内容正文:
九年级第一次综合练习
数 学
答题注意事项
1.本试卷共6页,全卷满分150分,考试时间120分钟.
2.答题全部写在答题卡上,写在本试卷上无效.
3.答选择题必须用2B铅笔将答题卡上对应的答案标号涂黑.如需改动,请用橡皮擦 干净后,再选涂其他答案.答非选择题必须用0.5毫米黑色墨水签字笔,在答题 卡上对应题号的答题区域书写答案,注意不要答错位置,也不要超界.
4.作图必须用2B铅笔作答,并请加黑加粗,描写清楚.
一、选择题(本大题共8小题,每小题3分,共24分.在每小题给出的四个选项中,有且只有一项是符合 题目要求的,请将正确选项的字母代号填涂在答题卡相应位置上)
1. 下列方程中,是关于x的一元二次方程是( )
A. B. C. D.
2. 方程左边配成一个完全平方式后,所得的方程是( )
A. B. C. D.
3. 若关于x的一元二次方程有两个不相等的实数根,则a的取值范围是( )
A. B. 且 C. 且 D.
4. 已知a,b是方程的两个实数根,则的值为( )
A. B. C. 0 D. 9
5. 如图,AB是⊙O的直径,BC、CD、DA是⊙O的弦,且BC=CD=DA,则∠BCD=( )
A. 105° B. 120° C. 135° D. 150°
6. 如图,一个亭子的地基是半径为的正六边形,则该正六边形地基的面积是( )
A. B. C. D.
7. 下列说法中,正确的有( )
(1)长度相等的弧是等弧;
(2)三点确定一个圆;
(3)平分弦的直径垂直于弦;
(4)三角形的内心到三角形三边的距离相等;
(5)已知的半径是3,平面上一点P 到圆心的距离为d, 若线段与有公共点,则.
A. 4个 B. 3个 C. 2个 D. 1个
8. 如图,在平面直角坐标系中,是以原点为圆心、半径为4的圆,已知有一条直线与有两个交点、,则弦长的最小值为( )
A. 4 B. C. 8 D.
二 、填空题(本大题共10小题,每题3分,共30分.不需写出解答过程,请把答案直接填写在答题卡相应 位置上)
9. 方程x2=4x的解 __.
10. 若关于的一元二次方程没有实数根,则的取值范围是________.
11. 若关于x的一元二次方程两根为、,且,则m的值为______.
12. 如图,点A、B、C在⊙O上,BC=6,∠BAC=30°,则⊙O的半径为_______.
13. 如图,正六边形和正五边形按如图方式拼接在一起,则的度数为________.
14. 如图,已知的半径为5,弦AB长度为8,则上到弦AB所在直线的距离为2的点有______个
15. 如图,假设秋千的绳索长始终保持直线状态,是秋千的静止状态,是踏板,是地面,点是推动两步后踏板的位置,弧是踏板移动的轨迹.已知尺 ,尺,人的身高尺.设绳索长尺,则可列方程为 ______.
16. 如图,在⊙O的内接五边形ABCDE中,∠CAD=35°,则∠B+∠E=_________°.
17. 如图,,是半径为的的两条弦,,,是直径,于点,于点,为上的任意一点,则的最小值为_______.
18. 如图,是⊙O的弦,点C在⊙O内,,连接,若⊙O的半径是4,则长的最小值为______.
三 、解答题(本大题共10题,共96分.请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出必要的文字说明、证明 过程或演算步骤)
19. 解下列一元二次方程:
(1);
(2).
20. 已知关于的方程-(k+2)+2k=0
(1)说明:无论k取何值,方程总有实数根;
(2)若方程有两个相等的实数根,求出方程的根.
21. 如图,,是的切线,A,B为切点,是⊙O的直径,,求的度数.
22. 如图,⊙O的弦AB、CD的延长线相交于点P,且AB=CD.求证PA=PC.
23. 用无刻度直尺与圆规作图:用两种不同的方法作圆的圆心(不写作法,保留作图痕迹.)
24. 如图,的半径于点C,连接并延长交于点E,连接.若,求的长.
