2021年福建省福州市闽侯县中考数学联考试卷(4月份) 解析版
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一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.(4分)生物学家发现了某种花粉的直径约为0.0000036毫米,数据0.0000036用科学记数法表示正确的是( )
A.3.6×10﹣5 B.0.36×10﹣5 C.3.6×10﹣6 D.0.36×10﹣6
2.(4分)如图所示的几何体的主视图是( )
A. B.
C. D.
3.(4分)下列几何图形中,是轴对称图形但不是中心对称图形的是( )
A.梯形 B.等边三角形 C.平行四边形 D.矩形
4.(4分)如图,AB∥CD,CP交AB于O,AO=PO,若∠C=50°,则∠A的度数为( )
A.25° B.35° C.15° D.50°
5.(4分)估计(2+6)×的值应在( )
A.4和5之间 B.5和6之间 C.6和7之间 D.7和8之间
6.(4分)如图,在平面直角坐标系中,△ABC位于第二象限,点A的坐标是(﹣2,3),先把△ABC向右平移3个单位长度得到△A1B1C1,再把△A1B1C1绕点C1顺时针旋转
90°得到△A2B2C1,则点A的对应点A2的坐标是( )
A.(4,2) B.(﹣6,0) C.(0,0) D.(﹣2,2)
7.(4分)某公司今年4月份产值比3月份减少了6%,5月份比4月份增加了8%.设这三个月每月的平均增长率为x%,则下列选项中符合题意的是( )
A.x%=﹣6%+8% B.x%=
C.1+x%= D.(1+x%)2=(1﹣6%)(1+8%)
8.(4分)甲、乙两地去年12月前5天的日平均气温如图所示,下列描述错误的是( )
A.两地气温的平均数相同 B.甲地气温的中位数是6℃
C.乙地气温的众数是4℃ D.乙地气温相对比较稳定
9.(4分)如图,半径为2的⊙O与正五边形ABCDE的边AB,DE分别相切于点B,D,则劣弧BD的长为( )
A. B. C. D.
10.(4分)如图,线段AB是两个端点在y=(x>0)图象上的一条动线段,且AB=1,若A、B的横坐标分别为a、b,则[1﹣(b﹣a)2](a2b2+4)的值是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
二、填空题:本题共6小题,每小题4分,共24分.
11.(4分)要表示一个家庭一年用于“教育”,“服装”,“食品”,“其他”这四项的支出各占家庭本年总支出的百分比,从“扇形统计图”,“条形统计图”,“折线统计图”中选择一种统计图,最适合的统计图是 .
12.(4分)若=,则= .
13.(4分)如图,点A,B在数轴上,它们对应的数分别为﹣2,,且点A,B关于原点对称,则x的值是 .
14.(4分)数学综合实践课,老师要求同学们利用直径为6cm的圆形纸片剪出一个如图所示的展开图,再将它沿虚线折叠成一个无盖的正方体形盒子(接缝处忽略不计).若要求折出的盒子体积最大,则正方体的棱长等于 .
15.(4分)如图所示,点A是半圆上的一个三等分点,B是劣弧的中点,点P是直径MN上的一个动点,⊙O的半径为1,则AP+PB的最小值 .
16.(4分)如图,Rt△AOB中,∠AOB=90°,顶点A、B分别在反比例函数y=(x>0)与y=(x<0)的图象上,则tan∠ABO的值为 .
三、解答题:本题共9小题,共86分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17.(8分)因式分解:x5﹣x.
18.(8分)如图,矩形ABCD中,AB>AD,把矩形沿对角线AC所在直线折叠,使点B落在点E处,AE交CD于F,连接DE.
(1)求证:△ADE≌△CED
(2)若AD=4,AB=8,求△ACF的面积.
19.(8分)解不等式组:.
20.(8分)如图,点O为等边三角形ABC的中心,△BCE是以BC为斜边的直角三角形,且BE=CE.
(1)用尺规在直线AB的左侧作△ABD,使△ABD≌△BCE,保留必要的作图痕迹,不写作法;
(2)△ABD能否由△BCE绕点O按顺时针方向旋转得到?若能,请加以证明,并求出旋转角α(0<α<180°)的度数;若不能,请说明理由.
