【北师大版压轴题】2024~2025年八年级上数学期末解答题真题汇编卷(上)
2025-12-11
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内容正文:
【北师大版压轴题】2024~2025年八年级上期末解答题真题汇编卷(上)
一.解答题(共25小题)
1.如图,已知函数y=2x﹣1和y=x﹣3的图象交于点P,
(1)求出点P的坐标;
(2)求两函数图象与y轴围成的图形面积.
2.观察下列运算:
①由,得;
②由,得;
③由,得;
④由,得;
…
(1)通过观察,请填空: .
(2)利用你发现的规律,计算:.
3.如图,△ABC和△ADE都是等腰三角形,AB=AC,AD=AE,且∠BAC=∠DAE,连接BD、CE.
(1)如图1,当点D在△ABC的内部时,求证:BD=CE;
(2)如图2,∠BAC=∠DAE=120°,BC=10,且点E落在BC边上.若M为BC上的一点,且∠BAM+∠CAE=60°,求△BDM的周长;
(3)如图3,∠BAC=∠DAE=120°,点H为底边BC的中点,过点H作DH的垂线HF(点F在直线BC下方),连接CF.当∠ACF=∠CBD时,求∠EAF的度数.
4.综合与探究
问题情境:
∠DCA是△ABC的一个外角,过点C在射线BD的右侧作射线CE,使CE∥BA.
(1)如果CF平分∠ECA,BF平分∠CBA.
①如图1,若∠A=90°,∠ABC=30°,求∠F的度数;
②如图2,若∠BCA=50°,则∠F的度数为 °;
深入探究:
(2)如图3,如果,试用含n和α的式子表示∠F(直接写出结果).
5.在等边△ABC中,线段AM为BC边上的中线.动点D在直线AM上时,以CD为一边在CD的下方作等边△CDE,连接BE.
(1)若点D在线段AM上时(如图①),则AD BE(填“>”“<”或“=”),∠CAM= 度;
(2)设直线BE与直线AM的交点为O.
①当动点D在线段AM的延长线上时(如图②),试判断AD与BE的数量关系,并说明理由;
②当动点D在线段AM的延长线上时(如图②),求∠AOB的度数;
③当动点D在直线AM上时,试判断∠AOB是否为定值?若是,请直接写出∠AOB的度数.
6.对于平面直角坐标系xOy中的点P(a,b),若点P′的坐标为(其中k为常数,k≠0),则称点P′为点P的“k系友好点”;例如:P(3,2)的“3系友好点”为,即P′(9,3).
请完成下列各题:
(1)求点P(﹣2,1)的“2系友好点”P的坐标为 ;
(2)若点P(6,3)的“k系友好点”P′的坐标为(﹣3,n),求k和n的值;
(3)若点P在y轴的正半轴上,点P的“k系友好点”为点P′,若在△OPP′中,PP'=2OP,求k的值.
7.小明对一副直角三角板在平行线间的位置进行研究,已知MN∥PQ.
(1)如图①,小明将含45°角的直角三角板ABC中的点A落在直线PQ上,若∠BAQ=25°,则∠ADM的度数为 ;
(2)如图②,小明将含30°角的直角三角板DEF中的点D,F分别落在直线MN,PQ上,若DE平分∠MDF,则EF是否平分∠DFP?请说明理由.
(3)小明将三角板ABC与三角板DEF按如图③所示方式摆放,点B与点F重合,求∠BCN的度数.
8.综合与实践
【问题情境】数学课上,同学们探索三角形中角之间的关系.如图①,在△ABC中,∠C=90°,AD平分∠BAC,P是线段DB上的一点,过点P作AB的垂线,垂足为E.
【特例分析】
(1)若∠BAC=50°,求∠ADC与∠DPE的度数;
【类比探究】
(2)善思小组在(1)的基础上,改变∠B的大小,经过探究,他们发现∠ADC与∠DPE之间存在特定的等量关系.请你猜想∠ADC与∠DPE之间的数量关系,并证明;
【拓展探究】
(3)如图②,敏学小组画出了点P,E分别在线段DB,AB延长线上时的情形,其余条件不变,画出∠DPE 的平分线,交AD的延长线于点F.请在图②中补全图形,写出∠AFP的度数,并说明理由.
9.如图,在平面直角坐标系中,直线AB与x轴、y轴分别交于点A(3,0),B(0,4),点C在y轴的负半轴上,若将△CAB沿直线AC折叠,点B恰好落在x轴正半轴上的点D处.
(1)AB的长为 ,点D的坐标是 ;
(2)求点C的坐标;
(3)点M是y轴上一动点,若S△MABS△OCD,求出点M的坐标;
(4)在第一象限内是否存在点P,使△PAB为等腰直角三角形,若存在,直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
10.(1)发现:如图1,△ABC和△DCE均为等边三角形,连结AD,且点A、D、E在同一直线上,连结BE,发现△ACD≌△BCE.请证明△ACD≌△BCE.
(2)拓展:如图2,△ACB和△DCE均为等腰直角三角形,AC=BC,DC=CE,∠ACB=∠DCE=90°,且点A、D、E在同一直线上,若AE=12,DE=7,求AB的长度.
(3)应用:如图3,P为等边三角形ABC内一点,且∠APC=150°,∠APD=30°,AP=8,CP=6,DP=9,求BD的长.
11.【发现问题】
如图①,小明同学在做光的折射实验时发现:平行于主光轴MN的光线AB和CD经过凹透镜的折射后,折射光线BE,DF的反向延长线交于主光轴MN上一点P.
【提出问题】
小明提出:∠BPD,∠ABP和∠CDP三个角之间存在着怎样的数量关系?
【分析问题】
已知平行,可以利用平行线的性质,把∠BPD分成两部分进行研究.
【解决问题】
探究一:请你帮小明解决这个问题,并说明理由.
探究二:如图②,∠P,∠AMP,∠CNP的数量关系为 ;如图③,已知∠ABC=25°,∠C=60°,AE∥CD,则∠BAE= °(不需要写解答过程)
利用探究一得到的结论解决下列问题:
如图④,射线ME,NF分别平分∠BMP和∠CNP,ME交直线CD于点E,NF与∠AMP内部的一条射线MF交于点F,若∠P=2∠F,求∠FME的度数.
12.如图,在平面直角坐标系中,直线y=kx+b与x轴交于点B(﹣4,0),与y轴交于点A,直线y=﹣2x+4过点A,且与x轴交于点C.
(1)求直线AB的函数表达式;
(2)若线段AC上有一点M,使得,求直线OM的函数表达式;
(3)在直线AB上是否存在点P,使得S△PBC=S△AOB?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
13.A,B两地相距300km,甲、乙两人分别开车从A地出发前往B地,其中甲先出发1h.如图是甲,乙行驶路程y甲(km),y乙(km)随行驶时间x(h)变化的图象,请结合图象信息,解答下列问题:
(1)填空:甲的速度为 km/h;
(2)分别求出y甲,y乙与x之间的函数解析式;
(3)求出点C的坐标,并写出点C的实际意义.
14.如图,在平面直角坐标系中,一次函数l1:y=kx+b的图象分别与x,y轴交于A(10,0),B两点,正比例函数l2:y=2x的图象与一次函数y=kx+b的图象交于点C(m,4).
(1)求一次函数y=kx+b的函数表达式;
(2)在直线OC上是否存在点D,使得S△ACD=6S△BOC?若存在,请求出D点的坐标;若不存在,请说明理由.
15.如图,已知一次函数l1图象分别与x,y轴交于点A,B(0,4)两点,正比例函数y=﹣2x图象与l1交于点M,已知点M的横坐标是﹣1.
(1)求该一次函数l1的表达式;
(2)y轴上有一动点Q,连接QM,QA,求当△QMA周长取最小值时点Q的坐标.
16.(1)【问题初探】在数学活动课上,李老师提出如下问题:如图1,在△ABC中,AD平分∠BAC,∠ABC=2∠C.求证:AC=AB+BD;
豆豆同学从结论的角度出发给出如下解题思路:在AC上截取AE=AB,连接DE,将线段AC,AB,BD之间的数量关系转化为CE与BD的数量关系;
点点同学从∠ABC=2∠C这个条件出发给出另一种解题思路:延长AB至点E,使BE=BD,连接DE,将∠ABC=2∠C转化为∠C与∠E之间的数量关系.