25. 一商店销售某种商品,平均每天可售出20件,每件盈利40元.为了扩大销售、增加盈利,该店采取了降价措施,在每件盈利不少于25元的前提下,经过一段时间销售,发现销售单价每降低1元,平均每天可多售出2件.
(1)若降价3元,则平均每天销售数量为________件;
(2)当每件商品降价多少元时,该商店每天销售利润为1200元?
26. 如图,AB是⊙O的直径,C为⊙O上的一点,点D为的中点,DE⊥AC于点E.
(1)求证:DE是⊙O的切线;
(2)若AE=8,DE=4,求⊙O的半径.
27. 若时,代数式的值也为,则称是这个代数式的“优值”.例如,当时,代数式的值为0;当时,代数式的值为2,所以0和2都是的“优值”.
(1)判断代数式是否存在“优值”,并说明理由;
(2)代数式存在两个“优值”且差为5,求的值.
28. 几何模型:
条件:如图1,A、B是直线l同侧的两个定点.
问题:在直线l上确定一点P,使的值最小,
方法:作点B关于直线l的对称点,连接交l于点P,则的值最小.
直接应用:
(1)如图2,正方形ABCD的边长为8,M在DC上,且,N是AC上一动点,则的最小值为______.
变式练习:
(2)如图3,点A是半圆上(半径为1)的三等分点,B是的中点,P是直径MN上一动点,求的最小值.
深化拓展:
(3)如图4,在锐角中,,,的平分线交BC于点D,M、N分别是AD和AB上的动点,求的最小值.
(4)如图5,在四边形ABCD的对角线AC上找一点P,使.(要求:保留作图痕迹,并简述作法.)
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九年级第一次综合练习
数 学
答题注意事项
1.本试卷共6页,全卷满分150分,考试时间120分钟.
2.答题全部写在答题卡上,写在本试卷上无效.
3.答选择题必须用2B铅笔将答题卡上对应的答案标号涂黑.如需改动,请用橡皮擦 干净后,再选涂其他答案.答非选择题必须用0.5毫米黑色墨水签字笔,在答题 卡上对应题号的答题区域书写答案,注意不要答错位置,也不要超界.
4.作图必须用2B铅笔作答,并请加黑加粗,描写清楚.
一、选择题(本大题共8小题,每小题3分,共24分.在每小题给出的四个选项中,有且只有一项是符合 题目要求的,请将正确选项的字母代号填涂在答题卡相应位置上)
1. 下列方程中,是关于x的一元二次方程是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】本题考查一元二次方程定义,掌握一元二次方程式是只含有一个未知数,并且未知数的最高次数是二次的整式方程是解题的关键.
【详解】解:A. ,是二元二次方程,不符合题意;
B. ,是一元二次方程,符合题意;
C. ,当时,不是一元二次方程;
D. ,是二元二次方程,不是一元二次方程;
故选B.
2. 方程左边配成一个完全平方式后,所得的方程是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】移项后,两边配上一次项系数一半的平方即可得.
【详解】解:,
,即,
故选:B.
【点睛】此题考查了配方法解一元二次方程,熟练掌握配方法的一般步骤:(1)把常数项移到等号的右边;(2)把二次项的系数化为1;(3)等式两边同时加上一次项系数一半的平方是解题的关键.
3. 若关于x的一元二次方程有两个不相等的实数根,则a的取值范围是( )
A. B. 且 C. 且 D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据一元二次方程的定义和根的判别式得出a≠0,Δ=22-4a×(-1)=4+4a>0,再求出即可.
【详解】解:∵关于x的一元二次方程ax2+2x-1=0有两个不相等的实数根,
∴a≠0,Δ=22-4a×(-1)=4+4a>0,
解得:a>-1且a≠0,
故选:B.
【点睛】本题考查了根的判别式,能熟记根的判别式的内容是解此题的关键,注意:一元二次方程ax2+bx+c=0(a、b、c为常数,a≠0),当b2-4ac>0时,方程有两个不相等的实数根;当b2-4ac=0时,方程有两个相等的实数根;当b2-4ac<0时,方程没有实数根.
