内容正文:
专题16 三角函数
考点01 三角函数的定义
1.(2023·山东·中考真题)如图,某商场有一自动扶梯,其倾斜角为,高为7米.用计算器求的长,下列按键顺序正确的是( )
A. B. C. D.
2.(2023·山东·中考真题)如图,是边长为6的等边三角形,点在边上,若,,则 .
3.(2024·山东淄博·中考真题)如图所示,在矩形中,,点,分别在边,上.连接,将四边形沿翻折,点,分别落在点,处.则的值是( )
A.2 B. C. D.
4.(2023·山东烟台·中考真题)如图,利用课本上的计算器进行计算,其按键顺序及结果如下:
①按键的结果为4;
②按键的结果为8;
③按键的结果为;
④按键的结果为25.
以上说法正确的序号是 .
考点02 解直角三角形的实际应用——俯仰角
1.(2025·山东淄博·中考真题)如图,某学校教学楼和市创业大厦之间矗立着一座小山.为了测得大厦的高度,小伟首先登至小山的最高处,测得,处的俯角分别为,;然后操控无人机铅直起飞至比处高的处.再次测得这两处的俯角分别为,.已知点,,,,,均在同一平面内,为水平地面,.请求出大厦的高度(结果精确到,参考数据见下表).
科学计算器按键顺序
计算结果(已取近似值)
0.94
2.87
0.37
2.54
0.66
0.53
2.(2025·山东青岛·中考真题)学校综合实践小组测量博学楼的高度.如图,点,,,,在同一平面内,点,,在同一水平线上,一组成员从19米高的厚德楼顶部测得博学楼的顶部的俯角为,另一组成员沿方向从厚德楼底部点向博学楼走15米到达点,在点测得博学楼顶部的仰角为,求博学楼的高度.(参考数据:,,,,,)
3.(2025·山东威海·中考真题)小明同学计划测量小河对面一幢大楼的高度.测量方案如图所示:先从自家的阳台点C处测得大楼顶部点B的仰角的度数,大楼底部点A的俯角的度数.然后在点C正下方点D处,测得大楼顶部点B的仰角的度数.若,,,,求大楼的高度.(精确到).参考数据:,,;,,)
4.(2024·山东日照·中考真题)潮汐塔是万平口区域内的标志性建筑,在其塔顶可俯视景区全貌.某数学兴趣小组用无人机测量潮汐塔的高度,测量方案如图所示:无人机在距水平地面的点M处测得潮汐塔顶端A的俯角为,再将无人机沿水平方向飞行到达点N,测得潮汐塔底端B的俯角为(点在同一平面内),则潮汐塔的高度为( )
(结果精确到.参考数据:)
A. B. C. D.
考点03 解直角三角形的实际应用——坡度、坡角
1.(2025·山东济南·中考真题)某水上乐园有两个相邻的水上滑梯,如图所示,左边滑梯的长度为,倾斜角为,右边滑梯的高度为,倾斜角为,支架,都与地面垂直,,都与地面平行,两支架之间的距离为(点B,C,F,E在同一条直线上)
(1)求两滑梯的高度差;
(2)两滑梯的底端分别为B,E,求的长.(结果精确到.参考数据:,,,,,)
2.(2025·山东东营·中考真题)如图为一节楼梯的示意图,,,米.现要在楼梯上铺一块地毯,楼梯宽度为1米,则地毯的长度需要( )米.
A. B. C. D.
3.(2024·山东青岛·中考真题)“滑滑梯”是同学们小时候经常玩的游戏,滑梯的坡角越小,安全性越高.从安全性及适用性出发,小亮同学对所在小区的一处滑梯进行调研,制定了如下改造方案,请你帮小亮解决方案中的问题.
方案名称
滑梯安全改造
测量工具
测角仪、皮尺等
方案设计
如图,将滑梯顶端拓宽为,使,并将原来的滑梯改为,(图中所有点均在同一平面内,点在同一直线上,点在同一直线上)
测量数据
【步骤一】利用皮尺测量滑梯的高度;
【步骤二】在点处用测角仪测得;
【步骤三】在点处用测角仪测得.
解决问题
调整后的滑梯会多占多长一段地面?(即求的长)
(参考数据:)
考点04 解直角三角形的实际应用——方位角
1.(2025·山东烟台·中考真题)【综合与实践】
烟台山灯塔被誉为“黄海夜明珠”,它坐落在烟台山上,为过往船只提供导航服务.为了解渔船海上作业情况,某日,数学兴趣小组开展了实践探究活动.
如图,一艘渔船自东向西以每小时海里的速度向码头航行,小组同学收集到以下信息:
位置信息
码头A在灯塔B北偏西方向
14:30时,渔船航行至灯塔北偏东方向的处
15:00时,渔船航行至灯塔东北方向的处
天气预警
受暖湿气流影响,今天17:30到夜间,码头附近海域将出现浓雾天气.请注意防范.
请根据以上信息,解答下列问题:
(1)求渔船在航行过程中到灯塔的最短距离;
(2)若不改变航行速度,请通过计算说明渔船能否在浓雾到来前到达码头(参考数据:,,,,,).
2.(2023·山东潍坊·中考真题)如图,l是南北方向的海岸线,码头A与灯塔B相距24千米,海岛C位于码头A北偏东方向.一艘勘测船从海岛C沿北偏西方向往灯塔B行驶,沿线勘测石油资源,勘测发现位于码头A北偏东方向的D处石油资源丰富.若规划修建从D处到海岸线的输油管道,则输油管道的最短长度是多少千米?(结果保留根号)
3.(2023·山东临沂·中考真题)如图,灯塔A周围9海里内有暗礁.一渔船由东向西航行至B处,测得灯塔A在北偏西58°方向上,继续航行6海里后到达C处,测得灯塔A在西北方向上.如果渔船不改变航线继续向西航行,有没有触礁的危险?
(参考数据:)
考点05 解直角三角形的实际应用——其他
1.(2024·山东济南·中考真题)城市轨道交通发展迅猛,为市民出行带来极大方便,某校“综合实践”小组想测得轻轨高架站的相关距离,数据勘测组通过勘测得到了如下记录表:
综合实践活动记录表
活动内容
测量轻轨高架站的相关距离
测量工具
测倾器,红外测距仪等
过程资料
相关数据及说明:图中点,在同平面内,房顶,吊顶和地面所在的直线都平行,点在与地面垂直的中轴线上,,.
成果梳理
……
请根据记录表提供的信息完成下列问题:
(1)求点到地面的距离;
(2)求顶部线段的长.(结果精确到,参考数据:,,,)
2.(2024·山东·中考真题)【实践课题】测量湖边观测点和湖心岛上鸟类栖息点之间的距离
【实践工具】皮尺、测角仪等测量工具
【实践活动】某班甲小组根据湖岸地形状况,在岸边选取合适的点.测量,两点间的距离以及和,测量三次取平均值,得到数据:米,,.画出示意图,如图
【问题解决】(1)计算,两点间的距离.
(参考数据:,,,,)
【交流研讨】甲小组回班汇报后,乙小组提出了另一种方案:
如图2,选择合适的点,,,使得,,在同一条直线上,且,,当,,在同一条直线上时,只需测量即可.
