内容正文:
2025-2026学年度第一次学情调研
九年级数学试卷
注意事项:
1.本试卷考试时间为120分钟,试卷满分150分.考试形式闭卷.
2.本试卷中所有试题必须作答在答题纸上规定的位置,否则不给分.
3.答题前,务必将自己的学校、班级、姓名、准考证号填写在答题纸上相应位置.
一、选择题(本大题共有8小题,每小题3分,共24分.在每小题所给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的,请将正确选项的字母代号填写在答题卡相应位置上)
1. 中国人最早使用负数,可追溯到两千多年前的秦汉时期,的绝对值是( )
A. B. C. D. 2026
2. 在平面直角坐标系中,点关于y轴对称点的坐标为( )
A. B. C. D.
3. 空气的成分(除去水汽、杂质等)是:氮气约占78%,氧气约占21%,其他微量气体约占1%.要反映上述信息,宜采用的统计图是( )
A. 条形统计图 B. 折线统计图 C. 扇形统计图 D. 频数分布直方图
4. 我国古代有很多关于数学的伟大发现,其中包括很多美丽的图案,下列图形既是轴对称图形又是中心对称图形的是( )
A. B.
C. D.
5. 如图,平行四边形的周长是对角线与交于点是中点,的周长比的周长多,则的长度为( )
A. B. C. D.
6. 小明参加了一场1500米的跑步比赛,他以4米/秒的速度跑了一段路程后,又以3米/秒的速度跑完了剩下的路程,一共花了7.5分钟,设小明以4米/秒的速度跑了x米,则列方程为( )
A. B.
C. D.
7. 若是关于x的不等式的一个解,则a可取的最大整数为( )
A. 6 B. 7 C. 8 D. 9
8. 已知点,两点在反比例函数的图象上.则下列判断正确的是( )
A. 若,则
B. 若,则
C. 若,点、在同一象限,则
D. 若,点、在不同象限,则
二、填空题(本大题共有8小题,每小题3分,共24分.不需写出解答过程,请将答案直接写在答题卡相应位置上).
9. 地球距月球大约为38.4万千米的,将38.4万用科学记数法表示为_______.
10. 因式分解:=_____.
11. 如图,点D在射线上,直线,,那么的度数为______.
12. 若关于x的一元二次方程有实数根,则实数k的取值范围是_________.
13. 已知是锐角,且,则__________.
14. 若一次函数的图像向上平移两个单位后经过点,则代数式的值为____.
15. 如图,在扇形中,点P在上,连接,将沿折叠得到.若,且与所在的圆相切于点B.则______.
16. 已知中,,延长到点D,使,过点A、D分别作、的平行线交于点E,连接,则线段的取值范围为______.
三、解答题(本大题共有11小题,共102分.请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出文字说明、推理过程或演算步骤)
17. 计算:.
18. 解不等式组:.
19. 解分式方程:.
20. 某电影院为了全面了解观众对《飞驰人生3》的满意度情况,进行随机抽样调查,分为四个类别:A.非常满意;B.满意;C.基本满意;D.不满意.依据调查数据绘制成图1和图2的统计图(不完整).根据以上信息,解答下列问题:
(1)本次接受调查的观众共有______人;
(2)扇形统计图中,扇形C的圆心角是______;
(3)请补全条形统计图;
(4)春节期间,该电影院来观看《飞驰人生3》的观众约4000人,请估计观众中对该电影满意的人数.(A、B、C类视为满意)
21. 26年春晚的吉祥物是一组名为:“骐骐”、“骥骥”、“驰驰”和“骋骋”(分别记作A,B,C,D)的四匹骏马,小明在四张完全相同的不透明卡片的正面绘制了如图所示的图案,卡片背面保持完全相同.现将这四张卡片背面朝上洗匀后,玩如下游戏:
(1)小明从中随机抽取一张卡片,恰好抽到“骐骐”的概率为 ;
(2)小明从中一次随机抽取两张卡片,请用画树状图或列表的方法,求抽取的两张卡片正好是“骐骐”和“骥骥”的概率.
