【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(10-5)
2026-04-03
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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 | 4.71 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/57159565.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(10-5)
一.选择题(共16小题)
1.如图,在△ABC中,∠ACB=90°,∠A=30°,BC=1.点D在AB边上,点E在AB的延长线上,连接CD,CE,且AD=BE.则下列结论错误的是( )
A.CD+DE的最小值为 B.CE﹣DE的最大值为
C.的最小值为 D.△CDE周长的最小值为
2.如图,在四边形ABCD中,AB∥CD,∠A=90°,AB=1,AD=3,DC=5,点S从点A→B→C运动到C点停止,以S为圆心,SD为半径作弧交射线DC于点T,设S点运动的路径长为x,等腰△DST的面积为y,则y与x的函数图象应为( )
A. B.C.D.
3.已知抛物线y=﹣x2﹣4x﹣3与直线y=t有两个交点M,N,若MN≤6,则t的取值范围为( )
A.t≥﹣8 B.﹣8≤t<1 C.﹣8<t<1 D.﹣8≤t≤1
4.已知整点(横纵坐标都是整数)P0在平面直角坐标系内做“跳马运动”(即中国象棋“日”字形跳跃).例如在图1中,从点A做一次“跳马运动”,可以到点B也可以到达点C.如图2,点P0(1,0)沿x轴正方向向右上方做跳马运动,若P0跳到Q1位置,称为做一次“正横跳马”;若P0跳到Q2位置.称为做一次“正竖跳马”.当点P0连续做了a次“正横跳马”和b次“正竖跳马”后,到达点Pn(14,11),求a+b的值为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
5.已知抛物线y=ax2+4ax+3a+1(a≠0),当x>0时,y随x的增大而减小,则该抛物线的顶点在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
6.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AB=10cm,AC=8cm,点P从点A出发,以1cm/s的速度沿A→C向点C运动,同时点Q从点A出发,以2cm/s的速度沿A→B→C向点C运动,直到它们都到达点C停止运动.若△APQ的面积为S(cm2),点P的运动时间为t(s),则S与t的函数图象大致是( )
A. B. C. D.
7.如图①,有一水平放置的正方形EFGH,点D为FG的中点,等腰△ABC满足顶点A,B在同一水平线上且CA=CB,点B与HE的中点重合.等腰△ABC以每秒1个单位长度的速度水平向右匀速运动,当点B运动到点D时停止.在这个运动过程中,等腰△ABC与正方形EFGH重叠部分的面积y与运动时间t(s)之间的对应关系如图②所示,下列说法错误的是( )
A.AB=4 B.∠ACB=90°
C.当0≤t≤2时,y D.△EFD的周长为9+5
8.火车匀速通过隧道时,火车在隧道内的长度y(米)与火车行驶时间x(秒)之间的关系用图象描述如图所示,有下列结论:
①火车的速度为30米/秒;②火车的长度为120米;③火车整体都在隧道内的时间为35秒;④隧道长度为1200米.正确的结论是( )
A.①②③ B.①③ C.①③④ D.③④
9.已知点A(m,y1)、B(m+4,y2)、C(x0,y0)在二次函数y=ax2+4ax+c(a≠0)的图象上,且C为抛物线的顶点.若y0≥y1>y2,则m的取值范围是( )
A.m<﹣6 B.m>﹣6 C.m<﹣4 D.m>﹣4
10.如图1,在等腰直角三角形ABC中,∠ACB=90°,点D为边AB的中点.动点P从点A出发,沿边AC→CB方向匀速运动,运动到点B时停止.设点P的运动路程为x,△APD的面积为y,y与x的函数图象如图2所示,当点P运动到CB的中点时,PD的长为( )
A.2 B.2.5 C. D.4
11.如图,过点C(1,2)分别作x轴、y轴的平行线,交直线y=﹣x+6于A,B两点,若反比例函数y(x>0)的图象与△ABC有公共点,则k的取值范围是( )
A.2≤k≤8 B.2≤k≤9 C.2≤k≤5 D.5≤k≤8
12.已知,抛物线y=x2﹣2mx+m2+1(m为常数),下列判断正确的是( )
A.该抛物线的开口方向向下 B.该抛物线与y轴交点可能在y轴负半轴上
C.该抛物线与x轴一定有交点 D.点P(m+2,y1)、点Q(m﹣2,y2)在该函数图象上,则y1=y2
13.在平面直角坐标系中,将二次函数y=ax2﹣2ax﹣3a的图象沿x轴翻折.若原函数图象的顶点、与x轴的两交点和翻折后图象的顶点,组成的四边形为正方形,则a的值为( )
A. B. C. D.
14.随着科技的发展,无人机已广泛应用于生产和生活,如代替人们在高空测量距离和角度.某数学兴趣小组用无人机测量潮汐塔AB的高度,测量方案如图所示:无人机在距水平地面120m的点M处测得潮汐塔顶端A的俯角为22°,再将无人机沿水平方向飞行73m到达点N,测得潮汐塔底端B的俯角为45°(点M,N,A,B在同一平面内),则潮汐塔AB的高度为( )(结果精确到1m.参考数据:sin22°≈0.37,cos22°≈0.93,tan22°≈0.40)
A.41m B.42m C.43m D.77m
15.如图,在菱形ABCD中,∠B=45°,AB=6,点E在边BC上,连接AE,将△ABE沿AE折叠,若点B落在BC延长线上的点F处,则CF的长为( )
A.2 B.6﹣3 C.2 D.66
16.如图,Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=8,BC=6,半径为5的⊙O与AC,BC分别相切于点E,F,与AB交于点M,N,则MN的长为( )
A. B. C. D.
二.填空题(共14小题)
17.对于实数a,在它的允许取值范围内,经过第1次变换可得,经过第2次变换可得,经过第3次变换可得,…,以此类推.
(1)当a=﹣1时,a2= ;
(2)当a=﹣2时,a+a1+a2+a3+⋯+a2026= .
18.如图,矩形ABCD中,AB=3,AD=6,E为对角线BD上一个动点,过点E作EF⊥AE交边BC于F.
(1)当AE=AB时,EF的长为 ;
(2)EF长的最小值为 .
19.如图,等边△ABC的边长为a,点D,E分别在边AB,AC上,且与CD相交于点F,则CD•CF的值为 .(用含a的代数式表示)
20.如图,在平面直角坐标系xOy中,点M(﹣5,2),N(﹣1,2),已知点M在反比例函数的图象上,以点O为位似中心,在MN的上方将线段MN放大为原来的n倍得到线段M′N′(n>1).
(1)k的值为 ;
(2)若在线段M′N′上总有在反比例函数图象上的点,则n的最大值为 .
21.如图,菱形ABCD中,AB=6,∠DAB=60°,点P、Q分别在AB、CD上,且AP:CQ=2:3,连接PQ,若PQ的长度为,则AP的长度为 .
22.如图,在正方形ABCD中,AB=6,E是边AD上的一个动点,连接AC,CE,在AB上截取AF=DE,连接DF,分别交CE,AC于点G,H.有如下结论:
①CE⊥DF;②DE=AH;③若,则;④若M为AD中点,连接GM,则GM的最小值为33.上述结论中,所有正确结论的序号是 .
23.对于任意一个三位正整数m,如果m满足百位上的数字小于个位上的数字,且百位上的数字与个位上的数字之和等于十位上的数字,那么称这个数m为“两头和数”.
(1)最小的“两头和数”是 ;
(2)用“两头和数”m的十位数字的平方减去个位数字的平方再减去百位数字的平方,得到的结果记为F(m),若t是“两头和数”,且t的4倍与t的十位数字的2倍之和是5的倍数,则F(t)的最大值为 .
24.如图,在等边△ABC中,E是AC边的中点,P是△ABC的中线AD上的动点,且AB=6,则BP﹣PE的最大值是 .
25.如图,在四边形ABCD中,∠ABC=∠ADC=90°,AB=BC=10,AC,BD交于点E,若,则BD= .
26.如图,在▱ABCD中,AB=6,AD=8,∠B=60°.动点M,N分别在边AB,AD上,且AM=AN,以MN为边作等边△MNP,使点P始终在▱ABCD的内部或边上.当△MNP的面积最大时,DN的长为 .
27.如图,将△AOB绕点O逆时针旋转得到△COD,∠OAB=75°,若CD恰好经过点A,且OC⊥OB,OA=4,则AB= .
28.如图,在四边形ABCD中,AB=BC=6,∠ABC=60°,,连接BD,则BD+CD的最小值为 .
29.如图,在正方形ABCD中,E是AD的中点,BE与AC交于点F,则△AEF与四边形CFED的面积之比是 .
30.如图,菱形ABCD中,,点E在边AD上,点F在对角线BD上,作AG⊥BE,EG∥AF交AG于点G.若,则 .
三.解答题(共15小题)
31.在平面直角坐标系xOy中,A(x1,y1),B(x2,y2)两点均在抛物线y=x2﹣2bx﹣4上.
(1)若A为抛物线y=x2﹣2bx﹣4的顶点;
(ⅰ)求y1的最大值;
(ⅱ)若直线y=kx(k>0)经过A,B两点,且OA=OB.求k的值;
(2)已知抛物线y=x2﹣2bx﹣4经过点(﹣1,t),若t>0,x1<x2,且,试比较y1,y2的大小,并说明理由.
32.如图1,已知抛物线y=x2+bx+c经过(1,﹣2)和(2,﹣3)两点,直线交x轴于点A,交y轴于点B.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)若点D是抛物线上的一动点,且在直线l的下方和y轴右侧,过点D作CD∥y轴交直线l于点C,以CD为直径作⊙E,当⊙E与y轴相切时,求点D的坐标;
(3)如图2,在(2)的条件下,把⊙E向上平移,使圆心落在x轴上,得到⊙E′,过点H(﹣2,0)作HF⊥x轴,交直线l于点F,连接OF,问在⊙E′上是否存在一点P,使△OFP的面积最大?若存在,求出△OFP面积的最大值,若不存在,请说明理由.
33.如图1,在四边形ABCD中,对角线AC,BD相交于点G,AB=AC,∠ADB=∠ABC,AD,BC的延长线交于点E.
(1)求证:△ACE∽△BDE;
(2)若BD⊥CD,求证:;
(3)如图2,若AB=10,,当的值最小时,求CD的长.
34.如图,抛物线C:y=ax2+6ax+9a﹣8与x轴相交于A,B两点(点A在点B的左侧),已知点B的横坐标是2,抛物线C的顶点为D.
(1)求a的值及顶点D的坐标;
(2)点P是x轴正半轴上一点,将抛物线C绕点P旋转180°后得到抛物线C1,记抛物线C1的顶点为E,抛物线C1与x轴的交点为F,G(点F在点G的右侧).当点P与点B重合时(如图1),求抛物线C1的表达式;
(3)如图2,在(2)的条件下,从A,B,D中任取一点,E,F,G中任取两点,若以取出的三点为顶点能构成直角三角形,我们就称抛物线C1为抛物线C的“勾股伴随同类函数”.当抛物线C1是抛物线C的勾股伴随同类函数时,求点P的坐标.
35.问题发现
(1)如图①,已知△ABC中,∠ACB=90°,AC=6,BC=8,点P在上,连接PA、PC,则sin∠APC= ;
问题探究
(2)如图②,已知CD是△ABC的中线,点E在AC上,连接BE,且∠ABE=∠ACD,若,求AE的长度;
问题解决
(3)如图③,四边形ABCD是某小区的一块空地,其中AB=100米,BC=50米,AB∥CD,∠ABC=90°,∠DAB=45°,物业准备在空地内找一点P,分别修建四条小道PA、PB、PC、PD(小道的宽度不计),并在△PAD、△PCD、△PBC内分别种植不同的花卉,△PAB为生活娱乐区,根据物业公司规划要求,∠CPD=45°,且小道AP与BP的比值尽可能小.是否存在满足要求的点P?若存在,请找出点P的位置,并计算的最小值,以及此时△PCD的面积;若不存在,请说明理由.
