2022届福建永安市市级名校中考四模数学试题含解析
展开2021-2022中考数学模拟试卷
请考生注意:
1.请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上,请用0.5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。
2.答题前,认真阅读答题纸上的《注意事项》,按规定答题。
一、选择题(本大题共12个小题,每小题4分,共48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.将三粒均匀的分别标有,,,,,的正六面体骰子同时掷出,朝上一面上的数字分别为,,,则,,正好是直角三角形三边长的概率是( )
A. B. C. D.
2.下列方程中有实数解的是( )
A.x4+16=0 B.x2﹣x+1=0
C. D.
3.如图,在△ABC中,点D,E分别在边AB,AC上,且,则的值为
A. B. C. D.
4.有理数a、b在数轴上的位置如图所示,则下列结论中正确的是( )
A.a+b>0 B.ab>0 C.a﹣b<o D.a÷b>0
5.如图,已知直线AD是⊙O的切线,点A为切点,OD交⊙O于点B,点C在⊙O上,且∠ODA=36°,则∠ACB的度数为( )
A.54° B.36° C.30° D.27°
6.下列运算正确的是( )
A.(a2)3 =a5 B. C.(3ab)2=6a2b2 D.a6÷a3 =a2
7.若不等式组的整数解共有三个,则a的取值范围是( )
A.5<a<6 B.5<a≤6 C.5≤a<6 D.5≤a≤6
8.如图,正六边形ABCDEF内接于⊙O,半径为4,则这个正六边形的边心距OM的长为( )
A.2 B.2 C. D.4
9.如图,在△ABC中,过点B作PB⊥BC于B,交AC于P,过点C作CQ⊥AB,交AB延长线于Q,则△ABC的高是( )
A.线段PB B.线段BC C.线段CQ D.线段AQ
10.据财政部网站消息,2018年中央财政困难群众救济补助预算指标约为929亿元,数据929亿元科学记数法表示为( )
A.9.29×109 B.9.29×1010 C.92.9×1010 D.9.29×1011
11.一、单选题
如图,△ABC中,AD是BC边上的高,AE、BF分别是∠BAC、∠ABC的平分线,∠BAC=50°,∠ABC=60°,则∠EAD+∠ACD=( )
A.75° B.80° C.85° D.90°
12.如果将直线l1:y=2x﹣2平移后得到直线l2:y=2x,那么下列平移过程正确的是( )
A.将l1向左平移2个单位 B.将l1向右平移2个单位
C.将l1向上平移2个单位 D.将l1向下平移2个单位
二、填空题:(本大题共6个小题,每小题4分,共24分.)
13.在平面直角坐标系中,⊙P的圆心是(2,a)(a>2),半径为2,函数y=x的图象被⊙P截得的弦AB的长为,则a的值是_____.
14.如图,已知点A是反比例函数的图象上的一个动点,连接OA,若将线段O A绕点O顺时针旋转90°得到线段OB,则点B所在图象的函数表达式为______.
15.意大利著名数学家斐波那契在研究兔子繁殖问题时,发现有这样一组数:1,1,2,3,5,8,13,…,请根据这组数的规律写出第10个数是______.
16.一个正多边形的一个内角是它的一个外角的5倍,则这个多边形的边数是_______________
17.反比例函数y=的图象是双曲线,在每一个象限内,y随x的增大而减小,若点A(–3,y1),B(–1,y2),C(2,y3)都在该双曲线上,则y1、y2、y3的大小关系为__________.(用“<”连接)
18.和平中学自行车停车棚顶部的剖面如图所示,已知AB=16m,半径OA=10m,高度CD为____m.
三、解答题:(本大题共9个小题,共78分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
19.(6分)如图,点O为Rt△ABC斜边AB上的一点,以OA为半径的⊙O与BC切于点D,与AC交于点E,连接AD.
求证:AD平分∠BAC;若∠BAC=60∘,OA=4,求阴影部分的面积(结果保留π).
20.(6分)4月9日上午8时,2017 徐州国际马拉松赛鸣枪开跑,一名岁的男子带着他的两个孩子一同参加了比赛,下面是两个孩子与记者的对话:
根据对话内容,请你用方程的知识帮记者求出哥哥和妹妹的年龄.