22. 如图1所示,某种型号的机器人在展示中国功夫时的精彩瞬间,图2是其瞬间的几何示意图,机器人的一腿直立于地面,小腿部分刚好与地面平行,上身垂直于大腿,即 于点,,于点是机器人小腿上踢后与大腿在同一直线的瞬间.(这里的小腿都包括脚面部分,上身包括头部部分).已知 ,,求∶
(1)的度数
(2)点P距离地面的高度.(结果精确到.参考数据∶)
23. 团扇又称宫扇、纨扇,是一种圆形有柄的扇子,它代表着团圆友善、吉祥如意,是中国汉族传统工艺品及艺术品.如图1是一柄团扇示意图,它由一个手柄和一个扇面组成,手柄所在直线经过扇面圆心,将其插入扇架中间并垂直于底座,为方便取用,扇架两端的支架高度要不大于手柄长度的一半,如图2,已知该团扇的半径为,过扇柄一端P的直线与扇面相切于点A,.
(1)求扇架支架的的最大高度;
(2)为了美观,要在如图2所示的阴影部分做装饰,求做装饰部分的面积.
24. 端午节期间,甲、乙两人沿同一路线行驶,各自开车同时去离家560千米的景区游玩,甲先以每小时60千米的速度匀速行驶1小时,再以每小时m千米的速度匀速行驶,途中休息了一段时间后,仍按照每小时m千米的速度匀速行驶,两人同时到达目的地,图中折线、线段分别表示甲、乙两人所走的路程,与时间之间的函数关系的图象请根据图象提供的信息,解决下列问题:
图中E点的坐标是______,题中______,甲在途中休息______h;
求线段CD的解析式,并写出自变量x的取值范围;
两人第二次相遇后,又经过多长时间两人相距20km?
25. 已知抛物线(a,b,c是常数,)与x轴交于点,,且.
(1)当,,且时.
①求抛物线的表达式;
②当时,求此函数的最大值与最小值的和;
(2)若,,求证:.
26. 阅读材料,解决问题.
课题
图形翻折变换中圆的有关问题探究
素材
如图1,在中,,,,点E、F分别是边、上的动点,连接,,在同一平面内,将沿着翻折得,M为的中点,过点M作的垂线交于点O,以长为半径作.
变换1
如图2,点E为的中点,且点P恰好落在边上,与交于点H,连接.
变换2
如图3,平分,且.
(1)问题1:根据素材和变换1:
①请说明;
②与相切吗?请说明理由.
(2)问题2:根据素材和变换2:
①直接写出的半径的长为______.
②取图3中的四边形,请用无刻度的直尺与圆规在四边形中作出一个最大的半圆.(保留作图痕迹,不写作图过程,不需证明)
27. 数学活动课上,张老师带领同学们探索菱形的位置变换,研究发现,在某些特殊时刻,图形具有特殊的性质.
【问题情境】
如图1,将两张形状相同的透明菱形纸片、叠放在一起,点与点重合,点、分别在边、上,点落在对角线上.已知,,,点为的中点.
【操作探究】
(1)如图2,将菱形纸片沿着的方向平移至点与点重合,此时,与相交于点,与相交于点.
①试判断四边形是哪一种特殊四边形?并说明理由;
②求四边形的面积.
【拓展提升】
(2)在(1)的条件下,将菱形纸片绕点逆时针旋转,直线和直线分别与直线交于点、.
①当点落在直线上时,求的长;
②当菱形纸片旋转至时,请直接写出的长;
③如图3,当点落在线段的延长线上时,设,,直接写出的值.
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2025-2026学年度第一次学情调研
九年级数学试卷
注意事项:
1.本试卷考试时间为120分钟,试卷满分150分.考试形式闭卷.
2.本试卷中所有试题必须作答在答题纸上规定的位置,否则不给分.
3.答题前,务必将自己的学校、班级、姓名、准考证号填写在答题纸上相应位置.
一、选择题(本大题共有8小题,每小题3分,共24分.在每小题所给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的,请将正确选项的字母代号填写在答题卡相应位置上)
1. 中国人最早使用负数,可追溯到两千多年前的秦汉时期,的绝对值是( )
A. B. C. D. 2026
【答案】D
【解析】
【详解】解:∵ 负数的绝对值等于它的相反数,
∴.
2. 在平面直角坐标系中,点关于y轴对称点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】利用“关于y轴对称的点,纵坐标不变,横坐标互为相反数”的规律计算得到对称点坐标,即可选出正确选项.
【详解】解:∵ 平面直角坐标系中,关于y轴对称的点的坐标特征为:纵坐标不变,横坐标变为原横坐标的相反数.