36.已知:在平面直角坐标系中,点O为坐标原点,抛物线分别交x轴、y轴于点A(﹣4,0),点B.
(1)如图1,求c的值;
(2)如图2,连接AB,点C是第一象限抛物线上的一点,过点C作CD⊥AB,垂足为点D.设点C的横坐标为t,CD的长为d,求d与t之间的函数解析式(不要求写出自变量t的取值范围);
(3)如图3,在(2)的条件下,连接BC并延长交x轴于点E,点F是线段AD上一点,连接FC,OF,延长FC交x轴于点G,将线段OF绕点O逆时针旋转90°得到线段OH,过点H作HK∥FG交x轴于点K,若HK=FG,且∠OBE=∠OKH,求d的值.
37.已知抛物线y=ax2﹣bx(a,b为常数,其中a≠0).
(1)求证:抛物线与x轴必有交点;
(2)点A(x1,y1)在抛物线y=ax2﹣bx上,点B(x2,y2)在抛物线y=(a+1)x2﹣2x(a≠﹣1)上.当时,是一个与x1无关的定值.
(i)求b的值;
(ii)若点B是经由点A向右平移m个单位,向上平移n个单位得到,且满足,求n的最小值.
38.项目化研究:
项目主题:泗阳大桥的抛物线之美﹣数据测量与计算
项目背景:如图1,泗阳大桥采用A型塔斜拉桥结构,主塔呈抛物线造型,兼具力学稳定性与美学价值.作为京杭大运河上的重要工程,大桥融合了传统运河文化与现代建筑艺术,橙红色塔身与碧水相映成趣,成为“水韵泗阳”的靓丽名片,某数学学习小组决定利用一次综合实践活动,结合自己所学知识,通过测量来探究大桥主塔高度.
数据测量与收集:如图2,桥塔底部宽OA=60m,在某一时刻测得塔顶D在桥面上的投影D1到OA中点E的距离ED1=16m(在一定范围内,我们将桥面看作是水平面),ED1与水平塔架BC的投影B1C1相交于点F1,在同一时刻测得高21cm的测绘仪的投影长度为4cm.
数学公式备用:若P(x1,y1)、Q(x2,y2)在抛物线y=ax2+bx+c上,则线段PQ与抛物线围成“弓形PQ”的面积为:.
数学建模:以O为坐标原点,OA为x轴的正方向建立平面直角坐标系,点A的坐标为(60,0).
探究问题:
(1)桥塔的高度DE= ;
(2)求抛物线的函数表达式;
(3)若此时测得EF1=12m,
①求水平塔架BC的长度;
②设“弓形BC”的面积为S1,四边形OACB的面积为S2,记,请直接写出k值.
39.解决下列问题:
问题探究
(1)如图1,半圆O的直径AB=6,点P是半圆O上的一个动点,则△ABP面积的最大值 ;
(2)如图2,△ABC与△BDE都为等边三角形,当CE⊥BD时,求∠ADB的度数;
问题解决:
(3)如图3,市政部门准备在一块空地上修建一个四边形的便民休闲区ABCD,其中BC=400米,∠DCB=45°,AB⊥BC且,AC和BD是两条小路,AC和BD的交点为点E,其中△BCE区域为健身区,为响应“全民健身”的号召,现要使点B、C、E围成的三角形面积最大,求△BCE面积的最大值.(结果保留根号)
40.在平面直角坐标系中,点O为坐标原点,直线y=kx+6交x轴负半轴于点A,交y轴于点B,且OA=OB.
(1)如图1,求k的值;
(2)如图2,点C在AB上,过点C作AB的垂线,交OB于点E,交x轴于点D,连接OC,设点D的横坐标为t,△OCD的面积为S,求S关于t的函数关系式;
(3)如图3,在(2)的条件下,点F在AO上,连接CF和EF,CF=EF,点G是AF的中点,连接CG,∠ACG+2∠OCD=45°,过点E作CF的平行线交OF于点H,延长CO到点K,点K的纵坐标为﹣t,点P在第四象限,连接DP、HP、KP,∠DPK=90°,PH平分∠DPK,求点P的坐标.
41.综合与探究
已知△ABC中,点E在边AB上,点F在边BC的延长线上,连接EF交AC于点D.
【初探】(1)如图1,若∠B=90°,AB=BC,AE=CF,过点E作EG∥BF交AC于点G.
①求证:△DGE≌△DCF;
②求证:;
【再探】(2)如图2,若∠B=90°,AB=2BC,AE=2CF,探究CD与BE之间的数量关系;
【深探】(3)如图3,AB是半圆O的直径,点C是半圆上一点,点E是AB上一点,点F在BC延长线上,AB=8,AE=2,BC=4CF,当点C从点B运动到点A,请直接写出点D的运动路径的长.
42.探索四边形与矩形中的角度及边长关系.
问题提出:
(1)如图①,在四边形ABCD中,AB=10,BC=8,AD=DC,∠ADC=2∠ABC=120°,求四边形ABCD的对角线BD的长;
问题解决:
(2)如图②,矩形ABCD为某公园内的一片空地,现计划将此区域修建为园林景观,其中将△BPC区域建设为池塘,四边形PEGF区域放置假山,其余区域种植花草树木.已知,BC=60m,G为AD的中点,∠BPC=2∠EPF=2∠EGF=120°,PE=PF.根据设计要求,需将假山区修建的尽可能小.试问四边形PEGF面积是否存在最小值?若存在,求出四边形PEGF面积的最小值;若不存在,请说明理由.
43.问题探究
(1)如图①,DE是△ABC的中位线,点F在DB上,DF=2BF,连接EF并延长,与CB的延长线相交于点M.若BC=4,则线段CM的长为 ;
(2)如图②,在Rt△ABC中,AC⊥BC,AC=4,BC=6,P是△ABC内部的一个动点,且满足∠PCA=∠PBC,求线段AP的最小值;
问题解决
(3)如图③,某学校规划一块矩形劳动实践基地ABCD,用于班级种植,EF是两个工具房,分别在AB,CD边上,且CF=2BE,沿EF铺设一条运送通道,再从点A铺设一条垂直于EF的小路AM,在点M处修一个肥料存放点,点C处是基地水房,为方便参加劳动实践的同学取水后能最快到达点M处获取肥料,需要沿CM铺设一条小路,要求CM尽可能的短,已知AB=50m,BC=40m.请问CM是否存在最小值?若存在,求出CM的最小值;若不存在,请说明理由.(工具房、肥料存放点、水房的大小均忽略不计)
44.(1)发现:如图1所示,BD是矩形ABCD的对角线,作AF⊥BD交BD于点F,交BC于点E.求证:△ABE∽△BCD;
(2)探究:如图2,点G是矩形ABCD边BC上一点,连接DG,过点D作AF⊥DG交BC于点G,,探究的值;
(3)拓展:在矩形ABCD中,AB=3,BC=6,点P为BC边上的三等分点,点E和F分别为直线AD和BC上的点,将矩形ABCD沿直线EF翻折,点P恰好落在边CD上的点Q处,求的值.
45.冰雪运动已经逐渐走向大众,某滑雪场的跳台滑雪深受大家喜欢.图1为滑雪大跳台的简化模型:BC段为抛物线型的滑道.滑雪爱好者小华某一次从台端B点出发,在滑道BC上获得高速度,从跳台区的末端C点飞出后,身体以抛物线轨迹CD在空中飞行,BC段的抛物线与CD段的抛物线恰好关于点C成中心对称.我们以OC为y轴,水平面OA为x轴建立如图2所示的平面直角坐标系,已知AB⊥OA,OC⊥OA,跳台高AB是8m,OA长度10m,OC高度6m,BC段的抛物线最低点到y轴的距离为4m.
(1)求小华在空中飞行的最大高度为多少米?
(2)为了安全着想,利用斜坡CE的角度进行有效的缓冲,若小华落在斜坡上的落点与飞行过程中最高点的高度差为6.4m,求落点到OC的水平距离?
【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(10-5)
参考答案与试题解析
一.选择题(共16小题)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
C
A
B
D
B
A
D
C
D
A
B
题号
12
13
14
15
16
答案
D
D
C
D
D
一.选择题(共16小题)
1.如图,在△ABC中,∠ACB=90°,∠A=30°,BC=1.点D在AB边上,点E在AB的延长线上,连接CD,CE,且AD=BE.则下列结论错误的是( )
A.CD+DE的最小值为
B.CE﹣DE的最大值为
C.的最小值为
D.△CDE周长的最小值为
【答案】C
【解答】解:在△ABC中,∠ACB=90°,∠A=30°,BC=1.点D在AB边上,点E在AB的延长线上,连接CD,CE,且AD=BE.则:
由题意可得:AB=2BC=2,
∴,
∵AD=BE,
∴AD+DB=BE+DB,
∴DE=AB=2,
当CD取最小值时,则CD+DE取最小值,当CD⊥AB时,CD取最小值,
此时,
∴,解得,
∴CD的最小值为,
∴CD+DE的最小值为,故A结论正确,不符合题意;
当CE取最大值时,则CE﹣DE取最大值,当D与B重合时,CE取最大值.
如图1,作CH⊥AB于H,
∵,
∴,
解得,
∴,
∴,
∵,
∴CE的最大值为,
∴CE﹣DE的最大值为,故B结论正确,不符合题意;
如图:以AB为一边作∠PAB=∠BAC=30°,过C作CP⊥AP交AB于D,
∴,∠ACP=90°﹣∠PAB﹣∠BAC=30°,
∴,
当C,D,P三点共线,且CP⊥AP时,取最小值CP,
∵,
∴,
∴,
∴的最小值为,故C结论错误,符合题意;
如图,过E作EF∥CD,过C作CF∥DE,CF与EF相交于F,
C关于AB的对称点G,分别连接CG,EG,FG,CG与AB交于H,
则GE=CE,,CG⊥CF,四边形CDEF是平行四边形,
∴FE=CD,CF=DE=2,
∴CD+CE=FE+GE≥FG,
∵,
∴当G,E,F三点共线时,CD+CE最小值,最小值为,
∴△CDE的周长的最小值为,故D结论正确,不符合题意.
故选:C.
2.如图,在四边形ABCD中,AB∥CD,∠A=90°,AB=1,AD=3,DC=5,点S从点A→B→C运动到C点停止,以S为圆心,SD为半径作弧交射线DC于点T,设S点运动的路径长为x,等腰△DST的面积为y,则y与x的函数图象应为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解答】解:当0≤x≤1时,作SE⊥DT于点E,如图1所示,
∵AS=x,△SDT是等腰三角形,
∴DT=2x,
∴y3x,
∴当0≤x≤1时,y随x的增大而增大,图象是一条线段;
当1<x≤6时,作SE⊥DT于点E,作BF⊥DC于点F,如图2所示,
则BC,
,
即,得SE,
∴DE=5﹣CE=555,
∴DT,
∴y;
故选:A.
3.已知抛物线y=﹣x2﹣4x﹣3与直线y=t有两个交点M,N,若MN≤6,则t的取值范围为( )
A.t≥﹣8 B.﹣8≤t<1 C.﹣8<t<1 D.﹣8≤t≤1
【答案】B
【解答】解:由题知,
因为y=﹣x2﹣4x﹣3=﹣(x+2)2+1,
所以抛物线的顶点坐标为(﹣2,1).
如图所示,
直线AB∥x轴,AB=6,
则﹣2,
将x=1代入y=﹣(x+2)2+1得,
y=﹣8,
所以直线AB为y=﹣8.
因为抛物线y=﹣x2﹣4x﹣3与直线y=t有两个交点M,N且MN≤6,
所以﹣8≤t<1.
故选:B.
