cosα.过点E作EG∥AC,交AB的延长线于点G,易证△DCA≌△△EDG,则有DA=EG,CA=DG=1.易证△ADF∽△GDE,则有.由DF=kFE可得DE=EF﹣DF=(1﹣k)EF.从而可以求得AD=,即GE=.易证△ABC∽△GBE,则有,从而可以求出BE.
解答: 解:(1)∠DCA=∠BDE.
证明:∵AB=AC,DC=DE,
∴∠ABC=∠ACB,∠DEC=∠DCE.
∴∠BDE=∠DEC﹣∠DBC=∠DCE﹣∠ACB=∠DCA.
(2)过点E作EG∥AC,交AB于点G,如图1,
则有∠DAC=∠DGE.
在△DCA和△EDG中,
∴△DCA≌△EDG(AAS).
∴DA=EG,CA=DG.
∴DG=AB.
∴DA=BG.
∵AF∥EG,DF=EF,
∴DA=AG.
∴AG=BG.
∵EG∥AC,
∴BE=EC.
(3)过点E作EG∥AC,交AB的延长线于点G,如图2,
∵AB=AC,DC=DE,
∴∠ABC=∠ACB,∠DEC=∠DCE.
∴∠BDE=∠DBC﹣∠DEC=∠ACB﹣∠DCE=∠DCA.
∵AC∥EG,
∴∠DAC=∠DGE.
在△DCA和△EDG中,
∴△DCA≌△EDG(AAS).
∴DA=EG,CA=DG
∴DG=AB=1.
∵AF∥EG,
∴△ADF∽△GDE.
∴.
∵DF=kFE,
∴DE=EF﹣DF=(1﹣k)EF.
∴.
∴AD=.
∴GE=AD=.
过点A作AH⊥BC,垂足为H,如图2,
∵AB=AC,AH⊥BC,
∴BH=CH.
∴BC=2BH.
∵AB=1,∠ABC=α,
∴BH=AB•cos∠ABH=cosα.
∴BC=2cosα.
∵AC∥EG,
∴△ABC∽△GBE.
∴.
∴.
∴BE=.
∴BE的长为.
点评: 本题考查了相似三角形的判定与性质、全等三角形的判定与性质、平行线分线段成比例、等腰三角形的性质、三角形的外角性质、锐角三角函数的定义等知识,综合性较强,有一定的难度.
26.(12分)(2014•大连)如图,抛物线y=a(x﹣m)2+2m﹣2(其中m>1)与其对称轴l相交于点P,与y轴相交于点A(0,m﹣1).连接并延长PA、PO,与x轴、抛物线分别相交于点B、C,连接BC.点C关于直线l的对称点为C′,连接PC′,即有PC′=PC.将△PBC绕点P逆时针旋转,使点C与点C′重合,得到△PB′C′.
(1)该抛物线的解析式为 y=(x﹣m)2+2m﹣2 (用含m的式子表示);
(2)求证:BC∥y轴;
(3)若点B′恰好落在线段BC′上,求此时m的值.
考点: 二次函数综合题;解分式方程;待定系数法求一次函数解析式;待定系数法求二次函数解析式;平行线的判定与性质;三角形内角和定理;等腰三角形的性质;旋转的性质;相似三角形的判定与性质.
专题: 综合题.
分析: (1)只需将A点坐标(0,m﹣1)代入y=a(x﹣m)2+2m﹣2,即可求出a值,从而得到抛物线的解析式.
(2)由点A、P的坐标可求出直线AP的解析式,从而求出点B的横坐标为﹣m;由点P的坐标可求出直线OP的解析式,从而求出直线OP与抛物线的交点C的横坐标为﹣m.由于点B、C的横坐标相同,故BC∥y轴.
(3)利用三角形的内角和定理、图形旋转的性质等知识,结合条件可以证到∠POD=∠BAO,从而可以证到△BAO∽△POD,进而得到=,由BO=m,PD=2m﹣2,AO=m﹣1,OD=m,可得:=,通过解方程就可解决问题.
解答: (1)解:∵A(0,m﹣1)在抛物线y=a(x﹣m)2+2m﹣2上,
∴a(0﹣m)2+2m﹣2=m﹣1.
∴a=.
∴抛物线的解析式为y=(x﹣m)2+2m﹣2.
(2)证明:如图1,
设直线PA的解析式为y=kx+b,
∵点P(m,2m﹣2),点A(0,m﹣1).
∴.
解得:.
∴直线PA的解析式是y=x+m﹣1.
当y=0时,x+m﹣1=0.
∵m>1,
∴x=﹣m.
∴点B的横坐标是﹣m.
设直线OP的解析式为y=k′x,
∵点P的坐标为(m,2m﹣2),
∴k′m=2m﹣2.
∴k′=.
∴直线OP的解析式是y=x.
联立
解得:或.
∵点C在第三象限,且m>1,
∴点C的横坐标是﹣m.
∴BC∥y轴.
(3)解:若点B′恰好落在线段BC′上,
设对称轴l与x轴的交点为D,连接CC′,如图2,
则有∠PB'C'+∠PB'B=180°.
∵△PB′C′是由△PBC绕点P逆时针旋转所得,
∴∠PBC=∠PB'C',PB=PB′,∠BPB′=∠CPC′.
∴∠PBC+∠PB'B=180°.
∵BC∥AO,
∴∠ABC+∠BAO=180°.
∴∠PB'B=∠BAO.
∵PB=PB′,PC=PC′,
∴∠PB′B=∠PBB′=,
∴∠PCC′=∠PC′C=.
∴∠PB′B=∠PCC′.
∴∠BAO=∠PCC′.
∵点C关于直线l的对称点为C′,
∴CC′⊥l.
∵OD⊥l,
∴OD∥CC′.
∴∠POD=∠PCC′.
∴∠POD=∠BAO.
∵∠AOB=∠ODP=90°,∠POD=∠BAO,
∴△BAO∽△POD.
∴=.
∵BO=m,PD=2m﹣2,AO=m﹣1,OD=m,
∴=.
解得:
∴m1=2+,m2=2﹣.
经检验:m1=2+,m2=2﹣都是分式方程的解.
∵m>1,
∴m=2+.
∴若点B′恰好落在线段BC′上,此时m的值为2+.
点评: 本题考查了用待定系数法求二次函数及一次函数的解析式、相似三角形判定与性质、平行线的判定与性质、等腰三角形的性质、解分式方程、三角形的内角和定理、旋转的性质、抛物线与直线的交点等知识,综合性比较强,有一定的难度.而证明∠POD=∠BAO,进而证到△BAO∽△POD是解决第3小题的关键.