内容正文:
提分小卷:解答题
限时训练01(A组+B组+C组)
(考试时间:80分钟 试卷满分:72分)
解答题(本大题共8小题,满分72分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
17.(8分)计算:
(1);
(2)
18.(8分)解下列方程(组):
(1);
(2).
19.(8分)如图,四边形是平行四边形.
(1)用尺规作图作的平分线交于E(保留作图痕迹,不要求写作法,不要求证明)
(2)求证:.
20.(8分)如图,小李和小颖制作了两个质地均匀、可以自由转动的转盘,转盘A被等分为四个扇形,上面分别标有数字2,3,5,6;转盘B中圆心角为的扇形上面标有数字4,其余部分上面标有数字5.
(1)小李转动一次转盘A,指针指向数字为5的概率是;
(2)小李和小颖用如图所示的两个转盘做游戏,游戏规则如下:分别旋转两个转盘,将转盘A转出的数字作为被减数,转盘B转出的数字作为减数,如果差为正数,则小李胜;若差为负数,则小颖胜.这个游戏对双方公平吗?请用列表或画树状图的方法说明你的理由.
21.(8分)如图,在平面直角坐标系xOy中,一次函数与反比例函数的图象交于两点.
(1)求反比例函数和一次函数的表达式(不用写自变量的取值范围);
(2)根据图象,直接写出使成立的的取值范围.
22.(10分)周末天气晴好,热爱户外运动的黄老师去爬山.途中有一段山的形状如图①,爬山路线示意图如图②,黄老师从起点A出发,沿走460米到B点,再沿到山顶C点,已知山高为392米,,,交的延长线于点F,.(图中所有点均在同一平面内)
(1)求的长;
(2)求黄老师从山脚A点到达山顶C点共走了多少米?(结果精确到1米).(参考数据:)
23.(10分)在平面直角坐标系中,已知抛物线.
(1)若抛物线过点,求该抛物线的解析式;
(2)当时,y的最小值是,则当时,求y的最大值;
(3)已知直线与抛物线存在两个交点,若两交点到x轴的距离相等,求a的值.
24.(12分)已知是的直径,点C,D在上,位于两侧,且,连接,,与交于点E.
(1)如图①,若,连接,求和的大小;
(2)如图②,过点C作的切线,与的延长线交于点F,若,,求的长.
(考试时间:80分钟 试卷满分:72分)
解答题(本大题共8小题,满分72分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
17.(8分)计算.
(1);
(2).
18.(8分)解方程
(1)
(2)
19.(8分)如图,已知,请按要求完成尺规作图:
(1)在图1中,画出的角平分线;
(2)在图2中,画出等腰三角形,使点E在边上.
20.(8分)2025年6月16日,中央宣传部、公安部联合启动“全民反诈在行动”集中宣传月活动,主题为“反诈是门必修课,筑牢防线守好责”.某校积极响应推进反诈宣传的工作,在校内进行了“防电信网络诈骗”的知识竞赛活动,随机抽取了部分学生成绩进行统计,发现所有学生的成绩均不低于75分,并绘制了如下3幅不完整的统计图表.根据统计图表提供的信息解答下列问题:
组别
成绩(单位:分)
频数
A
10
B
m
C
D
E
n
(1)频数分布统计表中的_____,请补全频数分布直方图;
(2)若该校有2000名学生,请你估计该校学生竞赛成绩在90分及以上的学生人数;
(3)该校决定从获得满分的甲、乙、丙、丁名学生中随机选取2名参加校内的“防诈反诈”宣传工作.请用列表或画树状图的方法,求恰好选中甲、乙2名学生的概率.
21.(8分)小明和小亮相约去城墙游玩并打算用学过的知识测量城墙的高度.如图,CD是城墙外的一棵树,小明首先在城墙上从A处观察树顶C,测得树顶C的俯角为;然后,小亮在城墙外,阳光下,某一时刻,当他走到点F处时,他的影子顶端与树的影子顶端恰好在G处重合,即点C、E、G在同一直线上.小亮的身高米,米,米,米,已知点B、G、F、D在一条水平线上,图中所有的点都在同一平面内,,,,请求出城墙的高度.(参考数据:,,)
22.(10分)已知二次函数.
(1)求二次函数顶点的坐标(用含的代数式表示),并证明:无论取何值,顶点总在一条直线上.
(2)若二次函数与x轴交于,两点(点在点左侧),且,求的值.
(3)若点,,都在这个二次函数的图象上,且,求的取值范围.
23.(10分)在平行四边形中,对角线交于点O,P是线段上一个动点(不与点O、点C重合),过点P分别作的平行线,交于点E,交于点F、G,连接.
(1)如图1,如果,求证:;
(2)如图2,如果,,且与相似,并求的值;
(3)如图3,如果,且射线过点A.请补全图形,并求的度数.
24.(12分)如图,已知中,,平分,交于点,以上某一点为圆心作使经过点和点,交于点,连接并延长交的延长线于点.