4.已知整点(横纵坐标都是整数)P0在平面直角坐标系内做“跳马运动”(即中国象棋“日”字形跳跃).例如在图1中,从点A做一次“跳马运动”,可以到点B也可以到达点C.如图2,点P0(1,0)沿x轴正方向向右上方做跳马运动,若P0跳到Q1位置,称为做一次“正横跳马”;若P0跳到Q2位置.称为做一次“正竖跳马”.当点P0连续做了a次“正横跳马”和b次“正竖跳马”后,到达点Pn(14,11),求a+b的值为( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【答案】D
【解答】解:由题意,当点P0(1,0)先连续做了a次“正横跳马”,再连续做b次“正竖跳马”后,到达点Pn(14,11),则:
,
①+②,得:3a+3b=24,
∴a+b=8,
故选:D.
5.已知抛物线y=ax2+4ax+3a+1(a≠0),当x>0时,y随x的增大而减小,则该抛物线的顶点在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【答案】B
【解答】解:由抛物线对称轴公式,可得对称轴直线x=﹣2,
∴抛物线顶点横坐标为﹣2<0.
∵当x>0时,y随x的增大而减小,
∴抛物线开口向下,可得a<0.
将x=﹣2代入解析式求顶点纵坐标y,
y=a(﹣2)2+4a•(﹣2)+3a+1=4a﹣8a+3a+1=﹣a+1.
∵a<0,∴﹣a>0,可得y=﹣a+1>0.
∵顶点横坐标为负,纵坐标为正,
∴顶点在第二象限,
故选:B.
6.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AB=10cm,AC=8cm,点P从点A出发,以1cm/s的速度沿A→C向点C运动,同时点Q从点A出发,以2cm/s的速度沿A→B→C向点C运动,直到它们都到达点C停止运动.若△APQ的面积为S(cm2),点P的运动时间为t(s),则S与t的函数图象大致是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解答】解:在Rt△ABC中,BC6(cm),
(Ⅰ)当5<t<8时,如图所示,可知点Q在线段BC上.
根据题意可知CQ=(16﹣2t)cm,AP=tcm.
所以.
所以,当5<t<8,S与t的函数图象是开口向下的抛物线的一部分,且S随t的增大而减小;
(Ⅱ)当0<t≤5时,如图所示,可知点Q在线段AB上,过点P作直线AB的垂线,交AB于点D.
根据题意可知AQ=2tcm,AP=tcm.
因为∠C=∠ADP=90°,∠A=∠A,
所以△APD∽△ABC.
所以.
所以PD,
.
所以,当0<t≤5,S与t的函数图象是开口向上的抛物线的一部分,且S随t的增大而增大.
综上所述,选项A图形符合题意.
故选:A.
7.如图①,有一水平放置的正方形EFGH,点D为FG的中点,等腰△ABC满足顶点A,B在同一水平线上且CA=CB,点B与HE的中点重合.等腰△ABC以每秒1个单位长度的速度水平向右匀速运动,当点B运动到点D时停止.在这个运动过程中,等腰△ABC与正方形EFGH重叠部分的面积y与运动时间t(s)之间的对应关系如图②所示,下列说法错误的是( )
A.AB=4 B.∠ACB=90°
C.当0≤t≤2时,y D.△EFD的周长为9+5
【答案】D
【解答】解:由△ABC的运动可知,等腰△ABC 与正方形EFGH重叠部分的图形一开始是直角三角形,当过了顶角顶点之后,则重叠部分的图形为四边形,当等腰△ABC整体全部运动到正方形内部时,则重叠部分的图形为△ABC,此时面积不变.记HE中点为I,由函数图象可得,当t=2时,y=2,此时点C落在HE上,如图:
则BI=2×1=2,由题意得AB⊥HE,
∵CA=CB,
∴AB=2BI=4,,
∴Cl=2=BI,
∴此时△CIB为等腰直角三角形,
∴∠B=45°,
∵CA=CB,
∴∠A=∠B=45°,
∴∠ACB=90°,故A、B正确,不符合题意;
∴当0≤t≤2时,重叠部分记为△IJB,
由题意得:BI=t×1=t,∠B=45°,AB⊥HE,
∴△IJB为等腰直角三角形,
∴IJ=IB=t,,故C正确,不符合题意;
由函数图象可得,当t=6时运动停止,那么△ABC的顶点B从点I运动到点D用时6s,如图:
∴DI=EF=6,
∵四边形HEFG是正方形,
∴EF=GF=6,∠F=90°,
由题意得:D为BC的中点,
∴DF=3,
∴,
∴△EFD的周长为,
故D错误,符合题意,
故选:D.
8.火车匀速通过隧道时,火车在隧道内的长度y(米)与火车行驶时间x(秒)之间的关系用图象描述如图所示,有下列结论:
①火车的速度为30米/秒;
②火车的长度为120米;
③火车整体都在隧道内的时间为35秒;
④隧道长度为1200米.
正确的结论是( )
A.①②③ B.①③ C.①③④ D.③④
【答案】C
【解答】解:在BC段,所用的时间是5秒,路程是150米,则速度是30米/秒.故①正确;
火车的长度是150米,故②错误;
整个火车都在隧道内的时间是:45﹣5﹣5=35秒,故③正确;
隧道长是:45×30﹣150=1200(米),故④正确.
综上可知正确的有①③④.
故选:C.
9.已知点A(m,y1)、B(m+4,y2)、C(x0,y0)在二次函数y=ax2+4ax+c(a≠0)的图象上,且C为抛物线的顶点.若y0≥y1>y2,则m的取值范围是( )
A.m<﹣6 B.m>﹣6 C.m<﹣4 D.m>﹣4
【答案】D
【解答】解:由对称轴公式可知其中b=4a,
∴,即抛物线对称轴为直线x=﹣2,
∵C为顶点,且y0≥y1,说明顶点纵坐标是抛物线的最大值,
∴抛物线开口向下,a<0,开口向下时,点离对称轴越近,对应函数值越大,
∵y1>y2,
∴点A到对称轴的距离小于点B到对称轴的距离,即|m﹣(﹣2)|<|(m+4)﹣(﹣2)|,
整理得|m+2|<|m+6|,
两边平方得(m+2)2<(m+6)2,
展开得m2+4m+4<m2+12m+36,
解得m>﹣4,
∴m的取值范围是m>﹣4.
故选:D.
10.如图1,在等腰直角三角形ABC中,∠ACB=90°,点D为边AB的中点.动点P从点A出发,沿边AC→CB方向匀速运动,运动到点B时停止.设点P的运动路程为x,△APD的面积为y,y与x的函数图象如图2所示,当点P运动到CB的中点时,PD的长为( )
A.2 B.2.5 C. D.4
【答案】A
【解答】解:根据题意动点P从点A出发,沿边AC→CB方向匀速运动过程中,△APD的面积先增大,再减小,
当点P运动到点C时,△APD的面积最大,
根据函数图象可得此时△APD的面积为4,
如图,
∵点D为边AB的中点,等腰直角三角形ABC,
∴,
可得 AC=4,
当点P运动到CB的中点时,如图,
∵点D为边AB的中点,
∴,
故选:A.
11.如图,过点C(1,2)分别作x轴、y轴的平行线,交直线y=﹣x+6于A,B两点,若反比例函数y(x>0)的图象与△ABC有公共点,则k的取值范围是( )
A.2≤k≤8 B.2≤k≤9 C.2≤k≤5 D.5≤k≤8
【答案】B
【解答】解:∵点C(1,2),BC∥y轴,AC∥x轴,
∴当x=1时,y=﹣1+6=5,
当y=2时,﹣x+6=2,解得x=4,
∴点A、B的坐标分别为A(4,2),B(1,5),
根据反比例函数系数的几何意义,当反比例函数与点C相交时,k=1×2=2最小,
设反比例函数与线段AB相交于点(x,﹣x+6)时k值最大,
则k=x(﹣x+6)=﹣x2+6x=﹣(x﹣3)2+9,
∵1≤x≤4,
∴当x=3时,k值最大,
此时交点坐标为(3,3),
因此,k的取值范围是2≤k≤9.
故选:B.
12.已知,抛物线y=x2﹣2mx+m2+1(m为常数),下列判断正确的是( )
A.该抛物线的开口方向向下
B.该抛物线与y轴交点可能在y轴负半轴上
C.该抛物线与x轴一定有交点
D.点P(m+2,y1)、点Q(m﹣2,y2)在该函数图象上,则y1=y2
【答案】D
【解答】解:∵y=x2﹣2mx+m2+1=(x﹣m)2+1,二次项系数a=1>0,
∴抛物线开口向上,A选项错误.
∵当x=0时,y=m2+1≥1>0,
∴抛物线与y轴交点在y轴正半轴,B选项错误.
∵判别式Δ=(﹣2m)2﹣4×1×(m2+1)=﹣4<0,
∴抛物线与x轴没有交点,C选项错误.
∵抛物线对称轴为直线x=m,点P(m+2,y1)到对称轴的距离为|(m+2)﹣m|=2,点Q(m﹣2,y2)到对称轴的距离为|(m﹣2)﹣m|=2,
∴两点到对称轴距离相等,对应的函数值相等,即y1=y2,D选项正确,
故选:D.
13.在平面直角坐标系中,将二次函数y=ax2﹣2ax﹣3a的图象沿x轴翻折.若原函数图象的顶点、与x轴的两交点和翻折后图象的顶点,组成的四边形为正方形,则a的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解答】解:∵y=ax2﹣2ax﹣3a=a(x﹣3)(x+1),
令y=0,解得x=3或x=﹣1,
∴原函数与x轴两交点为(﹣1,0)和(3,0),两交点间距离为3﹣(﹣1)=4,即四边形的一条对角线长为4.
对原二次函数配方,得y=a(x﹣1)2﹣4a,
∴原函数顶点坐标为(1,﹣4a),
∵图象沿x轴翻折,翻折后顶点横坐标不变,纵坐标变号,
∴翻折后顶点坐标为(1,4a),
∴两顶点之间的距离为|4a﹣(﹣4a)|=|8a|,即四边形的另一条对角线长为|8a|.
∵四个点组成的四边形对角线互相垂直平分,若为正方形则对角线相等,
∴|8a|=4,
解得,
故选:D.
14.随着科技的发展,无人机已广泛应用于生产和生活,如代替人们在高空测量距离和角度.某数学兴趣小组用无人机测量潮汐塔AB的高度,测量方案如图所示:无人机在距水平地面120m的点M处测得潮汐塔顶端A的俯角为22°,再将无人机沿水平方向飞行73m到达点N,测得潮汐塔底端B的俯角为45°(点M,N,A,B在同一平面内),则潮汐塔AB的高度为( )(结果精确到1m.参考数据:sin22°≈0.37,cos22°≈0.93,tan22°≈0.40)
A.41m B.42m C.43m D.77m
【答案】C
【解答】解:延长BA交MN于点C,则BC⊥MN,
由题意得,BC=120m,MN=73m,
在Rt△CNB中,∠CNB=45°,
∴∠CNB=∠CBN=45°.
∴CN=BC=120m.
∴MC=MN+CN=73+120=193(m),
在Rt△AMC中,∠AMC=22°,
∴AC=MC•tan22°≈193×0.4=77.2(m),
∴AB=BC﹣AC=120﹣77.2≈43(m),
即潮汐塔AB的高度约为43m.
故选:C.
15.如图,在菱形ABCD中,∠B=45°,AB=6,点E在边BC上,连接AE,将△ABE沿AE折叠,若点B落在BC延长线上的点F处,则CF的长为( )
A.2 B.6﹣3 C.2 D.66
【答案】D
【解答】解:∵四边形ABCD是菱形,AB=6,
∴AB=BC=6,
根据折叠的性质得,AE⊥BF,BE=EF,
∵∠B=45°,
∴∠BAE=90°﹣45°=∠B,
∴AE=BEAB=3,
∴BF=2BE=6,
∴CF=BF﹣BC=66,
故选:D.