21.(6分)如图1,经过原点O的抛物线y=ax2+bx(a≠0)与x轴交于另一点A(,0),在第一象限内与直线y=x交于点B(2,t).
(1)求这条抛物线的表达式;
(2)在第四象限内的抛物线上有一点C,满足以B,O,C为顶点的三角形的面积为2,求点C的坐标;
(3)如图2,若点M在这条抛物线上,且∠MBO=∠ABO,在(2)的条件下,是否存在点P,使得△POC∽△MOB?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
22.(8分)计算:sin30°﹣+(π﹣4)0+|﹣|.
23.(8分)计算:(﹣2)0+()﹣1+4cos30°﹣|4﹣|
24.(10分)如图,一次函数y=2x﹣4的图象与反比例函数y=的图象交于A、B两点,且点A的横坐标为1.
(1)求反比例函数的解析式;
(2)点P是x轴上一动点,△ABP的面积为8,求P点坐标.
25.(10分)《九章算术》中有这样一道题,原文如下:
今有甲乙二人持钱不知其数.甲得乙半而钱五十,乙得甲太半而钱亦五十.问甲、乙持钱各几何?大意为:今有甲、乙二人,不知其钱包里有多少钱.若乙把其一半的钱给甲,则甲的钱数为;若甲把其的钱给乙,则乙的钱数也能为,问甲、乙各有多少钱?
请解答上述问题.
26.(12分)已知矩形ABCD的一条边AD=8,将矩形ABCD折叠,使得顶点B落在CD边上的P点处.如图,已知折痕与边BC交于点O,连接AP、OP、OA.
(1)求证:;
(2)若△OCP与△PDA的面积比为1:4,求边AB的长.
27.(12分)如图,AB是⊙O的直径,弧CD⊥AB,垂足为H,P为弧AD上一点,连接PA、PB,PB交CD于E.
(1)如图(1)连接PC、CB,求证:∠BCP=∠PED;
(2)如图(2)过点P作⊙O的切线交CD的延长线于点E,过点A向PF引垂线,垂足为G,求证:∠APG=∠F;
(3)如图(3)在图(2)的条件下,连接PH,若PH=PF,3PF=5PG,BE=2,求⊙O的直径AB.
参考答案
一、选择题(本大题共12个小题,每小题4分,共48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、C
【解析】
三粒均匀的正六面体骰子同时掷出共出现216种情况,而边长能构成直角三角形的数字为3、4、5,含这三个数字的情况有6种,故由概率公式计算即可.
【详解】
解:因为将三粒均匀的分别标有1,2,3,4,5,6的正六面体骰子同时掷出,按出现数字的不同共=216种情况,其中数字分别为3,4,5,是直角三角形三边长时,有6种情况,所以其概率为,
故选C.
【点睛】
本题考查的是概率的求法.如果一个事件有n种可能,而且这些事件的可能性相同,其中事件A出现m种结果,那么事件A的概率P(A)=.边长为3,4,5的三角形组成直角三角形.
2、C
【解析】
A、B是一元二次方程可以根据其判别式判断其根的情况;C是无理方程,容易看出没有实数根;D是分式方程,能使得分子为零,分母不为零的就是方程的根.
【详解】
A.中△=02﹣4×1×16=﹣64<0,方程无实数根;
B.中△=(﹣1)2﹣4×1×1=﹣3<0,方程无实数根;
C.x=﹣1是方程的根;
D.当x=1时,分母x2-1=0,无实数根.
故选:C.
【点睛】
本题考查了方程解得定义,能使方程左右两边相等的未知数的值叫做方程的解.解答本题的关键是针对不同的方程进行分类讨论.
3、C
【解析】
∵,∠A=∠A,
∴△ABC∽△AED。∴。
∴。故选C。
4、C
【解析】
利用数轴先判断出a、b的正负情况以及它们绝对值的大小,然后再进行比较即可.
