内容正文:
二轮专题培优练·数学
专题八 综合与实践(含项目式学习)
专
题
八
综
合
与
实
践
︵
含
项
目
式
学
习
︶
类型 1 操作探究类
1.
(2024 泰安)综合与实践
为了研究折纸过程蕴含的数学知识,某校九年级数学兴趣小组的同学进行了数学折纸探究活动.
【探究发现】
(1)同学们对一张矩形纸片进行折叠,如图①,把矩形纸片 ABCD 翻折,使矩形顶点 B 的对应点 G 恰
好落在矩形的一边CD上,折痕为EF,将纸片展平,连接BG. EF 与BG 相交于点H.同学们发现图
形中四条线段成比例,即EF
BG
= AB
BC
,请你判断同学们的发现是否正确,并说明理由.
【拓展延伸】
(2)同学们对老师给出的一张平行四边形纸片进行研究,如图②,BD 是平行四边形纸片 ABCD
的一条对角线,同学们将该平行四边形纸片翻折,使点 A 的对应点 G,点 C 的对应点 H 都落
在对角线 BD 上,折痕分别是 BE 和 DF. 将纸片展平,连接 EG,FH,FG. 同学们探究后发现,
若 FG∥CD,那么点 G 恰好是对角线 BD 的一个“黄金分割点”,即 BG2 =BD·GD. 请你判断
同学们的发现是否正确,并说明理由.
根据题意可知图①中 EF⊥BG,构成十字模型,十字模型解读与练习详见大单元结构化整合练 P56
第 1 题图①
第 1 题图②
28
二轮专题培优练·数学
专
题
八
综
合
与
实
践
︵
含
项
目
式
学
习
︶
2.
(2024 河北)情境
图①是由正方形纸片去掉一个以中心 O 为顶点的等腰直角三角形后得到的.
该纸片通过裁剪,可拼接为图②所示的钻石型五边形,数据如图所示.
(说明:纸片不折叠,拼接不重叠无缝隙无剩余)
图①
图②
操作 嘉嘉将图①所示的纸片通过裁剪,拼成了钻石型五边形.
如图③,嘉嘉沿虚线 EF,GH 裁剪,将该纸片剪成①,②,③三块,再按照图④所示进行拼接. 根据
嘉嘉的剪拼过程,解答问题:
(1)直接写出线段 EF 的长;
(2)直接写出图③中所有与线段 BE 相等的线段,并计算 BE 的长.
图③
图④
图⑤
第 2 题图
探究 淇淇说:将图①所示纸片沿直线裁剪,剪成两块,就可以拼成钻石型五边形.
请你按照淇淇的说法设计一种方案:在图⑤所示纸片的 BC 边上找一点 P(可以借助刻度尺或
圆规),画出裁剪线(线段 PQ)的位置,并直接写出 BP 的长.
解:(1)1;【解法提示】如解图①,过 G′作 G′K⊥FH′于 K,结合题意可得四边形 FOG′K 为矩形,∴FO=
KG′,由拼接可得 HF=FO=KG′,由正方形的性质可得∠A= 45°,∴△AHG,△H′G′D,△AFE 为等腰直
角三角形,∴△G′KH′为等腰直角三角形,设 H′K=KG′=x,∴H′G′=H′D= 2x,∴AH=HG= 2 x,HF=
FO=x,∵正方形的边长为 2,∴对角线的长为 22+22 = 2 2,∴OA = 2,∴ x+x+ 2 x= 2,解得 x= 2 -
1,∴EF=AF=( 2 +1)x=( 2 +1)( 2 -1)= 1.
(2)BE=GE=AH=GH. ∵△AFE 为等腰直角三角形,EF=AF= 1,∴AE= 2EF= 2,∴BE= 2- 2 . 【解
法提示】∵GE=H′G′= 2x= 2( 2 -1)= 2- 2,AH=GH= 2x= 2- 2,∴BE=GE=AH=GH.
