存在性问题
所谓存在性问题是指根据题目所给的条件,探究是否存在符合要求的结论.
(一)存在性问题的解决策略
1、直接求解法
存在性问题是探索型问题中的一种典型性问题.存在性问题探索的方向是明确的.探索的结果有两种:一种是存在:另一种是不存在.直接求解法就是直接从已知条件入手,逐步试探,求出满足条件的对象,使问题得到解决的解法.
2、假设求解法
先假设结论存在,再从已知条件和定义,定理,公理出发,进行演绎推理;若得到和题意相容的结论,则假设成立,结论也存在;否则,假设不成立,结论不存在.即假设结论存在,根据条件推理、计算,如果求得出一个结果,并根据推理或计算过程每一步的可逆性,证得结论存在;如果推得矛盾的结论或求不出结果,则说明结论不存在.
(二)中考数学中的存在性问题的类型
(1)肯定型存在性问题
解决“肯定型存在性问题”的基本步骤:
①画图分析.研究确定图形,先画图解决其中一种情形.
②分类讨论.先验证①的结果是否合理,再找其他分类,类比第一种情形求解.
③验证取舍.结合点的运动范围,画图或推理,对结果取舍.
例1.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=4cm,BC=3cm.动点M,N从点C同时出发,均以每秒1cm的速度分别沿CA,CB向终点A,B移动,同时动点P从点B出发,以每秒2cm的速度沿BA向终点A移动,连接PM,PN,设移动时间为t(单位:秒,0<t<2.5).
(1)当t为何值时,以A,P,M为顶点的三角形与△ABC相似?
(2)是否存在某一时刻t,使四边形APNC的面积S有最小值?若存在,求S的最小值;若不存在,请说明理由.
(2)否定型存在性问题
例2如图,点O为矩形ABCD的对称中心,AB=10cm,BC=12cm,点E、F、G分别从A、B、C三点同时出发,沿矩形的边按逆时针方向匀速运动,点E的运动速度为1cm/s,点F的运动速度为3cm/s,点G的运动速度为1.5cm/s,当点F到达点C(即点F与点C重合)时,三个点随之停止运动.在运动过程中,△EBF关于直线EF的对称图形是△EB′F.设点E、F、G运动的时间为t(单位:s).
(1)当t=s时,四边形EBFB′为正方形;
(2)若以点E、B、F为顶点的三角形与以点F,C,G为顶点的三角形相似,求t的值;
(3)是否存在实数t,使得点B′与点O重合?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.
(3)讨论型存在性问题
将问题看成求解题,进而从有解或无解的条件,来判明数学对象是否存在,这是解决讨论型存在性问题的主要方法.另外,先猜出对象可能存在或不存在,从而将讨论型存在性问题转化为肯定型或否定型处理,是解决讨论型存在性问题的又一重要方法.
例3、如图,矩形ABCD中,AB=6,BC=23,点O是AB的中点,点P在AB的延长线上,且BP=3.一动点E从O点出发,以每秒1个单位长度的速度沿OA匀速动动,到达A点后,立即以原速度沿AO返回;另一动点F从P点出发,以每秒1个单位长度的速度沿射线PA匀速动动,点E、F同时出发,当两点相遇时停止运动.在点E、F的运动过程中,以EF为边作等边△EFG,使△EFG和矩形ABCD在射线PA的同侧,设动动的时间为t秒(t≥0).
(1)当等边△EFG的边FG恰好经过点C时,求运动时间t的值;
(2)在整个运动过程中,设等边△EFG和矩形ABCD重叠部分的面积为S,请直接写出S与t之间的函数关系
式和相应的自变量t的取值范围;
(3)设EG与矩形ABCD的对角线AC的交点为H,是否存在这样的t,使△AOH是等腰三角形?若存在,求
出对应的t的值;若不存在,请说明理由.
2、定量分类
1、(数值存在性问题)如图所示,直线l :y=3x+3与x 轴交于点A ,与y 轴交于点B .把△AOB 沿y 轴翻折点
A 落到点C ,抛物线过点
B 、
C 和
D (3,0).
(1)求直线BD 和抛物线的解析式.
(2)若BD 与抛物线的对称轴交于点M ,点N 在坐标轴上,以点N 、B 、D 为顶点的三角形与△MCD 相似,求所有满足条件的点N 的坐标.
(3)在抛物线上是否存在点P ,使S △PBD =6?若存在,求出点P 的坐标;若不存在,说明理由.
2、(定值存在性问题)
如图,直角梯形ABCD 中,AB ∥DC ,90DAB ∠=︒,24AD DC ==,6AB =.动点M 以每秒1个单位长的速度,从点A 沿线段AB 向点B 运动;同时点P 以相同的速度,从点C 沿折线C -D -A 向点A 运动.当点M 到达点B 时,两点同时停止运动.过点M 作直线l ∥AD ,与线段CD 的交点为E ,与折线A -C -B 的交点为Q .点M 运动的时间为t (秒).
(1)当0.5t =时,求线段QM 的长;
(2)当0<t <2时,如果以C 、P 、Q 为顶点的三角形为直角三角形,求t 的值;
(3)当t >2时,连接PQ 交线段AC 于点R .请探究
CQ RQ 是否为定值,若是,试求这个定值;若不是,请说明理由.
3、(极值存在性问题)
如图,已知抛物线y=ax 2+bx+c (a ≠0)的顶点坐标为(4,﹣),且与y 轴交于点C (0,2),与x 轴交于A ,B 两点(点A 在点B 的左边).
(1)求抛物线的解析式及A ,B 两点的坐标;
(2)在(1)中抛物线的对称轴l 上是否存在一点P ,使AP+CP 的值最小?若存在,求AP+CP 的最小值,若不存在,请说明理由;
(3)在以AB 为直径的⊙M 相切于点E ,CE 交x 轴于点D ,求直线CE 的解析式. B C D (备用图1) B
C D (备用图2) Q A B C
D l M P E
4、(点存在性问题)
如图,在平面直角坐标系中,直线AB 与x 轴,y 轴分别交于点A (6,0),B (0.8),点C 的坐标为(0,m ),过点C 作CE ⊥AB 于点E ,点D 为x 轴上的一动点,连接CD ,DE ,以CD ,DE 为边作▱CDEF .
(1)当0<m <8时,求CE 的长(用含m 的代数式表示);
(2)当m=3时,是否存在点D ,使▱CDEF 的顶点F 恰好落在y 轴上?若存在,求出点D 的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)点D 在整个运动过程中,若存在唯一的位置,使得▱CDEF 为矩形,请求出所有满足条件的m 的值.
5.(直角三角形存在性问题)
如图,在平面直角坐标系中,顶点为()3,4的抛物线交y 轴与A 点,交x 轴与B C 、两点(点B 在点C 的左侧),已知A 点坐标为()0,5-.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)过点B 作线段AB 的垂线交抛物线与点D ,如果以点C 为圆心的圆与直线BD 相切,请判断抛物线的对称轴与⊙C 的位置关系,并给出证明.
(3)在抛物线上是否存在一点P ,使ACP ∆是以AC 为直角边的直角三角形.若存在,求点P 的坐标;若不存在,请说明理由.。