2022年湖南省株洲市芦淞区南方中学自主招生数学试卷
2024-06-27
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内容正文:
2022年湖南省株洲市芦淞区南方中学自主招生数学试卷
一、选择题(本题共8小题,每小题4分,共32分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.)
1.(4分)正整数a、b分别满足,,则ba=( )
A.16 B.9 C.8 D.4
2.(4分)在一个正方体的玻璃容器内装了一些水,把容器按不同方式倾斜一点,容器内水面的形状不可能是( )
A. B. C. D.
3.(4分)已知关于x的不等式组有四个整数解,则( )
A.1≤a<2 B.1<a≤2 C.0≤a<1 D.0<a≤1
4.(4分)如图,要使一个七边形木架不变形,至少要再钉上木条的根数是( )
A.1根 B.2根 C.3根 D.4根
5.(4分)已知非零实数a,b满足|2a﹣4|+|b+2|++4=2a,则a+b等于( )
A.﹣1 B.0 C.1 D.2
6.(4分)在高速公路上,从3千米处开始,每隔4千米经过一个限速标志牌,并且从10千米处开始,每隔9千米经过一个速度监控仪,刚好在19千米处第一次同时经过这两种设施,那么,第二次同时经过这两种设施是在( )千米处.
A.36 B.37 C.55 D.91
7.(4分)如图,矩形ABCD的顶点A,B分别在x轴、y轴上,OA=OB=2,AD=4,将矩形ABCD绕点O顺时针旋转,每次旋转90°,则第2022次旋转结束时,点C的坐标为( )
A.(6,4) B.(﹣6,4) C.(4,﹣6) D.(﹣4,6)
8.(4分)如图,等边△ABC的面积为10,AD平分∠BAC,与BC边交于点D.已知反比例函数y=(x<0)的图象经过B、C两点,且关于直线AD对称,连接OC.若cos∠OCD=,则k的值是( )
A.﹣12 B. C. D.﹣15
二、多选题(本题共4小题,每小题4分,共16分.在每小题给出的四个选项中,有多项是符合题目要求.全部选对的得4分,部分选对的得2分,有选错的得0分.)
(多选)9.(4分)已知一组正数x1,x2,x3,x4,x5的方差,则关于数据x1+2,x2+2,x3+2,x4+2,x5+2的说法,其中不正确的说法是( )
A.方差为S2 B.平均数为2 C.平均数为4 D.方差为4S2
(多选)10.(4分)如图,Rt△ABC中,AC⊥BC,AD平分∠BAC交BC于点D,DE⊥AD交AB于点E,M为AE的中点,BF⊥BC交CM的延长线于点F,BD=4,CD=3.下列结论,其中结论正确的有( )
A.∠AED=∠ADC B. C.AC•BE=12 D.4BF=5AC
(多选)11.(4分)我们知道|a﹣b|表示a与b的差的绝对值,可以理解为数轴上数a,b对应的两个点之间的距离.比如|5﹣8|表示数5与8对应点之间的距离为3,以下说法正确的是( )
A.若|x+2022|=1,则x=﹣2021或x=﹣2023
B.若x>y,则|x﹣1|>|y﹣1|
C.若|x﹣3|<|y|,则|y|+3>|x|
D.若关于x的不等式|x﹣1|+|x+2|≥m﹣|x+6|恒成立,则m的取值范围为m≤7
(多选)12.(4分)数学著作《算术研究》一书中,对于任意实数,通常用[x]表示不超过x的最大整数,如:[π]=3,[2]=2,[﹣2.1]=﹣3,给出如下结论,其中正确的结论有( )
A.[﹣x]=﹣x
B.若[x]=n,则x的取值范围是n≤x<n+1
C.当﹣1<x<1时,[1+x]+[1﹣x]的值为1或2
D.x=﹣2.75是方程4x﹣2[x]+5=0的唯一一个解
三、填空题(本题共8小题,每小题4分,其中第20题每空2分,共32分.)
13.(4分)明代珠算发明家程大位的杰作《算法统宗》,其中有一题,其大意为:有一群人分银子,若每人分七两,则剩余四两,若每人分九两,则还差八两.则所分的银子共有 两.
14.(4分)计算(1﹣)(1﹣)•…•(1﹣)的结果是 .
15.(4分)如图,正三角形与正六边形的边长分别为2和1,正六边形的顶点O是正三角形的中心,则四边形OABC的面积等于 .
16.(4分)如图所示的长方体是某种饮料的纸质包装盒,规格为5×6×10(单位:cm),在上盖中开有一孔便于插吸管,吸管长为13cm,小孔到图中边AB距离为1cm,到上盖中与AB相邻的两边距离相等,设插入吸管后露在盒外面的管长为hcm,则h的最小值大约为 cm.