探究 如解图②,以 B 为圆心,BO 长为半径画弧交 BC 于 P′,交 AB 于 Q′,则直线 P′Q′为分割线,此时
BP′= 2,P′Q′= 2+2 = 2,符合要求,
或以 C 圆心,CO长为半径画弧,交 BC 于 P,交 CD于Q,则直线 PQ为分割线,
此时 CP=CQ= 2,PQ= 2+2 = 2,∴BP= 2- 2,
综上所述,BP 的长为 2或 2- 2 .
38
二轮专题培优练·数学
专
题
八
综
合
与
实
践
︵
含
项
目
式
学
习
︶
3.
综合与实践:
在一次数学项目学习活动中,博学小组的同学们用一张长为 8
cm,宽为 4
cm 的矩形纸片 ABCD
展开了探究活动.
动手操作:
第一步:如图①,将矩形纸片 ABCD 沿着对角线 AC 剪开,将△ABC 绕点 A 逆时针旋转得到
△AEF,使边 AD 和 AE 在同一直线上.
第二步:如图②,将△AEF 绕点 A 顺时针旋转(转动的度数小于 45°),边 AE 与边 DC 相交于
点 M.
图① 图② 图③
第 3 题图
问题解决:
(1)在图①中,连接 CF,请直接写出△ACF 的形状;
(2)在第二步操作中,如图②,
当旋转度数为 30°时,请求出点 E 到 CD 的距离;
拓广探索:
(3)如图③,将矩形纸片 ABCD 沿着对角线 BD 剪开,将△ABD 绕点 A 旋转得到△AB′D′,连接
BD′,BB′,在△ABD 绕点 A 旋转一周的过程中,若边 AB′
所在的直线
∙∙∙∙∙
恰好经过线段 BD′的中
点 O 时,请直接写出△BB′D′的面积.
解:(1)等腰直角三角形;
(2)如解图,过点 E 作 EH⊥DC 于 H,∴∠EHM= 90°.
∵四边形 ABCD 为矩形,∴∠D= 90°,∴AD∥EH,∴∠MEH=∠DAM.
当旋转度数为 30°时,∠DAM= 30°.
在 Rt△ADM 中,∵cos∠DAM= AD
AM
,
∴AM= AD
cos∠DAM
= 4
cos30°
= 4
3
2
= 8 3
3
.
由旋转可知 AE=AB= 8,∴EM=AE-AM= 8-8 3
3
.
在 Rt△ADM 中,∠MEH=∠DAM= 30°,
∴EH=cos30°·EM= 3
2
×(8-8 3
3
)= (4 3 -4)
cm;
(3)△BB′D′
的面积为(32+8 3)cm2 或(32-8 3)
cm2 .
详解见答案册 PX
48
参考答案与重难题解析·数学40
二
轮
专
题
培
优
练
答
案
专题八 综合与实践(含项目式学习)
1.
思维构建
(1)根据折叠的性质可知 BG⊥EF,由此可知本题为矩形
中的十字模型,矩形中的十字模型常用相似进行计算,故
需要作 EM⊥BC 构造相似.
(2)本题实际是要证明“BG2 =BD·GD”是否成立,看到这
个式子先想相似,已知 FG∥CD,可得△BGF∽△BDC,利
用相似三角形的性质和折叠的性质即可解决问题.
解:(1)EF
BG
= AB
BC
正确,理由如下:
如解图,过点 E 作 EM⊥BC 于点 M,
第 1 题解图
由折叠的性质得 EF⊥BG,
∴ ∠BHF= 90°,
∴ ∠FBH+∠BFH= 90°.
∵ ∠EMF= 90°,
∴ ∠MEF+∠BFH= 90°,
∴ ∠FBH= ∠MEF,
又∵ ∠EMF= ∠C= 90°,
∴ △EMF∽△BCG.
∴ EF
BG
=EM
BC
.
∵ 四边形 ABCD 是矩形,∴ ∠A= ∠ABC= 90°,
又∵ EM⊥BC,
∴ 四边形 ABME 是矩形,
∴ AB=EM,
∴ EF
BG
= AB
BC
;
(2)同学们的发现正确,理由如下:
∵ CD∥FG,∴ △BGF∽△BDC,∠CDF= ∠DFG,
∴ CD
FG
=BD
BG
,
由折叠知∠CDF= ∠BDF,
∴ ∠DFG= ∠BDF. ∴ GD=GF,∴ CD
GD
=BD
BG
,
由平行四边形及折叠知 AB=BG,AB=CD,
∴ BG
GD
=BD
BG
,∴ BG2 =BD·GD,
即点 G 为 BD 的一个黄金分割点.