21.(8分)春节期间甲乙两商场搞促销活动,甲商场的方案是:在一个不透明的箱子里放4个完全相同的小球,球上分别标“0元”、“20元”、“30元“、“50元”,顾客每消费满300元,就可从箱子里不放回地摸出2个球,根据两个小球所标金额之和可获相应价格的礼品;
乙商场的方案是:在一个不透明的箱子里放2个完全相同的小球,球上分别标“5元“、“30“,顾客每消费满100元,就可从箱子里摸出1个球,根据小球所标金额可获相应价格的礼品.某顾客准备消费300元.
(1)若该顾客在甲商场消费,至少可得价值 元的礼品,至多可得价值 元的礼品;
(2)请用画树状图或列表法,说明该顾客去哪个商场消费,获得礼品的总价值不低于50元的概率大小.
22.(10分)如图,CD为⊙O的直径,AB是⊙O的切线,切点为B.
(1)求证:∠C=∠DBA;
(2)若AB=4,sinA=,求⊙O半径.
23.(10分)某村有100亩的土地,今年统筹安排40个劳动力,分别负责管理果园、种植蔬菜和经营农家乐旅游,要使得每个劳动力都不空闲,并且每亩土地都不闲置.各个项目所需劳动力和所用每亩土地的平均年收入如表:
每个劳动力管理的亩数
平均年收入(万元/亩)
管理果园
2
0.5
种植蔬菜
3
0.8
经营农家乐旅游
4
4
(1)若安排管理果园的劳动力是种植蔬菜的2.5倍,试求出管理果园的劳动力数量;
(2)设安排x个劳动力管理果园,该村的年收入为W万元.
①试求出W与x的函数关系式;
②由于果园的特殊要求,安排管理果园劳动力应不少于22人,且不多于28人,应如何安排劳动力才能使该村的年收入最大,并求最大收入.
24.(12分)已知顶点为A的抛物线y=﹣x2+2x+k2﹣1,交y轴于点B,交x轴正半轴于点C.
(1)求A的坐标(用含k的代数式表示);
(2)若1≤k≤m时,△ABC面积的最大值为m+1,求m的值;
(3)已知∠ABC=90°,点D在抛物线上,且S△DBC=2S△ABC,求点D的坐标.
25.(14分)如图1,在正方形ABCD中,点E在边AB上,DF⊥DE交BC的延长线于点F,连接EF,交AC于G.
(1)求证:△ADE≌△CDF;
(2)求证:DG⊥EF;
(3)将正方形ABCD改为长与宽不相等的矩形,且其余条件保持不变(图2),试问(2)中的结论是否成立?说明理由.
2021年福建省福州市闽侯县中考数学联考试卷(4月份)
参考答案与试题解析
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.(4分)生物学家发现了某种花粉的直径约为0.0000036毫米,数据0.0000036用科学记数法表示正确的是( )
A.3.6×10﹣5 B.0.36×10﹣5 C.3.6×10﹣6 D.0.36×10﹣6
【分析】绝对值小于1的正数也可以利用科学记数法表示,一般形式为a×10﹣n,与较大数的科学记数法不同的是其所使用的是负指数幂,指数由原数左边起第一个不为零的数字前面的0的个数所决定.
【解答】解:0.0000036=3.6×10﹣6;
故选:C.
2.(4分)如图所示的几何体的主视图是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据从正面看得到的图形是主视图,可得答案.
【解答】解:从正面看易得左边比右边高出一个台阶,故选项D符合题意.
故选:D.
3.(4分)下列几何图形中,是轴对称图形但不是中心对称图形的是( )
A.梯形 B.等边三角形 C.平行四边形 D.矩形
【分析】根据轴对称图形与中心对称图形的概念求解.
【解答】解:A.梯形不一定是轴对称图形,不是中心对称图形,故此选项不合题意;
B.等边三角形是轴对称图形,不是中心对称图形,故此选项符合题意;
C.平行四边形不是轴对称图形,是中心对称图形,故此选项不合题意;
D.矩形既是轴对称图形,又是中心对称图形,故此选项不合题意;
故选:B.
4.(4分)如图,AB∥CD,CP交AB于O,AO=PO,若∠C=50°,则∠A的度数为( )
A.25° B.35° C.15° D.50°
【分析】根据AB∥CD,CP交AB于O,可得∠POB=∠C,再利用AO=PO,可得∠A=∠P,然后即可求得∠A的度数.