(1)判断直线与的位置关系,并说明理由;
(2)若,,求的长;
(3)在(2)的条件下,求阴影区域的面积.
(考试时间:80分钟 试卷满分:72分)
解答题(本大题共8小题,满分72分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
17.(8分)计算:
(1);
(2).
18.(8分)已知关于的方程.
(1)求证:无论常数取何值,方程总有实数根;
(2)当整数取何值时,方程有两个整数根?
19.(8分)如图,在矩形中,,点分别从三点同时出发,沿矩形的边按逆时针方向移动,点的速度为,点F的速度为,当点F追上点G(即点F与点G重合)时,三个点随之停止移动.设移动开始后第t秒时,的面积为.
(1)当秒时,S的值是多少?
(2)若点F在矩形的边上移动,当t为何值时,以点为顶点的三角形与以点为顶点的三角形相似?请说明理由.
20.(8分)百度推出了“文心一言”聊天机器人(以下简称甲款),抖音推出了“豆包”聊天机器人(以下简称乙款).有关人员开展了对甲,乙两款聊天机器人的使用满意度评分测验,并分别随机抽取份评分数据,对数据进行整理、描述和分析(评分分数用表示,分为四个等级:
:,:,:,:,
下面给出了部分信息:
甲款评分数据中“满意”的数据:64,70,75,76,78,78,85,85,85,85,86,89,90,90,94,95,98,98,99,100.
乙款评分数据中组包含的所有数据:84,86,87,87,87,88,90,90.甲、乙款评分统计表:
根据以上信息,解答下列问题:
(1)上述图表中_______, _______, _______.
(2)在此次测验中,有人对甲款进行评分、人对乙款进行评分.请通过计算,估计其中对甲、乙两款聊天机器人非常满意的用户总人数.
(3)(简称丙款)推出后引发广泛讨论.现有甲、乙、丙三款聊天机器人,小明和小红各自随机选择其中一款进行体验测评.请用列表法或树状图法,求两人都选择同款聊天机器人的概率.
21.(8分)如图,已知是边上的一点,以为圆心、为半径的圆与边相切于点,且,连接,交于点,连接并延长,交于点.
(1)求证:是的切线;
(2)若,,求的长.
22.(10分)综合与探究
问题情境:
如图,在四边形中,,,平分交于点,连接,将线段绕点逆时针旋转到,使,连接.
问题初探:
(1)如图1,当时,线段和线段的数量关系为 ,位置关系为 .
深入探究:
(2)对问题(1)进一步研究之后发现,线段与线段之间存在特定的数量关系.请你写出这种关系,并予以证明.
解决问题:
(3)如图2,连接,当,时,请直接写出四边形的面积.
23.(10分)已知二次函数和一次函数.
(1)若对任意实数b,上述两个函数图像,总有两个相异交点A,B,求a的取值范围;
(2)在(1)的条件下,若二次函数图像上M,N两点的横坐标,分别等于A,B的横坐标,且M,N两点,关于直线对称,求b的最小值.
24.(12分)学校数学社团在学完圆周角的有关知识后,进行了如下的探究活动.
【问题发现】
已知内接于,点D是弦所对弧的中点,连接,则弦,,之间一定存在某种等量关系.
【问题探究】
(1)如图1,若,,当点A、D位于弦的异侧,且D是的中点,容易得到: ;
(2)如图2,若,D是弦所对的优弧的中点,请你探索弦,,之间的等量关系,并说明理由;
【迁移应用】
(3)如图3,若,,,点D是弦所对弧的中点,连接,求的长.
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提分小卷:解答题
限时训练01(A组+B组+C组)
(考试时间:80分钟 试卷满分:72分)
解答题(本大题共8小题,满分72分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
17.(8分)计算:
(1);
(2)
【答案】(1)2
(2)
【分析】本题考查了实数的混合运算,零指数幂,负整数指数幂.
(1)先计算有理数的乘方,算术平方根,立方根,再进行加法计算即可求解;
(2)先计算算术平方根,零指数幂,负整数指数幂,再进行加减计算即可求解.
【详解】(1)解:原式
;
(2)解:原式
.
18.(8分)解下列方程(组):
(1);
(2).
【答案】(1)
(2)
【分析】本题考查的是解一元一次方程以及解二元一次方程组,熟练掌握相关解法和步骤是解题关键.
(1)依次去括号、依次移项、合并同类项、系数化1,即可解方程;
(2)利用加减消元法解答,即可求解.
【详解】(1),
去括号,得,
移项、合并同类项,得,
系数化为1,得.
(2)解:,
由,得,
解得,
把代入①,得,
解得,
所以该方程组的解为.
19.(8分)如图,四边形是平行四边形.
(1)用尺规作图作的平分线交于E(保留作图痕迹,不要求写作法,不要求证明)
(2)求证:.