(2)乙小组的方案用到了________.(填写正确答案的序号)
①解直角三角形 ②三角形全等
【教师评价】甲、乙两小组的方案都很好,对于实际测量,要根据现场地形状况选择可实施的方案.
3.(2023·山东济南·中考真题)图1是某越野车的侧面示意图,折线段表示车后盖,已知,,,该车的高度.如图2,打开后备箱,车后盖落在处,与水平面的夹角.
(1)求打开后备箱后,车后盖最高点到地面的距离;
(2)若小琳爸爸的身高为,他从打开的车后盖处经过,有没有碰头的危险?请说明理由.
(结果精确到,参考数据:,,,)
4.(2023·山东·中考真题)如图,某育苗基地为了能够最大限度地遮挡夏季炎热的阳光和充分利用冬天的光照,计划在苗圃正上方搭建一个平行于地面的遮阳蓬.已知苗圃的(南北)宽米,该地区一年中正午时刻太阳光与地平面的最大夹角是,最小夹角是.求遮阳蓬的宽和到地面的距离.
参考数据:,,,,,.
5.(2023·山东枣庄·中考真题)如图所示,桔棒是一种原始的汲水工具,它是在一根竖立的架子上加上一根细长的杠杆,末端悬挂一重物,前端悬挂水桶.当人把水桶放入水中打满水以后,由于杠杆末端的重力作用,便能轻易把水提升至所需处,若已知:杠杆米,,支架米,可以绕着点O自由旋转,当点A旋转到如图所示位置时,此时点B到水平地面的距离为 米.(结果保留根号)
考点06 三角函数与四边形的综合
1.(2025·山东淄博·中考真题)【问题情境】
小明在学习了正方形的相关知识之后,在一张边长为4的正方形纸片上进行了关于折叠的研究性学习.
【探究感悟】
如图①,小明在边上取点(不与,重合),连接,将沿翻折,使得点的对应点恰好落到对角线上.则此时线段的长是 ;
【深入探究】
小明继续将沿翻折,发现:,,三点能构成等腰三角形.请求出此时线段的长;
【拓展延伸】
如图②,小明又在边上取点(不与,重合),并将四边形沿翻折,使得点的对应点恰好落在边上.记(为的对应点)与的交点为,连接,小明再次发现:线段与的长度之和存在最小值.请求出此时线段的长.
2.(2025·山东淄博·中考真题)已知矩形,,,是边的中点,是边上的动点,线段分别与,相交于点,.若,则的长为 .
3.(2025·山东潍坊·中考真题)如图,在四边形中,,点在边上运动(不含),过点作,垂足为点.设的长度为的面积为,则下列结论正确的是( )
A.边的长为6
B.在上时,
C.在上时,
D.随的增大而增大
4.(2025·山东青岛·中考真题)如图①,在中,,,,将沿方向平移,得到,过点作,交的延长线于点,为的中点.点从点出发,沿方向匀速运动,速度为;同时,点从点出发,沿方向匀速运动,速度为.连接,,.设运动时间为().
解答下列问题:
(1)当时,求的值;
(2)如图②,当时,设的面积为(),求与之间的函数关系式;
(3)当时,是否存在某一时刻,使是直角三角形?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
5.(2025·山东烟台·中考真题)如图,在菱形中,,对角线.点M从点A出发,沿方向以的速度向点C运动,同时,点N从点C出发,沿方向以的速度向点D运动,当一点到达终点时,另一点随之停止运动,连接,交于点P.在此过程中,点P的运动路径长为 .
6.(2024·山东淄博·中考真题)如图所示,在矩形中,,点,分别在边,上.连接,将四边形沿翻折,点,分别落在点,处.则的值是( )
A.2 B. C. D.
7.(2024·山东济宁·中考真题)综合与实践
某校数学课外活动小组用一张矩形纸片(如图1,矩形中,且足够长)进行探究活动.
【动手操作】
如图2,第一步,沿点A所在直线折叠,使点D落在上的点E处,折痕为,连接,把纸片展平.
第二步,把四边形折叠,使点A与点E重合,点D与点F重合,折痕为,再把纸片展平.
第三步,连接.
【探究发现】
根据以上操作,甲、乙两同学分别写出了一个结论.
甲同学的结论:四边形是正方形.
乙同学的结论:.
(1)请分别判断甲、乙两同学的结论是否正确.若正确,写出证明过程;若不正确,请说明理由.
【继续探究】
在上面操作的基础上,丙同学继续操作.
如图3,第四步,沿点G所在直线折叠,使点F落在上的点M处,折痕为,连接,把纸片展平.
第五步,连接交于点N.
根据以上操作,丁同学写出了一个正确结论:.
(2)请证明这个结论.
考点07 三角函数与圆的综合
1.(2025·山东淄博·中考真题)如图,在中,,为斜边上一点,以为直径的圆与相切于点.若,,则的长是( ).
A.10 B.12 C.13 D.15
2.(2025·山东潍坊·中考真题)图是某摩天轮的实景图.摩天轮可视作半径为米的,其上的某个座舱可视作上的点,座舱距离地面的最低高度为米,地面上的观察点到点的距离为米,平面示意图如图所示.
(1)当视线与相切时,求点处的座舱到地面的距离;
(2)已知摩天轮匀速转动一周需要分钟,当座舱距离地面不低于米时,在座舱中观赏风景的体验最佳,点处的座舱随摩天轮匀速转动一周的过程中,求该座舱中乘客最佳观赏风景的时长,并求这段时间内该座舱经过的圆弧的长.
(以上结果均保留小数点后一位数字,参考数据:,,,,)
3.(2025·山东威海·中考真题)如图,是的切线,点A为切点.点B为上一点,射线交于点C,连接,点D在上,过点D作,,交于点F,作,垂足为点E..
(1)求证:是的切线;
(2)若,,求的半径.
4.(2025·山东·中考真题)【问题情境】
2025年5月29日“天问二号”成功发射,开启了小行星伴飞取样探测的新篇章.某校航天兴趣小组受到鼓舞,制作了一个航天器模型,其中某个部件使用3D打印完成,如图1.
【问题提出】
部件主视图如图2所示,由于1的尺寸不易直接测量,需要设计一个可以得到的长度的方案,以检测该部件中的长度是否符合要求.
【方案设计】
兴趣小组通过查阅文献,提出了钢柱测量法.
测量工具:游标卡尺、若干个底面圆半径相同的钢柱(圆柱).
操作步骤:如图3,将两个钢柱平行放在部件合适位置,使得钢柱与部件紧密贴合.示意图如图4,分别与,相切于点,.用游标卡尺测量出的长度.
【问题解决】
已知,的长度要求是.
(1)求的度数;
(2)已知钢柱的底面圆半径为,现测得.根据以上信息,通过计算说明该部件的长度是否符合要求.(参考数据:)
【结果反思】
(3)本次实践过程借助圆柱将不可测量的长度转化为可测量的长度,能将圆柱换成其他几何体吗?如果能,写出一个;如果不能,说明理由.
考点08 三角函数与函数的综合
1.(2025·山东威海·中考真题)如图,点A在反比例函数的图象上,点B在反比例函数的图象上,连接.若,则 .
