中考复习数学专题——梯形中的动点问题（附解答，共10页）

动点题是近年来中考的的一个热点问题，解这类题目要“以静制动”，即把动态问题，变为静态问题来解。
一般方法是抓住变化中的“不变量”，以不变应万变。
首先根据题意理清题目中两个变量X、Y的变化情况并找出相关常量
第二，按照图形中的几何性质及相互关系，找 ( http: / / www.21cnjy.com )出一个基本关系式，把相关的量用一个自变量的表达式表达出来，然后再根据题目的要求，依据几何、代数知识解出。
第三，确定自变量的取值范围，画出相应的图象 ( http: / / www.21cnjy.com )。 这类题目难度较大从数学知识点来看，一般考察几何图像的判定和性质（如梯形，相似三角形，直角三角形等）以及函数和方程的知识等综合性很强.
从数学思想方法看有：数形结合的思想方法，转 ( http: / / www.21cnjy.com )化的思想方法，分类讨论的思想方法，方程的数学，函数的思想方法等关键:动点中的分类讨论：抓住运动中的关键点，动中求静.
1、如图，在梯形ABCD中 ( http: / / www.21cnjy.com )，AD∥BC，AB=AD=DC=4，∠A=120°．动点P、E、M分别从B、A、D三点同时出发，其中点P沿BA向终点A运动，点E沿AD向终点D运动，点M沿DC向终点C运动，且它们的速度都为每秒2个单位．连接PE、PM、EM，设动点P、E、M运动时间为t（单位：秒），△PEM的面积为S．
（1）判断△PAE与△EDM是否全等，说明理由；
（2）连接BD，求证：△EPM∽△ABD；
（3）求S与t的函数关系式，并求出△PEM的面积的最小值．
考点：相似三角形的判定与性质；二次函数的最值；全等三角形的判定；勾股定理；梯形。
解答：解：（1）△PAE≌△EDM，
理由如下：根据题意，得BP=AE=DM=2t，
∵AB=AD=DC=4，∴AP=DE=4﹣2t（1分）∵在梯形ABCD中，AB=DC，
∴∠PAE=∠EDM；（2分） 又AP=DE，AE=DM， ∴△PAE≌△EDM．（3分）
（2）证明：∵△PAE≌△EDM， ∴PE=EM，∠1=∠2（4分）
∵∠3+∠2=∠1+∠BAD， ∴∠3=∠BAD；（5分）
∵AB=AD，∴；（6分） ∴△EPM∽△ABD．（7分）
（3）过B点作BF⊥AD，交DA的延长线于F，过P点作PG⊥AD交于G；
在Rt△AFB中，∠4=180°﹣∠BAD=180°﹣120°=60°，
∴BF=AB sin∠4=4 sin60°=
∴S△ABD=． （8分）
在Rt△APG中，PG=AP sin∠4=（4﹣2t） sin60°= （2﹣t） ．
AG=AP cos∠4=（4﹣2t） cos60°=2﹣t，
∴GE=AG+AE=2﹣t+2t=2+t．
∵PE2= PG2+ GE2 ∴2+（2+t）2=4t2﹣8t+16．
∵△EPM∽△ABD，∴ = （9分）
∴S△EPM=4 ×=；
∴S与t的函数关系式为S= （0≤t≤2）（10分）
即S=
∴当t=1，S有最小值，最小值为 ．（12分）
另一解法（略解）在Rt△APG中，PG=AP sin∠4=（4﹣2t） sin60°=（2﹣t）．
AG=AP cos∠4=（4﹣2t） cos60°=2﹣t．
在Rt△MFD中，FM=DM sin∠MDF=2t sin60°=，DF=DM cos∠MDF=2t cos60°=t．
∴GF=AG+AD+DF=2﹣t+4+t=6，GE=AG+AE=2﹣t+2t=2+t，
EF=ED+DF=4﹣2t+t=4﹣t；∴S△EPM=S梯形PGFM﹣S△PEG﹣S△EFM=．（0≤t≤2）