【解答】解:∵AB∥CD,CP交AB于O,
∴∠POB=∠C,
∵∠C=50°,
∴∠POB=50°,
∵AO=PO,
∴∠A=∠P,
∴∠A=25°.
故选:A.
5.(4分)估计(2+6)×的值应在( )
A.4和5之间 B.5和6之间 C.6和7之间 D.7和8之间
【分析】先根据二次根式的乘法进行计算,再进行估算.
【解答】解:(2+6)×,
=2+6,
=2+,
=2+,
∵4<5,
∴6<2+<7,
故选:C.
6.(4分)如图,在平面直角坐标系中,△ABC位于第二象限,点A的坐标是(﹣2,3),先把△ABC向右平移3个单位长度得到△A1B1C1,再把△A1B1C1绕点C1顺时针旋转
90°得到△A2B2C1,则点A的对应点A2的坐标是( )
A.(4,2) B.(﹣6,0) C.(0,0) D.(﹣2,2)
【分析】根据要求画出图形即可解决问题.
【解答】解:观察图象可知A2(4,2),
故选:A.
7.(4分)某公司今年4月份产值比3月份减少了6%,5月份比4月份增加了8%.设这三个月每月的平均增长率为x%,则下列选项中符合题意的是( )
A.x%=﹣6%+8% B.x%=
C.1+x%= D.(1+x%)2=(1﹣6%)(1+8%)
【分析】设这三个月每月的平均增长率为x%,根据“今年4月份产值比3月份减少了6%,5月份比4月份增加了8%”解方程即可.
【解答】解:设这三个月每月的平均增长率为x%,
根据题意得,(1+x%)2=(1﹣6%)(1+8%),
故选:D.
8.(4分)甲、乙两地去年12月前5天的日平均气温如图所示,下列描述错误的是( )
A.两地气温的平均数相同 B.甲地气温的中位数是6℃
C.乙地气温的众数是4℃ D.乙地气温相对比较稳定
【分析】分别计算出甲乙两地的平均数、中位数、众数和方差,然后对各选项进行判断.
【解答】解:甲乙两地的平均数都为6℃;甲地的中位数为6℃;乙地的众数为4℃和8℃;乙地气温的波动小,相对比较稳定.
故选:C.
9.(4分)如图,半径为2的⊙O与正五边形ABCDE的边AB,DE分别相切于点B,D,则劣弧BD的长为( )
A. B. C. D.
【分析】根据正多边形内角和公式可求出∠E、∠A,根据切线的性质可求出∠OBA、∠ODE,从而可求出∠BOD的度数,根据弧长的公式即可得到结论.
【解答】解:连接OB,OD,
∵五边形ABCDE是正五边形,
∴∠E=∠A=180°﹣=108°.
∵AB、DE与⊙O相切,
∴∠OBA=∠ODE=90°,
∴∠BOD=(5﹣2)×180°﹣90°﹣108°﹣108°﹣90°=144°,
∴劣弧BD的长为=π,
故选:A.
10.(4分)如图,线段AB是两个端点在y=(x>0)图象上的一条动线段,且AB=1,若A、B的横坐标分别为a、b,则[1﹣(b﹣a)2](a2b2+4)的值是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【分析】先求出A、B点的坐标,再根据两点距离公式列出方程,最后根据因式分解得结果.
【解答】解:由题意得,A(a,),B(b,),
∵AB=1,
∴,
整理得,a2b2(a﹣b)2+4(a﹣b)2﹣a2b2=0,
∴a2b2[(a﹣b)2﹣1]+4(a﹣b)2﹣4=﹣4,
∴a2b2[(a﹣b)2﹣1]+4[(a﹣b)2﹣1]=﹣4,
∴[(a﹣b)2﹣1](a2b2+4)=﹣4,
∴[1﹣(b﹣a)2](a2b2+4)=4,
故选:D.
二、填空题:本题共6小题,每小题4分,共24分.
11.(4分)要表示一个家庭一年用于“教育”,“服装”,“食品”,“其他”这四项的支出各占家庭本年总支出的百分比,从“扇形统计图”,“条形统计图”,“折线统计图”中选择一种统计图,最适合的统计图是 扇形统计图 .
【分析】条形统计图能很容易看出数量的多少;折线统计图不仅容易看出数量的多少,而且能反映数量的增减变化情况;扇形统计图能反映部分与整体的关系;由此根据情况选择即可.