(精确到个位,参考数据:≈1.4,≈1.7,≈2.2).
17.(4分)已知a、b为抛物线y=(x﹣c)(x﹣c﹣1)﹣3与x轴交点的横坐标,则|a﹣c|+|c﹣b|的值为 .
18.(4分)某校举办数学竞赛,甲、乙、丙、丁、戊五位同学得了前5名.发奖前,老师让他们猜一猜各人的名次排列情况.
甲说:“乙是第三名,丙是第五名.”
乙说:“戊是第四名,丁是第五名.”
丙说:“甲是第一名,戊是第四名.”
丁说:“丙是第一名,丁是第二名.”
戊说:“甲是第三名,丁是第四名.”
老师说每个名次都有人猜对,则获得第一、二、三名的同学依次是 .
19.(4分)如图,正方形ABCD的边长为100米,甲、乙两个动点分别从A点和B点同时出发按逆时针方向移动.甲的速度是7米/秒,乙的速度是10米/秒,经过 秒,甲、乙两动点第一次位于正方形的同一条边上.
20.(4分)对于个位数字不为0的任意一个两位数m,交换十位数字和个位数字的位置,得到一个新的两位数n,记F(m)=,G(m)=.
(1)计算F(38)+G(59)= ;
(2)若一个两位数m=10a+b(a,b都是整数,且5≤a≤9,1≤b≤9),F(m)+2G(m)是一个整数的平方,则满足条件的m的值有 个.
四、解答题(本题共6小题,共70分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.)
21.(10分)(1)解方程:;
(2)已知α,β是关于x的方程x2﹣3x+k=0的两个不等实根,用k分别表示和.
22.(10分)如图,在△ABC中,AB=AC,分别以B、C为圆心,BC长为半径在BC下方画弧.设两弧交于点D,与AB、AC的延长线分别交于点E、F,连接AD、BD、CD.
(1)求证:AD平分∠BAC;
(2)若BC=6,∠BAC=50°,求弧DE、弧DF的长度之和(结果保留π).
23.(10分)“田忌赛马”的故事闪烁着我国古代先贤的智慧光芒.该故事的大意是:齐王有上、中、下三匹马A1,B1,C1,田忌也有上、中、下三匹马A2,B2,C2,且这六匹马在比赛中的胜负可用不等式表示如下:A1>A2>B1>B2>C1>C2(注:A>B表示A马与B马比赛,A马获胜).一天,齐王找田忌赛马,约定:每匹马都出场比赛一局,共赛三局,胜两局者获得整场比赛的胜利.面对劣势,田忌事先了解到齐王三局比赛的“出马”顺序为上马、中马、下马,并采用孙膑的策略:分别用下马、上马、中马与齐王的上马、中马、下马比赛,即借助对阵(C2A1,A2B1,B2C1)获得了整场比赛的胜利,创造了以弱胜强的经典案例.
假设齐王事先不打探田忌的“出马”情况,试回答以下问题:
(1)如果田忌事先只打探到齐王首局将出“上马”,他首局应出哪种马才可能获得整场比赛的胜利?并求其获胜的概率;
(2)如果田忌事先无法打探到齐王各局的“出马”情况,他是否必败无疑?若是,请说明理由;若不是,请列出田忌获得整场比赛胜利的所有对阵情况,并求其获胜的概率.
24.(10分)阅读下列材料:
材料一:最大公约数是指两个或多个整数共有的约数中最大的一个.我们将两个整数a、b的最大公约数表示为(a,b),如(12,18)=6;(7,9)=1.
材料二:求7x+3y=11的一组整数解,主要分为三个步骤:
第一步,用x表示y,得y=;
第二步,找一个整数x,使得11﹣7x是3的倍数,为更容易找到这样的x,将11﹣7x变形为12﹣9x+2x﹣1=3(4﹣3x)+2x﹣1,即只需2x﹣1是3的倍数即可,为此可取x=2;
第三步,将x=2代入y=,得y=﹣1.∴是原方程的一组整数解.
材料三:若关于x,y的二元一次方程ax+by=c(a,b,c均为整数)有整数解,则它的所有整数解为(t为整数).
利用以上材料,解决下列问题:
(1)求方程(15,20)x+(4,8)y=99的一组整数解;
(2)求方程(15,20)x+(4,8)y=99有几组正整数解.
25.(15分)如图1,已知AB是⊙O的直径,C是⊙O上一点(不与A、B重合),D为的中点,过点D作弦DE⊥AB于F,P是AB延长线上一点,且∠PEB=∠A.
(1)求证:PE是⊙O的切线;
(2)如图2,连接CB交DE于点G,CB的延长线交PE于点H,求证:HE=HG;
(3)在(2)的条件下,若tan∠P=,求的值.