【答案】(1)作图见解析
(2)证明见解析
【分析】本题考查尺规作图和平行四边形的性质,熟练掌握“等边对等角”是解题的关键.
(1)利用尺规作图作的平分线,以点B为圆心,任意长为半径画弧,交和于两点,再分别以这两点为圆心,大于两点的距离为半径画弧,在内交于一点,作射线交于E即可;
(2)由(1)可得,根据得到,进而得到,根据等边对等角证明即可.
【详解】(1)解:以点B为圆心,任意长为半径画弧,交和于两点,
再分别以这两点为圆心,大于两点的距离为半径画弧,在内交于一点,作射线交于E,如图所示:
(2)证明:平分
四边形是平行四边形
.
20.(8分)如图,小李和小颖制作了两个质地均匀、可以自由转动的转盘,转盘A被等分为四个扇形,上面分别标有数字2,3,5,6;转盘B中圆心角为的扇形上面标有数字4,其余部分上面标有数字5.
(1)小李转动一次转盘A,指针指向数字为5的概率是;
(2)小李和小颖用如图所示的两个转盘做游戏,游戏规则如下:分别旋转两个转盘,将转盘A转出的数字作为被减数,转盘B转出的数字作为减数,如果差为正数,则小李胜;若差为负数,则小颖胜.这个游戏对双方公平吗?请用列表或画树状图的方法说明你的理由.
【答案】(1)指针指向数字为5的概率是
(2)这个游戏对双方不公平,理由见解析
【分析】本题考查的是游戏公平性的判断.判断游戏公平性就要计算每个事件的概率,概率相等就公平,否则就不公平.用到的知识点为:概率=所求情况数与总情况数之比.
(1)直接根据概率公式求解即可得出答案;
(2)根据题意画出表格得出所有等可能的情况数,再找出符合条件的情况数,然后根据概率公式即可得出答案.
【详解】(1)解:A盘被等分为四个扇形,上面分别标有数字2,3,5,6,共4种情况,其中数字为5的有1种,
∴指针指向数字为5的概率是.
(2)解:这个游戏对双方不公平,理由如下:
列表如下:
被减数
减数
2
3
5
6
5
0
1
5
0
1
4
1
2
由表知,共有12种等可能结果,其中差为负数的有6种结果,差为正数的有4种结果,
∴小李获胜的概率为,小颖获胜的概率为,
∵,
∴这个游戏对双方不公平.
21.(8分)如图,在平面直角坐标系xOy中,一次函数与反比例函数的图象交于两点.
(1)求反比例函数和一次函数的表达式(不用写自变量的取值范围);
(2)根据图象,直接写出使成立的的取值范围.
【答案】(1),
(2)或
【分析】本题考查了反比例函数和一次函数的交点问题,求函数解析式,根据待定系数法求出函数的解析式是解题的关键.
(1)利用待定系数法即可解答;
(2)根据函数图象结合交点坐标即可解答.
【详解】(1)解:点在反比例函数的图象上,
∴,
∴反比例函数的表达式为.
∵点在反比例函数的图象上,
∴,
∴
点,在一次函数的图象上,
,解得,
一次函数的表达式为;
(2)解:根据图象可知使成立的的取值范围是或.
22.(10分)周末天气晴好,热爱户外运动的黄老师去爬山.途中有一段山的形状如图①,爬山路线示意图如图②,黄老师从起点A出发,沿走460米到B点,再沿到山顶C点,已知山高为392米,,,交的延长线于点F,.(图中所有点均在同一平面内)
(1)求的长;
(2)求黄老师从山脚A点到达山顶C点共走了多少米?(结果精确到1米).(参考数据:)
【答案】(1)230米
(2)670米
【分析】本题考查了解直角三角形应用.熟练掌握含30度的直角三角形的性质,矩形的判定和性质,正弦函数,是解题的关键.
(1)在中,根据,可得,即可求解;
(2)根据,,得出,再根据四边形是矩形,结合即可求解.
【详解】(1)解:∵在中,,,
∴,
故的长为230米;
(2)解:∵,,
∴,
∵,
∴,
∴四边形是矩形,
∴,
∴,
∵在中,,,
∴,
∴.
故黄老师从山脚A点到达山顶点的路程约为670米.
23.(10分)在平面直角坐标系中,已知抛物线.
(1)若抛物线过点,求该抛物线的解析式;
(2)当时,y的最小值是,则当时,求y的最大值;
(3)已知直线与抛物线存在两个交点,若两交点到x轴的距离相等,求a的值.
【答案】(1)
(2)当时,y的最大值为17;当时,y的最大值为;
(3)
【分析】本题主要考查了待定系数法求二次函数解析式,二次函数的最值问题,二次函数与一次函数的交点问题,熟知二次函数的相关知识是解题的关键.
