陕西省西安市2024年中考数学二模试题按知识点分层汇编-04图形的性质
2024-08-06
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内容正文:
陕西省西安市2024年中考数学二模试题按知识点分层汇编-04图形的性质
一.选择题(共14小题)
1.(2024•新城区二模)如图,在矩形ABCD中,AB=3,BC=5,过对角线的交点O作EF⊥AC,交AD于点E,交BC于点F,则AE的长是( )
A.3 B. C. D.
2.(2024•临潼区二模)如图,直线a、b相交,∠2+∠3=100°,则∠1的度数为( )
A.50° B.100° C.120° D.130°
3.(2024•临潼区二模)在▱ABCD中,AC、BD是对角线,补充一个条件使得四边形ABCD为菱形,这个条件可以是( )
A.AC=BD B.AB=AC C.AC⊥BD D.∠ABC=90°
4.(2024•临潼区二模)如图,AB是⊙O的直径,弦CD交AB于P点,AP=1,BP=5,∠APC=45°,则CD的长为( )
A. B. C. D.3
5.(2024•长安区二模)如图,把球放在长方体纸盒内,球的一部分露出盒外,其截面如图所示,若EF=CD=4,则截面⊙O的半径等于( )
A. B. C. D.
6.(2024•新城区二模)如图,把一块三角板的60°角的顶点放在直尺的一边上,若∠1=2∠2,则∠1的度数为( )
A.120° B.80° C.60° D.40°
7.(2024•西安二模)如图,点O为正方形ABCD的对角线BD的中点,点E为线段OB上一点,连接CE,△CDE是以CE为底边的等腰三角形,若AB=4,则OE的长为( )
A. B.2 C. D.
8.(2024•西安二模)如图,AB是⊙O的一条弦,点C是AB的中点,连接OA、OC,BD∥OA交⊙O于点D,连接AD,若∠ABD=20°,则∠BAD的度数为( )
A.50° B.55° C.60° D.65°
9.(2024•长安区二模)如图,△ABC为等边三角形,BD⊥BC,AE∥BD,则∠EAC的度数为( )
A.150° B.140° C.130° D.120°
10.(2024•西安二模)在矩形ABCD中,BC=6,∠DBC=30°,过点C作CE⊥BD,交AD于点E,则线段CE的长为
( )
A.4 B.2 C. D.6
11.(2024•阎良区二模)若∠A=50°,则∠A的补角为( )
A.40° B.50° C.120° D.130°
12.(2024•西安二模)将一直尺和一块含30°角的三角尺(∠B=30°,∠C=90°)按如图放置,若∠CDE=40°,则∠BAF的度数为( )
A.10° B.20° C.30° D.40°
13.(2024•西安二模)如图,四边形ABCD内接于⊙O,AE为⊙O的直径,连接AC,若∠ADC=2∠ABC,则∠CAE的度数为( )
A.60° B.45° C.30° D.20°
14.(2024•新城区二模)如图,这是一种用于液体蒸馏或分馏物质的玻璃容器——蒸馏瓶,其底部是圆球形.球的半径为5cm,瓶内液体的最大深度CD=3cm,则截面圆中弦AB的长为( )
A. B.8cm C. D.
二.填空题(共9小题)
15.(2024•临潼区二模)如图,在矩形ABCD中,连接AC,延长AB至点E,使BE=AC,连接DE,若∠E=20°,则∠BAC的度数是 °.
16.(2024•西安二模)如图,在3×3的网格中,每个小正方形的边长均为1,点A,B,C都在格点上,若BD是△ABC的高,则BD的长为 .
17.(2024•新城区二模)如图,在四边形ABCD中,P是边BC上的一动点,R是边CD上的一固定点,E,F分别是AP,RP的中点.当点P在BC上从点B向点C移动时,线段EF的长 .(填“逐渐增大”“逐渐减小”或“不变”)
18.(2024•西安二模)清朝数学家梅文鼎在著作《平三角举要》中,对南宋数学家秦九韶提出的计算三角形面积的“三斜求积术”给出了一个完整的证明,证明过程中创造性地设计直角三角形,得出了一个结论:如图,AD是锐角△ABC的边BC上的高,则.当AB=7,BC=6,AC=5时,则△ABC的面积为 .
19.(2024•长安区二模)如图是由射线AB,BC,CD,DE,EF,FA组成的平面图形,则∠1+∠2+∠3+∠4+∠5+∠6= .
20.(2024•西安二模)如图,在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC=4,D、E为边BC上两点(点D在点E的左侧),且∠DAE=45°,若tan∠EAC,则BD= .
21.(2024•西安二模)如图是由射线AB,BC,CD,DE,EF,FA组成的平面图形,则∠1+∠2+∠3+∠4+∠5+∠6= °.
22.(2024•阎良区二模)如图,在正五边形ABCDE中,过点A作AG⊥DE,交DE的延长线于点G,则∠EAG的度数为 °.
23.(2024•阎良区二模)在平面直角坐标系中,已知点A(﹣4,0),点B(6,0),若点P是y轴正半轴上的点,且满足∠APB=45°,则点P的坐标为 ;若点P是坐标平面内任一点,且满足∠APB=45°,则△APB面积的最大值为 .
三.解答题(共22小题)
24.(2024•临潼区二模)如图,在平面直角坐标系中,正方形AOBC的边AC交x轴正半轴于点E,顶点B、A分别在第一、四象限,已知,∠AOE=15°,求点C的坐标.
25.(2024•临潼区二模)如图,BD是菱形ABCD的对角线,P为边AB上的点,过点P作PQ∥AD,交BD于点M,交CD边于点Q.求证:CQ=PM.
26.(2024•临潼区二模)如图,在矩形ABCD中,AB=9,BC=5,连接BD,请利用尺规作图法在CD上找一点F,使得△BFC的周长为14.(不写作法,保留作图痕迹)
27.(2024•阎良区二模)阅读下列材料,回答问题.
任务:如图,在湖的两岸A、B间建一座观赏桥,由于条件限制,无法直接度量A、B两点间的距离,现要测量A、B两点间的距离.