26.(15分)如图,边长为8的正方形OABC的两边在坐标轴上,以点C为顶点的抛物线经过点A,点P是抛物线上点A,C间的一个动点(含端点),过点P作PF⊥BC于点F,点D、E的坐标分别为(0,6),(4,0),连接PD、PE、DE.
(1)求出抛物线的解析式;
(2)小明探究点P的位置发现:当点P与点A或点C重合时,PD与PF的差为定值,进而猜想:对于任意一点P,PD与PF的差为定值,请你判断该猜想是否正确,请说明理由;
(3)小明进一步探究得出结论:若将“使△PDE的面积为整数”的点P记作“好点”,则存在多个“好点”,且使△PDE的周长最小的点P也是一个“好点”.请直接写出所有“好点”的个数.并求出△PDE周长最小时“好点”的坐标.
参考答案与试题解析
一、选择题(本题共8小题,每小题4分,共32分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.)
1.(4分)正整数a、b分别满足,,则ba=( )
A.16 B.9 C.8 D.4
【解答】解:∵53<64<98,2<4<7,
∴<4<,<2<,
∴a=4,b=2,
∴ba=24=16,
故选:A.
2.(4分)在一个正方体的玻璃容器内装了一些水,把容器按不同方式倾斜一点,容器内水面的形状不可能是( )
A. B. C. D.
【解答】解:根据题意,结合实际,容器内水面的形状不可能是正方形.
故选:A.
3.(4分)已知关于x的不等式组有四个整数解,则( )
A.1≤a<2 B.1<a≤2 C.0≤a<1 D.0<a≤1
【解答】解:解不等式组得:﹣3<x<a,
∵关于x的不等式组有四个整数解,整数解是﹣2,﹣1,0,1,
∴1<a≤2,
故选:B.
4.(4分)如图,要使一个七边形木架不变形,至少要再钉上木条的根数是( )
A.1根 B.2根 C.3根 D.4根
【解答】解:由三角形具有稳定性可知:至少要再钉上木条的根数是4根,
故选:D.
5.(4分)已知非零实数a,b满足|2a﹣4|+|b+2|++4=2a,则a+b等于( )
A.﹣1 B.0 C.1 D.2
【解答】解:由题设知a≥3,所以,题设的等式为,于是a=3,b=﹣2,从而a+b=1.
故选:C.
6.(4分)在高速公路上,从3千米处开始,每隔4千米经过一个限速标志牌,并且从10千米处开始,每隔9千米经过一个速度监控仪,刚好在19千米处第一次同时经过这两种设施,那么,第二次同时经过这两种设施是在( )千米处.
A.36 B.37 C.55 D.91
【解答】解:4和9的最小公倍数为36,19+36=55,
∴第二次同时经过这两种设施是在55千米处.
故选:C.
7.(4分)如图,矩形ABCD的顶点A,B分别在x轴、y轴上,OA=OB=2,AD=4,将矩形ABCD绕点O顺时针旋转,每次旋转90°,则第2022次旋转结束时,点C的坐标为( )
A.(6,4) B.(﹣6,4) C.(4,﹣6) D.(﹣4,6)
【解答】解:如图,过点C作CE⊥y轴于点E,连接OC,
∵OA=OB=2,
∴∠ABO=∠BAO=45°,
∵∠ABC=90°,
∴∠CBE=45°,
∵BC=AD=4,
∴CE=BE=4,
∴OE=OB+BE=6,
∴C(﹣4,6),
∵矩形ABCD绕点O顺时针旋转,每次旋转90°,
则第1次旋转结束时,点C的坐标为(6,4);
则第2次旋转结束时,点C的坐标为(4,﹣6);
则第3次旋转结束时,点C的坐标为(﹣6,﹣4);
则第4次旋转结束时,点C的坐标为(﹣4,6);
…
发现规律:旋转4次一个循环,
∴2022÷4=505•••2,
则第2022次旋转结束时,点C的坐标为(4,﹣6).
故选:C.
8.(4分)如图,等边△ABC的面积为10,AD平分∠BAC,与BC边交于点D.已知反比例函数y=(x<0)的图象经过B、C两点,且关于直线AD对称,连接OC.若cos∠OCD=,则k的值是( )
A.﹣12 B. C. D.﹣15
【解答】解:连结OD,作CH⊥x轴于点H,设BC交x轴于点G,
∵关于AD对称,
∴A,D,O三点共线,且∠AOG=45°,
又∵△ABC为等边三角形,且AD平分∠BAC,
∴AD⊥BC,BD=CD,
∴∠CGO=90°﹣45°=45°,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
,
,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
,
∴,
∴,
故选:D.
二、多选题(本题共4小题,每小题4分,共16分.在每小题给出的四个选项中,有多项是符合题目要求.全部选对的得4分,部分选对的得2分,有选错的得0分.)
