初中数学中,动点问题是学习的重、难点,在三角形、矩形等一些几何图形上,设计一个或多个动点,探究全等三角形存在性问题,该类题目具有较强的综合性。 解决动点问题常见的答题思路是: 1. 注意分类讨论;
2. 仔细探究全等三角形对应边与对应角的变化; 3. 利用时间表示出相应线段或边的长度,列出方程求解.
【典例解析】
【例1-1】(2020·周口市月考)如图,CA⊥AB,垂足为点A,AB=8,AC=4,射线BM⊥AB,垂足为点B,一动点E从A点出发以2厘米/秒的速度沿射线AN运动,点D为射线BM上一动点,随着E点运动而运动,且始终保持ED=CB,当点E离开点A后,运动______ 秒时,△DEB与△BCA全等.
AB=4,AD=6.【例1-2】(2020·江阴市月考)已知:如图,在长方形ABCD中,延长BC到点E,使CE=2,连接DE,动点P从点B出发,以每秒2个单位的速度沿BC-CD-DA向终点A运动,设点P的运动时间为t秒,当t的值为_____秒时,△ABP和△DCE全等.
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A.1 B.1或3 C.1或7 D.3或7
【变式1-1】(2020·无锡市月考)如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=7cm,BC=3cm,CD为AB边上的高.点E从点B出发沿直线BC以2cm/s的速度移动,过点E作BC的垂线交直线CD于点F. (1)试说明:∠A=∠BCD;
(2)当点E运动多长时间时,CF=AB.请说明理由.
【变式1-2】(2020·河北灵寿期末)如图,在平面直角坐标系中,O为坐标原点,A、B两点的坐标分别为A(0,m)、B(n,0),且|m﹣n﹣3|+2n6=0,点P从A出发,以每秒1个单位的速度沿射线AO匀速运动,设点P的运动时间为t秒. (1)求OA、OB的长;
(2)连接PB,设△POB的面积为S,用t的式子表示S;
(3)过点P作直线AB的垂线,垂足为D,直线PD与x轴交于点E,在点P运动的过程中,是否存在这样的点P,使△EOP△△AOB?若存在,请求出t的值;若不存在,请说明理由.
【例2】(2020·惠州市月考)如图,点 C在线段 BD上,AB△BD于 B,ED△BD于 D.△ACE=90°,且 AC=5cm,CE=6cm,点 P以 2cm/s的速度沿 A→C→E向终点 E运动,同时点 Q以 3cm/s的速度从 E 开始,在线段 EC上往返运动(即沿 E→C→E→C→…运动),当点 P到达终点时,P,Q同时停止运动.过 P,Q分别作 BD的垂线,垂足为 M,N.设运动时间为 ts,当以 P,C,M为顶点的三角形与△QCN全等
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时,t的值为_____.
【变式2-1】(2020·江阴市月考)如图,在四边形ABCD中,AD=BC=4,AB=CD,BD=6,点E从D点出发,以每秒1个单位的速度沿DA向点A匀速移动,点F从点C出发,以每秒3个单位的速度沿C→B→C作匀速移动,点G从点B出发沿BD向点D匀速移动,三个点同时出发,当有一个点到达终点时,其余两点也随之停止运动. (1)试证明:AD△BC.
(2)在移动过程中,小芹发现当点G的运动速度取某个值时,有△DEG与△BFG全等的情况出现,请你探究当点G的运动速度取哪些值时,△DEG与△BFG全等.
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【变式2-2】(2020·重庆巴南月考)如图(1),AB=4cm,AC△AB,BD△AB,AC=BD=3cm.点 P 在线段 AB 上以 1cm/s的速度由点 A 向点 B 运动,同时,点 Q 在线段 BD 上由点 B 向点 D 运动.它们运动的时间为 t(s).
(1)若点 Q 的运动速度与点 P 的运动速度相等,当t=1 时,△ACP 与△BPQ 是否全等,请说明理由,并判断此时线段 PC 和线段 PQ 的位置关系;
(2)如图(2),将图(1)中的“AC△AB,BD△AB”为改“△CAB=△DBA=60°”,其他条件不变.设点 Q 的运动速度为xcm/s,是否存在实数x,使得△ACP 与△BPQ 全等?若存在,求出相应的x、t的值;若不存在,请说明理由.