又∵ 点的坐标为,
∴ 对称点的横坐标为,纵坐标仍为,
即点关于y轴对称点Q 的坐标为.
3. 空气的成分(除去水汽、杂质等)是:氮气约占78%,氧气约占21%,其他微量气体约占1%.要反映上述信息,宜采用的统计图是( )
A. 条形统计图 B. 折线统计图 C. 扇形统计图 D. 频数分布直方图
【答案】C
【解析】
【分析】在扇形统计图中将总体看做一个圆,用各个扇形表示各部分,能清楚的表示出各部分所占总体的百分比.
【详解】根据题意,将空气(除去水汽、杂质等)看做总体,用各个扇形表示空气的成分(除去水汽、杂质等)中每一种成分所占空气的百分比,由此可以选择扇形统计图.
故选C.
【点睛】本题考查了统计图的选取,扇形统计图的特点及优点,熟练掌握各种统计图的特点及优点是解题的关键.
4. 我国古代有很多关于数学的伟大发现,其中包括很多美丽的图案,下列图形既是轴对称图形又是中心对称图形的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】本题考查了中心对称图形和轴对称图形的定义,能熟记中心对称图形和轴对称图形的定义是解此题的关键.中心对称图形是在平面内,把一个图形绕某一定点旋转,能够与自身重合的图形;轴对称图形是在平面内,一个图形沿一条直线折叠,直线两旁的部分能够完全重合的图形.依据定义判断即可.
【详解】解:A中、是轴对称图形,不是中心对称图形,不符合题意;
B中、既是轴对称图形,又是中心对称图形,符合题意;
C中、是中心对称图形,不是轴对称图形,不符合题意;
D中、既不是轴对称图形,也不是中心对称图形,不符合题意;
故选:B.
5. 如图,平行四边形的周长是对角线与交于点是中点,的周长比的周长多,则的长度为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据题意,由平行四边形的周长得到,由的周长比的周长多,则,求出AD的长度,即可求出AE的长度.
【详解】解:∵平行四边形的周长是,
∴,
∵BD是平行四边形的对角线,则BO=DO,
∵的周长比的周长多,
∴,
∴,,
∴,
∵,点E是中点,
∴;
故选:B.
【点睛】本题考查了平行四边形的性质,直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半,解题的关键是熟练掌握平行四边形的性质进行解题.
6. 小明参加了一场1500米的跑步比赛,他以4米/秒的速度跑了一段路程后,又以3米/秒的速度跑完了剩下的路程,一共花了7.5分钟,设小明以4米/秒的速度跑了x米,则列方程为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据两段跑步的总时间等于总用时建立方程.
【详解】解:∵设小明以米/秒的速度跑了米,总路程为米,
∴剩下的路程为米,
∴以米/秒跑米的时间为秒,以米/秒跑剩下路程的时间为秒,
∵总用时为分钟,需统一单位为秒,即总时间为秒,
∴根据总时间的等量关系可列方程.
7. 若是关于x的不等式的一个解,则a可取的最大整数为( )
A. 6 B. 7 C. 8 D. 9
【答案】B
【解析】
【分析】本题主要考查了解一元一次不等式,先解不等式得到,再根据题意可得不等式,解之即可得到答案.
【详解】解:解不等式得,
∵是关于x的不等式的一个解,
∴,
解得,
∴a可取的最大整数为7,
故选:B.
8. 已知点,两点在反比例函数的图象上.则下列判断正确的是( )
A. 若,则
B. 若,则
C. 若,点、在同一象限,则
D. 若,点、在不同象限,则
【答案】C
【解析】
【分析】本题考查了反比例函数的图象和性质,掌握数形结合思想成为解题的关键.根据题意,判断和,该反比例函数的增减性,确定的取值范围,即可求解;
【详解】解:A.若,则随的增大而减小,不知道的值在哪个象限,无法判断,故 A 错误,不符合题意;
B.若,点,两点可以在同一象限,也可以不在同一象限,则可能小于 0 也可能大于 0 ,故 B 错误,不符合题意;
C.若,点在同一象限,则随的增大而减小,所以,故 C 正确,符合题意;
D.若,点在不同象限,则,故D错误,不符合题意;
故选:C.
二、填空题(本大题共有8小题,每小题3分,共24分.不需写出解答过程,请将答案直接写在答题卡相应位置上).
