内容正文:
2024年科学探究数学部分
一、选择题(本大题共7小题,每小题6分,共42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. 关于x,y的方程组有无数组解,则( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】B
【解析】
【分析】本题主要考查二元一次方程组的解法,熟练掌握二元一次方程组的解法是解题的关键;由题意可得,然后问题可求解.
【详解】解:由可得,
∵关于x,y的方程组有无数组解,
∴,
∴;
故选B.
2. 若,,则与的大小关系为( )
A. B. C. D. 无法确定
【答案】A
【解析】
【分析】借助因式分解,换元,逆用幂的乘方,用作差法比较大小即可.
【详解】解:设,则,,
则,,
故,,,
故
,
故,
故选:A.
【点睛】本题考查了作差法的应用、因式分解的应用,换元,逆用幂的乘方,作差法是是比较代数式大小常用的方法,要求学生掌握.
3. 如果a,b,c,d是正数,且满足a+b+c+d=2,+=4,那么+的值为( )
A. 1 B. C. 0 D. 4
【答案】D
【解析】
【分析】根据a+b+c+d=2,,将所求式子变形便可求出.
【详解】∵a+b+c+d=2,,
∴
=
=﹣1+﹣1+﹣1+﹣1
=2×()﹣4
=2×4﹣4
=8﹣4
=4,
故选:D.
【点睛】本题考查分式的化简求值,解答本题的关键是明确分式化简求值的方法.
4. 如图,点是正方形内一点,,,,则的长为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】将绕着点A顺时针旋转90°得到,连接,则是等腰直角三角形,,然后根据勾股定理即可得到结论.
【详解】将绕着点A顺时针旋转90°得到,连接,则是等腰直角三角形
∴
∴,
∴
∵
∴
∴
故选C.
【点睛】本题考查了正方形的性质,旋转的性质,等腰直角三角形的判定和性质,和勾股定理,正确的作出辅助线是本题的关键.
5. 当三个非负实数x,y,z满足关系式与时,的最大值是( )
A. 5 B. 6 C. 7 D. 8
【答案】C
【解析】
【分析】本题考查函数最值问题,涉及三元一次方程组,一元一次不等式组,非负数等知识点.解题的关键是用表示出和.根据关系式与求出和与的关系式,又因,,均为非负实数,求出的取值范围,于是可以求出的最大值.
【详解】解:∵,
解得:,
∴
,
又∵,,均为非负实数,
∴,
解得:,
当时,有最大值为:.
∴的最大值为.
故选:C.
6. 已知2024个数,每个数只能取或两个值之一,那么它们的两两之积的和的最小正值为( )
A. B. C. 44 D. 46
【答案】D
【解析】
【分析】本题主要考查数字的变化规律,记,将转化为,设,,,中有个,个,则,求出,结合为正整数,当时,有最小正值,即可解答.
【详解】解:记,
∴,
∵,每个数只能取或两个值之一,
∴,
∴,
设,,,中有个,个,
∴,
∴,
由题意可得两两之积都是整数,
∴是整数,是偶数,
要使为最小正值,
∴,即,
∵为正整数,
∴当时,有最小正值,
∴,
故选:D.
7. 设四位数满足,则这样的四位数的个数为( )
A. 3 B. 4 C. 5 D. 6
【答案】C
【解析】
【分析】此题考查了数字的表示方法与有关性质.首先根据题意确定a,b,c,d的取值范围,再分类讨论求解即可.
【详解】解:根据题意可得:a,b,c,d是小于10的自然数,
∵,
∴可得是两位数,
∴a,b,c,d均为小于5的自然数,
∴如果,,则,,此时这个四位数为2010,
如果,,则,,此时这个四位数为2011,
如果,,则,,此时这个四位数为1112,
如果,找不到符合要求的数,
如果,,则,,此时这个四位数为1130,
如果,,则,,此时这个四位数为1131,
如果,则,不符合题意,
故此四位数可能为:2010或2011或1112或1130或1131.
故选:C.
二、填空题(本题有7个小题,每小题6分,共12分)
8. 如图,在中,D、分别是、的中点,已知,,.则的面积为___________.
【答案】
【解析】
【分析】本题考查了勾股定理,解二元二次方程组.设,,根据直角三角形中两直角边的平方和等于斜边的平方得出,,解方程组可求得、,再利用三角形面积公式结合三角形中线的性质即可求解.
【详解】解:设,,,
在中,,
在中,,
即,
解得:,
∴,,
∴,
∴,
∵点是的中点,
∴,
故答案为:.
9. 我们把自变量为的函数记作,表示自变量时函数的值,对于实数、令 表示不超过的最大整数,例如,,,令,那么___________.
【答案】
【解析】
【分析】本题考查了求函数值,先求出,,当时,,即,代入计算即可得解.
【详解】解:,
当时,,即,
当时,,即,
当时,,即,
∴,
故答案为:.
10. 如图,四边形是菱形,,,为对角线上任意一点,则的最小值为___________.
【答案】
【解析】
【分析】过点M作于点E,判定是等边三角形,过点C作于点G,根据轴对称原理,垂线段最短原理,特殊角的三角函数解答即可..