【变式2-3】(2020·江苏兴化月考)如图,在△ABC中,△ACB=90°,AC=6,BC=8.点P从点A出发,沿折线AC—CB以每秒1个单位长度的速度向终点B运动,点Q从点B出发沿折线BC—CA以每秒3个单位长度的速度向终点A运动,P、Q两点同时出发.分别过P、Q两点作PE△l于E,QF△l于F.设点P的运动时间为t(秒):
(1)当P、Q两点相遇时,求t的值;
(2)在整个运动过程中,求CP的长(用含t的代数式表示); (3)当△PEC与△QFC全等时,直接写出所有满足条件的CQ的长.
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【例3】(2020·惠州市月考)如图,在△ABC中,AB=AC=18cm,BC=10cm,△B=△C,AD=2BD.如果点P在线段BC上以2cm/s的速度由B点向C点运动,同时,点Q在线段CA上由C点向A点运动. (1)若点 Q的运动速度与点 P的运动速度相等,经过2s后,△BPD与△CQP是否全等,请说明理由; (2)若点 Q的运动速度与点 P的运动速度不相等,当点Q的运动速度为多少时,能够使△BPD与△CQP全等?
(3)若点Q以(2)中的运动速度从点C出发,点P以原来的运动速度从点B同时出发,都逆时针沿△ABC三边运动,求经过多长时间点P与点Q第一次在△ABC的哪条边上相遇?
【变式3-1】(2019·山西太原月考)如图1,在长方形ABCD中,AB=CD=5 cm, BC=12 cm,点P从点B出发,以2cm/s的速度沿BC向点C运动,设点P的运动时间为ts.
(1)PC=___cm;(用含t的式子表示) (2)当t为何值时,△ABP△△DCP?.
(3)如图2,当点P从点B开始运动,此时点Q从点C出发,以vcm/s的速度沿CD向点D运动,是否存在这样的v值,使得某时刻△ABP与以P,Q,C为顶点的直角三角形全等?若存在,请求出v的值;若不存在,请说明理由.
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【变式3-2】(2020·四川成都)如图,已知四边形ABCD中,AB=12厘米,BC=8厘米,CD=14厘米,△B=△C,点E为线段AB的中点.如果点P在线段BC上以3厘米秒的速度由B点向C点运动,同时,点Q在线段CD上由C点向D点运动.当点Q的运动速度为_____厘米/秒时,能够使△BPE与以C、P、Q三点所构成的三角形全等.
【习题精练】
1.(2020·江苏东台月考)如图,有一个直角三角形ABC,△C=90°,AC10,BC6,线段PQAB,点Q在过点A且垂直于AC的射线AX上来回运动,点P从C点出发,沿射线CA以2cm/s的速度运动,问P点运动___________ 秒时(t0),才能使△ABC△△QPA全等.
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2.(2020·江苏泰州月考)如图,AB=12,CA△AB于A,DB△AB于B,且AC=4m,P点从B向A运动,每分钟走1m,Q点从B向D运动,每分钟走2m,P、Q两点同时出发,运动_______分钟后△CAP与△PQB全等.
3.(2020·常州市月考)如图,ADC中.△C=90°,AC=10cm,BC=5cm.AD△AC,AB=PQ,P、Q两点分别在AC、AD上运动,当AQ=_____时,△ABC才能和△APQ全等.
4.(2020·江西新余期末)如图,ABC中,ACB90,AC8cm,BC15cm,点M从A点出发沿ACB路径向终点运动,终点为B点,点N从B点出发沿BCA路径向终点运动,终点为A点,点M和N分别以每秒2cm和3cm的运动速度同时开始运动,两点都要到达相应的终点时才能停止运动,分别过M和N作MEl于E,NFl于F.设运动时间为t秒,要使以点M,E,C为顶点的三角形与以点N,F,C为顶点的三角形全等,则t的值为______.
