【中考二轮复习】全国2026年最新选择、填空、解答压轴题汇编45题(10-1)
2026-04-03
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105页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 中考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 5.78 MB |
| 发布时间 | 2026-04-03 |
| 更新时间 | 2026-04-03 |
| 作者 | 河北斗米文化传媒有限公司 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-04-03 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57159561.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
【中考二轮复习】全国2026年最新选择、填空、解答压轴题汇编45题(10-1)
一.选择题(共15小题)
1.如图1,在Rt△ABC中,D是边AB的中点.点E在斜边AC上,从点A出发,运动到点C时停止.设AE为x,DE2为y.如图2,y关于x的函数图象与y轴交于点P(0,100),且经过N(n﹣9,100)和最高点M(n,m)两点.下列选项正确的是( )
A.∠A=30° B.m=325 C.n=24 D.y的最小值为64
2.在水分、养料等条件一定的情况下,某植物的生长速度y(厘米/天)和光照强度x(勒克斯)之间存在一定关系.在低光照强度范围(200≤x<1000)内,y与x近似成一次函数关系;在中高光照强度范围(x≥1000)内,y与x近似成二次函数关系.其部分图象如图所示.根据图象,下列结论正确的是( )
A.当x≥1000时,y随x的增大而减小
B.当x=2000时,y有最大值
C.当y≥0.6时,x≥1000
D.当y=0.4时,x=600
3.如图1,在矩形纸片ABCD中,AB=12,AD=10,点E是CD的中点.将这张纸片依次折叠两次,第一次折叠纸片使点A与点E重合(如图2),折痕为MN,连结ME,NE;第二次折叠纸片使点N与点E重合(如图3),点B落在B'处,折痕为HG,连结HE,则tan∠EHG的值为( )
A. B. C. D.
4.如图,直线a∥b,正六边形ABCDEF的顶点A、C分别在直线a、b上,若∠1=40°,则∠2的度数是( )
A.15° B.20° C.30° D.40°
5.如图,在△ABC中,∠ACB=90°,G是△ABC的重心,点D在边BC上,DG⊥GC,如果,则值是( )
A. B. C. D.
6.已知二次函数y=x2﹣2mx+m2+2m+3的图象不经过三、四象限,且当时,y随x的增大而增大,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
7.如图,二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象与x轴的一个交点为(﹣1,0),对称轴为直线x=2.则下列结论中不正确的是( )
A.abc>0 B.c+5a=0 C.5a+b>0 D.a+b+c>0
8.已知一个二次函数y=ax2﹣4ax+4(a<0),当﹣2≤x≤3时,y的最大值是6,则当﹣2≤x≤3时,y的最小值是( )
A. B.﹣2 C. D.
9.如图1,在△ABC中,点P从点A出发向点C运动,在运动过程中,设x表示线段AP的长,y表示线段BP的长,y与x之间的关系如图2所示,下列结论不正确的是( )
A.AC=4 B.BC=2 C.tan∠BAP D.AB2+BC2=AC2
10.如图,已知在平面直角坐标系xOy中,O为坐标原点,抛物线ybx与x轴的一个交点为A(﹣8,0),点C是抛物线的顶点,且⊙C与y轴相切,点P为⊙C上一动点.若点D为PA的中点,连接OD,则OD的最大值是( )
A. B. C. D.
11.已知整式M:anxn+an﹣1xn﹣1+an﹣2xn﹣2+…+a1x+a0,其中an,n为正整数,an﹣1,an﹣2,…,a1,a0为自然数,若n+an+an﹣1+an﹣2+…+a1+a0=5.
①满足条件的所有整式M中,次数最高的是5次;②满足条件的所有整式M共有15个;
③满足条件的所有整式M的和为x4+5x3+11x2+15x+11.下列说法中正确的个数是( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
12.如图,在正方形ABCD中,点E在边CD上,点H在边AD上,CE=DH,CH交BE于点F,交BD于点G,连接GE.下列结论:①CH=BE;②CH⊥BE;③S△GCE=S△GDH;④当E是CD的中点时,;⑤当EC=2DE时,S正方形ABCD=6S四边形DEGH.其中正确结论有( )个.
A.4 B.3 C.2 D.1
13.如图①,在菱形ABCD中,∠B=45°,动点P从点A出发,以每秒1个单位的速度沿线段AB运动到点B停止,同时动点Q从点B出发,以每秒2个单位的速度沿折线B﹣C﹣D运动到点D停止.图②是点P,Q运动时△BPQ的面积S与运动时间t的函数关系的图象,则m的值为( )
A.2 B. C. D.
14.从地面竖直向上抛出的小球离地面的高度h(单位:m)与小球的运动时间t(单位:s)之间满足h=﹣3t2+6at+12﹣3a2(0≤t≤2a).则下列选项中正确的是( )
A.t=0.5s和t=3s时,小球离地面的高度相同 B.t=2.5s时,小球到达最高点
C.t=3.5s时,小球回到地面 D.2<t<3时,小球处于下降阶段
15.如图,分别经过原点O和点A(8,0)的动直线a,b,其夹角∠OBA=30°,点M是OB中点,连接AM,则AM的最小值是( )
A.4 B. C. D.
二.填空题(共15小题)
16.如图,四边形ABCD内接于⊙O,BC=CD=2,连结AC,BD,若△ABD与△CBD的面积相等,则AC的长为 .
17.如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC=2,点D是AC的中点,连接BD.将△BCD绕点B旋转,得到△BEF,连接CF.当CF∥AB时,CF的长为 .
18.如图,在边长为4的正方形ABCD的外侧,作直角三角形ADE,∠AED=90°,且∠ADE=30°.
(Ⅰ)AE与DE的长度和为 ;
(Ⅱ)若O为AC的中点,连接OE,则OE的长为 .
19.如图,网格图中每个小正方形的面积都为1.经过网格点A的一条直线,把网格图分成了两个部分,其中△BMN的面积为3,则sin∠MNB的值为 .
20.如图,在平面直角坐标系中,A(4,0),B(0,3).D为线段OA上任一点,作DE⊥BD交线段AB于E,当AE的长最大时,点E的坐标为 .
21.如图,正方形ABCD中,AB=6,O是BC边的中点,点E是正方形内一动点,OE=2,连接DE,将线段DE绕点D逆时针旋转90°得DF,连接AE、CF.则线段OF长的最小值为 .
22.如图,四边形ABCD是边长为2的菱形,∠B=120°,将菱形ABCD绕点A逆时针旋转,使点B的对应点B′落在对角线AC上,B′C′交CD于点E,则四边形DAB′E的面积等于 .
23.如图,在四边形ABCD中,AB=6,BC=5,∠ADC=90°,AD=2CD,连接AC,BD,延长BD至点E,使DE=BD,连接AE,则AE的最大值为 .
24.如图,在正方形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,点E在DC边上,且CE=2DE,连接AE交BD于点G,过点D作DF⊥AE,连接OF并延长,交DC于点P,过点O作OQ⊥OP分别交AE、AD于点N、H,交BA的延长线于点Q,现给出下列结论:①∠AFO=45°;②OG=DG;③DP2=NH•OH;④sin∠AQO;其中正确的结论有 .
25.如图,一次函数y=﹣x+b与反比例函数的图象交于点A(m,3)和B(3,1).点P是线段AB上一点,过点P作PD⊥x轴于点D,连接OP,若△POD的面积为S,则S的取值范围是 .
26.已知各位数字均不为零的四位自然数M,若满足a+d=9,b+c=9那么称这个四位数为“和九数”.例如:四位数1278,因为1+8=9且2+7=9,所以1278是“和九数”;按照这个规定,则最小的“和九数”是 ;若M是“和九数”,记F(M),且为整数,则满足条件的M的最大值为 .
27.如果一个四位自然数的各数位上的数字互不相等且均不为0,满足a•b=c+d2,那么称这个四位数为“积方和数”.例如:四位数1732,因为1×7=3+22,所以1732是“积方和数”.已知四位数M是“积方和数”,将“积方和数”M的千位数字与百位数字对调,十位数字与个位数字对调,得到新数N,若M+N能被22整除,则满足条件的M的最小值是 .
28.在边长为1的正方形ABCD中,,连接CE,将△CBE沿CE折叠得到△CGE,CG交BD于点M,延长CG交AD于点F,则点G到AB的距离是 .
29.抛物线y=(x﹣2)2﹣1,顶点为A,将其沿水平方向向右平移m个单位长度,得到的抛物线顶点为B,平移前后的两条抛物线相交于点C,若△ACB为等边三角形,则m的值为 .
30.如图,在菱形ABCD中,E,F分别是边AB,AD上的点,连接CE,CF.若,∠ECF=∠B=45°,则四边形AECF的面积是 .
三.解答题(共15小题)
31.如图1,在△ABC中,点D,E分别在AB,BC边上,连结AE,CD,DE,AB=CD,EB=ED,DE平分∠BDC.
(1)求证:∠DEB=∠AEC.
(2)若BE=4,CE=6,求AC.
(3)如图2,过点A作AB的垂线交ED延长线于点F,作CG⊥AE,垂足为G,求的值.
32.综合与实践
问题情境:
如图①,点E为正方形ABCD内一点,∠AEB=90°,将Rt△ABE绕点B按顺时针方向旋转90°,得到△CBE′(点A的对应点为点C).延长AE交CE′于点F,连接DE.
猜想证明:
(1)试判断四边形BE'FE的形状,并说明理由;
(2)如图②,若DA=DE,请猜想线段CF与FE'的数量关系并加以证明;
解决问题:
(3)如图①,若AB=15,CF=3,请直接写出DE的长.
33.如图1,抛物线y=ax2+bx﹣3与x轴交于点A(﹣4,0),B(1,0),与y轴交于点C,点P是直线AC下方抛物线上的点.
(1)求a+b的值;
(2)连接AP,CP,BC,过点P作PF⊥x轴于点F,交AC于点E,若,求点P的坐标;
(3)如图2,点M是直线AC上方的抛物线上一动点,当∠MAO=∠OAC时,求点M的坐标.
34.在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于点A(﹣5,0),B(点A在点B的左侧),与y轴交于点C(0,5).
(1)求该抛物线的解析式;
(2)在对称轴上找一点Q,使△BCQ的周长最小,求点Q的坐标;
(3)若点M是抛物线上一点,点N是抛物线对称轴上一点,A、C,M,N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出点M的坐标,请说明理由.
35.如图1,若二次函数y=ax2﹣2x+c(a≠0)的图象与x轴交于点A和点B(3,0),与y轴交于点C(0,﹣3).
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图2,连接BC,点P为直线BC下方抛物线上的动点,求△PBC面积的最大值及此时点P的坐标;
(3)如图3,将抛物线y=ax2﹣2x+c(a≠0)先向右平移1个单位长度,再向下平移1个单位长度得到新的抛物线y′,在y′的对称轴上有一点D,坐标平面内有一点E,使得以点B,C,D,E为顶点的四边形是矩形,求点E的坐标.
36.【问题呈现1】
在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CA=CB,点D是斜边AB上的一点,连接CD,试说明AD、BD、CD间的数量关系,小敏同学思考后是这样做的:如图1将△CAD绕点C逆时针旋转90°,得到△CBE,连接DE,请写出AD、BD、CD之间的数量关系 ;
【问题呈现2】
如图2,在△ABC中,∠ACB=60°,CD为AB边上的高,若CD=4,试判断S△ABC是否存在最小值,若存在,请求出最小的面积值;若不存在,请说明理由;
【问题解决】
为迎接新春佳节,西安市城市管理部门在古城墙段安装了全息投影射灯.工作人员选择在城墙的E点安装射灯,该城墙段的几何结构如图3:城墙顶部凸起部分为墙垛,如四边形KLMJ,凹陷部分为垛口,如四边形HIJK,本题中墙垛与垛口均为正方形.现从E点发射全息投影光束,其投影画面可绕E点转动,但始终保持∠FEG=60°,其中F、G分别是BC与DC边上的动点.已知墙垛边长HI为0.5m,墙面区域∠C=60°,∠B=90°,AD∥BC,城墙楼梯DC长度为8m.墙垛面积在本问题中可忽略不计.现需分析在全息投影表演过程中,投影到城墙区域(四边形EFCG)的面积是否存在最大值.若存在,请求出面积最大值;若不存在,请说明理由.
37.【定义新知】
婆罗摩芨多是公元7世纪古印度伟大的数学家,他在三角形、四边形、零和负数的运算规则,二次方程等方面均有建树,他也研究过对角线互相垂直的圆内接四边形,我们把这类对角线互相垂直的圆内接四边形称为“婆氏四边形”.