【解答】解:要表示一个家庭一年用于“教育”,“服装”,“食品”,“其他”这四项的支出各占家庭本年总支出的百分比,最适合的统计图是扇形统计图.
故答案为:扇形统计图
12.(4分)若=,则= .
【分析】根据比例的性质求出x=2y,再代入求出答案即可.
【解答】解:∵=,
∴x=2y,
∴===,
故答案为:.
13.(4分)如图,点A,B在数轴上,它们对应的数分别为﹣2,,且点A,B关于原点对称,则x的值是 ﹣2 .
【分析】根据题意得到A,B对应的数互为相反数,列出方程,求出方程的解即可得到x的值.
【解答】解:根据题意得:﹣2+=0,
去分母得:﹣2(x+1)+x=0,
去括号得:﹣2x﹣2+x=0,
解得:x=﹣2,
检验:把x=﹣2代入得:x+1≠0,
∴x=﹣2是分式方程的解.
故答案为:﹣2.
14.(4分)数学综合实践课,老师要求同学们利用直径为6cm的圆形纸片剪出一个如图所示的展开图,再将它沿虚线折叠成一个无盖的正方体形盒子(接缝处忽略不计).若要求折出的盒子体积最大,则正方体的棱长等于 cm .
【分析】根据题意AB=6cm,设正方体的棱长为xcm,则AC=x,BC=3x,根据勾股定理对称62=x2+(3x)2,解方程即可求得.
【解答】解:根据题意AB=6cm,
设正方体的棱长为xcm,则AC=x,BC=3x,
根据勾股定理,AB2=AC2+BC2,即62=x2+(3x)2,
解得x=
故答案为cm.
15.(4分)如图所示,点A是半圆上的一个三等分点,B是劣弧的中点,点P是直径MN上的一个动点,⊙O的半径为1,则AP+PB的最小值 .
【分析】本题是要在MN上找一点P,使PA+PB的值最小,设A′是A关于MN的对称点,连接A′B,与MN的交点即为点P.此时PA+PB=A′B是最小值,可证△OA′B是等腰直角三角形,从而得出结果.
【解答】解:作点A关于MN的对称点A′,连接A′B,交MN于点P,连接OA′,OA,OB,PA,AA′.
∵点A与A′关于MN对称,点A是半圆上的一个三等分点,
∴∠A′ON=∠AON=60°,PA=PA′,
∵点B是弧AN的中点,
∴∠BON=30°,
∴∠A′OB=∠A′ON+∠BON=90°,
又∵OA=OA′=1,
∴A′B=.
∴PA+PB=PA′+PB=A′B=.
故答案为:.
16.(4分)如图,Rt△AOB中,∠AOB=90°,顶点A、B分别在反比例函数y=(x>0)与y=(x<0)的图象上,则tan∠ABO的值为 .
【分析】过A作AC⊥x轴,过B作BD⊥x轴于D,根据A、B在函数图象上求出S△BDO=,S△AOC=,根据相似三角形的判定得出△BDO∽△ACO,根据相似三角形的性质得出=()2=5,求出=,解直角三角形求出即可.
【解答】解:过A作AC⊥x轴,过B作BD⊥x轴于D,
则∠BDO=∠ACO=90°,
∵顶点A,B分别在反比例函数y=(x>0)与y=(x<0)的图象上,
∴S△BDO=,S△AOC=,
∵∠AOB=90°,
∴∠BOD+∠DBO=∠BOD+∠AOC=90°,
∴∠DBO=∠AOC,
∴△BDO∽△OCA,
∴=()2==5,
∴=,
∴tan∠BAO==,
故答案为:.
三、解答题:本题共9小题,共86分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
17.(8分)因式分解:x5﹣x.
【分析】直接提取公因式x,再利用平方差公式分解因式得出答案.
【解答】解:x5﹣x
=x(x4﹣1)
=x(x2+1)(x2﹣1)
=x(x2+1)(x﹣1)(x+1).
18.(8分)如图,矩形ABCD中,AB>AD,把矩形沿对角线AC所在直线折叠,使点B落在点E处,AE交CD于F,连接DE.
(1)求证:△ADE≌△CED
(2)若AD=4,AB=8,求△ACF的面积.
