精品解析:甘肃省武威市 2024-2025 学年下第三阶段评估试卷 九年级 数 学
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内容正文:
2024-2025学年度第二学期第三阶段评估试卷
九年级数学
一、选择题:每小题3分,共30分.在每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要求的.
1. 的相反数是( )
A. 5 B. C. D.
2. 下列说法正确的是( )
A. 9的平方根是3 B. 的平方根是 C. 9的算术平方根是3 D. 9的算术平方根是
3. 据统计我国每年浪费的粮食约吨,我们要勤俭节约,反对浪费,积极的加入“光盘行动”中来.用科学记数法表示是( )
A. B. C. D.
4. 如图,在大圆柱体中挖去一个小圆柱体,那么这个几何体的主视图为( )
A. B. C. D.
5. 如图,,平分,P为上任意一点,交于点E,于点F,若,则的长为( )
A. B. 2 C. D. 3
6. 如图,,且,则的度数是( )
A. B. C. D.
7. 《孙子算经》中记载:今有三人共车,二车空;二人共车,九人步,问人与车各几何?该题意思是:今有若干人乘车,每3人乘一车,最终剩余2辆车,若每2人共乘一车,最终剩余9个人无车可乘,问有多少人,多少辆车?若设有x辆车,则可列方程( )
A. B. C. D.
8. 如图,,,是正方形网格中的格点(小正方形的顶点),则的值为( )
A. B. C. D.
9. “双减”政策实施后,中小学生家庭作业明显减少.如图是某班甲、乙两名同学一周内每天完成家庭作业(作业相同)所花费时间的折线统计图,下列说法正确的是 ( )
A. 甲完成家庭作业所花费时间最长为小时
B. 乙完成家庭作业所花费时间最长为2小时
C. 这一周乙完成家庭作业的平均效率比甲高
D. 同一天中,乙完成家庭作业花费的时间最长比甲多了1小时
10. 如图1是利用四边形不稳定性设计的“千斤顶”,其基本形状是一个菱形,中间通过螺杆连接,转动手柄可改变的长度(菱形的边长不变),从而改变千斤顶的高度(即B,D之间的距离).在手柄转动过程中,B,D之间的距离y(cm)随的长度x(cm)的变化规律如图2所示,则图2中a的值为( )
A. 42 B. 46 C. 48 D. 50
二、填空题:本题共6小题,每小题3分,共18分.
11. 把多项式因式分解结果是______.
12. 已知关于x的方程的两个实数根为,,若,则m的值为_____.
13. 将抛物线先向左平移个单位长度,再向上平移个单位长度,得到的抛物线的表达式写成的形式为________.
14. 如图,在中,,,将绕着点C顺时针旋转得到,连接,则的度数为______.
15. 如图,菱形的顶点是坐标原点,点在反比例函数的图象上,点在轴上.若菱形的面积是6,则的值为___________.
16. 如图,是的直径,与弦交于点,,,,则图中阴影部分的面积为________.
三、解答题:本题共72分.
17 计算:
18. 解不等式组,并在数轴上把解集表示出来.
19. 先化简,再求值:,其中.
20. 如图,当时,求作直线l上一点P,使。
小高的做法为:
①作出的外接圆,圆心为M;
②作出线段的垂直平分线,与的交点为O;
③以O为圆心,的长为半径画圆,与直线l交点就是使的点P.
老师说小高的做法是正确的.
根据小高设计的尺规作图过程,
(1)使用直尺和圆规,补全图形;(保留作图痕迹)
(2)完成下面的证明.
证明:连接,,
∵是的外接圆,又在中, ∴.
∵是垂直平分线 ∴(______)(填写推理的依据),
∴点B也在以O为圆心,以为半径的圆上,
对于, ∴(______)(填写推理依据).
21. 随着中考的临近,为了给即将参加中考的学生加油鼓励,九年级(1)班的班长制作了一个如图所示质地均匀的转盘(转盘被平均分成四等份),再将“中考加油”四个字分别写在每个扇形上,让班上的每个同学自由转动两次转盘,转盘停止后,指针所指扇形区域内的字即为转出的字(若指针指向分割线,则不计次数,重新转动,直至指针指向某一扇形区域为止).