9. 地球距月球大约为38.4万千米的,将38.4万用科学记数法表示为_______.
【答案】
【解析】
【分析】本题考查了科学记数法的表示方法.科学记数法的表示形式为的形式,其中,.
【详解】解:38.4万,
故答案为:.
10. 因式分解:=_____.
【答案】
【解析】
【分析】本题利用平方差公式进行因式分解即可.
【详解】解:原式=(a+2b)(a-2b) .
故答案为:(a+2b)(a-2b)
11. 如图,点D在射线上,直线,,那么的度数为______.
【答案】
【解析】
【详解】解:∵,
∴,
∵,
∴.
12. 若关于x的一元二次方程有实数根,则实数k的取值范围是_________.
【答案】且##且
【解析】
【分析】本题考查的是根的判别式,根据一元二次方程的根与的关系列出不等式即可求解.
【详解】解:∵关于的一元二次方程有实数根,
∴,
解得且.
故答案为:且.
13. 已知是锐角,且,则__________.
【答案】
【解析】
【分析】根据cosA=,设出关于两边的代数表达式,再根据勾股定理求出第三边长的表达式即可推出sinA的值.
【详解】解:由cosA=知,
如果设b=5x,则c=13x,结合a2+b2=c2得a=12x;
∴ .
故,
【点睛】此题考查了同角三角函数的知识,求锐角的三角函数值的方法:利用锐角三角函数的定义,通过设参数的方法求三角函数值,或者利用同角(或余角)的三角函数关系式求三角函数值.
14. 若一次函数的图像向上平移两个单位后经过点,则代数式的值为____.
【答案】7
【解析】
【分析】本题主要考查一次函数图象的平移规律,点与函数图象的关系以及代数式求值,熟练掌握相关知识是解题的关键.
先根据平移规律得到平移后的一次函数解析式,再代入点坐标得到与的等量关系,最后整体代入所求代数式计算即可.
【详解】解:一次函数的图象向上平移个单位长度后,所得函数解析式为
,
由于平移后的图象经过点,
则,
即,
因此,.
15. 如图,在扇形中,点P在上,连接,将沿折叠得到.若,且与所在的圆相切于点B.则______.
【答案】
【解析】
【分析】由切线的性质得,则,由折叠得,所以,则,于是得到问题的答案.
【详解】解:∵与所在的圆相切于点B,
∴,
∴,
∵将沿折叠得到,
∴,
∵,
∴,
∴.
16. 已知中,,延长到点D,使,过点A、D分别作、的平行线交于点E,连接,则线段的取值范围为______.
【答案】
【解析】
【分析】先证得四边形是平行四边形,再确定点A的轨迹是在以为弦的圆弧上,求出弦所对的圆心角,设B为坐标原点,直线为x轴,建立坐标系,再确定点E的轨迹,及圆心坐标,求出,即可解答.
【详解】解:∵,延长到点D,使,
∴,,
由题意得,,
∴四边形是平行四边形,
∴,,
∵中,,
∴点A在以为弦的圆弧上,弦所对的圆心角为,
设这个圆的圆心为,半径为R,
在中,,,
∴是等边三角形,
∴,
∴点A在这个圆上运动(不含B、C两点),
作,于点F,
∴,
设B为坐标原点,直线为x轴,则:,,,
设点,则由(即平行于x轴),,
∵,,
点E的轨迹,就是点A的轨迹圆向右平移6个单位得到的圆,半径仍为2,
∴,,,
,
点E在圆,因此的取值范围为:
,即.
三、解答题(本大题共有11小题,共102分.请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出文字说明、推理过程或演算步骤)
17. 计算:.
【答案】
【解析】
【详解】解:,
,
,
.
18. 解不等式组:.
【答案】.
【解析】
【分析】先求出不等式的解集,再求出不等式组的解集即可.
【详解】
解不等式①得:,解不等式②得:,不等式组的解集为.
【点睛】本题考查了解一元一次不等式组,能根据不等式的解集找出不等式组的解集是解答此题的关键.
19. 解分式方程:.
【答案】原方程无解
【解析】
【详解】解:两边同时乘以得:,
解得:,
检验:将代入,
是方程的增根,原方程无解.
