内容正文:
实初教育集团初二数学期末模拟卷 (二)
一、选择题.(本大题共8小题,每小题2分,共16分)
1. 若方程(m﹣2)x2﹣3x﹣2=0是关于x的一元二次方程,则m的取值范围是( )
A. m>2 B. m≠2 C. m>0 D. m≠0
2. 下列说法正确的是( )
A. 为了解某班学生本学年视力的变化情况,应采用扇形统计图
B. 从5万名考生的成绩中抽取300名考生的成绩作为样本,样本容量是5万
C. 为了解某班学生的身高情况,应采用普查
D. 在抽样调查过程中,样本容量越小,对总体的估计就越准确
3. 乌鲁木齐市林业局考察一种树苗移植的成活率,将调查数据绘制成统计图,则可估计这种树苗移植成活的概率约是( )
A. B. C. D.
4. 下列关系中,是菱形具有的性质但不是平行四边形具有的性质是( )
A. 对角线互相垂直 B. 两组对边分别平行
C. 对角线互相平分 D. 两组对角分别相等
5. 如图,已知直线l1∥l2∥l3,直线m、n分别与直线l1、l2、l3分别交于点A、B、C、D、E、F,若DE=3,DF=8,则的值为( )
A. B. C. D.
6. 如图,菱形中,O为的中点,M为的中点,,,则的长为( )
A. B. C. D.
7. 如图,小明同学用自制的直角三角形纸板DEF测量树的高度AB,他调整自己的位置,设法使斜边DF保持水平,并且边DE与点在同一直线上,已知纸板的两条直角边,,测得边DF离地面的高度,,则树高AB为( )m.
A. 5 B. C. 7 D.
8. 如图,矩形 中,过对角线的中点作的垂线交于点 ,交 于点,是上一动点,若,,则的最小值为( )
A. B. C. D.
二、填空题.(本大题共8小题,每小题3分,共24分)
9. 把三角板切去一个角,使它成为四边形,这件事是________事件(填“确定”或“随机”).
10. 已知两非零实数、,且,则______.
11. 生活中到处可见黄金分割的美,很多叶片本身都蕴含着黄金分割的比例,在大自然中呈现出优美的样子.如图,点、、在一条直线上,点P是的黄金分割点(),如果长为,那么的长为______.
12. 近些年某市出台的“助农计划”增加了广大农户的收益.已知农户甲2023年纯收入为2万元,经“助农计划”帮扶,到2025年农户甲的纯收入增长到3.92万元,设农户甲2023年到2025年纯收入的年平均增长率为x,则根据题意可列方程为___________.
13. 设,是一元二次方程的两根,则______.
14. 已知为的中线,点O为的重心,若,则的长为_______.
15. 如图,梯形 中,,,,,则______.
16. 在平面直角坐标系中,把一条线段绕其一个端点顺时针旋转,并把这条线段伸长或缩短,称这样的运动叫做线段的“旋似”.经“旋似”运动后新线段和原线段的夹角为“旋似角”,新线段长和原线段长比值为“旋似比”.若点,把线段绕点O做“旋似”运动,点A的对应点是点B,当“旋似角”为,“旋似比”为时,点B的坐标为______.
三、解答题.(本大题共11小题,共60分)
17. 解下列方程:
(1)(配方法);
(2)(公式法).
18. 如图,在直角坐标系中,的位置如图所示,.
(1)以原点O为位似中心,在y轴右侧画出的位似图形,使它与的相似比是;
(2)在(1)中,若点是边上一点,则点M对应的位似点的坐标为 .
19. 某中学开展航天知识竞答活动,随机抽取了八年级的部分同学,并对他们的成绩进行整理(满分为100分,将抽取的成绩在60~70分之间的记为A组,70~80分之间的记为B组,80~90分之间的记为C组,90~100分之间的记为D组,每个组都含最大值不含最小值,例如A组包括70分不包括60分),得到如下不完整的频数分布直方图与扇形统计图.根据以上信息,解答下列问题:
(1)学校抽取的八年级学生的人数是 ;
(2) ,请把频数分布直方图补充完整;
(3)学校将此次竞答活动的D组成绩记为优秀,已知该校八年级共有400名学生,请估计八年级学生中航天知识掌握情况达到优秀等级的人数.