小明利用皮尺测量,求出了A、B两点间的距离.其测量及求解过程如下:
测量过程:(i)如图1,在湖AB以外选点C,测得AC=a,BC=b;
(ⅱ)分别在AC,BC上找到点D、E,使得AD=CD,BE=CB,测得DE=c.
求解过程:由测量知,D、E分别是AC、BC的中点,
∴DE是△ABC的中位线,∴DE=① AB,
∴DE=c,∴AB=2DE=② .(用含c的式子表示)
(1)补全小明求解过程中①②所缺的内容;
(2)请你利用皮尺和测角仪,通过测量长度、角度等几何量,求出A、B两点间的距离,请你在图2中画出你的测量示意图,写出测量数据(无需写测量过程),并写出求解过程.
要求:测量得到的线段长度用字母a、b、c…表示,角度用α、β、γ…表示,求解结果用字母表示.
28.(2024•新城区二模)如图,AB为⊙O的直径,C,D是⊙O上不同于A,B的两点,∠ABD=2∠BAC,连接CD.过点C作CE⊥DB,交DB的延长线于点E,延长CE,交AB的延长线于点F.
(1)求证:CF是⊙O的切线.
(2)当BD=6,sin时,求EF的长.
29.(2024•西安二模)如图,在四边形ABCD中,CD∥AB,连接AC,点E在AC上,AE=CD,连接BE,∠D+∠BEC=180°.求证:BE=AD.
30.(2024•西安二模)如图,在△ABC中,∠ACB=45°,以BC为直径的⊙O恰好经过AC的中点D,点F为OC的中点,连接DF并延长交⊙O于点E,连接BE.
(1)求证:AB是⊙O的切线;
(2)若BC=4,求BE的长.
31.(2024•西安二模)问题提出
(1)如图1,AB为⊙O的弦,AB=6,点C是⊙O上的一个动点,且∠ACB=30°,则AC的最大值为 ;
问题探究
(2)如图2,在矩形ABCD中,AB=10,AD=24,以AD为斜边在矩形外部作直角三角形AED,F为CD的中点,求EF的最大值;
问题解决
(3)如图3,老李家有一正方形花园ABCD,他想对其进行设计改造,种植对称的植物,使得整个花园呈现出一种平衡和谐的感觉.在正方形ABCD中,AB=300米,AD边上有两个点E、F,使得AE=DF,连接BE、CF.在△ABE与△CDF区域种植花卉,BD是花园内一条小路,与CF交汇于点G,在点G处设计一个凉亭.连接AG,交BE于点H,在H处设计一口水井.老李想在H与D之间铺设一条笔直的水管,为了节约成本,要求HD的长度尽可能的小,问HD的长度是否存在最小值?若存在,求出HD长度的最小值;若不存在,请说明理由.
32.(2024•长安区二模)如图,AB是⊙O的直径,D是上一点,弦DE⊥AB于点H,交AC于点F,若AF=DF.
(1)求证:∠ABD=∠DAF;
(2)若,求⊙O的半径.
33.(2024•长安区二模)如图,在锐角三角形ABC中,D为边AC上一点,请用尺规作图法,在边BC上求作一点F,使得∠CFD=2∠BDF.(保留作图痕迹,不写作法)
34.(2024•西安二模)已知,点C、F、B、E在同一直线上,AC∥DF,AB∥DE,CF=BE.求证:△ABC≌△DEF.
35.(2024•西安二模)(1)如图1,正方形ABCD的边长为4,点E、F是对角线BD上两动点,且EF=2.将点C沿EF的方向平移2个单位得到点H,连接CH、FH.
①四边形ECHF的形状为 ;
②连接AC、AF,当点A,F,H共线时,CE+CF的值为 .
(2)自古以来,黄河就享有“母亲河”的美誉,是中华文明的发源地之一,也是中华民族生生不息、赖以生存的摇篮.如图2,某地黄河的一段出现了分叉,形成了“Y”字型支流,分叉口有一片三角形地带的湿地,在支流1的左上方有一村庄A,支流2的右下方有一开发区B,为促进当地的经济发展,经政府决定在支流1和支流2上分别修建一座桥梁PQ、MN(支流1的两岸互相平行,支流2的两岸也互相平行,桥梁均与河岸垂直),你能帮助政府计算一下由村庄A到开发区B理论上的最短路程吗?(即AP+PQ+QM+MN+NB和的最小值).经测量,A、B两地的直线距离为2000米,支流1、支流2的宽度分别为150米、250米,且与线段AB所夹的锐角分别为60°、30°.
36.(2024•阎良区二模)如图,在正方形ABCD中,以AD为边在AD下方作等边△ADE,连接BE、CE.求证:BE=CE.
37.(2024•阎良区二模)在古代,智慧的劳动人民已经会使用“石磨”,其原理为在磨盘的边缘连接一个固定长度的“连杆”,推动“连杆”带动磨盘转动,将粮食磨碎,物理学上称这种动力传输工具为“曲柄连杆机构”.晓晓受此启发设计了一个“连杆机构”,设计图如图1所示,AB为一根固定长度的连杆,通过一端A在直线l上滑动,使得点B带动⊙O绕圆心O转动,当连杆AB恰好经过圆心O时,如图2所示,此时记⊙O与AB的另一个交点为C,过点B作BD⊥AB交直线l于点D,发现DO恰好平分∠ADB.
(1)求证:直线l与⊙O相切;
(2)若BD=5,AD=13,求⊙O的半径.
38.(2024•西安二模)如图,AC为▱ABCD的对角线,且AC⊥AB,请用尺规作图法在线段AC上求作一点E,过点E作EF⊥BC于点F,使得EF+EC=AC.(保留作图痕迹,不写作法)
39.(2024•西安二模)大雁塔是现存最早、规模最大的唐代四方楼阁式砖塔,堪称中国唐朝佛教建筑艺术杰作,也是西安市著名的旅游景点.