2.(2025·山东烟台·中考真题)如图,二次函数的部分图象与轴的一个交点位于和之间,顶点的坐标为.下列结论:①;②对于任意实数,都有;③;④若该二次函数的图象与轴的另一个交点为,且是等边三角形,则.其中所有正确结论的序号是( )
A.①② B.①③ C.①④ D.①③④
3.(2025·山东淄博·中考真题)如图,一条抛物线与轴相交于,两点,与轴相交于点.
(1)求抛物线对应的函数表达式;
(2)问在抛物线上是否存在点,使得?若存在,求出点的坐标;若不存在,说明理由;
(3)将射线绕点逆时针旋转一定角度,使其恰好经过抛物线的顶点,再将抛物线沿直线平移,得到一条新的抛物线(其顶点为).设这两条抛物线的交点为.
①求旋转角度的正切值;
②当时,求原抛物线平移的距离.
4.(2025·山东济南·中考真题)二次函数的图象经过,两点,顶点为G.
(1)求二次函数的表达式和顶点G的坐标.
(2)如图1,将二次函数的图象沿x轴方向平移个单位长度得到一个新函数的图象,当时,新函数的最大值是8,求n的值.
(3)如图2,将二次函数的图象沿直线平移,点A,G的对应点分别为,,连接,,线段与交于点M.若,请直接写出点的坐标.
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专题16 三角函数
考点01 三角函数的定义
1.(2023·山东·中考真题)如图,某商场有一自动扶梯,其倾斜角为,高为7米.用计算器求的长,下列按键顺序正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据正弦的定义得出,进而可得答案.
【详解】解:由题意得,
∴,
∴按键顺序为,
故选:B.
【点睛】本题考查了正弦的定义,计算器的使用,正确理解三角函数的定义是解题的关键.
2.(2023·山东·中考真题)如图,是边长为6的等边三角形,点在边上,若,,则 .
【答案】
【分析】过点A作于H,根据等边三角形的性质可得,再由,可得,再根据,可得,从而可得,利用锐角三角函数求得,再由,求得,即可求得结果.
【详解】解:过点A作于H,
∵是等边三角形,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∵ ,
∴,
∴,
∴,
故答案为:.
【点睛】本题考查等边三角形的性质、锐角三角函数,熟练掌握等边三角形的性质证明是解题的关键.
3.(2024·山东淄博·中考真题)如图所示,在矩形中,,点,分别在边,上.连接,将四边形沿翻折,点,分别落在点,处.则的值是( )
A.2 B. C. D.
【答案】A
【分析】连接交于点F,设,则,利用勾股定理求得,由折叠得到,垂直平分,则,由代入求得,则,所以,于是得到问题的答案.
【详解】解:连接交于点F,
设,则,
∵四边形是矩形,
∴,
∴
∵将四边形沿翻折,点C,D分别落在点A,E处,
∴点C与点A关于直线对称,
∴,垂直平分,
∴,,,
∵,
∴
∴,
∴
∴.
故选:A.
【点睛】此题考查矩形的性质、翻折变换的性质、勾股定理、解直角三角形等知识,正确地作出辅助线是解题的关键.
4.(2023·山东烟台·中考真题)如图,利用课本上的计算器进行计算,其按键顺序及结果如下:
①按键的结果为4;
②按键的结果为8;
③按键的结果为;
④按键的结果为25.
以上说法正确的序号是 .
【答案】①③
【分析】根据计算器按键,写出式子,进行计算即可.
【详解】
解:①按键的结果为;故①正确,符合题意;
②按键的结果为;故②不正确,不符合题意;
③按键的结果为;故③正确,符合题意;
④按键的结果为;故④不正确,不符合题意;
综上:正确的有①③.
故答案为:①③.
【点睛】本题主要考查了科学计算器是使用,解题的关键是熟练掌握和了解科学计算器各个按键的含义.
考点02 解直角三角形的实际应用——俯仰角
1.(2025·山东淄博·中考真题)如图,某学校教学楼和市创业大厦之间矗立着一座小山.为了测得大厦的高度,小伟首先登至小山的最高处,测得,处的俯角分别为,;然后操控无人机铅直起飞至比处高的处.再次测得这两处的俯角分别为,.已知点,,,,,均在同一平面内,为水平地面,.请求出大厦的高度(结果精确到,参考数据见下表).
科学计算器按键顺序
计算结果(已取近似值)
0.94
2.87
0.37
2.54
0.66
0.53
【答案】
【分析】考查解直角三角形的应用,延长交地面于点G,过点B作于点M,过点D作于点N,根据在和中利用三角形的正切得到,求出的值,同理求出的值,然后根据计算解答即可.
【详解】解:如图,延长交地面于点G,过点B作于点M,过点D作于点N,
则四边形,是矩形,
∴,,
在中,,
∵,
∴,
在中,,
∵,
∴,
∴,即,
解得,
同理:,即,
解得:,
∴.
2.(2025·山东青岛·中考真题)学校综合实践小组测量博学楼的高度.如图,点,,,,在同一平面内,点,,在同一水平线上,一组成员从19米高的厚德楼顶部测得博学楼的顶部的俯角为,另一组成员沿方向从厚德楼底部点向博学楼走15米到达点,在点测得博学楼顶部的仰角为,求博学楼的高度.(参考数据:,,,,,)
【答案】博学楼的高度为9米
【分析】本题考查了解直角三角形的实际应用,正确构造直角三角形是解题的关键.
过点作于点,则可得四边形是矩形,解中,得到,设,则,,解,得到,求解,再代入即可.
【详解】解:过点作于点,由题意得,,,,,
∵,
∴四边形是矩形,
∴,
在中,∵,
∴,
∴设,
则,,
在中,∵,
∴,
解得:,
∴,
答:博学楼的高度为9米.
3.(2025·山东威海·中考真题)小明同学计划测量小河对面一幢大楼的高度.测量方案如图所示:先从自家的阳台点C处测得大楼顶部点B的仰角的度数,大楼底部点A的俯角的度数.然后在点C正下方点D处,测得大楼顶部点B的仰角的度数.若,,,,求大楼的高度.(精确到).参考数据:,,;,,)
【答案】大楼的高度约为.
【分析】本题考查了解直角三角形的应用-仰角俯角问题,等腰直角三角形的性质,矩形的性质等知识,过作于,过作于,则四边形是矩形,根据矩形的性质得到,根据等腰直角三角形的性质得到,设,解直角三角形即可得到结论,正确地添加辅助线是解题的关键.
【详解】解:如图,过作于,过作于,则四边形是矩形,
∴,
∵,
∴,
设,
在中,,
∴,
在中, ,
∴,
∴,
∴,
∴,
答:大楼的高度约为.
4.(2024·山东日照·中考真题)潮汐塔是万平口区域内的标志性建筑,在其塔顶可俯视景区全貌.某数学兴趣小组用无人机测量潮汐塔的高度,测量方案如图所示:无人机在距水平地面的点M处测得潮汐塔顶端A的俯角为,再将无人机沿水平方向飞行到达点N,测得潮汐塔底端B的俯角为(点在同一平面内),则潮汐塔的高度为( )
(结果精确到.参考数据:)
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了解直角三角形的应用一仰角俯角问题,根据题目的已知条件并结合图形添加适当的辅助线是解题的关键.