(1)该班小敏同学转动一次转盘,转出的字为“考”属于______事件;(选填“必然”“随机”或“不可能”)
(2)该班的小凡同学转动转盘两次,利用列表或画树状图的方法求小凡同学两次转出的字可以组成词语“中考”或“加油”的概率.
22. 甘肃黄河楼,耸立在黄河之滨,见证了母亲河的壮丽与传奇,是弘扬黄河文化的标志性建筑.如图,小军想利用无人机测量黄河楼的高度BC,无人机在点A处测得黄河楼顶部点B的俯角为,黄河楼底端点C的俯角为,此时无人机与黄河楼的水平距离为,点D、B、C在一条直线上,图中所有点均在同一平面内,求黄河楼的高度BC.(参考数据:,,)
23. 为落实“双减”政策.优化作业管理,某中学从全体学生中随机抽取部分学生,调查他们每天完成书面作业的时间t(单位:分钟)按照完成时间分成五组:A组.“”,B组.“”,C组.“”,D组.“”,E组“”,将收集的数据整理后,绘制成如图两幅不完整的统计图.
根据以上信息,解答下列问题:
(1)这次调查的总人数是_______人,请补全条形统计图;
(2)在扇形统计图中,B组的圆心角是________度;
(3)若该校有1800名学生,请你估计该校每天完成书面作业不超过90分钟的学生人数.
24. 甘加草原拥有壮丽的高原风光,蓝天白云下,广阔的草原上牛羊成群,风景如画.夏季是游览甘加草原的最佳季节,此时草原上野花烂漫,景色宜人.暑假期间,王超一家自驾前往该景区游玩,经过服务区时,休息一段时间后继续驶往目的地,如图表示王超离家的距离y(千米)与离开家的时间x(小时)之间的函数关系,请根据图中信息,解答下列问题:
(1)王超一家到达服务区之前车速为______千米/小时,在服务区休息时长为______小时;
(2)求图中段y与x之间的函数关系式;
(3)王超离开家多久,离家的距离恰好为160千米?
25. 如图,是的直径,点A,点D在上,且位于的两侧,点C在的延长线上,.
(1)求证:是的切线;
(2)若,,求的半径.
26. (1)【提出问题】数学课上,老师提出问题:如图1,在等腰中,,点在边上,以为边作正方形,点在边上,连接,点为线段的中点,连接,.以点为对称中心,画出关于点对称的图形,并直接写出与的位置及大小关系 ;
(2)【类比探究】在等边中,、分别是、边上一点,且,以、为邻边作菱形,再将菱形绕点顺时针旋转一定角度后得到新的菱形,如图2,连接,点为线段的中点,连接、,判断与的位置及大小关系,并证明你的结论;
(3)【迁移运用】在(2)的条件下,若,,菱形在旋转过程中,当最小时,直接写出的值 .
27. 如图,抛物线的图象与x轴交于A、B两点(点A在点B的左边),与y轴交于点C,点D为抛物线的顶点.
(1)求A、B、C的坐标;
(2)点M为线段AB上一点(点M不与点A、B重合),过点M作x轴的垂线,与直线AC交于点E,与抛物线交于点P,过点P作PQ∥AB交抛物线于点Q,过点Q作QN⊥x轴于点N.若点P在点Q左边,当矩形PQNM的周长最大时,求△AEM的面积;
(3)在(2)的条件下,当矩形PMNQ的周长最大时,连接DQ.过抛物线上一点F作y轴的平行线,与直线AC交于点G(点G在点F的上方).若FG=DQ,求点F的坐标.
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2024-2025学年度第二学期第三阶段评估试卷
九年级数学
一、选择题:每小题3分,共30分.在每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要求的.
1. 的相反数是( )
A. 5 B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】本题考查相反数的定义.根据只有符号不同的两个数互为相反数,即可求解.
【详解】解:的相反数是,
故选:D.
2. 下列说法正确的是( )
A. 9的平方根是3 B. 的平方根是 C. 9的算术平方根是3 D. 9的算术平方根是
【答案】C
【解析】
【分析】根据平方根和算术平方根的定义判断即可.
【详解】解:非负数a的平方根是,算术平方根是,
因此9的平方根是,算术平方根是3.
A.9的平方根是,故错误,不符合题意;
B.没有平方根,故错误,不符合题意;
C.9的算术平方根是3,故正确,符合题意;
D.9的算术平方根是3,故错误,不符合题意;
故选:C.