如图,小华拿着一部长为16cm的手机(图中CD=16cm)站在广场上离大雁塔121m的点F处(即FB=121m),他把手机竖直并将手臂向前伸(即CD∥AB),手机上下两端恰好挡住他观察大雁塔的视线(即点A、C、E在一条直线上,点B、D、E在一条直线上),已知点E到手机CD的距离为30cm,AB⊥BF,EF⊥BF,图中所有的点都在同一平面内.求大雁塔的高度AB.(精确到0.1m)
40.(2024•阎良区二模)如图,在平面直角坐标系中,边长为5的菱形OABC的顶点O与坐标原点重合,点B在x轴正半轴上,点A在x轴上方,点B的坐标为(8,0).求点A的坐标.
41.(2024•阎良区二模)如图,已知四边形ABCD,请利用尺规作图法在线段BC上求作一点E,连接EA、ED,使∠EAD+∠EDA=90°.(不写作法,保留作图痕迹)
42.(2024•西安二模)如图,△ABC内接于⊙O,AB为⊙O的直径,过点B作⊙O的切线BD交AC的延长线于点D,点E为BD的中点,连接CE.
(1)求证:CE为⊙O的切线;
(2)若,CE=5,求AC的长.
43.(2024•阎良区二模)(1)如图1,在Rt△ABC中,∠C=90°,AB=10cm,若△ABC的面积为24cm2,则AB边上的高为 cm;
(2)如图2,在▱ABCD中,F为CD延长线上一点,连接BF,交AD于点E.若AB=3,BC=6,DE=2AE,求CF的长;
(3)如图3,老王家有一块形如四边形ABCD的土地,∠A=60°,AB=CD=60米,AD=BC=50米,他计划在这块土地上规划一个面积为平方米的直角三角形区域,设立枇杷林用以放养走地鸡,为了充分利用这块土地,并考虑与周边环境协调,要求该三角形枇杷林的顶点E、F分别在线段CD、BC上,且CE=20米,顶点G设在线段AD或线段BC上,FG为斜边.现要沿AG修一条笔直的水渠,请你帮他计算水渠AG的长.
44.(2024•新城区二模)如图,用直尺和圆规在△ABC内找一点P,使它到三边的距离都相等.(保留作图痕迹,不写作法)
45.(2024•新城区二模)如图,点E、B在线段AB上,AE=DB,BC=EF,BC∥EF,求证:AC=DF.
陕西省西安市2024年中考数学二模试题按知识点分层汇编-04图形的性质
参考答案与试题解析
一.选择题(共14小题)
1.(2024•新城区二模)如图,在矩形ABCD中,AB=3,BC=5,过对角线的交点O作EF⊥AC,交AD于点E,交BC于点F,则AE的长是( )
A.3 B. C. D.
【解答】解:连接CE,如图所示:
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠ADC=90°,CD=AB=3,AD=BC=5,OA=OC,
∵EF⊥BD,
∴EF是AC的垂直平分线,
∴AE=CE,
设AE=CE=x,则DE=AD﹣AE=5﹣x,
在Rt△CDE中,由勾股定理得:x2=32+(5﹣x)2,
解得:x,
即AE.
故选:B.
2.(2024•临潼区二模)如图,直线a、b相交,∠2+∠3=100°,则∠1的度数为( )
A.50° B.100° C.120° D.130°
【解答】解:∵∠2=∠3,∠2+∠3=100°,
∴∠2=∠3=50°,
∴∠1=180°﹣∠2=180°﹣50°=130°,
故选:D.
3.(2024•临潼区二模)在▱ABCD中,AC、BD是对角线,补充一个条件使得四边形ABCD为菱形,这个条件可以是( )
A.AC=BD B.AB=AC C.AC⊥BD D.∠ABC=90°
【解答】解:添加一个条件为AC⊥BD,理由如下:
∵四边形ABCD中,对角线AC、BD互相平分,
∴四边形ABCD是平行四边形,
∵AC⊥BD,
∴平行四边形ABCD是菱形.
故选:C.
4.(2024•临潼区二模)如图,AB是⊙O的直径,弦CD交AB于P点,AP=1,BP=5,∠APC=45°,则CD的长为( )
A. B. C. D.3
【解答】解:如图,过点O作OE⊥CD于点E,连接OD,
∵AB=AP+BP=1+5=6,
∴OD=OA=3,
∴OP=OA﹣AP=3﹣1=2,
∵∠OPE=∠APC=45°,
∴△OPE是等腰直角三角形,
∴PE=OE,
在Rt△OED中,DE,
∵OE⊥CD,
∴CE=DE,
∴CD=2DE=2.
故选:A.
5.(2024•长安区二模)如图,把球放在长方体纸盒内,球的一部分露出盒外,其截面如图所示,若EF=CD=4,则截面⊙O的半径等于( )
A. B. C. D.
【解答】解:设球的平面投影圆心为O,过点O作ON⊥AD于点N,延长NO交BC于点M,连接OF,如图所示:
则NF=ENEF=2,
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠C=∠D=90°,
∴四边形CDNM是矩形,
∴MN=CD=4,
设OF=x,则OM=OF,
∴ON=MN﹣OM=4﹣x,
在Rt△ONF中,由勾股定理得:ON2+NF2=OF2,
即:(4﹣x)2+22=x2,
解得:x,
即截面⊙O的半径长是,
故选:C.
6.(2024•新城区二模)如图,把一块三角板的60°角的顶点放在直尺的一边上,若∠1=2∠2,则∠1的度数为( )
A.120° B.80° C.60° D.40°
【解答】解:∵AB∥CD,
∴∠3=∠2,
∵∠1=2∠2,
∴∠1=2∠3,
∴3∠3+60°=180°,
∴∠3=40°,
∴∠1=80°,
故选:B.
7.(2024•西安二模)如图,点O为正方形ABCD的对角线BD的中点,点E为线段OB上一点,连接CE,△CDE是以CE为底边的等腰三角形,若AB=4,则OE的长为( )
A. B.2 C. D.
【解答】解:连接OC,
∵四边形ABCD是正方形,O是BD的中点,
∴△COD是等腰直角三角形,∠COD=90°,
∵AB=CD=4,
∴OD=OC=2,
∵△CDE是以CE为底边的等腰三角形,
∴DE=CD=4,
∴OE=4﹣2.
故选:D.