延长交于点C,根据题意得,然后在中,利用锐角三角函数的定义求出的长,从而求出的长,再在中,利用锐角三角函数的定义求出的长,最后利用线段的和差关系进行计算,即可解答.
【详解】如图,延长交于点C.
由题意得.
在中,,
,
.
在中,,
,
.
故选B.
考点03 解直角三角形的实际应用——坡度、坡角
1.(2025·山东济南·中考真题)某水上乐园有两个相邻的水上滑梯,如图所示,左边滑梯的长度为,倾斜角为,右边滑梯的高度为,倾斜角为,支架,都与地面垂直,,都与地面平行,两支架之间的距离为(点B,C,F,E在同一条直线上)
(1)求两滑梯的高度差;
(2)两滑梯的底端分别为B,E,求的长.(结果精确到.参考数据:,,,,,)
【答案】(1)
(2)
【分析】本题主要考查了解直角三角形的应用.
(1)通过解,求出,再通过即可求出两滑梯的高度差.
(2)通过解,求出,通过解,求出,再通过 ,代入数值计算即可得出答案.
【详解】(1)解:在中,
,,
∴,
∴,
答:两滑梯高度差为
(2)解:在中 ,
,,
∴,
在中,
,,
∴,
∴
答:长.
2.(2025·山东东营·中考真题)如图为一节楼梯的示意图,,,米.现要在楼梯上铺一块地毯,楼梯宽度为1米,则地毯的长度需要( )米.
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查解直角三角形的应用,理解题意,得到地毯的长度为的长,利用正切定义求得即可求解.
【详解】解:在中,,米,
∴(米),
∴地毯的长度为米.
故选:B.
3.(2024·山东青岛·中考真题)“滑滑梯”是同学们小时候经常玩的游戏,滑梯的坡角越小,安全性越高.从安全性及适用性出发,小亮同学对所在小区的一处滑梯进行调研,制定了如下改造方案,请你帮小亮解决方案中的问题.
方案名称
滑梯安全改造
测量工具
测角仪、皮尺等
方案设计
如图,将滑梯顶端拓宽为,使,并将原来的滑梯改为,(图中所有点均在同一平面内,点在同一直线上,点在同一直线上)
测量数据
【步骤一】利用皮尺测量滑梯的高度;
【步骤二】在点处用测角仪测得;
【步骤三】在点处用测角仪测得.
解决问题
调整后的滑梯会多占多长一段地面?(即求的长)
(参考数据:)
【答案】调整后的滑梯会多占的一段地面
【分析】本题主要考查了解直角三角形的实际应用,矩形的性质与判定,过点E作于H,则四边形是矩形,可得,再解直角三角形求出的长即可得到答案.
【详解】解:如图所示,过点E作于H,则四边形是矩形,
∴,
在中,,
∴,
∴,
在中,,
∴,
∴,
∴,
答:调整后的滑梯会多占的一段地面.
考点04 解直角三角形的实际应用——方位角
1.(2025·山东烟台·中考真题)【综合与实践】
烟台山灯塔被誉为“黄海夜明珠”,它坐落在烟台山上,为过往船只提供导航服务.为了解渔船海上作业情况,某日,数学兴趣小组开展了实践探究活动.
如图,一艘渔船自东向西以每小时海里的速度向码头航行,小组同学收集到以下信息:
位置信息
码头A在灯塔B北偏西方向
14:30时,渔船航行至灯塔北偏东方向的处
15:00时,渔船航行至灯塔东北方向的处
天气预警
受暖湿气流影响,今天17:30到夜间,码头附近海域将出现浓雾天气.请注意防范.
请根据以上信息,解答下列问题:
(1)求渔船在航行过程中到灯塔的最短距离;
(2)若不改变航行速度,请通过计算说明渔船能否在浓雾到来前到达码头(参考数据:,,,,,).
【答案】(1)渔船在航行过程中到灯塔的最短距离为海里
(2)不改变航行速度,渔船能在浓雾到来前到达码头
【分析】本题考查了解直角三角形的应用,构造直角三角形是解题的关键;
(1)过点作于点,设,根据题意得出,解,得出,建立方程,即可求解;
(2)求得的距离,计算的距离,根据路程除以速度得到航行时间,结合题意,即可求解.
【详解】(1)解:如图,过点作于点,
设,
依题意,,,,
∴,,
∴,
在中,,
∴,
解得:,
∴渔船在航行过程中到灯塔的最短距离为海里;
(2)解:在中,,,
∴,
∴,
小时分钟,
从14:30,经过分钟是,在之前到达,
∴不改变航行速度,渔船能在浓雾到来前到达码头.
2.(2023·山东潍坊·中考真题)如图,l是南北方向的海岸线,码头A与灯塔B相距24千米,海岛C位于码头A北偏东方向.一艘勘测船从海岛C沿北偏西方向往灯塔B行驶,沿线勘测石油资源,勘测发现位于码头A北偏东方向的D处石油资源丰富.若规划修建从D处到海岸线的输油管道,则输油管道的最短长度是多少千米?(结果保留根号)
【答案】千米
【分析】过点作于点,由垂线段最短可得的长即为所求,先求出,再根据等腰直角三角形的判定与性质可得,然后在中,解直角三角形可得的长,从而可得的长,最后利用含30度角的直角三角形的性质求解即可得.
【详解】解:如图,过点作于点,
由垂线段最短可知,的长即为所求,
由题意得:,千米,
,,,
,
是等腰直角三角形,
,
在中,千米,千米,
千米,
在中,千米,
答:输油管道的最短长度是千米.
【点睛】本题考查了解直角三角形的应用、垂线段最短、含30度角的直角三角形的性质,熟练掌握解直角三角形的方法是解题关键.
3.(2023·山东临沂·中考真题)如图,灯塔A周围9海里内有暗礁.一渔船由东向西航行至B处,测得灯塔A在北偏西58°方向上,继续航行6海里后到达C处,测得灯塔A在西北方向上.如果渔船不改变航线继续向西航行,有没有触礁的危险?
(参考数据:)
【答案】渔船没有触礁的危险
【分析】过点作,分别解和,求出的长,即可得出结论.
【详解】解:过点作,由题意,得:,,,
设,
在中,,
∴,
∴,
在中,,
∴,
∴,
∵,
∴渔船没有触礁的危险.
【点睛】本题考查解直角三角形的应用—方向角问题.解题的关键是添加辅助线,构造直角三角形.
考点05 解直角三角形的实际应用——其他
1.(2024·山东济南·中考真题)城市轨道交通发展迅猛,为市民出行带来极大方便,某校“综合实践”小组想测得轻轨高架站的相关距离,数据勘测组通过勘测得到了如下记录表:
综合实践活动记录表
活动内容
测量轻轨高架站的相关距离
测量工具
测倾器,红外测距仪等
过程资料
相关数据及说明:图中点,在同平面内,房顶,吊顶和地面所在的直线都平行,点在与地面垂直的中轴线上,,.
成果梳理
……
请根据记录表提供的信息完成下列问题:
(1)求点到地面的距离;
(2)求顶部线段的长.(结果精确到,参考数据:,,,)
【答案】(1)点到地面的距离为;
(2)顶部线段的长为.
