23.(11分)(2014•宜昌)在矩形ABCD中,=a,点G,H分别在边AB,DC上,且HA=HG,点E为AB边上的一个动点,连接HE,把△AHE沿直线HE翻折得到△FHE.
(1)如图1,当DH=DA时,
①填空:∠HGA= 45 度;
②若EF∥HG,求∠AHE的度数,并求此时的最小值;
(2)如图3,∠AEH=60°,EG=2BG,连接FG,交边FG,交边DC于点P,且FG⊥AB,G为垂足,求a的值.
考点: 四边形综合题.
分析: (1)①根据矩形的性质和已知条件得出∠HAE=45°,再根据HA=HG,得出∠HAE=∠HGA,从而得出答案;
②先分两种情况讨论:第一种情况,根据(1)得出∠AHG=90°,再根据折叠的性质得出∠HAE=∠F=45°,∠AHE=∠FHE,再根据EF∥HG,得出∠AHF=∠AHG﹣∠FHG,即可得出∠AHE=22.5°,此时,当B与G重合时,a的值最小,求出最小值;第二种情况:根据已知得出∠AEH+∠FEH=45°,由折叠的性质求出∠AHE的度数,此时,当B与E重合时,a的值最小,设DH=DA=x,则AH=CH=x,在Rt△AHG中,∠AHG=90°,根据勾股定理得:AG=
AH=2x,再根据∠AEH=∠FEH,∠GHE=∠FEH,求出∠AEH=∠GHE,得出AB=AE=2x+
x,从而求出a的最小值;
(2)先过点H作HQ⊥AB于Q,则∠AQH=∠GOH=90°,根据矩形的性质得出∠D=∠DAQ=∠AQH=90°,得出四边形DAQH为矩形,设AD=x,GB=y,则HQ=x,EG=2y,
由折叠的性质可知∠AEH=∠FEH=60°,得出∠FEG=60°,在Rt△EFG中,根据特殊角的三角函数值求出EG和EQ的值,再由折叠的性质得出AE=EF,求出y的值,从而求出AB=2AQ+GB,即可得出a的值.
解答: 解:(1)①∵四边形ABCD是矩形,
∴∠ADH=90°,
∵DH=DA,
∴∠DAH=∠DHA=45°,
∴∠HAE=45°,
∵HA=HG,
∴∠HAE=∠HGA=45°;
故答案为:45°;
②分两种情况讨论:
第一种情况:
∵∠HAG=∠HGA=45°;
∴∠AHG=90°,
由折叠可知:∠HAE=∠F=45°,∠AHE=∠FHE,
∵EF∥HG,
∴∠FHG=∠F=45°,
∴∠AHF=∠AHG﹣∠FHG=45°,
即∠AHE+∠FHE=45°,
∴∠AHE=22.5°,
此时,当B与G重合时,a的值最小,最小值是2;
第二种情况:
∵EF∥HG,
∴∠HGA=∠FEA=45°,
即∠AEH+∠FEH=45°,
由折叠可知:∠AEH=∠FEH,
∴∠AEH=∠FEH=22.5°,
∵EF∥HG,
∴∠GHE=∠FEH=22.5°,
∴∠AHE=90°+22.5°=112.5°,
此时,当B与E重合时,a的值最小,
设DH=DA=x,则AH=CH=x,
在Rt△AHG中,∠AHG=90°,由勾股定理得:
AG=AH=2x,
∵∠AEH=∠FEH,∠GHE=∠FEH,
∴∠AEH=∠GHE,
∴GH=GE=x,
∴AB=AE=2x+x,
∴a的最小值是=2+
;
(2)如图:过点H作HQ⊥AB于Q,则∠AQH=∠GOH=90°,
在矩形ABCD中,∠D=∠DAQ=90°,
∴∠D=∠DAQ=∠AQH=90°,
∴四边形DAQH为矩形,
∴AD=HQ,
设AD=x,GB=y,则HQ=x,EG=2y,
由折叠可知:∠AEH=∠FEH=60°,
∴∠FEG=60°,
在Rt△EFG中,EG=EF×cos60°,EF=4y,
在Rt△HQE中,EQ==
x,
∴QG=QE+EG=x+2y,
∵HA=HG,HQ⊥AB,
∴AQ=GQ=x+2y,
∴AE=AQ+QE=x+2y,
由折叠可知:AE=EF,
∴x+2y=4y,
∴y=x,
∴AB=2AQ+GB=2(x+2y)+y=
x,
∴a==
.