2、（2010 湘潭）如图，在直角梯形 ( http: / / www.21cnjy.com )ABCD中，AB∥DC，∠D=90°，AC⊥BC，AB=10cm，BC=6cm，F点以2cm/秒的速度在线段AB上由A向B匀速运动，E点同时以1cm/秒的速度在线段BC上由B向C匀速运动，设运动时间为t秒（0＜t＜5）．
（1）求证：△ACD∽△BAC；
（2）求DC的长；
（3）设四边形AFEC的面积为y，求y关于t的函数关系式，并求出y的最小值．
考点：二次函数的最值；勾股定理；相似三角形的判定与性质。
解答：解：（1）∵CD∥AB，∴∠BAC=∠DCA（1分）
又AC⊥BC，∠ACB=90°，∴∠D=∠ACB=90°，（2分）
∴△ACD∽△BAC（3分）．
（2） ……………………4分
∵△ACD∽△BAC ∴ ……………………5分
即 解得： ……………………6分
过点E作AB的垂线，垂足为G，
∴△ACB∽△EGB ……………………7分
∴ 即 故 …………………8分
== 故当t=时，y的最小值为19
3、（2007 河北）如图，在等腰 ( http: / / www.21cnjy.com )梯形ABCD中，AD∥BC，AB=DC=50，AD=75，BC=135．点P从点B出发沿折线段BA﹣AD﹣DC以每秒5个单位长的速度向点C匀速运动；点Q从点C出发沿线段CB方向以每秒3个单位长的速度匀速运动，过点Q向上作射线QK⊥BC，交折线段CD﹣DA﹣AB于点E．点P、Q同时开始运动，当点P与点C重合时停止运动，点Q也随之停止．设点P、Q运动的时间是t秒（t＞0）．
（1）当点P到达终点C时，求t的值，并指出此时BQ的长；
（2）当点P运动到AD上时，t为何值能使PQ∥DC；
（3）设射线QK扫过梯形ABCD的面积为S，分别求出点E运动到CD、DA上时，S与t的函数关系式；（不必写出t的取值范围）
（4）△PQE能否成为直角三角形？若能，写出t的取值范围；若不能，请说明理由．
考点：等腰梯形的性质；全等三角形的判定与性质；直角三角形的性质；平行四边形的判定。
解：（1）t =（50＋75＋50）÷5=35（秒）时，点P到达终点C．……………（1分）
此时，QC=35×3=105，∴BQ的长为135－105=30．………………（2分）
（2）如图8，若PQ∥DC，又AD∥BC，则四边形PQCD
为平行四边形，从而PD=QC，由QC=3t，BA+AP=5t
得50＋75－5t=3t，解得t=．经检验，当t=时，有PQ∥DC．………（4分）
（3）①当点E在CD上运动时，如图9．分别过点A、D
作AF⊥BC于点F，DH⊥BC于点H，则四边形ADHF为矩形，且△ABF≌△DCH，
从而FH= AD=75，于是BF=CH=30．∴DH=AF=40．
又QC=3t，从而QE=QC·tanC=3t·=4t．（注：用相似三角形求解亦可）
∴S=S⊿QCE =QE·QC=6t2；………………………………………………………（6分）
②当点E在DA上运动时，如图8．过点D作DH⊥BC于点H，
由①知DH=40，CH=30，又QC=3t，
从而ED=QH=QC－CH=3t－30．
∴S= S梯形QCDE =(ED＋QC)DH =120t－600．…………………………（8分）
（4）△PQE能成为直角三角形．……………………………………………………（9分）
当△PQE为直角三角形时，t的取值范围是0＜t≤25且t≠或t=35．…（12分）
（注：（4）问中没有答出t≠或t=35者各扣1分，其余写法酌情给分）
下面是第（4）问的解法，仅供教师参考：
①当点P在BA（包括点A）上，即0 ( http: / / www.21cnjy.com )＜t≤10时，如图9．过点P作PG⊥BC于点G ，则PG=PB·sinB=4t，又有QE=4t = PG，易得四边形PGQE为矩形，此时△PQE总能成为直角三角形．