20. 某电影院为了全面了解观众对《飞驰人生3》的满意度情况,进行随机抽样调查,分为四个类别:A.非常满意;B.满意;C.基本满意;D.不满意.依据调查数据绘制成图1和图2的统计图(不完整).根据以上信息,解答下列问题:
(1)本次接受调查的观众共有______人;
(2)扇形统计图中,扇形C的圆心角是______;
(3)请补全条形统计图;
(4)春节期间,该电影院来观看《飞驰人生3》的观众约4000人,请估计观众中对该电影满意的人数.(A、B、C类视为满意)
【答案】(1)100 (2)54
(3)补全条形图如图:
(4)3800人
【解析】
【分析】(1)用A类别的人数除以所占的比例,进行求解即可;
(2)用360度乘以C类别的人数,进行求解即可;
(3)根据C类别的人数补全条形图即可;
(4)利用样本估计总体的思想进行求解即可.
【小问1详解】
解:(人);
【小问2详解】
解:C类别的人数为:,
;
【小问3详解】
略
【小问4详解】
解:(人);
答:估计观众中对该电影满意的人数为3800人.
21. 26年春晚的吉祥物是一组名为:“骐骐”、“骥骥”、“驰驰”和“骋骋”(分别记作A,B,C,D)的四匹骏马,小明在四张完全相同的不透明卡片的正面绘制了如图所示的图案,卡片背面保持完全相同.现将这四张卡片背面朝上洗匀后,玩如下游戏:
(1)小明从中随机抽取一张卡片,恰好抽到“骐骐”的概率为 ;
(2)小明从中一次随机抽取两张卡片,请用画树状图或列表的方法,求抽取的两张卡片正好是“骐骐”和“骥骥”的概率.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)由题意知,共有种等可能的结果,其中抽到“骐骐”的结果有种,利用概率公式可得答案;
(2)画树状图可得出所有等可能的结果数以及抽取的两张卡片正好是“骐骐”和“骥骥”的结果数,再利用概率公式可得出答案.
【小问1详解】
解:由题意知,共有4种等可能的结果,其中抽到“骐骐”的结果有1种,
∴恰好抽到“骐骐”的概率为;
【小问2详解】
解:画树状图如下:
共有12种等可能的结果,其中抽取的两张卡片正好是“骐骐”和“骥骥”的结果有:,,共2种,
∴抽取的两张卡片正好是“骐骐”和“骥骥”的概率为.
22. 如图1所示,某种型号的机器人在展示中国功夫时的精彩瞬间,图2是其瞬间的几何示意图,机器人的一腿直立于地面,小腿部分刚好与地面平行,上身垂直于大腿,即 于点,,于点是机器人小腿上踢后与大腿在同一直线的瞬间.(这里的小腿都包括脚面部分,上身包括头部部分).已知 ,,求∶
(1)的度数
(2)点P距离地面的高度.(结果精确到.参考数据∶)
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】本题主要考查了解直角三角形的实际应用,平行线的性质,垂线的定义,正确作出辅助线是解题的关键.
(1)由垂线的定义得到,再证明,由平行线的性质可得,据此可得答案;
(2)过点P作交延长线于T,证明,解求出的长即可得到答案.
【小问1详解】
解:如图所示,过点A作,
∵,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴;
【小问2详解】
解;如图所示,过点P作交延长线于T,
∵,
∴,
∴,
在中,,
∴,
答:点P距离地面的高度约为.
23. 团扇又称宫扇、纨扇,是一种圆形有柄的扇子,它代表着团圆友善、吉祥如意,是中国汉族传统工艺品及艺术品.如图1是一柄团扇示意图,它由一个手柄和一个扇面组成,手柄所在直线经过扇面圆心,将其插入扇架中间并垂直于底座,为方便取用,扇架两端的支架高度要不大于手柄长度的一半,如图2,已知该团扇的半径为,过扇柄一端P的直线与扇面相切于点A,.
(1)求扇架支架的的最大高度;
(2)为了美观,要在如图2所示的阴影部分做装饰,求做装饰部分的面积.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】(1)连接,,过点作于点,依题意得:,,,在同一条直线上,,,,在中,由勾股定理得,进而得,由此可得扇架两端支架的取值范围;
(2)先在中,利用锐角三角函数求出,进而再分别求出,,进而即可得出阴影部分面积.