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5.(2020·武城县月考)如图,已知四边形ABCD中,AB=12厘米,BC=8厘米,CD=14厘米,△B=△C,点E为线段AB的中点.如果点P在线段BC上以3厘米秒的速度由B点向C点运动,同时,点Q在线段CD上由C点向D点运动.当点Q的运动速度为多少时,能够使△BPE与以C、P、Q三点所构成的三角形全等?
6.(2020·盐城市盐都区月考)如图,有一个直角△ABC,△C=90°,AC=6,BC=3,一条线段PQ=AB,P、Q两点分别在AC和过点A且垂直于AC的射线AX上运动,问:当AP=________时,才能使以点P、A、Q为顶点的三角形与△ABC全等.
7.(2020·四川青羊期中)如图,在△ABC中,已知AB=AC,△BAC=90°,AH是△ABC的高,AH=4 cm,BC=8 cm,直线CM△BC,动点D从点C开始沿射线CB方向以每秒3厘米的速度运动,动点E也同时从AE,点C开始在直线CM上以每秒1厘米的速度向远离C点的方向运动,连接AD、设运动时间为t(t>0)秒.
(1)请直接写出CD、CE的长度(用含有t的代数式表示):CD= cm,CE= cm; (2)当t为多少时,△ABD的面积为12 cm2?
(3)请利用备用图探究,当t为多少时,△ABD△△ACE?并简要说明理由.
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8.(2020·郑州市月考)如图,在平面直角坐标系中,O 为坐标原点 A、B 两点的坐标分别 A(m,0),B(0,n),且|m n 3|2n6 0 ,点 P 从 A 出发,以每秒 1 个单位的速度沿射线 AO 匀速运动,设点 P 运动时间为 t 秒.
(1)求 OA、OB 的长;
(2)连接 PB,若△POB 的面积不大于 3 且不等于 0,求 t 的范围;
(3)过 P 作直线 AB 的垂线,垂足为 D,直线 PD 与 y 轴交于点 E,在点 P 运动的过程中, 是否存在这样的点 P,使△EOP△△AOB?若存在,请求出 t 的值;若不存在,请说明理由.
9.(2020·宜兴市月考)如图,在△ABC中,△BAD=△DAC,DF△AB,DM△AC,AF=10cm,AC=14cm,动点E以2cm/s的速度从A点向F点运动,动点G以1cm/s的速度从C点向A点运动,当一个点到达终点时,另一个点随之停止运动,设运动时间为t. (1)求证:AF=AM;
(2)当t取何值时,△DFE与△DMG全等;
(3)求证:在运动过程中,不管t取何值,都有S△AED2S△DGC.
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10.(2020·江苏工业园区期末)如图△,将长方形纸片沿对角线剪成两个全等的直角三角形ABC、EDF,其中AB=8cm,BC=6cm,AC=10cm.现将△ABC和△EDF按如图△的方式摆放(点A与点D、点B与点E分别重合).动点P从点A出发,沿AC以2cm/s的速度向点C匀速移动;同时,动点Q从点E出发,沿射线ED以acm/s (0<a<3)的速度匀速移动,连接PQ、CQ、FQ,设移动时间为ts (0≤t≤5). (1)当t=2时,S△AQF=3S△BQC,则a= ;
(2)当以P、C、Q为顶点的三角形与△BQC全等时,求a的值;
(3)如图△,在动点P、Q出发的同时,△ABC也以3cm/s的速度沿射线ED匀速移动,当以A、P、Q为顶点的三角形与△EFQ全等时,求a与t的值.
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11.(2019·江苏期末)如图△,在ABC中,AB12cm ,BC20cm,过点C作射线CD//AB.点M从点B出发,以3 cm/s的速度沿BC匀速移动;点N从点C出发,以acm/s的速度沿CD匀速移动.点M、
N同时出发,当点M到达点C时,点M、N同时停止移动.连接AM、MN,设移动时间为t(s).
