26. (10 分)仔细阅读下面例题:
例题:已知二次三项式$x^2 +5x +m$有一个因式是$x +2$,求另一个因式以及$m$的值.
解:设另一个因式为$px +n$,得$x^2 +5x +m =(x +2)(px +n)$,
对比等式左右两边$x$的二次项系数,可知$p =1$,于是$x^2 +5x +m =(x +2)(x +n)$.
则$x^2 +5x +m =x^2 +(n +2)x +2n$,
$\therefore n +2 =5,m =2n$,
解得$n =3,m =6$,
$\therefore$另一个因式为$x +3,m$的值为$6$.
依照以上方法解答下面问题.
(1)若二次三项式$x^2 -7x +12$可分解为$(x -3)(x +a)$,则$a =$
(2)若二次三项式$2x^2 +bx -6$可分解为$(2x +3)(x -2)$,则$b =$
(3)已知代数式$2x^3 +x^2 +kx -3$有一个因式是$2x -1$,求另一个因式以及$k$的值.
例题:已知二次三项式$x^2 +5x +m$有一个因式是$x +2$,求另一个因式以及$m$的值.
解:设另一个因式为$px +n$,得$x^2 +5x +m =(x +2)(px +n)$,
对比等式左右两边$x$的二次项系数,可知$p =1$,于是$x^2 +5x +m =(x +2)(x +n)$.
则$x^2 +5x +m =x^2 +(n +2)x +2n$,
$\therefore n +2 =5,m =2n$,
解得$n =3,m =6$,
$\therefore$另一个因式为$x +3,m$的值为$6$.
依照以上方法解答下面问题.
(1)若二次三项式$x^2 -7x +12$可分解为$(x -3)(x +a)$,则$a =$
-4
;(2)若二次三项式$2x^2 +bx -6$可分解为$(2x +3)(x -2)$,则$b =$
-1
;(3)已知代数式$2x^3 +x^2 +kx -3$有一个因式是$2x -1$,求另一个因式以及$k$的值.
答案
26. 【点拨】本题考查因式分解,整式乘法.【解析】(1)$\because (x - 3)(x + a) = x^2 - 3x + ax - 3a = x^2 + (a - 3)x - 3a = x^2 - 7x + 12$,
$\therefore a - 3 = -7$,$-3a = 12$,解得$a = -4$.故答案为$-4$.
(2)$\because (2x + 3)(x - 2) = 2x^2 - 4x + 3x - 6 = 2x^2 - x - 6 = 2x^2 + bx - 6$,$\therefore b = -1$.故答案为$-1$.
(3)设另一个因式为$(ax^2 + bx + c)$,得$2x^3 + x^2 + kx - 3 = (2x - 1)(ax^2 + bx + c)$,
对比左右两边三次项系数可得$a = 1$,
$\therefore 2x^3 + x^2 + kx - 3 = (2x - 1)(x^2 + bx + c) = 2x^3 - x^2 + 2bx^2 - bx + 2cx - c = 2x^3 + (2b - 1)x^2 + (2c - b)x - c$,
$\therefore -c = -3$,$2b - 1 = 1$,$2c - b = k$,解得$c = 3$,$b = 1$,$k = 5$,
$\therefore$ 另一个因式为$x^2 + x + 3$,$k$的值为$5$.
$\therefore a - 3 = -7$,$-3a = 12$,解得$a = -4$.故答案为$-4$.
(2)$\because (2x + 3)(x - 2) = 2x^2 - 4x + 3x - 6 = 2x^2 - x - 6 = 2x^2 + bx - 6$,$\therefore b = -1$.故答案为$-1$.
(3)设另一个因式为$(ax^2 + bx + c)$,得$2x^3 + x^2 + kx - 3 = (2x - 1)(ax^2 + bx + c)$,
对比左右两边三次项系数可得$a = 1$,
$\therefore 2x^3 + x^2 + kx - 3 = (2x - 1)(x^2 + bx + c) = 2x^3 - x^2 + 2bx^2 - bx + 2cx - c = 2x^3 + (2b - 1)x^2 + (2c - b)x - c$,
$\therefore -c = -3$,$2b - 1 = 1$,$2c - b = k$,解得$c = 3$,$b = 1$,$k = 5$,
$\therefore$ 另一个因式为$x^2 + x + 3$,$k$的值为$5$.