【详解】
解:由a、b在数轴上的位置可知:a<1,b>1,且|a|>|b|,
∴a+b<1,ab<1,a﹣b<1,a÷b<1.
故选:C.
5、D
【解析】解:∵AD为圆O的切线,∴AD⊥OA,即∠OAD=90°,∵∠ODA=36°,∴∠AOD=54°,∵∠AOD与∠ACB都对,∴∠ACB=∠AOD=27°.故选D.
6、B
【解析】
分析:本题考察幂的乘方,同底数幂的乘法,积的乘方和同底数幂的除法.
解析: ,故A选项错误; a3·a = a4故B选项正确;(3ab)2 = 9a2b2故C选项错误; a6÷a3 = a3故D选项错误.
故选B.
7、C
【解析】
首先确定不等式组的解集,利用含a的式子表示,根据整数解的个数就可以确定有哪些整数解,根据解的情况可以得到关于a的不等式,从而求出a的范围.
【详解】
解不等式组得:2<x≤a,
∵不等式组的整数解共有3个,
∴这3个是3,4,5,因而5≤a<1.
故选C.
【点睛】
本题考查了一元一次不等式组的整数解,正确解出不等式组的解集,确定a的范围,是解答本题的关键.求不等式组的解集,应遵循以下原则:同大取较大,同小取较小,小大大小中间找,大大小小解不了.
8、B
【解析】
分析:连接OC、OB,证出△BOC是等边三角形,根据锐角三角函数的定义求解即可.
详解:
如图所示,连接OC、OB
∵多边形ABCDEF是正六边形,
∴∠BOC=60°,
∵OC=OB,
∴△BOC是等边三角形,
∴∠OBM=60°,
∴OM=OBsin∠OBM=4×=2.
故选B.
点睛:考查的是正六边形的性质、等边三角形的判定与性质、三角函数;熟练掌握正六边形的性质,由三角函数求出OM是解决问题的关键.
9、C
【解析】
根据三角形高线的定义即可解题.
【详解】
解:当AB为△ABC的底时,过点C向AB所在直线作垂线段即为高,故CQ是△ABC的高,
故选C.
【点睛】
本题考查了三角形高线的定义,属于简单题,熟悉高线的作法是解题关键.
10、B
【解析】
科学记数法的表示形式为a×1n的形式,其中1≤|a|<1,n为整数.确定n的值是易错点,由于929亿有11位,所以可以确定n=11-1=1.
【详解】
解:929亿=92900000000=9.29×11.
故选B.
【点睛】
此题考查科学记数法表示较大的数的方法,准确确定a与n值是关键.
11、A
【解析】
分析:依据AD是BC边上的高,∠ABC=60°,即可得到∠BAD=30°,依据∠BAC=50°,AE平分∠BAC,即可得到∠DAE=5°,再根据△ABC中,∠C=180°﹣∠ABC﹣∠BAC=70°,可得∠EAD+∠ACD=75°.
详解:∵AD是BC边上的高,∠ABC=60°,
∴∠BAD=30°,
∵∠BAC=50°,AE平分∠BAC,
∴∠BAE=25°,
∴∠DAE=30°﹣25°=5°,
∵△ABC中,∠C=180°﹣∠ABC﹣∠BAC=70°,
∴∠EAD+∠ACD=5°+70°=75°,
故选A.
点睛:本题考查了三角形内角和定理:三角形内角和为180°.解决问题的关键是三角形外角性质以及角平分线的定义的运用.
12、C
【解析】
根据“上加下减”的原则求解即可.
【详解】
将函数y=2x﹣2的图象向上平移2个单位长度,所得图象对应的函数解析式是y=2x.
故选:C.
【点睛】
本题考查的是一次函数的图象与几何变换,熟知函数图象变换的法则是解答此题的关键.
二、填空题:(本大题共6个小题,每小题4分,共24分.)
13、2+
【解析】
试题分析:过P点作PE⊥AB于E,过P点作PC⊥x轴于C,交AB于D,连接PA.