②当点P、E都在AD（不包括点A但包括点D）上，即10＜t≤25时，如图8．
由QK⊥BC和AD∥BC可知，此时，△PQE为直角三角形，但点P、E不能重合，
即5t－50＋3t－30≠75，解得t≠．
③当点P在DC上（不包括点D但包括点C），
即25＜t≤35时，如图10．由ED＞25×3－30=45，
可知，点P在以QE=40为直径的圆的外部，故∠EPQ不会是直角．
由∠PEQ＜∠DEQ，可知∠PEQ一定是锐角．对于∠PQE，∠PQE≤∠CQE，
只有当点P与C重合，即t=35时，如图11，∠PQE=90°，△PQE为直角三角形．
综上所述，当△PQE为直角三角形时，t的取值范围是0＜t≤25且t≠或t=35．
4、（2009 青岛）如图，在梯形ABCD中，，，，，点由B出发沿BD方向匀速运动，速度为1cm/s；同时，线段EF由DC出发沿DA方向匀速运动，速度为1cm/s，交于Q，连接PE．若设运动时间为（s）（）．解答下列问题：
（1）当为何值时，？
（2）设的面积为（cm2），求与之间的函数关系式；
（3）是否存在某一时刻，使？若存在，求出此时的值；若不存在，说明理由．
（4）连接，在上述运动过程中，五边形的面积是否发生变化？说明理由．
考点：平行线的判定；根据实际问题列二次函数关系式；三角形的面积；勾股定理；相似三角形的判定与性质。
解：（1）∵ ∴．
而， ∴， ∴．
∴当． 2分
（2）∵平行且等于，∴四边形是平行四边形． ∴．
∵， ∴．
∴． ∴． ． ∴．
过B作，交于，过作，交于．
．∵， ∴．
又， ， ，
． 6分
（3）．
若，则有， 解得
（4）在和中，
∴ ．
∴在运动过程中，五边形的面积不变． 12分
5、如图1，在直角梯形ABCD中，AD∥BC ( http: / / www.21cnjy.com )，∠D=90°，AD=9cm，CD=12cm，BC=15cm．点P由点C出发沿CA方向匀速运动，速度为1cm/s；同时，线段EF由AB出发沿AD方向匀速运动，速度为1cm/s，且与AC交于Q点，连接PE，PF．当点P与点Q相遇时，所有运动停止．若设运动时间为t（s）．
（1）求AB的长度；
（2）当PE∥CD时，求出t的值；
（3）①设△PEF的面积为S，求S关于t的函数关系式；
②如图2，当△PEF的外接圆圆心O恰在EF的中点时，则t的值是多少？（直接写出答案）
考点：相似三角形的判定与性质；三角形的面积；等腰三角形的判定；勾股定理；直角梯形；三角形的外接圆与外心。
解：（1）过A作AM⊥BC于M，则四边形AMCD是矩形；∴AD=MC=9cm，AM=CD=12cm；
Rt△ABM中，AM=12cm，BM=BC﹣MC=6cm；
由勾股定理，得：AB=6cm（只写答案给1分）（3分）
（2）∵∠D=90°，AD=9cm，CD=12cm，∴AC==15cm
∴AP=15﹣t 当PE∥CD时△AEP∽△ADC
∴= 即 解得 （符合题意） ∴当PE∥CD时，t=45/8
（3）①过点E，F作EG⊥AC于G，FH⊥AC于H．因为AC=BC；EF‖AB易证AQ=AE=t（1分）
在RT⊿ADC中，sin∠DAC=DC/AC=12/15 ∴EG=AE×sin∠DAC=12/15t；
∵AD∥BC ∴∠ACB ( http: / / www.21cnjy.com ) =∠DAC ∴FH=CF×sin∠ACB=CF×sin∠DAC=12/15(15-t)=12-12/15t
PQ=15-2t EG+FH=12
∴S△PEF=S△PQE+S△PQF=+= = ﹣12t+90；
②易知：AE=CP=t，AP=CF=CQ=15﹣t，∠EAP=∠FCP，