解析
【分析】本题利用整式乘法与因式分解的互逆关系,即两个多项式相等时,对应同类项的系数相等来求解。前两小问直接展开右边的因式乘积,对比系数即可求出未知参数;第三小问因原式为三次式,需先设出另一个因式,展开后对比各次项系数,逐步求出未知因式和参数。
【解析】
(1) 展开$(x - 3)(x + a)$:
$(x - 3)(x + a) = x^2 + (a - 3)x - 3a$,
对比$x^2 -7x +12$的系数,得$a - 3 = -7$,解得$a = -4$。
(2) 展开$(2x + 3)(x - 2)$:
$(2x + 3)(x - 2) = 2x^2 - x - 6$,
对比$2x^2 + bx -6$的系数,得$b = -1$。
(3) 设另一个因式为$ax^2 + bx + c$,则:
$2x^3 + x^2 + kx -3 = (2x -1)(ax^2 + bx + c)$,
展开右边得$2ax^3 + (2b - a)x^2 + (2c - b)x - c$,
对比系数:$2a=2 ⇒ a=1$;$-c=-3 ⇒ c=3$;$2b -a=1 ⇒ b=1$;$2c -b=k ⇒ k=5$,
故另一个因式为$x^2 + x +3$,$k=5$。
【答案】(1)$-4$;(2)$-1$;(3)另一个因式为$x^2 + x +3$,$k$的值为$5$
【知识点】因式分解、整式乘法、待定系数法
【点评】本题考查待定系数法在因式分解中的应用,核心是利用多项式相等则对应系数相等的性质,步骤清晰,难度适中,能有效考查学生对整式乘法与因式分解关系的掌握。
【难度系数】0.7
【解析】
(1) 展开$(x - 3)(x + a)$:
$(x - 3)(x + a) = x^2 + (a - 3)x - 3a$,
对比$x^2 -7x +12$的系数,得$a - 3 = -7$,解得$a = -4$。
(2) 展开$(2x + 3)(x - 2)$:
$(2x + 3)(x - 2) = 2x^2 - x - 6$,
对比$2x^2 + bx -6$的系数,得$b = -1$。
(3) 设另一个因式为$ax^2 + bx + c$,则:
$2x^3 + x^2 + kx -3 = (2x -1)(ax^2 + bx + c)$,
展开右边得$2ax^3 + (2b - a)x^2 + (2c - b)x - c$,
对比系数:$2a=2 ⇒ a=1$;$-c=-3 ⇒ c=3$;$2b -a=1 ⇒ b=1$;$2c -b=k ⇒ k=5$,
故另一个因式为$x^2 + x +3$,$k=5$。
【答案】(1)$-4$;(2)$-1$;(3)另一个因式为$x^2 + x +3$,$k$的值为$5$
【知识点】因式分解、整式乘法、待定系数法
【点评】本题考查待定系数法在因式分解中的应用,核心是利用多项式相等则对应系数相等的性质,步骤清晰,难度适中,能有效考查学生对整式乘法与因式分解关系的掌握。
【难度系数】0.7
27. (10分)如图,在矩形ABCD中,AB=8,BC=6,E是边AB上一点且BE=2,P是线段AE上一动点(不与端点A重合,可以与端点E重合),将△APD沿PD折叠,得到点A的对称点为F,连接BF.
(1)若P是边AB的中点时,则BF的长为
(2)若△BPF为直角三角形,求BF的长;
(3)将△APD绕点D逆时针旋转90°得到△MND,点A的对应点为M,点P的对应点为N,连接FN.若△DFN为等腰三角形,求BF的长.

