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【324292】2024八年级数学下册 专题突破 第03讲 一元二次方程几何应用之动点问题专题复习

时间:2025-01-15 21:53:51 作者: 字数:21377字


03讲一元二次方程几何应用之动点问题专题复习

1 .(沈北新区期末)如图,在△ABC中,∠ABC90°AB8cmBC6cm.动点PQ分别从点AB同时开始移动,点P的速度为1cm/秒,点Q的速度为2cm/秒,点Q移动到点C后停止,点P也随之停止运动.下列时间瞬间中,能使△PBQ的面积为15cm2的是(  )

A2秒钟 B3秒钟 C4秒钟 D5秒钟

【分析】设出动点PQ运动t秒,能使△PBQ的面积为15cm2,用t分别表示出BPBQ的长,利用三角形的面积计算公式即可解答.

【解答】解:设动点PQ运动t秒后,能使△PBQ的面积为15cm2

BP为(8﹣tcmBQ2tcm,由三角形的面积计算公式列方程得,

×8﹣t×2t15

解得t13t25(当t5时,BQ10,不合题意,舍去).

动点PQ运动3秒时,能使△PBQ的面积为15cm2

故选:B

  1. 图,ABCD为矩形的四个顶点,AB16cmAD8cm,动点PQ分别从点AC同时出发,点P3cm/S的速度向B移动,一直到达B为止;点Q2cm/s的速度向D移动.当PQ两点从出发开始到  秒时,点P和点Q的距离是10cm

【分析】设当PQ两点从出发开始到x秒时,点P和点Q的距离是10cm,此时AP3xcmDQ=(16﹣2xcm,利用勾股定理即可得出关于x的一元二次方程,解之即可得出结论.

【解答】解:设当PQ两点从出发开始到x秒时,点P和点Q的距离是10cm,此时AP3xcmDQ=(16﹣2xcm

根据题意得:(16﹣2x﹣3x2+82102

解得:x12x2

答:当PQ两点从出发开始到2秒或 秒时,点P和点Q的距离是10cm

故答案为:2

3.如图,ABCD为矩形的四个顶点,AB16cmAD6cm,动点PQ分别从点AC同时出发,点P3cm/s的速度向点B移动,一直到达B为止,点Q2cm/s的速度向D移动.

1PQ两点从出发开始到几秒时,四边形PBCQ的面积为33cm2

2PQ两点从出发开始到几秒时,点P和点Q的距离是10cm

【分析】(1)设PQ两点从出发开始到x秒时四边形PBCQ的面积为33cm2,则PB=(16﹣3xcmQC2xcm,根据梯形的面积公式可列方程: 16﹣3x+2x×633,解方程可得解;

2)作QEAB,垂足为E,设运动时间为t秒,用t表示线段长,用勾股定理列方程求解.

【解答】解:(1)设PQ两点从出发开始到x秒时四边形PBCQ的面积为33cm2

PB=(16﹣3xcmQC2xcm

根据梯形的面积公式得 16﹣3x+2x×633

解之得x5


2)设PQ两点从出发经过t秒时,点PQ间的距离是10cm

QEAB,垂足为E

QEAD6PQ10

PA3tCQBE2t

PEABAPBE|16﹣5t|

由勾股定理,得(16﹣5t2+62102

解得t14.8t21.6

答:(1PQ两点从出发开始到5秒时四边形PBCQ的面积为33cm2

2)从出发到1.6秒或4.8秒时,点P和点Q的距离是10cm

4.(泗阳县期末)如图,在△ABC中,∠B90°AB12cmBC24cm,动点P从点A出发沿边AB向点B2cm/s的速度移动,同时动点Q从点B出发沿边BC向点C4cm/s的速度移动,当P运动到B点时PQ两点同时停止运动,设运动时间为ts

1BP  cmBQ  cm;(用t的代数式表示)

2DAC的中点,连接PDQDt为何值时△PDQ的面积为40cm2

【分析】(1)根据速度×时间=路程列出代数式即可;

2)如图,过点DDHBCH,利用三角形中位线定理求得DH的长度;然后根据题意和三角形的面积列出方程,求出方程的解即可.

【解答】解:(1)根据题意得:AP2tcmBQ4tcm

所以BP=(12﹣2tcm

故答案是:(12﹣2t);4t

2)如图,过点DDHBCH

∵∠B90°,即ABBC

ABDH

又∵DAC的中点,

BH BC12cmDH是△ABC的中位线.