【分析】(1)根据矩形的性质可得出AD=BC、AB=CD,结合折叠的性质可得出AD=CE、AE=CD,进而即可证出△ADE≌△CED(SSS);
(2)由矩形的性质得出AB∥CD,CD=AB=8,∠ADC=90°,得出∠ACD=∠BAC,由折叠的性质得∠BAC=∠EAC,得出∠ACD=∠EAC,证出AF=CF,设AF=CF=x,则DF=CD﹣CF=8﹣x,在Rt△ADF中,由勾股定理得出方程,得出CF=5,由三角形面积公式即可得出答案.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是矩形,
∴AD=BC,AB=CD.
由折叠的性质可得:BC=CE,AB=AE,
∴AD=CE,AE=CD.
在△ADE和△CED中,,
∴△ADE≌△CED(SSS).
(2)解:∵四边形ABCD是矩形,
∴AB∥CD,CD=AB=8,∠ADC=90°,
∴∠ACD=∠BAC,
由折叠的性质得:∠BAC=∠EAC,
∴∠ACD=∠EAC,
∴AF=CF,
设AF=CF=x,则DF=CD﹣CF=8﹣x,
在Rt△ADF中,由勾股定理得:42+(8﹣x)2=x2,
解得:x=5,
∴CF=5,
∴△ACF的面积=CF×AD=×5×4=10.
19.(8分)解不等式组:.
【分析】分别求出各不等式的解集,再求出其公共解集即可.
【解答】解:,
由①得:x>﹣2,
由②得:x<1,
∴不等式组的解集是﹣2<x<1.
20.(8分)如图,点O为等边三角形ABC的中心,△BCE是以BC为斜边的直角三角形,且BE=CE.
(1)用尺规在直线AB的左侧作△ABD,使△ABD≌△BCE,保留必要的作图痕迹,不写作法;
(2)△ABD能否由△BCE绕点O按顺时针方向旋转得到?若能,请加以证明,并求出旋转角α(0<α<180°)的度数;若不能,请说明理由.
【分析】(1)连接CO并延长,以点B为圆心,BE长为半径画弧交CO延长线于点D,可得△ABD≌△BCE;
(2)根据点O为等边三角形ABC的中心,可得∠BOC=120°,进而可得旋转角的度数.
【解答】解:(1)如图,△ABD即为所求;
(2)△ABD能由△BCE绕点O按顺时针方向旋转120°得到,
证明:连接OB,OC,OE,
∵点O为等边三角形ABC的中心,
∴∠BOC=120°,
∴∠DOB=∠BOE=60°,
∴∠DOE=120°,
∴旋转角α=120°.
21.(8分)春节期间甲乙两商场搞促销活动,甲商场的方案是:在一个不透明的箱子里放4个完全相同的小球,球上分别标“0元”、“20元”、“30元“、“50元”,顾客每消费满300元,就可从箱子里不放回地摸出2个球,根据两个小球所标金额之和可获相应价格的礼品;
乙商场的方案是:在一个不透明的箱子里放2个完全相同的小球,球上分别标“5元“、“30“,顾客每消费满100元,就可从箱子里摸出1个球,根据小球所标金额可获相应价格的礼品.某顾客准备消费300元.
(1)若该顾客在甲商场消费,至少可得价值 20 元的礼品,至多可得价值 80 元的礼品;
(2)请用画树状图或列表法,说明该顾客去哪个商场消费,获得礼品的总价值不低于50元的概率大小.
【分析】(1)根据题意即可求得该顾客至少可得的金额,至多可得的礼品的金额;
(2)首先根据题意列出表格,然后由表格求得所有等可能的结果与该顾客所获礼品的金额不低于50元的情况,再利用概率公式求解即可求得答案.
【解答】解:(1)根据题意得:该顾客至少可得0+20=20(元),至多可得30+50=80(元).
故答案为:20,80.
(2)若在甲商场消费:
0
20
30
50
0
﹣
20
30
50
20
20
﹣
50
70
30
30
50
﹣
80
50
50
70
80
﹣
∴P(不低于50元)==;
若在乙商场消费:
P(不低于50元)==;
∵>,
∴该顾客去甲商场消费,获得礼品的总价值不低于50元的概率大.
22.(10分)如图,CD为⊙O的直径,AB是⊙O的切线,切点为B.
(1)求证:∠C=∠DBA;
(2)若AB=4,sinA=,求⊙O半径.