【分析】本题主要考查了平行线的性质及解直角三角形,熟练掌握解直角三角形是解题的关键.
(1)过点作,交的延长线于点,由得,在中解直角三角形即可得解;
(2)过点作,垂足为由平行线的性质得,进而得,根据平行线间的距离处处相等得,从而得,最后在中,解直角三角形即可得解.
【详解】(1)解:如图,过点作,交的延长线于点,
在中
答:点到地面的距离为
(2)解:如图,过点作,垂足为
,
,
平行线间的距离处处相等
,
∵,
在中
答:顶部线段的长为
2.(2024·山东·中考真题)【实践课题】测量湖边观测点和湖心岛上鸟类栖息点之间的距离
【实践工具】皮尺、测角仪等测量工具
【实践活动】某班甲小组根据湖岸地形状况,在岸边选取合适的点.测量,两点间的距离以及和,测量三次取平均值,得到数据:米,,.画出示意图,如图
【问题解决】(1)计算,两点间的距离.
(参考数据:,,,,)
【交流研讨】甲小组回班汇报后,乙小组提出了另一种方案:
如图2,选择合适的点,,,使得,,在同一条直线上,且,,当,,在同一条直线上时,只需测量即可.
(2)乙小组的方案用到了________.(填写正确答案的序号)
①解直角三角形 ②三角形全等
【教师评价】甲、乙两小组的方案都很好,对于实际测量,要根据现场地形状况选择可实施的方案.
【答案】(1),两点间的距离为米;(2)②
【分析】本题考查的是全等三角形的判定与性质的应用,解直角三角形的应用,灵活应用知识点是解本题的关键;
(1)如图,过作于,先求解,,再求解及即可;
(2)由全等三角形的判定方法可得,可得,从而可得答案.
【详解】解:如图,过作于,
∵米,,,,
∴,
,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴(米);
即,两点间的距离为米;
(2)∵,,当,,在同一条直线上时,
∴,
∴,
∴,
∴只需测量即可得到长度;
∴乙小组的方案用到了②;
3.(2023·山东济南·中考真题)图1是某越野车的侧面示意图,折线段表示车后盖,已知,,,该车的高度.如图2,打开后备箱,车后盖落在处,与水平面的夹角.
(1)求打开后备箱后,车后盖最高点到地面的距离;
(2)若小琳爸爸的身高为,他从打开的车后盖处经过,有没有碰头的危险?请说明理由.
(结果精确到,参考数据:,,,)
【答案】(1)车后盖最高点到地面的距离为
(2)没有危险,详见解析
【分析】(1)作,垂足为点,先求出的长,再求出的长即可;
(2)过作,垂足为点,先求得,再得到,再求得,从而得出到地面的距离为,最后比较即可.
【详解】(1)如图,作,垂足为点
在中
∵,
∴
∴
∵平行线间的距离处处相等
∴
答:车后盖最高点到地面的距离为.
(2)没有危险,理由如下:
过作,垂足为点
∵,
∴
∵
∴
在中,
∴.
∵平行线间的距离处处相等
∴到地面的距离为.
∵
∴没有危险.
【点睛】本题主要考查了解直角三角形的应用,掌握直角三角形的边角关系是解题的关键.
4.(2023·山东·中考真题)如图,某育苗基地为了能够最大限度地遮挡夏季炎热的阳光和充分利用冬天的光照,计划在苗圃正上方搭建一个平行于地面的遮阳蓬.已知苗圃的(南北)宽米,该地区一年中正午时刻太阳光与地平面的最大夹角是,最小夹角是.求遮阳蓬的宽和到地面的距离.
参考数据:,,,,,.
【答案】米,米.
【分析】过点D作于F,解,得,解,得,所以,解得米,从而得米,再由矩形的性质求解即可.
【详解】解:如图,过点D作于F,
在中,,
∴,
在中,,
∴,
∴,
解得:(米),
∴(米),
∴(米),
∵
∴矩形,
∴米,米.
答:遮阳蓬的宽为7.5米,到地面的距离为4.2米.
【点睛】本题考查解直角三角形的应用,通过作辅助线构造直角三角形是解题的关键.
5.(2023·山东枣庄·中考真题)如图所示,桔棒是一种原始的汲水工具,它是在一根竖立的架子上加上一根细长的杠杆,末端悬挂一重物,前端悬挂水桶.当人把水桶放入水中打满水以后,由于杠杆末端的重力作用,便能轻易把水提升至所需处,若已知:杠杆米,,支架米,可以绕着点O自由旋转,当点A旋转到如图所示位置时,此时点B到水平地面的距离为 米.(结果保留根号)
【答案】/
【分析】过点作于点,过点作交于点,交于点,易得四边形为矩形,分别解,,求出的长,利用进行求解即可.
【详解】解:过点作于点,过点作交于点,交于点,
∵,
∴,
∴,
∴四边形为矩形,
∴,
∵,,
∴,
在中,,,
∴;
∴,
在中,,,
∴;
∴(米);
故答案为:.
【点睛】本题考查解直角三角形的实际应用,矩形的性质与判定.解题的关键是添加辅助线,构造直角三角形.
考点06 三角函数与四边形的综合
1.(2025·山东淄博·中考真题)【问题情境】
小明在学习了正方形的相关知识之后,在一张边长为4的正方形纸片上进行了关于折叠的研究性学习.
【探究感悟】
如图①,小明在边上取点(不与,重合),连接,将沿翻折,使得点的对应点恰好落到对角线上.则此时线段的长是 ;
【深入探究】
小明继续将沿翻折,发现:,,三点能构成等腰三角形.请求出此时线段的长;
【拓展延伸】
如图②,小明又在边上取点(不与,重合),并将四边形沿翻折,使得点的对应点恰好落在边上.记(为的对应点)与的交点为,连接,小明再次发现:线段与的长度之和存在最小值.请求出此时线段的长.
【答案】(1)(2)或(3)
【分析】(1)根据正方形的性质,折叠的性质,推出为等腰直角三角形,进而求出的长即可;
(2)分和两种情况进行讨论求解即可;
(3)连接,,作,易得四边形为矩形,根据折叠性质得到,证明,得到,进而得到,作点关于的对称点,连接,连接交于点,则,,得到,得到当点在上时,即点与点重合时,,值最小,证明,得到,进而得到为的中点,设,则:,在中,由勾股定理,得:,求出的长,进而求出的长,证明,进行求解即可.
【详解】解:(1)∵正方形,边长为4,
∴,
∴,
∵翻折,
∴,,
∴,,
∵,
∴为等腰直角三角形,
∴;
(2)当时,如图,作于点,延长交于点,
则:四边形为矩形,
∴,
∵,
∴,
又∵折叠,
∴,
∴,
∴为等边三角形,
∴,
∵,
∴,,
∴,,
∴,
在中,,
∵,
∴,
∴;
②当时,如图:作于点,延长交于点,作于点,则:,四边形为矩形,四边形为矩形,
∴,,
∴,
在中,,
∴,
∴,
∴,,
在中,,
∴;
综上:或;
(3)连接,,交于点,作,则:四边形为矩形,
∴,,
∵折叠,
∴,,,,
∴,,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴,
作点关于的对称点,连接,连接交于点,则:,,
∴,
∴当点在上时,即点与点重合时,,值最小;
如图:
∵,,,
∴,
∴,
∴为的中点,
∴,
设,则:,
在中,由勾股定理,得:,
解得,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,即:,
∴.