请你选择一名同学的解题思路,写出证明过程;
(2)【类比分析】李老师发现两名同学都运用了转化的数学思想,为了帮助学生更好的感悟转化思想,李老师提出了下面的问题,请解答.
如图2,△ABC中,∠A=90°,平面内有点D(点D和点A在BC的同侧),连接DC,DB,∠D=45°,∠ABD+2∠ABC=180°,求证:;
(3)【学以致用】如图3,在△ABC中,AD⊥BC,垂足为D,BD=3,DC=2,∠CAD=2∠ABC,CE平分∠ACB交AB于点E.求BE的长.
17.如图,在平面直角坐标系中,直线l:y=kx+b分别与x轴、y轴相交于点A、B.现将直线l绕原点O顺时针旋转90°,得到的直线l′称为直线l的“顺旋转垂线”.
(1)若点A、B的坐标分别为A(2,0)、B(0,2),则直线l的“顺旋转垂线”l′的关系式为 .
(2)若直线l:y=k1x+b1(k1<0,b1≠0)的“顺旋转垂线”l′为:y=k2x+b2.求证:k1•k2=﹣1.
(3)已知直线l的“顺旋转垂线”为l':yx+2,点C是直线l与x轴、y轴交点A、B的中点,动点M的坐标为(0,m).问当m为何值时,MA+MC取得最小值,并求出该最小值.
18.如图,△ABC是等边三角形,点D沿△ABC的边从点A运动到点B,再从点B运动到点C,点E是边BC上一点,运动过程中始终满足BD=CE.
(1)如图1,当点D在AB边上时,连接AE,CD相交于点G.①求证:AE=CD.
②求∠CGE的度数.
(2)如图2,当点D在BC边上时,延长AB至点F,使BF=BE,连接AE,DF.判断AE与DF是否相等?并说明理由.
19.已知,四边形ABCD中,AD∥BC,连接BD,DE平分∠ADB交AB于点E,∠BDC=∠BCD.
(1)如图1,求证:∠EDC=90°;
(2)如图2,若∠ABD的平分线与CD的延长线交于F,且∠F=55°,求∠ABC;
(3)如图3,若H是BC上一动点,F是BA延长线上一点,FH交BD于M,FG平分∠BFH交DE于N,交BC于G.当H在BC上运动时(不与B点重合),∠BAD=100°,∠DNG=95°,求∠DMH的度数.
20.如图,已知抛物线y=ax2+bx+c经过A(﹣3,0),B(1,0),C(0,3)三点,其顶点为D,对称轴是直线l,l与x轴交于点H.
(1)求该抛物线的解析式.
(2)若点P是该抛物线对称轴l上的一个动点,求△PBC周长的最小值.
(3)如图(2),若E是线段AD上的一个动点(E与A、D不重合),过E点作平行于y轴的直线交抛物线于点F,交x轴于点G,设点E的横坐标为m,四边形AODF的面积为S.
①求S与m的函数关系式.
②S是否存在最大值,若存在,求出最大值及此时点E的坐标,若不存在,请说明理由.
21.如图,在平面直角坐标系中,直线AB与x轴、y轴分别交于点A(3,0),B(0,4),点C在y轴的负半轴上,若将△CAB沿直线AC折叠,点B恰好落在x轴正半轴上的点D处.
(1)AB的长为 ,点D的坐标是 ;直线BE与直线CD的位置关系是 ;
(2)求点C的坐标;
(3)点M是y轴上一动点,若S△MABS△OCD,求出点M的坐标;
(4)在第一象限内是否存在点P,使△PAB为等腰直角三角形,若存在,直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
22.如图1,在平面直角坐标系xOy中,点A的坐标为(5,0),点B在第一象限内,且使得AB=4,OB=3.
(1)试判断△AOB的形状,并说明理由;
(2)在第二象限内是否存在一点P,使得△POB是以OB为腰的等腰直角三角形,若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)如图2,点C为线段OB上一动点,点D为线段BA上一动点,且始终满足OC=BD.求AC+OD的最小值.
23.如图,在平面直角坐标系中,直线y=x+b与x轴,y轴分别交于点A,B,与直线交于点C(3,5).直线与x轴交于点D.点P是射线DA上的一个动点,且点P从点D出发以每秒2个单位长度匀速运动.设点P的运动时间为ts.
(1)求两条直线的关系式;
(2)当△ACP的面积为15时,求t的值;
(3)试探究,在点P运动过程中,是否存在t的值,使△ACP为直角三角形?若存在,请求出t的值;若不存在,请说明理由.
24.如图,在△ABC中,AB=AC=7,∠B=34°,点D在线段BC上运动(点D不与点B,C重合),连接AD,作∠ADE=34°,DE交线段AC于点E.
(1)当∠BDA=106°时,求∠AED的度数.
(2)当线段DC的长度为何值时,AD=DE?并说明理由.
(3)若在点D的运动过程中,点E在AC上也随着运动,始终保持∠ADE=34°,那么△ABD和△EDC同时为等腰三角形时,直接写出∠BDE的度数.
25.如图,在平面直角坐标系中,直线AB:y=kx+1(k≠0)交y轴于点A,交x轴于点B(3,0),点P是直线AB上方第一象限内的动点,过点P作PE⊥x轴于点E,交直线AB于点D.
(1)求直线AB的表达式;
(2)点P是直线x=2上一动点,当△ABP的面积与△ABO的面积相等时,求点P的坐标;
(3)当△ABP为等腰直角三角形时,请直接写出点P的坐标.
【北师大版压轴题】2024~2025年八年级上期末解答题真题汇编卷(上)
参考答案与试题解析
一.解答题(共25小题)
1.如图,已知函数y=2x﹣1和y=x﹣3的图象交于点P,
(1)求出点P的坐标;
(2)求两函数图象与y轴围成的图形面积.
【答案】(1)P点坐标为(﹣2,﹣5).
(2)2.
【解答】解:(1)联立,
解得,
∴P点坐标为(﹣2,﹣5).
(2)由y=2x﹣1和y=x﹣3可知两条直线与y轴的交点分别为(0,﹣1),(0,﹣3),
∴两函数图象与y轴围成的图形面积为:2=2.
2.观察下列运算:
①由,得;
②由,得;
③由,得;
④由,得;
…
(1)通过观察,请填空: (n为正整数) .
(2)利用你发现的规律,计算:.
【答案】(1)(n为正整数);
(2).
【解答】解:(1)由题意可得:(n为正整数),
故答案为:(n为正整数);
(2)由(1)可得(n为正整数),
∴原式
.
3.如图,△ABC和△ADE都是等腰三角形,AB=AC,AD=AE,且∠BAC=∠DAE,连接BD、CE.
(1)如图1,当点D在△ABC的内部时,求证:BD=CE;
(2)如图2,∠BAC=∠DAE=120°,BC=10,且点E落在BC边上.若M为BC上的一点,且∠BAM+∠CAE=60°,求△BDM的周长;
(3)如图3,∠BAC=∠DAE=120°,点H为底边BC的中点,过点H作DH的垂线HF(点F在直线BC下方),连接CF.当∠ACF=∠CBD时,求∠EAF的度数.
【答案】(1)证明见解答;
(2)10;
(3)60°.
【解答】(1)证明:∵AB=AC,AD=AE,且∠BAC=∠DAE,
∴∠BAC﹣∠DAC=∠DAE﹣∠DAC,
∴∠BAD=∠CAE,
∴△ABD≌△ACE(SAS),
∴BD=CE;
(2)解:∵AB=AC,AD=AE,且∠BAC=∠DAE,
∴∠BAC﹣∠BAE=∠DAE﹣∠BAE,∠ABC=∠ACB=30°,
∴∠BAD=∠CAE,
∴△ABD≌△ACE(SAS),
∴BD=CE,∠C=∠ABD=30°,∠BAD=∠CAE,
∵∠BAC=∠DAE=120°,∠BAM+∠CAE=60°,
∴∠BAM+∠BAD=∠DAM=60°=∠EAM,
∵AD=AE,AM=AM,
∴△ADM≌△AEM(SAS),
∴DM=EM,
∴△BDM的周长=BM+DM+BD=BM+EM+CE=BC=10;
(3)解:如图,延长DH到点I,使IH=DH,连接FD,FI,FE,CI,
由(2)知△ABD≌△ACE,∠ABC=∠ACB=30°,
∴∠ABD=∠ACE,CE=BD,
∵点H为底边BC的中点,FH⊥DH,
∴BH=CH,FD=FI,
∵∠BHD=∠CHI,
∴△BHD≌△CHI(SAS),
∴BD=Cl,∠HBD=∠HCI,
∵∠ACF=∠CBD,∠ABD=∠ACE,
∴∠ACF=∠HCI,∠ACF﹣∠ACE=∠CBD﹣∠ABD,
即∠ECF=∠CBA=30°,
∴∠ACF﹣∠HCF=∠HCl﹣∠HCF,
∴∠ACB=∠FCI=30°,
∴∠ECF=∠ICF=30°,
∵BD=CI,BD=CE,
∴CE=CI,
∵CF=CF,
∴△CEF≌△CIF(SAS),
∴FI=FE=FD,
∵AF=AF,AD=AE,
∴△AFD≌△AFE(SAS),
∴.