(1)利用待定系数法求解即可;
(2)求出对称轴为直线;当时,则离对称轴越远,函数值越大,当时,函数有最小值,据此可求出a的值,进而得到抛物线解析式,再确定当时,函数有最大值,据此求解即可;时,则离对称轴越远,函数值越小,当时,函数有最小值,据此可求出a的值,进而得到抛物线解析式,再确定当时,函数有最大值,据此求解即可;
(3)联立两函数解析式,求出两函数的两个交点的坐标,根据两个交点到x轴的距离相等建立方程求解即可.
【详解】(1)解:∵抛物线过点,
∴,
解得,
∴抛物线解析式为;
(2)解:∵抛物线解析式为,
∴抛物线的对称轴为直线,
当时,则离对称轴越远,函数值越大,
∵当时,y的最小值是,
∴当时,,
∴,
∴,
∴抛物线解析式为,
∵,
∴当时,当时,函数有最大值,最大值为;
当时,则离对称轴越远,函数值越小,
∵,
∴当时,当时,函数有最小值,最小值为,
∴,
解得,
∴抛物线解析式为,
∵对称轴为直线
∴当时,当时,函数有最大值,最大值为;
综上所述,当时,y的最大值为17;当时,y的最大值为;
(3)解:,解得或,
∴直线与抛物线的两个交点的坐标分别为,
∵两交点到x轴的距离相等,
∴,
解得(此时两个交点重合,不符合题意)或.
24.(12分)已知是的直径,点C,D在上,位于两侧,且,连接,,与交于点E.
(1)如图①,若,连接,求和的大小;
(2)如图②,过点C作的切线,与的延长线交于点F,若,,求的长.
【答案】(1),
(2)1
【分析】(1)连接,由,,可得是等腰直角三角形,则.结合,可得,根据圆周角定理,可得.由直径所对圆周角为直角,可得与互余,计算出即可;
(2)连接,作,垂足为H,根据切线的性质可得,. 设半径为r,使用勾股定理构建方程,计算出r的值.由三角形面积公式可得的值,使用勾股定理可以求出的值.易证得,则有,从而求出的长.
【详解】(1)解:如图,连接,
∵,,
∴是等腰直角三角形,
∴.
∵,
∴,
∵,
∴,
∵是的直径,
∴,
∴;
(2)如图,连接,作,垂足为H,
∵是的切线,
∴,
设半径为r,则,
在直角中,,
∴,解得,
∵,,
∴,
∵,
∴,解得,
在直角中,,
∵,,
∴,
∴,即,
∴,
∴,
∴,解得,.
【点睛】本题考查圆周角定理、等腰直角三角形判定与性质、直角三角形的性质、切线的性质、勾股定理和相似三角形的判定与性质,正确地作出辅助线是解题的关键.
(考试时间:80分钟 试卷满分:72分)
解答题(本大题共8小题,满分72分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
17.(8分)计算.
(1);
(2).
【答案】(1)
(2)
【分析】本题考查了实数的混合运算,涉及负整数指数幂、零指数幂、算术平方根、乘方,开立方、绝对值等知识.解题的关键在于熟练掌握各类运算法则.
(1)先进行负整数指数幂、零指数幂、算术平方根、乘方,然后算加减即可;
(2)先进行算术平方根、立方根、绝对值,然后算加减即可.
【详解】(1)解:原式;
(2)解:原式.
18.(8分)解方程
(1)
(2)
【答案】(1)
(2)
【分析】本题考查了解二元一次方程组,解一元二次方程,解题的关键在于正确掌握相关运算方法.
(1)利用加减消元法求解,即可解题;
(2)利用因式分解法求解,即可解题.
【详解】(1)解:,
由得:,
,
将代入①中得:,
,
方程的解为;
(2)解:
则或,
解得.
19.(8分)如图,已知,请按要求完成尺规作图:
(1)在图1中,画出的角平分线;
(2)在图2中,画出等腰三角形,使点E在边上.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【分析】本题考查了尺规作图—作角平分线,尺规作图—作垂线,线段垂直平分线的性质,熟练掌握以上知识点并灵活运用是解此题的关键.
(1)根据角平分线的作法作图即可;
(2)作线段的垂直平分线交于点,则点即为所求.
【详解】(1)解:如图:即为所求;
;
(2)解:如图,点即为所求,
,
由作图可得,
故为等腰三角形.
20.(8分)2025年6月16日,中央宣传部、公安部联合启动“全民反诈在行动”集中宣传月活动,主题为“反诈是门必修课,筑牢防线守好责”.某校积极响应推进反诈宣传的工作,在校内进行了“防电信网络诈骗”的知识竞赛活动,随机抽取了部分学生成绩进行统计,发现所有学生的成绩均不低于75分,并绘制了如下3幅不完整的统计图表.根据统计图表提供的信息解答下列问题:
组别
成绩(单位:分)
频数
A
10
B
m
C
D
E
n
(1)频数分布统计表中的_____,请补全频数分布直方图;
(2)若该校有2000名学生,请你估计该校学生竞赛成绩在90分及以上的学生人数;
(3)该校决定从获得满分的甲、乙、丙、丁名学生中随机选取2名参加校内的“防诈反诈”宣传工作.请用列表或画树状图的方法,求恰好选中甲、乙2名学生的概率.