16.如图,Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=8,BC=6,半径为5的⊙O与AC,BC分别相切于点E,F,与AB交于点M,N,则MN的长为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解答】解:如图,连接OM,ON,OE,OF,OE,OF分别交AB于点P,点Q,过点O作OH⊥AB于点H,
则OE⊥AC,OF⊥BC,
∵∠ACB=90°,OE=OF,
∴四边形OECF是正方形,
∴CE=CF=OE=OF=5,
∵AC=8,BC=6,
∴AE=8﹣5=3,BF=6﹣5=1,
∵OE∥BC,OF∥AC,
∴△AEP∽△ACB,△BFQ∽△BCA,
∴,,
即,,
解得PE,QF,
∴OP=5,OQ=5,
∴PQ=OP,
∵S△POQOP•OQPQ•OH,即OH,
∴OH,
在Rt△MOH中,
MH,
∴MN=2MH,
故选:D.
二.填空题(共14小题)
17.对于实数a,在它的允许取值范围内,经过第1次变换可得,经过第2次变换可得,经过第3次变换可得,…,以此类推.
(1)当a=﹣1时,a2= 2 ;
(2)当a=﹣2时,a+a1+a2+a3+⋯+a2026= .
【答案】(1)2;
(2).
【解答】解:(1)当a=﹣1时,,
;
(2)当a=﹣2时,
,
,
,
因此结果每3个数为一个循环周期,
一个周期内的和为,
(2026+1)÷3=675⋯⋯2,
∴原式
.
18.如图,矩形ABCD中,AB=3,AD=6,E为对角线BD上一个动点,过点E作EF⊥AE交边BC于F.
(1)当AE=AB时,EF的长为 ;
(2)EF长的最小值为 .
【答案】(1);
(2).
【解答】解:(1)如图,连接AF交BD于点P,
∵AE=AB,
∴∠ABE=∠AEB,
∵∠ABF=∠AEF=∠BAD=90°,
∴∠FBE=∠FEB,
∴BF=EF,
∴AF垂直平分BE,
又∵AD∥BC,
∴∠ABD+∠BAP=∠ABD+∠ADB=90°,
∴∠BAF=∠ADB,
∴△ABF∽△DAB,
∴,即,
解得,
∴;
(2)过点E作MN⊥BC,则MN⊥AD,四边形ABNM是矩形,
∴BN=AM,
∵∠AEF=∠AME=∠FNE=90°,
∴∠FEN+∠AEM=∠MAE+∠AEM=90°,
∴∠FEN=∠MAE,
∴△AEM∽△EFN,
∴,
∵EN∥DC,
∴△BNE∽△BCD,
∴,
∴,
∵EF⊥AE,
∴AF2=EF2+AE2=5EF2,
∴当AF最小时,EF长最小,
∴当点F与点B重合时,EF长最小,
∴.
19.如图,等边△ABC的边长为a,点D,E分别在边AB,AC上,且与CD相交于点F,则CD•CF的值为 .(用含a的代数式表示)
【答案】.
【解答】解:∵等边△ABC的边长为a,
∴∠A=∠ACB=60°,AB=AC=BC=a,
在△DAC和△ECB中,
,
∴△DAC≌△ECB(SAS),
∴CD=BE,∠ACD=∠EBC,
又∠FEC=∠CEB,
∴△FEC∽△CEB,
∴,
∴,
∴,
故答案为:a2.
20.如图,在平面直角坐标系xOy中,点M(﹣5,2),N(﹣1,2),已知点M在反比例函数的图象上,以点O为位似中心,在MN的上方将线段MN放大为原来的n倍得到线段M′N′(n>1).
(1)k的值为 ﹣10 ;
(2)若在线段M′N′上总有在反比例函数图象上的点,则n的最大值为 .
【答案】(1)﹣10;(2).
【解答】解:(1)∵点M(﹣5,2)反比例函数的图象上,
∴5.
解得k=﹣10,
故答案为:﹣10;
(2)∵k=﹣10,
∴反比例函数的解析式为y,
如图,作射线ON,交y于点N′,
设ON的解析式为y=mx,
把N(﹣1,2)代入得:2=﹣m,
解得m=﹣2,
∴ON的解析式为y=﹣2x,
解方程﹣2x得x,
由于点N′在第二象限,
∴点N′(,2),
∴n,
又∵n>1,
∴1<n,
∴n的最大值为,
故答案为:.
21.如图,菱形ABCD中,AB=6,∠DAB=60°,点P、Q分别在AB、CD上,且AP:CQ=2:3,连接PQ,若PQ的长度为,则AP的长度为 .
【答案】.
【解答】解:∵四边形ABCD是菱形,
∴CD=AD=AB=6,CD∥AB,
过D作DE⊥AB于E,则∠DEA=90°,
∵∠DAB=60°,
∴∠ADE=90°﹣∠DAB=30°,
∴AEAD=3,
∴DE3PQ,
∴PQ⊥AB,
∵DE⊥AB
∴DE∥PQ,
∴四边形DEPQ是平行四边形,
∴EP=DQ,
设AP=2x,
∵AP:CQ=2:3,
∴CQ=3x,
∴AE=AP﹣EP=2x﹣(6﹣3x)=3,EP=DQ=CD﹣CQ=6﹣3x,
解得,
∴,
故答案为:.
22.如图,在正方形ABCD中,AB=6,E是边AD上的一个动点,连接AC,CE,在AB上截取AF=DE,连接DF,分别交CE,AC于点G,H.有如下结论:
①CE⊥DF;
②DE=AH;
③若,则;
④若M为AD中点,连接GM,则GM的最小值为33.
上述结论中,所有正确结论的序号是 ①③④ .
【答案】①③④.
【解答】解:在正方形ABCD中,AB=6,E是边AD上的一个动点,连接AC,CE,在AB上截取AF=DE,
∴AD=CD=AB=6,∠DAF=∠CDE=90°,
在△DAF和△CDE中
,
∴△DAF≌△CDE(SAS),
∴∠ADF=∠DCE,
∵∠DCE+∠CED=90°,
∴∠ADF+∠CED=90°,
∴∠DGE=180°﹣(∠ADF+∠CED)=90°,
∴CE⊥DF,故①正确;
由题意可得:∠HAF=45°,
∵AF=DE,
若DE=AH,则AF=AH,
∴,
∵题干中并未给出具体度数,故不能证明DE=AH,则②错误;
∵,
∴DE=2,
∴AF=DE=2.
在Rt△CDE中,.
在Rt△DAF中,,
∵∠DGE=∠DAF=90°,∠GDE=∠ADF,
∴△DGE~△DAF.
∴,
∴△DGE∽△DAF,
∴,
即,
∴,
∵AB∥CD,
∴△AFH∽△CDH,
∴.
∴,
∴,故③正确;
∵∠DGC=90°,
∴点G在以CD为直径的圆上.
设CD的中点为O′,则O′为圆心,半径r=3,
∴DM=3.
∵DO′=3,DM=3,
∴,
∵MO′>r,
∴点M在圆外,
∴GM的最小值为,故④正确.
故答案为:①③④.
23.对于任意一个三位正整数m,如果m满足百位上的数字小于个位上的数字,且百位上的数字与个位上的数字之和等于十位上的数字,那么称这个数m为“两头和数”.
(1)最小的“两头和数”是 132 ;
(2)用“两头和数”m的十位数字的平方减去个位数字的平方再减去百位数字的平方,得到的结果记为F(m),若t是“两头和数”,且t的4倍与t的十位数字的2倍之和是5的倍数,则F(t)的最大值为 24 .
【答案】(1)132;
(2)24.
【解答】解:(1)由题知,
“两头和数”是一个三位正整数,且百位上的数字小于个位上的数字,
又百位上的数字最小为1,则个位上的数字最小为2.
又百位与个位上的数字之和等于十位上的数字,
所以十位上的数字最小为3,
所以最小的“两头和数”是132.
故答案为:132.
(2)令“两头和数”t的个位上数字为a,百位上数字为b,则十位上的数字为(a+b).(b<a)
所以t=100b+10(a+b)+a=110b+11a.
则4t+2(a+b)=440b+44a+2a+2b=442a+46b.
又此代数式是5的倍数,且末尾数字是0或5的数是5的倍数,
则b=1时,a=3或8,F(143)=16﹣1﹣9=6;F(198)=81﹣1﹣64=16.
b=2时,a=6,F(286)=64﹣4﹣36=24.
b=3时,a=4或9,其中a=9舍去,F(374)=49﹣9﹣16=24.
b=4时,a=7舍去.
又a+b≤9,且b<a,故后面的情况都不存在.
所以F(t)的最大值为24.
故答案为:24.
24.如图,在等边△ABC中,E是AC边的中点,P是△ABC的中线AD上的动点,且AB=6,则BP﹣PE的最大值是 3 .
【答案】3.
【解答】解:如图,连接PC,
∵△ABC是等边三角形,AD是中线,
∴AD⊥BC,
∴PC=PB,
∵E是AC边的中点,AB=6,
∴EC=3,
在△PCE中,CP﹣PE<EC,
∴CP﹣PE<3,
∴当P与A重合时,CP﹣PE的值最大为3,
BP﹣PE的最大值是3.
故答案为:3.
25.如图,在四边形ABCD中,∠ABC=∠ADC=90°,AB=BC=10,AC,BD交于点E,若,则BD= 5 .
【答案】5.
【解答】解:∵∠ABC=90°,
∴A、B、C在以AC为直径的圆上,
∵∠ADC=90°,
∴A、D、C在以AC为直径的圆上,
∴A、B、C、D四点共圆,
∴∠1=∠2,
∵AB=AC,
∴∠2=∠3,
∵∠2+∠3=90°,
∴∠2=∠3=45°,
∴∠1=45°,
∴∠3=∠1,
∴△BCE∽△BDC,
∴,
∴BC2=BD•DE,
∵,
令DE=x,BE=2x,
∴BD=3x,
∴BC2=3x•2x=6x2,
∵BC=10,
∴6x2=100,
∴x(负值舍去),
∴BD=5,
故答案为:5.
26.如图,在▱ABCD中,AB=6,AD=8,∠B=60°.动点M,N分别在边AB,AD上,且AM=AN,以MN为边作等边△MNP,使点P始终在▱ABCD的内部或边上.当△MNP的面积最大时,DN的长为 5 .
【答案】5.
【解答】解:如图,连接AP,并延长交BC于H,
∵四边形ABCD是平行四边形,∠B=60°,
∴∠BAD=120°,
∵△MNP是等边三角形,
∴MP=PN,∠PMN=∠PNM=60°,△MNP的面积MP2,
∵AM=AN,AP=AP,
∴△AMP≌△ANP(SSS),
∴∠BAP=∠DAP=60°,∠APM=∠APN=30°,
∴∠AMP=90°,
∴MPAM,AP=2AM,
∴MPAP,
∴△MNP的面积AP2,
∴当AP最大时,△MNP的面积的面积最大,
∵∠B=∠BAH=60°,
∴△ABH是等边三角形,
∴AB=AH=6,
∵AM=AN,MP=NP,
∴点P在AH上运动,
∵点P始终在▱ABCD的内部或边上.
∴AP的最大值为AH的长,
即AP=6,
∴AM=AN=3,
∴DN=5,
故答案为:5.
27.如图,将△AOB绕点O逆时针旋转得到△COD,∠OAB=75°,若CD恰好经过点A,且OC⊥OB,OA=4,则AB= .
【答案】.
【解答】解:由旋转的性质得:OA=OC、∠C=∠OAB=75°、∠AOB=∠COD,
∴∠OAC=∠C=75°,
∴∠AOC=180°﹣75°﹣75°=30°,
∵OC⊥AB,
∴∠COB=90°,
∴∠AOB=∠COB﹣∠AOC=90°﹣30°=60°,
∴∠B=180°﹣∠OAB﹣∠AOB=180°﹣75°﹣60°=45°,
如图,作AF⊥OB于点F,
在Rt△AOF中,∠AOF=60°,OA=4,
∴∠OAF=90°﹣60°=30°,
∴,
∴,
在Rt△ABF中,∠B=45°,
∴△ABF是等腰直角三角形,
∴,
∴,
故答案为:.