∴△AEP≌△CPF，∴EP=PF；
∵EF是⊙O的直径 ∴∠EPF=90°；
∴△EPF是等腰直角三角形；易知EF=AB=6cm；
∴S=1/2×6×3=45cm2；
代入①的函数关系式，得：
﹣12t+90=45，解得t=．（3分）
点评：此题考查了直角梯形的性质、勾股定理、圆周角定理、等腰三角形和相似三角形的判定和性质等知识的综合应用能力．
6、如图，在直角梯形中O ( http: / / www.21cnjy.com )ABC，已知B、C两点的坐标分别为B（8，6）、C（10，0），动点M由原点O出发沿OB方向匀速运动，速度为1单位/秒；同时，线段DE由CB出发沿BA方向匀速运动，速度为1单位/秒，交OB于点N，连接DM．
若设运动时间为t（s）（0＜t＜8）．
（1）当t为何值时，以B、D、M为顶点的三角形△OAB与相似？
（2）设△DMN的面积为y，求y与t之间的函数关系式；
（3）连接ME，在上述运动过程中，五边形MECBD的面积是否总为定值？若是，求出此定值；若不是，请说明理由．
考点：相似三角形的判定与性质；全等三角形的判定；直角梯形。
专题：综合题；动点型；分类讨论。
解：（1）分类讨论。 若△BAO∽△BDM，则，（1分）
在直角梯形中OABC由B（8，6）、C（10，0）可知AB=8，OA=6：OB=OC=10
8/t=10/10-t 解得t=40/9 （2分）
若△BAO∽△BMD，，（3分）即8/10-t=，解得t=；（4分）
所以当t= 40/9 t=50/9，以B，D，M为顶点的三角形与△OAB相似．
（2）过点M作MF⊥AB于F，则△BFM∽△BAO；
从而MF/6=(10-t)/10，所以MF=6﹣5/3×t，（5分）
S△BDM=1/2BD MF=1/2t（6﹣5/3×t），（6分）
容易证△BDN∽△OBC
S△OBC=1/2×10×6=30，S△BDM / S△OBC =（）2，所以S△BDN=t2（7分）
①当0＜t≤5时，y=S△DMN=S△BDM﹣S△BDN=t（6﹣t）﹣t2=﹣t2+3t；
②当5＜t＜8时，y=S△DMN=S△BDN﹣S△BDM=t2﹣t（6﹣t）=．（8分）
（3）在△BDM与△OME中，
BD=OM=t，∠MBD=∠EOM，BM=EO=10﹣t，
所以△BDM≌△OME；（9分）
从而五边形MECBD的面积等于三角形OBC的面积，因此它是一个定值，
SMECBD=30．（10分）
点评：此题考查的知识点有：直角梯形的性 ( http: / / www.21cnjy.com )质、相似三角形及全等三角形的判定和性质、图形面积的求法等知识，（2）题中一定要根据M、N的不同位置分类讨论，以免漏解．
7、如图，梯形ABCD中，AD∥BC，AB=DC=AD=4，BD⊥CD，E是BC的中点．
（1）求∠DBC的度数；
（2）求BC的长；
（3）点P从点B出发沿B→C以每秒3个 ( http: / / www.21cnjy.com )单位的速度向点C匀速运动，同时点Q从点E出发沿E→D以每秒1个单位的速度向点D匀速运动，当其中一点到达终点时，另一点也停止运动．设运动时间为t（s），连接PQ．当t为何值时△PEQ为等腰三角形．
考点：梯形；等腰三角形的判定。
解：（1）设∠DBC=x，因为AD∥BC，AB=AD，
所以∠ABD=∠ADB=x，四边形ABCD为等腰梯形，∠BCD=2x，
又BD⊥CD， 所以x+2x=90°，即x=30°．即∠DBC=30°．
（2）在Rt△BCD中，E是BC的中点，所以DE=BE=CE
又∠C=60°，所以△CDE为等边三角形．所以DE=DC=4，即BC=2DE=8．
（3）若点P在BE上，因为∠PEQ=120°，所以PE=QE；即4﹣3t=t，解之t=1s；