【理解运用】
(1)如图1,四边形ABCD为⊙O的内接四边形,连接AC、BD、OA、OB、OC、OD,AC与BD交于点E,已知∠BOC+∠AOD=180°.试说明:四边形ABCD是“婆氏四边形”;
(2)如图2,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,以AB为弦的⊙O交AC于D,交BC于E,连接DE、AE、BD.其中,AB=6,BC=10,若四边形ABED是“婆氏四边形”,求DE的长;
【问题拓展】
(3)如图3,某公园欲规划一个圆形景观区⊙O,并在其内部设计一个四边形ABCD区域,作为花海,其中点A、B、C、D均在⊙O上,AC、BD为花海内两条笔直的观光通道.根据设计要求,四边形ABCD是“婆氏四边形”,且AD与BC的长度之和为400米.为了节约成本,要求圆形景观区的面积尽可能的小,请问圆形景观区的面积是否存在最小值?若存在,请求出圆形景观区面积的最小值;若不存在,请说明理由.
38.【问题探究】
(1)如图①,在四边形ABCD中,AD∥BC,对角线AC,BD相交于点O,若△ABC的面积为9,则△BCD的面积为 ;
(2)如图②,半圆O的直径AB=8,点C是半圆O上的一个动点,求△ABC面积的最大值;
【问题解决】
(3)如图③,某公园有一个三角形的演艺广场ABC,其中AB=20米,∠ACB=90°,∠CAB=60°.在演艺广场的三个角各装有一个旋转射灯,点A和点B处的射灯发出的光线夹角∠AMB始终等于45°,且光线AM在∠BAC的内部运动.点C处的射灯发出的光线与AM交于点N,且光线CN始终与光线BM平行.请探究四边BMCN的面积是否存在最大值,若存在,请求出四边形BMCN面积的最大值;若不存在,请说明理由.
39.在平面直角坐标系中,直线y=3x+k+4交x轴于点A,交y轴于点C,直线y=﹣x+3k经过点C,交x轴于点B.
(1)如图①,k= ;
(2)如图②,在线段BC上取点P,连接AP交y轴于点T,若点P的横坐标为t,△CPT的面积为S,求S与t之间的函数关系式(不必写出自变量的取值范围);
(3)如图③,在(2)的条件下,过点P的直线交AC于点G,过点G作GE⊥PG交x轴于点E,连接PE.若以PC,PE,AE为边长的三角形面积与△CPT的面积比为3:2,求点P的坐标.
40.【综合与探究】
问题情境:将矩形ABCD绕点C顺时针旋转,当旋转到如图①所示的位置时,得到矩形A′B′CD′,点A,B,D的对应点分别为点A′,B′,D′,设直线AD与直线A′D′交于点E.
猜想证明:
(1)猜想DE与D′E的数量关系,并证明;
(2)如图②,在旋转的过程中,当点B′恰好落在矩形ABCD的对角线BD上时,点A′恰好落在AD的延长线上(即点A′与点E重合),连接A′C,求证:四边形A′DBC是平行四边形;
问题解决:
(3)在矩形ABCD绕点C顺时针旋转的过程中,若AB=5,BC=3,当A′,B′,D三点在同一条直线上时,请直接写出A′D的值.
41.如图,在△ABC中,∠ACB=90°,点D是△ABC所在平面内一点,连接BD.
(1)如图1,若∠BAC=30°,点D在AC边上,BD平分∠ABC,AD=2,求AB的长;
(2)如图2,若∠BAC=30°,点D在AC边上(点D不与点A,C重合),将射线BD绕点B顺时针旋转60°,在旋转后的射线上取一点E,连接AE,使得AE=BE,过点E作EG⊥AC于点G,过点D作DH⊥AB于点H,探索线段BC,EG,DH之间的数量关系,并证明;
(3)如图3,若点D在直线AB下方,将线段BD绕点B顺时针旋转60°得到线段BE,连接AD,AE,∠EAD=75°,AB=6,当四边形ADBE的面积取最小值时,在直线AB上取一点P,连接DP,将△DBP沿BD翻折到四边形ADBE所的平面内得到△BDQ,连接AQ,当AQ取最小值时,请直接写出△ADQ的面积.
42.综合与实践
图形的旋转变换是研究数学相关问题的重要手段之一,在研究三角形的旋转过程中,发现下列问题:
【观察猜想】
(1)如图1,在△ABC中,CA=CB,∠ACB=60°.点P是平面内不与点A,C重合的任意一点.连接AP,将线段AP绕点P逆时针旋转60°得到线段DP,连接AD,BD,CP.的值是 ,直线BD与直线CP相交所成的较小角的度数是 .
【类比探究】
(2)如图2,点P是线段AB上的动点,分别以AP、BP为边在AB的同侧作正方形APCD与正方形PBEF,连接DE分别交线段BC、PC于点M、N.
①求∠BME的度数;
②连接AC交DE于点H,若DH=2,则BC的值为 ;
【拓展延伸】
(3)如图3,在△ABC中,AB=AC=12,∠BAC=120°,点D、E分别是AB、BC的中点,连接DE,如图4,将△BDE绕着点B顺时针旋转角度α(0°<α<180°),直线DE交BC于点F,连接AD,若射线AD将∠BDE分成的两个角度之比是1:3,则的值为多少?请直接写出答案.
43.在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=ax2﹣2a2x(a≠0)与x轴交于B,C两点(C在B的右侧),顶点为A点.
(1)求抛物线y=ax2﹣2a2x(a≠0)的对称轴;
(2)当a>0时,P为对称轴上一点,作PQ∥BC交抛物线于点Q(Q在P的右边),当四边形BPQC是平行四边形时,它的面积为6,求此时a的值;
(3)①已知E(x1,y1),F(x2,y2)为抛物线上的两点,若对于a﹣1<x1<a+1,x2=2,都有y2<y1,求a的取值范围;
②已知E(x1,y1),F(x2,y2),G(x3,y3)是抛物线上的三个点.若对于1<x1<3,x2=﹣2,x3=3a,都有y1<y3<y2,求a的取值范围(直接写出答案).
44.已知点M为抛物线y=x2+bx﹣1(b<0)的顶点,其对称轴与x轴的交点为D,点N为抛物线所在平面内一点(不与M重合).直线与抛物线分别交于点A和B(点A在点B的左侧),与y轴交于点C.
(1)若抛物线经过点(2,﹣3),求b的值;
(2)若b≥﹣2,
①直线y=﹣x﹣1与直线MD交于点P,求MP的最大值;
②点E与点B关于点D对称.当,∠END=90°时,比较MN与DE的大小,并说明理由.
45.【知识技能】
(1)如图1,在△ABC中,DE是△ABC的中位线.连接CD,将△ADC绕点D按逆时针方向旋转,得到△A′DC′.当点E的对应点E′与点A重合时,求证:AB=BC.
【数学理解】
(2)如图2,在△ABC中(AB<BC),DE是△ABC的中位线.连接CD,将△ADC绕点D按逆时针方向旋转,得到△A′DC′,连接A′B,C′C,作△A′BD的中线DF.求证:2DF•CD=BD•CC′.
【拓展探索】
(3)如图3,在△ABC中,tanB,点D在AB上,AD.过点D作DE⊥BC,垂足为E,BE=3,CE.在四边形ADEC内是否存在点G,使得∠AGD+∠CGE=180°?若存在,请给出证明;若不存在,请说明理由.
【中考二轮复习】全国2026年最新选择、填空、解答压轴题汇编45题(10-1)
参考答案与试题解析
一.选择题(共15小题)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
B
B
D
B
D
D
D
B
C
B
C
题号
12
13
14
15
答案
B
C
D
C
一.选择题(共15小题)
1.如图1,在Rt△ABC中,D是边AB的中点.点E在斜边AC上,从点A出发,运动到点C时停止.设AE为x,DE2为y.如图2,y关于x的函数图象与y轴交于点P(0,100),且经过N(n﹣9,100)和最高点M(n,m)两点.下列选项正确的是( )
A.∠A=30° B.m=325
C.n=24 D.y的最小值为64
【答案】B
【解答】解:由图2可知,当x=0时,y=100,即AD2=100,
∴AD=10,
∵D是边AB的中点,
∴AB=20;
∵N(n﹣9,100),
即DE2=100,DE=10,x=n﹣9,
此时AD=10=DE,AE=n﹣9,
如图,过点D作DF⊥AC交AC于点F,则有△ADE为等腰三角形,
∴,,
由图2知,点M(n,m)为最高点,
∵当点E和点C重合时,DE最大,
∴AC=n,DC2=m,
∴,
∴,
整理得n2﹣9n﹣400=0,
解得n=25或﹣16(负值舍去),故选项C错误;
∴AC=25,,
∴DC2=DB2+BC2=102+152=325=m,,故选项B正确;
∴∠A≠30°,故选项A错误;
由上图可知,当DE⊥AC,即点E和点F重合时,DE有最小值,即y=DE2最小,
此时,
∴DF2=AD2﹣AF2=102﹣82=36,
∴y的最小值为36,故选项D错误.
故选:B.
2.在水分、养料等条件一定的情况下,某植物的生长速度y(厘米/天)和光照强度x(勒克斯)之间存在一定关系.在低光照强度范围(200≤x<1000)内,y与x近似成一次函数关系;在中高光照强度范围(x≥1000)内,y与x近似成二次函数关系.其部分图象如图所示.根据图象,下列结论正确的是( )
A.当x≥1000时,y随x的增大而减小
B.当x=2000时,y有最大值
C.当y≥0.6时,x≥1000
D.当y=0.4时,x=600
【答案】B
【解答】解:A、当x≥1000时,y随x的增大先增大,后减小,故A选项错误,不符合题意;
B、∵抛物线过点(1000,0.6),(3000.0.6),
∴抛物线的对称轴为:直线x2000,
∵抛物线的开口向下,
∴x=2000时,y有最大值,
故B选项正确,符合题意;
C、由图象可得:当y=0.6时,x1=1000,x2=3000,
∴当y≥0.6时,1000≤x≤3000,
故C选项错误,不符合题意;
D、由图象可得当y=0.4时,x对应的值有2个,故D选项错误,不符合题意.
故选:B.
3.如图1,在矩形纸片ABCD中,AB=12,AD=10,点E是CD的中点.将这张纸片依次折叠两次,第一次折叠纸片使点A与点E重合(如图2),折痕为MN,连结ME,NE;第二次折叠纸片使点N与点E重合(如图3),点B落在B'处,折痕为HG,连结HE,则tan∠EHG的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解答】解:如图3,连结AE交MN于点P,设GH交EN于点Q,
∵四边形ABCD是矩形,AB=12,AD=10,
∴∠D=∠DAB=90°,CD=AB=12,
∵点E是CD的中点,
∴DE=CECD=6,
由折叠得∠MEN=∠MAN=90°,MN垂直平分AE,EN垂直平分GH,
∴∠APM=∠HQN=∠MEN=90°,
∴GH∥EM,
∴∠EHG=∠NHG=∠EMN=∠AMN,
∵∠AMN=∠AED=90°﹣∠DAE,
∴∠EHG=∠AED,
∴tan∠EHG=tan∠AED,
故选:D.
4.如图,直线a∥b,正六边形ABCDEF的顶点A、C分别在直线a、b上,若∠1=40°,则∠2的度数是( )
A.15° B.20° C.30° D.40°
【答案】B
【解答】解:延长FA与直线b交于点H,
∵多边形ABCDEF是正六边形,
∴,
∴∠2=∠H,
∵a∥b,
∴∠3=∠H,
∴∠2=∠3=180°﹣∠F﹣∠1=180°﹣120°﹣40°=20°,
若∠1=40°,则∠2的度数是20°.
故选:B.
5.如图,在△ABC中,∠ACB=90°,G是△ABC的重心,点D在边BC上,DG⊥GC,如果,则值是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解答】解:如图所示,连接AG并延长交BC于点F,延长CG交AB于点E,连接EF,
由条件可知AF,CE都是△ABC的中线,
∴EF为△ABC的中位线,
∴,
∴△EFG∽△CAG,∠CFE=180°﹣∠ACB=90°,
∴,
设EG=a,CG=2a,则CE=3a,
∵,
∴可设CD=2b,BD=3b,则BC=BD+CD=5b,
∴,
由条件可知∠CGD=∠CFE=90°,
又∵∠FCE=∠GCD,
∴△FCE∽△GCD,
∴,
∴6a2=5b2,
∴或(舍去),
∴,
故选:D.
6.已知二次函数y=x2﹣2mx+m2+2m+3的图象不经过三、四象限,且当时,y随x的增大而增大,则实数m的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解答】解:∵二次函数y=x2﹣2mx+m2+2m+3=(x﹣m)2+2m+3,
∴图象开口向上,顶点为(m,2m+3),对称轴为直线x=m,
∵二次函数y=x2﹣2mx+m2+2m+3的图象不经过三、四象限,且当时,y随x的增大而增大,
∴,
∴m.
故选:D.