4. 已知a,b是方程的两个实数根,则的值为( )
A. B. C. 0 D. 9
【答案】A
【解析】
【分析】本题考查了一元二次方程的解的定义以及根与系数的关系,要正确解答本题还要能对代数式进行恒等变形,由于,故根据方程的解的意义,求得的值,由根与系数的关系得到的值,即可求解.
【详解】解:∵a,b是方程的两个实数根,
∴,即
由根与系数的关系得:,
∴,
故选:A.
5. 如图,AB是⊙O的直径,BC、CD、DA是⊙O的弦,且BC=CD=DA,则∠BCD=( )
A. 105° B. 120° C. 135° D. 150°
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】由题意知,弦BC、CD、DA三等分半圆,
∴弦BC和CD和DA对的圆心角均为60°,
∴
∴∠BCD=120°.
故选B.
6. 如图,一个亭子的地基是半径为的正六边形,则该正六边形地基的面积是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】连接,,可求出圆心角的度数,则可得是等边三角形,再由等边三角形的性质即可求出的长,继而求得正六边形的周长.
【详解】如图,连接,,则,
∵六边形是正六边形,
∴,
∴是等边三角形,
∴,,
∴.
故选:B.
【点睛】本题考查的是圆的内接正六边形的性质及等边三角形的判定与性质,三角函数,注意掌握辅助线的作法是解题的关键.
7. 下列说法中,正确的有( )
(1)长度相等的弧是等弧;
(2)三点确定一个圆;
(3)平分弦的直径垂直于弦;
(4)三角形的内心到三角形三边的距离相等;
(5)已知的半径是3,平面上一点P 到圆心的距离为d, 若线段与有公共点,则.
A. 4个 B. 3个 C. 2个 D. 1个
【答案】D
【解析】
【分析】本题考查了等弧的定义、确定圆的条件、垂径定理的推论、三角形内心的性质、点与圆的位置关系等知识点,熟练掌握相关定义以及性质是解本题的关键.
根据等弧的定义、确定圆的条件、垂径定理的推论、三角形内心的性质、点与圆的位置关系相关知识点判断即可.
【详解】解:(1)能够完全重合的弧是等弧,原说法错误,不符合题意;
(2)不在同一直线上的三点确定一个圆,原说法错误,不符合题意;
(3)平分弦(不是直径)的直径垂直于弦,原说法错误,不符合题意;
(4)三角形的内心到三角形三边的距离相等,说法正确,符合题意;
(5)已知的半径是3,平面上一点P 到圆心的距离为d, 若线段与有公共点,则,原说法错误,不符合题意;
因此正确的只有1个,
故选:D.
8. 如图,在平面直角坐标系中,是以原点为圆心、半径为4的圆,已知有一条直线与有两个交点、,则弦长的最小值为( )
A. 4 B. C. 8 D.
【答案】B
【解析】
【分析】设交轴的正半轴于点,交轴的负半轴于点,连接,过点作于点,先根据垂径定理可得点为的中点,,再求出,根据直线经过定点可得当直线与直线重合时,弦的值最小,由此即可得.
【详解】解:如图,设交轴的正半轴于点,交轴的负半轴于点,连接,过点作于点,
则点为的中点,,
,即,
又∵直线经过定点,,
∴当直线与直线重合时,弦的值最小,其值等于,
故选:B.
【点睛】本题考查了垂径定理、一次函数的应用,熟练掌握垂径定理是解题关键.
二 、填空题(本大题共10小题,每题3分,共30分.不需写出解答过程,请把答案直接填写在答题卡相应 位置上)
9. 方程x2=4x的解 __.
【答案】x=0或x=4
【解析】
【分析】先移项,使方程右边为0,再提公因式x,然后根据“两式相乘值为0,这两式中至少有一式值为0.”进行求解.
【详解】解:原方程变为
x2﹣4x=0
x(x﹣4)=0
解得x1=0,x2=4,
故答案为:x=0或x=4.
【点睛】本题考查用因式分解法解一元一次方程.提公因式是解题的关键.
10. 若关于的一元二次方程没有实数根,则的取值范围是________.