4.综合与探究
问题情境:
∠DCA是△ABC的一个外角,过点C在射线BD的右侧作射线CE,使CE∥BA.
(1)如果CF平分∠ECA,BF平分∠CBA.
①如图1,若∠A=90°,∠ABC=30°,求∠F的度数;
②如图2,若∠BCA=50°,则∠F的度数为 65 °;
深入探究:
(2)如图3,如果,试用含n和α的式子表示∠F(直接写出结果).
【答案】(1)①60°;②65;
(2).
【解答】解:(1)①由题意可得:
∴∠BCA=90°﹣30°=60°,
∵CE∥BA,
∴∠ECA=∠A=90°,
∵,,
∴∠BCF=∠BCA+∠ACF=60°+45°=105°,
∴∠F=180°﹣∠CBF﹣∠BCF=180°﹣15°﹣105°=60°;
②∵CE∥BA,
∴∠ECA=∠A,
∵CF平分∠ECA,BF平分∠CBA,
∴,,
∵∠DCA是△ABC的一个外角,∠BCA=50°,
∴∠DCA=∠ABC+∠A=180°﹣∠BCA=130°,
∴,
∴∠F=180°﹣(∠CBF+∠BCF)=65°,
故答案为:65;
(2)∵CE∥BA,
∴∠ECA=∠A,
∵,
∴,,
由题意可得:∠DCA=∠ABC+∠A=180°﹣∠BCA=180°﹣α,
∴∠CBF+∠BCF
=∠CBF+∠BCA+∠ACF
,
∴.
5.在等边△ABC中,线段AM为BC边上的中线.动点D在直线AM上时,以CD为一边在CD的下方作等边△CDE,连接BE.
(1)若点D在线段AM上时(如图①),则AD = BE(填“>”“<”或“=”),∠CAM= 30 度;
(2)设直线BE与直线AM的交点为O.
①当动点D在线段AM的延长线上时(如图②),试判断AD与BE的数量关系,并说明理由;
②当动点D在线段AM的延长线上时(如图②),求∠AOB的度数;
③当动点D在直线AM上时,试判断∠AOB是否为定值?若是,请直接写出∠AOB的度数.
【答案】(1)=,30°;
(2)①AD=BE.理由如下:
∵△ABC和△CDE是等边三角形,
∴∠ACB=∠DCE=60°,AC=BC,CD=CE,
∴∠ACB+∠DCB=∠DCE+∠DCB,
∴∠ACD=∠BCE,
在△ACD和△BCE中,
,
∴△ACD≌△BCE(SAS),
∴AD=BE;
②60°;
③∠AOB是否为定值,∠AOB=60°.
【解答】解:(1)∵等边△ABC中,以CD为一边在CD的下方作等边△CDE,
∴AC=BC,CD=CE,∠ACB=∠DCE=60°,
∴∠ACB﹣∠DCB=∠DCE﹣∠DCB,
∴∠ACD=∠BCE,
在△ACD和△BCE中,
,
∴△ACD≌△BCE(SAS),
∴AD=BE;
∵△ABC是等边三角形,
∴∠CAB=60°,
∵线段AM为BC边上的中线,
∴.
故答案为:=,30;
(2)①AD=BE.理由如下:
∵△ABC和△CDE是等边三角形,
∴∠ACB=∠DCE=60°,AC=BC,CD=CE,
∴∠ACB+∠DCB=∠DCE+∠DCB,
∴∠ACD=∠BCE,
在△ACD和△BCE中,
,
∴△ACD≌△BCE(SAS),
∴AD=BE;
②∵△ABC是等边三角形,线段AM为BC边上的中线,
∴,AM⊥BC,
∵△ACD≌△BCE,
∴∠CAD=∠CBE=30°,
在Rt△BMO中,∠AOB=90°﹣∠CBE=90°﹣30°=60°;
③∠AOB是否为定值,∠AOB=60°.理由如下:
当动点D在直线AM上时,分三种情况讨论:
当点D在线段AM上时,如图1,
∵线段AM为BC边上的中线,△ABC是等边三角形,
∴,AM⊥BC,
∵△ACD≌△BCE,
∴∠CAD=∠CBE=30°,
在Rt△BMO中,∠AOB=90°﹣∠CBE=90°﹣30°=60°;
当点D在线段AM的延长线上时,如图4,由②知∠AOB=60°;
当点D在线段MA的延长线上时,如图5,
∵△ABC和△CDE是等边三角形,
∴∠ACB=∠DCE=60°,AC=BC,CD=CE,
∴∠ACB﹣∠ACE=∠DCE﹣∠ACE,
∴∠ACD=∠BCE,
在△ACD和△BCE中,
,
∴△ACD≌△BCE(SAS),
∴∠CAD=∠CBE,
∴∠CAM=∠CBO
∵线段AM为BC边上的中线,△ABC是等边三角形,
∴,AM⊥BC,
∴∠CAM=∠CBO=30°,
在Rt△BMO中,∠AOB=90°﹣∠CBO=90°﹣30°=60°,
∴∠AOB是否为定值,∠AOB=60°.
6.对于平面直角坐标系xOy中的点P(a,b),若点P′的坐标为(其中k为常数,k≠0),则称点P′为点P的“k系友好点”;例如:P(3,2)的“3系友好点”为,即P′(9,3).
请完成下列各题:
(1)求点P(﹣2,1)的“2系友好点”P的坐标为 (0,0) ;
(2)若点P(6,3)的“k系友好点”P′的坐标为(﹣3,n),求k和n的值;
(3)若点P在y轴的正半轴上,点P的“k系友好点”为点P′,若在△OPP′中,PP'=2OP,求k的值.
【答案】(1)点P′(0,0);
(2)k=﹣3,n=1;
(3)k=±2.
【解答】解:(1)由题意可得:P′的坐标为,
∴点P′(0,0);
故答案为:(0,0);
(2)∵P′的坐标为(﹣3,n),
∴6+3k=﹣3,
解得k=﹣3,
∴;
(3)设点P(0,t),其中t>0,
∴点,即点P′(kt,t),
∵PP′∥x轴,
∴PP′=|kt|,
又∵OP=t,PP′=2OP,
∴2t=|kt|,
解得k=±2.
7.小明对一副直角三角板在平行线间的位置进行研究,已知MN∥PQ.
(1)如图①,小明将含45°角的直角三角板ABC中的点A落在直线PQ上,若∠BAQ=25°,则∠ADM的度数为 115° ;
(2)如图②,小明将含30°角的直角三角板DEF中的点D,F分别落在直线MN,PQ上,若DE平分∠MDF,则EF是否平分∠DFP?请说明理由.
(3)小明将三角板ABC与三角板DEF按如图③所示方式摆放,点B与点F重合,求∠BCN的度数.
【答案】(1)115°;
(2)EF平分∠DFP,理由见解析;
(3)∠BCN=15°.
【解答】解:(1)∵∠BAQ=25°,∠BAC=90°,
∴∠QAC=∠BAQ+∠BAC=25°+90°=115°,
∵MN∥PQ,
∴∠ADM=∠QAC=115°
故答案为:115°;
(2)EF平分∠DFP,理由如下:
∵DE平分∠MDF,∠EDF=30°,
∴∠MDF=2∠EDF=60°,
∵MN∥PQ,
∴∠MDF=∠DFQ=60°,
∵∠EFD=60°,
∴∠EFP=180°﹣60°﹣60°=60°,
∴∠EFP=∠EFD,
即EF平分∠DFP;
(3)延长EB交MN于点G,如图所示:
,
由题可得:∠DBE=60°,∠ABC=45°,∠DEG=90°,
∴∠CBE=∠ABC+∠DBE=105°,
∴∠CBG=180°﹣105°=75°,
∵MN∥PQ,
∴∠MGE+∠DEG=180°,
∴∠MGE=180°﹣∠DEB=90°,
∴∠BCG=180°﹣∠CBG﹣∠MGE=180°﹣75°﹣90°=15°,
即∠BCN=15°.