7.如图,二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象与x轴的一个交点为(﹣1,0),对称轴为直线x=2.则下列结论中不正确的是( )
A.abc>0 B.c+5a=0 C.5a+b>0 D.a+b+c>0
【答案】D
【解答】解:根据二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象与x轴的一个交点为(﹣1,0),对称轴为直线x=2判断如下:.
由图象可知,a>0,c<0,
∵对称轴为直线,
∴b<0,
∴abc>0,故选项A不符合题意;
当x=﹣1时,a﹣b+c=0,
∵,
∴b=﹣4a,
∴a﹣(﹣4a)+c=0,即c+5a=0,故选项B不符合题意;
∵b=﹣4a,
∴5a+b=a>0,故选项C不符合题意;
根据函数图象可知,当x=1时,y<0,即a+b+c<0,故选项D符合题意;
故选:D.
8.已知一个二次函数y=ax2﹣4ax+4(a<0),当﹣2≤x≤3时,y的最大值是6,则当﹣2≤x≤3时,y的最小值是( )
A. B.﹣2 C. D.
【答案】B
【解答】解:∵y=ax2﹣4ax+4,
∵对称轴为直线x2,
当x=2时,y有最大值为y=4a﹣8a+4=4﹣4a,
∵当﹣2≤x≤3时,y的最大值是6,
∴4﹣4a=6,
∴a,
∴yx2+2x+4,
∴x=﹣2时,y2×(﹣2)+4=﹣2,
∴当﹣2≤x≤3时,y的最小值是﹣2,
故选:B.
9.如图1,在△ABC中,点P从点A出发向点C运动,在运动过程中,设x表示线段AP的长,y表示线段BP的长,y与x之间的关系如图2所示,下列结论不正确的是( )
A.AC=4 B.BC=2
C.tan∠BAP D.AB2+BC2=AC2
【答案】C
【解答】解:如图所示,
①当点P在点A处时,即当AP=0时,AB=2,
②当点P到达AC边高(BH)的位置时,AH=1,此时BP最小,即BH,
③当AP=4时,点P对应图2末端x=4时,即AC=4,则HC=AC﹣AH=4﹣1=3,
则:BC,
∴,
∴AB2+BC2=AC2,
∴.
综上所述,选项A、B、D不合题意,选项C符合题意.
故选:C.
10.如图,已知在平面直角坐标系xOy中,O为坐标原点,抛物线ybx与x轴的一个交点为A(﹣8,0),点C是抛物线的顶点,且⊙C与y轴相切,点P为⊙C上一动点.若点D为PA的中点,连接OD,则OD的最大值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解答】解:如图,取点H(8,0),连结PH,
∵抛物线与x轴的一个交点为A(﹣8,0),
∴,
解得:,
∴抛物线解析式为:,
∵抛物线过原点与点A(﹣8,0),
∴对称轴为,
当x=﹣4时,.
∴顶点C(﹣4,5),
∵⊙C与y轴相切,
∴⊙C的半径为4,
∵点D为PA的中点,
∴,
∴PH最大时,OD有最大值,
∴当PH过点C时,PH有最大值,
∴PH的最大值为,
∴OD的最大值为,
故选:B.
11.已知整式M:anxn+an﹣1xn﹣1+an﹣2xn﹣2+…+a1x+a0,其中an,n为正整数,an﹣1,an﹣2,…,a1,a0为自然数,若n+an+an﹣1+an﹣2+…+a1+a0=5.
①满足条件的所有整式M中,次数最高的是5次;
②满足条件的所有整式M共有15个;
③满足条件的所有整式M的和为x4+5x3+11x2+15x+11.
下列说法中正确的个数是( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.3个
【答案】C
【解答】解:整式M:anxn+an﹣1xn﹣1+an﹣2xn﹣2+…+a1x+a0,其中an,n为正整数,an﹣1,an﹣2,…,a1,a0为自然数,若n+an+an﹣1+an﹣2+…+a1+a0=5.由题意可得:
①分析整式M的次数;
因为n+an+an﹣1+an﹣2+⋯+a1+a0=5,且n,an为正整数,an﹣1,an﹣2,⋯,a1=2,a0为自然数.
要使整式M的次数n最大,那么an,an﹣1,an﹣2,⋯,a1,a0应尽可能小.
当an=1,an﹣1=an﹣2=⋯=a1=a0=0时,n最大,此时n=5﹣1=4,
M的次数最高是4次,故说法①错误;
②分析满足条件的整式M的个数:
当n=4时,4+a4+a3+a2+a1+a0=5,即a4+a3+a2+a1+a0=1.
因为a4为正整数,a3,a2,a1=2,a0为自然数,所以只有a4=1,a3=a2=a1=a0=0这一种情况,此时整式M为x4;
当n=3时,3+a3+a2+a1+a0=5,即a3+a2+a1+a0=2.
因为a3为正整数,a2,a1=2,a0为自然数,有以下几种情况:
a3=2,a2=a1=a0=0,整式M为2x3;
a3=1,a2=1,a1=a0=0,整式M为x3+x2;
a3=1,a2=0,a1=1,a0=0,整式M为x3+x;
a3=1,a2=0,a1=0,a0=1,整式M为x3+1;
共4种情况.
当n=2时,2+a2+a1+a0=5,即a2+a1+a0=3.
因为a2为正整数,a1=2,a0为自然数,有以下几种情况:
a2=3,a1=a0=0,整式M为3x2;
a2=2,a1=1,a0=0,整式M为2x2+x;
a2=2,a1=0,a0=1,整式M为2x2+1;
a2=1,a1=2,a0=0,整式M为x2+2x;
a2=1,a1=1,a0=1,整式M为x2+x+1;
a2=1,a1=0,a0=2,整式M为x2+2.
共6种情况.
当n=1时,1+a1+a0=5,即a1+a0=4,
因为a1=2为正整数,a0为自然数,有以下几种情况:
a1=4,a0=0,整式M为4x;
a1=3,a0=1,整式M为3x+1;
a1=2,a0=2,整式M为2x+2;
a1=1,a0=3,整式M为x+3.
所以满足条件的整式M共有1+4+6+4=15(个),故②正确;
③M的和为:
x4+2x3+x3+x2+x3+x+x3+1+3x2+2x2+x+2x2+1+x2+2x+x2+x+1+x2+2+4x+3x+1+2x+2+x+3+5=x4+(2+1+1+1)x3+(3+2+1+1+1+1)x2+(4+3+2+1)x+(5+1+1+2+1+2+3+5)
+x2+2+4x+3x+1+2x+2+x+3
=x4+(2+1×3)x3+(3+2+2+1×4)x2+(4+2×2+1×4+3)x+(4×1+2×2+3)=x4+5x3+11x2+15x+11,故③正确.
故选:C.
12.如图,在正方形ABCD中,点E在边CD上,点H在边AD上,CE=DH,CH交BE于点F,交BD于点G,连接GE.下列结论:①CH=BE;②CH⊥BE;③S△GCE=S△GDH;④当E是CD的中点时,;⑤当EC=2DE时,S正方形ABCD=6S四边形DEGH.其中正确结论有( )个.
A.4 B.3 C.2 D.1
【答案】B
【解答】解:∵四边形ABCD是正方形,
∴AD=DC=CB=BA,∠ADC=∠DCB=90°,
∵CE=DH,
∴△EBC≌△HCD(SAS),
∴CH=BE,故①正确;
由①得∠EBC=∠HCD,
∵∠BCF+∠HCD=90°,
∴∠EBC+∠BCF=90°,
∴∠BFC=90°,
∴BE⊥CH,故②正确;
∵四边形ABCD是正方形,
∴∠ADB=∠CDB=45°,即DB是∠ADC的角平分线,
∴点G到AD边与CD边的距离相等,
即△GDH中DH边的高与△GCE中CE边的高相等,
又∵EC=HD,
∴S△GCE=S△GDH,故③正确;
设正方形ABCD的边长为4a,
当E是CD的中点时,BC=CD=4a,EC=HD=2a,
由勾股定理得:,,
∵∠HGD=∠CGB,∠HDG=∠CBG=45°,
∴△HGD∽△CGB,
∴,
∴.
∵∠ECB=∠EFC=90°,∠BEC=∠CEF,
∴△ECB∽△EFC,
∴,
即,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴当E是CD的中点时,,故④错误;
当EC=2DE时,,
∵DH=CE,DC=BC,
∴,
∵△HGD∽△CGB,
∴,
∵△GDH中DH边的高与△DGC中CD边的高相等,,
∴,
设S△HGD=4b,则S△DGC=6b,S△CGB=9b,
∴S△BCD=9b+6b=15b,
∴S正方形ABCD=2S△BCD=30b,
∵EC=2DE,
∴,
∴,
∴S△DEG=2b,
∴S四边形DEGH=2b+4b=6b,
∴S正方形ABCD=5S四边形DEGH,故⑤错误.
故选:B.
13.如图①,在菱形ABCD中,∠B=45°,动点P从点A出发,以每秒1个单位的速度沿线段AB运动到点B停止,同时动点Q从点B出发,以每秒2个单位的速度沿折线B﹣C﹣D运动到点D停止.图②是点P,Q运动时△BPQ的面积S与运动时间t的函数关系的图象,则m的值为( )
A.2 B. C. D.
【答案】C
【解答】解:由题图2得,t=6时,点P停止运动,
∴点P以每秒1个单位速度从点A运动到点B用了6秒,
∴AB=BC=CD=6,
由点P和点Q的运动可知,AP=t,BP=6﹣t,
当点Q在CD上时,即3≤t≤6时,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AB∥CD,
∴,
过点P作PM⊥BC交BC于M,,
当点Q在BC上时,即0≤t<3时,BQ=2t,
过点P作PM⊥BC交BC于M,
∵∠B=45°,
∴,
∴,
由上可知,当点Q到达点C时,S=m,
即当t=3时,,
故选:C.
14.从地面竖直向上抛出的小球离地面的高度h(单位:m)与小球的运动时间t(单位:s)之间满足h=﹣3t2+6at+12﹣3a2(0≤t≤2a).则下列选项中正确的是( )
A.t=0.5s和t=3s时,小球离地面的高度相同
B.t=2.5s时,小球到达最高点
C.t=3.5s时,小球回到地面
D.2<t<3时,小球处于下降阶段
【答案】D
【解答】解:由题意得,当t=0时,h=0,
∴0=0+0+12﹣3a2,
∴a=2或a=﹣2(舍去);
∴h=﹣3t2+12t=﹣3(t﹣2)2+12(0≤t≤4),
当t=0.5s时,h=﹣3×0.52+12×0.5=﹣0.75+6=5.25
当t=3s时,h=﹣3×32+12×3=﹣27+36=9,
∴t=0.5s和t=3s时,小球离地面的高度不相同,故A说法错误;
∵﹣3<0,
∴当t=2s时,h有最大值,
∴t=2s时,小球到达最高点,故B说法错误;
当t=3.5s时,h=﹣3×3.52+12×3.5=﹣36.75+42=5.25≠0,
∴t=3.5s时,小球没有回到地面,故C说法错误;
∵h=﹣3(t﹣2)2+12(0≤t≤4),﹣3<0,
∴当2<t<3时,h随t的增大而减小,
∴当2<t<3时,小球处于下降阶段,故D说法正确;
故选:D.
15.如图,分别经过原点O和点A(8,0)的动直线a,b,其夹角∠OBA=30°,点M是OB中点,连接AM,则AM的最小值是( )
A.4 B. C. D.
【答案】C
【解答】解:如图所示,
∵OA=8,∠OBA=30°,
∴点B在以△AOB的外接圆⊙N上运动,
在x轴上截取AE=OA,
则AMBE,
所以当BE取最小值时,AM取最小值,
连接NE,与x轴的交点为B′,此时AM的长度最小,
∵OA=8,∠OBA=30°,
∴∠ONA=60°,
∴△ONA为等边三角形,
过点N作NC⊥OA,
∴∠ANC=30°,
∴NC=AN×cos30°=84,
在Rt△NCE中,
NE8,
B′E=NE﹣NB′=88,
∴AM的最小值为(88)=44.
故选:C.
二.填空题(共15小题)
16.如图,四边形ABCD内接于⊙O,BC=CD=2,连结AC,BD,若△ABD与△CBD的面积相等,则AC的长为 .
【答案】.
【解答】解:如图,作AE⊥BD于点E,CF⊥BD于点F,设AC,BD交于点G,则∠AEG=∠CFG=90°,
∵△ABD与△CBD的面积相等,
∴,
∴AE=CF,
∵∠AGE=∠CGF,∠AEG=∠CFG=90°,
∴△AEG≌△CFG(AAS),
∴CG=AG,
∵BC=CD=2,
∴∠CBD=∠CDB,
∵∠CBD=∠CAD,
∴∠BDC=∠CAD,
∵∠ACD=∠DCG,
∴△CDG∽△CAD,
∴,即,
∴.
故答案为:.