8.(2024•西安二模)如图,AB是⊙O的一条弦,点C是AB的中点,连接OA、OC,BD∥OA交⊙O于点D,连接AD,若∠ABD=20°,则∠BAD的度数为( )
A.50° B.55° C.60° D.65°
【解答】解:如图所示,连接OD,
∵∠ABD=20°,
∴∠AOD=2∠ABD=40°,
∵OA=OD,
∴,
∵BD∥OA,
∴∠OAB=∠ABD=20°,
∴∠BAD=∠OAD﹣∠OAB=50°,
故选:A.
9.(2024•长安区二模)如图,△ABC为等边三角形,BD⊥BC,AE∥BD,则∠EAC的度数为( )
A.150° B.140° C.130° D.120°
【解答】解:∵△ABC为等边三角形,
∴∠ABC=∠BAC=60°,
∵BD⊥BC,
∴∠CBD=90°,
∴∠DAB=∠CBD﹣∠ABC=90°﹣60°=30°,
∵AE∥BD,
∴∠EAB=180°﹣∠DAB=180°﹣30°=150°,
∴∠EAC=360°﹣∠EAB﹣∠BAC=360°﹣150°﹣60°=150°.
故选:A.
10.(2024•西安二模)在矩形ABCD中,BC=6,∠DBC=30°,过点C作CE⊥BD,交AD于点E,则线段CE的长为
( )
A.4 B.2 C. D.6
【解答】解:∵四边形ABCD是矩形,
∴AB=CD,AD=BC,∠DCB=90°,
∵BC=6,∠DBC=30°,
∴CD=2,
∴BD=4,
∵CE⊥BD,
∴∠EOD=∠DOC=90°,
∵∠DBC=30°,
∴∠CDB=60°,
∴OD,
∴DE=2,
∴CE=4,
故选:A.
11.(2024•阎良区二模)若∠A=50°,则∠A的补角为( )
A.40° B.50° C.120° D.130°
【解答】解:∠A的补角=180°﹣∠A=180°﹣50°=130°.
故选:D.
12.(2024•西安二模)将一直尺和一块含30°角的三角尺(∠B=30°,∠C=90°)按如图放置,若∠CDE=40°,则∠BAF的度数为( )
A.10° B.20° C.30° D.40°
【解答】解:∵DE∥AB,
∴∠DMA=∠CDE=40°,
∵∠B=30°,
∴∠BAF=∠DMA﹣∠B=40°﹣30°=10°.
故选:A.
13.(2024•西安二模)如图,四边形ABCD内接于⊙O,AE为⊙O的直径,连接AC,若∠ADC=2∠ABC,则∠CAE的度数为( )
A.60° B.45° C.30° D.20°
【解答】解:如图,连接EC,
∵四边形ABCD内接于⊙O,
∴∠ADC+∠ABC=180°,
∵∠ADC=2∠ABC,
∴∠ABC=60°,
由圆周角定理得:∠AEC=∠ABC=60°,
∵AE为⊙O的直径,
∴∠ACE=90°,
∴∠CAE=90°﹣60°=30°,
故选:C.
14.(2024•新城区二模)如图,这是一种用于液体蒸馏或分馏物质的玻璃容器——蒸馏瓶,其底部是圆球形.球的半径为5cm,瓶内液体的最大深度CD=3cm,则截面圆中弦AB的长为( )
A. B.8cm C. D.
【解答】解:由题意得:OC⊥AB,
∴AC=BCAB,∠OCA=90°,
∵OA=OD=5cm,CD=3cm,
∴OC=OD﹣CD=5﹣3=2(cm),
在Rt△OAC中,由勾股定理得:AC(cm),
∴AB=2AC=2(cm).
∴截面圆中弦AB的长为2cm.
故选:D.
二.填空题(共9小题)
15.(2024•临潼区二模)如图,在矩形ABCD中,连接AC,延长AB至点E,使BE=AC,连接DE,若∠E=20°,则∠BAC的度数是 40 °.
【解答】解:连接BD,
∵四边形ABCD是矩形,
∴AC=BD,OBBD,OAAC,
∴OA=OB,
∴∠BAC=∠ABD,
∵BE=AC,
∴BE=BD,
∴∠BDE=∠E=20°,
∴∠ABD=∠E+∠BDE=20°+20°=40°,
∴∠BAC=40°.
故答案为:40.
16.(2024•西安二模)如图,在3×3的网格中,每个小正方形的边长均为1,点A,B,C都在格点上,若BD是△ABC的高,则BD的长为 .
【解答】解:由勾股定理得:AC,
∵S△ABC=3×3,
∴,
∴,
∴BD,
故答案为:.
17.(2024•新城区二模)如图,在四边形ABCD中,P是边BC上的一动点,R是边CD上的一固定点,E,F分别是AP,RP的中点.当点P在BC上从点B向点C移动时,线段EF的长 不变 .(填“逐渐增大”“逐渐减小”或“不变”)
【解答】解:∵E,F分别是AP,RP的中点,
∴EF是△APR的中位线,
∴EFAR,
∵R是边CD上的一固定点,
∴AR的长度不变,
∴线段EF的长不变,
故答案为:不变.
18.(2024•西安二模)清朝数学家梅文鼎在著作《平三角举要》中,对南宋数学家秦九韶提出的计算三角形面积的“三斜求积术”给出了一个完整的证明,证明过程中创造性地设计直角三角形,得出了一个结论:如图,AD是锐角△ABC的边BC上的高,则.当AB=7,BC=6,AC=5时,则△ABC的面积为 6 .
【解答】解:∵BD(BC),AB=7,BC=6,AC=5,
∴BD=5,
在Rt△ABD中,AD2,
∴△ABC的面积BC•AD6×26,
故答案为:6.
19.(2024•长安区二模)如图是由射线AB,BC,CD,DE,EF,FA组成的平面图形,则∠1+∠2+∠3+∠4+∠5+∠6= 360° .
【解答】解:由多边形的外角和等于360°可知,
∠1+∠2+∠3+∠4+∠5+∠6=360°,
故答案为:360°.
20.(2024•西安二模)如图,在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC=4,D、E为边BC上两点(点D在点E的左侧),且∠DAE=45°,若tan∠EAC,则BD= 1 .