点评: 此题考查了四边形的综合,用到的知识点是矩形的性质、折叠的性质、勾股定理、特殊角的三角函数值等知识点,关键是根据题意做出辅助线,构造直角三角形.
24.(12分)(2014•宜昌)如图,在平面直角坐标系中,已知点P(0,4),点A在线段OP上,点B在x轴正半轴上,且AP=OB=t,0<t<4,以AB为边在第一象限内作正方形ABCD;过点C、D依次向x轴、y轴作垂线,垂足为M,N,设过O,C两点的抛物线为y=ax2+bx+c.
(1)填空:△AOB≌△ DNA或△DPA ≌△BMC(不需证明);用含t的代数式表示A点纵坐标:A(0, 4﹣t );
(2)求点C的坐标,并用含a,t的代数式表示b;
(3)当t=1时,连接OD,若此时抛物线与线段OD只有唯一的公共点O,求a的取值范围;
(4)当抛物线开口向上,对称轴是直线x=2﹣,顶点随着的增大向上移动时,求t的取值范围.
考点: 二次函数综合题.
分析: (1)根据全等三角形的判定定理SAS证得:△AOB≌△DNA或DPA≌△BMC;根据图中相关线段间的和差关系来求点A的坐标;
(2)利用(1)中的全等三角形的对应边相等易推知:OM=OB+BM=t+4﹣t=4,则C(4,t).把点O、C的坐标分别代入抛物线y=ax2+bx+c可以求得b=t﹣4a;
(3)利用待定系数法求得直线OD的解析式y=x.联立方程组,得
,所以ax2+(﹣
﹣4a)x=0,解得 x=0或x=4+
.
对于抛物线的开口方向进行分类讨论,即a>0和a<0两种情况下的a的取值范围;
(4)根据抛物线的解析式y=ax2+(﹣4a)x得到顶点坐标是(﹣
,﹣
(t﹣16a)2).结合已知条件求得a=
t2,故顶点坐标为(2﹣
,﹣(t﹣
)2).哟抛物线的性质知:只与顶点坐标有关,故t的取值范围为:0<t≤
.
解答: 解:(1)如图,∵∠DNA=∠AOB=90°,
∴∠NAD=∠OBA(同角的余角相等).
在△AOB与△DNA中,,
∴△AOB≌△DNA(SAS).
同理△DNA≌△BMC.
∵点P(0,4),AP=t,
∴OA=OP﹣AP=4﹣t.
故答案是:DNA或△DPA;4﹣t;
(2)由题意知,NA=OB=t,则OA=4﹣t.
∵△AOB≌△BMC,
∴CM=OB=t,
∴OM=OB+BM=t+4﹣t=4,
∴C(4,t).
又抛物线y=ax2+bx+c过点O、C,
∴,
解得 b=t﹣4a;
(3)当t=1时,抛物线为y=ax2+(﹣4a)x,NA=O
B=1,OA=3.
∵△AOB≌△DNA,
∴DN=OA=3,
∵D(3,4),
∴直线OD为:y=x.
联立方程组,得,
消去y,得
ax2+(﹣﹣4a)x=0,
解得 x=0或x=4+,
所以,抛物线与直线OD总有两个交点.
讨论:①当a>0时,4+>3,只有交点O,所以a>0符合题意;
②当a<0时,若4+>3,则a<﹣
.
又a<0
所以 a<﹣.
若4+<0,则得a>﹣
.
又a<0,
所以﹣<a<0.
综上所述,a的取值范围是a>0或a<﹣或﹣
<a<0.
(4)抛物线为y=ax2+(﹣4a)x,则顶点坐标是(﹣
,﹣
(t﹣16a)2).
又∵对称轴是直线x=﹣+2=2﹣
,
∴a=t2,
∴顶点坐标为:(2﹣,﹣
(1﹣4t)2),即(2﹣
,﹣(t﹣
)2).
∵抛物线开口向上,且随着t的增大,抛物线的顶点向上移动,
∴只与顶点坐标有关,
∴t的取值范围为:0<t≤.
点评: 本题考查了二次函数综合题型.此题难度较大,需要熟练掌握待定系数法求二次函数解析式,全等三角形的判定与性质,二次函数图象的性质等知识点,综合性比较强,需要学生对所学知识进行系统的掌握.