17.如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC=2,点D是AC的中点,连接BD.将△BCD绕点B旋转,得到△BEF,连接CF.当CF∥AB时,CF的长为 或 .
【答案】或.
【解答】解:如图,在△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC=2,点D是AC的中点,作BG⊥CF于点G,
∴CD=1,∠ABC=45°,
在直角三角形BCD中,由勾股定理得:,
∵将△BCD绕点B旋转,得到△BEF,
∴△DCB≌△FEB,
∴,
∵CF∥AB,
∴∠ABC=∠BCG=45°,
∴,
在直角三角形BFG中,由勾股定理得:,
∴;
当点D运动点F′时,此时CF′∥AB,
同理可得,,,
∴,
综上所述,CF的长为或,
故答案为:或.
18.如图,在边长为4的正方形ABCD的外侧,作直角三角形ADE,∠AED=90°,且∠ADE=30°.
(Ⅰ)AE与DE的长度和为 ;
(Ⅱ)若O为AC的中点,连接OE,则OE的长为 .
【答案】;
【解答】解:(1)∵正方形ABCD的边长为4,
∴AD=4,
∵∠AED=90°,∠ADE=30°,
∴AE,
由勾股定理得DE,
∴AE+DE=2,
故答案为:2;
(2)如图,过点E作EM⊥AD于点M,过点O作ON⊥AD于点N,过点E作EP⊥ON的延长线于点P,
∴∠EMN=∠MNP=∠EPN=90°,
∴四边形EMNP是矩形,
∴MN=EP,ME=NP,
∵∠AED=90°,∠ADE=30°,
∴∠DAE=60°,
∴∠AEM=30°,
∴AM,
由勾股定理得,ME,
∴,
∵O为AC的中点,ON⊥AD,∠DAC=45°,
∴AN=DN=ON=2,
∴MN=AN﹣AM=2﹣1=1,
∴EP=1,
∴OP=ON+NP=2,
在Rt△EOP中,由勾股定理得,
故答案为:.
19.如图,网格图中每个小正方形的面积都为1.经过网格点A的一条直线,把网格图分成了两个部分,其中△BMN的面积为3,则sin∠MNB的值为 .
【答案】.
【解答】解:如图,在图中标注C,D,
设NC=x,
∵AD∥NB,
∴∠MAD=∠ANC,
∵∠MDA=∠ACN,
∴△ANC∽△MAD,
∵AC=AD=1,
∴,
∵△BMN的面积为3,网格图中每个小正方形的面积都为1,
∴S△AMD+S△ANC=3﹣1=2,
∴MD×ADNC×AC=2,
即2,
∴x4,
解得x1=2,x2=2(舍去),
∵AN2=AC2+NC2
=1+4+43
=8+4,
∴AN,
∴sin∠MNB=sin∠ANC.
20.如图,在平面直角坐标系中,A(4,0),B(0,3).D为线段OA上任一点,作DE⊥BD交线段AB于E,当AE的长最大时,点E的坐标为 (3,) .
【答案】(3,)
【解答】解:设BE的中点为F,连接DF
以点F为圆心,BF为半径作⊙F,
∵∠BDE=90°,
∴点D在⊙F上,
由于点D在线段OA上,
∴当⊙F与OA相切时,此时BE最短,AE最大,
∴∠FDA=90°,
∴FD∥OB,
∴△AFD∽△ABO,
∴,
∵A(4,0),B(0,3),
∴OA=4,OB=3,
∴由勾股定理可知:AB=5,
设DF=r
∴,
解得:r,
∴AE=5﹣2r,
∴过点E作CE⊥OA,垂足为C,
∴sin∠BAO,
∴CE,
∴由勾股定理可知:CA=1,
∴OC=3,
∴E(3,),
故答案为:(3,)
21.如图,正方形ABCD中,AB=6,O是BC边的中点,点E是正方形内一动点,OE=2,连接DE,将线段DE绕点D逆时针旋转90°得DF,连接AE、CF.则线段OF长的最小值为 32 .
【答案】32.
【解答】解:如图,连接DO,将线段DO绕点D逆时针旋转90°得DM,连接OF,FM,OM,
∵∠EDF=∠ODM=90°,
∴∠EDO=∠FDM,
在△EDO与FDM中,
,
∴△EDO≌△FDM(SAS),
∴FM=OE=2,
∵正方形ABCD中,AB=6,O是BC边的中点,
∴OC=3,
∴OD3,
∴OM3,
∵OF+MF≥OM,
∴OF≥32,
∴线段OF长的最小值为32,
故答案为:32.
22.如图,四边形ABCD是边长为2的菱形,∠B=120°,将菱形ABCD绕点A逆时针旋转,使点B的对应点B′落在对角线AC上,B′C′交CD于点E,则四边形DAB′E的面积等于 .
【答案】.
【解答】解:如图,四边形ABCD是边长为2的菱形,∠B=120°,连接BD,交AC于点O,
∴AD∥BC,∠DAC∠DAB,AC⊥BD,
∴∠DAB=60°,
∴∠DAC=30°,∠BCD=60°,∠DCA=30°,△ABD为等边三角形,
∴BD=AB=2,
∴BO=1,
在直角三角形AOB中,由勾股定理得:OA,
∴,
∵将菱形ABCD绕点A逆时针旋转,使点B的对应点B′落在对角线AC上,
∴∠DAB′=∠DAC=30°,AB′=AB=2,∠AB′C′=120°,
∴∠CB′E=60°,B′C=AC﹣AB′=2,
∵∠DCA=30°,
∴∠B′EC=90°,
∴B′EB′C,CEB′E=3,
∴四边形DAB′E的面积等于S△ADC﹣S△B′EC
=3;
故答案为:.
23.如图,在四边形ABCD中,AB=6,BC=5,∠ADC=90°,AD=2CD,连接AC,BD,延长BD至点E,使DE=BD,连接AE,则AE的最大值为 .
【答案】.
【解答】解:如图,作∠BAO=∠CAD,作BO⊥AO,垂足为O,取AB的中点F,连接OD、OF、DF,
在直角△ACD中,,
∴,
∵BO⊥AO,
∴∠AOB=90°=∠ADC,
∵∠BAO=∠CAD,
∴△ABO∽△ACD,
∴,
∴,
∵∠DAO=∠CAD+∠CAO,∠CAB=∠BAO+∠CAO,
∴∠CAB=∠DAO,
∴△ABC∽△AOD,
∴,
∴,
在直角△ABO中,点F是斜边AB的中点,
∴,
由线段公理可得,,当F、O、D三点共线时,FD取得最大值,
∵DE=BD,点F是AB的中点,
∴FD是△ABE的中位线,
∴AE=2FD,
∴AE最大值为,
故答案为:.
24.如图,在正方形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,点E在DC边上,且CE=2DE,连接AE交BD于点G,过点D作DF⊥AE,连接OF并延长,交DC于点P,过点O作OQ⊥OP分别交AE、AD于点N、H,交BA的延长线于点Q,现给出下列结论:①∠AFO=45°;②OG=DG;③DP2=NH•OH;④sin∠AQO;其中正确的结论有 ①②③④ .
【答案】①②③④.
【解答】解:①∵四边形ABCD是正方形,OQ⊥OP,
∴AO=DO=CO=BO,AC⊥BD,∠OAD=∠ODC=45°
∴∠AOD=∠NOF=90°,
∴∠AON=∠DOF,
∵∠OAD+∠ADO=90°=∠OAF+∠DAF+∠ADO,
∵DF⊥AE,
∴∠DAF+∠ADF=90°=∠DAF+∠ADO+∠ODF,
∴∠OAF=∠ODF,
在△ANO和△DFO中,
,
∴△ANO≌△DFO(ASA),
∴ON=OF,
∴∠AFO=45°,故①正确;
②如图,过点O作OK⊥AE于K,
又∵DF⊥AE,
∴∠OKG=90°=∠DFG,
∵CE=2DE,
∴AD=CD=CE+DE=3DE,
∵,
∴AF=3DF,
∵△ANO≌△DFO,
∴AN=DF,
∴NF=2DF,
∵ON=OF,∠NOF=90°,
∴,
∴OK=DF,
在△OKG和△DFG中,
,
∴△OKG≌△DFG(AAS),
∴OG=DG,故②正确;
③在△AOH和△DOP中,
,
∴△AOH≌△DOP(ASA),
∴AH=DP,
∵∠ANH=∠FNO=45°=∠OAH,∠AHN=∠OHA,
∴△AHN∽△OHA,
∴,
∴AH2=HO•HN,
∴DP2=NH•OH,故③正确;
④∵∠NAO+∠AON=∠ANQ=45°,∠AQO+∠AON=∠BAO=45°,
∴∠NAO=∠AQO,
∵OG=DG,
∴AO=DO=2OG,
∴,
∴,故④正确.
故答案为:①②③④.
25.如图,一次函数y=﹣x+b与反比例函数的图象交于点A(m,3)和B(3,1).点P是线段AB上一点,过点P作PD⊥x轴于点D,连接OP,若△POD的面积为S,则S的取值范围是 .
【答案】.
【解答】解:一次函数y=﹣x+b与反比例函数的图象交于点A(m,3)和B(3,1).
把点B(3,1)分别代入y=﹣x+b和得:
﹣3+b=1,
解得:b=4,
,
解得:k=3,
∴一次函数的表达式为y=﹣x+4,反比例函数的表达式为;
∵点P是线段AB上一点,设P(n,﹣n+4),
把点A(m,3)代入可得m=1,
∴1≤n≤3,
∴,
∵,且1≤n≤3,
∴当n=2时,S有最大值,且最大值是2,
当n=1或n=3时,S有最小值,且最小值是,
∴S的取值范围为.
故答案为:.
26.已知各位数字均不为零的四位自然数M,若满足a+d=9,b+c=9那么称这个四位数为“和九数”.例如:四位数1278,因为1+8=9且2+7=9,所以1278是“和九数”;按照这个规定,则最小的“和九数”是 1188 ;若M是“和九数”,记F(M),且为整数,则满足条件的M的最大值为 3816 .
【答案】1188;3816.
【解答】解:已知各位数字均不为零的四位自然数M,若满足a+d=9,b+c=9那么称这个四位数为“和九数”.
∵最小的“和九数”需满足千位数字a最小,且各位数字非零,
∴a=1,d=8,b=1,c=8,得M=1188.
由“和九数”定义,M=1000a+100b+10c+d,且a+d=9,b+c=9,
故d=9﹣a,c=9﹣b,
M=1000a+100b+10(9﹣b)+(9﹣a)=999a+90b+99,
,
∵为整数,
∴4a+9b+7能被13整除.
当a=1,b=6时,4a+9b+7=65能被13整除,∴M=1638.
当a=2,b=7时,4a+9b+7=78能被13整除,∴M=2727.
当a=3,b=8时,4a+9b+7=91能被13整除,∴M=3816.
∴M的最大值为3816.
故填:1188和3816.
27.如果一个四位自然数的各数位上的数字互不相等且均不为0,满足a•b=c+d2,那么称这个四位数为“积方和数”.例如:四位数1732,因为1×7=3+22,所以1732是“积方和数”.已知四位数M是“积方和数”,将“积方和数”M的千位数字与百位数字对调,十位数字与个位数字对调,得到新数N,若M+N能被22整除,则满足条件的M的最小值是 1842 .
【答案】1842.
【解答】解:设,则,
有M+N=11×[100(a+b)+(c+d)].
∵M+N需被22整除,且11已整除,
故c+d为偶数.
同时M需满足a•b=c+d2,且数字互异且非0.
为求最小M,取a=1,
则a•b=b,故b=c+d2.
∵b≤9,
有c+d2≤9,推出d≤2(若d≥3,则d2≥9,c≥1,c+d2≥10>9,矛盾).
若d=1,
则b=c+1,
但a=1与d=1重复,
违反互异条件,故d≠1.
若d=2,
则b=c+4,且b≤9,
故c≤5.
数字互异要求a=1,d=2,
故b≠1,2,c≠1,2,
∴c≥3,c≤5,
即c=3,4,5.
需c+d为偶数,
即c+2为偶数:
c=3时3+2=5奇数,无效;
c=4时4+2=6偶数,有效;
c=5时5+2=7奇数,无效.
故唯一解c=4,b=8,M=1842.
验证:a•b=1×8=8,c+d2=4+22=8,
满足;数字1,8,4,2互异;
(千位百位对调为81,十位个位对调为24),
M+N=1842+8124=9966,
9966÷22=453,整除成立.
故最小值为1842.
故答案为:1842.
28.在边长为1的正方形ABCD中,,连接CE,将△CBE沿CE折叠得到△CGE,CG交BD于点M,延长CG交AD于点F,则点G到AB的距离是 .
【答案】.
【解答】解:∵四边形ABCD是正方形,
∴∠CBE=90°,
由折叠可知:CG=CB=1,,∠CGE=∠CBE=90°,
如图,AB⊥BC,过点G作GH⊥AB于H,作GK⊥BC于K.