20. 已知关于x的一元二次方程kx2-4x+2=0有实数根.
(1)求k的取值范围;
(2)若△ABC中,AB=AC=2,AB、BC的长是方程kx2-4x+2=0的两根,求BC的长.
21. 如图,在中,F是边DC的中点,过点F作,交AB于点E.连接ED、EC,作CG∥DE,交EF的延长线于点G,连接DG.
(1)求证:四边形DECG是平行四边形;
(2)当DE平分∠ADC时,求证:四边形DECG是矩形.
22. 如图,利用一面足够长的墙,用铁栅栏围成一个矩形自行车场地ABCD,在AB和BC边各有一个2米宽的小门(不用铁栅栏),设矩形ABCD的宽AD为x米,矩形的长为AB(且AB>AD).
(1)若所用铁栅栏的长为40米,用含x的代数式表示矩形的长AB;
(2)在(1)的条件下,若使矩形场地面积为192平方米,则AD、AB的长应分别为多少米?
23. 如图,在中,点 , 分别在边,上,,.
(1)求证:;
(2)若,,求线段的长.
24. 在矩形纸片 中,,.
(1)将矩形纸片沿折叠,点A落在点E处(图1),连接.设与 相交于点F,求的长;
(2)图(1)中的四边形是怎样的四边形?请说明理由;
(3)将矩形纸片折叠,使点B与点D重合(图2),求折痕的长.
25. 如图,在平面直角坐标系中,已知 的两直角边分别在x轴,y轴的正半轴上(),且的长分别是一元二次方程的两个根,线段的垂直平分线交于点C,分别交x轴,y轴于点D,E.
(1)直接写出点A、B的坐标:A ,B ;
(2)求线段的长;
(3)已知P是直线上一个动点,点Q是直线上一个动点,则在坐标平面内是否存在点M,使得以点C、P、Q、M为顶点的四边形是以5为边长的正方形?若存在,直接写出点M的坐标;若不存在,说明理由.
26. 阅读材料,并解决问题.
【学习研究】我国古代数学家赵爽在其所著的《勾股圆方图注》中记载了一元二次方程的几何解法,以为例,构造方法如下:
首先将方程变形为,然后画四个长为,宽为的矩形,按如图1所示的方式拼成一个“空心”大正方形,则图1中大正方形的面积可表示为,还可表示为四个矩形与一个边长为2的小正方形面积之和,即.因此,可得新方程.因为表示边长,所以,即.遗憾的是这样的做法只能得到方程的其中一个正根.
(1)【理解应用】参照上述图解一元二次方程的方法,请在下面三个构图中选择能够用几何法求解方程的正确构图是 .(从序号①②③中选择)
(2)【类比迁移】小颖根据以上解法解方程,请将其解答过程补充完整:
第一步:将原方程变形为,即( );
第二步:利用四个全等的矩形构造“空心”大正方形;
第三步:因此,根据大正方形的面积可得新的方程: ,解得原方程的一个根为 .
(3)【拓展应用】一般地,对于形如的一元二次方程可以构造图2来解.已知图2是由四个面积为3的相同矩形构成,中间围成的正方形面积为4,那么此方程的系数 , ,求得方程的正根为 .
27. 特例研究:在正方形中,,相交于点O.
(1)如图1,可以看成是绕点A逆时针旋转并放大倍得到,此时旋转角的度数为 ,的值为 ;
(2)如图2,将绕点A逆时针旋转,旋转角为,并放大得到(点O,B的对应点分别为点E,F),使得点E落在上,点F落在上,求的值;
类比探究:
(3)如图3,在菱形中,,O是的垂直平分线与的交点,将绕点A逆时针旋转,旋转角为,并缩放得到(点O,B的对应点分别为点E,F),使得点E落在上,点F落在上.猜想的值是否与有关,并说明理由.