(多选)9.(4分)已知一组正数x1,x2,x3,x4,x5的方差,则关于数据x1+2,x2+2,x3+2,x4+2,x5+2的说法,其中不正确的说法是( )
A.方差为S2 B.平均数为2 C.平均数为4 D.方差为4S2
【解答】解:由方差的计算公式可得:=[(x1﹣)2+(x2﹣)2+…+(xn﹣)2]
=[++…+﹣2(x1+x2+…+xn)•+nn2]
=[++…+﹣2nn2+nn2]
=[++…+]﹣12
=(++++﹣20),
可得平均数1=2.
对于数据x1+2,x2+2,x3+2,x4+2,x5+2,有2=2+2=4,
其方差=[(x1﹣)2+(x2﹣)2+…+(xn﹣)2]=.
故选:BD.
(多选)10.(4分)如图,Rt△ABC中,AC⊥BC,AD平分∠BAC交BC于点D,DE⊥AD交AB于点E,M为AE的中点,BF⊥BC交CM的延长线于点F,BD=4,CD=3.下列结论,其中结论正确的有( )
A.∠AED=∠ADC B. C.AC•BE=12 D.4BF=5AC
【解答】解:∵∠AED=90°﹣∠EAD,∠ADC=90°﹣∠DAC,
∵∠EAD=∠DAC,
∴∠AED=∠ADC.
故选项A正确;
∵AD平分∠BAC,
∴==,
∴设AB=4x,则AC=3x,
在直角△ABC中,AC2+BC2=AB2,则(3x)2+49=(4x)2,解得:x=,
∵∠EAD=∠DAC,∠ADE=∠ACD=90°,
∴△ADE∽△ACD,
得DE:DA=DC:AC=3:3=1:,
故选项B不正确;
由①知∠AED=∠ADC,
∴∠BED=∠BDA,
又∵∠DBE=∠ABD,
∴△BED∽△BDA,
∴DE:DA=BE:BD,
由②知DE:DA=DC:AC,
∴BE:BD=DC:AC,
∴AC•BE=BD•DC=12.
故选项C正确;
连接DM,在Rt△ADE中,MD为斜边AE的中线,
则DM=MA.
∴∠MDA=∠MAD=∠DAC,
∴DM∥BF∥AC,
∴FM:MC=BD:DC=4:3;
∵△FMB∽△CMA,
∴BF:AC=FM:MC=4:3,
∴3BF=4AC.
故选项D错误.
综上所述,①③正确,共有2个.
故选:AC.
(多选)11.(4分)我们知道|a﹣b|表示a与b的差的绝对值,可以理解为数轴上数a,b对应的两个点之间的距离.比如|5﹣8|表示数5与8对应点之间的距离为3,以下说法正确的是( )
A.若|x+2022|=1,则x=﹣2021或x=﹣2023
B.若x>y,则|x﹣1|>|y﹣1|
C.若|x﹣3|<|y|,则|y|+3>|x|
D.若关于x的不等式|x﹣1|+|x+2|≥m﹣|x+6|恒成立,则m的取值范围为m≤7
【解答】解:∵|x+2022|=1,
∴x+2022=1或x+2022=﹣1,
解得x=﹣2021或x=﹣2023,
故A符合题意;
∵x>y,
∴x﹣1>y﹣1,
当x﹣1>y﹣1>0时,|x﹣1|>|y﹣1|;
当0>x﹣1>y﹣1时,|x﹣1|<|y﹣1|;
故B不符合题意;
③∵|x﹣3|<|y|,
当x>3时,x﹣3<|y|,
∴|y|+3>x;
当x<3时,3﹣x<|y|,
∴|y|+3>6﹣x,
∵x<3,
∴6﹣x>|x|,
∴|y|+3>x;
故C符合题意;
|x﹣1|+|x+2|+|x+6|表示数轴上表示x的点到表示1的点的距离、表示﹣2的点的距离、表示﹣6的点的距离和,
∴|x﹣1|+|x+2|+|x+6|≥7,
∵|x﹣1|+|x+2|≥m﹣|x+6|恒成立,
∴m≤7,
故D符合题意;
故选:ACD.