【解答】解:∵∠BAC=90°,AB=AC=4,
∴∠B=∠C=45°,BC8,
过点A作AH⊥BC于H,
∴∠BAH=∠CAH=45°,AH=BH=CHBC=4,
∵∠DAE=45°,
∴∠DAH=∠EAC,
∵tan∠EAC,
∴tan∠DAH,
∴DH4=3,
∴BD=BH﹣DH=1.
故答案为:1.
21.(2024•西安二模)如图是由射线AB,BC,CD,DE,EF,FA组成的平面图形,则∠1+∠2+∠3+∠4+∠5+∠6= 360 °.
【解答】解:由多边形的外角和等于360°可知,
∠1+∠2+∠3+∠4+∠5+∠6=360°,
故答案为:360.
22.(2024•阎良区二模)如图,在正五边形ABCDE中,过点A作AG⊥DE,交DE的延长线于点G,则∠EAG的度数为 18 °.
【解答】解:正五边形ABCDE的外角和是360°,
∴每个外角的度数为,
即∠AEG=72°,
∵AG⊥DE,
∴∠AGE=90°,
∴∠EAG=90°﹣72°=18°,
故答案为:18.
23.(2024•阎良区二模)在平面直角坐标系中,已知点A(﹣4,0),点B(6,0),若点P是y轴正半轴上的点,且满足∠APB=45°,则点P的坐标为 (0,12) ;若点P是坐标平面内任一点,且满足∠APB=45°,则△APB面积的最大值为 2525 .
【解答】解:(1)如图,∵A(﹣4,0),B(6,0),
∴AB=6﹣(﹣4)=10,
∵∠APB=45°,
∴∠ACB=90°,
在Rt△ABC中,AC=BC,AB=10,
∴AC=BCAB=5,
∵CM⊥AB,
∴AM=BMAB=5=CM,
∴OM=CN=5﹣4=1,
在Rt△△PNC中,CN=1,CP=5,
∴PN7,
∴OP=5+7=12,
即点P(0,12),
(2)当点P在点P1时,△APB的面积最大,此时P1M=55,
S△APB10×(55)=2525,
故答案为:(0,12),2525.
三.解答题(共22小题)
24.(2024•临潼区二模)如图,在平面直角坐标系中,正方形AOBC的边AC交x轴正半轴于点E,顶点B、A分别在第一、四象限,已知,∠AOE=15°,求点C的坐标.
【解答】解:连接OC,过点C作CF⊥x轴于F,连接OC,如图所示:
∵四边形AOBC为正方形,OC为对角线,OA,
∴∠AOC=45°,OA=AC,
在△AOC中,由勾股定理得:OC2,
∵∠AOE=15°
∴∠COF=∠AOC﹣∠AOE=45°﹣15°=30°,
在Rt△ACF中,∠COF=30°,OC=2,
∴CFOC=1,
由勾股定理得:OF,
∴点C的坐标为(,1).
25.(2024•临潼区二模)如图,BD是菱形ABCD的对角线,P为边AB上的点,过点P作PQ∥AD,交BD于点M,交CD边于点Q.求证:CQ=PM.
【解答】证明:∵四边形ABCD是菱形,
∴AB∥DC,AD∥BC,
∵PQ∥AD,
∴PQ∥BC,
∴四边形BPQC是平行四边形,
∴BP=CQ,∠CBM=∠BMP,
∵∠ABC=∠CBD,
∴∠ABM=∠PMB,
∴PB=PM,
∴CQ=PM.
26.(2024•临潼区二模)如图,在矩形ABCD中,AB=9,BC=5,连接BD,请利用尺规作图法在CD上找一点F,使得△BFC的周长为14.(不写作法,保留作图痕迹)
【解答】解:如图,作BD的垂直平分线交CD于点F,
∴FB=FD,
在矩形ABCD中,CD=AB=9,BC=5,
∴△BFC的周长=BC+BF+CF=BC+DF+CF=BC+CD=5+9=14.
27.(2024•阎良区二模)阅读下列材料,回答问题.
任务:如图,在湖的两岸A、B间建一座观赏桥,由于条件限制,无法直接度量A、B两点间的距离,现要测量A、B两点间的距离.
小明利用皮尺测量,求出了A、B两点间的距离.其测量及求解过程如下:
测量过程:(i)如图1,在湖AB以外选点C,测得AC=a,BC=b;
(ⅱ)分别在AC,BC上找到点D、E,使得AD=CD,BE=CB,测得DE=c.
求解过程:由测量知,D、E分别是AC、BC的中点,
∴DE是△ABC的中位线,∴DE=① AB,
∴DE=c,∴AB=2DE=② 2c .(用含c的式子表示)
(1)补全小明求解过程中①②所缺的内容;
(2)请你利用皮尺和测角仪,通过测量长度、角度等几何量,求出A、B两点间的距离,请你在图2中画出你的测量示意图,写出测量数据(无需写测量过程),并写出求解过程.
要求:测量得到的线段长度用字母a、b、c…表示,角度用α、β、γ…表示,求解结果用字母表示.
【解答】解:(1)测量过程:(i)如图1,在湖AB以外选点C,测得AC=a,BC=b;
(ⅱ)分别在AC,BC上找到点D、E,使得AD=CD,BE=CB,测得DE=c.
求解过程:由测量知,D、E分别是AC、BC的中点,
∴DE是△ABC的中位线,
∴DEAB,
∴DE=c,
∴AB=2DE=2c.
故答案为:,2c;
(2)如图2中,利用测角仪作射线AM,BN,使得∠ABM=∠BAN=α=60°,射线AM,射线BN交于点C,则△ABC是等边三角形,测量出BC=a,则AB=a.
28.(2024•新城区二模)如图,AB为⊙O的直径,C,D是⊙O上不同于A,B的两点,∠ABD=2∠BAC,连接CD.过点C作CE⊥DB,交DB的延长线于点E,延长CE,交AB的延长线于点F.
(1)求证:CF是⊙O的切线.
(2)当BD=6,sin时,求EF的长.
【解答】(1)证明:如图,连接OC.