【点睛】本题考查正方形的性质,折叠的性质,等腰三角形的判定和性质,等边三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,勾股定理,解直角三角形,利用轴对称解决线段和最短问题等知识点,综合性强,难度大,属于中考压轴题,熟练掌握相关知识点,合理添加辅助线,确定动点位置,是解题的关键.
2.(2025·山东淄博·中考真题)已知矩形,,,是边的中点,是边上的动点,线段分别与,相交于点,.若,则的长为 .
【答案】
【分析】本题考查矩形的性质,勾股定理,解直角三角形,平行四边形的判定和性质;过点A作交于点G,过点A作交的延长线于点K,过点G作于点H,即可得到为平行四边形,进而得到,然后根据正切的定义得到,,利用勾股定理求出,然后根据求出的长解答即可.
【详解】解:过点A作交于点G,过点A作交的延长线于点K,过点G作于点H,
则,,
∵是矩形,
∴,,,,
∴为平行四边形,
∴,
∵点P是的中点,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,即,
∴,,
∴,
又∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
故答案为:.
3.(2025·山东潍坊·中考真题)如图,在四边形中,,点在边上运动(不含),过点作,垂足为点.设的长度为的面积为,则下列结论正确的是( )
A.边的长为6
B.在上时,
C.在上时,
D.随的增大而增大
【答案】AC
【分析】本题考查矩形的判定和性质,解直角三角形,动点的函数表达式,作,易得四边形为矩形,得到,进而得到,在中,求出的长,分点在和点在上两种情况,进行讨论,求出函数关系式,进行判断即可.
【详解】解:作于点,
∵,
∴,
∴四边形为矩形,
∴,
∴,
在中,,故A正确;
当点在上时,
∵,,,
∴,,
∴;故B错误;
当点在上时,如图,
则:,
∴;故C正确;
当时,随着的增大而减小,故D错误;
故选AC.
4.(2025·山东青岛·中考真题)如图①,在中,,,,将沿方向平移,得到,过点作,交的延长线于点,为的中点.点从点出发,沿方向匀速运动,速度为;同时,点从点出发,沿方向匀速运动,速度为.连接,,.设运动时间为().
解答下列问题:
(1)当时,求的值;
(2)如图②,当时,设的面积为(),求与之间的函数关系式;
(3)当时,是否存在某一时刻,使是直角三角形?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);
(2);
(3)的值为或.
【分析】(1)由题意得,当时,,求得,再利用三角函数的定义求解即可;
(2)作于点,作于点,同(1)利用三角函数的定义求得,,再根据,利用三角形的面积公式代入数据求解即可;
(3)分两种情况讨论,当时,作于点,交延长线于点,证明,构造一元二次方程,利用公式法求解即可;当时, 作于点,证明,构造一元二次方程,利用公式法求解即可.
【详解】(1)解:由题意得,,
∵在中,,,,
∴,
由平移的性质得,,,,,
∵为的中点,
∴,
∵,,
∴,即,
∵,
∴,
∴,
∴,即,
解得;
(2)解:当时,∴点在线段上,作于点,作于点,
∵,,
∴,,
∵,
∴,即,
∴,
同理,即,
∴,
∵,
∴,
∵
;
∴;
(3)解:存在,理由如下,
由题意,
当时,作于点,交延长线于点,
同理,,,
∴,,
在中,,
∵,
∴,,
∴,,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,即,
整理得,
解得,
∵,
∴;
当时, 作于点,
∵,
∴,
∴,即,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,即,
整理得,
解得,
∵,
∴;
综上,的值为或.
【点睛】本题考查了平移的性质,相似三角形的判定和性质,解直角三角形,公式法解一元二次方程,正确构造辅助线,分类讨论是解题的关键.
5.(2025·山东烟台·中考真题)如图,在菱形中,,对角线.点M从点A出发,沿方向以的速度向点C运动,同时,点N从点C出发,沿方向以的速度向点D运动,当一点到达终点时,另一点随之停止运动,连接,交于点P.在此过程中,点P的运动路径长为 .
【答案】
【分析】如图,连接交于.求解,,,,设运动时间为,则,,证明,可得,作等边三角形,以为圆心,为半径作圆,取点,连接,,证明在上,且在弧上,再利用弧长公式计算即可.
【详解】解:如图,∵在菱形中,,对角线,连接交于.
∴,,,,
∵设运动时间为,则,,
∴,即,
∴,
∴,
∴,
∴,
作等边三角形,以为圆心,为半径作圆,取点,连接,,
∴,,,
∴,
∴在上,且在弧上,
∴在此过程中,点P的运动路径长为;
故答案为:
【点睛】本题考查的是菱形的性质,圆周角定理的应用,圆的确定,三角函数的应用,弧长的计算,证明在上,且在弧上是解本题的关键.
6.(2024·山东淄博·中考真题)如图所示,在矩形中,,点,分别在边,上.连接,将四边形沿翻折,点,分别落在点,处.则的值是( )
A.2 B. C. D.
【答案】A
【分析】连接交于点F,设,则,利用勾股定理求得,由折叠得到,垂直平分,则,由代入求得,则,所以,于是得到问题的答案.
【详解】解:连接交于点F,
设,则,
∵四边形是矩形,
∴,
∴
∵将四边形沿翻折,点C,D分别落在点A,E处,
∴点C与点A关于直线对称,
∴,垂直平分,
∴,,,
∵,
∴
∴,
∴
∴.
故选:A.
【点睛】此题考查矩形的性质、翻折变换的性质、勾股定理、解直角三角形等知识,正确地作出辅助线是解题的关键.
7.(2024·山东济宁·中考真题)综合与实践
某校数学课外活动小组用一张矩形纸片(如图1,矩形中,且足够长)进行探究活动.
【动手操作】
如图2,第一步,沿点A所在直线折叠,使点D落在上的点E处,折痕为,连接,把纸片展平.
第二步,把四边形折叠,使点A与点E重合,点D与点F重合,折痕为,再把纸片展平.
第三步,连接.
【探究发现】
根据以上操作,甲、乙两同学分别写出了一个结论.
甲同学的结论:四边形是正方形.
乙同学的结论:.
(1)请分别判断甲、乙两同学的结论是否正确.若正确,写出证明过程;若不正确,请说明理由.
【继续探究】
在上面操作的基础上,丙同学继续操作.
如图3,第四步,沿点G所在直线折叠,使点F落在上的点M处,折痕为,连接,把纸片展平.
第五步,连接交于点N.
根据以上操作,丁同学写出了一个正确结论:.
(2)请证明这个结论.