DH AB6cm

根据题意,得 ×12﹣2t)﹣ ×24﹣4t×6﹣ ×2t×1240

整理,得t2﹣6t+80

解得:t12t24

即当t24时,△PBQ的面积是40cm2


5.(越秀区校级一模)已知:如图所示,在△ABC中,∠B90°AB5cmBC7cm,点P从点A开始沿AB边向点B1cm/s的速度移动,点Q从点B开始沿BC边向点C2cm/s的速度移动,当其中一点到达终点后,另外一点也随之停止运动.

1)如果PQ分别从AB同时出发,那么几秒后,△PBQ的面积等于4cm2

2)在(1)中,△PQB的面积能否等于7cm2?请说明理由.

【分析】(1)经过x秒钟,△PBQ的面积等于4cm2,根据点PA点开始沿AB边向点B1cm/s的速度移动,点QB点开始沿BC边向点C2cm/s的速度移动,表示出BPBQ的长可列方程求解;

2)看△PBQ的面积能否等于7cm2,只需令 ×2x5﹣x)=7,化简该方程后,判断该方程的Δ0的关系,大于或等于0则可以,否则不可以.

【解答】解:(1)设经过x秒以后△PBQ面积为4cm2,根据题意得 5﹣x×2x4

整理得:x2﹣5x+40

解得:x1x4(舍去).

答:1秒后△PBQ的面积等于4cm2


2)仿(1)得 5﹣x2x7

整理,得x2﹣5x+70,因为b2﹣4ac25﹣280

所以,此方程无解.

所以△PBQ的面积不可能等于7cm2

6.(红谷滩区校级模拟)如图所示,△ABC中,∠B90°AB6cmBC8cm

1)点P从点A开始沿AB边向B1cm/s的速度移动,点QB点开始沿BC边向点C2cm/s的速度移动,如果PQ分别从AB同时出发,经过几秒,点PQ之间的距离为 cm

2)点P从点A开始沿AB边向B1cm/s的速度移动,点QB点开始沿BC边向点C2cm/s的速度移动,如果PQ分别从AB同时出发,经过几秒,使△PBQ的面积等于8cm2

3)若P点沿射线AB方向从A点出发以1cm/s的速度移动,点Q沿射线CB方向从C点出发以2cm/s的速度移动,PQ同时出发,几秒后,△PBQ的面积为1cm2

【分析】(1)设经过x秒,点PQ之间的距离为 cm,根据勾股定理列式求解即可;

2)设经过y秒,使△PBQ的面积等于8cm2,由三角形的面积公式列式并求解即可;

3)分三种情况列方程求解即可:①点P在线段AB上,点Q在射线CB上;②点P在线段AB上,点Q在射线CB上;点P在射线AB上,点Q在射线CB上.

【解答】解:(1)设经过x秒,点PQ之间的距离为 cm

APxcm),QB2xcm),

AB6cmBC8cm

PB=(6﹣x)(cm),

在△ABC中,∠B90°

由勾股定理得:(6﹣x2+2x26

化简得:5x2﹣12x+300

∵△=(﹣122﹣4×5×30144﹣6000

PQ之间的距离不可能为 cm

2)设经过x秒,使△PBQ的面积等于8cm2,由题意得:

6﹣x)•2x8

解得:x12x24

检验发现x1x2均符合题意

经过2秒或4秒,△PBQ的面积等于8cm2

3)①点P在线段AB上,点Q在线段CB

设经过m秒,0m≤4,依题意有

6﹣m)(8﹣2m)=1

m2﹣10m+230

解得;m15+ (舍),m25﹣

m5﹣ 符合题意;

P在线段AB上,点Q在射线CB

设经过n秒,4n≤6,依题意有

6﹣n)(2n﹣8)=1

n2﹣10n+250

解得n1n25

n5符合题意;

P在射线AB上,点Q在射线CB

设经过k秒,k6,依题意有

k﹣6)(2k﹣8)=1

解得k15+ k25﹣ (舍)

k5+ 符合题意;

经过(5﹣ )秒,5秒,(5+ )秒后,△PBQ的面积为1cm2

7.(赫山区校级自主招生)等腰△ABC的直角边ABBC10cm,点PQ分别从AC两点同时出发,均以1cm/秒的相同速度作直线运动,已知P沿射线AB运动,Q沿边BC的延长线运动,PQ与直线AC相交于点D.设P点运动时间为t,△PCQ的面积为S

1)求出S关于t的函数关系式;

2)当点P运动几秒时,SPCQSABC

3)作PEAC于点E,当点PQ运动时,线段DE的长度是否改变?证明你的结论.