∵OA=OC,
∴∠1=∠2,
∵∠3=∠1+∠2,
∴∠3=2∠1,
∵∠ABD=2∠BAC,
∴∠ABD=∠3,
∴OC∥BD,
∵CE⊥DE,
∴OC⊥CF,
∵OC是⊙O的半径,
∴CF是⊙O的切线;
(2)解:连接AD,
∵AB是⊙O的直径,
∴∠ADB=90°,
∵DE⊥CF,
∴CF∥AD,
∴∠BAD=∠F,
∴sin∠BAD=sin∠F,
∴ABBD=10,
∵OCAB=5,
∵OC⊥CF,OC=5,sin∠F,
∴sin∠F,
解得BF,
∴sin∠F,
∴BEBF=2,
在Rt△BEF中,由勾股定理看得:EF.
29.(2024•西安二模)如图,在四边形ABCD中,CD∥AB,连接AC,点E在AC上,AE=CD,连接BE,∠D+∠BEC=180°.求证:BE=AD.
【解答】证明:∵CD∥AB,
∴∠BAE=∠ACD,
∵∠AEB+∠BEC=180°,∠D+∠BEC=180°,
∴∠AEB=∠D,
在△ABE和△ACD中,
,
∴△ABE≌△ACD(ASA),
∴BE=AD.
30.(2024•西安二模)如图,在△ABC中,∠ACB=45°,以BC为直径的⊙O恰好经过AC的中点D,点F为OC的中点,连接DF并延长交⊙O于点E,连接BE.
(1)求证:AB是⊙O的切线;
(2)若BC=4,求BE的长.
【解答】(1)证明:连接BD,
∵BC为直径,
∴∠BDC=90°,
∵∠C=45°,
∴∠CBD=45°,
∴BD=CD,
∵点D是AC的中点,
∴AD=CD=BDAC,
∴∠ABC=90°,
∴AB是⊙O的切线;
(2)解:∵BC=4,
∴OC=OD=2,
由(1)知△BDC是等腰直角三角形,
∴CDBC=2,
∵点F为OC的中点,
∴CF=OF,
∴BF=3,
∵BD=CD,BO=CO,
∴OD⊥BC,
∴DF,
∵∠C=∠E,∠CDE=∠CBE,
∴△CDF∽△EBF,
∴,
∴,
∴BE.
31.(2024•西安二模)问题提出
(1)如图1,AB为⊙O的弦,AB=6,点C是⊙O上的一个动点,且∠ACB=30°,则AC的最大值为 12 ;
问题探究
(2)如图2,在矩形ABCD中,AB=10,AD=24,以AD为斜边在矩形外部作直角三角形AED,F为CD的中点,求EF的最大值;
问题解决
(3)如图3,老李家有一正方形花园ABCD,他想对其进行设计改造,种植对称的植物,使得整个花园呈现出一种平衡和谐的感觉.在正方形ABCD中,AB=300米,AD边上有两个点E、F,使得AE=DF,连接BE、CF.在△ABE与△CDF区域种植花卉,BD是花园内一条小路,与CF交汇于点G,在点G处设计一个凉亭.连接AG,交BE于点H,在H处设计一口水井.老李想在H与D之间铺设一条笔直的水管,为了节约成本,要求HD的长度尽可能的小,问HD的长度是否存在最小值?若存在,求出HD长度的最小值;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)∵点C是⊙O上的一个动点,
∴AC为⊙O的弦,
∵直径是圆中最长的弦,
∴当AC经过圆心时,即AC为圆的直径,则AC取得最大值.
如图,AC为圆的直径,
则∠ABC=90°,
∵∠ACB=30°,
∴AC=2AB=12.
∴AC的最大值为12.
故答案为:12;
(2)取AD的中点H,连接HE,HF,如图,
则AH=HDAD=12,
∵F为CD的中点,
∴DFCDAB=5,
∴FH13,
∵在Rt△AED中,∠AED=90°,H为AD的中点,
∴EHAD=12.
∵EF≤HE+HF,
∴当点E,H,F三点在一条直线上时,EF取得最大值为HE+HF=12+13=25.
∴EF的最大值为 25;
(3)HD的长度存在最小值,HD长度的最小值为:150(1)米.
取AD的中点O,连接OD,OH,如图,
则OAAB300=150(米).
∴OD150(米),
∵四边形ABCD为正方形,
∴AB=CD=AD,∠ADB=∠CDB=45°,∠BAD=∠CDA=90°.
在△ABE和△CDF中,
,
∴△ABE≌△CDF(SAS),
∴∠BAE=∠DCF.
在△ADG和△CDG中,
,
∴△ADG≌△CDG(SAS),
∴∠DAG=∠DCG,
∴∠DAG=∠ABE,
∵∠DAG+∠BAG=90°,
∴∠ABE+∠BAG=90°,
∴∠AHB=90°,
∵O为AB的中点,
∴OHAB=150(米),
∵HD>OD﹣OH,
∴当点O,H,D三点在一条直线上时,HD取得最小值为OD﹣OH=150(1)米.
∴HD的长度存在最小值,HD长度的最小值为:150(1)米.
32.(2024•长安区二模)如图,AB是⊙O的直径,D是上一点,弦DE⊥AB于点H,交AC于点F,若AF=DF.
(1)求证:∠ABD=∠DAF;
(2)若,求⊙O的半径.
【解答】(1)证明:∵AF=DF,
∴∠ADF=∠DAF,
∵DE⊥AB,
∴∠ADF+∠DAB=90°,
∵AB是⊙O的直径,
∴∠ADB=90°,
∴∠ABD+∠DAB=90°,
∴∠ADF=∠ABD,
∴∠ABD=∠DAF;
(2)解:∵DE⊥AB于点H,∠ADH=∠ABD,sin∠ABD,
∴sin∠ADH,
设AHx,则AD=5x,
∴DH2x(负值已舍),
∵AF=DF,
∴HF=DH﹣DF=2x,
∵AF2=HF2+AH2,
∴(2x)2+(x)2,
解得x或x=0(舍去),
∴AD=5x=2,
∵sin∠ABD,
∴AB=10,
∴⊙O的半径为5.