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实初教育集团初二数学期末模拟卷 (二)
一、选择题.(本大题共8小题,每小题2分,共16分)
1. 若方程(m﹣2)x2﹣3x﹣2=0是关于x的一元二次方程,则m的取值范围是( )
A. m>2 B. m≠2 C. m>0 D. m≠0
【答案】B
【解析】
【分析】根据只含有一个未知数,并且未知数的最高次数是2的整式方程叫一元二次方程可得m−2≠0,再解即可.
【详解】解:由题意得:m﹣2≠0,
解得:m≠2,
故选:B.
【点睛】此题主要考查了一元二次方程定义,关键是掌握判断一个方程是否是一元二次方程应注意抓住5个方面:“化简后”;“一个未知数”;“未知数的最高次数是2”;“二次项的系数不等于0”;“整式方程”.
2. 下列说法正确的是( )
A. 为了解某班学生本学年视力的变化情况,应采用扇形统计图
B. 从5万名考生的成绩中抽取300名考生的成绩作为样本,样本容量是5万
C. 为了解某班学生的身高情况,应采用普查
D. 在抽样调查过程中,样本容量越小,对总体的估计就越准确
【答案】C
【解析】
【分析】本题考查统计图的选择、样本容量和调查方式. 根据统计图的用途、样本容量的定义和普查的适用条件判断各选项.
【详解】解:∵ 扇形统计图适用于表示各部分占总体的比例,折线统计图适用于表示变化趋势,
∴ A错误;
∵ 样本容量是样本中个体的数量,从5万中抽取300,样本容量是300,
∴ B错误;
∵ 普查适用于个体数量较少的情况,某班学生数量少,
∴ C正确;
∵ 样本容量越大,对总体的估计越准确,
∴ D错误.
故选:C.
3. 乌鲁木齐市林业局考察一种树苗移植的成活率,将调查数据绘制成统计图,则可估计这种树苗移植成活的概率约是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】本题主要考查了用频率估计概率,折线统计图.大量反复试验下,频率的稳定值即为概率值,据此根据统计图找到频率的稳定值即可得到答案.
【详解】解:由统计图可知,随着移植数量的增加,成活的频率逐步稳定在附近,
∴可估计这种树苗移植成活的概率约是,
故选:B.
4. 下列关系中,是菱形具有的性质但不是平行四边形具有的性质是( )
A. 对角线互相垂直 B. 两组对边分别平行
C. 对角线互相平分 D. 两组对角分别相等
【答案】A
【解析】
【详解】解:对角线互相垂直、两组对边分别平行、对角线互相平分、两组对角分别相等的四条性质中,对角线互相垂直是菱形具有但平行四边形不具有,其余三条性质是菱形和平行四边形都具有的.
5. 如图,已知直线l1∥l2∥l3,直线m、n分别与直线l1、l2、l3分别交于点A、B、C、D、E、F,若DE=3,DF=8,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据平行线分线段成比例定理解答即可.
【详解】解:∵l1∥l2∥l3,
∴,
∵DE=3,DF=8,
∴,
即=,
故选:B.
【点睛】本题考查了平行线分线段成比例定理,注意:一组平行线截两条直线,所截的线段对应成比例.
6. 如图,菱形中,O为的中点,M为的中点,,,则的长为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】本题考查了菱形的性质,中位线定理,勾股定理,解题关键是熟悉上述知识,并能熟练运用求解.
先利用中位线定理求出菱形的边的长,再利用菱形的性质求得,从而可得,再利用勾股定理求得的长.
【详解】解:∵O为的中点,M为的中点,
∴是的中位线,,
∴,
∵四边形是菱形,
∴,
∴,
∵,
∴,
故选:C .