【点睛】本题考查平方根和算术平方根的判断,解题关键是熟悉相关概念.平方根,又叫二次方根,其中属于非负数的平方根称之为算术平方根.
3. 据统计我国每年浪费的粮食约吨,我们要勤俭节约,反对浪费,积极的加入“光盘行动”中来.用科学记数法表示是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】此题考查科学记数法的表示方法,熟练掌握科学记数法的表示方法是解题的关键.
科学记数法的表示形式为的形式,其中,为整数,确定的值时,要看把原数变成时,小数点移动了多少位,的绝对值与小数点移动的位数相同,当原数绝对值时,是正数;当原数的绝对值时,是负数.
【详解】解:;
故答案为:D.
4. 如图,在大圆柱体中挖去一个小圆柱体,那么这个几何体的主视图为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】本题考查了三视图的定义, 理解 “从正面看几何体,所看到的视图是主视图.”,理解画轮廓线时,看见的轮廓线线用实线,看不见的轮廓线用虚线是解题的关键.
【详解】解:从正面看到的平面图形是,
故选:B.
5. 如图,,平分,P为上任意一点,交于点E,于点F,若,则的长为( )
A. B. 2 C. D. 3
【答案】C
【解析】
【分析】本题考查角平分线的性质、平行线的性质、三角形的外角性质、含30度角的直角三角形的性质,熟练掌握角平分线的性质以及含30度角的直角三角形的性质是解答的关键.过P作于H,根据角平分线的性质得到,,根据平行线的性质和三角形的外角性质求得,然后利用含30度角的直角三角形的性质求解即可.
【详解】解:过P作于H,
∵平分,,,
∴,,
∵,
∴,
∴,又,
∴,
∴,
故选:C.
6. 如图,,且,则的度数是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】本题考查了相似三角形的性质,掌握相似三角形对应角相等是关键.
根据相似三角形对应角相等即可求解.
【详解】解:∵,且,
∴,
故选:B .
7. 《孙子算经》中记载:今有三人共车,二车空;二人共车,九人步,问人与车各几何?该题意思是:今有若干人乘车,每3人乘一车,最终剩余2辆车,若每2人共乘一车,最终剩余9个人无车可乘,问有多少人,多少辆车?若设有x辆车,则可列方程( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】本题考查了一元一次方程解实际问题.根据总人数不变,分别表示出每3人乘一车,每2人共乘一车时的总人数即可求解.
【详解】解:根据题意列方程得,
故选:B.
8. 如图,,,是正方形网格中的格点(小正方形的顶点),则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】设小正方形边长为1,过点B作BD⊥AC于D,过点B作BF⊥AE于点F,由勾股定理可求AC,BC的长,由三角形的面积公式可求BD的长,即可求sin∠ACB的值.
【详解】解:设小正方形的边长为1,过点B作BD⊥AC于D,过点B作BF⊥AE于点F,
∵S△ABC=2×7-×1×3−×1×7−×2×4=5,
由勾股定理可知:AC= ,
∵AC•BD=5,
∴BD=,
由勾股定理可知:BC= ,
∴sin∠ACB= = .
故选A.
【点睛】本题考查锐角三角函数的定义,解题的关键是运用面积法求BD的长.
9. “双减”政策实施后,中小学生的家庭作业明显减少.如图是某班甲、乙两名同学一周内每天完成家庭作业(作业相同)所花费时间的折线统计图,下列说法正确的是 ( )
A. 甲完成家庭作业所花费时间最长为小时
B. 乙完成家庭作业所花费时间最长为2小时
C. 这一周乙完成家庭作业的平均效率比甲高
D. 同一天中,乙完成家庭作业花费的时间最长比甲多了1小时
【答案】D
【解析】
【分析】根据折线统计图中的信息依次判断即可.
【详解】解:由统计图可知,甲完成家庭作业所花费时间最长为2小时,
乙完成家庭作业所花费时间最长为小时,故选项A,B中的说法错误,不合题意.
这一周甲每天完成家庭作业平均花费的时间为(小时),
乙每天完成家庭作业平均花费的时间为1.8(小时),
∵甲、乙两名同学每天的作业是相同的,
∴这一周甲完成家庭作业的平均效率比乙高,故选项C中的说法错误,不合题意.