33.(2024•长安区二模)如图,在锐角三角形ABC中,D为边AC上一点,请用尺规作图法,在边BC上求作一点F,使得∠CFD=2∠BDF.(保留作图痕迹,不写作法)
【解答】解:如图所示,点F即为所求.
34.(2024•西安二模)已知,点C、F、B、E在同一直线上,AC∥DF,AB∥DE,CF=BE.求证:△ABC≌△DEF.
【解答】证明:∵AC∥DF,AB∥DE,
∴∠C=∠DFE,∠E=∠ABC,
∵CF=BE,
∴CF+BF=BE+BF,
即BC=EF,
在△ABC和△DEF中,
,
∴△ABC≌△DEF(ASA).
35.(2024•西安二模)(1)如图1,正方形ABCD的边长为4,点E、F是对角线BD上两动点,且EF=2.将点C沿EF的方向平移2个单位得到点H,连接CH、FH.
①四边形ECHF的形状为 平行四边形 ;
②连接AC、AF,当点A,F,H共线时,CE+CF的值为 6 .
(2)自古以来,黄河就享有“母亲河”的美誉,是中华文明的发源地之一,也是中华民族生生不息、赖以生存的摇篮.如图2,某地黄河的一段出现了分叉,形成了“Y”字型支流,分叉口有一片三角形地带的湿地,在支流1的左上方有一村庄A,支流2的右下方有一开发区B,为促进当地的经济发展,经政府决定在支流1和支流2上分别修建一座桥梁PQ、MN(支流1的两岸互相平行,支流2的两岸也互相平行,桥梁均与河岸垂直),你能帮助政府计算一下由村庄A到开发区B理论上的最短路程吗?(即AP+PQ+QM+MN+NB和的最小值).经测量,A、B两地的直线距离为2000米,支流1、支流2的宽度分别为150米、250米,且与线段AB所夹的锐角分别为60°、30°.
【解答】(1)解:①由平行的性质可得CH∥EF,CH=EF=2,
∴四边形ECHF是平行四边形,
故答案为:平行四边形;
②∵四边形ABCD是正方形,
∴∠ACD=∠BDC=45°,AD=CD=4,∠ADC=90°,
,
∵CH∥EF,
∴∠DCH=∠BDC=45°,
∴∠ACH=90°,
∴,
由正方形的对称性可得AF=CF,由平行四边形的性质可得CE=FH,
∴CE+CF=FH+AF=AH=6,
故答案为:6;
(2)解:如图,将点A沿着垂直于支流l的河岸的方向平移米得到A′,连接A′Q,
将点B沿着垂直于支流2的河岸的方向平移250米得到B′,连接B′M,
∴四边形APQA′和四边形BB′MN都是平行四边形,
∴A′Q=AP,B′M=BN,
∴AP+PQ+QM+MN+NB=A′Q+QM+B′M+150250,
∴当A′、Q、M、B′四点共线时,A′Q+QM+B′M最小,即此时AP+PQ+QM+MN+NB最小;
如图,分别延长AA′、BB′交于H,
∵支流l和支流2与线段AB所夹的锐角分别为60°、30°,
∴∠BAH=30°,∠ABH=60°,
∴∠H=90°,
∴米,
∴米,
∴A′H=850米,B′H=750米,
∴AB′100米,
∴AP+PQ+QM+MN+NB的最小值为米.
36.(2024•阎良区二模)如图,在正方形ABCD中,以AD为边在AD下方作等边△ADE,连接BE、CE.求证:BE=CE.
【解答】证明:∵四边形ABCD是正方形,
∴∠BAD=∠ADC=90°,AB=CD,
∵△ADE是等边三角形,
∴∠EAD=∠ADE=60°,AE=ED,
∴∠BAD﹣∠EAD=∠ADC﹣∠ADE,
即∠BAE=∠CDE,
又∵AB=CD,AE=ED,
∴△ABE≌△DCE(SAS),
∴BE=CE.
37.(2024•阎良区二模)在古代,智慧的劳动人民已经会使用“石磨”,其原理为在磨盘的边缘连接一个固定长度的“连杆”,推动“连杆”带动磨盘转动,将粮食磨碎,物理学上称这种动力传输工具为“曲柄连杆机构”.晓晓受此启发设计了一个“连杆机构”,设计图如图1所示,AB为一根固定长度的连杆,通过一端A在直线l上滑动,使得点B带动⊙O绕圆心O转动,当连杆AB恰好经过圆心O时,如图2所示,此时记⊙O与AB的另一个交点为C,过点B作BD⊥AB交直线l于点D,发现DO恰好平分∠ADB.
(1)求证:直线l与⊙O相切;
(2)若BD=5,AD=13,求⊙O的半径.
【解答】(1)证明:如图2,过点O作OE⊥AD于点E,
∴∠OED=90°,
∵BD⊥AB,
∴∠OBD=90°,
∴∠OED=∠OBD,
∵DO恰好平分∠ADB,
∴∠EDO=∠BDO,
在△OED和△OBD中,
,
∴△OED≌△OBD(AAS),
∴OE=OB,
∵OE⊥AD,
∴直线l与⊙O相切;
(2)解:∵BD⊥AB,
∴∠OBD=90°,
∵BD=5,AD=13,
∴由勾股定理得,,
设⊙O的半径为r,
则OE=OB=r,
∴OA=AB﹣OB=12﹣r,
∵∠AEO=∠ABD=90°,∠OAE=∠DAB,
∴△AEO∽△ABD,
∴,
∴,
解得r,
即⊙O的半径为.
38.(2024•西安二模)如图,AC为▱ABCD的对角线,且AC⊥AB,请用尺规作图法在线段AC上求作一点E,过点E作EF⊥BC于点F,使得EF+EC=AC.(保留作图痕迹,不写作法)
【解答】解:图形如图所示:
39.(2024•西安二模)大雁塔是现存最早、规模最大的唐代四方楼阁式砖塔,堪称中国唐朝佛教建筑艺术杰作,也是西安市著名的旅游景点.