2.
解:操作 (1)1;【解法提示】如解图①,过 G′作 G′K⊥FH′
于 K,结合题意可得四边形 FOG′K 为矩形,∴ FO =KG′,由
拼接可得 HF = FO = KG′,由正方形的性质可得∠A = 45°,
∴ △AHG,△H′G′D,△AFE 为等腰直角三角形,∴ △G′KH′
为等腰直角三角形,设 H′K =KG′ = x,∴ H′G′ = H′D = 2 x,
∴ AH=HG= 2 x,HF=FO= x,∵ 正方形的边长为 2,∴ 对角
线的长为 22 +22 = 2 2 ,∴ OA= 2 ,∴ x+x+ 2 x= 2 ,解得
x= 2 -1,∴ EF=AF= ( 2 +1)x= ( 2 +1)( 2 -1)= 1.
第 2 题解图① 第 2 题解图②
(2)BE=GE=AH=GH.
∵ △AFE 为等腰直角三角形,EF=AF= 1,
∴ AE= 2EF= 2 ,∴ BE= 2- 2 .
【解法提示】∵ GE =H′G′ = 2 x = 2 ( 2 - 1) = 2- 2 ,AH =
GH= 2 x= 2- 2 ,∴ BE=GE=AH=GH.
探究 如解图②,以 B 为圆心,BO 长为半径画弧交 BC 于
P′,交 AB 于 Q′,则直线 P′Q′为分割线,
此时 BP′= 2 ,P′Q′= 2+2 = 2,符合要求,
或以 C 圆心,CO 长为半径画弧,交 BC 于 P,交 CD 于 Q,则
直线 PQ 为分割线,
此时 CP=CQ= 2 ,PQ= 2+2 = 2,∴ BP= 2- 2 ,
综上所述,BP 的长为 2或 2- 2 .
第 3 题解图①
3.
解:(1)△ACF 是等腰直角三角形;
(2)如解图①,过点 E 作 EH⊥DC 于
点 H,∴ ∠EHM= 90°.
∵ 四边形 ABCD 为矩形,
∴ ∠D= 90°,∴ AD∥EH.
∴ ∠MEH= ∠DAM.
当旋转度数为 30°时,∠DAM= 30°.
在 Rt△ADM 中,∵ cos∠DAM= AD
AM
,
∴ AM= AD
cos∠DAM
= 4
cos30°
= 4
3
2
= 8 3
3
cm.
由旋转可知 AE=AB= 8
cm,
∴ EM=AE-AM= (8-8 3
3
)cm.
在 Rt△EHM 中,∠MEH= ∠DAM= 30°,
∴ EH=EM·cos30° = (8-8 3
3
)× 3
2
= (4 3 -4)
cm;
(3)△BB′D′
的面积为(32+8 3 )cm2 或(32-8 3 )
cm2 .
【解法提示】分两种情况:①边 AB′
恰好经过线段 BD′
的
第 3 题解图②
中点 O 时,作 BG⊥AB′
于点 G,如
解图②,∵ O 是 BD′的中点,∴ OB
= OD′.