由统计图可知,同一天中,乙完成家庭作业花费的时间最长比甲多1小时,故选项D中的说法正确,符合题意.
故选D.
【点睛】本题考查了平均数,从折线图中获取有用信息是解题的关键.
10. 如图1是利用四边形不稳定性设计的“千斤顶”,其基本形状是一个菱形,中间通过螺杆连接,转动手柄可改变的长度(菱形的边长不变),从而改变千斤顶的高度(即B,D之间的距离).在手柄转动过程中,B,D之间的距离y(cm)随的长度x(cm)的变化规律如图2所示,则图2中a的值为( )
A. 42 B. 46 C. 48 D. 50
【答案】C
【解析】
【分析】本题考查了菱形的性质、函数的图象、勾股定理,从函数的图象获取信息是解题的关键.连接交于点O,由图象可知,当时,,利用菱形的性质计算出菱形的边长,再计算出当时的长,即可得出a的值.
【详解】解:如图,连接交于点O,
四边形是菱形,
,,,
由图象可知,当时,,
此时,,
,
当时,,
,
,
.
故选:C.
二、填空题:本题共6小题,每小题3分,共18分.
11. 把多项式因式分解的结果是______.
【答案】(2m+n)(2m-n)
【解析】
【分析】把写成(2m)2的形式,然后利用平方差公式分解即可
【详解】解:原式=(2m)2- n2=(2m+n)(2m-n),
故答案为(2m+n)(2m-n)
【点睛】此题考查了用平方差公式进行因式分解,熟练掌握因式分解的方法是解本题的关键.
12. 已知关于x的方程的两个实数根为,,若,则m的值为_____.
【答案】
【解析】
【分析】本题考查一元二次方程根的情况,熟练掌握一元二次方程根与系数的关系及根的情况是解题的关键,由于,是方程的两个实数根,可得,,代入可得,进而得到,,代入原式验证后,即可得到答案.
【详解】解:∵,是方程的两个实数根,
∴,,
∵,
∴,
∴,
整理得:,
解得:,,
当时,原方程为,
∴,不符合题意舍去,
当时,原方程为,
∴,符合题意舍去,
综上所述:,
故答案为:.
13. 将抛物线先向左平移个单位长度,再向上平移个单位长度,得到的抛物线的表达式写成的形式为________.
【答案】
【解析】
【分析】本题考查二次函数的图象与性质,涉及二次函数的一般式化为顶点式,二次函数的平移,熟练掌握二次函数的相关性质是解题的关键.先将化为顶点式,再利用左加右减,上加下减即可得出平移后的表达式.
【详解】解:,
∵先向左平移个单位长度,再向上平移个单位长度,
∴平移后的抛物线的表达式为,
故答案为:.
14. 如图,在中,,,将绕着点C顺时针旋转得到,连接,则的度数为______.
【答案】15
【解析】
【分析】本题考查的是旋转的性质,等腰直角三角形的判定与性质,证明,,,可得,再进一步求解即可.
【详解】解:在中,,,将绕着点C顺时针旋转得到,
,,,
是等腰直角三角形,
,
,
故答案为:.
15. 如图,菱形的顶点是坐标原点,点在反比例函数的图象上,点在轴上.若菱形的面积是6,则的值为___________.
【答案】
【解析】
【分析】本题考查了反比例函数值的几何意义,菱形的性质,熟练掌握相关知识点是解题的关键.根据反比例函数值几何意义解答结构.
【详解】解:连接交于点D,
∵是菱形,
∴,,
∴,
∴,
又∵双曲线位于第二象限,
∴,
故答案为:.
16. 如图,是的直径,与弦交于点,,,,则图中阴影部分的面积为________.
【答案】
【解析】
【分析】连接、,由,,求得,由得,由得,根据三角形内角和求得,进而求得,最后根据即可得解.
【详解】解:连接、,
,,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
故答案为:.
【点睛】本题考查了等腰三角形的性质,三角形的内角和定理,解直角三角形,扇形的面积公式,熟练掌握以上知识点是解答本题的关键.
三、解答题:本题共72分.
17. 计算:
【答案】
【解析】
【分析】此题考查了实数的混合运算能力,关键是能准确确定运算顺序和方法,并能进行正确地计算.