7. 如图,小明同学用自制的直角三角形纸板DEF测量树的高度AB,他调整自己的位置,设法使斜边DF保持水平,并且边DE与点在同一直线上,已知纸板的两条直角边,,测得边DF离地面的高度,,则树高AB为( )m.
A. 5 B. C. 7 D.
【答案】B
【解析】
【分析】先判定,然后根据相似三角形对应边成比例列式求出的长,即可得解.
【详解】解:,
∵,
∴,
∴,即,
解得:,
∵,
∴,
即树高.
故答案为:.
【点睛】本题考查了相似三角形的应用,主要利用了相似三角形对应边成比例的性质,比较简单,判定出是解题的关键.
8. 如图,矩形中,过对角线的中点作的垂线交于点,交于点,是上一动点,若,,则的最小值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】连接,由四边形为矩形,则,,故有,然后证明,则,从而得垂直平分,得到,要使有最小值,则需三点共线,最后通过勾股定理即可求解.
【详解】解:如图,连接,
∵四边形为矩形,
∴,,
∴,
∵为中点,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵垂直平分,
∴,
∴要使有最小值,则需三点共线,
如图,
∵矩形中, ,,
∴,
∴,
∵过对角线的中点作的垂线交于点,交于点,
∴垂直平分,
∴
∴,
∴的最小值为,
故选:B.
【点睛】本题考查了垂直平分线性质,全等三角形的判定与性质,勾股定理,矩形的性质,平行线的性质,两点之间线段最短等知识,掌握知识点的应用是解题的关键.
二、填空题.(本大题共8小题,每小题3分,共24分)
9. 把三角板切去一个角,使它成为四边形,这件事是________事件(填“确定”或“随机”).
【答案】随机
【解析】
【分析】根据切去一个角的不同切法,得到的图形边数不一定为四边形,结合确定事件与随机事件的定义进行判断即可.
【详解】解:三角板原图形为三角形,切去一个角时,不同切法可得到不同边数的图形:切去一个角时,不同切法可得到不同边数的图形:若切线经过一个顶点和对边上的非顶点位置,则得到三角形;若切线与被切角的两条边均交于非顶点位置,则得到四边形,
因此把三角板切去一个角使之成为四边形,这件事可能发生,也可能不发生,是随机事件.
10. 已知两非零实数、,且,则______.
【答案】
【解析】
【分析】本题考查了比例的性质,根据比例的性质计算即可.
【详解】解:∵,
∴,
故答案为:.
11. 生活中到处可见黄金分割的美,很多叶片本身都蕴含着黄金分割的比例,在大自然中呈现出优美的样子.如图,点、、在一条直线上,点P是的黄金分割点(),如果长为,那么的长为______.
【答案】
【解析】
【分析】本题主要考查了黄金分割,黄金分割是指把一条线段分割为两部分,使其中较长部分与全长之比等于另一部分与这部分之比,且其比值是一个无理数,用分数表示为是解答本题的关键.
【详解】解:由题知,
点是的黄金分割点(),
;
().
故答案为:.
12. 近些年某市出台的“助农计划”增加了广大农户的收益.已知农户甲2023年纯收入为2万元,经“助农计划”帮扶,到2025年农户甲的纯收入增长到3.92万元,设农户甲2023年到2025年纯收入的年平均增长率为x,则根据题意可列方程为___________.
【答案】
【解析】
【分析】本题考查了一元二次方程的应用,找准等量关系,正确列出一元二次方程是解题的关键.根据年平均增长率的定义,初始收入经过连续两年以相同增长率增长后得到最终收入,由此建立方程.
【详解】解:设年平均增长率为 ,则2024年收入为万元,2025年收入为万元.
根据题意,2025年收入为3.92万元,故列方程为,
故答案为:.
13. 设,是一元二次方程的两根,则______.
【答案】
【解析】
【分析】本题主要考查一元二次方程根与系数的关系,掌握,是解题的关键.
根据一元二次方程根与系数的关系求出和,然后整体代入即可求解.