28.如图,在四边形ABCD中,AB=BC=6,∠ABC=60°,,连接BD,则BD+CD的最小值为 .
【答案】.
【解答】解:连接AC,
∵∠ABC=60°,AB=BC=6,
∴△ABC是等边三角形,
作BH⊥AC于点H,过点D作AC的平行线l,延长BH交直线l于点G,
∴∠CBH=30°,AH=CH=3,
∴,
∵,
∴,
即,
∴,
∴,
延长BG到点B′,使,则点B′与点B关于直线l对称,连接B′C交直线l于点D′,连接BD′,则BD=BD′,
∴BD+CD的最小值为B′D′+CD′=B′C,
作B′F⊥BC交BC延长线于点F,
∵∠FBB′=30°,,
∴,
∴,
∴CF=12﹣6=6,
∴.
29.如图,在正方形ABCD中,E是AD的中点,BE与AC交于点F,则△AEF与四边形CFED的面积之比是 1:5 .
【答案】1:5.
【解答】解:∵正方形ABCD,E是AD的中点,
∴,AD∥BC,
∴∠FAE=∠FCB,∠AEF=∠CBF,
∴△EAF∽△BCF,
∴,,
∴,
设S△AEF=x,则S△ABF=2x,S△BCF=4x,
∴S△ABC=S△ADC=S△ABF+S△BCF=6x,
∴S四边形CFED=S△ADC﹣S△AEF=5x,
∴S△AEF:S四边形CFED=1:5,
故答案为:1:5.
30.如图,菱形ABCD中,,点E在边AD上,点F在对角线BD上,作AG⊥BE,EG∥AF交AG于点G.若,则 .
【答案】.
【解答】解:连接AC,分别交BD,BE于点O,M,连接OG,OE,设BD,GE相交于点N,
在菱形ABCD中,AC⊥BD,
∵AG⊥BE,∠AME=∠BMO,
∴∠OBE=∠OAG,
∵,,
∴△OBE∽△OAG,
∴∠EOB=∠GOA,
∴,
∴∠GOE=∠AOB=90°,
∴△AOB∽△GOE,
∴∠ABO=∠GEO=∠ADO,
∵AF∥GE,
∴∠AFD=∠END,
∴∠ABF+∠BAF=∠NEO+∠NOE,
∴∠BAF=∠DOE,
∴△DOE∽△BAF,
∴,
设OA=8x,则OB=OD=15x,AB=17x,
∴.
故答案为:.
三.解答题(共15小题)
31.在平面直角坐标系xOy中,A(x1,y1),B(x2,y2)两点均在抛物线y=x2﹣2bx﹣4上.
(1)若A为抛物线y=x2﹣2bx﹣4的顶点;
(ⅰ)求y1的最大值;
(ⅱ)若直线y=kx(k>0)经过A,B两点,且OA=OB.求k的值;
(2)已知抛物线y=x2﹣2bx﹣4经过点(﹣1,t),若t>0,x1<x2,且,试比较y1,y2的大小,并说明理由.
【答案】(1)(ⅰ)y1的最大值为﹣4,(ⅱ)k=4;
(2)y1>y2,理由如下:
∵抛物线y=x2﹣2bx﹣4经过点(﹣1,t),
∴(﹣1)2﹣2b×(﹣1)﹣4=t,
∵t>0,
∴1+2b﹣4>0,
∴,
∵抛物线y=x2﹣2bx﹣4的对称轴为直线x=b,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵抛物线开口向上,对称轴为直线x=b,且x1、x2的中点,又x1<x2,
∴x1离对称轴的距离更远
∴点A到对称轴x=b的距离大于点B到对称轴x=b的距离,
∴y1>y2.
【解答】解:(1)(ⅰ)y=(x﹣b)2﹣b2﹣4,
∴,
∴,
∴y1的最大值为﹣4;
(ⅱ)由(ⅰ)可得:二次函数y=x2﹣2bx﹣4图象的顶点为A(b,﹣b2﹣4),
由条件可知点O,A,B三点共线,
∵OA=OB,
∴A,B关于点O对称,
∴B(﹣b,b2+4)也在抛物线y=x2﹣2bx﹣4上,
∴(﹣b)2﹣2b•(﹣b)﹣4=b2+4,
解得b=±2,
∴点A的坐标为(2,﹣8)或(﹣2,﹣8),
∵k>0,且直线y=kx(k>0)经过A,B两点,
∴k=4;
(2)y1>y2,理由如下:
∵抛物线y=x2﹣2bx﹣4经过点(﹣1,t),
∴(﹣1)2﹣2b×(﹣1)﹣4=t,
∴1+2b﹣4>0,
∴,
∵抛物线y=x2﹣2bx﹣4的对称轴为直线x=b,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵抛物线开口向上,对称轴为直线x=b,且x1、x2的中点,又x1<x2,
∴x1离对称轴的距离更远,
∴点A到对称轴x=b的距离大于点B到对称轴x=b的距离,
∴y1>y2.
32.如图1,已知抛物线y=x2+bx+c经过(1,﹣2)和(2,﹣3)两点,直线交x轴于点A,交y轴于点B.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)若点D是抛物线上的一动点,且在直线l的下方和y轴右侧,过点D作CD∥y轴交直线l于点C,以CD为直径作⊙E,当⊙E与y轴相切时,求点D的坐标;
(3)如图2,在(2)的条件下,把⊙E向上平移,使圆心落在x轴上,得到⊙E′,过点H(﹣2,0)作HF⊥x轴,交直线l于点F,连接OF,问在⊙E′上是否存在一点P,使△OFP的面积最大?若存在,求出△OFP面积的最大值,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)y=x2﹣4x+1;
(2)D(2,﹣3);
(3)存在,最大值为.
【解答】解:(1)把(1,﹣2)和(2,﹣3)代入y=x2+bx+c得:
,
解得,
∴y=x2﹣4x+1;
(2)设D(d,d2﹣4d+1)(d>0),
∵CD∥y轴,
∴,
∴.
∵⊙E与y轴相切,
∴,
解得d1=2,(舍去),
∴D(2,﹣3);
(3)∵d=2,
∴C(2,1),
∵以CD为直径作⊙E,D(2,﹣3),
∴E(2,﹣1),
∵把⊙E向上平移,使圆心落在x轴上,得到⊙E′,
∴E′(2,0),
∵过点H(﹣2,0)作HF⊥x轴,
∴OH=2,当x=﹣2时,,
∴F(﹣2,3),
∴FH=3,
∴.
如图,过点E′作E′G⊥FO,交直线FO于点G,交⊙E′于点P′,连接FP′,OP′,则此时△OFP′的面积最大.
∵E′(2,0),⊙E′与y轴相切,
∴OE′=P′E′=2,
∵∠FHO=∠OGE′=90°,∠FOH=∠E′OG
∴△FOH∽△E′OG,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
即△OFP面积的最大值为.
33.如图1,在四边形ABCD中,对角线AC,BD相交于点G,AB=AC,∠ADB=∠ABC,AD,BC的延长线交于点E.
(1)求证:△ACE∽△BDE;
(2)若BD⊥CD,求证:;
(3)如图2,若AB=10,,当的值最小时,求CD的长.
【答案】(1)∵AB=AC,∠ADB=∠ABC,
∴∠ADB=∠ABC=∠ACB,
∴∠ACE=∠BDE,
∵∠E=∠E,
∴△ACE∽△BDE;
(2)如图,作AH⊥AD于点A,交BD于点H,
∴∠DAH=90°,
∵BD⊥CD,
∴∠BDC=90°,
由(1)得:△ACE∽△BDE,
∴∠CAE=∠DBE,
∵∠AGD=∠BGC,
∴△AGD∽△BGC,
∴,
∵∠AGB=∠DGC,
∴△AGB∽△DGC,
∴∠BAG=∠BDC=90°,
∴∠BAH=∠CAD,
∵AB=AC,
∴∠ADB=∠ABC=∠ACB=45°,
∴AH=AD,,
在△ABH和△ACD中,
,
∴△ABH≌△ACD(SAS),
∴BH=CD,
∴;
(3).
【解答】(1)证明:∵AB=AC,∠ADB=∠ABC,
∴∠ADB=∠ABC=∠ACB,
∴∠ACE=∠BDE,
∵∠E=∠E,
∴△ACE∽△BDE;
(2)证明:如图,作AH⊥AD于点A,交BD于点H,
∴∠DAH=90°,
∵BD⊥CD,
∴∠BDC=90°,
由(1)得:△ACE∽△BDE,
∴∠CAE=∠DBE,
∵∠AGD=∠BGC,
∴△AGD∽△BGC,
∴,
∵∠AGB=∠DGC,
∴△AGB∽△DGC,
∴∠BAG=∠BDC=90°,
∴∠BAH=∠CAD,
∵AB=AC,
∴∠ADB=∠ABC=∠ACB=45°,
∴AH=AD,,
在△ABH和△ACD中,
,
∴△ABH≌△ACD(SAS),
∴BH=CD,
∴;
(3)解:由(1)得:△ACE∽△BDE,
∴,∠CAE=∠DBE,
∴A、B、C、D四点共圆,
∴∠DCE=∠BAD,∠CDE=∠ABC,
∵AC=AB=10,
∴当BD最长时,最小,
此时BD为四边形ABCD外接圆的直径,
∴∠DCE=∠BAD=90°,
∴,
即,
∴,,
∴,
又∵,
∴设CE=4x,CD=3x,
则,
∴,
∴.
34.如图,抛物线C:y=ax2+6ax+9a﹣8与x轴相交于A,B两点(点A在点B的左侧),已知点B的横坐标是2,抛物线C的顶点为D.
(1)求a的值及顶点D的坐标;
(2)点P是x轴正半轴上一点,将抛物线C绕点P旋转180°后得到抛物线C1,记抛物线C1的顶点为E,抛物线C1与x轴的交点为F,G(点F在点G的右侧).当点P与点B重合时(如图1),求抛物线C1的表达式;
(3)如图2,在(2)的条件下,从A,B,D中任取一点,E,F,G中任取两点,若以取出的三点为顶点能构成直角三角形,我们就称抛物线C1为抛物线C的“勾股伴随同类函数”.当抛物线C1是抛物线C的勾股伴随同类函数时,求点P的坐标.
【答案】(1)a,D(﹣3,﹣8);
(2)y(x﹣7)2+8;
(3)点P的坐标为(,0)或(,0)或(,0).