∵PE⊥AB,AB=2,半径为2,
∴AE=AB=,PA=2, 根据勾股定理得:PE=1,
∵点A在直线y=x上,
∴∠AOC=45°,
∵∠DCO=90°,
∴∠ODC=45°,
∴△OCD是等腰直角三角形,
∴OC=CD=2,
∴∠PDE=∠ODC=45°,
∴∠DPE=∠PDE=45°,
∴DE=PE=1,
∴PD=
∵⊙P的圆心是(2,a),
∴a=PD+DC=2+.
【点睛】
本题主要考查的就是垂径定理的应用以及直角三角形勾股定理的应用,属于中等难度的题型.解决这个问题的关键就是在于作出辅助线,将所求的线段放入到直角三角形中.本题还需要注意的一个隐含条件就是:直线y=x或直线y=-x与x轴所形成的锐角为45°,这一个条件的应用也是很重要的.
14、
【解析】
∵点A是反比例函数的图象上的一个动点,设A(m,n),过A作AC⊥x轴于C,过B作BD⊥x轴于D,
∴AC=n,OC=﹣m,∴∠ACO=∠ADO=90°,
∵∠AOB=90°,∴∠CAO+∠AOC=∠AOC+∠BOD=90°,∴∠CAO=∠BOD,
在△ACO与△ODB中,∵∠ACO=∠ODB,∠CAO=∠BOD,AO=BO,
∴△ACO≌△ODB,∴AC=OD=n,CO=BD=﹣m,∴B(n,﹣m),
∵mn=﹣2,∴n(﹣m)=2,
∴点B所在图象的函数表达式为,
故答案为:.
15、1
【解析】
解:3=2+1;
5=3+2;
8=5+3;
13=8+5;
…
可以发现:从第三个数起,每一个数都等于它前面两个数的和.
则第8个数为13+8=21;
第9个数为21+13=34;
第10个数为34+21=1.
故答案为1.
点睛:此题考查了数字的有规律变化,解答此类题目的关键是要求学生通对题目中给出的图表、数据等认真进行分析、归纳并发现其中的规律,并应用规律解决问题.此类题目难度一般偏大.
16、1
【解析】
设这个正多边的外角为x°,则内角为5x°,根据内角和外角互补可得x+5x=180,解可得x的值,再利用外角和360°÷外角度数可得边数.
【详解】
设这个正多边的外角为x°,由题意得:
x+5x=180,
解得:x=30,
360°÷30°=1.
故答案为:1.
【点睛】
此题主要考查了多边形的内角和外角,关键是计算出外角的度数,进而得到边数.
17、y2<y1<y1.
【解析】
先根据反比例函数的增减性判断出2-m的符号,再根据反比例函数的性质判断出此函数图象所在的象限,由各点横坐标的值进行判断即可.
【详解】
∵反比例函数y=的图象是双曲线,在每一个象限内,y随x的增大而减小,
∴2−m>0,∴此函数的图象在一、三象限,∵−1<−1<0,∴0>y1>y2,∵2>0,∴y1>0,
∴y2
本题考查的知识点是反比例函数图像上点的坐标特征,解题的关键是熟练的掌握列反比例函数图像上点的坐标特征.
18、1.
【解析】
由CD⊥AB,根据垂径定理得到AD=DB=8,再在Rt△OAD中,利用勾股定理计算出OD,则通过CD=OC−OD求出CD.
【详解】
解:∵CD⊥AB,AB=16,
∴AD=DB=8,
在Rt△OAD中,AB=16m,半径OA=10m,
∴OD==6,
∴CD=OC﹣OD=10﹣6=1(m).
故答案为1.
【点睛】
本题考查了垂径定理:垂直于弦的直径平分弦,并且平分弦所对的弧.也考查了切线的性质定理以及勾股定理.
三、解答题:(本大题共9个小题,共78分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
19、(1)见解析;(2)
【解析】
试题分析:
(1)连接OD,则由已知易证OD∥AC,从而可得∠CAD=∠ODA,结合∠ODA=∠OAD,即可得到∠CAD=∠OAD,从而得到AD平分∠BAC;
(2)连接OE、DE,由已知易证△AOE是等边三角形,由此可得∠ADE=∠AOE=30°,由AD平分∠BAC可得∠OAD=30°,从而可得∠ADE=∠OAD,由此可得DE∥AO,从而可得S阴影=S扇形ODE,这样只需根据已知条件求出扇形ODE的面积即可.