【答案】
【解析】
【分析】本题考查了一元二次方程根的判别式与根的关系,熟练掌握根的判别式与根的关系式解答本题的关键.当时,一元二次方程有两个不相等的实数根;当时,一元二次方程有两个相等的实数根;当时,一元二次方程没有实数根.根据求解即可.
【详解】解:∵没有实数根,
∴,
∴.
故答案为:.
11. 若关于x的一元二次方程两根为、,且,则m的值为______.
【答案】12
【解析】
【分析】本题主要考查了一元二次方程根与系数的关系,根据根与系数的关系得到,进而结合已知条件求出的值是解题的关键;对于一元二次方程,若是该方程的两个实数根,则.
【详解】解:∵关于x的一元二次方程两根为、,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
故答案为:.
12. 如图,点A、B、C在⊙O上,BC=6,∠BAC=30°,则⊙O的半径为_______.
【答案】6
【解析】
【分析】根据一条弧所对的圆周角等于它所对的圆心角的一半和有一角是60°的等腰三角形是等边三角形求解.
【详解】解:连接OB,OC
∵∠BOC=2∠BAC=60°,又OB=OC,
∴△BOC是等边三角形
∴OB=BC=6,
故答案为6.
【点睛】本题综合运用圆周角定理以及等边三角形的判定和性质.
13. 如图,正六边形和正五边形按如图方式拼接在一起,则的度数为________.
【答案】##24度
【解析】
【分析】本题考查正多边形的内角,等边对等角,先求出一个正六边形和正五边形的内角度数,进而求出的度数,再根据等边对等角,求出的度数即可.
【详解】解:∵一个正六边形的度数为,一个正五边形的度数为,
∴,
由题意,,
∴;
故答案为:.
14. 如图,已知的半径为5,弦AB长度为8,则上到弦AB所在直线的距离为2的点有______个
【答案】3.
【解析】
【分析】作圆的直径CE⊥AB于点D,连接OA,根据勾股定理求出OE的长,求得C、E到弦AB所在的直线距离,与2比较大小,即可判断.
【详解】
解:作圆的直径CE⊥AB于点D,连接OA,
∵AB=8,∴AD=4.
∵OA=5,
∴OD==3,
∴CD=OC-3=5-3=2,即C到弦AB所在的直线距离为2,
∴在劣弧AB上,到弦AB所在的直线距离为2的点只有C点;
∵DE=5+3=8>2,
∴在优弧AEB上到弦AB所在的直线距离为2的点有2个,即圆上到弦AB所在的直线距离为2的点有3个.
故答案为3.
【点睛】本题考查的是垂径定理和勾股定理的应用,转化为C、E到弦AB所在的直线距离,与2比较大小是关键.
15. 如图,假设秋千的绳索长始终保持直线状态,是秋千的静止状态,是踏板,是地面,点是推动两步后踏板的位置,弧是踏板移动的轨迹.已知尺 ,尺,人的身高尺.设绳索长尺,则可列方程为 ______.
【答案】
【解析】
【分析】本题考查了勾股定理的应用,矩形的性质,由题意得四边形是矩形,所以,,则,然后通过勾股定理即可求解,掌握知识点的应用是解题的关键.
【详解】解:由题意得,四边形是矩形,
∴,,
∴,
∴,
∵,
∴,
故答案为:.
16. 如图,在⊙O的内接五边形ABCDE中,∠CAD=35°,则∠B+∠E=_________°.
【答案】215.
【解析】
【详解】解:连接CE
∵五边形ABCDE为内接五边形
∴四边形ABCE为内接四边形
∴∠B+∠AEC=180°
又∵∠CAD=35
∴∠CED=35°(同弧所对的圆周角相等)
∴∠B+∠E=∠B+∠AEC+∠CED=180°+35°=215°
故答案为:215.
【点睛】本题考查正多边形和圆.
17. 如图,,是半径为的的两条弦,,,是直径,于点,于点,为上的任意一点,则的最小值为_______.
【答案】
【解析】
【分析】本题考查的是轴对称-最短路线问题,垂径定理,勾股定理,熟知“两点之间线段最短”是解答此题的关键.由于A、B两点关于对称,因而,即当B、C、P在一条直线上时,的最小,即的值就是的最小值.