若P在EC上，因为∠PEQ=60°，所以PE=QE，
即3t﹣4=t，解之t=2s．所以当t=1s或t=2s时，△PEQ是等腰三角形．
8、（2009 乐山）如图在梯形A ( http: / / www.21cnjy.com )BCD中，DC∥AB，∠A=90°，AD=6厘米，DC=4厘米，BC的坡度i=3：4，动点P从A出发以2厘米/秒的速度沿AB方向向点B运动，动点Q从点B出发以3厘米/秒的速度沿B C D方向向点D运动，两个动点同时出发，当其中一个动点到达终点时，另一个动点也随之停止．设动点运动的时间为t秒．
（1）求边BC的长；
（2）当t为何值时，PC与BQ相互平分；
（3）连接PQ，设△PBQ的面积为y，探求y与t的函数关系式，求t为何值时，y有最大值？最大值是多少？
考点：梯形；二次函数的最值。专题：分类讨论。
解：（1）作CE⊥AB于E，则四边形ADCE是矩形． 又…….2分
在中，由勾股定理得：………3分
（2）要使PC与BQ相互平分由，只需保证四边形CPBQ是平行四边形，
此时在上）由（1），得AB=4+8=12，则PB=12﹣2t．
即解得即秒时，与相互平分．
（3）①当在上，即时，作于，则
即 8分
= 9分
当秒时，有最大值为 10分
②当在上，即时，
=易知随的增大而减小．故当秒时，
有最大值为
综上，当时，有最大值为 12分
9、如图，在梯形ABCD中，AD∥BC， ( http: / / www.21cnjy.com )AB=DC，AD=6，BC=12，梯形ABCD的面积为36，动点P从D点出发沿DC以每秒1个单位的速度向终点C运动，动点Q从C点出发沿CB以每秒2个单位的速度向点B运动，两点同时出发，点P到达点C时，Q点随之停止运动．
（1）线段CD的长为　5　；
（2）设P、Q运动时间为t（0＜t＜5）秒，PQ与梯形ABCD的边DC、BC所围成的三角形的面积为S，求S与t之间的函数关系式；
（3）是否存在某一时刻，使以P、Q、C三点为顶点的三角形是直角三角形，若有，请求出相应时间；若没有，请说明理由．
考点：梯形；一次函数综合题；平行线分线段成比例；相似三角形的判定与性质。
专题：代数几何综合题；存在型；分类讨论。
分析：（1）作AE⊥BC，DF⊥BC，则四边形ADFE是矩形，△ABE≌△DCF，由勾股定理可求得CD的值；
（2）过点P作PG⊥BC于点G，则PG是△PCQ的高，由平行线的性质可求得高PG用t表示的代数式，而CQ=2t，故可求得S与t的关系式；
（3）分两种情况讨论：当PQ⊥BC时，作DE⊥BC于E，由平行线分线段成比例可求解；当QP⊥CD时，可由相似三角形的性质求解．
解答：解：（1）作AE⊥BC，DF⊥BC，垂足分为点E、F，则四边形ADFE是矩形，EF=AD=6，AE=DF，
由题意四边形ABCD是等腰梯形，AB=CD，∠AEB=∠DFC，
∴△ABE≌△DCF，
∴CF=BE=（BC﹣EF）÷2=3
∵梯形的面积为36，
∴DF=36×2÷（AD+BC）=36×2÷（6+12）=4
在Rt△CDF中，由勾股定理得CD==5；
（2）过点P作PG⊥BC于点G，则PG是△PCQ的高，有PG∥DF，
∴PG：DF=CP：CD，
∵DP=t，CD=5，DF=4，PC=CD﹣DP
∴PG=，
∵CQ=2t，
∴S△PCQ=CQ PG= 2t =
（3）当P、Q、C三点构成的三角形是直角三角形时，有两种情况：
①当PQ⊥BC时，作DE⊥BC于E，
∴PQ∥DE，
∴=， ∴t=（7分）
②当QP⊥CD时，
∵∠QPC=∠DEC=90°，∠C=∠C，∴△QPC∽△DEC，
∴=，=，∴t=（9分）
由①、②知：当t=或时，P、Q、C三点构成的三角形是直角三角形