8.综合与实践
【问题情境】数学课上,同学们探索三角形中角之间的关系.如图①,在△ABC中,∠C=90°,AD平分∠BAC,P是线段DB上的一点,过点P作AB的垂线,垂足为E.
【特例分析】
(1)若∠BAC=50°,求∠ADC与∠DPE的度数;
【类比探究】
(2)善思小组在(1)的基础上,改变∠B的大小,经过探究,他们发现∠ADC与∠DPE之间存在特定的等量关系.请你猜想∠ADC与∠DPE之间的数量关系,并证明;
【拓展探究】
(3)如图②,敏学小组画出了点P,E分别在线段DB,AB延长线上时的情形,其余条件不变,画出∠DPE 的平分线,交AD的延长线于点F.请在图②中补全图形,写出∠AFP的度数,并说明理由.
【答案】(1)65°,130°;
(2)∠DPE=2∠ADC,
由(1)可知,∠DPE=90°+∠B,
.
∴∠DPE=2∠ADC.;
(3)如图③,设PF交AE于点J,
∵PE⊥AE,∠C=90°,
∴∠ACD=∠E=90°.
∵∠ABC=∠PBE,
∴∠CAB=∠BPE.
∵AD、PF分别平分∠CAB,∠BPE,
∴,.
∴∠FAJ=∠EPJ.
∵∠AJF=∠PJE,
∴∠AFP=180°﹣∠FAJ﹣∠AJF=180°﹣∠EPJ﹣∠PJE=∠E=90°.
【解答】解:(1)∵∠BAC=50°,∠C=90°,
∴∠B=90°﹣50°=40°.
∵P是线段DB上的一点,过点P作AB的垂线,垂足为E,
∴∠PEB=90°.
∴∠DPE=∠PEB+∠B=130°.
∵,
∴∠ADC=∠BAD+∠B=65°.
(2)∠DPE=2∠ADC.证明如下:
由(1)可知,∠DPE=90°+∠B,
.
∴∠DPE=2∠ADC.
(3)如图③,设PF交AE于点J,
∵PE⊥AE,∠C=90°,
∴∠ACD=∠E=90°.
∵∠ABC=∠PBE,
∴∠CAB=∠BPE.
∵,.
∴∠FAJ=∠EPJ.
∵∠AJF=∠PJE,
∴∠AFP=180°﹣∠FAJ﹣∠AJF=180°﹣∠EPJ﹣∠PJE=∠E=90°.
9.如图,在平面直角坐标系中,直线AB与x轴、y轴分别交于点A(3,0),B(0,4),点C在y轴的负半轴上,若将△CAB沿直线AC折叠,点B恰好落在x轴正半轴上的点D处.
(1)AB的长为 5 ,点D的坐标是 (8,0) ;
(2)求点C的坐标;
(3)点M是y轴上一动点,若S△MABS△OCD,求出点M的坐标;
(4)在第一象限内是否存在点P,使△PAB为等腰直角三角形,若存在,直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)5,(8,0);
(2)C(0,﹣6);
(3)M(0,12)或M(0,﹣4);
(4)(3.5,3.5)或(4,7)或(7,3).
【解答】解:(1)∵点A(3,0),B(0,4),
∴OA=3,OB=4,
∴AB5,
∵若将△CAB沿直线AC折叠,点B恰好落在x轴正半轴上的点D处,
∴AD=AB=5,
∴OD=OA+AD=8,
∴D(8,0),
故答案为:5,(8,0);
(2)设C(0,a)(a<0),
由题意得:BC=CD,
∴4﹣a,
解得:a=﹣6,
∴C(0,﹣6);
(3)设M(0,b),
∵S△MABS△OCD,
∴|4﹣b|×36×8,
解得:b=12或b=﹣4,
∴M(0,12)或M(0,﹣4);
(4)存在,(3.5,3.5)或(4,7)或(7,3).
当AB=AP,∠BAP=90°时,过P作PF⊥x轴于F,
∵∠AOB=∠OFP=∠BAP=90°,
∴∠OBA+∠OAB=∠OAB+∠PAF=90°,
∴∠OBA=∠PAF,
∵AB=AP,
∴△ABO≌△PAF,
∴PF=OA=3,AF=OB=4,
∴OF=OA+AF=7,
∴P(7,3),
当AB=AP′,∠P′BA=90°时,过P′作P′G⊥y轴于G,
同理得:△ABO≌△BP′G,
∴P′G=OB=4,BG=OA=3,
∴OG=OB+BG=7,
∴P′(4,7),
当BP″=AP″,∠BP″A=90°时,点P″是AP′和BP的交点,
设AP′的解析式为:y=kx+b,
则:,
解得:,
∴AP′的解析式为:y=7x﹣21,
设BP的解析式为:y=ax+4,
则:7a+4=3,
解得:a,
∴BP的解析式为:yx+4,
解方程组得:,
∴P″(3.5,3.5),
∴点P的坐标为:(3.5,3.5)或(4,7)或(7,3).
10.(1)发现:如图1,△ABC和△DCE均为等边三角形,连结AD,且点A、D、E在同一直线上,连结BE,发现△ACD≌△BCE.请证明△ACD≌△BCE.
(2)拓展:如图2,△ACB和△DCE均为等腰直角三角形,AC=BC,DC=CE,∠ACB=∠DCE=90°,且点A、D、E在同一直线上,若AE=12,DE=7,求AB的长度.
(3)应用:如图3,P为等边三角形ABC内一点,且∠APC=150°,∠APD=30°,AP=8,CP=6,DP=9,求BD的长.
【答案】(1)∵△ABC为等边三角形,
∴AC=BC,∠ACB=60°,
∵△DCE为等边三角形,
∴CD=CE,∠DCE=60°,
∴∠ACB﹣∠BCD=∠DCE﹣∠BCD,
即∠ACD=∠BCE,
在△ACD和△BCE中,
,
∴△ACD≌△BCE(SAS);
(2)AB的长为13;
(3)BD的长为17.
【解答】(1)证明:∵△ABC为等边三角形,
∴AC=BC,∠ACB=60°,
∵△DCE为等边三角形,
∴CD=CE,∠DCE=60°,
∴∠ACB﹣∠BCD=∠DCE﹣∠BCD,
即∠ACD=∠BCE,
在△ACD和△BCE中,
,
∴△ACD≌△BCE(SAS);
(2)解:∵∠ACB=∠DCE=90°,
即∠ACD+∠DCB=∠BCE+∠DCB=90°,
∴∠ACD=∠BCE,
在△ACD和△BCE中,
,
∴△ACD≌△BCE(SAS),
∴∠ADC=∠BDC,
∴AD=BE=AE﹣DE=5,
∵DC=CE,∠ACB=∠DCE=90°,
∴∠CED=∠CDE=45°,
∴∠ADC=180°﹣∠CDE=135°,
∴∠BEC=135°,
∴∠BEA=∠BEC﹣∠CED=90°,
由勾股定理可得,,
∴AB的长为13;
(3)解:把△APC绕点C逆时针旋转60°得△BEC,连接PE,如图所示,
由旋转的性质可知,△BEC≌△APC,
∴CE=CP,BE=AP=8,
∠PCE=60°,∠BEC=∠APC=150°,
∴△PCE是等边三角形,
∴∠EPC=∠PEC=60°,PE=CP=6,
∴∠BED=∠BEC﹣∠PEC=90°,
∵∠APD=30°,
∴∠DPC=150°﹣30°=120°,
∵∠DPE=∠DPC+∠EPC=120°+60°=180°,
即D、P、E在同一条直线上,
∴DE=DP+PE=9+6=15,
由勾股定理可得,,
∴BD的长为:17.
11.【发现问题】
如图①,小明同学在做光的折射实验时发现:平行于主光轴MN的光线AB和CD经过凹透镜的折射后,折射光线BE,DF的反向延长线交于主光轴MN上一点P.
【提出问题】
小明提出:∠BPD,∠ABP和∠CDP三个角之间存在着怎样的数量关系?