(多选)12.(4分)数学著作《算术研究》一书中,对于任意实数,通常用[x]表示不超过x的最大整数,如:[π]=3,[2]=2,[﹣2.1]=﹣3,给出如下结论,其中正确的结论有( )
A.[﹣x]=﹣x
B.若[x]=n,则x的取值范围是n≤x<n+1
C.当﹣1<x<1时,[1+x]+[1﹣x]的值为1或2
D.x=﹣2.75是方程4x﹣2[x]+5=0的唯一一个解
【解答】解:因为[x]表示不大于x的最大整数,∴当[x]=n时,n≤x,∴A不一定正确,不符合题意;
若[x]=n,则x的取值范围是n≤x<n+1,故B是正确的,符合题意;
当﹣1<x<0时,[1+x]+[1﹣x]=0+1=1,
当x=0时,[1+x]+[1﹣x]=1+1=2,
当0<x<1时,[1+x]+[1﹣x]=1+0=1,综上C是正确的,符合题意;
由题意,得0≤x﹣[x]<1,
4x﹣2[x]+5=0,
2x﹣[x]+=0,
x﹣[x]=﹣x﹣,
∴0≤﹣x﹣<1,
∴﹣3.5<x≤﹣2.5.
当﹣3.5<x<﹣3时,方程变形为4x﹣2×(﹣4)+5=0,
解得x=﹣3.25;
当﹣3≤x≤﹣2.5时,方程变形为4x﹣2×(﹣3)+5=0,
解得x=﹣2.75;
所以﹣3.25与﹣2.75都是方程4x﹣2[x]+5=0的解.故D是错误的,不符合题意.
故选:BC.
三、填空题(本题共8小题,每小题4分,其中第20题每空2分,共32分.)
13.(4分)明代珠算发明家程大位的杰作《算法统宗》,其中有一题,其大意为:有一群人分银子,若每人分七两,则剩余四两,若每人分九两,则还差八两.则所分的银子共有 46 两.
【解答】解:设共有x人,所分的银子共有y两,
由题意得:,
解得:,
即所分的银子共有46两,
故答案为:46.
14.(4分)计算(1﹣)(1﹣)•…•(1﹣)的结果是 .
【解答】解:原式=(1+)(1﹣)(1+)(1﹣)•…•(1+)(1﹣)=××××××…××=.
故答案为:
15.(4分)如图,正三角形与正六边形的边长分别为2和1,正六边形的顶点O是正三角形的中心,则四边形OABC的面积等于 .
【解答】解:
过点O作三角形边的垂线,垂足为E、F,
∵O为等边△ABC的中心,∴OE=OF,
所求四边形OABC的面积等于四边形OEBF的面积,
即正三角形面积的.
正三角形的面积为×2×=,
故四边形OABC的面积=,
故答案为.
16.(4分)如图所示的长方体是某种饮料的纸质包装盒,规格为5×6×10(单位:cm),在上盖中开有一孔便于插吸管,吸管长为13cm,小孔到图中边AB距离为1cm,到上盖中与AB相邻的两边距离相等,设插入吸管后露在盒外面的管长为hcm,则h的最小值大约为 2 cm.
(精确到个位,参考数据:≈1.4,≈1.7,≈2.2).
【解答】解:如图所示:连接DC,CF,
由题意:ED=3,EC=5﹣1=4
CD2=32+42=25=52,
CF2=52+102=125,
∴吸管口到纸盒内的最大距离==5≈11cm.
∴h=13﹣11≈2cm.
故答案为:2.
17.(4分)已知a、b为抛物线y=(x﹣c)(x﹣c﹣1)﹣3与x轴交点的横坐标,则|a﹣c|+|c﹣b|的值为 .
【解答】解:当y=0时,(x﹣c)(x﹣c﹣1)﹣3=0,(设a<b),
整理得x2﹣(2c+1)x+c2+c﹣3=0,
Δ=(2c+1)2﹣4(c2+c﹣3)=13,
∴x=,
所以a=c+,b=c+,
所以|a﹣c|+|c﹣b|=||+|﹣|=+=,
故答案为:.
18.(4分)某校举办数学竞赛,甲、乙、丙、丁、戊五位同学得了前5名.发奖前,老师让他们猜一猜各人的名次排列情况.
甲说:“乙是第三名,丙是第五名.”
乙说:“戊是第四名,丁是第五名.”
丙说:“甲是第一名,戊是第四名.”
丁说:“丙是第一名,丁是第二名.”
戊说:“甲是第三名,丁是第四名.”
老师说每个名次都有人猜对,则获得第一、二、三名的同学依次是 甲、丁、乙 .
【解答】解:这里,只有戊的名次是重复的,所以戊一定是第4名,
戊是第4名的话,那丁就一定不是4,且只有一人猜了乙的名次,故乙一定是第3名,只有两人猜了甲的名次,则甲是第1名,只有两人猜了丙,则丙只能是第5名,故丁是第2名.
总结下来,名次是:甲是第一名,丁是第二名,乙是第三名,戊是第四名,丙是第五名,
则获得第一、二、三名的同学依次是甲、丁、乙,
故答案为:甲、丁、乙.