试题解析:
(1)连接OD.
∵BC是⊙O的切线,D为切点,
∴OD⊥BC.
又∵AC⊥BC,
∴OD∥AC,
∴∠ADO=∠CAD.
又∵OD=OA,
∴∠ADO=∠OAD,
∴∠CAD=∠OAD,即AD平分∠BAC.
(2)连接OE,ED.
∵∠BAC=60°,OE=OA,
∴△OAE为等边三角形,
∴∠AOE=60°,
∴∠ADE=30°.
又∵,
∴∠ADE=∠OAD,
∴ED∥AO,
∴S△AED=S△OED,
∴阴影部分的面积 = S扇形ODE = .
20、今年妹妹6岁,哥哥10岁.
【解析】
试题分析:设今年妹妹的年龄为x岁,哥哥的年龄为y岁,根据两个孩子的对话,即可得出关于x、y的二元一次方程组,解之即可得出结论.
试题解析:设今年妹妹的年龄为x岁,哥哥的年龄为y岁,
根据题意得:
解得: .
答:今年妹妹6岁,哥哥10岁.
考点:二元一次方程组的应用.
21、(1)y=2x2﹣3x;(2)C(1,﹣1);(3)(,)或(﹣,).
【解析】
(1)由直线解析式可求得B点坐标,由A、B坐标,利用待定系数法可求得抛物线的表达式;
(2)过C作CD∥y轴,交x轴于点E,交OB于点D,过B作BF⊥CD于点F,可设出C点坐标,利用C点坐标可表示出CD的长,从而可表示出△BOC的面积,由条件可得到关于C点坐标的方程,可求得C点坐标;
(3)设MB交y轴于点N,则可证得△ABO≌△NBO,可求得N点坐标,可求得直线BN的解析式,联立直线BM与抛物线解析式可求得M点坐标,过M作MG⊥y轴于点G,由B、C的坐标可求得OB和OC的长,由相似三角形的性质可求得的值,当点P在第一象限内时,过P作PH⊥x轴于点H,由条件可证得△MOG∽△POH,由的值,可求得PH和OH,可求得P点坐标;当P点在第三象限时,同理可求得P点坐标.
【详解】
(1)∵B(2,t)在直线y=x上,
∴t=2,
∴B(2,2),
把A、B两点坐标代入抛物线解析式可得:,解得:,
∴抛物线解析式为;
(2)如图1,过C作CD∥y轴,交x轴于点E,交OB于点D,过B作BF⊥CD于点F,∵点C是抛物线上第四象限的点,
∴可设C(t,2t2﹣3t),则E(t,0),D(t,t),
∴OE=t,BF=2﹣t,CD=t﹣(2t2﹣3t)=﹣2t2+4t,
∴S△OBC=S△CDO+S△CDB=CD•OE+CD•BF=(﹣2t2+4t)(t+2﹣t)=﹣2t2+4t,
∵△OBC的面积为2,
∴﹣2t2+4t=2,解得t1=t2=1,
∴C(1,﹣1);
(3)存在.设MB交y轴于点N,
如图2,
∵B(2,2),
∴∠AOB=∠NOB=45°,
在△AOB和△NOB中,
∵∠AOB=∠NOB,OB=OB,∠ABO=∠NBO,
∴△AOB≌△NOB(ASA),
∴ON=OA=,
∴N(0,),
∴可设直线BN解析式为y=kx+,把B点坐标代入可得2=2k+,解得k=,
∴直线BN的解析式为,联立直线BN和抛物线解析式可得:,解得:或,
∴M(,),
∵C(1,﹣1),
∴∠COA=∠AOB=45°,且B(2,2),
∴OB=,OC=,
∵△POC∽△MOB,
∴,∠POC=∠BOM,
当点P在第一象限时
,如图3,过M作MG⊥y轴于点G,过P作PH⊥x轴于点H,如图3
∵∠COA=∠BOG=45°,
∴∠MOG=∠POH,且∠PHO=∠MGO,
∴△MOG∽△POH,
∴
∵M(,),
∴MG=,OG=,
∴PH=MG=,OH=OG=,
∴P(,);
当点P在第三象限时,如图4,过M作MG⊥y轴于点G,过P作PH⊥y轴于点H,
同理可求得PH=MG=,OH=OG=,
∴P(﹣,);
综上可知:存在满足条件的点P,其坐标为(,)或(﹣,).