∴四边形BHGK为矩形,
设GH=h,GK=k.
在Rt△CGK中,由勾股定理得:CG2=GK2+CK2,
∴12=k2+(1﹣h)2,
整理得:k2+h2=2h①,
在Rt△GEH中,由勾股定理得:GE2=GH2+EH2,
∴,
整理得:,
联立①②得:,
,
代入①中得:,
解得:或h=0(不合题意,舍去),
故答案为:.
29.抛物线y=(x﹣2)2﹣1,顶点为A,将其沿水平方向向右平移m个单位长度,得到的抛物线顶点为B,平移前后的两条抛物线相交于点C,若△ACB为等边三角形,则m的值为 .
【答案】.
【解答】解:将抛物线y=(x﹣2)2﹣1沿水平方向向右平移m个单位长度,得到的抛物线的顶点为B(2+m,﹣1),
∴平移后的抛物线解析式为y=(x﹣2﹣m)2﹣1,
联立,得(x﹣2)2=(x﹣2﹣m)2,
∴x﹣2=x﹣2﹣m或x﹣2=﹣(x﹣2﹣m),
当x﹣2=x﹣2﹣m时,m=0,不符合题意;
当x﹣2=﹣(x﹣2﹣m)时,,
在y=(x﹣2)2﹣1中,当时,,
∴,
∵抛物线y=(x﹣2)2﹣1,顶点为A,
∴A(2,﹣1),
如图所示,过点C作CD⊥AB于D,
∵△ABC是等边三角形,
∴AC=AB=|2+m﹣2|=m(向右平移,m是正数),
∴,
∴,,
∴,
∴,
解得或m=0(舍去),
故答案为:.
30.如图,在菱形ABCD中,E,F分别是边AB,AD上的点,连接CE,CF.若,∠ECF=∠B=45°,则四边形AECF的面积是 .
【答案】.
【解答】解:如图,四边形ABCD是菱形,连接AC,过点C分别作CM⊥AB于点M,作CN⊥AD于点N,
∴∠B=∠D,BC=DC,∠CMA=∠CMB=∠CND=∠CNA=90°,
在△CMB和△CND中,
,
∴△CMB≌△CND(AAS),
∴CM=CN,
在菱形ABCD中,∠ECF=∠B=45°,
∴∠D=∠B=45°,∠BCD=180°﹣∠B=180°﹣45°=135°,
在Rt△BCM中,∠BCM=90°﹣∠B=90°﹣45°=45°,
在Rt△CDN中,∠DCN=90°﹣∠D=90°﹣45°=45°,
∴∠MCN=∠BCD﹣∠BCM﹣∠DCN=135°﹣45°﹣45°=45°,
∴∠ECF=∠MCN,
∴∠ECF﹣∠MCF=∠MCN﹣∠MCF,
∴∠ECM=∠FCN,
在△CME和△CNF中,
,
∴△CME≌△CNF(ASA),
∴S△CME=S△CNF,
在Rt△ACM和Rt△ACF中,
,
∴△ACM≌△ACF(HL),
∴S△ACM=S△ACF,
∴S四边形AECF=S四边形AECF﹣S△CME+S△CNF
=S△ACM+S△ACF
=2S△ACM,
在菱形ABCD中,∠B=45°,,∠CMB=90°,
∴,
∴BM=BC•cosBcos45°1,MC=BC•sinBsin45°1,
∴S△ABCAB•MC1,S△BCMBM•MC1×1,
∴S△ACM=S△ABC﹣S△BCM,
∴S四边形AECF=2S△ACM,
∴四边形AECF的面积是.
故答案为:.
三.解答题(共15小题)
31.如图1,在△ABC中,点D,E分别在AB,BC边上,连结AE,CD,DE,AB=CD,EB=ED,DE平分∠BDC.
(1)求证:∠DEB=∠AEC.
(2)若BE=4,CE=6,求AC.
(3)如图2,过点A作AB的垂线交ED延长线于点F,作CG⊥AE,垂足为G,求的值.
【答案】(1)∵EB=ED,
∴∠EBA=∠EDB,
∵DE平分∠BDC,
∴∠EDC=∠EDB=∠EBA,
在△ABE和△CDE中,
,
∴△ABE≌△CDE(SAS),
∴∠AEB=∠CED,
∴∠AEB﹣∠AED=∠CED﹣∠AED,
即∠DEB=∠AEC;
(2);
(3).
【解答】(1)证明:∵EB=ED,
∴∠EBA=∠EDB,
∵DE平分∠BDC,
∴∠EDC=∠EDB=∠EBA,
在△ABE和△CDE中,
,
∴△ABE≌△CDE(SAS),
∴∠AEB=∠CED,
∴∠AEB﹣∠AED=∠CED﹣∠AED,
即∠DEB=∠AEC.
(2)解:如图,过点A作AF⊥BC交BC于点F,
∵△ABE≌△CDE,
∴AE=CE=6,
∴∠EAC=∠ACB,
∵∠DEB=∠AEC,
∴,即∠ABC=∠ACB,
∴AB=AC,
∵BE=4,CE=6,
∴BC=BE+CE=10,AE=CE=6,
∴,
∴EF=CE﹣CF=1,
∴,
∴.
(3)解:过点A作BC的平行线交FD于点M,作EN⊥AM,
∴∠CEG=∠EAN,∠CGE=∠ENA,
∵EA=EC,
∴△CEG≌△EAN(AAS),
∴EG=AN,
∵∠DEB=∠AEC,∠EMA=∠DEB,
∴∠EMA=∠EAM,
∴EM=EA,
∴AM=2AN,
∵∠MAD=∠B=∠BDE=∠MDA,
∴MA=MD,
∵∠FAD=90°,
∴∠F=∠FAM,
∴MF=MA,
∴FD=2AM=4AN,
∴.
32.综合与实践
问题情境:
如图①,点E为正方形ABCD内一点,∠AEB=90°,将Rt△ABE绕点B按顺时针方向旋转90°,得到△CBE′(点A的对应点为点C).延长AE交CE′于点F,连接DE.
猜想证明:
(1)试判断四边形BE'FE的形状,并说明理由;
(2)如图②,若DA=DE,请猜想线段CF与FE'的数量关系并加以证明;
解决问题:
(3)如图①,若AB=15,CF=3,请直接写出DE的长.
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)四边形BE'FE是正方形,
理由如下:
∵将Rt△ABE绕点B按顺时针方向旋转90°,
∴∠AEB=∠CE'B=90°,BE=BE',∠EBE'=90°,
又∵∠BEF=90°,
∴四边形BE'FE是矩形,
又∵BE=BE',
∴四边形BE'FE是正方形;
(2)CF=E'F;
理由如下:如图②,过点D作DH⊥AE于H,
∵DA=DE,DH⊥AE,
∴AHAE,
∴∠ADH+∠DAH=90°,
∵四边形ABCD是正方形,
∴AD=AB,∠DAB=90°,
∴∠DAH+∠EAB=90°,
∴∠ADH=∠EAB,
又∵AD=AB,∠AHD=∠AEB=90°,
∴△ADH≌△BAE(AAS),
∴AH=BEAE,
∵将Rt△ABE绕点B按顺时针方向旋转90°,
∴AE=CE',
∵四边形BE'FE是正方形,
∴BE=E'F,
∴E'FCE',
∴CF=E'F;
(3)如图①,过点D作DH⊥AE于H,
∵四边形BE'FE是正方形,
∴BE'=E'F=BE,
∵AB=BC=15,CF=3,BC2=E'B2+E'C2,
∴225=E'B2+(E'B+3)2,
∴E'B=9=BE,
∴CE'=CF+E'F=12,
由(2)可知:BE=AH=9,DH=AE=CE'=12,
∴HE=3,
∴DE3.
33.如图1,抛物线y=ax2+bx﹣3与x轴交于点A(﹣4,0),B(1,0),与y轴交于点C,点P是直线AC下方抛物线上的点.
(1)求a+b的值;
(2)连接AP,CP,BC,过点P作PF⊥x轴于点F,交AC于点E,若,求点P的坐标;
(3)如图2,点M是直线AC上方的抛物线上一动点,当∠MAO=∠OAC时,求点M的坐标.
【答案】(1)3;
(2);
(3).
【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx﹣3与x轴交于点A(﹣4,0),B(1,0),
∴,
解得,
∴;
(2)由(1)得抛物线的解析式为,
把x=0代入,得y=﹣3,
∴C(0,﹣3),
∴OC=3,
∵A(﹣4,0),B(1,0),
∴AB=1﹣(﹣4)=5,
∴,
∵,
∴,
设直线AC的解析式为y=kx+n,把A(﹣4,0)和C(0,﹣3)代入得,
,
解得,
∴直线AC的解析式为,
设,则,
∴,
∴,
解得m1=m2=﹣2,
∴;
(3)如图,设直线AM交y轴于D,
∵,
∴△AOD≌△AOC(ASA),
∴OD=OC=3,
∴D(0,3),
同理可得直线AD的解析式为,
由,
解得或,
∵点M是直线AC上方的抛物线上一动点,
∴.
34.在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于点A(﹣5,0),B(点A在点B的左侧),与y轴交于点C(0,5).
(1)求该抛物线的解析式;
(2)在对称轴上找一点Q,使△BCQ的周长最小,求点Q的坐标;
(3)若点M是抛物线上一点,点N是抛物线对称轴上一点,A、C,M,N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出点M的坐标,请说明理由.
【答案】(1)y=﹣x2﹣4x+5;
(2)Q(﹣2,3);
(3)A、C,M,N为顶点的四边形是平行四边形,点M的坐标为(﹣3,8)或(3,﹣16)或(﹣7,﹣16).
【解答】解:(1)抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于点A(﹣5,0),B(点A在点B的左侧),与y轴交于点C(0,5).将点A,点C的坐标分别代入得:
,
解得:,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2﹣4x+5;
(2)设点Q(﹣2,m),点A(﹣5,0),C(0,5),
A与B关于对称轴对称,
连接AC与对称轴交于点Q,
∴QB=QA,
此时△BCQ的周长=QC+QB+BC=QC+QA+BC=CA+BC取得最小值,
设AC解析式为y=kx+b,将点A,点C的坐标分别代入得:
,
解得:,
∴AC解析式为y=x+5,
当x=﹣2时,得:y=3,
∴Q(﹣2,3);
(3)A、C,M,N为顶点的四边形是平行四边形,点M的坐标为(﹣3,8)或(3,﹣16)或(﹣7,﹣16).理由如下:
∵y=﹣x2﹣4x+5=﹣(x+2)2+9,
∴抛物线的对称轴为直线x=﹣2,
设点N的坐标为(﹣2,m),点M的坐标为(x,﹣x2﹣4x+5),
分三种情况:
①当AC为平行四边形对角线时,
依题意得:﹣5=x﹣2,
解得:x=﹣3,
∴点M的坐标为(﹣3,8);
②当AM为平行四边形对角线时,
依题意得:x﹣5=﹣2,
解得:x=3,
∴点M的坐标为(3,﹣16);
③当AN为平行四边形对角线时,
依题意得:﹣5﹣2=x,
解得:x=﹣7,
∴点M的坐标为(﹣7,﹣16),
综上所述,A、C,M,N为顶点的四边形是平行四边形,点M的坐标为(﹣3,8)或(3,﹣16)或(﹣7,﹣16).
35.如图1,若二次函数y=ax2﹣2x+c(a≠0)的图象与x轴交于点A和点B(3,0),与y轴交于点C(0,﹣3).
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图2,连接BC,点P为直线BC下方抛物线上的动点,求△PBC面积的最大值及此时点P的坐标;
(3)如图3,将抛物线y=ax2﹣2x+c(a≠0)先向右平移1个单位长度,再向下平移1个单位长度得到新的抛物线y′,在y′的对称轴上有一点D,坐标平面内有一点E,使得以点B,C,D,E为顶点的四边形是矩形,求点E的坐标.
【答案】(1)y=x2﹣2x﹣3;
(2)△PBC面积的最大值为此时;
(3)点E的坐标为(5,﹣2)或(﹣1,﹣2)或或.
【解答】解:(1)二次函数y=ax2﹣2x+c(a≠0)的图象与x轴交于点A和点B(3,0),与y轴交于点C(0,﹣3).将点B,点C的坐标分别代入得:
,
解得:,
∴抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3;
(2)设直线BC的解析式为y=kx+b,将点B(3,0),点C(0,﹣3)分别代入得:
,
解得:,
∴直线BC的解析式为y=x﹣3,
点P为直线BC下方抛物线上的点,如图2,
设P(a,a2﹣2a﹣3),
∴M(a,a﹣3),
∴,
当时,,
∴,
∴△PBC面积的最大值为,
∴;
(3)由题意可得:y′=(x﹣1)2﹣2(x﹣1)﹣3﹣1=x2﹣4x﹣1=(x﹣2)2﹣5,
y′的对称轴为x=2.