(1)若P是边AB的中点时,则BF的长为
$\frac{16\sqrt{13}}{13}$
;(2)若△BPF为直角三角形,求BF的长;
(3)将△APD绕点D逆时针旋转90°得到△MND,点A的对应点为M,点P的对应点为N,连接FN.若△DFN为等腰三角形,求BF的长.
答案
27. 【点拨】本题考查矩形的性质,折叠的性质,全等三角形的判定与性质,直角三角形的性质,勾股定理,等腰三角形的判定与性质.【解析】(1)如题图,连接AF交DP于点Q.
$\because$ 将$△ APD$沿PD折叠,得到点A的对称点为F,
$\therefore DP$ 垂直平分 $AF$.
$\because P$ 是 $AB$ 的中点,$\therefore PQ$ 是 $△ ABF$ 的中位线,$\therefore BF = 2PQ$.
$\because AD = 6$,$AP = \frac{1}{2}AB = 4$,
$\therefore$ 在 $\mathrm{Rt}△ ADP$ 中,$DP = \sqrt{AD^2 + AP^2} = \sqrt{6^2 + 4^2} = 2\sqrt{13}$.
$\because S_{△ ADP} = \frac{1}{2}AD · AP = \frac{1}{2}DP · AQ$,
$\therefore AQ = \frac{AD · AP}{DP} = \frac{6 × 4}{2\sqrt{13}} = \frac{12\sqrt{13}}{13}$.
在 $\mathrm{Rt}△ APQ$ 中, $PQ = \sqrt{AP^2 - AQ^2} = \sqrt{4^2 - (\frac{12\sqrt{13}}{13})^2} = \frac{8\sqrt{13}}{13}$,$\therefore BF = 2PQ = \frac{16\sqrt{13}}{13}$.故答案为$\frac{16\sqrt{13}}{13}$.
(2)若$△ BPF$为直角三角形.
①当$∠ PBF = 90°$时,不存在;
②当$∠ PFB = 90°$时,
$\therefore DA = DF$,$AP = PF$,$∠ DFP = ∠ A = 90°$,
$\therefore ∠ DFP + ∠ PFB = 180°$,
$\therefore$ 点$D$,$F$,$B$共线,即点$F$在矩形的对角线$BD$上.
$\because AD = 6$,$AB = 8$,$∠ A = 90°$,
$\therefore BD = \sqrt{AD^2 + AB^2} = \sqrt{6^2 + 8^2} = 10$.
$\because DF = DA = 6$,$\therefore BF = 10 - 6 = 4$.
③当$∠ BPF = 90°$时,
$\because ∠ A = 90°$,$∠ DFP = 90°$,$AD = DF$,
$\therefore$ 四边形ADFP是矩形,
$\therefore$ 点$F$在$DC$边上,点$P$与点$E$重合.
$\because BE = 2$,$EF = 6$,$∠ BEF = 90°$,
$\therefore BF = \sqrt{6^2 + 2^2} = 2\sqrt{10}$.
综上所述,$BF$的长为4或$2\sqrt{10}$.
(3)若$△ DFN$为等腰三角形.
①当$DF = DN$时,不存在.
②当$DF = NF$时,
$\because$ 将$△ APD$沿PD折叠,得到点A的对称点为F,
$\therefore ∠ ADP = ∠ PDF = x$.
$\because △ APD$绕点$D$逆时针旋转$90°$得到$△ MND$,
$\therefore ∠ PDN = 90°$,$∠ FDN = ∠ FND = ∠ DPA = 90° - x$,
$\therefore ∠ FND = ∠ MND = 90° - x$,
即$∠ FND$与$∠ MND$重合,
$\therefore$ 点$F$与点$M$重合.
由(2)知$BF = 2\sqrt{10}$.
③当$ND = NF$时,
$\because △ APD$绕点$D$逆时针旋转$90°$得到$△ MND$,
$\therefore ∠ ADP = ∠ MDN = ∠ FDP$,
设$∠ MDN = ∠ ADP = α$,
$\therefore ∠ NDH = 90° - ∠ FDP = 90° - α$.
