2012年全国各地中考数学压轴题精选(解析版11—20)
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2012年全国各地中考数学压轴题精选(解析版11--20)
11.(2012•重庆)已知:如图,在直角梯形ABCD中,AD∥BC,∠B=90°,AD=2,BC=6,AB=3.E为BC边上一点,以BE为边作正方形BEFG,使正方形BEFG和梯形ABCD在BC的同侧.
(1)当正方形的顶点F恰好落在对角线AC上时,求BE的长;
(2)将(1)问中的正方形BEFG沿BC向右平移,记平移中的正方形BEFC为正方形B′EFG,当点E与点C重合时停止平移.设平移的距离为t,正方形B′EFG的边EF与AC交于点M,连接B′D,B′M,DM,是否存在这样的t,使△B′DM是直角三角形?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由;
(3)在(2)问的平移过程中,设正方形B′EFG与△ADC重叠部分的面积为S,请直接写出S与t之间的函数关系式以及自变量t的取值范围.
解题思路: (1)首先设正方形BEFG的边长为x,易得△AGF∽△ABC,根据相似三角形的对应边成比例,即可求得BE的长;
(2)首先利用△MEC∽△ABC与勾股定理,求得B′M,DM与B′D的平方,然后分别从若∠DB′M=90°,则DM2=B′M2+B′D2,若∠DB′M=90°,则DM2=B′M2+B′D2,若∠B′DM=90°,则B′M2=B′D2+DM2去分析,即可得到方程,解方程即可求得答案;
(3)分别从当0≤t≤ 时,当 <t≤2时,当2<t≤ 时,当 <t≤4时去分析求解即可求得答案.
解答: 解:(1)如图①,
设正方形BEFG的边长为x,
则BE=FG=BG=x,
∵AB=3,BC=6,
∴AG=AB﹣BG=3﹣x,
∵GF∥BE,
∴△AGF∽△ABC,
∴ ,
即 ,
解得:x=2,
即BE=2;
(2)存在满足条件的t,
理由:如图②,过点D作DH⊥BC于H,
则BH=AD=2,DH=AB=3,
由题意得:BB′=HE=t,HB′=|t﹣2|,EC=4﹣t,
∵EF∥AB,
∴△MEC∽△ABC,
∴ ,即 ,
∴ME=2﹣ t,
在Rt△B′ME中,B′M2=ME2+B′E2=22+(2﹣ t)2= t2﹣2t+8,
在Rt△DHB′中,B′D2=DH2+B′H2=32+(t﹣2)2=t2﹣4t+13,
过点M作MN⊥DH于N,
则MN=HE=t,NH=ME=2﹣ t,
∴DN=DH﹣NH=3﹣(2﹣ t)= t+1,
在Rt△DMN中,DM2=DN2+MN2= t2+t+1,
(Ⅰ)若∠DB′M=90°,则DM2=B′M2+B′D2,
即 t2+t+1=( t2﹣2t+8)+(t2﹣4t+13),
解得:t= ,
(Ⅱ)若∠B′MD=90°,则B′D2=B′M2+DM2,
即t2﹣4t+13=( t2﹣2t+8)+( t2+t+1),
解得:t1=﹣3+ ,t2=﹣3﹣ (舍去),
∴t=﹣3+ ;
(Ⅲ)若∠B′DM=90°,则B′M2=B′D2+DM2,
即: t2﹣2t+8=(t2﹣4t+13)+( t2+t+1),
此方程无解,
综上所述,当t= 或﹣3+ 时,△B′DM是直角三角形;
(3)①如图③,当F在CD上时,EF:DH=CE:CH,
即2:3=CE:4,
∴CE= ,
∴t=BB′=BC﹣B′E﹣EC=6﹣2﹣ = ,
∵ME=2﹣ t,
∴FM= t,
当0≤t≤ 时,S=S△FMN= ×t× t= t2,
②当G在AC上时,t=2,
∵EK=EC•tan∠DCB=EC• = (4﹣t)=3﹣ t,
∴FK=2﹣EK= t﹣1,
∵NL= AD= ,
∴FL=t﹣ ,
∴当 <t≤2时,S=S△FMN﹣S△FKL= t2﹣ (t﹣ )( t﹣1)=﹣ t2+t﹣ ;
③如图⑤,当G在CD上时,B′C:CH=B′G:DH,
即B′C:4=2:3,
解得:B′C= ,
∴EC=4﹣t=B′C﹣2= ,
∴t= ,
∵B′N= B′C= (6﹣t)=3﹣ t,
∵GN=GB′﹣B′N= t﹣1,
∴当2<t≤ 时,S=S梯形GNMF﹣S△FKL= ×2×( t﹣1+ t)﹣ (t﹣ )( t﹣1)=﹣ t2+2t﹣ ,
④如图⑥,当 <t≤4时,
∵B′L= B′C= (6﹣t),EK= EC= (4﹣t),B′N= B′C= (6﹣t)EM= EC= (4﹣t),
S=S梯形MNLK=S梯形B′EKL﹣S梯形B′EMN=﹣ t+ .
综上所述:
当0≤t≤ 时,S= t2,
当 <t≤2时,S=﹣ t2+t﹣ ;
当2<t≤ 时,S=﹣ t2+2t﹣ ,
当 <t≤4时,S=﹣ t+ .