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2021年中考数学大题狂练之压轴大题培优突破练(江苏专用)
专题1新定义材料阅读类创新题
【真题再现】
1.(2020年南通中考第27题)【了解概念】
有一组对角互余的凸四边形称为对余四边形,连接这两个角的顶点的线段称为对余线.
【理解运用】
(1)如图①,对余四边形ABCD中,AB=5,BC=6,CD=4,连接AC.若AC=AB,求sin∠CAD的值;
(2)如图②,凸四边形ABCD中,AD=BD,AD⊥BD,当2CD2+CB2=CA2时,判断四边形ABCD是否为对余四边形.证明你的结论;
【拓展提升】
(3)在平面直角坐标系中,点A(﹣1,0),B(3,0),C(1,2),四边形ABCD是对余四边形,点E在对余线BD上,且位于△ABC内部,∠AEC=90°+∠ABC.设u,点D的纵坐标为t,请直接写出u关于t的函数解析式.
【分析】(1)先构造直角三角形,然后利用对余四边形的性质和相似三角形的性质,求出sin∠CAD的值.
(2)通过构造手拉手模型,即构造等腰直角三角形,通过证明三角形全等,利用勾股定理来证明四边形ABCD为对余四边形.
(3)过点D作DH⊥x轴于点H,先证明△ABE∽△DBA,得出u与AD的关系,设D(x,t),再利用(2)中结论,求出AD与t的关系即可解决问题..
【解析】(1)过点A作AE⊥BC于E,过点C作CF⊥AD于F.
∵AC=AB,
∴BE=CE=3,
在Rt△AEB中,AE4,
∵CF⊥AD,
∴∠D+∠FCD=90°,
∵∠B+∠D=90°,
∴∠B=∠DCF,
∵∠AEB=∠CFD=90°,
∴△AEB∽△DFC,
∴,
∴,
∴CF,
∴sin∠CAD.
(2)如图②中,结论:四边形ABCD是对余四边形.
理由:过点D作DM⊥DC,使得DM=DC,连接CM.
∵四边形ABCD中,AD=BD,AD⊥BD,
∴∠DAB=∠DBA=45°,
∵∠DCM=∠DMC=45°,
∴∠CDM=∠ADB=90°,
∴∠ADC=∠BDM,
∵AD=DB,CD=DM,
∴△ADC≌△BDM(SAS),
∴AC=BM,
∵2CD2+CB2=CA2,CM2=DM2+CD2=2CD2,
∴CM2+CB2=BM2,
∴∠BCM=90°,
∴∠DCB=45°,
∴∠DAB+∠DCB=90°,
∴四边形ABCD是对余四边形.
(3)如图③中,过点D作DH⊥x轴于H.
∵A(﹣1,0),B(3,0),C(1,2),
∴OA=1,OB=3,AB=4,AC=BC=2,
∴AC2+BC2=AB2,
∴∠ACB=90°,
∴∠CBA=∠CAB=45°,
∵四边形ABCD是对余四边形,
∴∠ADC+∠ABC=90°,
∴∠ADC=45°,
∵∠AEC=90°+∠ABC=135°,
∴∠ADC+∠AEC=180°,
∴A,D,C,E四点共圆,
∴∠ACE=∠ADE,
∵∠CAE+∠ACE=∠CAE+∠EAB=45°,
∴∠EAB=∠ACE,
∴∠EAB=∠ADB,
∵∠ABE=∠DBA,
∴△ABE∽△DBA,
∴,
∴,
∴u,
设D(x,t),
由(2)可知,BD2=2CD2+AD2,
∴(x﹣3)2+t2=2[(x﹣1)2+(t﹣2)2]+(x+1)2+t2,
整理得(x+1)2=4t﹣t2,
在Rt△ADH中,AD2,
∴u(0<t<4),
即u(0<t<4).
2.(2020年常州中考第27题)如图1,⊙I与直线a相离,过圆心I作直线a的垂线,垂足为H,且交⊙I于P、Q两点(Q在P、H之间).我们把点P称为⊙I关于直线a的“远点“,把PQ•PH的值称为⊙I关于直线a的“特征数”.
(1)如图2,在平面直角坐标系xOy中,点E的坐标为(0,4).半径为1的⊙O与两坐标轴交于点A、B、C、D.
①过点E画垂直于y轴的直线m,则⊙O关于直线m的“远点”是点 D (填“A”、“B”、“C”或“D”),⊙O关于直线m的“特征数”为 10 ;
②若直线n的函数表达式为yx+4.求⊙O关于直线n的“特征数”;
(2)在平面直角坐标系xOy中,直线l经过点M(1,4),点F是坐标平面内一点,以F为圆心,为半径作⊙F.若⊙F与直线l相离,点N(﹣1,0)是⊙F关于直线l的“远点”.且⊙F关于直线l的“特征数”是4,求直线l的函数表达式.
【分析】(1)①根据远点,特征数的定义判断即可.
②如图1中,过点O作OH⊥直线n于H,交⊙O于Q,P.解直角三角形求出PH,PQ的长即可解决问题.
(2)如图2中,设直线l的解析式为y=kx+b.分两种情形k>0或k<0,分别求解即可解决问题.
【解析】(1)①由题意,点D是⊙O关于直线m的“远点”,⊙O关于直线m的特征数=DB•DE=2×5=10,
故答案为:D,10.