【答案】(1)30,图见解析
(2)1120人
(3)
【分析】本题考查统计图表,利用列表法求概率,从统计图表中有效的获取信息是解题的关键:
(1)根据组学生所占的比例,求出总人数,再乘以组、组学生所占的比例,求出的值,补全直方图即可;
(2)利用样本估计总体的思想进行求解即可;
(3)利用列表法求概率即可.
【详解】(1)解:;,,
补全直方图如图:
(2)(人);
答:估计该校学生竞赛成绩在90分及以上的学生人数为1120.
(3)由题意,列表如下:
甲
乙
丙
丁
甲
甲,乙
甲,丙
甲,丁
乙
乙,甲
乙,丙
乙,丁
丙
丙,甲
丙,乙
丙,丁
丁
丁,甲
丁,乙
丁,丙
共12种等可能的结果,其中选中甲,乙的情况有2种,
∴.
21.(8分)小明和小亮相约去城墙游玩并打算用学过的知识测量城墙的高度.如图,CD是城墙外的一棵树,小明首先在城墙上从A处观察树顶C,测得树顶C的俯角为;然后,小亮在城墙外,阳光下,某一时刻,当他走到点F处时,他的影子顶端与树的影子顶端恰好在G处重合,即点C、E、G在同一直线上.小亮的身高米,米,米,米,已知点B、G、F、D在一条水平线上,图中所有的点都在同一平面内,,,,请求出城墙的高度.(参考数据:,,)
【答案】城墙的高度为米
【分析】本题主要考查相似三角形的判定与性质和解直角三角形的应用.解决此问题的关键在于正确理解题意的基础上建立数学模型,把实际问题转化为数学问题.过点C作于H,在中,解直角三角形求出,根据相似三角形的判定和性质求出,即可求得.
【详解】解:如图,过点C作于H,
,
四边形是矩形,
(米),
在中,
(米),
,
,
,即,
解得:,
(米),
城墙的高度为米
22.(10分)已知二次函数.
(1)求二次函数顶点的坐标(用含的代数式表示),并证明:无论取何值,顶点总在一条直线上.
(2)若二次函数与x轴交于,两点(点在点左侧),且,求的值.
(3)若点,,都在这个二次函数的图象上,且,求的取值范围.
【答案】(1)顶点的坐标为;见解析
(2)
(3)
【分析】本题考查了二次函数的性质,二次函数图象与坐标轴的交点问题,一元二次方程根与系数的关系;
(1)利用配方法或顶点公式求出顶点坐标,并通过代数变形证明顶点在某条直线上;
(2)设,两点的横坐标为,进而用一元二次方程根与系数的关系建立方程求解参数;
(3)将分别代入解析式,求得,根据得出的范围,根据,,关于直线对称得出,即可求解.
【详解】(1)解:∵
∴顶点的坐标为
设顶点的坐标为,则,,
消去得:
故无论取何值,顶点总在直线上
(2)设,两点的横坐标为,
当时,
∴
解得:,
,
∴
由,
∴
解得:
(3)解:∵,,都在这个二次函数的图象上,二次函数图象的对称轴为直线
∴,关于直线对称
∴
∴
将分别代入解析式得
,
∵
∴
解不等式①得:
解不等式②得:或
∴不等式组的解集为:
∵
∴
23.(10分)在平行四边形中,对角线交于点O,P是线段上一个动点(不与点O、点C重合),过点P分别作的平行线,交于点E,交于点F、G,连接.
(1)如图1,如果,求证:;
(2)如图2,如果,,且与相似,并求的值;
(3)如图3,如果,且射线过点A.请补全图形,并求的度数.
【答案】(1)见解析
(2)
(3)
【分析】(1)根据平行线分线段成比例得到,,,即可求解;
(2)根据题意得到当时,,则,结合题意,设,则,,,,,,根据即可求解;
(3)根据菱形的性质,找出线段比例关系,证明,设,则,结合两直线平行同旁内角互补,列式求解即可.
【详解】(1)证明:∵,
∴,
设,则,,
在平行四边形中,,则,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴;
(2)解:如图2,
∵,
∴平行四边形为矩形,则,
∴,则,
∵,
∴四边形是矩形,
∴,
又∵,且,
∴当时,,
∴,
∵,
∴设,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,则,
∴,
∴;
(3)解:补全图形如下,
∵,
∴平行四边形为菱形,
∴,
∵,
∴,
∴,
同理,,
设,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴(负根已舍),
∴,
∴,且,
∴,
又∵,
∴,
∴设,则,
∴,
∴,
∴.