∵ ∠D′AB′ = ∠BGA = 90°,
∠AOD′ = ∠GOB, ∴ △AOD′ ≌
04
参考答案与重难题解析·数学 41
二
轮
专
题
培
优
练
答
案
△GOB,∴ BG = AD′ = 4
cm,OG = OA,∴ BG = 1
2
AB. 在 Rt
△ABG 中,∵ sin∠GAB=BG
AB
= 1
2
,∴ ∠BAG= 30°,∴ AG = 3
BG= 4 3
cm,∴ OA = 2 3
cm,∴ OB′ = AB′-OA = (8- 2 3 )
cm,∴ S△BB′D′ =S△OB′D′+S△BB′O =
1
2
OB′·
AD′+ 1
2
OB′·
BG=
1
2
×(8-2 3 )×(4+4)= (32-8 3 )cm2 ;
第 3 题解图③
②如解图③,边 B′A
的延
长线恰好经过线段 BD′
的
中点 O 时,过点 B 作 BG⊥
B′A,交 BA′的延长线于点
G, 同 ① 可得 OA = OG =
2 3 cm,∴ OB′=
B′A+OA =
(8+2 3 ) cm,∴ S△BB′D′ = S△OB′D′ +S△BB′O =
1
2
OB′·
AD′+ 1
2
OB′·
BG= 1
2
×(8+2 3 ) ×(4+4)= (32+8 3 ) cm2 . 综上所
述,△BB′D′
的面积为(32-8 3 )cm2 或(32+8 3 )cm2 .
4.
解:探究 1:由图象中的点的坐标规律得到 n 与 b 成反比例
关系,
设 n= k
b
(k≠0),将其中一点(9,0. 8)代入,得 0. 8 = k
9
,解
得 k= 7. 2,
∴ n= 7. 2
b
,将其余各点一一代入验证,都符合关系式;
将
n= 1. 2
代入 n= 7. 2
b
得 b= 6;
探究 2:∵ n= 1
θ
(0. 5≤θ≤10),
∴ 在自变量 θ 的取值范围内,n 随着 θ 的增大而减小,
∴ 当 n≥1. 0 时,0<θ≤1. 0,
∵ 0. 5≤θ≤10,
∴ 0. 5≤θ≤1. 0;
探究 3:由素材可知,当某人的视力确定时,其分辨视角也
是确定的,由相似三角形性质可得
b1
检测距离1
=
b2
检测距离2
,
由探究 1 知 b1 = 6,∴
6
5
=
b2
3
,解得 b2 =
18
5
,
故检测距离为 3
m 时,视力值 1. 2 所对应行的“ ”形图边
长为
18
5
mm.
5.
解:(1)2;【解法提示】如解图①,
第 5 题解图① 第 5 题解图②
上述图形折叠后变成解图②,
由折叠和题意可知,GH = AE + FB, AH = DH, ∵ 四边形
EFNM 是正方形,∴ EM = EF,即 AG = EF,∴ GH+AG = AE+
FB+EF,即 AH=AB,∵ AH=DH,∴ AD
AB
=AH+DH
AB
= 2.
(2) C;【解法提示】根据几何体的展开图可知,“吉” 和
“如”在相对面上,“祥”和“意”在相对面上,而且相对面上
的字中间相隔一个几何图形,且字体相反.
(3)需要卡纸如表所示;理由如下:
卡纸型号 型号Ⅰ 型号Ⅱ 型号Ⅲ
所需卡纸的数量
(单位:张)
1 3 2
所用卡纸总费用
(单位:元)
58
根据(1)和题意可得:卡纸每格的边长为 5
cm,制作的一
个边长为 10
cm 的正方体的展开图形如解图③所示.
第 5 题解图③
∴ 型号Ⅲ卡纸,每张卡纸可制作 10 个正方体,如解图④,
型号Ⅲ
第 5 题解图④
型号Ⅱ卡纸,每张这样的卡纸可制作 2 个正方体,如解
图⑤,
型号Ⅱ
第 5 题解图⑤
型号Ⅰ卡纸,每张这样的卡纸可制作 1 个正方体,如解
图⑥,
型号Ⅰ
第 5 题解图⑥
14
参考答案与重难题解析·数学42
二
轮
专
题
培
优
练
答
案
∴ 可选择型号Ⅲ卡纸 2 张,型号Ⅱ卡纸 3 张,型号Ⅰ卡纸 1
张,则 10×2+2×3+1×1 = 27(个),
∴ 所用卡纸总费用为:20×2+5×3+3×1 = 58(元) .
6.
解:(1)11. 3;【解法提示】∵ 影长 EF 恰好等于自己的身高
DE,∴ △DEF 是等腰直角三角形,由平行投影性质可知,
△ABC 是等腰直角三角形,∴ AB=BC= 11. 3
m.