【分析问题】
已知平行,可以利用平行线的性质,把∠BPD分成两部分进行研究.
【解决问题】
探究一:请你帮小明解决这个问题,并说明理由.
探究二:如图②,∠P,∠AMP,∠CNP的数量关系为 ∠AMP=∠P+∠CNP ;如图③,已知∠ABC=25°,∠C=60°,AE∥CD,则∠BAE= 145 °(不需要写解答过程)
利用探究一得到的结论解决下列问题:
如图④,射线ME,NF分别平分∠BMP和∠CNP,ME交直线CD于点E,NF与∠AMP内部的一条射线MF交于点F,若∠P=2∠F,求∠FME的度数.
【答案】见试题解答内容
【解答】解:探究一:∠BPD=∠ABP+∠CDP,理由如下:
如图①,
∵AB∥MN∥CD,
∴∠BPN=∠ABP,∠DPN=∠CDP,
∴∠BPN+∠DPN=∠ABP+∠CDP,
∴∠BPD=∠ABP+∠CDP.
探究二:如图②,
∠AMP=∠P+∠CNP,理由如下:
∵AB∥CD,
∴∠MKP=∠CNP,
∵∠AMP=∠P+∠MKP,
∴∠AMP=∠P+∠CNP.
如图③,延长EA交BC于L,
∵AE∥CD,
∴∠ALC=∠C=60°,
∴∠ALB=180°﹣∠ALC=120°,
∴∠BAE=∠B+∠ALB=25°+120°=145°.
故答案为:∠AMP=∠P+∠CNP,145.
∵射线ME,NF分别平分∠BMP和∠CNP,
∴∠PME∠PMB,∠CNF=∠PNF,
如图④,
由探究一的结论得:∠P=∠AMF+∠PMF+∠CNF+∠PNF,∠F=∠AMF+∠CNF,
∵∠P=2∠F,
∴∠AMF+∠PMF+∠CNF+∠PNF=2∠AMF+2∠CNF,
∵∠CNF=∠PNF,
∴∠AMF+∠PMF=2∠AMF,
∴∠PMF=∠AMF∠AMP,
∴∠PMF+∠PME(∠AMP+∠PMB),
∴∠FME∠AMB180°=90°.
12.如图,在平面直角坐标系中,直线y=kx+b与x轴交于点B(﹣4,0),与y轴交于点A,直线y=﹣2x+4过点A,且与x轴交于点C.
(1)求直线AB的函数表达式;
(2)若线段AC上有一点M,使得,求直线OM的函数表达式;
(3)在直线AB上是否存在点P,使得S△PBC=S△AOB?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)y=x+4;
(2)y=x;
(3)存在,点P的坐标为或.
【解答】解:(1)在y=﹣2x+4中,当x=0时,y=4,
∴A(0,4),
∵直线y=kx+b过点A(0,4),B(﹣4,0),
∴,
解得:,
∴直线AB的函数表达式为y=x+4;
(2)∵直线AC的函数表达式为y=﹣2x+4,
令y=0,则﹣2x+4=0,解得:x=2,
∴C(2,0),
∴OC=2,
∵A(0,4),
∴OA=4,
∴,
设M(m,﹣2m+4),
∴,
∵,
∴,
解得:,
∴,
设直线OM的函数表达式为y=k1x,则,
解得:k1=1,
∴直线OM的函数表达式为y=x;
(3)∵B(﹣4,0),A(0,4),C(2,0),
∴OB=4,OA=4,OC=2,
∴,BC=6,
设P(n,n+4),
∴,
∵S△PBC=S△AOB,
∴3|n+4|=8,
解得:或,
∴点P的坐标为或;
13.A,B两地相距300km,甲、乙两人分别开车从A地出发前往B地,其中甲先出发1h.如图是甲,乙行驶路程y甲(km),y乙(km)随行驶时间x(h)变化的图象,请结合图象信息,解答下列问题:
(1)填空:甲的速度为 60 km/h;
(2)分别求出y甲,y乙与x之间的函数解析式;
(3)求出点C的坐标,并写出点C的实际意义.
【答案】(1)60;)(2)y甲=60x(0<x≤5);y乙;(3)150km.
【解答】解:(1)甲的速度为:300÷5=60(km/h),
故答案为:60;
(2)由(1)可知,y甲与x之间的函数解析式为y甲=60x(0<x≤5);
设y乙与x之间的函数解析式为y乙=kx+b,根据题意得:
,
解得,
∴y乙=100x﹣100(1≤x≤4),
∴y乙;
(3)根据题意,得60x=100x﹣100,
解得x=2.5,
60×2.5=150(km),
∴点C的坐标为(2.5,150),
故点C的实际意义是甲车出发2.5小时后被乙车追上,此时两车行驶了150km.
14.如图,在平面直角坐标系中,一次函数l1:y=kx+b的图象分别与x,y轴交于A(10,0),B两点,正比例函数l2:y=2x的图象与一次函数y=kx+b的图象交于点C(m,4).
(1)求一次函数y=kx+b的函数表达式;
(2)在直线OC上是否存在点D,使得S△ACD=6S△BOC?若存在,请求出D点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);
(2)(5,10)或(﹣1,﹣2).
【解答】解:(1)由条件可得:4=2m,
∴m=2,
∴C(2,4),
由题意可得,
解得,
∴.
(2)在中,当x=0时,y=5,
∴B(0,5),
∴OB=5.
由条件可知S△ACD=6S△BOC,
∴S△ACD=30.
当点D在AC上方时,S△AOD=S△AOC+S△ACD=20+30=50,
∴,
∴yD=10,
在y=2x中,当y=10时,x=5,
∴D(5,10);
点D在OA下方时,S△AOD=S△ACD﹣S△AOC=30﹣20=10,
∴,
∴yD=﹣2,
在y=2x中,当y=﹣2时,x=﹣1,
∴D(﹣1,﹣2),
综上所述,点D的坐标为(5,10)或(﹣1,﹣2).
15.如图,已知一次函数l1图象分别与x,y轴交于点A,B(0,4)两点,正比例函数y=﹣2x图象与l1交于点M,已知点M的横坐标是﹣1.
(1)求该一次函数l1的表达式;
(2)y轴上有一动点Q,连接QM,QA,求当△QMA周长取最小值时点Q的坐标.
【答案】(1)一次函数l1的解析式为y=2x+4,
(2)△QMA的周长最小值为,此时Q坐标为(0,).
【解答】解:(1)∵M的横坐标是﹣1,
∴代入y=﹣2x中得y=2,
∴M(﹣1,2),
设l1解析式为y=kx+b,将B和M两点坐标代入得,
,
解得,
∴一次函数l1的解析式为y=2x+4;
(2)如图1,在y轴任找一点Q,连接AQ,MQ,
作点A关于y轴对称点A',连接A'M交y轴于点Q',则QA=QA',
∵一次函数y=2x+4与x轴交于点A,
∴令y=0,得x=﹣2,
∴A(﹣2,0),
∵M(﹣1,2),
∴AM,
而△QMA的周长=AM+AQ+QMQA′+QMA′M,
当A′、Q、M三点共线时取等,即当Q在点Q′处时,△QMA的周长=+A′M,此时最小,
∵A(﹣2,0),
∴A′(2,0),
∴A′M,
∴△QMA的周长最小值为,
设直线 A′M的解析式为y=mx+n,将M和A′坐标代入得,
,
解得,,
∴直线A'M的解析式为yx,
∵Q'是直线A'M与y轴交点,
∴令x=0,得y,
∴Q'(0,),
综上,△QMA的周长最小值为,此时Q坐标为(0,);
16.(1)【问题初探】在数学活动课上,李老师提出如下问题:如图1,在△ABC中,AD平分∠BAC,∠ABC=2∠C.求证:AC=AB+BD;
豆豆同学从结论的角度出发给出如下解题思路:在AC上截取AE=AB,连接DE,将线段AC,AB,BD之间的数量关系转化为CE与BD的数量关系;
点点同学从∠ABC=2∠C这个条件出发给出另一种解题思路:延长AB至点E,使BE=BD,连接DE,将∠ABC=2∠C转化为∠C与∠E之间的数量关系.
请你选择一名同学的解题思路,写出证明过程;
(2)【类比分析】李老师发现两名同学都运用了转化的数学思想,为了帮助学生更好的感悟转化思想,李老师提出了下面的问题,请解答.