【解答】解:(1)由y=ax2+6ax+9a﹣8得y=a(x+3)2﹣8,
∴顶点D的坐标为(﹣3,﹣8),
∵点B(2,0)在抛物线C上,
∴0=a(2+3)2﹣8,
解得:a;
(2)如图1,连接DE,作DH⊥x轴于H,作EM⊥x轴于M,
根据题意,点D,E关于点B(2,0)成中心对称,
∴DE过点B,且DB=EB,
在△DBH和△EBM中,
,
∴△DBH≌△EBM(AAS),
∴EM=DH=8,BM=BH=5,
∴抛物线C1的顶点E的坐标为(7,8),
∵抛物线C1由C绕点P旋转180°后得到,
∴抛物线C1的函数表达式为y(x﹣7)2+8;
(3)∵抛物线C1由C绕x轴上的点P旋转180°后得到,
∴顶点D,E关于点P成中心对称,由(2)知:点E的纵坐标为8,
设点E(m,8),
如图2,作DH⊥x轴于H,EM⊥x轴于M,EN⊥DN于N,
∵旋转中心P在x轴上,
∴FG=AB=2BH=10,
∴点H的坐标为(﹣3,0),点N的坐标为(m,﹣8),
根据勾股定理得,EF2=82+52=89,
显然,△AEG和△BEG不可能是直角三角形,
①当△AEF是直角三角形时,显然只能有∠AEF=90°,
根据勾股定理得:
AE2=AM2+EM2=(m+8)2+82=m2+16m+128,
AE2=AF2﹣EF2=(m+13)2﹣89=m2+26m+80,
∴m2+16m+128=m2+26m+80,
解得:m,
∴OP(m+3)﹣3=(m﹣3)(3),
∴点P的坐标为(,0);
②当△BEF是直角三角形时,显然只能有∠BEF=90°,
根据勾股定理得:
BE2=BM2+EM2=(m﹣2)2+82=m2﹣4m+68,
BE2=BF2﹣EF2=(m+3)2﹣89=m2+6m﹣80,
∴m2﹣4m+68=m2+6m﹣80,
解得:m,
∴OP(m﹣3)(3),
∴点P的坐标为(,0),
③当△DEF是直角三角形时,
DE2=EN2+DN2=162+(m+3)2=m2+6m+265,
DF2=DH2+HF2=82+(m+8)2=m2+16m+128,
i)当∠DEF=90°时,DE2+EF2=DF2,
即m2+6m+265+89=m2+16m+128,
解得:m,
∴OP(m﹣3)(3),
∴点P的坐标为(,0);
ii)当∠DFE=90°时,DF2+EF2=DE2,
即m2+16m+128+89=m2+6m+265,
解得:m,
∴OP(m﹣3)(3),
∴点P的坐标为(,0);
iii)∵DE>EN=16>EF,
∴∠EDF≠90°,
综上所述,当抛物线C1是抛物线C的勾股伴随同类函数时,点P的坐标为(,0)或(,0)或(,0).
35.问题发现
(1)如图①,已知△ABC中,∠ACB=90°,AC=6,BC=8,点P在上,连接PA、PC,则sin∠APC= ;
问题探究
(2)如图②,已知CD是△ABC的中线,点E在AC上,连接BE,且∠ABE=∠ACD,若,求AE的长度;
问题解决
(3)如图③,四边形ABCD是某小区的一块空地,其中AB=100米,BC=50米,AB∥CD,∠ABC=90°,∠DAB=45°,物业准备在空地内找一点P,分别修建四条小道PA、PB、PC、PD(小道的宽度不计),并在△PAD、△PCD、△PBC内分别种植不同的花卉,△PAB为生活娱乐区,根据物业公司规划要求,∠CPD=45°,且小道AP与BP的比值尽可能小.是否存在满足要求的点P?若存在,请找出点P的位置,并计算的最小值,以及此时△PCD的面积;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);
(2)AE=4;
(3)点P是DB为直径的圆与AC的交点,,此时△PCD的面积为750平方米.
【解答】解:(1)∵∠ACB=90°,AC=6,BC=8,
∴,
∵,
∴∠APC=∠ABC,
∴,
故答案为:;
(2)如图,连接ED,
∵∠ABE=∠ACD,
∴C,E,D,B四点共圆,
∴∠CBD+∠CED=180°,
∵∠AED+∠CED=180°,
∴∠AED=∠ABC,
又∵∠EAD=∠BAC,
∴△AED∽△ABC,
∴,
∵,CD是△ABC的中线,
∴,
∴,
解得:AE=4(负值舍去);
(3)如图,过点D作DE⊥AB于点E,连接BD,
∵AB∥CD,∠ABC=90°,
∴∠BCD=90°,
∴△BCD是等腰直角三角形,
∴∠DBC=45°,
∵BC=50,
∴CD=BC=50,
∵DE⊥AB,
∴∠DEB=90°,
∴四边形BCDE是矩形,
又∵CD=CB,
∴四边形BCDE是正方形,
则BE=CD=50,
∵∠CPD=45°=∠DBC,
∴P在正方形BCDE的外接圆上运动,设圆心为O,连接CO,
∵AB=100,
∴AE=50,
延长AP交⊙O于点F,连接PE,BF,EF,AC,DF,
∵,
∴∠PFE=∠PBE,
∵∠PAE=∠BAF,
∴△APB∽△AEF,
∴,∠APB=∠AEF,
∴,
∴当EF为圆的直径时,即C,F重合时,取得最小值,
∴,
∴,
此时如图所示,
∵∠DEC=45°,∠AED=90°,
∴∠AEC=135°,
∴∠APB=135°,
又∵,
∴∠APB+∠CPB=180°,
∴A,P,C三点共线,即P在AC上,
过点P作PH⊥CD交CD的延长线于点H,
∵BC=50,AB=100,
∴在Rt△ABC中,,
∴,
∵AB∥CD,
∴∠HCP=∠CAB,
∴PH=CP•sin∠HCP,
∵∠AEP+∠PEB=180°,∠ACB+∠PEB=180°,
∴∠AEP=∠ACB,
又∵∠PAE=∠BAC,
∴△PAE∽△BAC,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴平方米,
∴点P是以DB为直径的圆与AC的交点,,此时△PCD的面积为750平方米.
36.已知:在平面直角坐标系中,点O为坐标原点,抛物线分别交x轴、y轴于点A(﹣4,0),点B.
(1)如图1,求c的值;
(2)如图2,连接AB,点C是第一象限抛物线上的一点,过点C作CD⊥AB,垂足为点D.设点C的横坐标为t,CD的长为d,求d与t之间的函数解析式(不要求写出自变量t的取值范围);
(3)如图3,在(2)的条件下,连接BC并延长交x轴于点E,点F是线段AD上一点,连接FC,OF,延长FC交x轴于点G,将线段OF绕点O逆时针旋转90°得到线段OH,过点H作HK∥FG交x轴于点K,若HK=FG,且∠OBE=∠OKH,求d的值.
【答案】(1)c=4;
(2);
(3).
【解答】解:(1)将A(﹣4,0(代入抛物线yx2x+c得,
16(﹣4)+c=0,
解得c=4;
(2)如图,过点C作CR∥y轴交AB的延长线于点R.
∵c=4,
∴yx2x+4,
∵当x=0时,y=4,
∴B(0,4),
∵点C为抛物线yx2x+4上的一点,且点C的横坐标为t,
∴.
设直线AB的解析式为y=mx+n,
∴,
解得,
∴y=x+4,
∴R(t,t+4),
∴.
∵OA=OB,∠AOB=90°,
∴∠OAB=∠OBA=45°,
∴∠R=∠OBA=45°.
在Rt△CDR中,,
∴;
(3)如图,连接AH,连接FH交OA于点P,过点D作DQ⊥OB,垂足为点Q,令CD与OB的交点为T,连接FT.
由旋转的性质得,OF=OH,∠FOH=90°,
∵∠AOH+∠AOF=90°,∠BOF+∠AOF=90°,
∴∠AOH=∠BOF.
∵OA=OB,∠AOH=∠BOF,OH=OF,
∴△AOH≌△BOF(SAS),
∴AH=BF,∠OAH=∠OBF=45°.
∵HK∥FG,
∴∠PKH=∠PGF,∠PHK=∠PFG,
又∵HK=FG,
∴△KPH≌△GPF(ASA),
∴PH=PF,
又∵OF=OH,OP=OP
∴△OPH≌△OPF(SSS),
∴∠OPH=∠OPF=90°,
∴OP⊥FH,
∴AF=AH,
∴AF=AH=BF,
在Rt△AOB中,由勾股定理可得AB4,
∴BF=AFAB=2,
∵OP⊥FH,
∴FP∥BO,
∴△AFP∽△ABO,
∴,
∵OA=OB,
∴AP=PF,
∵AP2+PF2=AF2,
∴AP=PFAF=2,
∴OP=4﹣2=2,
∴F(﹣2,2).
∵∠OBE=∠OKH=∠AGF,∠OBA=∠BAO=45°,
∴∠OBE+∠OBA=∠AGF+∠BAO,
∴∠CBF=∠CFB,
∴CF=CB,
又∵CD⊥BF,
∴,
∴BT=FT,
∴∠BFT=∠FBT=45°,
∴∠BTF=90°,
∴FT∥AO,
∴△BFT∽△BAO,
∴,
∴BT=2,
∴TO=2,
∴T(0,2).
∵DQ⊥OB,
∴DQ∥FT,
∴△BDQ∽△BFT,
∴,
∵BT=FT,
∴BQ=DQ,
∵BQ2+DQ2=BD2,
∴,
∴OQ=OB﹣BQ=3,
∴D(﹣1,3).
设直线DT的解析式为y=kx+b,
∴
解得,
∴y=﹣x+2.
∵在直线DT上,
∴.
解得t1=1,(舍),
∴.
37.已知抛物线y=ax2﹣bx(a,b为常数,其中a≠0).
(1)求证:抛物线与x轴必有交点;
(2)点A(x1,y1)在抛物线y=ax2﹣bx上,点B(x2,y2)在抛物线y=(a+1)x2﹣2x(a≠﹣1)上.当时,是一个与x1无关的定值.
(i)求b的值;
(ii)若点B是经由点A向右平移m个单位,向上平移n个单位得到,且满足,求n的最小值.
【答案】(1)∵y=ax2﹣bx(a,b为常数,其中a≠0),
当y=0时,得:ax2﹣bx=0,
∵Δ=(﹣b)2﹣4a×0=b2≥0,
∴ax2﹣bx=0必有解,
∴抛物线与x轴必有交点;
(2)(i)b=2;
(ii)n=﹣4.
【解答】(1)证明:∵y=ax2﹣bx(a,b为常数,其中a≠0),
当y=0时,得:ax2﹣bx=0,
∵Δ=(﹣b)2﹣4a×0=b2≥0,
∴ax2﹣bx=0必有解,
∴抛物线与x轴必有交点;
(2)解:(i)∵点A(x1,y1)在抛物线y=ax2﹣bx上,将点A的坐标代入得:
∴y1;
点B(x2,y2)在抛物线y=(a+1)x2﹣2x上,将点B的坐标代入得:
∴y2,
∵,
∴,
∴,
则x2x1[(a+1)x2﹣2]=x2x1(ax1﹣b),
∴x1x2[(a+1)x2﹣2]=x1x2(ax1﹣b),
∵,
∴x1≠0,x2≠0,(当x1=0,x2=0,无意义),
∵x1x2[(a+1)x2﹣2]=x1x2(ax1﹣b),
∴(a+1)x2﹣2=ax1﹣b,
∴,
∴,
∵是一个与x1无关的定值.
∴,
∴﹣b+2=0,
∴b=2;
(ii)∵点B(x2,y2)是经由点A(x1,y1)向右平移m个单位,向上平移n个单位得到,
∴x2=x1+m,y2=y1+n,
∵,
∴,
∴x2=﹣x1,
∵点A(x1,y1)在抛物线y=ax2﹣bx上,点B(x2,y2)在抛物线y=(a+1)x2﹣2x上.
∴,
∵x2=﹣x1,
∴y2,
∵y2=y1+n,
∴,
∴,
∵b=2,
∴,
∵1>0,
∴的开口方向向上,在x1=﹣2时,函数的最小值为n=﹣4.
38.项目化研究:
项目主题:泗阳大桥的抛物线之美﹣数据测量与计算
项目背景:如图1,泗阳大桥采用A型塔斜拉桥结构,主塔呈抛物线造型,兼具力学稳定性与美学价值.作为京杭大运河上的重要工程,大桥融合了传统运河文化与现代建筑艺术,橙红色塔身与碧水相映成趣,成为“水韵泗阳”的靓丽名片,某数学学习小组决定利用一次综合实践活动,结合自己所学知识,通过测量来探究大桥主塔高度.
数据测量与收集:如图2,桥塔底部宽OA=60m,在某一时刻测得塔顶D在桥面上的投影D1到OA中点E的距离ED1=16m(在一定范围内,我们将桥面看作是水平面),ED1与水平塔架BC的投影B1C1相交于点F1,在同一时刻测得高21cm的测绘仪的投影长度为4cm.
数学公式备用:若P(x1,y1)、Q(x2,y2)在抛物线y=ax2+bx+c上,则线段PQ与抛物线围成“弓形PQ”的面积为:.