(1)点M、N从移动开始到停止,所用时间为 s; (2)当ABM与MCN全等时,
△若点M、N的移动速度相同,求t的值; △若点M、N的移动速度不同,求a的值;
(3)如图△,当点M、N开始移动时,点P同时从点A出发,以2 cm/s的速度沿AB向点B匀速移动,到达点B后立刻以原速度沿BA返回.当点M到达点C时,点M、N、P同时停止移动.在移动的过程中,是否存在PBM与MCN全等的情形?若存在,求出t的值;若不存在,说明理由.
图△ 图△
12. 如图,ABC中,ACB90,AC8cm,BC15cm,点M从A点出发沿A→C→B路径向终点运动,终点为B点,点N从B点出发沿B→C→A路径向终点运动,终点为A点,点M和N分别以每秒2cm和3cm的运动速度同时开始运动,两点都要到达相应的终点时才能停止运动,分别过M和N作MEl于E,NFl于F设运动时间为t秒,要使以点M,E,C为顶点的三角形与以点N,F,C为顶点的三角形全等,则t的值为________.
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13.(2019·湖北襄州)在平面直角坐标系中,点A(0,5),B(12,0),在y轴负半轴上取点E,使OA=EO,作△CEF=△AEB,直线CO交BA的延长线于点D.
(1)根据题意,可求得OE= ; (2)求证:△ADO△△ECO;
(3)动点P从E出发沿E﹣O﹣B路线运动速度为每秒1个单位,到B点处停止运动;动点Q从B出发沿B﹣O﹣E运动速度为每秒3个单位,到E点处停止运动.二者同时开始运动,都要到达相应的终点才能停止.在某时刻,作PM△CD于点M,QN△CD于点N.问两动点运动多长时间△OPM与△OQN全等?
14.(2019·福建省惠安期中)如图,在△ABC中,BC=8cm,AG△BC,AG=8cm,点F从点B出发,沿线段BC以4cm/s的速度连续做往返运动,同时点E从点A出发沿线段AG以2cm/s的速度向终点G运动,当点E到达点G时,E、F两点同时停止运动,EF与AC交于点D,设点E的运动时间为t(秒)
(1)分别写出当0≤t≤2和2<t≤4时线段BF的长度(用含t的代数式表示); (2)当BF=AE时,求t的值;
(3)若△ADE△△CDF,求所有满足条件的t值.
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15.(2020·无锡市月考)△ABC中,AB=AC=12厘米,△B=△C,BC=8厘米,点D为AB的中点.如果点P在线段BC上以3厘米/秒的速度由B点向C点运动,同时,点Q在线段CA上由C点向A点运动.若点Q的运动速度为_____厘米/秒,△BPD与△CQP全等.
16.(2020·广东龙岗期末)直角三角形ABC中,△ACB=90°,直线l过点C.
(1)当AC=BC时,如图△,分别过点A、B作AD△l于点D,BE△l于点E.求证:△ACD△△CBE. (2)当AC=8,BC=6时,如图△,点B与点F关于直线l对称,连接BF,CF,动点M从点A出发,以每秒1个单位长度的速度沿AC边向终点C运动,同时动点N从点F出发,以每秒3个单位的速度沿F→C→B→C→F向终点F运动,点M、N到达相应的终点时停止运动,过点M作MD△l于点D,过点N作NE△l于点E,设运动时间为t秒.
△CM= ,当N在F→C路径上时,CN= .(用含t的代数式表示) △直接写出当△MDC与△CEN全等时t的值.
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17.(2020·青岛市黄岛区月考)如图1,直线AMAN,AB平分MAN,过点B作BCBA交AN于点C;动点E、D同时从A点出发,其中动点E以2m/s的速度沿射线AN方向运动,动点D以1m/s的速度运动;已知AC6cm,设动点D,E的运动时间为t.
图1 备用图
(1)试求△ACB的度数;
(2)当点D在射线AM上运动时满足SADB:SBEC2:3,试求点D,E的运动时间t的值;
E在射线AN运动过程中,(3)当动点D在直线AM上运动,是否存在某个时间t,使得ADB与BEC全等?若存在,请求出时间t的值;若不存在,请说出理由.
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