(2)如题图②,由反射定律可知,∠DCE= ∠ACB,
又∵ ∠DEC= 90° = ∠ABC,
∴ △DEC∽△ABC,
∴ AB
DE
=BC
CE
,即 AB
1. 5
= 16
2
,解得 AB= 12,
∴ 旗杆高度为 12
m;
(3)如题图⑥,
∵ ∠CDG= ∠ADB,∠CGD= 90° = ∠ABD,
∴ △DCG∽△DAB,∴ CG
AB
=DG
DB
,
设 AB= x
m,BD= y
m,则1. 8
x
= 1. 5
y
,∴ y= 5
6
x,
同理可得△C′D′G′∽△AD′B,∴ C′G′
AB
=D′G′
D′B
,
∵ D′B=DD′+BD= (24+y)m,
∴ 1. 2
x
= 2
24+y
,∴ 1. 2
x
= 2
24+
5
6
x
,解得 x= 28. 8,
经检验, x = 28. 8 是原分式方程的解, 且符合题意,
故 AB≈29
m,
∴ 雕塑高度 AB 约为 29
m.
7.
解:(1)建立如解图①所示的平面直角坐标系,
∵ OP 所在直线是 AB 的垂直平分线,且 AB= 6,
∴ OA=OB= 1
2
AB= 1
2
×6 = 3,
第 7 题解图①
∴ 点 B 的坐标为(3,0),
∵ OP= 9,
∴ 点 P 的坐标为(0,9),
∵ 点 P 是抛物线的顶点,
∴ 设抛物线的函数表达式为 y = ax2 + 9
(a≠0),
∵ 点 B(3,0)在抛物线 y = ax2 + 9(a≠
0)上,
∴ 9a+9 = 0,解得 a= -1,
∴ 抛物线的函数表达式为 y= -x2 +9(-3≤x≤3);
(2)∵ 点 D,E 在抛物线 y= -x2 +9
上,
∴ 设点 E 的坐标为(m,-m2 +9),
∵ DE∥AB,交 y 轴于点 F,
∴ DF=EF=m,OF= -m2 +9,
∴ DE= 2m,
∵ 在 Rt△ABC 中,∠ACB= 90°,OA=OB,
∴ OC= 1
2
AB= 1
2
×6 = 3,
∴ CF=OF-OC= -m2 +9-3 = -m2 +6,
根据题意,得 DE+CF= 6,
∴ -m2 +6+2m= 6,
解得 m1 = 2,m2 = 0(不符合题意,舍去),
∴ m= 2,
∴ DE= 2m= 4,CF= -m2 +6 = 2.
答:DE 的长为 4 米,CF 的长为 2 米;
(3)矩形周长的最大值为 33
2
米. 【解法提示】矩形灯带为
GHML,如解图②,
第 7 题解图②
由点 A(-3,0),B(3,0),C(0,3),得直线 AC 和 BC 的函数
表达式分别为 y= x+3 和 y = -x+3,设点 G(m,-m2 +9),则
H(-m,-m2 +9),L(m,m+3),M(-m,m+3),∴ 矩形周长为
2(GH+GL)= 2(-2m-m2 +9-m-3)= -2(m+ 3
2
) 2 +33
2
≤33
2
,
故矩形周长的最大值为
33
2
米.
8.
解:(1)在 Rt△ABC 中,∠A= 45°,
∴ ∠ABC= 45°,
∴ BC=AC= 20
cm;
(2)由题可知 ON=EC= 1
2
AC= 10(cm),
在 Rt△ONB 中,∠B= 45°,
∴ NB=ON= 10
cm,
又∵ 在 Rt△OND 中,∠DON= 32°,
∴ DN = ON · tan ∠DON = 10 · tan32° ≈ 10 × 0. 62 =
6. 2(cm),
∴ BD=BN-DN= 10-6. 2 = 3. 8(cm) .
9.