【小问1详解】
解:连接,,如图所示:
依题意得:,,,在同一条直线上,
∵扇面的半径为,
∴,
∵直线与扇面相切于点,,
∴,
在中,由勾股定理得:,
∴(cm),
∴扇架两端支架的取值范围为:;
∴的最大高度为;
【小问2详解】
解:过点作于点,如图所示:
在中,,,
∴,
∴,
在中,,
∴是等边三角形,
∴,
∵,
∴,
∴在中,,
∴,
,
∴装饰部分的面积为:.
24. 端午节期间,甲、乙两人沿同一路线行驶,各自开车同时去离家560千米的景区游玩,甲先以每小时60千米的速度匀速行驶1小时,再以每小时m千米的速度匀速行驶,途中休息了一段时间后,仍按照每小时m千米的速度匀速行驶,两人同时到达目的地,图中折线、线段分别表示甲、乙两人所走的路程,与时间之间的函数关系的图象请根据图象提供的信息,解决下列问题:
图中E点的坐标是______,题中______,甲在途中休息______h;
求线段CD的解析式,并写出自变量x的取值范围;
两人第二次相遇后,又经过多长时间两人相距20km?
【答案】,100,1;直线CD的解析式为:;两人第二次相遇后,又经过时或时两人相距
【解析】
【分析】(1)根据速度和时间列方程:60×1+m=160,可得m=100,根据D的坐标可计算直线OD的解析式,从图中知E的横坐标为2,可得E的坐标,根据点E到D的时间差及速度可得休息的时间;
(2)利用待定系数法求直线CD的解析式;
(3)先计算第二次相遇的时间:y=360时代入y=80x可得x的值,再计算x=5时直线OD的路程,可得路程差为40km,所以存在两种情况:两人相距20km,列方程可得结论.
【详解】由图形得,
设OD的解析式为:,
把代入得:,,
:,
当时,,
,
由题意得:,,
,
故答案为,100,1;
,,
直线AE:,
当时,,
,
,
,
设CD的解析式为:,
把,代入得:,解得:,
直线CD的解析式为:;
的解析式为:,
当时,,
,
出发5h时两个相距40km,
把代入得:,
出发时两人第二次相遇,
当时,,
,,
当时,,
,,
答:两人第二次相遇后,又经过时或时两人相距
【点睛】本题考查了一次函数的应用,读懂函数图象,理解横、纵坐标表示的含义,熟练掌握一次函数的相关知识、利用数形结合思想是解题的关键.
25. 已知抛物线(a,b,c是常数,)与x轴交于点,,且.
(1)当,,且时.
①求抛物线的表达式;
②当时,求此函数的最大值与最小值的和;
(2)若,,求证:.
【答案】(1)①;②
(2)
证明:,且,
,
,
由题意,、是一元二次方程的两个根,
,
,
,
,
,
,
.
【解析】
【分析】(1)①待定系数法求出函数解析式即可;②根据二次函数的增减性求出最大值和最小值即可;
(2)根据题意,得到、是一元二次方程的两个根,根据根与系数的关系,求出,将其代入一元二次方程,求出,进而得到,即可.
【小问1详解】
解:①当,,则抛物线经过点,,
且,则,解得:,
则抛物线的表达式为.
②∵,
∴抛物线的开口向上,对称轴为直线,
∴抛物线上的点离对称轴越远,函数值越大,
∵,
∴当时,y取最小值为,
当时,y取最大值为12,
则.
【小问2详解】
略
26. 阅读材料,解决问题.
课题
图形翻折变换中圆的有关问题探究
素材
如图1,在中,,,,点E、F分别是边、上的动点,连接,,在同一平面内,将沿着翻折得,M为的中点,过点M作的垂线交于点O,以长为半径作.
变换1
如图2,点E为的中点,且点P恰好落在边上,与交于点H,连接.
变换2
如图3,平分,且.
(1)问题1:根据素材和变换1:
①请说明;
②与相切吗?请说明理由.
(2)问题2:根据素材和变换2:
①直接写出的半径的长为______.
②取图3中的四边形,请用无刻度的直尺与圆规在四边形中作出一个最大的半圆.(保留作图痕迹,不写作图过程,不需证明)
【答案】(1)
①证明: ∵在 中,,,
∴,
∵点E为的中点,
∴,
∴是等边三角形,
∴,
∴.
∵沿着翻折得,
∴,
∴,
∴在 中,,
∴;
②解:与相切,理由如下:
∵在 中,,,
∴,
∵是等边三角形,
∴,
∵在 中,,,
∴,
∵垂直平分,
∴,.