又$\because ∠ APD = 90° - ∠ ADP = 90° - α$,
$\therefore ∠ NDH = ∠ APD$.
$\because ∠ A = ∠ DHN = 90°$,$DP = DN$,
$\therefore △ ADP ≌ △ HND(\mathrm{AAS})$,
$\therefore DH = AP = \frac{1}{2}DF = \frac{1}{2}AD = 3$,
$\therefore PB = 5$,$\therefore BF = 4$.
综上所述,$BF$的长为4或$2\sqrt{10}$.
解析
【分析】
本题是矩形与折叠、旋转结合的综合题,需利用矩形、折叠、旋转的性质,结合勾股定理、全等三角形、分类讨论思想解题:
(1) 当P是AB中点时,折叠后DP垂直平分AF,利用三角形中位线性质得BF=2PQ,通过面积法求AQ,再用勾股定理算PQ,进而得BF;
(2) 对△BPF为直角三角形分三种情况讨论:∠PBF=90°不存在,∠PFB=90°时F在BD上,结合BD长度求BF;∠BPF=90°时四边形ADFP为矩形,P与E重合,用勾股定理算BF;
(3) 对△DFN为等腰三角形分三种情况讨论:DF=DN不存在,DF=NF时F与M重合,得BF=2√10;ND=NF时通过全等三角形得AP=3,进而求BF=4,综合得结果。
【解析】
(1) 如题图,连接AF交DP于点Q。
∵ 将△APD沿PD折叠,得到点A的对称点为F,
∴ DP垂直平分AF。
∵ P是AB的中点,
∴ PQ是△ABF的中位线,
∴ BF=2PQ。
∵ AD=6,AP=1/2AB=4,
∴ 在Rt△ADP中,DP=√(AD²+AP²)=√(6²+4²)=2√13。
∵ S△ADP=1/2AD·AP=1/2DP·AQ,
∴ AQ=(AD·AP)/DP=(6×4)/(2√13)=12√13/13。
在Rt△APQ中,PQ=√(AP² - AQ²)=√(4² - (12√13/13)²)=8√13/13,
∴ BF=2PQ=16√13/13。
(2) 若△BPF为直角三角形:
① 当∠PBF=90°时,不存在;
② 当∠PFB=90°时,将△APD沿PD折叠,得DA=DF,AP=PF,∠DFP=∠A=90°,
∴ ∠DFP+∠PFB=180°,即D、F、B共线,F在BD上。
∵ AD=6,AB=8,∠A=90°,
∴ BD=√(6²+8²)=10,
∵ DF=DA=6,
∴ BF=BD - DF=10 - 6=4;
③ 当∠BPF=90°时,
∵ ∠A=∠DFP=90°,AD=DF,
∴ 四边形ADFP是矩形,
∴ F在DC边上,P与E重合。
∵ BE=2,EF=AD=6,∠BEF=90°,
∴ BF=√(6²+2²)=2√10。
综上所述,BF的长为4或2√10。
(3) 若△DFN为等腰三角形:
① 当DF=DN时,不存在;
② 当DF=NF时,设∠ADP=x,折叠得∠ADP=∠PDF=x,旋转得∠PDN=90°,∠FDN=∠FND=90°-x,
∴ ∠FND与∠MND重合,F与M重合,由(2)知BF=2√10;
③ 当ND=NF时,过N作NH⊥DF于H,则DH=FH,
旋转得∠ADP=∠MDN=∠FDP=α,∠APD=90°-α,
∴ ∠NDH=90°-α=∠APD,又∠A=∠DHN=90°,DP=DN,
∴ △ADP≌△HND(AAS),
∴ DH=AP=1/2DF=1/2AD=3,
∴ PB=AB - AP=8 - 3=5,由(2)知BF=4。
综上所述,BF的长为4或2√10。
【答案】
(1) $\frac{16\sqrt{13}}{13}$;(2) $4$或$2\sqrt{10}$;(3) $4$或$2\sqrt{10}$
【知识点】