【详解】解:∵,是一元二次方程的两根,,
,,
,
故答案为:.
14. 已知为的中线,点O为的重心,若,则的长为_______.
【答案】4
【解析】
【分析】利用重心到顶点的距离是重心到对边中点距离的倍,结合已知的长度即可计算的长.
【详解】解:∵为的中线,O为的重心,,
∴,
∴.
15. 如图,梯形中,,,,,则______.
【答案】11
【解析】
【分析】本题考查了平行四边形性质,等腰三角形性质,解题的关键在于作辅助线构造平行四边形.
作交于点E,证明四边形是平行四边形,结合平行四边形性质推出,,进而得到,再根据求解,即可解题.
【详解】解:作交于点E,则,
∵,
∴四边形是平行四边形,,
∵,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴;
故答案为:11.
16. 在平面直角坐标系中,把一条线段绕其一个端点顺时针旋转,并把这条线段伸长或缩短,称这样的运动叫做线段的“旋似”.经“旋似”运动后新线段和原线段的夹角为“旋似角”,新线段长和原线段长比值为“旋似比”.若点,把线段绕点O做“旋似”运动,点A的对应点是点B,当“旋似角”为,“旋似比”为时,点B的坐标为______.
【答案】
【解析】
【分析】本题考查了旋转的性质,相似三角形的判定与性质,添加适当的辅助线解此题的关键.
作轴于,轴于,可得,根据,即可求得点的坐标.
【详解】解:如图,作轴于,轴于,
根据题意可得,,
,
,
,
,
,
,
,
,
.
故答案为:.
三、解答题.(本大题共11小题,共60分)
17. 解下列方程:
(1)(配方法);
(2)(公式法).
【答案】(1),
(2),
【解析】
【小问1详解】
解:,
,
,
,
∴,
∴,;
【小问2详解】
解:,
∵,,,
∴,
∴,
∴,.
18. 如图,在直角坐标系中,的位置如图所示,.
(1)以原点O为位似中心,在y轴右侧画出的位似图形,使它与的相似比是;
(2)在(1)中,若点是边上一点,则点M对应的位似点的坐标为 .
【答案】(1)解:如图,则即为所求.
(2)
【解析】
【分析】(1)根据,原点O为位似中心,相似比是,确定,画图即可;
(2)根据位似的性质即可解答.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
根据题意,得点对应的位似点的坐标为.
19. 某中学开展航天知识竞答活动,随机抽取了八年级的部分同学,并对他们的成绩进行整理(满分为100分,将抽取的成绩在60~70分之间的记为A组,70~80分之间的记为B组,80~90分之间的记为C组,90~100分之间的记为D组,每个组都含最大值不含最小值,例如A组包括70分不包括60分),得到如下不完整的频数分布直方图与扇形统计图.根据以上信息,解答下列问题:
(1)学校抽取的八年级学生的人数是 ;
(2) ,请把频数分布直方图补充完整;
(3)学校将此次竞答活动的D组成绩记为优秀,已知该校八年级共有400名学生,请估计八年级学生中航天知识掌握情况达到优秀等级的人数.
【答案】(1)40 (2)20,
(3)估计达到优秀等级的人数为80人
【解析】
【分析】(1)根据数据来源判断即可,在频数分布直方图可得B组有12人,扇形图中可知组占,据此可计算总人数;
(2)根据(1)中总人数可得D组有8人,据此计算占比得到m的值,补充频数分布直方图即可;
(3)根据样本估计总体即可求解.
【小问1详解】
解:根据题意,B组有12人, 占,
∴(名),
答:学校抽取的八年级学生的人数为40.
【小问2详解】
解:D组有(人),
占总人数的 ,
∴;
补全的频数分布直方图略.
【小问3详解】
解:知D组占总人数的,
∴估计达到优秀等级的人数为(人).
20. 已知关于x的一元二次方程kx2-4x+2=0有实数根.