∵B(3,0),C(0,﹣3),
∴OC=OB=3,∠BCO=∠CBO=45°,
当BC为矩形一边时,且点D在x轴的下方,如图3,过D作DF⊥y轴于点F,
∵D在y′的对称轴上,
∴FD=2,
∵∠BCD=90°,∠BCO=45°,
∴∠DCF=45°,
∴CF=FD=2,OF=3+2=5,即点D(2,﹣5),
∴点C向右平移2个单位、向下平移2个单位可得到点D,则点B向右平移2个单位、向下平移2个单位可得到点E(5,﹣2);
当BC为矩形一边时,且点D在x轴的上方,y′的对称轴为x=2与x轴交于点F,如图4,
∵D在y′的对称轴上,
∴FO=2,
∴BF=3﹣2=1,
∵∠CBO=45°,即∠DBO=45°,
FD=1,即点D(2,1),
∴点B向左平移1个单位、向上平移1个单位可得到点D,则点C向左平移1个单位、向上平移1个单位可得到点E(﹣1,﹣2);
当BC为矩形对角线时,如图5,设D(2,d),E(m,n),BC的中点F的坐标为,
依意得:,
解得:,
又∵DE=BC,
∴(2﹣1)2+(d﹣n)2=32+32,
解得:,
联立得:,
解得:,
∴点E的坐标为或.
综上所述,点E的坐标为(5,﹣2)或(﹣1,﹣2)或或.
36.【问题呈现1】
在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CA=CB,点D是斜边AB上的一点,连接CD,试说明AD、BD、CD间的数量关系,小敏同学思考后是这样做的:如图1将△CAD绕点C逆时针旋转90°,得到△CBE,连接DE,请写出AD、BD、CD之间的数量关系DB2+AD2=2CD2 ;
【问题呈现2】
如图2,在△ABC中,∠ACB=60°,CD为AB边上的高,若CD=4,试判断S△ABC是否存在最小值,若存在,请求出最小的面积值;若不存在,请说明理由;
【问题解决】
为迎接新春佳节,西安市城市管理部门在古城墙段安装了全息投影射灯.工作人员选择在城墙的E点安装射灯,该城墙段的几何结构如图3:城墙顶部凸起部分为墙垛,如四边形KLMJ,凹陷部分为垛口,如四边形HIJK,本题中墙垛与垛口均为正方形.现从E点发射全息投影光束,其投影画面可绕E点转动,但始终保持∠FEG=60°,其中F、G分别是BC与DC边上的动点.已知墙垛边长HI为0.5m,墙面区域∠C=60°,∠B=90°,AD∥BC,城墙楼梯DC长度为8m.墙垛面积在本问题中可忽略不计.现需分析在全息投影表演过程中,投影到城墙区域(四边形EFCG)的面积是否存在最大值.若存在,请求出面积最大值;若不存在,请说明理由.
【答案】【问题呈现1】DB2+AD2=2CD2;
【问题呈现2】S△ABC存在最小值;;
【问题解决】投影到城墙区域(四边形EFCG)的面积存在最大值;.
【解答】解:【问题呈现1】DB2+AD2=2CD2;理由如下:
∵将△CAD绕点C逆时针旋转90°,得到对应的△CBE,连接DE,
∴CD=CE,∠DCE=90°,AD=BE,
∴△DCE是等腰直角三角形,
∵∠ACB=90°,CA=CB,
∴∠CAB=∠CBA=45°,
∵∠ACB=90°=∠ACD+∠DCB,∠DCE=90°=∠DCB+∠BCE,
∴∠ACD=∠ECB,
在△ACD和△BCE中,
,
∴△ACD≌△BCE(SAS),
∴∠A=∠CBE=45°,
∵∠ABC=45°,
∴∠ABE=∠ABC+∠CBE=45°+45°=90°,
在直角三角形BDE中,由勾股定理得:DB2+BE2=DE2,
在直角三角形CDE中,∠DCE=90°,
由勾股定理得:CD2+CE2=2CD2=DE2,
∴DB2+AD2=2CD2,
故答案为:DB2+AD2=2CD2;
【问题呈现2】S△ABC存在最小值;理由如下:
如图2中,作△ABC的外接圆⊙O,连接OA,OB,OC,作OE⊥AB于E.
设OA=OC=2x,
∵∠AOB=2∠ACB=120°,OA=OB,OE⊥AB,
∴AE=EB,∠AOE=∠BOE=60°,
∴OEOA=x,AE,
∵OC+OE≥CD,
∴2x+x≥4,
∴,
∴x的最小值为,
∵,
∴AB的最小值为,
∴S△ABC的最小值AB×CD4.
【问题解决】投影到城墙区域(四边形EFCG)的面积存在最大值;理由如下:
如图,根据题意可得CD=8m,DE=0.5×16=8m,AE=0.5×8=4m,∠B=90°,∠C=60°,AD∥BC,CD=DE=8m,
∴∠ADC=180°﹣∠C=120°,∠A=∠B=90°,
连接CE,
则∠DEC=∠DCE30°,
∴∠ECB=60°﹣30°=30°,
∴∠ECB=∠DCE=30°,
即EC平分∠DCB,
如图3,过点E作EM⊥BC于M,点E作EN⊥CD交CD的延长线于点N,则EM=EN,
过点D作DH⊥BC于H,
∵∠C=60°,∠DHC=90°,CD=8m,
∴CHCD=4m,DHCH=4,
∵AD∥BC,∠A=∠B=∠EMB=∠EMC=∠DHB=90°,
∴∠A=∠B=∠EMB=∠EMC=∠DHB=∠EDH=90°,
∴四边形AEMB,ADHB是矩形,
∴,
∵∠EMC=90°,∠ECM=30°,
∴MCEM=412(m),
在△EMC和△ENC中,
,
∴△EMC≌△ENC(HL),
∴S△EMC=S△ENC,
∴S四边形EMCN=S△EMC+S△ENC=2S△EMC=2MC×EM=12×448(m2),
∴S四边形EFCG=S四边形EMCN﹣S△EMF﹣S△ENG=S四边形EMCN﹣(S△EMF+S△ENG),
要使S四边形EFCG最大,则S△EMF+S△ENG最小,
如图4,将△EMF旋转至△ENF′,使EM和EN重合,
∵∠EMF=∠END=∠ENF′=90°,
∴点F′,N,D共线,
此时S△EMF+S△ENG=S△ENF′+S△ENG=S△EF′G,
∵∠C=60°,∠EMC=∠ENC=90°,
∴∠MEN=120°,
∵∠FEG=60°,
∴∠MEF+∠GEN=120°﹣60°=60°,
根据旋转可得∠MEF=∠NEF′,
∴∠F′EG=∠NEF′+∠GEN=60°,
如图5,作△EF′G的外接圆⊙O',则连接O′F′,O′G,O′E,作O′P⊥F′G.
设O′F′=O′G=2ym,
∵∠GO′F′=2∠GEF′=120°,O′F′=O′G,O′P⊥F′G,
∴F′P=GP,∠F′O′P=∠GO′P=60°,
∴ m,
∵O′E+O′P≥EP,
∴,
∴,
∴y的最小值为,
∵ m,
∴F′G的最小值为8,
∴S△EF′G的最小值F′G×EN8×416(m2),
∴S四边形EFCG最大值为:S四边形EMCN﹣(S△EMF+S△ENG)=S四边形EMCN﹣S△EF'G=4832(m2),
∴S四边形EFCG最大为.
37.【定义新知】
婆罗摩芨多是公元7世纪古印度伟大的数学家,他在三角形、四边形、零和负数的运算规则,二次方程等方面均有建树,他也研究过对角线互相垂直的圆内接四边形,我们把这类对角线互相垂直的圆内接四边形称为“婆氏四边形”.
【理解运用】
(1)如图1,四边形ABCD为⊙O的内接四边形,连接AC、BD、OA、OB、OC、OD,AC与BD交于点E,已知∠BOC+∠AOD=180°.试说明:四边形ABCD是“婆氏四边形”;
(2)如图2,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,以AB为弦的⊙O交AC于D,交BC于E,连接DE、AE、BD.其中,AB=6,BC=10,若四边形ABED是“婆氏四边形”,求DE的长;
【问题拓展】
(3)如图3,某公园欲规划一个圆形景观区⊙O,并在其内部设计一个四边形ABCD区域,作为花海,其中点A、B、C、D均在⊙O上,AC、BD为花海内两条笔直的观光通道.根据设计要求,四边形ABCD是“婆氏四边形”,且AD与BC的长度之和为400米.为了节约成本,要求圆形景观区的面积尽可能的小,请问圆形景观区的面积是否存在最小值?若存在,请求出圆形景观区面积的最小值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)∵,
∴,
∴∠CED=90°,
即AC⊥BD,
又∵四边形ABCD是⊙O的内接四边形,
∴四边形ABCD是“婆氏四边形”;
(2)3
(3)存在,20000π,过点O作OM⊥AD于点M,ON⊥BC于点N,连接OA、OB、OC、OD,
∴,
∴∠AOM+∠OAM=90°,
∵OA=BO=CO=DO,
∴,
∵四边形ABCD是“婆氏四边形”,
∴AC⊥BD,
∴∠ACD+∠CDB=90°,
∵∠BOC=2∠CDB,∠AOD=2∠ACD,
∴∠BOC+∠AOD=2∠ACD+2∠CDB=2×(∠ACD+∠CDB)=2×90°=180°,
∴,
∴∠OAM=∠BON,
在△OAM和△BON 中,
,
∴△OAM≌△BON(AAS),
∴,
设ON=AM=n,则AD=2n,
∵AD+BC=400,
∴BC=400﹣2n,
∴BN=200﹣n,
∵,
∴当n=100时,BO的长取最小值,且最小值为,
∴⊙O半径的最小值为,
∴圆形景观区的面积否存在最小值,圆形景观区面积的最小值(平方米).
【解答】解:(1)∵,
∴,
∴∠CED=90°,
即AC⊥BD,
又∵四边形ABCD是⊙O的内接四边形,
∴四边形ABCD是“婆氏四边形”;
(2)∵BC=10,∠BAC=90°,AB=6,
∴BD为直径,,
∴∠BED=∠DEC=90°,
∵四边形ABED是“婆氏四边形”,
∴AE⊥BD,
∴AD=DE,AB=BE=6,
设AD=DE=m,则EC=10﹣6=4,DC=8﹣m,
在Rt△EDC中,
DE2+EC2=DC2,
即:m2+42=(8﹣m)2,
m2+16=m2﹣16m+m2,
解得m=3,
即DE=3;
(3)圆形景观区的面积存在最小值,20000π;
理由:过点O作OM⊥AD于点M,ON⊥BC于点N,连接OA、OB、OC、OD,
∴,
∴∠AOM+∠OAM=90°,
∵OA=BO=CO=DO,
∴,
∵四边形ABCD是“婆氏四边形”,
∴AC⊥BD,
∴∠ACD+∠CDB=90°,
∵∠BOC=2∠CDB,∠AOD=2∠ACD,
∴∠BOC+∠AOD=2∠ACD+2∠CDB=2×(∠ACD+∠CDB)=2×90°=180°,
∴,
∴∠OAM=∠BON,
在△OAM和△BON 中,
,
∴△OAM≌△BON(AAS),
∴,
设ON=AM=n,则AD=2n,
∵AD+BC=400,
∴BC=400﹣2n,
∴BN=200﹣n,
∵,
∴当n=100时,BO的长取最小值,且最小值为,
∴⊙O半径的最小值为,
∴圆形景观区的面积否存在最小值,圆形景观区面积的最小值(平方米).
38.【问题探究】
(1)如图①,在四边形ABCD中,AD∥BC,对角线AC,BD相交于点O,若△ABC的面积为9,则△BCD的面积为 9 ;
(2)如图②,半圆O的直径AB=8,点C是半圆O上的一个动点,求△ABC面积的最大值;
【问题解决】
(3)如图③,某公园有一个三角形的演艺广场ABC,其中AB=20米,∠ACB=90°,∠CAB=60°.在演艺广场的三个角各装有一个旋转射灯,点A和点B处的射灯发出的光线夹角∠AMB始终等于45°,且光线AM在∠BAC的内部运动.点C处的射灯发出的光线与AM交于点N,且光线CN始终与光线BM平行.请探究四边BMCN的面积是否存在最大值,若存在,请求出四边形BMCN面积的最大值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)9;
(2)16;
(3)平方米.
【解答】解:(1)∵AD∥BC,
∴点A和点C到BC的距离相等,
∴S△BCD=S△ABC=9.