【答案】(1)甲、乙同学的结论正确,证明见解析,(2)证明见解析
【分析】本题主要考查了折叠的性质,矩形的性质和判定,正方形的判定和性质,菱形的判定和性质,全等三角形的判定与性质,相似三角形的判定与性质,等腰三角形的三线合一性质,解题的关键是正确作出辅助线并熟练掌握相关的性质定理,
(1)先证明四边形为矩形,再根据即可证明四边形为正方形,设,由折叠性质可知:,,再根据等腰直角三角形的性质分别求出,,即可得出,进而可得出结论;
(2)作交于点R,利用证明,得出,再证明四边形为菱形,得出,进而证明,再根据证明,得出,进而证明,即可得出结论
【详解】解:(1)甲、乙同学的结论都正确,理由如下:
四边形是矩形,
由第一步操作根据折叠性质可知:
四边形为矩形,
又
四边形为正方形,
故甲同学的结论正确;
作于点M,
四边形为正方形,
设,
由第二步操作根据折叠性质可知:,
在中,
在中,,
故乙同学的结论正确;
(2)作交于点R,如图所示:
为折痕,
四边形为矩形,
在和中,
又
由折叠性质可知:
四边形为菱形,
即
在和中,
考点07 三角函数与圆的综合
1.(2025·山东淄博·中考真题)如图,在中,,为斜边上一点,以为直径的圆与相切于点.若,,则的长是( ).
A.10 B.12 C.13 D.15
【答案】B
【分析】本题主要考查切线的性质,勾股定理及解直角三角形,解题的关键是利用勾股定理建立方程得到圆的半径.
根据题意可得,设半径为,利用勾股定理求出半径,再根据求解即可.
【详解】解:设中点圆心为,半径为,连接,
因为圆与相切于点,所以,
则,即,
解得,,
又,
所以.
故选:B.
2.(2025·山东潍坊·中考真题)图是某摩天轮的实景图.摩天轮可视作半径为米的,其上的某个座舱可视作上的点,座舱距离地面的最低高度为米,地面上的观察点到点的距离为米,平面示意图如图所示.
(1)当视线与相切时,求点处的座舱到地面的距离;
(2)已知摩天轮匀速转动一周需要分钟,当座舱距离地面不低于米时,在座舱中观赏风景的体验最佳,点处的座舱随摩天轮匀速转动一周的过程中,求该座舱中乘客最佳观赏风景的时长,并求这段时间内该座舱经过的圆弧的长.
(以上结果均保留小数点后一位数字,参考数据:,,,,)
【答案】(1)米;
(2)10分钟;米.
【分析】本题考查了切线的性质,解直角三角形的应用,勾股定理,弧长公式等知识,掌握知识点的应用是解题的关键.
()连接,,作,垂足为,根据勾股定理得(米),又,所以,因为与相切,所以,可得,所以,(米),从而可得,所以(米);
()过点作,交于点.延长,交于点,连接,不妨设米,又因为,所以,则(米),然后通过,可得,则,故有最佳观赏风景的时间为(分钟),最后通过弧长公式即可求解.
【详解】(1)解:连接,,作,垂足为,
根据题意可知,(米),
在中,米,,
所以(米),
因为,
所以,
因为与相切,
所以,
所以,
因为米,
所以,
所以,(米),
所以,
在中,(米),
所以,点处的座舱到地面的距离约为米;
(2)解:过点作,交于点.延长,交于点,连接,不妨设米,
因为,
所以,
所以(米),
因为米,
所以,
所以,
因为,
所以,
所以最佳观赏风景的时间为(分钟),
所以的长(米),
∴座舱经过的的长约为米.
3.(2025·山东威海·中考真题)如图,是的切线,点A为切点.点B为上一点,射线交于点C,连接,点D在上,过点D作,,交于点F,作,垂足为点E..
(1)求证:是的切线;
(2)若,,求的半径.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】本题考查了圆的综合题,涉及圆的切线的性质与判定,切线长定理,解直角三角形,勾股定理等知识点,正确添加辅助线是解题的关键.
(1)连接,证明,则,而,则,由于是的切线,则,再由等式的性质即可证明;
(2)可得,设,则,,由切线长定理得到,则,求出,即可求解半径.
【详解】(1)证明:连接,
∵是的切线,
∴
∵,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵
∴,
∴,
∴,
即,
∴是的切线;
(2)解:∵,,
∴,
设,
∴,,
∵是的切线,是的切线,
∴,
∵
∴,
解得:,
∴半径为.
4.(2025·山东·中考真题)【问题情境】
2025年5月29日“天问二号”成功发射,开启了小行星伴飞取样探测的新篇章.某校航天兴趣小组受到鼓舞,制作了一个航天器模型,其中某个部件使用3D打印完成,如图1.
【问题提出】
部件主视图如图2所示,由于1的尺寸不易直接测量,需要设计一个可以得到的长度的方案,以检测该部件中的长度是否符合要求.
【方案设计】
兴趣小组通过查阅文献,提出了钢柱测量法.
测量工具:游标卡尺、若干个底面圆半径相同的钢柱(圆柱).
操作步骤:如图3,将两个钢柱平行放在部件合适位置,使得钢柱与部件紧密贴合.示意图如图4,分别与,相切于点,.用游标卡尺测量出的长度.
【问题解决】
已知,的长度要求是.
(1)求的度数;
(2)已知钢柱的底面圆半径为,现测得.根据以上信息,通过计算说明该部件的长度是否符合要求.(参考数据:)
【结果反思】
(3)本次实践过程借助圆柱将不可测量的长度转化为可测量的长度,能将圆柱换成其他几何体吗?如果能,写出一个;如果不能,说明理由.
【答案】(1);(2)该部件的长度符合要求;(3)见解析
【分析】本题考查了切线长定理,解直角三角形的应用.
(1)根据切线长定理求解即可;
(2)解直角三角形求得,推出,据此求解即可;
(3)能,将圆柱换成正方体.
【详解】解:(1)∵分别与,相切于点,,
∴,;
(2)∵钢柱的底面圆半径为,
∴,
∵,,
∴,
∴,
同理,
∴,
∵,
∴该部件的长度符合要求;
(3)能,将圆柱换成正方体.如图,
设正方体的棱长为,用游标卡尺测量出的长度.
∴,
∵,
∴,
∴,
∴.
考点08 三角函数与函数的综合
1.(2025·山东威海·中考真题)如图,点A在反比例函数的图象上,点B在反比例函数的图象上,连接.若,则 .
【答案】/
【分析】本题主要考查了求角的正切值,相似三角形的性质与判定,反比例函数比例系数的几何意义,过点A作轴于C,过点B作轴,可证明,得到,再根据反比例函数比例系数的几何意义得到,则,据此可得答案.
【详解】解:如图所示,过点A作轴于C,过点B作轴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵点A在反比例函数的图象上,点B在反比例函数的图象上,
∴,
∴,
∴,
∴,
故答案为:.
2.(2025·山东烟台·中考真题)如图,二次函数的部分图象与轴的一个交点位于和之间,顶点的坐标为.下列结论:①;②对于任意实数,都有;③;④若该二次函数的图象与轴的另一个交点为,且是等边三角形,则.其中所有正确结论的序号是( )
A.①② B.①③ C.①④ D.①③④
【答案】D
【分析】由二次函数的图象的开口向下,与轴交于正半轴,对称轴在轴的右侧,,,,可得①符合题意;结合当时,最大,当时,,可得②不符合题意;由,,可得,可得③符合题意;由,记的横坐标分别为,可得,结合,可得,可得④符合题意.