点评：本题考查了等腰梯形的性质，利用了平行线分线段成比价的性质、相似三角形的知识．注意处级（3）小题要分两种情况讨论．
10、菱形ABCD的边长为24厘米， ( http: / / www.21cnjy.com )∠A=60°，质点P从点A出发沿着AB﹣BD﹣DA作匀速运动，质点Q从点D同时出发沿着线路DC﹣CB﹣BD作匀速运动．
（1）求BD的长；
（2）已知质点P、Q运动的速度分别为4 ( http: / / www.21cnjy.com )cm/秒、5cm/秒，经过12秒后，P、Q分别到达M、N两点，若按角的大小进行分类，请问△AMN是哪一类三角形，并说明理由．
考点：菱形的性质。专题：计算题；动点型。
分析：（1）根据菱形各边长相等和∠A=60°即可求证△ABD为等边三角形；
（2）根据菱形的边长和P、Q的移动速度可以求得M、N的位置，即可求得△AMN的形状．
解答：解：（1）菱形各边长相等，边长为24cm，∠A=60°，
∴△ABD为等边三角形，∴BD=24厘米，
（2）P点的移动速度为4cm/秒、Q的移动速度为5cm/秒，
故12秒后P与D重合、Q点为线段BD的中点， ∴△AMN为直角三角形．
点评：本题考查了菱形各边长相等的性质，考查了等边三角形的判定，考查了等腰三角形的腰长相等的性质，本题中正确求得M、N的位置是解题的关键．
11、如图矩形ABCD中，AB=10cm，AD=6cm，在BC边上取一点E，将△ABE沿AE翻折，使点B落在DC边上的点F处．
（1）求CF和EF的长；
（2）如图2，一动点P从点A出 ( http: / / www.21cnjy.com )发，以每秒1cm的速度沿AF向终点F作匀速运动，过点P作PM∥EF交AE于点M，过点M作MN∥AF交EF于点N．设点P运动的时间为t（0＜t＜10），四边形PMNF的面积为S，试探究S的最大值？
（3）以A为坐标原点，AB所在直线为横轴，建立平面直角坐标系，如图3，在（2）的条件下，连接FM，若△AMF为等腰三角形，求点M的坐标．
考点：相似三角形的判定与性质；二次函数的最值；角平分线的性质；勾股定理；矩形的性质。
专题：代数几何综合题；动点型；分类讨论。
分析：（1）根据翻折对称性EF=BE，AF=AB，利用勾股定理求出DF的长，CF=AB﹣DF，在△CEF中，设EF为x，
则CE=6﹣x，利用勾股定理列式求解即可求出EF；
（2）根据相似三角形对应边成比例求出PM的长，矩形的面积等于PM PF，再根据二次函数最值问题求解；
（3）因为三角形的腰不明确，分AM=M ( http: / / www.21cnjy.com )F和AM=AF两种情况讨论，①当AM=MF时，根据等腰三角形三线合一的性质点M是AE的中点，根据三角形中位线定理即可求出点M的坐标；②当AM=AF时，根据相似三角形对应边成比例求解点M的坐标．
解：（1）由题意，得AB=AF=10，
∵AD=6，∴DF=8，∴CF=2．（2分）
设EF=x，则BF=EF=x，CE=6﹣x
在Rt△CEF中，22+（6﹣x）2=x2解得，，∴；（4分）
（2）∵PM∥EF，
∴△APM∽△AFE， ∴即， ∴，
∵PMNF是矩形，∴S=PM PF=（6分）
∵，∴当时，；（8分）
（3）①若AM=FM，则，
过点M作MG⊥AB于G，则△AMG∽△AEB，
∴，，∴M（5，）；（11分）
②若AM=AF=10，过点M作MH⊥AB于H，
由△AMH∽△AEB，得AH=3，MH=，
∴M（3，）．故点M的坐标为（5，）或（3，）．
点评：本题综合性较强，主要利用勾股定理，等 ( http: / / www.21cnjy.com )腰三角形的性质，二次函数最值问题求解，相似三角形对应边成比例的性质，熟练掌握各定理和性质并灵活运用是解