【详解】解:过点M作于点E,连接,
∵四边形是菱形,,,
∴,,是等边三角形,
∴;
过点C作于点G,
∴;
∵,,
∴,
∴,
∵四边形是菱形,
∴点A,点C关于直线对称,
∴,
∴,
∵,
∴当M,C,E三点共线时,取得最小值,且最小值为,根据垂线段最短,得当时,取得最小值,
故当点E与点G重合时,取得最小值,此时,
∴,
故答案为:.
【点睛】本题考查了菱形的性质,等边三角形判定和性质,轴对称原理,垂线段最短原理,特殊角的三角函数,熟练掌握菱形性质,特殊角的三角函数是解题的关键.
11. 已知,则的最小值为___________.
【答案】
【解析】
【分析】根据绝对值的意义得出最小值为,的最小值为,根据题意可得当时,取得最小值,取最大值,进而代入代数式,即可求解.
【详解】解:∵,
∴,
∵要使最小,
∴取最小值,取最大值,
∴当时,最小值为,最小为
当时, 的最小值为,最大为
∴的最小值为
故答案为:.
12. 团体购买公园门票,票价如下表:
购票人数
1~50
51~100
100以上
门票价格
13元/人
11元/人
9元/人
现某单位要组织其市场部和生产部的员工游览该公园,这两个部门人数分别为a和,若按部门作为团体,选择两个不同的时间分别购票游览公园,则共需支付门票费为1290元;若两个部门合在一起作为一个团体,同一时间购票游览公园,则需支付门票费为990元,那么这两个部门的人数的乘积___________.
【答案】
【解析】
【分析】本题考查的是二元一次方程组的应用,清晰的分类讨论是解本题的关键;先判断,且,为正整数,再分,,再建立方程组解题即可.
详解】解:∵,
∴两个部门的人数和超过人,
∴,且,为正整数,
当时,
∴,
∴①,
∵,
当两部门的人都小于人时,不是整数,不符合题意;
∴,,
∴②,
联立①②可得:
,不符合题意,
当时,
∴,
∴③,
∵,
当,,
∴④,
联立③④可得:,
∴,
当,时,
∴,此时不符合题意,舍去,
当时,则,
∴⑤,
联立③⑤可得:,不符合题意,舍去,
综上:,
故答案为:.
13. 已知,则的值为___________.
【答案】
【解析】
【分析】本题考查了解无理方程,算术平方根的非负性,由题意得出,再将两边平方求解即可得解,熟练掌握以上知识点并灵活运用是解此题的关键.
【详解】解:∵,,,
∴,
∴将方程两边同时平方可得:,
即,
∴,
∴,
两边同时平方可得:,
∴,
∴,
解得:(不符合题意,舍去)或(不符合题意,舍去)或,
故答案为:.
14. 在如图的的方格表中选4个方格,要求每行和每列均恰有一个方格被选中,选中方格中的4个数之和的最大值是___________.
【答案】112
【解析】
【分析】本题主要考查了选数求和.熟练掌握选数规则,分类讨论求和,是解题的关键.
根据选4个方格,要求每行和每列均恰有一个方格被选中,选中方格中的4个数求和有8种情况,分别计算比较即得.
【详解】选中4个数分以下8种情况:
图1:,
图2:,
图3:,
图4:,
图5:,
图6:,
图7:,
图8:,
∴4个数和的最大值为112.
故答案为:112.
三、解答题(本大题共3题,共36分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
15. 如图,三个等腰直角三角形,,的直角顶点分别为D,P,E,且它们直角边长度均不相等,不平行,求证:P是的中点.
【答案】见解析
【解析】
【分析】本题考查了全等三角形.熟练掌握等腰直角三角形性质,全等三角形的判定和性质,平行线的判定和性质,是解决本题的关键.
延长交于点F,连接,根据等腰直角三角形性质,得,,,得,得,得,得,,得,得 ,得,得,得,得,得P是中点.
【详解】证明:如图,延长交于点F,连接,
∵等腰直角三角形中,,
∴,
∵等腰直角三角形中,,
∴,
∴,
∴,
∴,,
∴,
∴,
∵等腰直角三角形中,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴点P在上,
∴P是的中点.
16. 如图,正方形的边,在坐标轴上,点B的坐标为,点从点A出发,以每秒1个单位长度的速度沿轴向点运动;点从点同时出发,以相同的速度沿轴的正方向运动,规定点到达点时,点也停止运动.连结,过点作的垂线,与过点平行于轴的直线相交于点D.与轴交于点,连结.设点P运动的时间为.
(1)的度数为__________,点的坐标为__________(用t表示);
(2)当t为何值时,是以为顶点的等腰三角形.
(3)探索周长是否随时间t的变化而变化,若变化,说明理由,若不变,试求这个定值.