【分析】(1)根据圆周角定理求出∠CBD=90°,求出∠C+∠CDB=90°,根据等腰三角形的性质得出∠CDB=∠OBD,根据切线的性质得出∠OBA=90°,求出∠DBA+∠OBD=90°即可;
(2)解直角三角形得出sinA==,求出OA=3OB,由勾股定理得出OB2+42=(3OB)2,再求出OB即可.
【解答】(1)证明:连接OB,
∵CD是⊙O的直径,
∴∠CBD=90°,
∴∠C+∠CDB=90°,
∵OD=OB,
∴∠CDB=∠OBD,
∵AB切⊙O于B,
∴OB⊥BA,即∠OBA=90°,
∴∠DBA+∠OBD=90°,
∴∠C=∠DBA;
(2)解:∵sinA==,
∴OA=3OB,
在Rt△OBA中,由勾股定理得:OB2+AB2=OA2,
即OB2+42=(3OB)2,
解得:OB=,
即⊙O的半径是.
23.(10分)某村有100亩的土地,今年统筹安排40个劳动力,分别负责管理果园、种植蔬菜和经营农家乐旅游,要使得每个劳动力都不空闲,并且每亩土地都不闲置.各个项目所需劳动力和所用每亩土地的平均年收入如表:
每个劳动力管理的亩数
平均年收入(万元/亩)
管理果园
2
0.5
种植蔬菜
3
0.8
经营农家乐旅游
4
4
(1)若安排管理果园的劳动力是种植蔬菜的2.5倍,试求出管理果园的劳动力数量;
(2)设安排x个劳动力管理果园,该村的年收入为W万元.
①试求出W与x的函数关系式;
②由于果园的特殊要求,安排管理果园劳动力应不少于22人,且不多于28人,应如何安排劳动力才能使该村的年收入最大,并求最大收入.
【分析】(1)设种蔬菜的劳动力为a人,则管理果园的劳动力为2.5a人,经营农家乐的(40﹣3.5a)人,根据经营亩数100亩列方程求解即可;
(2)①设种蔬菜的劳动力数量为y人,经营农家乐的劳动力数量为z人,根据题意列方程组,用x表示出y和z,再列出函数解析即可;②根据①的函数性质以及x的取值范围求最值即可.
【解答】解:(1)设种蔬菜的劳动力为a人,则管理果园的劳动力为2.5a人,经营农家乐的(40﹣3.5a)人,
由题意得:2×2.5a+3a+4(40﹣3.5a)=100,
解得:a=10,
∴2.5a=2.5×10=25(人),
∴管理果园的劳动力数量为25人;
(2)①设种蔬菜的劳动力数量为y人,经营农家乐的劳动力数量为z人,
由题意得:,
解得:,
∵z>0,y>0,
∴20<x<30,
W=0.5×2x+0.8×3y+4×4z
=x+2.4(60﹣2x)+16(x﹣20)
=12.2x﹣176,
∴该村的年收入为W=12.2x﹣176(20<x<30);
②∵W=12.2x﹣176,12.2>0,
∴W随x的增大而增大,
∵22≤x≤28,
∴x=28时,W最大,最大值=12.2×28﹣176=165.6,
∴28个劳动力管理果园,4个劳动力种蔬菜,8个劳动力经营农家乐,该村年收入最大,最大值为165.6万元.
24.(12分)已知顶点为A的抛物线y=﹣x2+2x+k2﹣1,交y轴于点B,交x轴正半轴于点C.
(1)求A的坐标(用含k的代数式表示);
(2)若1≤k≤m时,△ABC面积的最大值为m+1,求m的值;
(3)已知∠ABC=90°,点D在抛物线上,且S△DBC=2S△ABC,求点D的坐标.
【分析】(1)将抛物线的解析式配方可得;
(2)作AD⊥OB,求得AD=1,BD=1,OB=k2﹣1,根据S△ABC=S梯形ADOC﹣S△ABD﹣S△BOC得:S△ABC=(k2+k),当k=m时,(m2+m)=m+1解得;
(3)延长AB至F点,使BF=2AB,作FN∥BC,作BG⊥对称轴AM,作FH⊥AM,由△ABG∽△AFH求得FH=AH=3,F(﹣2,1),进而求得直线FN的解析式是:y=﹣x﹣1,与抛物线联立方程组可得.