【详解】解:连接,作垂直于于H.
∵,,是直径,,,
∴,,四边形是矩形,
∴,,
∴,
,
在中根据勾股定理得到,
即的最小值为.
故答案为:.
18. 如图,是⊙O的弦,点C在⊙O内,,连接,若⊙O的半径是4,则长的最小值为______.
【答案】##
【解析】
【分析】延长交圆O于点D,连接,过O点作交于点E,则是等边三角形,再确定点C在以E为圆心,为半径的圆上,则的最小值为,再求解即可.
【详解】解:如图,延长交圆O于点D,连接,过O点作交于点E,
∵,
∴,
∵,
∴是等边三角形,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴点C在以E为圆心,为半径的圆上,
在中,,
∴,
∴的最小值为,
故答案为:.
【点睛】本题考查圆中的最小距离问题,熟练掌握垂径定理,等边三角形的性质,直角三角形的勾股定理,根据定角定弦确定点C的轨迹是解题的关键.
三 、解答题(本大题共10题,共96分.请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出必要的文字说明、证明 过程或演算步骤)
19. 解下列一元二次方程:
(1);
(2).
【答案】(1),
(2),
【解析】
【分析】本题考查解一元二次方程,熟练掌握一元二次方程的解法是解题的关键,
(1)利用配方法解方程即可得到答案;
(2)利用因式分解法解方程即可得到答案.
【小问1详解】
解:
移项得:,
配方得:,
整理得:,
开平方得:或,
解得:,,
【小问2详解】
解:,
展开得:,
整理得:,
因式分解得:,
解得:,.
20. 已知关于的方程-(k+2)+2k=0
(1)说明:无论k取何值,方程总有实数根;
(2)若方程有两个相等的实数根,求出方程的根.
【答案】
(1)证明:由△
所以原方程总有实数根;
(2)2
【解析】
【分析】(1)一元二次方程根的情况与判别式的关系:由可得方程有两个不相等的实数根;可得方程有两个相等的实数根;可得方程没有实数根,再证明即可.
(2)由先求解 再解方程即可.
【详解】解:(1)略
(2)由方程有两个相等的实数根可得,
解得
则原方程可化为,解得.
21. 如图,,是的切线,A,B为切点,是⊙O的直径,,求的度数.
【答案】
【解析】
【分析】首先根据切线的性质和切线长定理得到,,然后根据直角三角形的性质得到,最后根据三角形内角和定理得到.
【详解】解:∵,是的切线,A,B为切点,
∴,,
∴,
∴.
【点睛】此题考查了切线的性质和切线长定理,三角形内角和定理,等腰三角形性质,解题的关键是熟练掌握以上知识点.
22. 如图,⊙O的弦AB、CD的延长线相交于点P,且AB=CD.求证PA=PC.
【答案】
证明:如图,连接.
∵,
∴.
∴,即.
∴.
∴.
【解析】
【分析】连接AC,由圆心角、弧、弦的关系得出,进而得出,根据等弧所对的圆周角相等得出∠C=∠A,根据等角对等边证得结论.
【详解】略
【点睛】本题考查了圆心角、弧、弦的关系,圆周角定理,等腰三角形的判定等,熟练掌握性质定理是解题的关键.
23. 用无刻度直尺与圆规作图:用两种不同的方法作圆的圆心(不写作法,保留作图痕迹.)
【答案】
解:如图
【解析】
【分析】本题主要考查了利用尺规作图确定已知圆圆心的知识,掌握在圆中弦的垂直平分线必过圆心,是解答本题的关键.
方法1:在圆上依次取三点,分别作线段的垂直平分线,两线相交于点O,则点O即为所作的圆心.
方法2:以圆外任何一点为圆心,适当长为半径画,交圆于点,作的直径,连接并延长交圆于点E,连接并延长交圆于F,连接,与相交于点O,则点O即为所作的圆心.
【详解】略
24. 如图,的半径于点C,连接并延长交于点E,连接.若,求的长.