【分析】由题可以看出P沿AB向右运动,Q沿BC向上运动,且速度都为1cm/sS QC×PB,所以求出QCPBt的关系式就可得出St的关系,另外应注意P点的运动轨迹,它不仅在B点左侧运动,达到一定时间后会运动到右侧,所以一些问题可能会有两种可能出现的情况,这时我们应分条回答.

【解答】解:(1)当t10秒时,P在线段AB上,此时CQtPB10﹣t

S ×t10﹣t)= 10tt2),

t10秒时,P在线段AB得延长线上,此时CQtPBt﹣10

S ×tt﹣10)= t2﹣10t).


2)∵SABC

t10秒时,SPCQ

整理得t2﹣10t+1000,此方程无解,

t10秒时,SPCQ

整理得t2﹣10t﹣1000,解得t5±5 (舍去负值),

当点P运动 秒时,SPCQSABC


3)当点PQ运动时,线段DE的长度不会改变.

证明:过QQMAC,交直线AC于点M

易证△APE≌△QCM

AEPECMQM t

四边形PEQM是平行四边形,且DE是对角线EM的一半.

又∵EMAC10 DE5

当点PQ运动时,线段DE的长度不会改变.

同理,当点P在点B右侧时,DE5

综上所述,当点PQ运动时,线段DE的长度不会改变.

8.(玄武区校级月考)如图,在矩形ABCD中,AB10cmAD8cm,点P从点A出发沿AB2cm/s的速度向终点B运动,同时点Q从点B出发沿BC1cm/s的速度向终点C运动,它们到达终点后停止运动.

1)几秒后,点PD的距离是点PQ的距离的2倍;

2)是否存在时间t使得△DPQ的面积是22cm2?若存在请求出t,若不存在,请说明理由.

【分析】(1)设t秒后点PD的距离是点PQ距离的2倍,根据勾股定理可得PD24PQ2,然后再代入相应数据可得方程82+2t24[10﹣2t2+t2],再解即可;

2)设x秒后△DPQ的面积是24cm2,利用矩形面积﹣△DPQ的面积=周围三个三角形面积和列方程即可.

【解答】解:(1)设t秒后点PD的距离是点PQ距离的2倍,

PD2PQ

四边形ABCD是矩形,

∴∠A=∠B90°

PD2AP2+AD2PQ2BP2+BQ2

PD24PQ2

0t≤5时,

82+2t24[10﹣2t2+t2]

解得:t13t27

t710﹣2t0

t3

5t≤8时,

PD 2

PD2PQ

PQ

Q从点B出发沿BC1cm/s的速度向终点C运动,

t

答:3秒或 秒后,点PD的距离是点PQ的距离的2倍;


2)不存在,理由如下:

x秒后△DPQ的面积是22cm2

SDPQS四边形ABCDSADPSBQPSDCQ

×8×2x+ 10﹣2x)•x+ 8﹣x×1080﹣22

整理得x2﹣8x+180

该方程无解,

不存在时间t使得△DPQ的面积是22cm2

9.如图,直线l1y1=﹣x+2x轴,y轴分别交于AB两点,点Pm3)为直线l1上一点,另一直线l2y2 x+b过点P

1)求点P坐标和b的值;

2)若点C是直线l2x轴的交点,动点Q从点C开始以每秒1个单位的速度向x轴正方向移动.设点Q的运动时间为t秒.

请写出当点Q在运动过程中,△APQ的面积St的函数关系式;

求出t为多少时,△APQ的面积小于3

是否存在t的值,使△APQ为等腰三角形?若存在,请求出t的值;若不存在,请说明理由.

【分析】(1)把Pm3)的坐标代入直线l1上的解析式即可求得P的坐标,然后根据待定系数法即可求得b

2)根据直线l2的解析式得出C的坐标,①根据题意得出AQ9﹣t,然后根据S AQ•|yP|即可求得△APQ的面积St的函数关系式;②通过解不等式﹣ t+ 3,即可求得t7时,△APQ的面积小于3;③分三种情况:当PQPA时,则(t﹣7+12+0﹣32=(2+12+0﹣32,当AQPA时,则(t﹣7﹣22=(2+12+0﹣32,当PQAQ时,则(t﹣7+12+0﹣32=(t﹣7﹣22,即可求得.