∴,
在和中,,,即,
又∵,
∴,
∴,即 ,
又为的半径,
∴与相切;
(2)①;
②如图:
【解析】
【分析】(1)①根据已知条件证得是等边三角形,得,再由沿着翻折得,得,得,最后,得 ,即;
②首先,证得是等边三角形, 得,得, 再由垂直平分, 得,,可得,,再证得, 得,即可证得结论;
(2)①首先,由沿着翻折得, 得,得,,再由平分,,证得是正方形的内切圆,然后,再设,则,由,得,,最后,由,列方程,解方程即可;
②根据作图步骤作出一个最大的半圆即可.
【小问1详解】
①略
②略
【小问2详解】
①解:∵沿着翻折得,
∴,
∴,,
∵平分,,
∴,点落在线段上,
∵,
∴四边形是矩形,
∵,
∴四边形是正方形,
∵M为的中点,过点M作的垂线交于点O,
∴是的切线,,
∴是正方形的内切圆.
设,则,
∵,
∴,
∴,
∵,即,解得,
∴;
②解:如图,连接,以P为圆心,长为半径作弧与交于一点,再以F点为圆心,F到对角线与弧线的交点的长为半径作弧与交于一点Q,过点Q作的垂线与对角线交于点,最后,以为圆心,长为半径的半圆就是所求作的图形.
【点睛】证得是等边三角形,由沿着翻折得, 得,证得,得 ,即 ,证得是正方形的内切圆,设,再得,即,同时,熟练掌握等边三角形的判定与性质,全等三角形性质的运用,相似三角形的判定与性质,勾股定理,解直角三角形是解决问题的关键.
27. 数学活动课上,张老师带领同学们探索菱形的位置变换,研究发现,在某些特殊时刻,图形具有特殊的性质.
【问题情境】
如图1,将两张形状相同的透明菱形纸片、叠放在一起,点与点重合,点、分别在边、上,点落在对角线上.已知,,,点为的中点.
【操作探究】
(1)如图2,将菱形纸片沿着的方向平移至点与点重合,此时,与相交于点,与相交于点.
①试判断四边形是哪一种特殊四边形?并说明理由;
②求四边形的面积.
【拓展提升】
(2)在(1)的条件下,将菱形纸片绕点逆时针旋转,直线和直线分别与直线交于点、.
①当点落在直线上时,求的长;
②当菱形纸片旋转至时,请直接写出的长;
③如图3,当点落在线段的延长线上时,设,,直接写出的值.
【答案】(1)①解:四边形 是菱形.
理由如下, 如图 2:
由平移得 ,,
菱形纸片 中,,,,
,,即 ,,
四边形 是平行四边形.
, ,
, ,
, 即,
,
平行四边形 是菱形.
②
(2)①或;②;③
【解析】
【分析】(1)①根据平移的性质,先证明四边形 是平行四边形,进而证明,即可得证;
②连接 ,,设交于点,则经过 点,,由题意知,勾股定理求得,证明得出,进而根据菱形的性质,即可求解.
(2)①如图3,当点落在直线上时,连接,证明,解直角三角形,得出,进而根据;当重合时,;
②当菱形纸片旋转至时,解直角三角形,求得,根据,即可求解;
③过点分别作的垂线,垂足分别为,过点作于点,则,依题意,菱形与菱形相似,求得,根据得出,得出,即可求解.
【小问1详解】
解:①略
②连接 ,,设交于点
∵点为的中点
∴经过 点,
由题意知
∵,
∴
∵四边形 是菱形
∴,
∴,
∴
∴
∴
∴
∴菱形的面积为;
【小问2详解】
解: ①如图3,当点落在直线上时,连接,
由(1)可得,
∴在以为圆心,为半径的圆上,且为直径,
∴
∵
∴
∴
∴,
∴
∵,
∴当重合时,如图所示,
此时,
综上所述,的长为或;
②当菱形纸片旋转至时,如图所示,
∵,
∴,即
∵
∴
∴;
③如图3,当点落在线段的延长线上时,设,,
过点分别作的垂线,垂足分别为,过点作于点,则,
∵是上的点,平分
∴,
∵
∴,
∴
∵,
∴,
由①可得
∴,
∴,
依题意,菱形与菱形相似,
∴
∵
∴
∵
∴
∴,
即,
设,则,
∴,
∴.
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