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【中考數(shù)學專題】存在性系列之矩形存在性問題(文末有福利)

 昵稱47813312 2020-04-21
所謂矩形存在性問題,即在坐標系中確定動點位置,使其與其他點等構成矩形,本文將對題型構造及解決方法作簡單介紹.首先關于矩形本身,我們已經知道:
矩形的判定
(1)有一個角是直角的平行四邊形;
(2)對角線相等的平行四邊形;
(3)有三個角為直角的四邊形.
01
問題與方法

題型分析

矩形除了具有平行四邊形的性質之外,還有“對角線相等”或“內角為直角”,因此相比起平行四邊形,坐標系中的矩形滿足以下3個等式:

(AC為對角線時)

因此在矩形存在性問題最多可以有3個未知量,代入可以得到三元一次方程組,可解.

確定了有3個未知量,則可判斷常見矩形存在性問題至少有2個動點,多則可以有3個.

題型如下:

(1)2個定點+1個半動點+1個全動點;

(2)1個定點+3個半動點.

思路1:先直角,再矩形

在構成矩形的4個點中任取3個點,必構成直角三角形,以此為出發(fā)點,可先確定其中3個點構造直角三角形,再確定第4個點.對“2定+1半動+1全動”尤其適用.

引例:已知A(1,1)、B(4,2),點C在x軸上,點D在平面中,且以A、B、C、D為頂點的四邊形是矩形,求D點坐標.

【小結】這種解決矩形存在性問題的方法相當于在直角三角形存在性問題上再加一步求D點坐標,也是因為這兩個圖形之間的密切關系方能如此.

思路2:先平行,再矩形

當AC為對角線時,A、B、C、D滿足以下3個等式,則為矩形:

其中第1、2個式子是平行四邊形的要求,再加上式3可為矩形.表示出點坐標后,代入點坐標解方程即可.

無論是“2定1半1全”還是“1定3半”,對于我們列方程來解都沒什么區(qū)別,能得到的都是三元一次方程組.

引例:已知A(1,1)、B(4,2),點C在x軸上,點D在平面中,且以A、B、C、D為頂點的四邊形是矩形,求D點坐標.

【小結】這個方法是在平行四邊形基礎上多加一個等式而已,剩下的都是計算的故事.
02
中考真題

2018鐵嶺中考刪減

【構造直角得矩形】
如圖,拋物線y=-x2+bx+c交x軸于點A,B,交y軸于點C.點B的坐標為(3,0)點C的坐標為(0,3),點C與點D關于拋物線的對稱軸對稱.
(1)求拋物線的解析式;
(2)若點P為拋物線對稱軸上一點,連接BD,以PD,PB為邊作平行四邊形PDNB,是否存在這樣的點P,使得平行四邊形PDNB是矩形?若存在,請求出tan∠BDN的值;若不存在,請說明理由.


2019南充中考刪減

【構造對角線互相平分且相等得矩形】
如圖,拋物線y=ax2+bx+c與x軸交于點A(-1,0),點B(-3,0),且OB=OC.
(1)求拋物線的解析式;
(2)拋物線上兩點M,N,點M的橫坐標為m,點N的橫坐標為m+4.點D是拋物線上M、N之間的動點,過點D作y軸的平行線交MN于點E.
①求DE的最大值;
②點D關于點E的對稱點為F,當m為何值時,四邊形MDNF為矩形.



2018遼陽中考刪減

【2定+1半動+1全動】
如圖,直線y=x-3與坐標軸交于A、B兩點,拋物線y=1/4x2+bx+c經過點B,與直線y=x-3交于點E(8,5),且與x軸交于C,D兩點.
(1)求拋物線的解析式;
(2)點P在拋物線上,在坐標平面內是否存在點Q,使得以點P,Q,B,C為頂點的四邊形是矩形?若存在,請直接寫出點Q的坐標;若不存在,請說明理由.



2018曲靖中考

【1定+3半動】
如圖:在平面直角坐標系中,直線l:y=1/3x-4/3與x軸交于點A,經過點A的拋物線y=ax2-3x+c的對稱軸是x=3/2.
(1)求拋物線的解析式;
(2)平移直線l經過原點O,得到直線m,點P是直線m上任意一點, PB⊥x軸于點B, PC⊥y軸于點C,若點E在線段OB上,點F在線段OC的延長線上,連接PE,PF,且PF=3PE.求證:PE⊥PF;
(3)若(2)中的點P坐標為(6,2),點E是x軸上的點,點F是y軸上的點,當PE⊥PF時,拋物線上是否存在點Q,使四邊形PEQF是矩形?如果存在,請求出點Q的坐標,如果不存在,請說明理由.


來源:有一點數(shù)學,作者劉岳

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