代几综合篇
专题21 等腰三角形的存在性
破解策略
以线段AB为边的等腰三角形构造方法如图1所示:
等腰三角形的另一个顶点在线段AB的垂直平分线上,或以A,B为圆心、AB长为半径的圆上(不与线段AB共线).
A
A B B
图1
D 图2
C
解等腰三角形的存在性问题时,若没有明确指出等腰三角形的底或腰,就需要进行分类讨论.通常这类问题的解题策略有:
(1)几何法:先分类讨论,再画出等腰三角形,后计算.
如图2,若AB=AC,过点A作AD⊥BC,垂足为D,则BD=CD,∠BAD=∠CAD,从而利用锐角三角函数、相似三角形等知识解决问题.
(2)代数法:先罗列三边长,再分类讨论列方程,然后解方程并检验. 有时候将几何法和代数法相结合,可以使得解题又快又好. 例题讲解
例1 如图,正方形ABCD的边长是16,点E在AB边上,AE=3,F是BC边上不与B,C重合的一个动点,把△EBF沿EF折叠,点B落在B′处.若△CDB′恰为等腰三角形,则DB′= . A E
D
B′
B
F
C
解 16或45 ①如图1,当CB′=CD时,点F与点C重合,不符合题意,舍去; ②如图2,当DB′=CD时,DB′=16;
③如图3,当DB′=B′C时,过点B作GH∥AD,交AB于点G,交CD于点H. 显然G,H分别为AB,CD的中点.
由题意可得B′E=13,DH=BG=8,所以EG=5, 从而B′G=B′E2-EG2=12,B′H=4, 所以DB′=B?H2-DH2=45. A E
B′
D
B
图1
C (F)
②如图2所示:当DB′=CD时,则DB′=16(易知点F在BC上且不与点C、B重合).
图2
③如图3所示:当B′D=B′C时,过B′点作GH∥AD,则∠B′GE=90°.
图3
当B′C=B′D时,AG=DH=
12DC=8.
由AE=3,AB=16,得BE=13.
由翻折的性质,得B′E=BE=13. ∴EG=AG-AE=8-3=5, ∴B′G=B'E2?EG2?12, ∴B′H=GH-B′G=16-12=4, ∴DB′=B'H2?DH2?45
例2 如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=4cm,BC=3cm.如果点P由点B出发沿BA方向向点A匀速运动,同时点Q由点A出发沿AC方向向点C匀速运动,它们的速度均为
1cm/s.连接PQ,设运动时间为t(s)(0<t<4),解:如图,过点P作PH⊥AC于H, ∵∠C=90°,∴AC⊥BC, ∴PH∥BC, ∴△APH∽△ABC, ∴
PHBC=
APAB,
∵AC=4cm,BC=3cm, ∴AB=5cm, ∴
PH3=
5?tt35
∴PH=3﹣t,AH=
4(5?t)5
∴QH=4?931829t?18t?25 t,PQ=(4?t)2?(3?t)2?5555在△APQ中,
①当AQ=AP,即t=5﹣t时,解得:t1=
5; 2②当PQ=AQ,即18225t?18t?25=t时,解得:t2=,t3=5;
135③当PQ=AP,即∵0<t<4,
18240t?18t?25=5﹣t时,解得:t4=0,t5=;
135∴t3=5,t4=0不合题意,舍去, ∴当t为
52540s或s或s时,△APQ是等腰三角形. 213135. 4例3 如图,在平面直角坐标系xOy中,矩形OABC的边OA在y轴的正半轴上,OC在x轴的正半轴上,OA=1,OC=2,点D在边OC上且OD=(1)求直线AC的解析式;
(2)在y轴上是否存在点P,直线PD与矩形对角线AC交于点M,使得△DMC为等腰三角形?若存在,直接写出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.
解:(1)设直线AC的解析式y=kx+b, 又∵OA=1,OC=2,
∴A(0,1),C(2,0)代入函数解析式求得:k=?直线AC的函数解析式:y=?
(2)若DC为底边,
1,b=1 21x?1 25?213∴M的横坐标为4=,
82133则点M的坐标为(,)
81615∴直线DM解析式为:y=x?
285∴P(0,?);
8若DM为底,则CD=CM=∴AM=AN=5?∴N(5?3, 43, 43,1), 45(5+2), 4可求得直线DM的解析式为y=(5+2)x-∴P(0,-
5(5+2)) 43 4若CM为底,则CD=DM=∴点M的坐标为(
43,) 5545x+, 33∴直线DM的解析式为y=-∴点P的坐标为(0,
5) 3555),(0,-(5+2)),(0,) 843综上所述,符合条件的点P的坐标为(0,?例4 已知抛物线y=-x2+mx-n的对称轴为x=-2,且与x轴只有一个交点. (1)求m,n的值;
(2)把抛物线沿x轴翻折,再向右平移2个单位,向下平移1个单位,得到新的抛物线C,求新抛物线C的解析式;
(3)已知P是y轴上的一个动点,定点B的坐标为(0,1),问:在抛物线C上是否存在点D,使△BPD为等边三角形?若存在,请求出点D的坐标;若不存在,请说明理由. 解:(1)∵抛物线的对称轴为x=-2, ∴m=-4.
∵抛物线与x轴只有一个交点, ∴m2-4n=0. 从而n=4.
yBHOPDx
(2)原抛物线的表达式为y=-x2-4x-4=-(x+2)2. 所以抛物线C的表达式为y=x2-1.
(3)假设点D存在,设点D的坐标为(d,d2-1). 如图,作DH⊥y轴于点H, 则DH2= d2,BH2=(d2-2)2. 若△BPD是等边三角形,则有 解得d=?3或d=?23. 3231,), 33DH222
=3,即d=3(d-2), BH所以满足条件的点D存在,分别为D1(3,2),D2(-3,2),D3(D4(-231,). 33 例5 如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=
12
x-3x-8与x轴交于A,B两点,与2y轴交于点C,直线l经过原点O,与抛物线的一个交点为D,与抛物线的对称轴交于点E(3,-4),连结CE,若P是y轴负半轴上的一个动点,设其坐标为(0,m),直线PB与直线l交于点Q.试探究:当m为何值时,△OPQ是等腰三角形.
yOAECDlBx
11解 由抛物线y=x2-3x-8=(x-8)(x+2) ,
22可得点A,B,C的坐标分别为(-2,0),(8,0)(0,-8). 所以CE=(3-0)2?(-4?8)2=5=OE,
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