【解答】解;(1)∵点Pm3)为直线l1上一点,

3=﹣m+2,解得m=﹣1

P的坐标为(﹣13),

把点P的坐标代入y2 x+b得,3 ×(﹣1+b

解得b


2)∵b

直线l2的解析式为y x+

C点的坐标为(﹣70),

由直线l1y1=﹣x+2可知A20),

QAC之间时,AQ2+7﹣t9﹣t

S AQ•|yP| ×9﹣t×3 t

QA的右边时,AQt﹣9

S AQ•|yP| ×t﹣9×3 t

即△APQ的面积St的函数关系式为S=﹣ t+ S t

②∵S3

∴﹣ t+ 3 t 3

解得7t99t11

存在;

Qt﹣70),

PQPA时,则(t﹣7+12+0﹣32=(2+12+0﹣32

t﹣6232,解得t3t9(舍去),

AQPA时,则(t﹣7﹣22=(2+12+0﹣32

t﹣9218,解得t9+3 t9﹣3

PQAQ时,则(t﹣7+12+0﹣32=(t﹣7﹣22

t﹣62+9=(t﹣92,解得t6

故当t的值为39+3 9﹣3 6时,△APQ为等腰三角形.

10.(西山区期末)如图,在Rt△ABC中,∠B90°AC8,∠C30°,点D从点C出发沿CA方向以每秒2个单位长度的速度向点A匀速运动,同时点E从点A出发沿AB方向以每秒1个单位长度的速度向点B匀速运动,当其中一个点到达终点时,另一个点也随之停止运动.设点DE运动的时间是t秒(t0),过点DDFBC于点F,连接DEEF

1DF  ;(用含t的代数式表示)

2)求证:△AED≌△FDE

3)当t为何值时,△DEF是等边三角形?说明理由;

4)当t为何值时,△DEF为直角三角形?(请直接写出t的值).

【分析】(1)根据题意求出DC,根据含30°的直角三角形的性质用t表示出DF

2)根据平行线的性质得到∠AED=∠FDE,利用SAS定理证明△AED≌△FDE

3)根据等边三角形的三边相等列式计算;

4)分∠AED90°、∠ADE90°两种情况,根据直角三角形的性质列方程,解方程得到答案.

【解答】(1)解:由题意得,DC2t

Rt△CFD中,∠C30°

DF DCt

故答案为:t

2)证明:∵DFBCABBC

ABDF

∴∠AED=∠FDE

由题意得,AEt

AEDF

在△AED和△FDE中,

∴△AED≌△FDESAS);

3)解:∵△AED≌△FDE

当△DEF是等边三角形时,△AED也是等边三角形,

AEAD

t8﹣2t

解得,t

4)∵AEDFAEDF

四边形AEFD是平行四边形,

当△DEF为直角三角形时,△EDA也是直角三角形,

当∠AED90°时,AD2AE,即8﹣2t2t

解得:t2

当∠ADE90°时,AE2AD,即t28﹣2t),

解得:t

综上所述,当t2 时,△DEF为直角三角形.

11.(青羊区校级期末)如图,已知点D(﹣10),直线l1的解析式为y=﹣x+6,经过点C2n),与x轴交于点A,与y轴交于点B

1)如图1,若直线l2经过点D,与直线l1交于点C,求直线l2的解析式;

2)点Mx轴上一动点,若△CDM为等腰三角形,求点M的坐标;

3)如图2,已知点E为直线l1上一动点,连接DE,将DE绕点D逆时针旋转90°DF,若CF5,求此时点F坐标.












【分析】(1)对于l1y=﹣x+6,令y=﹣x+60,则x6,令x0,则y6,故点AB的坐标分别为(60)、(06),再求出点C的坐标为(24),进而求解;

2)分MCCDMCMDCDMD三种情况,利用勾股定理列出方程,分别求解即可;

3)证明△FND≌△DMEAAS),求出点F的坐标为(a﹣7a+1),由FC2=(a﹣7﹣22+a+1﹣4225,即可求解.