如图2,△ABC中,∠A=90°,平面内有点D(点D和点A在BC的同侧),连接DC,DB,∠D=45°,∠ABD+2∠ABC=180°,求证:;
(3)【学以致用】如图3,在△ABC中,AD⊥BC,垂足为D,BD=3,DC=2,∠CAD=2∠ABC,CE平分∠ACB交AB于点E.求BE的长.
【答案】(1)证明见解答过程;
(2)证明见解答过程;
(3).
【解答】(1)证明:方法一:如图1(1):在AC上截取AE=AB,连接DE,
∵AD平分∠BAC,
∴∠BAD=∠EAD,
在△BAD和△EAD中,
,
∴△ABD≌△AED(SAS),
∴BD=ED,∠AED=∠ABC=2∠C,
∵∠AED=∠C+∠EDC,
∴∠EDC=∠C,
∴ED=EC,
∴BD=EC,
∴AC=AE+EC=AB+BD;
方法二,如图1(2):延长AB至点E,使BE=BD,连接DE,
∵BE=BD,
∴∠E=∠BDE,
∵∠ABC是△BED的外角,
∴∠ABC=∠E+∠BDE=2∠E,
∵∠ABC=2∠C,
∴∠C=∠E,
在△EAD和△CAD中,
,
∴△EAD≌△CAD(AAS),
∴AE=AC,
∴AE=AB+BE
∴AC=AB+BD;
(2)证明:如图2,作CL⊥DB交DB的延长线于点L,则∠L=∠A=90°,
∵∠D=45°,
∴∠LCD=∠D=45°,
∴CL=DL,
∵∠ABD+∠ABC+∠LBC=180°,∠ABD+2∠ABC=180°,
∴∠ABD+∠ABC+∠LBC=∠ABD+2∠ABC,
∴∠LBC=∠ABC,
在△LBC和△ABC中,
,
∴△LBC≌△ABC(AAS),
∴LB=AB,
∵CDDLBDLB,
∴BDAB=CD;
(3)解:如图3,延长CA至F,使AF=AD,连接BF,过C作CH⊥BA于点H,
则∠H=90°,
∵AD⊥BC,
∴∠ADB=∠ADC=90°,
设∠ABC=α,则∠CAD=2α,∠BAD=90°﹣α,∠ACB=90°﹣2α,
∴∠BAF=∠ABC+∠ACB=α+90°﹣2α=90°﹣α,
∴∠BAF=∠BAD,
在△BAF和△BAD中,
,
∴△BAF≌△BAD(SAS),
∴∠F=∠ADB=90°,BF=BD=3,
在Rt△BCF中,BC=BD+CD=3+2=5,
∴CF4,
设AD=AF=x,则AC=CF﹣AF=4﹣x,
在Rt△ACD中,由勾股定理得:AD2+CD2=AC2,
即x2+22=(4﹣x)2,
解得:x,
∴AF=AD,
∴AB,
∵CE平分∠ACB,
∴∠BCE=∠ACE∠ACB(90°﹣2α)=45°﹣α,
∴∠AEC=∠ABC+∠BCE=α+45°﹣α=45°,
∴△CHE是等腰直角三角形,
∴EH=CH,
∵S△ABCAB•CHBC•AD,
即CH5,
解得:CH,
∴EH,
∴BH2,
∴BE=BH﹣EH=2,
即BE的长为.
17.如图,在平面直角坐标系中,直线l:y=kx+b分别与x轴、y轴相交于点A、B.现将直线l绕原点O顺时针旋转90°,得到的直线l′称为直线l的“顺旋转垂线”.
(1)若点A、B的坐标分别为A(2,0)、B(0,2),则直线l的“顺旋转垂线”l′的关系式为 y=x﹣2 .
(2)若直线l:y=k1x+b1(k1<0,b1≠0)的“顺旋转垂线”l′为:y=k2x+b2.求证:k1•k2=﹣1.
(3)已知直线l的“顺旋转垂线”为l':yx+2,点C是直线l与x轴、y轴交点A、B的中点,动点M的坐标为(0,m).问当m为何值时,MA+MC取得最小值,并求出该最小值.
【答案】(1)y=x﹣2;
(2)证明见解答过程;
(3)m时MA+MC的值最小为5.
【解答】解:(1)由题知,A点旋转后的坐标为A'(0,﹣2),B点旋转后的坐标为B'(2,0),
即直线l的“顺旋转垂线”l′过点A'和点B',
设直线l的“顺旋转垂线”l′的解析式为y=kx+b,
∴,
解得,
即直线l的“顺旋转垂线”l′的解析式为y=kx﹣2,
故答案为:y=x﹣2;
(2)设直线l:y=k1x+b1(k1<0,b1≠0)分别与x轴、y轴相交于点A(a,0)、B(0,b),
则“顺旋转垂线”l′:y=k2x+b2分别与x轴、y轴相交于点C(b,0)、D(0,﹣a),
∴将A、B点代入直线l的解析式,得
,
解得k1,
将C、D点代入直线l'的解析式,得
,
解得k2,
∴k1k21;
(3)由题知直线l的“顺旋转垂线”l':yx+2与x轴,y轴的交点分别为(﹣8,0),(0,2),
∴B(0,﹣8),A(﹣2,0),
∴C(﹣1,﹣4),
作A点关于y轴的对称点A',即A'(2,0),
连接A'C交y轴于M,
此时MA+MC的值最小,即为A'C,
∴A'C5,
即MA+MC的值最小为5,
设直线A'C的解析式为y=sx+t,
代入A'点,C点的坐标,得
,
解得,
∴直线A'C的解析式为yx,
当x=0时,y,
即m时MA+MC的值最小为5.
18.如图,△ABC是等边三角形,点D沿△ABC的边从点A运动到点B,再从点B运动到点C,点E是边BC上一点,运动过程中始终满足BD=CE.
(1)如图1,当点D在AB边上时,连接AE,CD相交于点G.①求证:AE=CD.
②求∠CGE的度数.
(2)如图2,当点D在BC边上时,延长AB至点F,使BF=BE,连接AE,DF.判断AE与DF是否相等?并说明理由.
【答案】(1)①见解析过程;
②60°;
(2)AE=DF,理由见解析过程.
【解答】(1)证明:①如图1,∵△ABC是等边三角形,
∴∠ABC=∠ACB=60°,BC=AC,
∵BD=CE,
∴△ACE≌△CBD(SAS),
∴AE=CD;
②解:∵△ACE≌△CBD,
∴∠CAE=∠BCD,
∵∠ACB=∠ACD+∠BCD=60°,
∴∠CGE=∠ACD+∠CAE=∠ACD+∠BCD=60°;
(2)AE=DF,理由如下:
如图2,在AB上截取AH=BF,连接DH,可得HF=AB,
∵△ABC是等边三角形,
∴∠ABC=∠ACB=60°,AB=AC=BC=HF,
∵BF=BE,BD=CE,
∴BH=CE=BD,
∴△BDH是等边三角形,
∴∠BHD=∠ACB=60°,
∴△ACE≌△FHD(SAS),
∴AE=DF.
19.已知,四边形ABCD中,AD∥BC,连接BD,DE平分∠ADB交AB于点E,∠BDC=∠BCD.
(1)如图1,求证:∠EDC=90°;
(2)如图2,若∠ABD的平分线与CD的延长线交于F,且∠F=55°,求∠ABC;
(3)如图3,若H是BC上一动点,F是BA延长线上一点,FH交BD于M,FG平分∠BFH交DE于N,交BC于G.当H在BC上运动时(不与B点重合),∠BAD=100°,∠DNG=95°,求∠DMH的度数.
【答案】(1)见解析;
(2)70°;
(3)90°.