数学建模:以O为坐标原点,OA为x轴的正方向建立平面直角坐标系,点A的坐标为(60,0).
探究问题:
(1)桥塔的高度DE= 84cm ;
(2)求抛物线的函数表达式;
(3)若此时测得EF1=12m,
①求水平塔架BC的长度;
②设“弓形BC”的面积为S1,四边形OACB的面积为S2,记,请直接写出k值.
【答案】(1)84cm;
(2)抛物线的函数表达式;
(3)①BC=30cm;②.
【解答】解:(1)∵在某一时刻测得塔顶D在桥面上的投影D1到OA中点E的距离ED1=16m(在一定范围内,我们将桥面看作是水平面),在同一时刻测得高21cm的测绘仪的投影长度为4cm,
∴,
解得DE=84cm,
故答案为:84cm;
(2)∵桥塔底部宽OA=60m,在某一时刻测得塔顶D在桥面上的投影D1到OA中点E,
∴A(60,0),D(30,84),
设抛物线的函数表达式y=ax2+bx+c,
代入A(60,0),D(30,84),O(0,0)可得,
解得,
∴抛物线的函数表达式;
(3)①由题意可得,
∵EF1=12m,
∴EF=63m,
当时,解得x1=15,x2=45,
∴B(15,63),C(45,63),
∴BC=45﹣15=30cm;
②由题意可得“弓形BC''的面积为,
四边形OACB的面积为,
∴.
39.解决下列问题:
问题探究
(1)如图1,半圆O的直径AB=6,点P是半圆O上的一个动点,则△ABP面积的最大值 9 ;
(2)如图2,△ABC与△BDE都为等边三角形,当CE⊥BD时,求∠ADB的度数;
问题解决:
(3)如图3,市政部门准备在一块空地上修建一个四边形的便民休闲区ABCD,其中BC=400米,∠DCB=45°,AB⊥BC且,AC和BD是两条小路,AC和BD的交点为点E,其中△BCE区域为健身区,为响应“全民健身”的号召,现要使点B、C、E围成的三角形面积最大,求△BCE面积的最大值.(结果保留根号)
【答案】(1)9;
(2)30°;
(3).
【解答】(1)解:如图1,连接OP,过点P作PZ⊥AB于点Z,
则,
∴PZ≤OP=3,
∴当点Z与点O重合时,点P到AB距离的最大值是3,此时△ABP的面积最大,
∴△ABP面积的最大值为.
故答案为:9;
(2)解:∵△ABC与△BDE都为等边三角形,
∴BC=BA,BD=BE,∠ABC=∠DBE=60°,
∴∠ABD=∠CBE,
∴△ABD≌△CBE(SAS),
∴∠ADB=∠CEB,
∵CE⊥BD,
∴∠CEB=90°﹣∠DBE=30°,
∴∠ADB=30°;
∵△ABC与△BDE都为等边三角形,
∴BC=BA,BD=BE,∠ABC=∠DBE=60°,
∴∠ABD=∠CBE,
∴△ABD≌△CBE(SAS),
∴∠ADB=∠CEB,
∵CE⊥BD,
∴∠CEB=90°﹣∠DBE=30°,
∴∠ADB=30°;
(3)解:如图3,过点D作DF⊥DC交BC于点F,连接AF,
∵∠BCD=45°,
∴△CDF为等腰直角三角形,
∴DF=DC,∠DFC=45°,
∴,
∵,
∴FC+AB=BC,
∵FC+BF=BC,
∴AB=BF,
∵∠ABC=90°,
∴△ABF为等腰直角三角形,
∴∠AFB=45°,
∴,
∴,
∵∠AFB=∠DFC=45°,
∴∠BFD=∠AFC,
∴△BFD∽△AFC,
∴∠FBD=∠FAC,
∵∠FAC+∠ACF=∠AFB=45°,
∴∠FBD+∠ACF=45°,
∴∠BEC=135°,
∵BC=400米,
∴如图3,作△BEC的外接圆,记为⊙O,连接OE、OB、OC,过点O作OK⊥BC于K,交于点E′,过点E作EH⊥BC于点H,过点O作ON⊥EH交EH延长线于点N,
则∠OKH=∠KHN=∠N=90°,
∴四边形KONH为矩形,
∴NH=OK,
∵∠BEC=135°,
∴∠BOC=360°﹣2∠BEC=90°,
∴△BOC为等腰直角三角形,
∴,(米),
∵(米),
∴,
当点E,E′重合时,EH取最大值,最大值即为E′K的长,此时△BCE的面积最大,
∴,
即△BCE面积的最大值为.
40.在平面直角坐标系中,点O为坐标原点,直线y=kx+6交x轴负半轴于点A,交y轴于点B,且OA=OB.
(1)如图1,求k的值;
(2)如图2,点C在AB上,过点C作AB的垂线,交OB于点E,交x轴于点D,连接OC,设点D的横坐标为t,△OCD的面积为S,求S关于t的函数关系式;
(3)如图3,在(2)的条件下,点F在AO上,连接CF和EF,CF=EF,点G是AF的中点,连接CG,∠ACG+2∠OCD=45°,过点E作CF的平行线交OF于点H,延长CO到点K,点K的纵坐标为﹣t,点P在第四象限,连接DP、HP、KP,∠DPK=90°,PH平分∠DPK,求点P的坐标.
【答案】(1)k=1;
(2);
(3).
【解答】解:(1)直线y=kx+6交x轴负半轴于点A,交y轴于点B,且OA=OB,
当x=0时,得:y=6,
∴点B的坐标为(0,6),
∴OB=6,
∴OA=OB=6,
∴点A的坐标为(﹣6,0),
将点A的坐标代入y=kx+6得:
﹣6k+6=0,
解得:k=1;
(2)如图2,过点C作CM⊥AD交AD于点M,
∵OA=OB,∠AOB=90°,
∴∠BAO=∠ABO=45°,
∵AC⊥CD,
∴∠ACD=90°,
∴∠CDA=90°﹣∠CAD=45°=∠CAD,
∴AC=CD,
∴△ACD为等腰直角三角形,
∵CM⊥AD,
∴AM=MD,∠CMD=90°,
∴∠MCD=90°﹣∠CDA=45°=∠CDA,
∴MC=MD,
∵点D的横坐标为t,
∴OD=t,AD=OA+OD=6+t,
∴,
∴;
(3)设∠FCE=α,
∵CF=EF,
∴∠CEF=∠ECF=α,∠EFC=180°﹣∠CEF﹣∠ECF=180°﹣2α,
∵∠DCM=45°,
∴∠FCM=∠FCE﹣∠DCM=α﹣45°,
∵∠CFM=90°﹣∠FCM=135°﹣α,
∴∠EFM=∠CFM﹣∠CFE=α﹣45°,
∴∠FCM=∠EFO,
在△CMF和△FOE中,
,
∴△CMF≌△FOE(AAS),
∴OF=CM,OE=MF,
设∠OCD=β,
∵∠ACG+2∠OCD=45°,
∴∠ACG=45°﹣2β,
∴∠CGO=∠CAO+∠ACG=90°﹣2β,∠GCO=∠ACD﹣∠ACG﹣∠OCD=45°+β,
∴∠GOC=180°﹣∠CGO﹣∠GCO=45°+β,
∴∠GCO=∠GOC,
∴OG=GC,
由(2)可知:OD=t,AD=OA+OD=6+t,,
∴,
∴,
∵G为AF中点,
∴,
∴,
∴,
在Rt△GCM中,由勾股定理得:MG2+MC2=GC2,
∴,
解得:t1=2,t2=﹣6(不合题意,舍去),
∴OF=4,OD=2,
∴FD=OF+OD=6,OE=OD=2,CM=4,
∴,
∵OE∥CM,
∴E为CD的中点,
∵EH∥CF,
∴,
∴,
∴OH=HD﹣OD=1,
如图3,过点H作HP的垂线交PK延长于V,过点H作x轴的垂线交KV于W,
∵∠DPK=90°,PH平分∠DPK,
∴∠HPD=∠HPK=45°,
∵∠VHP=90°,
∴∠HVP=90°﹣∠HPK=45°,
∴HV=HP,
∵∠VHW+∠WHP=90°,∠DHP+∠WHP=90°,
∴∠VHW=∠DHP,
∵∠V=∠HPV=45°,
∴△HWV≌△HDP(ASA),
∴HW=HD=3,
过点K作KR⊥HW于点R,交y轴于Q,
∵K的纵坐标为﹣t,
∴OQ=2,
∴tan∠KOQ=tan∠OCM,
∴,
∴KQ=1,
∵RQ=HO=1,
∴RK=2,
∴RW=HW﹣HR=HW﹣OQ=1,
过点P作x轴的垂线,垂足为N交RK的延长线于点L,
∵∠PKL=∠WKR,
∴,
∴KL=2PL,
设PL=n,则KL=2n,
∵∠DPN=∠PKL,
∴tan∠DPN=tan∠PKL,
∴,
∵PN=2﹣n,
∴,
∵QL=ON,
∴QK+KL=OD+DN,
∴,
∴,
∴.
41.综合与探究
已知△ABC中,点E在边AB上,点F在边BC的延长线上,连接EF交AC于点D.
【初探】(1)如图1,若∠B=90°,AB=BC,AE=CF,过点E作EG∥BF交AC于点G.
①求证:△DGE≌△DCF;
②求证:;
【再探】(2)如图2,若∠B=90°,AB=2BC,AE=2CF,探究CD与BE之间的数量关系;
【深探】(3)如图3,AB是半圆O的直径,点C是半圆上一点,点E是AB上一点,点F在BC延长线上,AB=8,AE=2,BC=4CF,当点C从点B运动到点A,请直接写出点D的运动路径的长.
【答案】(1)①∵AB=BC,∠B=90°,
∴.
∵EG∥BF,
∴∠AEG=∠B=90°,∠GED=∠F,∠AGE=∠ACB.
∴∠AGE=∠A.
∴AE=GE.
又∵AE=CF,
∴GE=CF.
在△DGE和△DCF中,
∵∠GED=∠F,∠GDE=∠CDF,GE=CF,
∴△DGE≌△DCF(AAS).
②如图所示,过点D作BF的垂线,交BF于点H.
∵△DGE≌△DCF,
∴DE=DF.
∴EF=2DF.
∵DH⊥BF,
∴∠DHF=90°.
∴∠DHF=∠B=90°.
又∵∠F=∠F,
∴△DHF∽△EBF.
∴.
∴BE=2DH.
∵.
∴.
(2)如图所示,过点E作AB的垂线,交AC于点G,过点D作BF的垂线,交BF于点H.
∵GE⊥AB,
∴∠AEG=90°.
∴∠AEG=∠B=90°.
又∵∠A=∠A,
∴△AEG∽△ABC.
∴.
∴AE=2GE.
又∵AE=2CF,
∴GE=CF.
同(1)可证得△DGE≌△DCF(AAS),
∴DE=DF.
同(1)可证得BE=2DH.
∵∠DHC=∠B=90°,∠ACB=∠DCH=90°,
∴△ACB∽△DCH.
∴.
∴.
∴.
∴.
∴.
(3).
【解答】(1)证明:①∵AB=BC,∠B=90°,
∴.
∵EG∥BF,
∴∠AEG=∠B=90°,∠GED=∠F,∠AGE=∠ACB.
∴∠AGE=∠A.
∴AE=GE.
又∵AE=CF,
∴GE=CF.
在△DGE和△DCF中,
∵∠GED=∠F,∠GDE=∠CDF,GE=CF,
∴△DGE≌△DCF(AAS).
②如图所示,过点D作BF的垂线,交BF于点H.
∵△DGE≌△DCF,
∴DE=DF.
∴EF=2DF.
∵DH⊥BF,
∴∠DHF=90°.
∴∠DHF=∠B=90°.
又∵∠F=∠F,
∴△DHF∽△EBF.
∴.
∴BE=2DH.