先计算零次幂、二次根式、绝对值和特殊角的三角函数值,再计算加减.
【详解】解:
.
18. 解不等式组,并在数轴上把解集表示出来.
【答案】无解,见解析
【解析】
【分析】本题考查了解不等式组并在数轴上表示解集.
分别求出两不等式的解集,进而求出不等式组的解集,最后在数轴上表示即可.
【详解】解:
解不等式①得:,
解不等式②得:,
∴不等式组无解,
数轴上表示如下:
19. 先化简,再求值:,其中.
【答案】.
【解析】
【分析】本题考查了分式的化简求值,先算括号里,再算括号外,然后把的值代入化简后的式子进行计算即可解答,准确熟练地进行计算是解题的关键.
【详解】解:,
,
,
,
当时,原式.
20. 如图,当时,求作直线l上一点P,使。
小高的做法为:
①作出的外接圆,圆心为M;
②作出线段的垂直平分线,与的交点为O;
③以O为圆心,的长为半径画圆,与直线l交点就是使的点P.
老师说小高的做法是正确的.
根据小高设计的尺规作图过程,
(1)使用直尺和圆规,补全图形;(保留作图痕迹)
(2)完成下面的证明.
证明:连接,,
∵是的外接圆,又在中, ∴.
∵是的垂直平分线 ∴(______)(填写推理的依据),
∴点B也在以O为圆心,以为半径的圆上,
对于, ∴(______)(填写推理依据).
【答案】(1)见详解 (2),垂直平分线的性质,圆周角定理
【解析】
【分析】本题主要考查垂线的尺规作图,圆周角定理等知识,
(1)先作线段的垂直平分线,再作的外接圆,再根据题意完成作图即可;
(2)依据题干给出的思路作答即可.
【小问1详解】
作图如下:
点P即为所求;
【小问2详解】
连接,,如图,
∵是的外接圆,又在中,,
∴.
∵是的垂直平分线,
∴(垂直平分线的性质),
∴点B也在以O为圆心,以为半径的圆上,
对于,,
∴(圆周角定理).
故答案为:,垂直平分线的性质,圆周角定理.
21. 随着中考的临近,为了给即将参加中考的学生加油鼓励,九年级(1)班的班长制作了一个如图所示质地均匀的转盘(转盘被平均分成四等份),再将“中考加油”四个字分别写在每个扇形上,让班上的每个同学自由转动两次转盘,转盘停止后,指针所指扇形区域内的字即为转出的字(若指针指向分割线,则不计次数,重新转动,直至指针指向某一扇形区域为止).
(1)该班的小敏同学转动一次转盘,转出的字为“考”属于______事件;(选填“必然”“随机”或“不可能”)
(2)该班的小凡同学转动转盘两次,利用列表或画树状图的方法求小凡同学两次转出的字可以组成词语“中考”或“加油”的概率.
【答案】(1)随机 (2)
【解析】
【分析】本题主要考查了事件的分类,利用列表或画树状图求概率等知识点,解题的关键是熟练掌握事件的分类和求概率的方法.
(1)根据事件的分类进行判断即可;
(2)画树状图进行求概率即可.
【小问1详解】
解:该事件属于随机事件,
故答案为:随机;
【小问2详解】
解:画树状图如下:
由树状图可知共有16种等可能的结果,其中两次转出的字可以组成词语“中考”或“加油”的结果有4种,
∴P(小凡同学两次转出的字可以组成词语“中考”或“加油”.
22. 甘肃黄河楼,耸立在黄河之滨,见证了母亲河的壮丽与传奇,是弘扬黄河文化的标志性建筑.如图,小军想利用无人机测量黄河楼的高度BC,无人机在点A处测得黄河楼顶部点B的俯角为,黄河楼底端点C的俯角为,此时无人机与黄河楼的水平距离为,点D、B、C在一条直线上,图中所有点均在同一平面内,求黄河楼的高度BC.(参考数据:,,)
【答案】
【解析】
【分析】本题主要考查了解直角三角形的应用-仰角俯角问题,熟练掌握锐角三角函数的定义是解答本题的关键.在和中,分别利用锐角三角函数求出的长,即可得的长.
【详解】解:由题意得,,,
在中,,
,
中,,
,
解得,
.