解:(1)由题意得 m= 0,y= 0,
∵ m0 = 10,M= 50,
∴ 10l= 50a,
∴ l= 5a;
(2)由题意得 m= 1
000,y= 50,
∴ (10+1
000) l= 50(a+50),
∴ 101l-5a= 250;
(3)由(1)(2)可得
l= 5a,
101l-5a= 250,{
解得
a= 0. 5,
l= 2. 5,{
(4)由(3)可知 l= 2. 5,a= 0. 5,
∴ 2. 5(10+m)= 50(0. 5+y),
∴ y= 1
20
m;
(5)由(4)可知 y= 1
20
m,
24
参考答案与重难题解析·数学 43
二
轮
专
题
培
优
练
答
案
当 m= 100 时,y= 5,
∴ 相邻刻线间的距离为 5 厘米.
10.
解:(1)240;
(2)∠BAD= ∠FAD. 理由如下:
第 10 题解图①
连接 BD,FD,如解图①,
∵ 六 边 形 ABCDEF 是 等 边 半 正 六
边形,
∴ AB = BC = CD = DE = EF = FA, ∠C
= ∠E,
∴ △BCD≌△FED.
∴ BD=FD,
在△ABD 与△AFD
中,
AB=AF,
BD=FD,
AD=AD,
{
∴ △ABD≌△AFD,
∴ ∠BAD= ∠FAD;
(3)答案不唯一,如解图②,等边半正六边形 ABCDEF 即
为所求.
作法一: 作法二:
第 10 题解图②
11.
(1)解:6 5
5
;
(2)证明:如解图①,连接 EG,
由折叠可知,EF=AE=ED,∠BFE= ∠A= 90°.
∴ ∠EFG= 90°.
第 11 题解图①
∵ 四边形 ABCD 是正方形,
∴ AB=BC=CD,∠D= 90°.
在 Rt△EDG 和 Rt△EFG 中,
EG=EG,
ED=EF,{
∴ Rt△EDG≌Rt△EFG.
∴ DG=FG.
设正方形的边长为 a,DG= x.
∵ 在 Rt△BCG 中,BG2 =BC2 +CG2 ,
第 11 题解图②
∴ (a+x) 2 =a2 +(a-x) 2 ,
解得 x= a
4
,
∴ CG= 3a
4
,BG= 5a
4
,
∴ CG ∶ BC ∶ BG= 3 ∶ 4 ∶ 5,
∴ △BCG 为勾股三角形.
(3)解:如解图②所示:△CED 是勾股三角形.
(答案不唯一,△DFG 也是勾股三角形. )
12.
解:(1) 100,10,72°;【解法提示】∵ 30÷ 30% = 100(人),
∴ 本次被抽样调查的学生总人数为 100 人;∵ 出游 C 景
点的人数为 100-(12+ 20+ 20+ 8+ 30) = 10(人),∴ m% =
10
100
×100% = 10%;∵ 20
100
×360° = 72°,∴
“B:龙凤古镇”对
应圆心角的度数是 72°.
(2)由(1)知:出游景点 C 的人数为 10 人,
补全条形统计图如解图①:
第 12 题解图①
(3) 8
100
×1
800 = 144(人) .
答:估计该学校学生“五一”假期未出游的有 144 人;
(4)画树状图如解图②:
第 12 题解图②
∵ 一共有 16 种等可能的结果,其中两人选择同一景点有
4 种等可能的结果,
∴ P(甲、乙两人选择同一景点)= 4
16
= 1
4
.
13.
解:任务 1:根据题意得:L= 0. 2(n-1)+1 = 0. 2n+0. 8,
∴ 车身总长 L 与购物车辆数 n 的表达式为 L= 0. 2n+0. 8;
任务 2:当 L= 2. 6 时,0. 2n+0. 8 = 2. 6,解得 n= 9,
2×9 = 18(辆) .
答:直立电梯一次性最多可以运输 18 辆购物车;
任务 3:设用扶手电梯运输 m 次,直立电梯运输 n 次,
∵ 100÷24 = 4 1
6
,
根据题意得:
m+n= 5,
24m+18n≥100,{ 解得 m≥
5
3
,
∵ m 为正整数,且 m≤5,∴ m= 2,3,4,5,
∴ 共有 4 种运输方案.
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