【点睛】本题主要考查了平行四边形,矩形,菱形的性质,相似三角形的判定和性质,平行线分线段成比例等知识的综合运用,掌握以上知识,找出三角形相似得到线段之间的关系是解题的关键.
24.(12分)如图,已知中,,平分,交于点,以上某一点为圆心作使经过点和点,交于点,连接并延长交的延长线于点.
(1)判断直线与的位置关系,并说明理由;
(2)若,,求的长;
(3)在(2)的条件下,求阴影区域的面积.
【答案】(1)见解析;
(2);
(3).
【分析】(1)连接,根据角平分线的定义得出,由等边对等角得出,即可得出,进而判定,根据平行线的性质得到,即,即可得解;
(2)由是直径得出,进而得到,,根据两角相等的两个三角形相似得到,即可得出,求出,再根据锐角三角函数定义求出,即得,再根据直角三角形中的角所对的直角边等于斜边的一半得出,即可求解;
(2)根据阴影部分面积等于的面积减去扇形的面积求解即可.
【详解】(1)证明:直线与相切,理由如下:
如图,连接,
平分,
,
,
,
,
,
,
,
,
是的切线;
(2)是直径,
,
,
平分,,
,
,
,
在中,,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
在中,,
,
;
(3),,,
,
,
,
,
,
.
【点睛】此题是圆的综合题,考查了切线的判定与性质、锐角三角函数、相似三角形的判定与性质、勾股定理等知识,熟记相关的定理及证明直线与相切是解题的关键.
(考试时间:80分钟 试卷满分:72分)
解答题(本大题共8小题,满分72分.解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
17.(8分)计算:
(1);
(2).
【答案】(1)
(2)
【分析】本题考查了实数的运算,解题的关键是:
(1)先把特殊角的三角函数值代入,然后进行二次根式运算即可;
(2)根据负整数指数幂的意义,特殊角的三角函数值,二次根式的运算法则计算即可.
【详解】(1)解:原式
;
(2)解:原式
.
18.(8分)已知关于的方程.
(1)求证:无论常数取何值,方程总有实数根;
(2)当整数取何值时,方程有两个整数根?
【答案】(1)见解析
(2)或或或
【分析】本题考查根据方程的根的情况,求参数的值.熟练掌握一元二次方程判别式和根的个数关系,以及根与系数的关系,是解题的关键.
(1)根据二次项系数为零和不为零两种情况进行分类讨论,利用判别式的取值进行证明即可;
(2)根据方程的两个根都是整数,说明方程为一元二次方程,利用根与系数的关系,结合两个根都是整数,进行计算即可.
【详解】(1)证明:当,即:时,
方程变为:,
解得:,方程有实数根;
当,即:时,方程为一元二次方程,
,
∴方程有两个不相等的实数根;
∴无论m为何值,方程总有实数根.
(2)解:依题意,方程有两个整数根,则该方程为一元二次方程,故,即,
设方程的两个根为:,
则:,
,
∵方程的两个根都为整数,
∴和为整数,即为整数,
∴或,
解得:或或或,
∴当或或或时,该方程的两个根都为整数.
19.(8分)如图,在矩形中,,点分别从三点同时出发,沿矩形的边按逆时针方向移动,点的速度为,点F的速度为,当点F追上点G(即点F与点G重合)时,三个点随之停止移动.设移动开始后第t秒时,的面积为.
(1)当秒时,S的值是多少?
(2)若点F在矩形的边上移动,当t为何值时,以点为顶点的三角形与以点为顶点的三角形相似?请说明理由.
【答案】(1);
(2),或.
【分析】本题主要考查了矩形的性质、三角形面积公式、相似三角形的判定与性质,熟练掌握相似三角形对应边成比例的分类讨论是解题的关键.
(1)当时,先计算各点移动的距离得到相关线段长度,再用矩形面积减去三个直角三角形的面积,求出的面积.
(2)点在上时,先表示出、、、的长度,分“”和“”两种相似情况,利用相似三角形对应边成比例列方程求解.
【详解】(1)解:当时,
,,,
,,
矩形面积:,
,
,
,
;
(2)解:点在上,
,即,
此时,,,,
情况1:当时,
,
,
即,
解得,
情况2:当时,
,
,即
解得,
综上,或时,以点为顶点的三角形与以点为顶点的三角形相似.
20.(8分)百度推出了“文心一言”聊天机器人(以下简称甲款),抖音推出了“豆包”聊天机器人(以下简称乙款).有关人员开展了对甲,乙两款聊天机器人的使用满意度评分测验,并分别随机抽取份评分数据,对数据进行整理、描述和分析(评分分数用表示,分为四个等级:
:,:,:,:,
下面给出了部分信息:
甲款评分数据中“满意”的数据:64,70,75,76,78,78,85,85,85,85,86,89,90,90,94,95,98,98,99,100.
乙款评分数据中组包含的所有数据:84,86,87,87,87,88,90,90.甲、乙款评分统计表:
根据以上信息,解答下列问题:
(1)上述图表中_______, _______, _______.