19.(4分)如图,正方形ABCD的边长为100米,甲、乙两个动点分别从A点和B点同时出发按逆时针方向移动.甲的速度是7米/秒,乙的速度是10米/秒,经过 70 秒,甲、乙两动点第一次位于正方形的同一条边上.
【解答】解:设运动时间为t秒,
依题意,得:10t﹣7t=100×3﹣100,
解得:t=.
∵×10÷100==6,×7÷100==4,
∴当t=时,乙点在AD边上,甲点在AB边上.
∵乙的速度10米/秒>甲的速度7米/秒,
∴当点乙继续运动到点A时,甲、乙两动点第一次位于正方形的同一条边AB上,
∴(6+1)×100÷10=70(秒).
故答案为:70.
20.(4分)对于个位数字不为0的任意一个两位数m,交换十位数字和个位数字的位置,得到一个新的两位数n,记F(m)=,G(m)=.
(1)计算F(38)+G(59)= 9 ;
(2)若一个两位数m=10a+b(a,b都是整数,且5≤a≤9,1≤b≤9),F(m)+2G(m)是一个整数的平方,则满足条件的m的值有 5 个.
【解答】解:(1)F(38)==﹣5,
G(59)==14,
∴F(38)+G(59)=﹣5+14=9.
故答案为:9.
(2)∵一个两位数m=10a+b,
∴n=10b+a,
∴F(m)+2G(m)=+2×
=3a+b,
∵5≤a≤9,1≤b≤9,a,b都是整数,
∴16≤3a+b≤36,
∴3a+b为整数的有:16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36,
∵F(m)+2G(m)是一个整数的平方,
∴3a+b为16、25、36,
∵5≤a≤9,1≤b≤9,a,b都是整数,
∴①当b=1时,
3a+b=16,a=5,此时m=51,
3a+b=25,a=8,此时m=81,
3a+b=36,a=(舍去),
②当b=2时,
3a+b=16,a=(舍去),
3a+b=25,a=(舍去),
3a+b=36,a=(舍去),
③当b=3时,
3a+b=16,a=(舍去),
3a+b=25,a=(舍去),
3a+b=36,a=11(舍去),
④当b=4时,
3a+b=16,a=4(舍去),
3a+b=25,a=7,此时m=74,
3a+b=36,a=(舍去),
⑤当b=5时,
3a+b=16,a=(舍去),
3a+b=25,a=(舍去),
3a+b=36,a=(舍去),
⑥当b=6时,
3a+b=16,a=(舍去),
3a+b=25,a=3(舍去),
3a+b=36,a=10(舍去),
⑦当b=7时,
3a+b=16,a=3(舍去),
3a+b=25,a=6,此时m=67,
3a+b=36,a=(舍去),
⑧当b=8时,
3a+b=16,a=(舍去),
3a+b=25,a=(舍去),
3a+b=36,a=(舍去),
⑨当b=9时,
3a+b=16,a=(舍去),
3a+b=25,a=(舍去),
3a+b=36,a=9,此时m=99,
综上所述:m的值为:51、67、74、81、99.
故答案为:5.
四、解答题(本题共6小题,共70分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.)
21.(10分)(1)解方程:;
(2)已知α,β是关于x的方程x2﹣3x+k=0的两个不等实根,用k分别表示和.
【解答】解:(1)令x+=a,
则(x+)2=a2,
∴x2+=a2﹣2,
则方程可化为3(a2﹣2)﹣7a=4,
整理,得:3a2﹣7a﹣10=0,
∴(a+1)(3a﹣10)=0,
则a+1=0或3a﹣10=0,
解得a=﹣1或a=,
当x+=﹣1,此方程无解;
当x+=,整理得3x2﹣10x+3=0,
解得x=3或x=,
经检验x=3或x=均是原方程的解;
(2)∵α,β是关于x的方程x2﹣3x+k=0的两个不等实根,
∴α+β=3,αβ=k,
∴+=﹣2=﹣2;
∵α+2β=β+3,k+18=αβ+9+3α+3β=α(β+3)+3(β+3),
∴=α+3,
∵α2=3α﹣k,
∴
=++α2
=+(3+α)+α2
=
=
=
=.
22.(10分)如图,在△ABC中,AB=AC,分别以B、C为圆心,BC长为半径在BC下方画弧.设两弧交于点D,与AB、AC的延长线分别交于点E、F,连接AD、BD、CD.
(1)求证:AD平分∠BAC;
(2)若BC=6,∠BAC=50°,求弧DE、弧DF的长度之和(结果保留π).
【解答】(1)证明:根据题意得:BD=CD=BC,
在△ABD和△ACD中,
,
∴△ABD≌△ACD(SSS).