∴黄河楼的高度为.
23. 为落实“双减”政策.优化作业管理,某中学从全体学生中随机抽取部分学生,调查他们每天完成书面作业的时间t(单位:分钟)按照完成时间分成五组:A组.“”,B组.“”,C组.“”,D组.“”,E组“”,将收集的数据整理后,绘制成如图两幅不完整的统计图.
根据以上信息,解答下列问题:
(1)这次调查的总人数是_______人,请补全条形统计图;
(2)在扇形统计图中,B组的圆心角是________度;
(3)若该校有1800名学生,请你估计该校每天完成书面作业不超过90分钟的学生人数.
【答案】(1)100,见解析 (2)72 (3)1710人
【解析】
【分析】(1)根据C组人数及所占比例得出总人数,确定D组的人数即可补全统计图;
(2)用360度乘以B组人数所占的比例即可;
(3)总人数乘以不超过90分钟学生的比例即可得出结果.
【小问1详解】
解:人,
∴D组的人数为: ,
补全的条形统计图如下图所示:
【小问2详解】
,
故答案为:;
【小问3详解】
(人),
答:估计该校每天完成书面作业不超过90分钟的学生有1710人.
【点睛】题目主要考查扇形统计图与条形统计图,用样本估计总体及求扇形的圆心角等,理解题意,根据扇形统计图与条形统计图获取相关信息是解题关键.
24. 甘加草原拥有壮丽的高原风光,蓝天白云下,广阔的草原上牛羊成群,风景如画.夏季是游览甘加草原的最佳季节,此时草原上野花烂漫,景色宜人.暑假期间,王超一家自驾前往该景区游玩,经过服务区时,休息一段时间后继续驶往目的地,如图表示王超离家的距离y(千米)与离开家的时间x(小时)之间的函数关系,请根据图中信息,解答下列问题:
(1)王超一家到达服务区之前车速为______千米/小时,在服务区休息时长为______小时;
(2)求图中段y与x之间的函数关系式;
(3)王超离开家多久,离家的距离恰好为160千米?
【答案】(1)100;1
(2)
(3)3小时
【解析】
【分析】本题考查一次函数的应用,利用待定系数法求函数关系式是解题的关键.
(1)根据图象获得信息求解即可;
(2)利用待定系数法求解即可;
(3)根据图象,先判断对应的函数关系式,再将代入对应的函数关系式并求出x的值即可.
【小问1详解】
解:王超一家到达服务区之前车速为千米/小时,
在服务区休息时长为小时;
故答案为:100;1;
【小问2详解】
解:设段y与x之间的函数关系式为(k、b为常数,且).
将和分别代入,
得,
解得,
∴段y与x之间的函数关系式为.
【小问3详解】
解:∵,
∴根据图象可知,对应x为,
∴,
解得.
答:王超离开家3小时后,离家的距离恰好为160千米.
25. 如图,是的直径,点A,点D在上,且位于的两侧,点C在的延长线上,.
(1)求证:是的切线;
(2)若,,求的半径.
【答案】(1)见解析 (2)6
【解析】
【分析】本题考查了切线的判定和性质,等腰三角形的性质,相似三角形的判定和性质,圆周角定理,熟练掌握切线的判定是解题的关键.
(1)连接,根据圆周角定理得到,根据等腰三角形的性质得到,求得,根据切线的判定定理得到结论;
(2)根据相似三角形判定和性质定理得到,求得.
【小问1详解】
证明:连接,
是的直径,
,
,
,
,
∵,,
,
,
,
,
是半径,
是的切线;
【小问2详解】
解:,,
,
,
,
,
,
∴,
即的半径为6.
26. (1)【提出问题】数学课上,老师提出问题:如图1,在等腰中,,点在边上,以为边作正方形,点在边上,连接,点为线段的中点,连接,.以点为对称中心,画出关于点对称的图形,并直接写出与的位置及大小关系 ;
(2)【类比探究】在等边中,、分别是、边上一点,且,以、为邻边作菱形,再将菱形绕点顺时针旋转一定角度后得到新的菱形,如图2,连接,点为线段的中点,连接、,判断与的位置及大小关系,并证明你的结论;
(3)【迁移运用】在(2)的条件下,若,,菱形在旋转过程中,当最小时,直接写出的值 .