故答案为:9;
(2)如图,当CO⊥AB时,点C到AB的距离最大,此时△ABC面积最大,
∵AO=BO,CO⊥AB,
∴AC=BC,
又∵∠ACB=90°,AB=8,
∴,
∴,
即△ABC面积的最大值为16;
(3)存在,理由如下:
如图,过点C作CD∥NM交BM的延长线于点D,
∵CN∥BM,
∴四边形CNMD为平行四边形,S△CNB=S△CNM,
∴S△CDM=S△CNM,
∴S△CDM=S△CNB,
∴S四边形BMCN=S△CNB+S△CBM=S△CDM+S△CBM=S△CBD,
∵CD∥NM,
∴∠CDB=∠AMB=45°,
∵AB=20米,∠ACB=90°,∠CAB=60°,∴米,
∴点D在⊙O上运动,
连接OB、OD,过点O作OG⊥BC于G,GO的延长线交⊙O于点D′,过点D作DH⊥BC于点H,
则∠BOC=2∠CDB=90°,D'G≥DH,
∵∠BOC=90°,OB=OC,OG⊥BC,
∴米,米,
∴米,
∴米,
∴(平方米),
∴四边形BMCN面积的最大值为平方米.
39.在平面直角坐标系中,直线y=3x+k+4交x轴于点A,交y轴于点C,直线y=﹣x+3k经过点C,交x轴于点B.
(1)如图①,k= 2 ;
(2)如图②,在线段BC上取点P,连接AP交y轴于点T,若点P的横坐标为t,△CPT的面积为S,求S与t之间的函数关系式(不必写出自变量的取值范围);
(3)如图③,在(2)的条件下,过点P的直线交AC于点G,过点G作GE⊥PG交x轴于点E,连接PE.若以PC,PE,AE为边长的三角形面积与△CPT的面积比为3:2,求点P的坐标.
【答案】(1)2;
(2);
(3)点P的坐标为(1,5).
【解答】解:(1)∵直线y=3x+k+4交x轴于点A,交y轴于点C,直线y=﹣x+3k经过点C,
∴当x=0时,得:k+4=3k,
解出:k=2,
故答案为:2;
(2)由(1)得:直线BC表达式为y=﹣x+6,
∵直线y=﹣x+6交x轴于点B,交y轴上于点C,
当x=0时,得:y=6;
当y=0时,得:﹣x+6=6,
解得:x=6,
∴点B(6,0),点C(0,6),
直线AC表达式为y=3x+6,
当y=0时,得:3x+6=0,
解得:x=﹣2,
∴点A(﹣2,0),
∴点P的坐标为(t,﹣t+6),
令直线AP表达式为y=kx+b,将点A,点P的坐标分别代入得:
,
解得,
∴直线AP表达式为,
当x=0时,得:,
∴点T的坐标为,
∴;
(3)如图③,在PG延长线上截取GH=GP,连接AH、HE,
∵P点坐标为(t,﹣t+6),代入,得:
,
解得:,
故直线PG表达式为,
结合直线AC表达式y=3x+6,得:
,
解得:x=﹣1,
故点G坐标为(﹣1,3),
∵点G为HP中点,由中点公式,
可得点H横坐标为2×(﹣1)﹣t=﹣2﹣t,纵坐标为2×3﹣(﹣t+6)=t,
∴点H的坐标为(﹣2﹣t,t),
∴点G恰为AC中点,
∴AG=CG,
在△CGP和△AGH中,
,
∴△CGP≌△AGH(SAS),
∴HA=CP,
∵GE平分HP,且GE⊥HP,
故GE垂直平分HP,
∴PE=PH,
故以PC,PE,AE为边长的三角形可为△HAE,
令点E坐标为(x,0),
∴,,
∴,
解得:,
∴,
∵S△HAE:S△CPT=3:2,
∴,
化简得:7t2+3t﹣10=0,
解得:t=1或(不合题意,舍去),
∴点P的坐标为(1,5).
40.【综合与探究】
问题情境:将矩形ABCD绕点C顺时针旋转,当旋转到如图①所示的位置时,得到矩形A′B′CD′,点A,B,D的对应点分别为点A′,B′,D′,设直线AD与直线A′D′交于点E.
猜想证明:
(1)猜想DE与D′E的数量关系,并证明;
(2)如图②,在旋转的过程中,当点B′恰好落在矩形ABCD的对角线BD上时,点A′恰好落在AD的延长线上(即点A′与点E重合),连接A′C,求证:四边形A′DBC是平行四边形;
问题解决:
(3)在矩形ABCD绕点C顺时针旋转的过程中,若AB=5,BC=3,当A′,B′,D三点在同一条直线上时,请直接写出A′D的值.
【答案】(1)解:DE与D′E,理由如下:
如图①,连接CE,
由题知四边形ABCD与四边形A′B′CD′都是矩形,
∴∠ADC=∠CD′E=90°,
∴∠CDE=180°﹣∠ADC=90°,
即∠CDE=∠CD′E,
∵将矩形ABCD绕点C顺时针旋转,当旋转到如图①所示的位置时,得到矩形A′B′CD′,
∴CD=CD′,
在Rt△CDE和Rt△CD′E中,
,
∴Rt△CDE≌Rt△CD′E(HL),
∴DE=D′E;
(2)证明:如图2:连接AC,
根据旋转的性质可得:AC=A′C,
∵四边形ABCD是矩形,
∴AD∥BC,AD=BC,∠ADC=90°,
即CD⊥AA′,
又∵AC=A′C,
∴AD=A′D,
∴A′D=BC,
∵A′D∥BC,A′D=BC,
∴四边形A′DBC是平行四边形;
(3)A′D的值为1或9.
【解答】(1)解:DE与D′E,理由如下:
如图①,连接CE,
由题知四边形ABCD与四边形A′B′CD′都是矩形,
∴∠ADC=∠CD′E=90°,
∴∠CDE=180°﹣∠ADC=90°,
即∠CDE=∠CD′E,
∵将矩形ABCD绕点C顺时针旋转,当旋转到如图①所示的位置时,得到矩形A′B′CD′,
∴CD=CD′,
在Rt△CDE和Rt△CD′E中,
,
∴Rt△CDE≌Rt△CD′E(HL),
∴DE=D′E;
(2)证明:如图2:连接AC,
根据旋转的性质可得:AC=A′C,
∵四边形ABCD是矩形,
∴AD∥BC,AD=BC,∠ADC=90°,
即CD⊥AA′,
又∵AC=A′C,
∴AD=A′D,
∴A′D=BC,
∵A′D∥BC,A′D=BC,
∴四边形A′DBC是平行四边形;
(3)解:当点A′、B′在CD的同一侧时,如图3,
根据旋转的性质可得:BC=B′C=3,AB=A′B′=5,∠A′B′C=∠ABC=90°,
∴∠DB′C=90°,
在Rt△CDB′中,由勾股定理得:B'D4,
∴A′D=A′B′+B′D=5+4=9;
当点A′,B′在CD的异侧时,如图4,
根据旋转的性质可得:BC=B′C=3,AB=A′B′=5,
∠A′B′C=∠ABC=90°,
∴∠DB′C=90°,
在Rt△CDB′中,由勾股定理得:B'D4,
∴A′D=A′B′﹣B′D=5﹣4=1;
综上,A′D的值为1或9.
41.如图,在△ABC中,∠ACB=90°,点D是△ABC所在平面内一点,连接BD.
(1)如图1,若∠BAC=30°,点D在AC边上,BD平分∠ABC,AD=2,求AB的长;
(2)如图2,若∠BAC=30°,点D在AC边上(点D不与点A,C重合),将射线BD绕点B顺时针旋转60°,在旋转后的射线上取一点E,连接AE,使得AE=BE,过点E作EG⊥AC于点G,过点D作DH⊥AB于点H,探索线段BC,EG,DH之间的数量关系,并证明;
(3)如图3,若点D在直线AB下方,将线段BD绕点B顺时针旋转60°得到线段BE,连接AD,AE,∠EAD=75°,AB=6,当四边形ADBE的面积取最小值时,在直线AB上取一点P,连接DP,将△DBP沿BD翻折到四边形ADBE所的平面内得到△BDQ,连接AQ,当AQ取最小值时,请直接写出△ADQ的面积.
【答案】(1);
(2),证明如下:
如图,连接ED,过点E作EK⊥AB,
∵AE=BE,
∴△AEB是等腰三角形,
∴EK为△AEB的中垂线,
∴AK=BK,
在Rt△ABC中,∠BAC=30°,2BC=AB,
∴AK=BK=BC,∠ABC=90°﹣∠BAC=60°,
又∵∠EBD=60°,
∴∠EBK+∠KBD=∠KBD+∠DBC=60°,
∴∠EBK=∠DBC,
在△BEK和△BDC中,
,
∴△BEK≌△BDC(ASA),
∴BE=BD,
∴△BDE是等边三角形,
∴DE=BD,∠BDE=60°,
又∵DH⊥AB,∠BAC=30°,
∴∠ADH=90°﹣∠BAC=60°,
∴∠ADE+∠EDH=∠EDH+∠HDB=60°,
∴∠ADE=∠HDB,
∵AE=BE,
∴AE=DE,
又∵EG⊥AD,
∴AG=GD,即,
在Rt△ADH中,∠HAD=30°,,,
∴AG=GD=DH,
在△EGD和△BHD中,
,
∴△EGD≌△BHD(SAS),
∴EG=BH,
∵2BC=AB,
∴AH+BHEG=2BC=AB,
即;
(3).
【解答】解:(1)∵∠BAC=30°,∠ACB=90°,
∴∠ABC=90°﹣30°=60°,
又∵BD平分∠ABC,
∴,
∴∠BAC=∠ABD=30°,
∴AD=DB=2,
在Rt△DBC中,,
由勾股定理得,,
在Rt△ABC中,;
(2),证明如下:
如图,连接ED,过点E作EK⊥AB,
∵AE=BE,
∴△AEB是等腰三角形,
∴EK为△AEB的中垂线,
∴AK=BK,
在Rt△ABC中,∠BAC=30°,2BC=AB,
∴AK=BK=BC,∠ABC=90°﹣∠BAC=60°,
又∵∠EBD=60°,
∴∠EBK+∠KBD=∠KBD+∠DBC=60°,
∴∠EBK=∠DBC,
在△BEK和△BDC中,
,
∴△BEK≌△BDC(ASA),
∴BE=BD,
∴△BDE是等边三角形,
∴DE=BD,∠BDE=60°,
又∵DH⊥AB,∠BAC=30°,
∴∠ADH=90°﹣∠BAC=60°,
∴∠ADE+∠EDH=∠EDH+∠HDB=60°,
∴∠ADE=∠HDB,
∵AE=BE,
∴AE=DE,
又∵EG⊥AD,
∴AG=GD,即,
在Rt△ADH中,∠HAD=30°,,,
∴AG=GD=DH,
在△EGD和△BHD中,
,
∴△EGD≌△BHD(SAS),
∴EG=BH,
∵2BC=AB,
∴AH+BHEG=2BC=AB,
即;
(3)如图,将BA绕点B逆时针旋转60°得BH,连接AH,DH,
∵BE=BD,∠EBD=60°,
∴∠EBA+∠ABD=∠ABD+∠DBH=60°,
∴∠EBA=∠DBH,
在△EBA和△DBH中,
,
∴△EBA≌△DBH(SAS),
∴∠AEB=∠BDH,
又∵AB=BH=6,∠ABH=60°,
∴△ABH为等边三角形,
∴S四边形ADBE=S△ABD+S△ABE=S△ABD+S△BDH=S△ABH﹣S△ADH,
∵△ABH的面积为定值,要使四边形ADBE的面积最小,
∴△ADH的面积为最大,
∵∠EAD=75°,
∴∠AEB+∠ADB=360°﹣∠EAD﹣∠EBD=225°,
∴∠ADB+∠BDH=225°,
∴∠ADH=360°﹣(∠ADB+∠BDH)=135°,
∴如图构造△ADH的外接圆⊙O,劣弧的圆周角为180°﹣∠ADH=45°,
∴圆心角为45°×2=90°,即∠AOH=90°,
∴半径为,即⊙O是定圆,
∴点D的轨迹是以点O为圆心,半径为的上运动,
当OD⊥AH时,△ADH的面积最大,记此时D为D',
∵OA=OH,BA=BH,
∴OB垂直平分AH,
∴点O,D,B三点共线,
记AH与OB的交点为G,
∵点P是AB上一动点,△D′BP沿D′B翻折得△BD'Q,
∴BP=BQ,∠PBD'=∠D'BQ,
∵等边三角形△ABH中,BO⊥AH,
∴∠ABG=∠HBG,
∴∠D′BQ=∠D'BH,
∴点Q在直线BH上,
当AQ'⊥BH时,AQ有最小值,即点Q'为BH中点,连接D'Q',GQ',
∵OB垂直平分AH,即点G为AH的中点,
∴GQ'∥AB,
∴△GHQ'∽△AHB,
∴由三角形中位线定理得:,
∴,
∵,
∴在Rt△ABG 中,,
∴,
∴,
∵点G为等腰Rt△AOH斜边AH中点,
∴,
∴,
过点Q'作Q'M⊥BG,
∵Q'M∥GH,
∴△MBQ'∽△GBH,
又∵点Q'为BH中点,
∴,
∴,
解得,
∴SΔAD'Q'=S△ABH﹣S△ABQ'﹣SΔAD'G﹣S△GHQ﹣SΔGD'Q'
.