【答案】(1),
(2)或4时,是以为顶点的等腰三角形
(3)周长不随时间t的变化而变化,这个定值为8
【解析】
【分析】(1)先将两动点的路程表示出来:,,证明,得等腰直角,得出,及点D的坐标;
(2)分三种情况讨论:①若,得,则Q与O重合,不成立;②若,则,得,则点E与点C重合,点P与点O重合,则可求解;③若,延长到F,使得,连接,如图2,证明和,用t表示的长,然后列方程求出t的值;
(3)把转化为和的和,则的周长就变成了正方形两边的和,即可求解.
【小问1详解】
解:由题意得:,,
∴,即,
∵四边形是正方形,点B的坐标为,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,;
故答案为,;
【小问2详解】
解:分三种情况:
①若,则,
∴,
∵,
∴,
∴点E与点D重合,
∵交y轴于E点,
∴点Q与点O重合,
与条件“轴”矛盾,
∴这种情况不成立;
②若,则,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴点E与点C重合,
∴点P与点O重合,
∵,
∴,
此时;
③如图2,若,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
延长到F,使得,连接,
∵,,
∴,
∴,,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴
∴;
综上所述:当或4时,是以B为顶点等腰三角形;
【小问3详解】
解:的周长是定值,该定值是8;理由如下:
由(2)可知:,
∴的周长
;
∴的周长是定值,该定值是8.
【点睛】本题是四边形的综合题,考查了动点问题,正方形的性质,等腰直角三角形的性质,全等三角形,三角形周长等知识点;解题关键是深刻理解动点的路程、时间,理解两动点的完整运动过程;同时,采用了分类讨论一个三角形是等腰三角形的三种情况.
17. 已知,且,作二次方程.
(1)若方程有实数根,求证:;
(2)当方程有实数根,时,求正整数,,的值.
【答案】(1)见解析 (2),,
【解析】
【分析】本题主要考查一元二次方程判别式和根与系数的关系,
(1)利用二次函数根与系数之间的关系列出不等式,结合已知得出,化简即可证明;
(2)由根与系数的关系可得,,的关系,进而解得,,的值.
【小问1详解】
由式方程有实数根,得
其中
又∵,且,
∴,
∴,
那么有,
得,
,
故有.
【小问2详解】
由根与系数关系有,
∴,
∴.
由(1)知,可知,
故有,
∴,
又,,
∴或,
,
∴,
所以,,.
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2024年科学探究数学部分
一、选择题(本大题共7小题,每小题6分,共42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. 关于x,y的方程组有无数组解,则( )
A , B. ,
C. , D. ,
2. 若,,则与的大小关系为( )
A B. C. D. 无法确定
3. 如果a,b,c,d是正数,且满足a+b+c+d=2,+=4,那么+值为( )
A. 1 B. C. 0 D. 4
4. 如图,点是正方形内一点,,,,则的长为( )
A. B. C. D.
5. 当三个非负实数x,y,z满足关系式与时,的最大值是( )
A. 5 B. 6 C. 7 D. 8
6. 已知2024个数,每个数只能取或两个值之一,那么它们的两两之积的和的最小正值为( )
A. B. C. 44 D. 46
7. 设四位数满足,则这样的四位数的个数为( )
A. 3 B. 4 C. 5 D. 6
二、填空题(本题有7个小题,每小题6分,共12分)
8. 如图,在中,D、分别是、的中点,已知,,.则的面积为___________.
9. 我们把自变量为的函数记作,表示自变量时函数的值,对于实数、令 表示不超过的最大整数,例如,,,令,那么___________.
10. 如图,四边形是菱形,,,为对角线上任意一点,则的最小值为___________.
11. 已知,则的最小值为___________.
12. 团体购买公园门票,票价如下表:
购票人数
1~50
51~100
100以上
门票价格
13元/人
11元/人
9元/人
现某单位要组织其市场部和生产部的员工游览该公园,这两个部门人数分别为a和,若按部门作为团体,选择两个不同的时间分别购票游览公园,则共需支付门票费为1290元;若两个部门合在一起作为一个团体,同一时间购票游览公园,则需支付门票费为990元,那么这两个部门的人数的乘积___________.
13. 已知,则的值为___________.
14. 在如图的的方格表中选4个方格,要求每行和每列均恰有一个方格被选中,选中方格中的4个数之和的最大值是___________.
三、解答题(本大题共3题,共36分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
15. 如图,三个等腰直角三角形,,的直角顶点分别为D,P,E,且它们直角边长度均不相等,不平行,求证:P是的中点.
16. 如图,正方形边,在坐标轴上,点B的坐标为,点从点A出发,以每秒1个单位长度的速度沿轴向点运动;点从点同时出发,以相同的速度沿轴的正方向运动,规定点到达点时,点也停止运动.连结,过点作的垂线,与过点平行于轴的直线相交于点D.与轴交于点,连结.设点P运动的时间为.
(1)的度数为__________,点的坐标为__________(用t表示);
(2)当t为何值时,是以为顶点的等腰三角形.
(3)探索周长是否随时间t的变化而变化,若变化,说明理由,若不变,试求这个定值.
17 已知,且,作二次方程.
(1)若方程有实数根,求证:;
(2)当方程有实数根,时,求正整数,,的值.
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