【点睛】
本题为二次函数的综合应用,涉及待定系数法、三角形的面积、二次函数的性质、全等三角形的判定和性质、相似三角形的判定和性质、方程思想及分类讨论思想等知识.在(1)中注意待定系数法的应用,在(2)中用C点坐标表示出△BOC的面积是解题的关键,在(3)中确定出点P的位置,构造相似三角形是解题的关键,注意分两种情况.
22、1.
【解析】
分析:原式利用特殊角角的三角函数值,平方根定义,零指数幂法则,以及绝对值的代数意义化简,计算即可求出值.
详解:原式=﹣2+1+=1.
点睛:本题考查了实数的运算,熟练掌握运算法则是解答本题的关键.
23、4
【解析】
直接利用零指数幂的性质以及负指数幂的性质和特殊角的三角函数值、绝对值的性质分别化简进而得出答案.
【详解】
(﹣2)0+()﹣1+4cos30°﹣|4﹣|
=1+3+4×﹣(4﹣2)
=4+2﹣4+2
=4.
【点睛】
此题主要考查了实数运算,正确化简各数是解题关键.
24、(1)y=;(2)(4,0)或(0,0)
【解析】
(1)把x=1代入一次函数解析式求得A的坐标,利用待定系数法求得反比例函数解析式;
(2)解一次函数与反比例函数解析式组成的方程组求得B的坐标,后利用△ABP的面积为8,可求P点坐标.
【详解】
解:(1)把x=1代入y=2x﹣4,可得
y=2×1﹣4=2,
∴A(1,2),
把(1,2)代入y=,可得k=1×2=6,
∴反比例函数的解析式为y=;
(2)根据题意可得:2x﹣4=,
解得x1=1,x2=﹣1,
把x2=﹣1,代入y=2x﹣4,可得
y=﹣6,
∴点B的坐标为(﹣1,﹣6).
设直线AB与x轴交于点C,
y=2x﹣4中,令y=0,则x=2,即C(2,0),
设P点坐标为(x,0),则
×|x﹣2|×(2+6)=8,
解得x=4或0,
∴点P的坐标为(4,0)或(0,0).
【点睛】本题主要考查用待定系数法求
一次函数解析式,及一次函数与反比例函数交点的问题,联立两函数可求解。
25、甲有钱,乙有钱.
【解析】
设甲有钱x,乙有钱y,根据相等关系:甲的钱数+乙钱数的一半=50,甲的钱数的三分之二+乙的钱数=50列出二元一次方程组求解即可.
【详解】
解:设甲有钱,乙有钱.
由题意得: ,
解方程组得: ,
答:甲有钱,乙有钱.
【点睛】
本题考查了二元一次方程组的应用,读懂题意正确的找出两个相等关系是解决此题的关键.
26、 (1)详见解析;(2)10.
【解析】
①只需证明两对对应角分别相等可得两个三角形相似;故.
②根据相似三角形的性质求出PC长以及AP与OP的关系,然后在Rt△PCO中运用勾股定理求出OP长,从而求出AB长.
【详解】
①∵四边形ABCD是矩形,
∴AD=BC,DC=AB,∠DAB=∠B=∠C=∠D=90°.
由折叠可得:AP=AB,PO=BO,∠PAO=∠BAO,∠APO=∠B.
∴∠APO=90°.
∴∠APD=90°−∠CPO=∠POC.
∵∠D=∠C,∠APD=∠POC.
∴△OCP∽△PDA.
∴.
②∵△OCP与△PDA的面积比为1:4,
∴OCPD=OPPA=CPDA=14−−√=12.