【解答】解:(1)对于l1y=﹣x+6,令y=﹣x+60,则x6,令x0,则y6

故点AB的坐标分别为(60)、(06),

x2时,y=﹣x+6=﹣2+64n,故点C的坐标为(24),

设直线l2的表达式为ykx+b,将点CD的坐标代入上式得 ,解得

故直线l2的解析式为y x+


2)设点Mx0),过点CCHx轴于点H

MC2CH2+HM2=(x﹣22+42

同理可得:CD232+4225MD2=(x+12

MCCD时,即(x﹣22+4225,解得x5或﹣1(舍去﹣1);

MCMD时,同理可得x

CDMD时,同理可得x4或﹣6

故点M的坐标为(50)或( 0)或(40)或(﹣60);


3)设点E的坐标为(a6﹣a),

别过点EFx轴的垂线,垂足分别为MN

∵∠EDF90°

∴∠EDM+∠DEM90°

∵∠EDM+∠FDN90°

∴∠FDN=∠DEM

∵∠FND=∠DEM90°DEDF

∴△FND≌△DMEAAS),

FNDMNDEM

FNDMa+1NDEM6﹣a

故点F的坐标为(a﹣7a+1),

而点C24),

由(2)知:FC2=(a﹣7﹣22+a+1﹣4225

解得a

F的坐标为(a﹣7a+1),

F的坐标为(﹣1﹣ 7﹣ )或(﹣1+ 7+ ).

12.(顺德区校级月考)如图,△ABC中,∠C90°AC3cmBC4cm,动点P从点B出发以2cm/s的速度向点C移动,同时动点Q从点C出发以1cm/s的速度向点A移动,其中一点到达终点后另一点也随之停止运动,设它们的运动时间为ts

1)运动几秒时,△CPQ为等腰三角形?

2t为何值时,△CPQ的面积等于△ABC面积的

3)在运动过程中,PQ的长度能否为1cm?试说明理由.

【分析】(1)根据PCCQ列方程求解即可;

2)根据△CPQ的面积等于△ABC面积的 ,列出关于t的方程,解方程即可;

3)根据勾股定理列方程,此方程无解,于是得到在运动过程中,PQ的长度能否为1cm

【解答】解:经过t秒后,PC=(4﹣2tcmCQtcm

1)若△CPQ为等腰三角形,

PCCQ,即4﹣2tt

解得:t

运动 秒时,△CPQ为等腰三角形;

2)当△CPQ的面积等于△ABC面积的 时,

×4﹣2t)•t × ×3×4

整理得:4t2﹣8t+30

解得:t1 t2

经过 秒后,△CPQ的面积等于△ABC面积的

3)∵∠C90°

4﹣2t2+t21

整理得:5t2﹣16t+150

Δ162﹣4×5×15256﹣300=﹣440

此方程无实数解,

在运动过程中,PQ的长度不能为1cm

13.(佛山校级月考)如图,△ABC中,∠C90°AC8cmBC6cm,动点D从点A出发以4cm/s速度向点C移动,同时动点EC出发以3cm/s的速度向点B移动,设它们的运动时间为ts

1)根据题意知:CE cmCD cm;(用含t的代数式表示)

2t为何值时,△CDE的面积等于四边形ABED的面积的

3)点DE运动时,DE的长可以是4cm吗?如果可以,请求出t的值,如果不可以,请说明理由.

【分析】(1)根据动点D从点A出发以4cm/s速度向点C移动,同时动点EC出发以3cm/s的速度向点B移动,可以得出CE3tCD8﹣4t

2)先确定当△CDE的面积等于四边形ABED的面积的 时,则△CDE的面积等于△ABC的面积的 ,再列方程求出t的值;

3)假设可以,根据这一条件列方程并且整理出一元二次方程,再由一元二次方程根的判别式判定此方程没有实数根,则说明DE的长不可以是8cm

【解答】解:(1)∵动点DE同时出发,动点EC出发向点B移动,

CE3tcm

动点D从点A出发向点C移动,

CD=(8﹣4tcm

故答案为:3tcm,(8﹣4tcm

2)当△CDE的面积等于四边形ABED的面积的 时,则△CDE的面积等于△ABC的面积的

根据题意得 ×3t8﹣4t)= × ×8×6

整理得t2﹣2t+10

解得t1t21

答:t1,即运动1秒时,△CDE的面积等于四边形ABED的面积的

3)不可以,理由如下:

如果可以,则由勾股定理得(3t2+8﹣4t242

整理得25t2﹣64t+480

Δ=(﹣642﹣4×25×48=﹣7040

该方程没有实数根,

DE的长不可以是4cm



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