矩形性质、折叠性质、旋转性质、勾股定理、全等三角形判定
【点评】
本题是矩形中折叠与旋转的综合题,需运用分类讨论思想处理直角三角形和等腰三角形的多种情况,考查学生对几何变换性质的掌握及逻辑推理能力,难度中等偏上。
【难度系数】
0.5
本题是矩形与折叠、旋转结合的综合题,需利用矩形、折叠、旋转的性质,结合勾股定理、全等三角形、分类讨论思想解题:
(1) 当P是AB中点时,折叠后DP垂直平分AF,利用三角形中位线性质得BF=2PQ,通过面积法求AQ,再用勾股定理算PQ,进而得BF;
(2) 对△BPF为直角三角形分三种情况讨论:∠PBF=90°不存在,∠PFB=90°时F在BD上,结合BD长度求BF;∠BPF=90°时四边形ADFP为矩形,P与E重合,用勾股定理算BF;
(3) 对△DFN为等腰三角形分三种情况讨论:DF=DN不存在,DF=NF时F与M重合,得BF=2√10;ND=NF时通过全等三角形得AP=3,进而求BF=4,综合得结果。
【解析】
(1) 如题图,连接AF交DP于点Q。
∵ 将△APD沿PD折叠,得到点A的对称点为F,
∴ DP垂直平分AF。
∵ P是AB的中点,
∴ PQ是△ABF的中位线,
∴ BF=2PQ。
∵ AD=6,AP=1/2AB=4,
∴ 在Rt△ADP中,DP=√(AD²+AP²)=√(6²+4²)=2√13。
∵ S△ADP=1/2AD·AP=1/2DP·AQ,
∴ AQ=(AD·AP)/DP=(6×4)/(2√13)=12√13/13。
在Rt△APQ中,PQ=√(AP² - AQ²)=√(4² - (12√13/13)²)=8√13/13,
∴ BF=2PQ=16√13/13。
(2) 若△BPF为直角三角形:
① 当∠PBF=90°时,不存在;
② 当∠PFB=90°时,将△APD沿PD折叠,得DA=DF,AP=PF,∠DFP=∠A=90°,
∴ ∠DFP+∠PFB=180°,即D、F、B共线,F在BD上。
∵ AD=6,AB=8,∠A=90°,
∴ BD=√(6²+8²)=10,
∵ DF=DA=6,
∴ BF=BD - DF=10 - 6=4;
③ 当∠BPF=90°时,
∵ ∠A=∠DFP=90°,AD=DF,
∴ 四边形ADFP是矩形,
∴ F在DC边上,P与E重合。
∵ BE=2,EF=AD=6,∠BEF=90°,
∴ BF=√(6²+2²)=2√10。
综上所述,BF的长为4或2√10。
(3) 若△DFN为等腰三角形:
① 当DF=DN时,不存在;
② 当DF=NF时,设∠ADP=x,折叠得∠ADP=∠PDF=x,旋转得∠PDN=90°,∠FDN=∠FND=90°-x,
∴ ∠FND与∠MND重合,F与M重合,由(2)知BF=2√10;
③ 当ND=NF时,过N作NH⊥DF于H,则DH=FH,
旋转得∠ADP=∠MDN=∠FDP=α,∠APD=90°-α,
∴ ∠NDH=90°-α=∠APD,又∠A=∠DHN=90°,DP=DN,
∴ △ADP≌△HND(AAS),
∴ DH=AP=1/2DF=1/2AD=3,
∴ PB=AB - AP=8 - 3=5,由(2)知BF=4。
综上所述,BF的长为4或2√10。
【答案】
(1) $\frac{16\sqrt{13}}{13}$;(2) $4$或$2\sqrt{10}$;(3) $4$或$2\sqrt{10}$
【知识点】
矩形性质、折叠性质、旋转性质、勾股定理、全等三角形判定
【点评】
本题是矩形中折叠与旋转的综合题,需运用分类讨论思想处理直角三角形和等腰三角形的多种情况,考查学生对几何变换性质的掌握及逻辑推理能力,难度中等偏上。
【难度系数】
0.5
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