【解答】(1)证明:AD∥BC,
∠ADC+∠BCD=180,
∵DE平分∠ADB,
∴∠BDC=∠BCD,
∴∠ADE=∠EDB,
∴∠BDC=∠BCD,
∵∠ADC+∠BCD=180°,
∴∠EDB+∠BDC=90°,
∴∠DEC+∠DCE=90°,
∴∠EDC=90°;
(2)解:∠FBD+∠BDE=90°﹣∠F=35°,
∵DE平分∠ADB,BF平分∠ABD,
∴∠ADB+∠ABD=2(∠FBD+∠BDE)=70°,
又∵四边形ABCD中,AD∥BC,
∴∠DBC=∠ADB,
∴∠ABC=∠ABD+∠DBC=∠ABD+∠ADB,
即∠ABC=70°;
(3)解:在△BMF中,∠BMF=∠DMH=180°﹣∠ABD﹣∠BFH,
又∵∠BAD=180°﹣(∠ABD+∠ADB),
∴∠DMH+∠BAD=(180°﹣∠ABD﹣∠BFH)+(180°﹣∠ABD﹣∠ADB)=360°﹣∠BFH﹣2∠ABD﹣∠ADB,
∴∠DNG=∠FNE=180°∠BFH﹣∠AED=180°∠BFH﹣∠ABD∠ADB(∠DMH+∠BAD),
即∠BAD+∠DMH=2∠DNG,
∵∠BAD=100°,∠DNG=95°,
∴∠DMH=90°.
20.如图,已知抛物线y=ax2+bx+c经过A(﹣3,0),B(1,0),C(0,3)三点,其顶点为D,对称轴是直线l,l与x轴交于点H.
(1)求该抛物线的解析式.
(2)若点P是该抛物线对称轴l上的一个动点,求△PBC周长的最小值.
(3)如图(2),若E是线段AD上的一个动点(E与A、D不重合),过E点作平行于y轴的直线交抛物线于点F,交x轴于点G,设点E的横坐标为m,四边形AODF的面积为S.
①求S与m的函数关系式.
②S是否存在最大值,若存在,求出最大值及此时点E的坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)设抛物线解析式为y=a(x+3)(x﹣1),
把C(0,3)代入得a×3×(﹣1)=3,解得a=﹣1,
∴抛物线解析式为y=﹣(x+3)(x﹣1),
即y=﹣x2﹣2x+3;
(2)∵y=﹣x2﹣2x+3=﹣(x+1)2+4,
∴D(﹣1,4),抛物线的对称轴为直线x=﹣1,
连接AC交直线x=﹣1于P,如图1,则PA=PB,
∵PB+PC=PC+PA=AC,
∴此时PB+PC的值最小,
∴此时△PBC周长的最小值,
△PBC周长的最小值=AC+BC3;
(3)①如图2,
设直线AD的解析式为y=kx+b,
把A(﹣3,0),D(﹣1,4)代入得,解得,
∴直线AD的解析式为y=2x+6,
设E(m,2m+6)(﹣3<m<﹣1),则F(m,﹣m2﹣2m+3),
∴EF=﹣m2﹣2m+3﹣(2m+6)=﹣m2﹣4m﹣3,
∴S=S△ADF+S△ADOEF×23×4=EF+6=﹣m2﹣4m﹣3+6=﹣m2﹣4m+3(﹣3<m<﹣1);
②存在.
∵S=﹣(m+2)2+7,
∴当m=﹣2时,S有最大值,最大值为7,此时E点坐标为(﹣2,2).
21.如图,在平面直角坐标系中,直线AB与x轴、y轴分别交于点A(3,0),B(0,4),点C在y轴的负半轴上,若将△CAB沿直线AC折叠,点B恰好落在x轴正半轴上的点D处.
(1)AB的长为 5 ,点D的坐标是 (8,0) ;直线BE与直线CD的位置关系是 垂直 ;
(2)求点C的坐标;
(3)点M是y轴上一动点,若S△MABS△OCD,求出点M的坐标;
(4)在第一象限内是否存在点P,使△PAB为等腰直角三角形,若存在,直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)5,(8,0),垂直;
(2)点C的坐标为(0,﹣6);
(3)点M的坐标为(0,12)或(0,﹣4);
(4)存在,点P的坐标(7,3)或(4,7)或(,).
【解答】解:(1)在平面直角坐标系中,直线AB与x轴、y轴分别交于点A(3,0),B(0,4),
∴OA=3,OB=4,
在Rt△AOB中,由勾股定理得:AB5,
由折叠的性质可知,AD=AB=5,
∴OD=OA+AD=3+5=8,
∴点D的坐标是(8,0),
设OC=x,则BC=OB+OC=4+x,
由折叠的性质可知,CD=BC=4+x,
在Rt△COD中,由勾股定理得:OC2+OD2=CD2,
∴x2+82=(x+4)2,
解得:x=6,即OC=6,
∴点C的坐标为(0,﹣6);
由C、D的坐标得,直线CD的表达式为:yx﹣8,
同理可得:直线AB的表达式为:yx+4,
故直线BE与直线CD的位置关系是垂直,
故答案为:5,(8,0),垂直;
(2)由(1)得,点C的坐标为(0,﹣6);
(3)∵C(0,﹣6),D(8,0),
∴OC=6,OD=8,
则S△COD24,
则S△MAB=12,
∵点M是y轴上一动点,
∴设点M的坐标为(0,m),
∴BM=|m﹣4|,
则S△MABBM•OA|m﹣4|×3=12,
∴m=12或﹣4,
∴点M的坐标为(0,12)或(0,﹣4);
(4)在第一象限内存在点P,使△PAB为等腰直角三角形;理由如下:
①当∠BAP=90°,AB=AP,则△PAB为等腰直角三角形,
如图1,过点P作PG⊥x轴于点G,
∴∠PGA=∠AOB=90°,
∵∠BAP=90°,
∴∠BAO+∠PAG=90°,
∵∠ABO+∠BAO=90°,
∴∠ABO=∠PAG,
在△AOB和△PGA中,∠ABO=∠PAG,∠AOB=∠PGA,AB=PA,
∴△AOB≌△PGA(AAS),
∴OA=PG=3,OB=AG=4,
∴OG=OA+AG=7,
∴点P的坐标为(7,3);
②当∠ABP=90°,BA=BP,则△PAB为等腰直角三角形,
如图2,过点P作PH⊥y轴于点H,
同理 可证,△AOB≌△BHP(AAS),
∴OA=BH=3,PH=OB=4,
∴OH=OB+BH=7,
∴点P的坐标为(4,7);
③当∠APB=90°,PA=PB,则△PAB为等腰直角三角形,
如图3,过点P作PM⊥x轴于点M,PN⊥y轴于点N,
∴∠PNB=∠PMA=∠MPN=90°,
∴∠APN+∠APM=90°,
∵∠APB=90°,
∴∠BPN+∠APN=90°,
∴∠APM=∠BPN,
在△APM和△BPN中,∠APM=∠BPN,PA=PB,∠PMA=∠PNB,
∴△APM≌△BPN(ASA),
∴AM=BN,PM=PN,
∴设点P的坐标为(p,p),
∴OM=ON=p,
∴BN=OB﹣ON=4﹣p,AM=OM﹣OA=p﹣3,
∴4﹣p=p﹣3,
解得:p,
则点P的坐标为(,),
综上可知,第一象限内存在点P,使△PAB为等腰直角三角形,点P的坐标(7,3)或(4,7)或(,).
22.如图1,在平面直角坐标系xOy中,点A的坐标为(5,0),点B在第一象限内,且使得AB=4,OB=3.
(1)试判断△AOB的形状,并说明理由;
(2)在第二象限内是否存在一点P,使得△POB是以OB为腰的等腰直角三角形,若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)如图2,点C为线段OB上一动点,点D为线段BA上一动点,且始终满足OC=BD.求AC+OD的最小值.
【答案】(1)直角三角形,理由见解析;(2)存在,()或();(3).
【解答】解:(1)△AOB是以B为直角顶点的直角三角形,理由如下:
∵A(5,0),
∴OA=5,
∴AB2+OB2=42+32=25=52=OA2,
∴△AOB是以OA为斜边的直角三角形;
(2)存在,如图,当∠POB=90°,分别过点B,P作BE⊥x轴于E,PF⊥x轴于F,
∴OB=OP=3,
∵S△AOBOA•BE,
∴BE,
∴OE,
∵∠PFO=∠PDB=∠OEB=90°,
∴∠POF+∠OPF=90°,∠POF+∠BOE=90°,
∴∠OPF=∠BOE,
在△OPF与△BOE中,
,
∴△OPF≌△BOE(AAS),
∴OF=BE,PF=OE,
∵P在第二象限,
∴P();
如图,当∠PBO=90°,分别过点B,P作BE⊥x轴于E,PF⊥BE的延长线于F,交y轴于D,
同理可求出BE,OE,
同理可证明△PFB≌△BEO(AAS),
∴BF=OE,PF=BE,
∴EF=BE+BF,PD=PF﹣DF=PF﹣OE,
∵P在第二象限,
∴P(),
综上,存在点P,使得△POB是以OB为腰的等腰直角三角形,P()或();
(3)如图,过点O作以OB为腰,∠BOH=90°的等腰直角三角形,
∴HO=BO,∠HOC=∠OBD=90°,
又∵OC=DB,
∴△HOC≌△OBD(SAS),
∴OD=HC,
∴AC+OD=AC+HC,
∴要使AC+OD最小,则AC+CH最小,
∴当A、C、H三点共线时,AC+CH最小,即AC+OD有最小值为AH的长,
由(2)知,H(),
∴AH,
即AC+OD有最小值为.