42.综合与实践
图形的旋转变换是研究数学相关问题的重要手段之一,在研究三角形的旋转过程中,发现下列问题:
【观察猜想】
(1)如图1,在△ABC中,CA=CB,∠ACB=60°.点P是平面内不与点A,C重合的任意一点.连接AP,将线段AP绕点P逆时针旋转60°得到线段DP,连接AD,BD,CP.的值是 1 ,直线BD与直线CP相交所成的较小角的度数是 60° .
【类比探究】
(2)如图2,点P是线段AB上的动点,分别以AP、BP为边在AB的同侧作正方形APCD与正方形PBEF,连接DE分别交线段BC、PC于点M、N.
①求∠BME的度数;
②连接AC交DE于点H,若DH=2,则BC的值为 2 ;
【拓展延伸】
(3)如图3,在△ABC中,AB=AC=12,∠BAC=120°,点D、E分别是AB、BC的中点,连接DE,如图4,将△BDE绕着点B顺时针旋转角度α(0°<α<180°),直线DE交BC于点F,连接AD,若射线AD将∠BDE分成的两个角度之比是1:3,则的值为多少?请直接写出答案.
【答案】(1)1,60°;
(2)①45°;
②2;
(3)或3.
【解答】解:(1)如图1,
设直线BD和CP交于点E,CP交AB于O,
∵CA=CB,∠ACB=60°,
∴△ABC是等边三角形,
∴∠BAC=60°,AC=AB,
∵线段AP绕点P逆时针旋转60°得到线段DP,
∴∠PAD=60°,AP=AD,
∴∠PAD=∠BAC,
∴∠PAC=∠BAD,
∴△PAC≌△DAB(SAS),
∴BD=CP,∠ACP=∠ABD,
∵∠AOC=∠BOE,
∴∠E=∠CAB=60°,
故答案为:1,60°;
(2)①如图2,
连接DP,PE,
∵四边形ADCP和四边形BEFP是正方形,
∴∠BPF=90°,∠CPD=∠EPF=45°,,
∴∠DPE=∠BPF=90°,
∴△DPE∽△CPB,
∴∠PED=∠PBC,
∴点B、E、M、P共圆,
∴∠BME=∠BPE=45°;
②如图3,
连接DP,EP,延长EF,交AC于G,
可得:△CFG是等腰直角三角形,CD∥EF,
∴CF=FG,∠CDH=∠GEH,∠EGH=∠DCH,
∴CD=CP=CF+PF=FG+EF=EG,
∴△DCH≌△EGH(ASA),
∴EH=DH=2,
∴DE=4,
由①知,
△DPE∽△CPB,
∴,
∴BC;
故答案为:2;
(3)如图4,
当∠EDH:∠BDH=3:1时,连接EC,作BH⊥AD于H,
∵∠BDE=∠BAC=120°,
∴∠BDH=30°,
∴∠ABD+∠BAD=30°,
∵AB=AC,∠BAC=120°,
∴∠ABC=∠ACB=30°,
∴∠ABC=∠DBE=30°,
∴∠ABD=∠CBE,
∵,
∴△ABD∽△CBE,
∴∠BEC=∠BAD=180°﹣∠BDH=150°,,
∴∠CEF=∠BEC﹣∠BED=120°,
∴∠CEF=∠BDE=120°,
∴BD∥CE,
∴△BDF∽△CEF,
∴,
设BH=a,则BD=2a,DHa,AB=2BD=4a,
∴AH,
∴AD=AH﹣DH,
∴CE(33)a,
∴,
如图5,
当∠BDH:∠EDH=3:1时,
∴∠ADB=∠BDH=90°,
∵BDAD,
∴∠BAD=30°,
∴∠DBC=∠ABD﹣∠ABC=30°,
∵∠BDF=180°﹣∠BDE=60°,
∴∠BFD=90°,
设DF=k,则BD=2k,AB=2BD=4k,BFk,
∴BCAB=4k,
∴CF=BC﹣BF=3,
∴.
综上所述:或3.
43.在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=ax2﹣2a2x(a≠0)与x轴交于B,C两点(C在B的右侧),顶点为A点.
(1)求抛物线y=ax2﹣2a2x(a≠0)的对称轴;
(2)当a>0时,P为对称轴上一点,作PQ∥BC交抛物线于点Q(Q在P的右边),当四边形BPQC是平行四边形时,它的面积为6,求此时a的值;
(3)①已知E(x1,y1),F(x2,y2)为抛物线上的两点,若对于a﹣1<x1<a+1,x2=2,都有y2<y1,求a的取值范围;
②已知E(x1,y1),F(x2,y2),G(x3,y3)是抛物线上的三个点.若对于1<x1<3,x2=﹣2,x3=3a,都有y1<y3<y2,求a的取值范围(直接写出答案).
【答案】(1)x=a;
(2)a=1;
(3)①a<0;②或1≤a<2.
【解答】解:(1)对于抛物线y=ax2﹣2a2x(a≠0),
由对称轴公式,
故对称轴为直线x=a;
(2)令y=0,则ax2﹣2a2x=0,
因式分解得ax(x﹣2a)=0,
解得x=0或x=2a.
∵a>0且C在B右侧,
∴B(0,0),C(2a,0),BC=2a.
∵四边形BPQC是平行四边形且PQ∥BC,
∴PQ=BC=2a.
∵P在对称轴x=a上,Q在P右侧,
∴Q的横坐标为a+2a=3a.
将x=3a代入抛物线方程,得y=a(3a)2﹣2a2•3a=3a3,
故P(a,3a3),Q(3a,3a3).
∵平行四边形BPQC的面积为6,
∴2a•3a3=6a4=6,
解得a4=1.
∵a>0,
∴a=1;
(3)①对于函数y=ax2﹣2a2x=a(x﹣a)2﹣a3,对称轴为直线x=a;
当a>0时,抛物线开口向上,
∵a﹣1<x1<a+1,a﹣1<a<a+1,
∴当x1=a时,y1有最小值,不满足y2<y1;
当a<0时,抛物线开口向下,
∵a﹣1<x1<a+1,a﹣1<a<a+1,
∴当x1=a﹣1或a+1时,y1有最小值,
要使y2<y1,需要|2﹣a|≥|a﹣1﹣a|,即2﹣a≥1,解得a≤1,
又∵a<0,
综上所述a<0;
②∵E(x1,y1),F(x2,y2),G(x3,y3)是抛物线上的三个点,且对于1<x1<3,x2=﹣2,x3=3a,都有y1<y3<y2,抛物线的对称轴为直线x=a,
当a<0时,如图2,抛物线开口向下,距离对称轴越远,函数值越小,
∴,
解得,
当a>0,如图1,抛物线开口向上,距离对称轴越近,函数值越小,
∴,
解得1≤a<2;
综上所述,满足条件的a的取值范围为或1≤a<2.
44.已知点M为抛物线y=x2+bx﹣1(b<0)的顶点,其对称轴与x轴的交点为D,点N为抛物线所在平面内一点(不与M重合).直线与抛物线分别交于点A和B(点A在点B的左侧),与y轴交于点C.
(1)若抛物线经过点(2,﹣3),求b的值;
(2)若b≥﹣2,
①直线y=﹣x﹣1与直线MD交于点P,求MP的最大值;
②点E与点B关于点D对称.当,∠END=90°时,比较MN与DE的大小,并说明理由.
【答案】(1)b=﹣3;
(2)①MP的最大值为;
②MN≤DE,理由如下:
设点A(x1,y1),点B(x2,y2),
联立,
消y得,
∴,
∴点,点,
设E(x0,y0),
∵点E与点B关于点D对称,,
∴,,
∴,,
∴,
∵,
∴,
解得b=﹣2,
此时A(0,﹣1),B(3,2),D(1,0),E(﹣1,﹣2),M(1,﹣2),
∴,
∵∠END=90°,
∴点N在以DE为直径的圆上,圆心坐标为(0,﹣1),半径为,
M(1,﹣2)到圆心的距离为,
∴点M(1,﹣2)在圆上,
∴MN的最大值为直径,
∴MN≤DE.
【解答】解:(1)将点(2,﹣3)代入y=x2+bx﹣1(b<0)得4+2b﹣1=﹣3,
解得b=﹣3;
(2)①∵抛物线y=x2+bx﹣1(b<0)的顶点,
∴直线MD的解析式为,
联立,
解得,
∴,
∴,
∵﹣2≤b<0,
∴当b=﹣1时,MP取得最大值,其最大值为;
②MN≤DE,理由如下:
设点A(x1,y1),点B(x2,y2),
联立,
消y得,
∴,
∴点,点,
设E(x0,y0),
∵点E与点B关于点D对称,,
∴,,
∴,,
∴,
∵,
∴,
解得b=﹣2,
此时A(0,﹣1),B(3,2),D(1,0),E(﹣1,﹣2),M(1,﹣2),
∴,
∵∠END=90°,
∴点N在以DE为直径的圆上,圆心坐标为(0,﹣1),半径为,
M(1,﹣2)到圆心的距离为,
∴点M(1,﹣2)在圆上,
∴MN的最大值为直径,
∴MN≤DE.
45.【知识技能】
(1)如图1,在△ABC中,DE是△ABC的中位线.连接CD,将△ADC绕点D按逆时针方向旋转,得到△A′DC′.当点E的对应点E′与点A重合时,求证:AB=BC.
【数学理解】
(2)如图2,在△ABC中(AB<BC),DE是△ABC的中位线.连接CD,将△ADC绕点D按逆时针方向旋转,得到△A′DC′,连接A′B,C′C,作△A′BD的中线DF.求证:2DF•CD=BD•CC′.
【拓展探索】
(3)如图3,在△ABC中,tanB,点D在AB上,AD.过点D作DE⊥BC,垂足为E,BE=3,CE.在四边形ADEC内是否存在点G,使得∠AGD+∠CGE=180°?若存在,请给出证明;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)证明过程详见解析;(2)证明详见解析;(3)存在,理由见解析.
【解答】(1)证明:∵△ADC绕点D按逆时针方向旋转,得到△A′DC',且E'与A重合,
∴AD=DE,
∴∠DAE=∠DEA,
∵DE是△ABC的中位线,
∴DE∥BC,
∴∠DEA=∠BCA,
∴∠DAE=∠BCA,
∴AB=BC.
(2)证明:连接AA',
∵旋转,
∴∠ADA′=∠CDC′,AD=A'D,CD=C'D,
∴,
∴△ADA′∽△CDC′,
∴,
∵DE是△ABC的中位线,DF是△A'BD的中线,
∴AD=BD,BF=A'F,
∴DF是△AA'B的中位线,
∴AA'=2DF,
∴,
∴2DF•CD=BD•CC'
(3)解:存在,理由如下,
解法一:取AD中点M,CE中点N,连接MN,
∵AD是⊙M直径,CE是⊙N直径,
∴∠AGD=90°,∠CGE=90°,
∴∠AGD+∠CGE=180°,
∵tanB,BE=3,
∴BD=5,
∵CE,
∴ENCE,
∴BN=BE+EN,
∵DE⊥CE,
∴DE是⊙N的切线,即DE在⊙N外,
作NF⊥AB,
∵∠B=∠B,∠BED=∠BFN=90°,
∴△BDE∽△BNF,
∴,
∴NF,即NF>rn,
∴AB在⊙N外,
∴G点在四边形ADEC内部.
作MH⊥BC,
∵BM,tanB,
∴BH,MH,
∴NH,
∴MN7.4<AM+CN
∴⊙M和⊙N有交点.
故四边形ADEC内存在点G,使得∠AGD+∠CGE=180°.
解法二:相似互补弓形,
分别以AD,CE为弦作⊙O2和⊙O,使得△O2AD∽△OEC,两圆的交点即为所求.
作图步骤:①在四边形ADEC内任取一点F,作△EFC得外接圆,圆心为O,连接OE,OC,
②作AD的中垂线,
③以D为圆心,OC为半径画圆交AD中垂线于点O2,
④以O2为圆心,O2A为半径画圆,交⊙O于点G,点G即为所求.
证明:∵,
∴△O2AD∽△OEC,
∴∠AO2D=∠EOC,
∵∠AGD(360°﹣∠AO2D)=180°∠AO2D,
∠EGC∠EOC,
∴∠AGD+∠EGC=180°.
故四边形ADEC内存在点G,使得∠AGD+∠CGE=180°.
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