∴PD=2OC,PA=2OP,DA=2CP.
∵AD=8,
∴CP=4,BC=8.
设OP=x,则OB=x,CO=8−x.
在△PCO中,
∵∠C=90∘,CP=4,OP=x,CO=8−x,
∴x2=(8−x)2+42.
解得:x=5.
∴AB=AP=2OP=10.
∴边AB的长为10.
【点睛】
本题考查了相似三角形的判定与性质以及翻转变换,解题的关键是熟练的掌握相似三角形与翻转变换的相关知识.
27、(1)见解析;(2)见解析;(3)AB=1
【解析】
(1)由垂径定理得出∠CPB=∠BCD,根据∠BCP=∠BCD+∠PCD=∠CPB+∠PCD=∠PED即可得证;
(2)连接OP,知OP=OB,先证∠FPE=∠FEP得∠F+2∠FPE=180°,再由∠APG+∠FPE=90得2∠APG+2∠FPE=180°,据此可得2∠APG=∠F,据此即可得证;
(3)连接AE,取AE中点N,连接HN、PN,过点E作EM⊥PF,先证∠PAE=∠F,由tan∠PAE=tan∠F得,再证∠GAP=∠MPE,由sin∠GAP=sin∠MPE得,从而得出,即MF=GP,由3PF=5PG即,可设PG=3k,得PF=5k、MF=PG=3k、PM=2k,由∠FPE=∠PEF知PF=EF=5k、EM=4k及PE=2k、AP=k,证∠PEM=∠ABP得BP=3k,继而可得BE=k=2,据此求得k=2,从而得出AP、BP的长,利用勾股定理可得答案.
【详解】
证明:(1)∵AB是⊙O的直径且AB⊥CD,
∴∠CPB=∠BCD,
∴∠BCP=∠BCD+∠PCD=∠CPB+∠PCD=∠PED,
∴∠BCP=∠PED;
(2)连接OP,则OP=OB,
∴∠OPB=∠OBP,
∵PF是⊙O的切线,
∴OP⊥PF,则∠OPF=90°,
∠FPE=90°﹣∠OPE,
∵∠PEF=∠HEB=90°﹣∠OBP,
∴∠FPE=∠FEP,
∵AB是⊙O的直径,
∴∠APB=90°,
∴∠APG+∠FPE=90°,
∴2∠APG+2∠FPE=180°,
∵∠F+∠FPE+∠PEF=180°,
∵∠F+2∠FPE=180°
∴2∠APG=∠F,
∴∠APG= ∠F;
(3)连接AE,取AE中点N,连接HN、PN,过点E作EM⊥PF于M,
由(2)知∠APB=∠AHE=90°,
∵AN=EN,
∴A、H、E、P四点共圆,
∴∠PAE=∠PHF,
∵PH=PF,
∴∠PHF=∠F,
∴∠PAE=∠F,
tan∠PAE=tan∠F,
∴,
由(2)知∠APB=∠G=∠PME=90°,
∴∠GAP=∠MPE,
∴sin∠GAP=sin∠MPE,
则,
∴,
∴MF=GP,
∵3PF=5PG,
∴,
设PG=3k,则PF=5k,MF=PG=3k,PM=2k
由(2)知∠FPE=∠PEF,
∴PF=EF=5k,
则EM=4k,
∴tan∠PEM=,tan∠F=,
∴tan∠PAE=,
∵PE=,
∴AP=k,
∵∠APG+∠EPM=∠EPM+∠PEM=90°,
∴∠APG=∠PEM,
∵∠APG+∠OPA=∠ABP+∠BAP=90°,且∠OAP=∠OPA,
∴∠APG=∠ABP,
∴∠PEM=∠ABP,
则tan∠ABP=tan∠PEM,即,
∴,
则BP=3k,
∴BE=k=2,
则k=2,
∴AP=3、BP=6,
根据勾股定理得,AB=1.
【点睛】
本题主要考查圆的综合问题,解题的关键是掌握圆周角定理、四点共圆条件、相似三角形的判定与性质、三角函数的应用等知识点.
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