23.如图,在平面直角坐标系中,直线y=x+b与x轴,y轴分别交于点A,B,与直线交于点C(3,5).直线与x轴交于点D.点P是射线DA上的一个动点,且点P从点D出发以每秒2个单位长度匀速运动.设点P的运动时间为ts.
(1)求两条直线的关系式;
(2)当△ACP的面积为15时,求t的值;
(3)试探究,在点P运动过程中,是否存在t的值,使△ACP为直角三角形?若存在,请求出t的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)y=x+2和y;(2)t的值为4.5s或10.5s;(3)在点P运动过程中,存在t的值,使△ACP为直角三角形,t的值为2.5或5.
【解答】解:(1)∵直线y=x+b与直线交于点C(3,5),
∴,
∴,
∴两条直线的关系式为y=x+2和y;
(2)过点C作CH⊥AD于点H,如图,
∵C(3,5),
∴CH=5.
令y=0,则x+2=0,
∴x=﹣2,
∴A(﹣2,0),
∴OA=2.
令y=0,则0,
∴x=13,
∴D(13,0),
∴OD=13,
∴AD=OA+OD=15.
∵点P是射线DA上的一个动点,且点P从点D出发以每秒2个单位长度匀速运动,运动时间为ts,
∴PD=2t,
∴AP=15﹣2t或2t﹣15.
∵△ACP的面积为15,
∴,
∴15或15,
∴t=4.5或t=10.5.
∴当△ACP的面积为15时,t的值为4.5s或10.5s.
(3)在点P运动过程中,存在t的值,使△ACP为直角三角形,t的值为2.5或5.理由:
由题意知:∠CAP<90°.
①当∠APC=90°时,如图,
∵C(3,5),
∴OP=3.
由(2)知:OD=13,
∴PD=OD﹣OP=10,
∴t5;
②当∠ACP=90°时,过点C作CH⊥AD于点H,如图,
∵C(3,5),
∴CH=5,OH=3,
∴AH=OA+OH=5,
∴AH=CH=5,
∴△ACH为等腰直角三角形,
∴∠CAH=45°,
∵∠APC=90°,
∴∠CPA=45°,
∴△PCH为等腰直角三角形,
∴PH=CH=5,
∴PD=OD﹣OH﹣PH=13﹣5﹣3=5,
∴t2.5.
综上,在点P运动过程中,存在t的值,使△ACP为直角三角形,t的值为2.5或5.
24.如图,在△ABC中,AB=AC=7,∠B=34°,点D在线段BC上运动(点D不与点B,C重合),连接AD,作∠ADE=34°,DE交线段AC于点E.
(1)当∠BDA=106°时,求∠AED的度数.
(2)当线段DC的长度为何值时,AD=DE?并说明理由.
(3)若在点D的运动过程中,点E在AC上也随着运动,始终保持∠ADE=34°,那么△ABD和△EDC同时为等腰三角形时,直接写出∠BDE的度数.
【答案】(1)74°;
(2)当线段DC的长度等于7时,AD=DE;理由如下:
在△ABC中,AB=AC=7,∠B=34°,
∴∠C=∠B=34°.
∵AD=DE,
∴,
∴∠ADC=180°﹣∠DAE﹣∠C=180°﹣34°﹣73°=73°,
∴∠ADC=∠DAE,
∴AC=DC=AB=7;
(3)146°或107°.
【解答】解:(1)在△ABC中,AB=AC=7,∠B=34°,
∴∠C=∠B=34°,
∵∠BDA+∠ADE+∠EDC=180°,∠BDA=106°,∠ADE=34°,
∴∠EDC=180°﹣(106°+34°)=40°.
∴∠AED=∠EDC+∠C=40°+34°=74°;
(2)当线段DC的长度等于7时,AD=DE;理由如下:
在△ABC中,AB=AC=7,∠B=34°,
∴∠C=∠B=34°.
∵AD=DE,
∴,
∴∠ADC=180°﹣∠DAE﹣∠C=180°﹣34°﹣73°=73°,
∴∠ADC=∠DAE,
∴AC=DC=AB=7;
(3)∠BDE的度数为146°或107°.理由如下:
当△ABD和△EDC同时为等腰三角形时,分三种情况讨论:
①如图1,当DE=CE时,
∵∠C=∠B=34°,
则∠EDC=∠C=34°,
∴∠BDA=180°﹣∠EDC﹣∠ADE=180°﹣34°﹣34°=112°.
∴∠BDE=∠BDA+∠ADE=112°+34°=146°.
②如图2,当EC=DC时,
则∠CDE=∠CED,
∴,
∴∠BDA=180°﹣∠CDE﹣∠ADE=180°﹣73°﹣34°=73°,
此时∠BDE=∠BDA+∠ADE=73°+34°=107°.
③当DE=CD时,∠CED=∠C=34°,
∵∠CED=∠ADE+∠DAE,∠ADE=34°,
∴∠DAE=0°,不符合题意,舍去;
综上所述,△ABD和△EDC同时为等腰三角形时,∠BDE的度数为146°或107°.
25.如图,在平面直角坐标系中,直线AB:y=kx+1(k≠0)交y轴于点A,交x轴于点B(3,0),点P是直线AB上方第一象限内的动点,过点P作PE⊥x轴于点E,交直线AB于点D.
(1)求直线AB的表达式;
(2)点P是直线x=2上一动点,当△ABP的面积与△ABO的面积相等时,求点P的坐标;
(3)当△ABP为等腰直角三角形时,请直接写出点P的坐标.
【答案】(1);
(2);
(3)点P的坐标为(2,2)或(1,4)或(4,3).
【解答】解:(1)∵直线AB:y=kx+1(k≠0)交x轴于点B(3,0),将点B的坐标代入得:
0=3k+1,
解得,
∴直线AB的解析式是;
(2)将x=0代入,
解得y=1,
∴A(0,1),
∵B(3,0),
∴,
∵点P是直线x=2上一动点,D点在上,
令x=2,则,
则,
设P(2,y),
∴,
∵△ABP的面积与△ABO的面积相等,
∴,
解得或(不合题意,舍去),
∴;
(3)点P的坐标为(2,2)或(1,4)或(4,3).理由如下:
当∠APB=90°,AP=BP时,过点P作PN⊥y轴,PM⊥BM,如图1,
∵PN⊥y轴,PM⊥BM,
∴∠ANP=∠PMB=90°,
∴∠NAP+∠APN=90°,
∵∠APB=90°,
∴∠MPB+∠APN=90°,
∴∠NAP=∠MPB,
在△ANP和△PMB中,
,
∴△ANP≌△PMB(AAS),
∴AN=MP,NP=BM,
∵B(3,0),A(0,1),
设P(p,p),
∴AN=p﹣1,NP=p,MP=3﹣p,BM=p,
∴(p﹣1)2+p2=(3﹣p)2+p2,
解得:p=2,
∴P(2,2);
当∠PAB=90°,AP=BA时,过点P作PK⊥y轴,如图2,
同理可得:△AKP≌△BOA(AAS),
AO=KP,AK=BO,
∵B(3,0),A(0,1),
设P(m,n),
∴KP=m,AK=n﹣1,OA=1,OB=3,
∴m=1,n﹣1=3,
解得:n=4,
∴P(1,4);
当∠ABP=90°,BP=BA时,过点P作PR⊥x轴,如图3,
同理可得:△AOB≌△BRP(AAS),
∴AO=BR,PR=BO,
∵B(3,0),A(0,1),
设P(e,f),
∴BR=e﹣3,PR=f,OA=1,OB=3,
∴e﹣3=1,f=3,
解得:e=4,
∴P(4,3);
综上所述:点P的坐标为(2,2)或(1,4)或(4,3).
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