【答案】(1),,证明见解析(2),,证明见解析(3)
【解析】
【分析】(1)延长至,使,连接,利用直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半,可得,,得出,再证得,即可得出答案;
(2)作关于点成中心对称的,连接、,则,,,进而可得,再结合等边三角形的性质、勾股定理和全等三角形的判定和性质即可求得答案;
(3)过点作于点,连接、,交于点,利用三角形中位线定理可得,又点是定点,得出点在以为圆心,为半径的圆上运动,可求得的最小值,再利用三角形面积公式即可求得答案.
【详解】解:(1)如图1,延长至,使,连接,
则与关于点对称,即为所求作的图形.
四边形是正方形,
,
,
点为线段的中点,
,
,
,
,点为线段的中点,
,
,,
,
是等腰直角三角形,
,
,
,
,
,
故答案为:,;
(2)结论:,;证明如下:
如图2,作关于点成中心对称的,连接、,
则,,,
,
,,
,
四边形是菱形,,
,,
,
,
,即,
是等边三角形,
,,
,
,
,
,,
,
是等边三角形,
,
,
,
在中,;
(3)如图3,过点作于点,连接、,交于点,
由旋转得,,
四边形是菱形,,
,
是等边三角形,,,
是的中点,,
又点为线段的中点,
是的中位线,
,
点是定点,
点在以为圆心,为半径的圆上运动,
设交于点,当点与点重合时,为最小值,
此时,,
故答案为:.
【点睛】本题是四边形综合题,考查了等腰直角三角形和等边三角形的性质,正方形和菱形性质,旋转变换的性质,全等三角形的判定和性质,三角形中位线定理等,利用圆的性质求最值,添加辅助线构造全等三角形是解题关键.
27. 如图,抛物线的图象与x轴交于A、B两点(点A在点B的左边),与y轴交于点C,点D为抛物线的顶点.
(1)求A、B、C的坐标;
(2)点M为线段AB上一点(点M不与点A、B重合),过点M作x轴的垂线,与直线AC交于点E,与抛物线交于点P,过点P作PQ∥AB交抛物线于点Q,过点Q作QN⊥x轴于点N.若点P在点Q左边,当矩形PQNM的周长最大时,求△AEM的面积;
(3)在(2)条件下,当矩形PMNQ的周长最大时,连接DQ.过抛物线上一点F作y轴的平行线,与直线AC交于点G(点G在点F的上方).若FG=DQ,求点F的坐标.
【答案】(1)A(-3,0),B(1,0),C(0,3); (2);(3)或(1,0).
【解析】
【详解】试题分析:(1)通过解析式即可得出C点坐标,令y=0,解方程得出方程的解,即可求得A、B的坐标;
(2)设M点横坐标为m,则PM=,MN=(﹣m﹣1)×2=﹣2m﹣2,矩形PMNQ的周长d=,将配方,由二次函数的性质,即可得出m的值,然后求得直线AC的解析式,把x=m代入可以求得三角形的边长,从而求得三角形的面积;
(3)设F(n,),由已知若FG=DQ,即可求得.
试题解析:解:(1)由抛物线可知,C(0,3),令y=0,则,解得x=﹣3或x=1,∴A(﹣3,0),B(1,0);
(2)由抛物线可知,对称轴为x=﹣1,设M点的横坐标为m,则PM=,MN=(﹣m﹣1)×2=﹣2m﹣2,∴矩形PMNQ的周长=2(PM+MN)=()×2==,∴当m=﹣2时矩形的周长最大.∵A(﹣3,0),C(0,3),设直线AC解析式为y=kx+b,解得k=1,b=3,∴解析式y=x+3,当x=﹣2时,则E(﹣2,1),∴EM=1,AM=1,∴S=AM•EM=;
(3)∵M点的横坐标为﹣2,抛物线的对称轴为x=﹣1,∴N应与原点重合,Q点与C点重合,∴DQ=DC,把x=﹣1代入,解得y=4,∴D(﹣1,4),∴DQ=DC=,∵FG=DQ,∴FG=4,设F(n,),则G(n,n+3),∵点G在点F的上方,∴=4,解得:n=﹣4或n=1,∴F(﹣4,﹣5)或(1,0).
考点:1.二次函数综合题;2.代数几何综合题;3.压轴题.
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