∴∠BAD=∠CAD,
即AD平分∠BAC;
(2)解:∵AB=AC,∠BAC=50°,
∴∠ABC=∠ACB=65°,
∵BD=CD=BC,
∴△BDC为等边三角形,
∴∠DBC=∠DCB=60°,
∴∠DBE=∠DCF=55°,
∵BC=6,∴BD=CD=6,
∴ 的长度=的长度==;
∴、 的长度之和为+=.
23.(10分)“田忌赛马”的故事闪烁着我国古代先贤的智慧光芒.该故事的大意是:齐王有上、中、下三匹马A1,B1,C1,田忌也有上、中、下三匹马A2,B2,C2,且这六匹马在比赛中的胜负可用不等式表示如下:A1>A2>B1>B2>C1>C2(注:A>B表示A马与B马比赛,A马获胜).一天,齐王找田忌赛马,约定:每匹马都出场比赛一局,共赛三局,胜两局者获得整场比赛的胜利.面对劣势,田忌事先了解到齐王三局比赛的“出马”顺序为上马、中马、下马,并采用孙膑的策略:分别用下马、上马、中马与齐王的上马、中马、下马比赛,即借助对阵(C2A1,A2B1,B2C1)获得了整场比赛的胜利,创造了以弱胜强的经典案例.
假设齐王事先不打探田忌的“出马”情况,试回答以下问题:
(1)如果田忌事先只打探到齐王首局将出“上马”,他首局应出哪种马才可能获得整场比赛的胜利?并求其获胜的概率;
(2)如果田忌事先无法打探到齐王各局的“出马”情况,他是否必败无疑?若是,请说明理由;若不是,请列出田忌获得整场比赛胜利的所有对阵情况,并求其获胜的概率.
【解答】解:(1)田忌首局应出“下马”才可能获胜,
此时,比赛所有可能的对阵为:(A1C2,B1A2,C1B2),(A1C2,C1B2,B1A2),(A1C2,B1B2,C1A2),(A1C2,C1A2,B1B2),共四种,其中获胜的有两场,
故此田忌获胜的概率为P=.
(2)不是.
当齐王的出马顺序为A1,B1,C1时,田忌获胜的对阵是:(A1C2,B1A2,C1B2),
当齐王的出马顺序为A1,C1,B1时,田忌获胜的对阵是:(A1C2,C1B2,B1A2),
当齐王的出马顺序为B1,A1,C1时,田忌获胜的对阵是:(B1A2,A1C2,C1B2),
当齐王的出马顺序为B1,C1,A1时,田忌获胜的对阵是:(B1A2,C1B2,A1C2),
当齐王的出马顺序为C1,A1,B1时,田忌获胜的对阵是:(C1B2,A1C2,B1A2),
当齐王的出马顺序为C1,B1,A1时,田忌获胜的对阵是:(C1B2,B1A2,A1C2),
综上所述,田忌获胜的对阵有6种,不论齐王的出马顺序如何,也都有相应的6种可能对阵,所以田忌获胜的概率为P=.
24.(10分)阅读下列材料:
材料一:最大公约数是指两个或多个整数共有的约数中最大的一个.我们将两个整数a、b的最大公约数表示为(a,b),如(12,18)=6;(7,9)=1.
材料二:求7x+3y=11的一组整数解,主要分为三个步骤:
第一步,用x表示y,得y=;
第二步,找一个整数x,使得11﹣7x是3的倍数,为更容易找到这样的x,将11﹣7x变形为12﹣9x+2x﹣1=3(4﹣3x)+2x﹣1,即只需2x﹣1是3的倍数即可,为此可取x=2;
第三步,将x=2代入y=,得y=﹣1.∴是原方程的一组整数解.
材料三:若关于x,y的二元一次方程ax+by=c(a,b,c均为整数)有整数解,则它的所有整数解为(t为整数).
利用以上材料,解决下列问题:
(1)求方程(15,20)x+(4,8)y=99的一组整数解;
(2)求方程(15,20)x+(4,8)y=99有几组正整数解.
【解答】解:(1)∵(15,20)=5,(4,8)=4,
∴原方程变形为:5x+4y=99,
∴x=,
∴99﹣4y是5的倍数,
∴当y=1时,x=19,
∴ 是原方程的解;
(2)∵5x+4y=99有整数解,
∴,,,,,
∴原方程有5组正整数解.
25.(15分)如图1,已知AB是⊙O的直径,C是⊙O上一点(不与A、B重合),D为的中点,过点D作弦DE⊥AB于F,P是AB延长线上一点,且∠PEB=∠A.
(1)求证:PE是⊙O的切线;
(2)如图2,连接CB交DE于点G,CB的延长线交PE于点H,求证:HE=HG;
(3)在(2)的条件下,若tan∠P=,求的值.