(1)求k的取值范围;
(2)若△ABC中,AB=AC=2,AB、BC的长是方程kx2-4x+2=0的两根,求BC的长.
【答案】(1)k≤2且k≠0;(2).
【解析】
【分析】(1)已知一元二次方程有实数根,可得△=b2-4ac≥0,建立关于k的不等式,即可求出k的取值范围;
(2)由于AB=2是方程kx2-4x+2=0,所以可以确定k的值,进而再解方程求出BC的值.
【详解】解:(1)∵关于x的方程有实数根,
∴△=(-4)2-8k≥0,
解得k≤2,
又k≠0,
∴k的取值范围为k≤2且k≠0.
(2)∵AB=2是方程的根,
∴4k-8+2=0,
解得k=,
则原方程为,
解得,
∴BC的长为.
【点睛】本题考查一元二次方程的根的判别式,掌握一元二次方程根的判别式是解题的关键.
21. 如图,在中,F是边DC的中点,过点F作,交AB于点E.连接ED、EC,作CG∥DE,交EF的延长线于点G,连接DG.
(1)求证:四边形DECG是平行四边形;
(2)当DE平分∠ADC时,求证:四边形DECG是矩形.
【答案】(1)见解析 (2)见解析
【解析】
【分析】(1)首先证明△DEF≌△CGF可得DE=CG,再加上条件CG∥DE,可以根据一组对边平行且相等的四边形是平行四边形判定四边形DECG是平行四边形.
(2)首先证明∠DEF=∠EDF,∠FEC=∠ECF,再证明∠EDC+∠DCE+∠DEC=180°,从而得到2∠DEC=180°进而得到∠DEC=90°,再由四边形DECG是平行四边形,可得四边形DECG是矩形.
【小问1详解】
解:∵F是边CD的中点,
∴DF=CF,
∵CG∥DE,
∴∠DEF=∠CGF.
又∵∠DFE=∠CFG,
∴△DEF≌△CGF(AAS),
∴DE=CG,
又∵CG∥DE,
∴四边形DECG是平行四边形.
【小问2详解】
证明:∵ED平分∠ADC,
∴∠ADE=∠FDE.
∵EF∥AD,
∴∠ADE=∠DEF.
∴∠DEF=∠EDF,
∴EF=DF=CF,
∴∠FEC=∠ECF,
∴∠EDC+∠DCE=∠DEC,
∵∠EDC+∠DCE+∠DEC=180°,
∴2∠DEC=180°.
∴∠DEC=90°,
又∵四边形DECG是平行四边形,
∴四边形DECG是矩形.
【点睛】此题主要考查了全等三角形的判定与性质,以及平行四边形的判定,矩形的判定,关键是熟练掌握平行四边形和矩形的判定定理.
22. 如图,利用一面足够长的墙,用铁栅栏围成一个矩形自行车场地ABCD,在AB和BC边各有一个2米宽的小门(不用铁栅栏),设矩形ABCD的宽AD为x米,矩形的长为AB(且AB>AD).
(1)若所用铁栅栏的长为40米,用含x的代数式表示矩形的长AB;
(2)在(1)的条件下,若使矩形场地面积为192平方米,则AD、AB的长应分别为多少米?
【答案】(1)AB=-2x+44;(2)6;32
【解析】
【分析】(1)根据题意,可知AD+BC-2+AB-2=40且有AD=BC=x,整理即可得出用含x的代数式表示矩形的长AB的式子;
(2)根据矩形场地面积为192平方米列出方程,解出此时x的值即可.
【详解】解:(1)∵AD+BC-2+AB-2=40,AD=BC=x,
∴AB=-2x+44;
(2)由题意得,(-2x+44)•x=192,
即2x2-44x+192=0,
解得x1=6,x2=16,
∵x2=16>(舍去),
∴AD=6,
∴AB=-2×6+44=32.
答:AD长为6米,AB长为32米.
23. 如图,在中,点,分别在边,上,,.
(1)求证:;
(2)若,,求线段的长.