【解答】解:(1)∵y=﹣x2+2x+k2﹣1=﹣(x﹣1)2+k2,
∴A(1,k2);
(2)如图1,
作AD⊥OB于D,
由﹣x2+2x+k2﹣1=0得,
x1=k+1,x2=1﹣k(舍去),
∴OC=k+1,
∵B(0,k2﹣1),A (1,k2),
∴AD=1,BD=1,OB=k2﹣1,
由S△ABC=S梯形ADOC﹣S△ABD﹣S△BOC得,
S△ABC=﹣﹣(k2﹣1)•(k+1)
=(k2+k),
∵a>0,﹣=﹣,
又∵1≤k≤m,
∴当k=m时,S△ABC最大=(m2+m),
∴(m2+m)=m+1,
∴m1=2,m2=﹣1(舍去),
∴m=2;
(3)如图2,
当∠ABC=90°时,
k2﹣1>0,
作AE⊥OB于E,
由(2)知:AE=BE=1,
∴∠ABE=∠AEB=45°,
∵∠ABC=90°,
∴∠CBO=45°,
∴∠BCQ=∠CBO=45°,
∴OC=OB,
∴k2﹣1=k+1,
∴k1=2,k2=﹣1(舍去),
∴k=2,
∴y=﹣x+2x+3,
延长AB至F点,使BF=2AB,作FN∥BC,
作BG⊥对称轴AM于G,作FH⊥AM于H,
∴FH∥BG,
∴△ABG∽△AFH,
∴===,
∵BG=AH=1,
∴FH=AH=3,
∴F(﹣2,1),
∴直线FN的解析式是:y=﹣x﹣1,
∵,
∴,,
∴D(﹣1,0)或(4,﹣5),
25.(14分)如图1,在正方形ABCD中,点E在边AB上,DF⊥DE交BC的延长线于点F,连接EF,交AC于G.
(1)求证:△ADE≌△CDF;
(2)求证:DG⊥EF;
(3)将正方形ABCD改为长与宽不相等的矩形,且其余条件保持不变(图2),试问(2)中的结论是否成立?说明理由.
【分析】(1)由正方形的性质得AD=CD,∠EAD=∠ADC=∠BCD=∠FCD=90°,再证∠ADE=∠CDF,由ASA即可证得△ADE≌△CDF;
(2)由△ADE≌△CDF得DE=DF,则△DEF是等腰直角三角形,得出∠DFG=45°,再由正方形的性质得∠DCG=45°,推出∠DFG=∠DCG,则D、F、C、G四点共圆,然后由圆周角定理即可得出结论;
(3)由矩形的性质得∠ADC=∠DAE=∠BCD=∠DCF=90°,再证∠ADE=∠CDF,得出△DAE∽△DCF,则=,由∠ADC=∠EDF=90°,得出△ADC∽△EDF,则∠DFG=∠DCG,推出D、F、C、G四点共圆,然后由圆周角定理即可得出结果.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是正方形,
∴AD=CD,∠EAD=∠ADC=∠BCD=∠FCD=90°,
∵DF⊥DE,
∴∠EDF=90°,
∴∠ADC﹣∠CDE=∠EDF﹣∠CDE,即∠ADE=∠CDF,
在△ADE和△CDF中,
,
∴△ADE≌△CDF(ASA);
(2)证明:由(1)得:△ADE≌△CDF,
∴DE=DF,
∵∠EDF=90°,
∴△DEF是等腰直角三角形,
∴∠DFG=45°,
∵四边形ABCD是正方形,
∴∠DCG=45°,
∴∠DFG=∠DCG,
∴D、F、C、G四点共圆,
∵∠DCF=90°,
∴∠DGF=∠DCF=90°,
∴DG⊥EF;
(3)解:(2)中的结论成立,理由如下:
∵四边形ABCD为矩形,
∴∠ADC=∠DAE=∠BCD=∠DCF=90°,
∵∠EDF=90°,
∴∠ADC﹣∠CDE=∠EDF﹣∠CDE,即∠ADE=∠CDF,
∵∠DAE=∠DCF,
∴△DAE∽△DCF,
∴=,
∵∠ADC=∠EDF=90°,
∴△ADC∽△EDF,
∴∠DFG=∠DCG,
∴D、F、C、G四点共圆,
∵∠DCF=90°,
∴∠DGF=∠DCF=90°,
∴DG⊥EF,即(2)中的结论成立.
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