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中考问题之-因动点产生的等腰三角形
【压轴题型概述】本专题专门探求图形在变化过程中,符合等腰三角形的点的存在性问题. 这个动点可以在x轴、y轴上,也可以在正、反比例函数、一次函数、二次函数上;可能是一个点在运动,也有可能两个点同时运动;所以这类题目的解答要根据运动本身的特点,写出符合这个特点的点的坐标或求出线段的长度.
等腰三角形的题目范围较广,题型很多. 数形结合,可以直观地找到解题的捷径;代数方法、几何方法各有千秋,灵活应用才能事半功倍.
这部分考题在中考试卷中的比例很大,约占30%左右. 【策略分级细述】 1. 怎样设动点的坐标
(1)若动点在x轴上,因为横坐标x在变化,纵坐标y没有变化,始终等于0,所以可设动点坐标为(x,0);
若动点在y轴上,横坐标x没有变化,始终等于0,纵坐标y在变化,所以可设动点坐标为(0,
y).
3(2)若动点在函数y=f(x)上,则横坐标设为x,纵坐标设为f(x). 例如,点A在反比例函数 y= x333
的图像上,设A(x,y),因为y = ,所以用 来代替y,这种情况一般就直接设A(x, );又如:
xxx11
点B在一次函数 y=2 x ─ 上,直接设B(x,2 x ─ ).
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2. 等腰三角形要分类讨论
如图1-1,一个三角形为等腰三角形时,存在三种情况:AB = AC;AB = BC;BC = AC,所以要分类进 行讨论.
B
A(x1,y1)AyB(x2,y2)OCyABOxx图 1-1
图 1-2
图1-3
3. 坐标系中三角形边长的表示
如图1-2,若三角形AOB的三个顶点在平面直角坐标系中,设A(x1,y1),B(x2,y2)则AB两点间的距离公式为:AB = (x1─x2)+(y1─y2) . 用同样的方法,把其他两条边的距离也写出来,OA =
2
2
x12+y12 ,OB = x22+y22 . 然后按照图1-1的方法,让三条边两两相等,解方程即可.
我们来具体的解一道反比例函数图像上求等腰三角形的题.
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例1. 如图1-3,在直角坐标系xOy中,反比例函数 y = 图像上的点A、B的坐标分别为(2,m)、
x(n, 2),点C在x轴上,且△ABC为等腰三角形,求点C的坐标. 分析:
8
1. 反比例函数y = 图像上的A、B点,满足这个解析式,所以把A、B点的坐标分别代入,求出这
x两个点的坐标.
2. 如图1-4,点C在x轴上,所以设C(x,0).
3. 为了方便起见,讨论前可以利用两点间的距离公式,分别把AB,BC,CA的长度写出来. 4. 根据等腰三角形存在三种情况:分别对AB = AC;AB = BC;BC = AC进行讨论.
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解:因为A(2,m)、B(n,2)在y= 上,所以m= ,2= ,解得:m=4,n=4,所以A(2,4)、
x2nB(4,2).
因为点C在x轴上,所以设C(x,0),
则AB=(4─2)+(2─4) =22,AC=(x─2)+4 =x─4x+20 ,BC=(x─4)+2 =x─8x+20 . 若△ABC为等腰三角形,分三种情况讨论:
① AB=AC,即x─4x+20 =22,整理得x─4x+12=0,因为△<0,所以方程无实数根,这种情 况不存在.
② AB=BC,即x─8x+20 =22,整理得x─8x+12=0,解得x 1=2,x 2=6,所以C(2,0)(如 图1-4);C(6,0)(因为A、B、C三点在一条直线上,不能构成三角形,如图1-5,所以舍去).
③ BC=AC,即x─4x+20 =x─8x+20 ,解得:x=0,所以C(0,0)(如图1-6). 所以这样的点C有两个,C(2,0)或(0,0).
例1有两个固定的点在反比例函数上,动点在x轴上,探求符合条件的等腰三角形的点的存在性.接下来我们再来探讨正、反比例函数上的两个点和y轴上的点构成的等腰三角形的问题.
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yABOCxyABOCxyABOCx图1-4
图1-5
图1-6
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例2. 如图1-7,点A(m,2)是正比例函数和反比例函数的交点,
yAB⊥y轴于点B,OB = 2 AB.
(1)求正比例函数和反比例函数的解析式;
(2)求正比例函数和反比例函数的另一个交点C的坐标;
(3)在y轴上是否存在一点D,使△ACD为等腰三角形,若存在,请求出 点D的坐标,若不存在,请说明理由.
分析:
BOCAx图 1-7
1.从点A(m,2),AB⊥y轴可得:OB=2,因为OB=2AB,所以AB=1,所以A(1,2)把A点的坐标分别代入所设的正比例函数和反比例函数解析式中,即可求得(1).
2.一般地,求两个函数的交点坐标,可以把这两个函数联立方程组,解这个方程组得到的x,y就是它们的交点坐标. 但是此题也可以利用正比例函数和反比例函数的特殊性:它们的交点关于原点对称,得到C点坐标.
3.因为点D在y轴上,设出D点坐标,按照等腰三角形存在的三种情况:AC = AD,AC = CD,AD =
CD,进行分类讨论.
解:(1)因为AB⊥y轴于点B,OB=2 AB,点A(m,2)所以OB=2,AB=1,所以A(1,2),
k因为A(1,2)在y=kx(k ≠ 0)上,所以k=2,所以y=2x. 又因为A(1,2)在y= (k ≠ 0)上,所
x2
以k=2,所以y= . x (2)因为A(1,2),正比例函数和反比例函数的交点关于原点对称,所以C( ─ 1,─ 2 ). (3)存在.
因为点D在y轴上,所以设D(0,y),则AC=(1+1)+(2+2) =25,AD=1+(y─2) ,
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CD=(─1)2+(y+2)2
若△ACD为等腰三角形,分三种情况讨论:
① AC=AD,即25=1+(y─2) ,整理得y─4y─15=0,解得y=2±19,所以D(0,2+19) 或(0,2─19)
② AC=CD,即25=(─1)+(y+2) ,整理得y+4y─15=0,解得y=─2±19,所以D(0,─2 +19)或(0,─2─19).
③ AD=CD,即1+(y─2) =(─1)+(y+2) ,解得y=0,此时点D与原点重合,舍去. 所以这样的点D有四个,D(0,2+19),(0,2─19),(0,─2 +19),(0,─2─19). 这一道题的方法和例1一样,但是计算的难度加大,解一元二次方程用到了公式法.
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