∵.
∴.
(2)解:如图所示,过点E作AB的垂线,交AC于点G,过点D作BF的垂线,交BF于点H.
∵GE⊥AB,
∴∠AEG=90°.
∴∠AEG=∠B=90°.
又∵∠A=∠A,
∴△AEG∽△ABC.
∴.
∴AE=2GE.
又∵AE=2CF,
∴GE=CF.
同(1)可证得△DGE≌△DCF(AAS),
∴DE=DF.
同(1)可证得BE=2DH.
∵∠DHC=∠B=90°,∠ACB=∠DCH=90°,
∴△ACB∽△DCH.
∴.
∴.
∴.
∴.
∴.
(3)解:如图所示,过点E作BC的平行线,交AC于点G,取BE的中点为点H,连接DH.
∵AB为⊙O的直径,
∴∠ACB=90°.
∵GE∥BC,
∴△AEG∽△ABC.
∴.
∴BC=4GE.
又∵BC=4CF,
∴GE=CF.
∵GE∥BC,
∴∠GED=∠F.
在△DEG和△DFC中,
∠GED=∠F,∠GDE=∠CDF,GE=CF,
∴△DEG≌△DFC(AAS).
∴DE=DF.
又∵EH=HB,
∴DH∥BC.
∴∠ADH=∠ACB=90°.
∴点D的运动轨迹为以AH为直径的半圆.
∴点D的运动路径的长.
42.探索四边形与矩形中的角度及边长关系.
问题提出:
(1)如图①,在四边形ABCD中,AB=10,BC=8,AD=DC,∠ADC=2∠ABC=120°,求四边形ABCD的对角线BD的长;
问题解决:
(2)如图②,矩形ABCD为某公园内的一片空地,现计划将此区域修建为园林景观,其中将△BPC区域建设为池塘,四边形PEGF区域放置假山,其余区域种植花草树木.已知,BC=60m,G为AD的中点,∠BPC=2∠EPF=2∠EGF=120°,PE=PF.根据设计要求,需将假山区修建的尽可能小.试问四边形PEGF面积是否存在最小值?若存在,求出四边形PEGF面积的最小值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);
(2)四边形PEGF的面积存在最小值,最小值为.
【解答】解:(1)∵∠ADC=2∠ABC=120°,
∴∠ADC+∠ABC=180°,
∴∠A+∠BCD=180°,
如图①,AD=CD,∠ADC=120°,将△ABD绕点D逆时针旋转120°得到△CED,则∠BCD+∠ECD=∠BCD+∠A=180°,
∴B、C、E三点共线,
∴∠BDE=120°,BD=DE,
∴△BDE为等腰三角形,
∵∠BDE+∠DBE+∠DEB=180°,
∴∠DBE=∠DEB(180°﹣120°)=30°,
过点D作DF⊥BE,垂足为F,
∴∠BDF=60°,
∵CE=AB=10,BC=8,
∴BE=BC+CE=18,
∴,
在直角三角形BDF中,;
(2)四边形PEGF面积存在最小值;
如图②,连接GP将△GFP绕点P逆时针旋转60°,得到△G′EP,连接GG′,
∵EP=FP,,
∴点E与点F对应,点G与点G′对应,
∴G′P=GP,∠G′PG=∠EPF=60°,
∴△GG′P为等边三角形,
∵2∠EGF=120°,
∴∠EGF=60°,
∴∠GEP+∠GFP=240°,
∴∠G′EG=120°,
∴(S四边形PEGF)min=(S四边形PG′EG)min=(S△G′PG)min﹣(S△G′EG)max,
作△G′EG的外接圆O,过点O作OM⊥GG′,垂足为M,过点E作EN⊥GG′,垂足为N,连接EO、NO,
当N、M两点重合时有NOmin=MO,此时NEmin=EO﹣MO,
∴此时,
作△BPC的外接圆O′,过点G作GI⊥BC,垂足为I,交圆O′于点K,过点P作PH⊥BC,垂足为H,连接O′P、O′I,
∵PG≥GI﹣PH,
∴当G、P、H三点共线时有PGmin=GI﹣PH,
∵点G为AD的中点,
∴O′I⊥BC,
∴PH≤PO′﹣O′I,
∴当P、H、O′三点共线时有PHmax=PO′﹣O′I,
此时,G、P、H、O′四点共线,
∴PGmin=GI﹣PHmax=GI﹣PO′+O′I=GI﹣KI,
连接BO′、BK,
∵∠BPC=120°,
易得∠KO′B=60°,
∴△BO′K为等边三角形,
∵BC=60m,
∴BI=30m,
∴,,
∵,
∴,
∴四边形PEGF的面积存在最小值,最小值为.
43.问题探究
(1)如图①,DE是△ABC的中位线,点F在DB上,DF=2BF,连接EF并延长,与CB的延长线相交于点M.若BC=4,则线段CM的长为 5 ;
(2)如图②,在Rt△ABC中,AC⊥BC,AC=4,BC=6,P是△ABC内部的一个动点,且满足∠PCA=∠PBC,求线段AP的最小值;
问题解决
(3)如图③,某学校规划一块矩形劳动实践基地ABCD,用于班级种植,EF是两个工具房,分别在AB,CD边上,且CF=2BE,沿EF铺设一条运送通道,再从点A铺设一条垂直于EF的小路AM,在点M处修一个肥料存放点,点C处是基地水房,为方便参加劳动实践的同学取水后能最快到达点M处获取肥料,需要沿CM铺设一条小路,要求CM尽可能的短,已知AB=50m,BC=40m.请问CM是否存在最小值?若存在,求出CM的最小值;若不存在,请说明理由.(工具房、肥料存放点、水房的大小均忽略不计)
【答案】(1)5;
(2)2;
(3)CM存在最小值,为.
【解答】解:(1)∵DE是△ABC的中位线,BC=4,
∴,DE∥BC,
∴△BMF∽△DEF,
∴,
∵DF=2BF,
∴,
∴BM=1,
∴CM=BM+BC=1+4=5,
故答案为:5;
(2)∵AC⊥BC,
∴∠ACB=90°,即∠PCA+∠PCB=90°,
∵∠PCA=∠PBC,
∴∠PBC+∠PCB=90°,
∴∠BPC=90°,
则动点P是在以BC的中点为圆心,BC的长为直径的圆上,且在△ABC内部的圆弧上,
如图②,以BC的中点O为圆心,OC为半径画圆弧交AB于点Q,连接AO,交圆弧于一点,即为点P,此时线段AP的值最小,
∵BC=6,
∴,
在Rt△ACO,∠ACB=90°,AC=4,
由勾股定理得:,
∴AP=AO﹣OP=5﹣3=2,
则线段AP的最小值为2;
(3)CM存在最小值;理由如下:
如图③,延长FE、CB相交于点G,连接AG,点O是AG的中点,作ON⊥GB,
∵四边形ABCD为矩形,
∴∠ABG=90°,AB∥CD,
∴△GBE∽△GCF,
∴,
∵CF=2BE,BC=40m,
∴,即,
解得:GB=40(经检验,是分式方程的解,且符合题意),
∵AM⊥EF,即∠AMG=90°,
∴动点M的运动轨迹是以点O为圆心,AG为直径的圆弧上,
以点O为圆心,AG为直径作圆弧,连接OC,交圆弧于一点,即为点M,此时CM的值最小,
在Rt△ABG中,GB=40m,AB=50m,
由勾股定理得:(m),
∴m,
∵ON⊥GB,
∴m,
在Rt△OGN中,由勾股定理得:ON25(m),
∵CN=GB+BC﹣GN=60m,
在Rt△ONC中,由勾股定理得:OC65(m),
∴CM=OC﹣OM=(65﹣5)m,
则CM存在最小值,最小值为(65﹣5)m.
44.(1)发现:如图1所示,BD是矩形ABCD的对角线,作AF⊥BD交BD于点F,交BC于点E.求证:△ABE∽△BCD;
(2)探究:如图2,点G是矩形ABCD边BC上一点,连接DG,过点D作AF⊥DG交BC于点G,,探究的值;
(3)拓展:在矩形ABCD中,AB=3,BC=6,点P为BC边上的三等分点,点E和F分别为直线AD和BC上的点,将矩形ABCD沿直线EF翻折,点P恰好落在边CD上的点Q处,求的值.
【答案】(1)证明:∵AE⊥BD,
∴∠EFB=90°,
∴∠FBE+∠FEB=90°,
又∵四边形ABCD为矩形,
∴∠C=∠ABC=90°,
∴∠FBE+∠BDC=90°,
∴∠FEB=∠BDC,
∴△ABE∽△BCD.
(2);
(3)或.
【解答】(1)证明:∵AE⊥BD,
∴∠EFB=90°,
∴∠FBE+∠FEB=90°,
又∵四边形ABCD为矩形,
∴∠C=∠ABC=90°,
∴∠FBE+∠BDC=90°,
∴∠FEB=∠BDC,
∴△ABE∽△BCD.
(2)解∵BG=GE,,
设AB=6a,BC=11a,BG=GE=x,
∵CE=11a﹣2x>0,
∴,
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠C=90°,∠ABE=90°,CD=AB=6a,
∴∠CGD+∠CDG=90,∠ABE=∠C,
∵AF⊥DG,
∴∠GFE=90°,
∴∠CGD+∠AEB=90°,
∴∠AEB=∠GDC,
∴△AEB∽△GDC,
∴,
∴,
∴x=2a或x=9a(与矛盾,舍去),
∴;
(3)解:作EM⊥BC于点M,则∠EMB=∠EMF=90°,
∵在矩形ABCD中,∠A=∠B=90°,∠C=90°=∠EMF,
∴四边形ABME为矩形,
∴EM=AB=3,
根据题意可知,点P和点Q关于直线EF对称,
∴EF⊥PQ,
∴∠CPQ+∠PFE=90°,
∵∠C=90°,
∴∠CPQ+∠CQP=90°,
∴∠MFE=∠CQP,
∴△EMF∽△PCQ,
∴,
∵BC=6,点P为BC边上的三等分点,
∴或,
∴或,
∴或.
45.冰雪运动已经逐渐走向大众,某滑雪场的跳台滑雪深受大家喜欢.图1为滑雪大跳台的简化模型:BC段为抛物线型的滑道.滑雪爱好者小华某一次从台端B点出发,在滑道BC上获得高速度,从跳台区的末端C点飞出后,身体以抛物线轨迹CD在空中飞行,BC段的抛物线与CD段的抛物线恰好关于点C成中心对称.我们以OC为y轴,水平面OA为x轴建立如图2所示的平面直角坐标系,已知AB⊥OA,OC⊥OA,跳台高AB是8m,OA长度10m,OC高度6m,BC段的抛物线最低点到y轴的距离为4m.
(1)求小华在空中飞行的最大高度为多少米?
(2)为了安全着想,利用斜坡CE的角度进行有效的缓冲,若小华落在斜坡上的落点与飞行过程中最高点的高度差为6.4m,求落点到OC的水平距离?
【答案】(1)7.6米;
(2)12m.
【解答】解:(1)∵运动员从跳台区的末端C点水平飞出,
∴C坐标为(0,6).
∵AB⊥OA,OC⊥OA
∴B坐标为(﹣10,8).
∵BC段的抛物线最低点到y轴的距离为4m.
∴设抛物线的解析式为y=a(x+4)2+c.
依题意,得,
解得,
∴抛物线的函数解析式为.
∵BC段的抛物线与CD段的抛物线关于点C(0,6)成中心对称,
∴CD段的抛物线的顶点坐标(4,7.6),
∴CD段的抛物线的函数解析式:.
∴飞行过程中最大高度为7.6米.
(2)∵小华落在斜坡上的落点与飞行过程中最高点的高度差为6.4m,
∴小华在斜坡上的落点高度为7.6﹣6.4=1.2m,
令,
解得x1=12,x2=﹣4(舍去).
答:落点到OC的水平距离是12m.
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