(2)在此次测验中,有人对甲款进行评分、人对乙款进行评分.请通过计算,估计其中对甲、乙两款聊天机器人非常满意的用户总人数.
(3)(简称丙款)推出后引发广泛讨论.现有甲、乙、丙三款聊天机器人,小明和小红各自随机选择其中一款进行体验测评.请用列表法或树状图法,求两人都选择同款聊天机器人的概率.
【答案】(1),,
(2)估计其中对甲、乙两款聊天机器人非常满意的用户总人数为人
(3)图见解析,
【分析】本题考查了扇形统计图、中位数、众数以及样本估计总体,列表法或树状图法求概率等知识,正确理解中位数、众数的意义,熟练掌握中位数、众数的计算方法是解题的关键.
(1)根据中位数的定义可得的值,根据众数的定义可得的值,用分别减去其他三个等级所占百分比可得的值,即可得出的值;
(2)由甲、乙两款的非常满意的人数之和即可得出答案;
(3)用树状图法求解即可.
【详解】(1)解:甲款评分数据中“满意”的数据中出现的次数最多,
众数.
乙款评分数据中、两组共有个数据,
乙款评分数据的中位数为第个和第个数据的平均数,而这两个数据分别为、,中位数.
乙款评分数据在组人数所占百分比为,
即.
故答案为:,,.
(2)解:甲款评分数据中“非常满意”的人数占比,
对甲、乙两款聊天机器人非常满意的用户总人数为:
(人).
答:估计其中对甲、乙两款聊天机器人非常满意的用户总人数为人.
(3)解:画树状图为:
由树状图可知,共有种等可能的结果数,其中两人都选择同款聊天机器人的结果为种,所以两人都选择同款聊天机器人的概率为.
21.(8分)如图,已知是边上的一点,以为圆心、为半径的圆与边相切于点,且,连接,交于点,连接并延长,交于点.
(1)求证:是的切线;
(2)若,,求的长.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】此题重点考查全等三角形的判定与性质、切线的判定、切线长定理、勾股定理、锐角三角函数与解直角三角形等知识与方法.在解圆的相关题型中,连接常用的辅助线是解题关键.
(1)连接,由与相切于点,得,可证明,得,即可证明是的切线;
(2)由,得,由勾股定理得,则,即可求得,,由,且,得,可求得.
【详解】(1)证明:如图,连接,
与相切于点,
.
.
在和中,
,
.
.
是的半径,且,
是的切线.
(2)解:,
.
.
.
.
,
,解得.
的长是.
22.(10分)综合与探究
问题情境:
如图,在四边形中,,,平分交于点,连接,将线段绕点逆时针旋转到,使,连接.
问题初探:
(1)如图1,当时,线段和线段的数量关系为 ,位置关系为 .
深入探究:
(2)对问题(1)进一步研究之后发现,线段与线段之间存在特定的数量关系.请你写出这种关系,并予以证明.
解决问题:
(3)如图2,连接,当,时,请直接写出四边形的面积.
【答案】(1);.(2),证明见解析.(3)
【分析】(1)根据角边角的证明方法可证明与全等,由此可得数量关系为,再由,可得点共线,即可得位置关系.
(2)根据(1)可知,,再由边角边的证明方法证明与全等,由此可得,再由即可得关系.
(3)可先根据菱形的判定证明四边形为菱形,即可得,由(1)与(2)可知,,再由等边三角形的性质可得,再由梯形的面积公式求解即可.
【详解】解:(1)∵,
且,,
∴,
∵,,
在与中,
,
∴,
∴,,
∴线段和线段的数量关系为,
∵在四边形中,,
∴,
又,
∴,
∴点共线,
又,
∴,
∴线段和线段的位置关系为.
故答案为:;.
(2).证明如下:
连接,如图,
由(1)知,,
∵平分,
∴,
又,,
在与中,
,
∴,
∴,
∵,
在中,,
∴.
(3)过点A作,如图,
由(1)和(2)可知,,,
∵,
∴,
∵平分,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴四边形为平行四边形,
∵,
∴四边形为菱形,
∴,
∵,
∴,
∴是等边三角形,
∴,
∴,
∴是等边三角形,
∴,
∴,
∴,
在中,,
∴.
【点睛】本题考查了角平分线的性质,全等三角形的判定与性质,图形旋转的性质,勾股定理的应用,菱形的判定与性质,平行线的性质,解决本题的关键是适当添加辅助线证明全等转化边长的关系.
23.(10分)已知二次函数和一次函数.
(1)若对任意实数b,上述两个函数图像,总有两个相异交点A,B,求a的取值范围;
(2)在(1)的条件下,若二次函数图像上M,N两点的横坐标,分别等于A,B的横坐标,且M,N两点,关于直线对称,求b的最小值.