【答案】
【解析】
【分析】本题考查了垂径定理、中位线的性质以及勾股定理:先根据得,再根据勾股定理进行列式,得,解出,再结合中位线的性质,即可作答.正确掌握相关性质内容是解题的关键.
【详解】解:连接,如图,
∵,
∴,
∵,
∴是的中位线,
∴,
设,
则,
在中,
∵,
∴,
解得,
∴,,
∴
∵是直径,
∴,
∴在中,.
25. 一商店销售某种商品,平均每天可售出20件,每件盈利40元.为了扩大销售、增加盈利,该店采取了降价措施,在每件盈利不少于25元的前提下,经过一段时间销售,发现销售单价每降低1元,平均每天可多售出2件.
(1)若降价3元,则平均每天销售数量为________件;
(2)当每件商品降价多少元时,该商店每天销售利润为1200元?
【答案】(1)26;(2)每件商品降价10元时,该商店每天销售利润为1200元.
【解析】
【分析】(1)根据销售单价每降低1元,平均每天可多售出2件,可得若降价3元,则平均每天可多售出2×3=6件,即平均每天销售数量为20+6=26件;
(2)利用商品平均每天售出的件数×每件盈利=每天销售这种商品利润列出方程解答即可.
【详解】(1)若降价3元,则平均每天销售数量为20+2×3=26件.
(2)设每件商品应降价x元时,该商店每天销售利润为1200元.
根据题意,得(40-x)(20+2x)=1200,
整理,得x2-30x+200=0,
解得:x1=10,x2=20.
∵要求每件盈利不少于25元,
∴x2=20应舍去,
∴x=10.
答:每件商品应降价10元时,该商店每天销售利润为1200元.
【点睛】此题主要考查了一元二次方程的应用,利用基本数量关系:平均每天售出的件数×每件盈利=每天销售的利润是解题关键.
26. 如图,AB是⊙O的直径,C为⊙O上的一点,点D为的中点,DE⊥AC于点E.
(1)求证:DE是⊙O的切线;
(2)若AE=8,DE=4,求⊙O的半径.
【答案】
(1)证明:连接AD.
∵点D为弧BC的中点,
∴,
∴∠EAD=∠DAB,
∵OA=OD,
∴∠ADO=∠DAB,
∴∠EAD=∠ADO,
∴OD∥AE,
∵DE⊥AC,
∴∠E=90°,
∴∠ODE=90°,
∴DE⊥OD
∴DE是⊙O的切线;
(2)5
【解析】
【分析】(1)连接AD.证明OD∥AE,可得∠E=90°,则∠ODE=90°得出DE⊥OD即可;
(2)设⊙O的半径为r.过点O作OF⊥AE于F,则OF=DE=4,EF=OD=r,AF=8﹣r(8﹣r)2+42=r2解方程即可得出答案.
【详解】(1)略
(2)解:设⊙O的半径为r.
过点O作OF⊥AE于F,
则四边形OFED为矩形
∴OF=DE=4,EF=OD=r,AF=8﹣r,
∵在Rt△AFO中,AF2+OF2=OA2,
∴(8﹣r)2+42=r2,
∴r=5,
∴⊙O的半径为5.
【点睛】本题考查了切线的判定和性质、垂径定理、勾股定理等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,正确运用基本图形的性质解决问题.
27. 若时,代数式的值也为,则称是这个代数式的“优值”.例如,当时,代数式的值为0;当时,代数式的值为2,所以0和2都是的“优值”.
(1)判断代数式是否存在“优值”,并说明理由;
(2)代数式存在两个“优值”且差为5,求的值.
【答案】(1)
不存在“优值”.理由如下:
假设存在优值为,则有,
整理得 ,
则,
∵无论取何值时,,
∴方程没有实数根,
即代数式不存在“优值”;
(2)或
【解析】
【分析】本题主要考查了新定义“优值”、一元二次方程判别式的意义,解一元二次方程等知识,正确理解新定义“优值”是解题关键.
(1)假设存在优值为,根据“优值”的定义可得,由一元二次方程的根的判别式可知该方程没有实数根,即可证明结论;
(2)设“优值”为,根据“优值”的定义可得,解该方程可得,,然后根据题意解得的值即可.