【答案】(1)见解析;
(2).
【解析】
【分析】()根据平行线的性质得到,再由两组角对应相等的两个三角形相似进行证明即可;
()可证,由比例线段可求出线段的长;
本题考查了平行线的性质,相似三角形的判定与性质,掌握知识点的应用是解题的关键.
【小问1详解】
证明:∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴;
【小问2详解】
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴.
24. 在矩形纸片中,,.
(1)将矩形纸片沿折叠,点A落在点E处(图1),连接.设与相交于点F,求的长;
(2)图(1)中的四边形是怎样的四边形?请说明理由;
(3)将矩形纸片折叠,使点B与点D重合(图2),求折痕的长.
【答案】(1)的长为
(2)四边形是等腰梯形,理由如下:
由翻折可得,,
由(1)知,
故,即,
∴,,
又∵,
∴,
∴,即,
∴,
∴四边形是等腰梯形;
(3)
【解析】
【分析】(1)先由折叠的性质和平行线的性质得出,再设,则,根据勾股定理即可求解;
(2)通过折叠的性质和矩形对边相等的性质,得到,再利用(1)中的关系,求出,利用等边对等角和对顶角相等,得到,从而得到,即可得到四边形的形状;
(3)连接,由折叠的性质,确定被垂直平分,可得,,由(1)可得,即可判断四边形为菱形,通过勾股定理求得和的长,最后通过菱形的面积求解即可.
【小问1详解】
解∶由折叠可知,,
又∵,
∴,
∴,故,
又∵,,
设,则,
在中,由勾股定理可得
解得 即的长为
【小问2详解】
略
【小问3详解】
解:如图1所示,连接,则被垂直平分,故,,
又由(1)中同理可证,
故,即四边形为菱形,
设,则,
在中,由勾股定理可得 ,
解得
由勾股定理可得,
根据菱形的面积可得 ,
∴ .
25. 如图,在平面直角坐标系中,已知 的两直角边分别在x轴,y轴的正半轴上(),且的长分别是一元二次方程的两个根,线段的垂直平分线交于点C,分别交x轴,y轴于点D,E.
(1)直接写出点A、B的坐标:A ,B ;
(2)求线段的长;
(3)已知P是直线上一个动点,点Q是直线上一个动点,则在坐标平面内是否存在点M,使得以点C、P、Q、M为顶点的四边形是以5为边长的正方形?若存在,直接写出点M的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1);
(2);
(3)存在,点M的坐标为,,,
【解析】
【分析】(1)解方程,求出x的值,即可得到A、B两点的坐标;
(2)连接 ,设,则,利用勾股定理列出方程,由此即可求出.
(3)以点C、P、Q、M为顶点的正方形的边长为5,且点Q与点B或点A重合.分两种情况:①当点Q与点B重合时,求的解析式为,设,再根据列出方程,解方程即可求出M的坐标.②当点Q与点A重合时,求的解析式,设,再根据列出方程,解方程即可求出M的坐标.
【小问1详解】
解:
解得,
∵,
∴;
【小问2详解】
解:∵在中, ,
∵线段的垂直平分线 交于点C,
连接 ,
∵垂直平分,
∴,
设,则,
在中,
解得 ,即 ;
【小问3详解】
解:在坐标平面内存在点 M,使以点C、P、Q、M为顶点的四边形是正方形,
∵正方形的边长为5,
∴以点C、P、Q、M为顶点的正方形的边长为5,且点Q与点B 或点A 重合.分两种情况:
①当点Q 与点B 重合时,
∵ ,
∴
∵是的中点,;
∴,
∴的解析式为:,
∵,
∴设 的解析式为
把代入得解得
∴ 的解析式为
设
∵,
化简整理,得 解得,
,
②当点Q 与点A 重合时,同理的解析式为
设
∵,
化简整理,得
解得
∴;
综上所述,所求点 M 的坐标为
26. 阅读材料,并解决问题.