【答案】(1)
(2)
【分析】(1)令两个函数的函数值相等,得到一个关于x的一元二次方程,有两个交点意味着这个方程的判别式大于0,从而得到a和b之间的关系.利用二次函数的性质,进一步求出a的取值范围;
(2)由对称的性质可得,线段的中点在直线上,且与直线垂直,从而得到a和b之间的关系,利用韦达定理求出b的最小值.
【详解】(1)解:当两个函数图象相交时,
,
化简得,,
∵两个函数的图像有两个相异交点A,B,
∴方程的判别式,
代入得,,
化简得,,
设,则该函数可以看作s关于b的二次函数,
由题意可知,对任意实数b,该二次函数的函数值均大于0,即其最小值大于0,
由顶点公式可得,的对称轴为直线,
当时,函数取最小值,
∴,
化简得,,
当时,,即,该不等式无解;
当时,,即,
综上所述, ;
(2)解:设点A横坐标为,点B横坐标为,点M纵坐标为,点N纵坐标为,
∵点M和点N的横坐标分别等于点A和点B的横坐标,
∴点M的坐标为,点N的坐标为,
∵点A和点B是两个函数的交点,
∴和是方程的解,
由韦达定理可得,,,
由完全平方公式得, ,
∵点M,N在二次函数图象上,
∴点M的坐标为,点N的坐标为,
设直线的函数解析式为,
代入点M和点N的坐标得,
,
将得,,
由于,故两边同除以得,,
将代入得,,
设点M和点N的中点为点E,
由中点公式可得,, ,
∴点E的坐标为,
∵点E也在直线上,
∴,解得,,
∴直线的函数解析式为,此直线为一三象限的角平分线所在的直线,与之垂直的是二四象限的角平分线所在的直线,即直线,
∵点M和点N关于直线对称,
∴直线与直线垂直,同时点E在直线上,
∴直线与直线平行,
∴,即,
将点E的坐标代入得,,
化简得,,
把它当作以a为主元的一元二次方程,则其判别式,
∴,即,
∴,
由韦达定理可得,,
由(1)得,,
∴,,
∴,解得,
∴,
代入①得,,即,
当时,符合题意,
∴的最小值为.
【点睛】本题是函数的综合题,考查二次函数的图象与性质,一次函数的图象与性质,轴对称的性质以及一元二次方程的根与系数的关系,掌握函数与方程之间的关系是解题关键.
24.(12分)学校数学社团在学完圆周角的有关知识后,进行了如下的探究活动.
【问题发现】
已知内接于,点D是弦所对弧的中点,连接,则弦,,之间一定存在某种等量关系.
【问题探究】
(1)如图1,若,,当点A、D位于弦的异侧,且D是的中点,容易得到: ;
(2)如图2,若,D是弦所对的优弧的中点,请你探索弦,,之间的等量关系,并说明理由;
【迁移应用】
(3)如图3,若,,,点D是弦所对弧的中点,连接,求的长.
【答案】(1)
(2)
(3)或
【分析】(1)利用勾股定理求解即可;
(2)在上截取一点E,使得,连接,,根据,D是弦所对的优弧的中点,得到,利用同弧所对的圆周角相等证明和都为等边三角形,得到,再证明,得到,即可得到结论;
(3)分两种情况讨论,①当点D是弦所对的劣弧的中点时,延长到E,使得,连接,,,过点D作交于点F,根据四点共圆得到,点D是弦所对弧的中点,得到,,证明,得到,再证明,得到,在中,利用即可求解;②当点 D是弦所对的优弧的中点时,连接,,延长,过点B作,交延长线与点Q,点B作交于点G,由同弧所对的圆周角相等,得到,证明,得到,,证明,得到,在中,,得到,即可求出结果.
【详解】(1)解: ,,
,
,都是的直径,
,
,
故答案为:;
(2)解:如图,在上截取一点E,使得,连接,,
,D是弦所对的优弧的中点,
,
,,,
和都为等边三角形,
,,
,
在和中,
,
,
,
,
;
(3)解:①当D是弦所对的劣弧的中点时,如图,延长到E,使得,连接,,,过点D作交于点F,
A,B,C,D四点共圆,
,
,
,
点D是弦所对弧的中点,
,
,
在和中,
,
,,,
在和中,
,
,
,
,,,
,
,
点D是弦所对弧的中点,,
,
在中,
,
;
②当点 D是弦所对的优弧的中点时,如图,连接,,延长,过点B作,交延长线与点Q,点B作交于点G,
点D是弦所对弧的中点,
,
,
是等边三角形,
,
,
,,
,
在和中,
,
,
,,
在和中,
,
,
,
,,
在中,
,
,
,
,
综上所述,或.
【点睛】此题属于圆的综合题,全等三角形的判定与性质、等边三角形的判定与性质,锐角三角函数解直角三角形,综合性较强,解答本题需要我们熟练各部分的内容,对学生的综合能力要求较高,作辅助线,一定要注意将所学知识贯穿起来.
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