【小问1详解】
解:略.
【小问2详解】
设“优值”为,则有,
整理得 ,
∴,
∴,,
∵两个“优值”差为5,
∴或,
∴或.
28. 几何模型:
条件:如图1,A、B是直线l同侧的两个定点.
问题:在直线l上确定一点P,使的值最小,
方法:作点B关于直线l的对称点,连接交l于点P,则的值最小.
直接应用:
(1)如图2,正方形ABCD的边长为8,M在DC上,且,N是AC上一动点,则的最小值为______.
变式练习:
(2)如图3,点A是半圆上(半径为1)的三等分点,B是的中点,P是直径MN上一动点,求的最小值.
深化拓展:
(3)如图4,在锐角中,,,的平分线交BC于点D,M、N分别是AD和AB上的动点,求的最小值.
(4)如图5,在四边形ABCD的对角线AC上找一点P,使.(要求:保留作图痕迹,并简述作法.)
【答案】(1)10 (2)的最小值为
(3)的最小值为4
(4)
【解析】
【分析】(1)连接BN,根据AC是对角线为对称轴,得出BN=DN,根据两点之间距离得出DN+NM=BN+NM≥BM,当B、N、M三点共线时DN+NM最短=BM,然后利用勾股定理求解即可;
(2)作点B关于NM的对称点B′,连接PB′,OB′,可得PB=PB′,根据两点之间距离得出PA+PB=PA+PB′≥AB′,当A、P、B′,三点共线时PA+PB最小=AB′,然后求出∠AOB′=90°,再利用勾股定理AB′=即可;
(3)作BE⊥AC于E,作点N关于AD的对称点N′,连接MN′根据AD平分∠CAB,点N在AB上,得出点N′在AC上,根据对称性得出MN=MN′,,当点M,N′在BE上时最小=BE,可证△AEB为等腰直角三角形,根据勾股定理求出即可;
(4)作点B关于AC对称点B′,作射线DB′交AC与P,连接BP,根据点B与点B′关于AC对称,得出PB=PB′,根据等腰三角形三线合一性质得出PE平分∠BPB′即可.
【小问1详解】
解:连接BN,
∵四边形ABCD为正方形,AC是对角线为对称轴,
∴BN=DN,
∴DN+NM=BN+NM≥BM
∴当B、N、M三点共线时DN+NM最短=BM,
∵DM=2,DC=BC=8,
∴CM=DC-DM=8-2=6,
在Rt△BCM中,BM=,
∴DN+NM最小=10;
故答案为10;
【小问2详解】
解:作点B关于NM的对称点B′,连接PB′,OB′,
则PB=PB′,
∴PA+PB=PA+PB′≥AB′,
∴当A、P、B′,三点共线时PA+PB最小=AB′
∵点A是半圆上(半径为1)的三等分点,
∴的度数为60°,
∵B是的中点,
∴的度数为30°,
∴的度数为60°+30°=90°,
∴∠AOB′=90°,
∵OA=OB′=1,
∴AB′=,
∴PA+PB最小=;
【小问3详解】
解:作BE⊥AC于E,作点N关于AD的对称点N′,连接MN′
∵AD平分∠CAB,点N在AB上,
∴点N′在AC上,
MN=MN′,,
∴当点M,N′在BE上时最小=BE,
∵∠CAB=45°,BE⊥AC
∴∠EBA=180°-90°-45°=45°=∠CAB,
∴AE=BE,
∴△AEB为等腰直角三角形,
∴,
∴,
∴最小=4;
【小问4详解】
作点B关于AC对称点B′,作射线DB′交AC与P,连接BP,
∵点B与点B′关于AC对称,
∴PB=PB′,
∵PE⊥BB′
∴PE平分∠BPB′,
∴∠APB=∠APD.
【点睛】本题考查尺规作图,轴对称性质,两点之间线段最短,正方形性质,勾股定理,圆心角,圆周角弧弦的关系,等腰直角三角形判定与性质,掌握尺规作图,轴对称性质,两点之间线段最短,正方形性质,勾股定理,圆心角,圆周角弧弦的关系,等腰直角三角形判定与性质是解题关键.
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