如图,小华拿着一部长为16cm的手机(图中CD=16cm)站在广场上离大雁塔121m的点F处(即FB=121m),他把手机竖直并将手臂向前伸(即CD∥AB),手机上下两端恰好挡住他观察大雁塔的视线(即点A、C、E在一条直线上,点B、D、E在一条直线上),已知点E到手机CD的距离为30cm,AB⊥BF,EF⊥BF,图中所有的点都在同一平面内.求大雁塔的高度AB.(精确到0.1m)
【解答】解:如图,过点E作EW⊥AB于点W,交CD于点J.
∵AB⊥BF,E⊥BF,EW⊥AB,
∴∠EWB=∠WBF=∠F=90°,
∴四边形BFEW是矩形,
∴EW=BF=121(m),
∵CD∥AB,EW⊥AB,
∴EW⊥CD,△ECD∽△EAB,
∴,
∴,
∴AB=64.5(m).
答:大雁塔的高度AB为64.5m.
40.(2024•阎良区二模)如图,在平面直角坐标系中,边长为5的菱形OABC的顶点O与坐标原点重合,点B在x轴正半轴上,点A在x轴上方,点B的坐标为(8,0).求点A的坐标.
【解答】解:如图,连接AC交OB于点T.
∵四边形OABC是菱形,
∴AC⊥OB,OT=TB,
∵B(8,0),
∴OB=8,
∴OT=TB=4,
∵OA=5,
∴AT3,
∴A(4,3).
41.(2024•阎良区二模)如图,已知四边形ABCD,请利用尺规作图法在线段BC上求作一点E,连接EA、ED,使∠EAD+∠EDA=90°.(不写作法,保留作图痕迹)
【解答】解:如图,作线段AD的垂直平分线,交AD于点O,以点O为圆心,OA的长为半径画圆,交BC于点E',E'',
则∠AE'D=90°,∠AE''D=90°,
即∠E'AD+∠E'DA=90°,∠E''AD+∠E''DA=90°,
则点E',E''均满足题意.
42.(2024•西安二模)如图,△ABC内接于⊙O,AB为⊙O的直径,过点B作⊙O的切线BD交AC的延长线于点D,点E为BD的中点,连接CE.
(1)求证:CE为⊙O的切线;
(2)若,CE=5,求AC的长.
【解答】(1)证明:如图,连接OC,
∵OB=OC,
∴∠OBC=∠OCB,
∵AB是直径,
∴∠ACB=90°,
∴∠BCD=90°
∵E为BD的中点,
∴BE=CE=DE,
∴∠ECB=∠EBC,
∵BD与⊙O相切于点B,
∴∠ABD=90°,
∴∠OBC+∠EBC=90°,
∴∠OCB+∠ECB=90°,
∴∠OCE=90°
∴OC⊥CE,
又∵OC为半径,
∴CE是⊙O的切线;
(2)解:∵CE=5,
∴BD=10,
在Rt△ABD中,∵,
∴,
∴AB=20,
设BC=x,AC=2x,
由勾股定理得:AC2+BC2=AB2,
∴x2+(2x)2=202,
∴x=±4,
∴AC=2x=8.
43.(2024•阎良区二模)(1)如图1,在Rt△ABC中,∠C=90°,AB=10cm,若△ABC的面积为24cm2,则AB边上的高为 cm;
(2)如图2,在▱ABCD中,F为CD延长线上一点,连接BF,交AD于点E.若AB=3,BC=6,DE=2AE,求CF的长;
(3)如图3,老王家有一块形如四边形ABCD的土地,∠A=60°,AB=CD=60米,AD=BC=50米,他计划在这块土地上规划一个面积为平方米的直角三角形区域,设立枇杷林用以放养走地鸡,为了充分利用这块土地,并考虑与周边环境协调,要求该三角形枇杷林的顶点E、F分别在线段CD、BC上,且CE=20米,顶点G设在线段AD或线段BC上,FG为斜边.现要沿AG修一条笔直的水渠,请你帮他计算水渠AG的长.
【解答】解:(1)设AB边上的高为h cm,,
即:,
解得:;
故答案为:.
(2)∵▱ABCD,
∴AD=BC=6,CD=AB=3,AB∥CD,
∵DE=2AE,
∴AE=2,DE=4,
∴△ABE∽△DEF,
∴,即,
解得:DF=6,
∴CF=DF+CD=6+3=9;
(3)∵AB=CD=60米,AD=BC=50 米,
∴四边形ABCD是平行四边形,
∴∠C=60°,AD∥BC,
∵CD=60米,CE=20米,
则DE=CD﹣CE=60﹣20=40 米,
当点G在线段AD上时,
过点E作EH⊥BC于点H,延长GE、BC交于点I,
∵AD∥BC,
∴△DGE∽△CIE,
∴,
∴,
即: (平方米),
在Rt△EHC 中, (米),
(米),
,
解得:FI=35(米),
设FH=x,则:HI=35﹣x,∠FEH+∠EFH=90°,∠EIH+∠IEH=90°,∠FEH+∠IEH=90°,
∴∠FEH=∠EIH,∠EFH=∠IEH,
∴△EFH∽△IEH,,
即:,
整理得:
x2﹣35x+300=0,
解得x=20或x=15,
∴CI=HI﹣HC=(35﹣20)﹣10=5 (米)或 CI=HI﹣HC=(35﹣15)﹣10=10 (米),
∴DG=2CI=2×5=10(米)或 DG=2CI=2×10=20(米),
∴AG=AD﹣DG=50﹣10=40 (米)或 AG=AD﹣DG=50﹣20=30 (米),
当点G在线段BC上时,,
即:,
解得:GF=70(舍),
综上所述,水渠AG的长为40米或30米.
44.(2024•新城区二模)如图,用直尺和圆规在△ABC内找一点P,使它到三边的距离都相等.(保留作图痕迹,不写作法)
【解答】解:由题意知,点P为△ABC三个内角的平分线的交点.
如图,点P即为所求.
45.(2024•新城区二模)如图,点E、B在线段AB上,AE=DB,BC=EF,BC∥EF,求证:AC=DF.
【解答】证明:∵BC∥EF,
∴∠CBA=∠FED,
∵AE=DB,
∴AE+BE=BD+BE,
即AB=DE,
在△ABC与△DEF中,
,
∴△ABC≌△DEF(SAS),
∴AC=DF.
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