【学习研究】我国古代数学家赵爽在其所著的《勾股圆方图注》中记载了一元二次方程的几何解法,以为例,构造方法如下:
首先将方程变形为,然后画四个长为,宽为的矩形,按如图1所示的方式拼成一个“空心”大正方形,则图1中大正方形的面积可表示为,还可表示为四个矩形与一个边长为2的小正方形面积之和,即.因此,可得新方程.因为表示边长,所以,即.遗憾的是这样的做法只能得到方程的其中一个正根.
(1)【理解应用】参照上述图解一元二次方程的方法,请在下面三个构图中选择能够用几何法求解方程的正确构图是 .(从序号①②③中选择)
(2)【类比迁移】小颖根据以上解法解方程,请将其解答过程补充完整:
第一步:将原方程变形为,即( );
第二步:利用四个全等的矩形构造“空心”大正方形;
第三步:因此,根据大正方形的面积可得新的方程: ,解得原方程的一个根为 .
(3)【拓展应用】一般地,对于形如的一元二次方程可以构造图2来解.已知图2是由四个面积为3的相同矩形构成,中间围成的正方形面积为4,那么此方程的系数 , ,求得方程的正根为 .
【答案】(1)③ (2),,
(3),3,1或3
【解析】
【分析】(1)根据题意,变形为,根据图示分别算出每个图形中长方形的面积,进行比较即可解答;
(2)根据材料提示,进行计算即可解答;
(3)先根据材料提示分解为,图形结合分析,即可得,分类讨论,由此即可解答.
【小问1详解】
解:,
,
将看作一个长为,宽为,面积为21的矩形,
很容易观察出构图是③.
【小问2详解】
解:,
第一步:将原方程变为,即;
第二步:如图②,利用四个全等的矩形构造“空心”大正方形;
第三步:根据大正方形的面积可得新的方程:,解得原方程的一个根为;
故答案为:,,.
【小问3详解】
解:由条件可知,
,
四个小矩形的面积各为,大正方形的面积是,其中它又等于四个矩形的面积加上中间小正方形的面积,即,
由条件可知,解得,
当时,,,,方程的一个正根为1;
当时,,,,方程的一个正根为3;
综上所述,方程的一个正根为1或3,
故答案为,3,1或3.
27. 特例研究:在正方形中,,相交于点O.
(1)如图1,可以看成是绕点A逆时针旋转并放大倍得到,此时旋转角的度数为 ,的值为 ;
(2)如图2,将绕点A逆时针旋转,旋转角为,并放大得到(点O,B的对应点分别为点E,F),使得点E落在上,点F落在上,求的值;
类比探究:
(3)如图3,在菱形中,,O是的垂直平分线与的交点,将绕点A逆时针旋转,旋转角为,并缩放得到(点O,B的对应点分别为点E,F),使得点E落在上,点F落在上.猜想的值是否与有关,并说明理由.
【答案】(1),
(2)
(3)的值与无关,理由如下:
由旋转的性质,可得,
由菱形的性质,可得,
∵点O在的垂直平分线上,
∴,
∴,
∴,
∵, ,
∴,
∴ ,
如图,过点 O作于 ,
∵,
∴,
∵ ,
∴,
∴ ,
∴ ,
∴,
∴的值与无关.
【解析】
【分析】(1)根据正方形的性质和相似三角形的性质和判定解题;
(2)根据题意得到 ,进一步证明,结合相似三角形的性质解题;
(3)证明,得到 ,过点 O作 于 ,根据含的直角三角形的性质和勾股定理解题即可.
【小问1详解】
解:∵四边形 是正方形,
∴, , ,
∴ ,
∵绕点A逆时针旋转,旋转角为 ,并放大得到,
∴,;
【小问2详解】
解:∵四边形 是正方形,
∴ , , ,
∴ ,
∵绕点A逆时针旋转,旋转角为 ,并放大得到,
∴ ,
∴,
∴ ,即 ,
∴ ,
∴;
【小问3详解】
略.
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