【解答】(1)证明:如图1,连接OE,
∵AB是⊙O的直径,
∴∠AEB=90°,
∴∠EBA+∠A=90°,
∵OB=OE,
∴∠OBE=∠BEO,
∴∠A+∠BEO=90°,
∵∠PEB=∠A,
∴∠PEB+∠BEO=90°,
∴∠PEO=90°,
又∵OE为半径,
∴PE是⊙O的切线;
(2)解:如图2,连接OD,
∵D为的中点,
∴OD⊥BC,
设垂足为M,
∴∠BMO=90°,
∵DE⊥AB,
∴∠BFD=90°,
∴∠BOD+∠OBM=∠OBM+∠BGF=90°,
∴∠BOD=∠BGF,
在△AEB和△EFB中
∵∠AEB=∠EFA=90°,
∠ABE=∠FBE,
∴∠A=∠BEF,
∵∠PEB=∠A,
∴∠PEF=2∠A,
∵DE⊥AB,
∴=,
∴∠BOD=2∠A,
∴∠PEF=∠BOD=∠BGF,
∴HE=HG;
(3)解:如图3,
∵∠PEF=∠BOD,∠PFE=∠DFO,
∴∠P=∠ODF,
∴tan∠P=tan∠ODF=,
设OF=5x,则DF=12x,
∴OD==13x,
∴AF=OF+OA=5x+13x=18x,BF=OB﹣OF=13x﹣5x=8x,
∵DE⊥OB,
∴EF=DF=12x,
∴BE==4x,AE==6x,
∵∠PEB=∠A,∠EPB=∠APE,
∴△PEB∽△PAE,
∴=,
∵∠P+∠PEF=∠FBG+∠BGF=90°,
∴∠PEF=∠BGF,
∴∠P=∠FBG,
又∵∠FBG=∠PBH,
∴∠P=∠PBH,
∴PH=BH,
过点H作HK⊥PB于点K,
∴PK=BK,
∴,
∵tan∠P=,
设HK=5a,PK=12a,
∴PH=13a,
∴BH=13a,PE=36a,
∴HE=HG=36a﹣13a=23a,
∴BG=GH﹣BH=23a﹣13a=10a,
∴.
26.(15分)如图,边长为8的正方形OABC的两边在坐标轴上,以点C为顶点的抛物线经过点A,点P是抛物线上点A,C间的一个动点(含端点),过点P作PF⊥BC于点F,点D、E的坐标分别为(0,6),(4,0),连接PD、PE、DE.
(1)求出抛物线的解析式;
(2)小明探究点P的位置发现:当点P与点A或点C重合时,PD与PF的差为定值,进而猜想:对于任意一点P,PD与PF的差为定值,请你判断该猜想是否正确,请说明理由;
(3)小明进一步探究得出结论:若将“使△PDE的面积为整数”的点P记作“好点”,则存在多个“好点”,且使△PDE的周长最小的点P也是一个“好点”.请直接写出所有“好点”的个数.并求出△PDE周长最小时“好点”的坐标.
【解答】解:(1)∵边长为8的正方形OABC的两边在坐标轴上,以点C为顶点的抛物线经过点A,
∴C(0,8),A(8,0),
设抛物线解析式为:y=ax2+c,
则,
解得:.
故抛物线的解析式为:y=﹣x2+8;
(2)正确,理由如下:
设P(a,﹣a2+8),则F(a,8),
∵D(0,6),
∴PD===a2+2,
PF=8﹣(a2+8)=a2,
∴PD﹣PF=2;
(3)在点P运动时,DE大小不变,则PE与PD的和最小时,△PDE的周长最小,
∵PD﹣PF=2,∴PD=PF+2,
∴PE+PD=PE+PF+2,
∴当P、E、F三点共线时,PE+PF最小,
此时点P,E的横坐标都为4,
将x=4代入y=﹣x2+8,得y=6,
∴P(4,6),此时△PDE的周长最小,且△PDE的面积为12,点P恰为“好点,
∴△PDE的周长最小时”好点“的坐标为:(4,6),
由(2)得:P(a,﹣a2+8),
∵点D、E的坐标分别为(0,6),(4,0),
①当0≤a≤4时,
S△PDE=×(a+4)×(﹣a2+8)﹣×4×6﹣a(﹣a2+8﹣6)
=﹣a2+3a+4;
∴4<S△PDE≤12,
②当4<a≤8时,
S△PDE=a(﹣a2+8﹣6)﹣×(a﹣4)×(﹣a2+8)﹣×4×6+=﹣a2+3a+4;
∴4<S△PDE≤12,
∴12≤S△PDE≤13,
∴△PDE的面积可以等于4到13所有整数,在面积为12时,a的值有两个,所以面积为整数时好点有11个,经过验证周长最小的好点包含这11个之内,所以好点共11个,
综上所述:11个好点,P(4,6).
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