【详解】解:∵二次函数的图象的开口向下,与轴交于正半轴,对称轴在轴的右侧,
∴,,,
∴,故①符合题意;
∵顶点的坐标为,
∴当时,最大,
当时,,
∴,
∴,故②不符合题意;
∵二次函数的部分图象与轴的一个交点位于和之间,对称轴为直线,
∴,,
∴,,
∴,故③符合题意;
如图,为等边三角形,
∴,,,,
∴,
记的横坐标分别为,
∴,
∴,
当,则,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
故④符合题意;
故选:D
【点睛】本题考查的是二次函数的图象与性质,等边三角形的性质,锐角三角函数的性质,熟练的利用等边三角形的性质结合二次函数的图象解题是关键.
3.(2025·山东淄博·中考真题)如图,一条抛物线与轴相交于,两点,与轴相交于点.
(1)求抛物线对应的函数表达式;
(2)问在抛物线上是否存在点,使得?若存在,求出点的坐标;若不存在,说明理由;
(3)将射线绕点逆时针旋转一定角度,使其恰好经过抛物线的顶点,再将抛物线沿直线平移,得到一条新的抛物线(其顶点为).设这两条抛物线的交点为.
①求旋转角度的正切值;
②当时,求原抛物线平移的距离.
【答案】(1)
(2)或
(3)①3;②抛物线的平移距离为
【分析】(1)根据待定系数法求解即可;
(2)求出点坐标,作的中垂线交轴于点,连接,则:,得到,设,则:,勾股定理求出的值,进而得到点坐标,求出直线的解析式,作,得到,求出直线的解析式,联立直线和抛物线的解析式求出点坐标,再根据对称性,求出满足题意的另一个点的坐标即可;
(3)①求出直线的解析式,根据题意,得到旋转角为,作,交轴于点,作于点,则:,求出直线的解析式,进而求出点的坐标,等积法求出的长,勾股定理求出的长,再利用正切的定义进行求解即可;
②设抛物线沿着水平方向和竖直方向均移动个单位,根据平移规则求出新的抛物线的解析式,求出点的坐标,联立两个抛物线的解析式求出点坐标,作轴,交的延长线于点,证明,列出比例式求出的值,进而求出平移距离即可.
【详解】(1)解:抛物线与轴相交于,两点,将两点坐标代入抛物线,得,
解得,
∴抛物线的表达式,
(2)∵,
∴当时,,
∴,
作的中垂线交轴于点,连接,则:,
∴,
∴,
∵,
∴,,
设,则:,
在中,由勾股定理,得,
解得,
∴,
设直线的解析式为,把代入,得,解得,
∴,
过点作,交轴于点,交抛物线于点,则:,
设直线的解析式为,把代入,得,解得,
∴,
联立,
解得或,
∴;
∵,
∴当时,,
∴,
作点关于轴的对称点,连接,则:,,
∴直线与抛物线的交点也满足题意,
同法可得:直线的解析式为,
联立,解得或,
∴;
综上:或;
(3)①∵,
∴,
∵,
同法可得直线的解析式为,
由题意,即为旋转角,作,交轴于点,作于点,则:,
∴,
同法可得直线的解析式为,
∴当时,,
∴,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴;
②将抛物线沿直线平移,等同于将抛物线沿直线平移,
∵,
∴抛物线在水平方向和竖直方向上的移动距离相等,
设将抛物线向右和向上分别平移个单位,得到新的抛物线,则新抛物线的解析式为,
∴,
联立,
解得:,
∴,
作轴,交的延长线于点,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
解得或(舍去)或(舍去);
∴抛物线在水平方向和竖直方向的平移距离均为,
∴抛物线的平移距离为;
当抛物线沿直线向下移动时,同理可得抛物线的平移距离为;
综上:抛物线的平移距离为.
【点睛】本题考查二次函数的综合应用,解直角三角形,旋转的性质,相似三角形的判定和性质,二次函数图象的平移等知识点,综合性强,难度大,属于中考压轴题,熟练掌握相关知识点,合理添加辅助线,利用数形结合和分类讨论的思想进行求解,是解题的关键.
4.(2025·山东济南·中考真题)二次函数的图象经过,两点,顶点为G.
(1)求二次函数的表达式和顶点G的坐标.
(2)如图1,将二次函数的图象沿x轴方向平移个单位长度得到一个新函数的图象,当时,新函数的最大值是8,求n的值.
(3)如图2,将二次函数的图象沿直线平移,点A,G的对应点分别为,,连接,,线段与交于点M.若,请直接写出点的坐标.
【答案】(1),顶点G的坐标为
(2)或
(3)或
【分析】(1)利用待定系数法求解析式,将二次函数一般式化为顶点式,可得顶点坐标;
(2)分两种情况进行讨论,抛物线向左平移或者向右平移,根据平移规律可得新抛物线解析式为:或,根据对称轴与区间范围的中轴线之间的关系分类讨论即可;
(3)分成两种情况进行讨论,抛物线沿射线方向或射线方向平移.沿射线方向平移,求出直线的解析式为,由直线性质可知图象沿上下方向与左右方向平移相同的单位,设向上、向右平移了m个单位,可得,,由平移性质可证四边形是平行四边形,推出交点M坐标为,可证明为直角三角形且,根据,可得四点共圆,是在以为直径的圆上,可求中点,根据列方程即可求得的值,则题目可解; 抛物线沿射线方向,作关于点对称点,方法同上.
【详解】(1)解:将,代入,
,
解得,
,
,
当时,取最小值,最小值为,
顶点G的坐标为.
(2)解:Ⅰ、当抛物线向右平移时:
根据平移规律可得新抛物线解析式为:,
对称轴为直线,
,
,
当时,即时,如图:
直线与抛物线交点M纵坐标最大,
将,代入解析式得,
解得,与矛盾,不合题意;
当时,即时,如图:
直线与抛物线交点N纵坐标最大,
将,代入解析式得,
解得,与矛盾,不合题意;
,符合题意;
Ⅱ、当抛物线向左平移时,
根据平移规律可得新抛物线解析式为:,
对称轴为直线,
,
,
∴当时,y取最大值8,代入解析式得:
,
解得:,(舍),
综上可知,或;
(3)解: 设直线的解析式为,
将,代入得,,
解得,
直线的解析式为,
令,则,
∴直线与轴交于,
直线与坐标轴围成的是一个等腰直角三角形,
∴图象沿直线平移时,上下方向与左右方向平移的距离相等,
设向上、向右平移了m个单位,
,,
由平移得,,
四边形是平行四边形,
线段与交于点M,
∴为线段的中点,
,
Ⅰ、如图,抛物线沿射线平移,
∵,,G,
∴由勾股定理可得,
,
,且,
∵,
∴,
∴四点共圆,是在以为直径的圆上,
中点,
则,
,
即
解得:或(舍)
∴;
Ⅱ、如图,抛物线沿射线平移,
作关于点对称点,
则可同理证明,且,
∵,
∴,
∴四点共圆,在以为直径的圆上,
中点,
则,
,
即
解得:或(舍)
∴;
【点睛】本题属于二次函数综合题,考查求二次函数解析式,二次函数图象的平移,相似三角形的判定和性质,锐角三角函数,求一次函数解析式,平行四边形的判定和性质等,难度较大,解题的关键是综合应用上述知识点,正确作出辅助线.
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