湖南省衡阳市2022年中考数学试卷解析版
展开湖南省衡阳市2022年中考数学试卷
一、选择题(本大题共12小题,每小题3分,满分36分,)
1.-2的绝对值是( )
A.-2 B.2 C.12 D.−12
【答案】B
【知识点】绝对值及有理数的绝对值
【解析】【解答】解:-2的绝对值是2.
故答案为:B.
【分析】根据负数的绝对值等于它的相反数,可求出其结果.
2.石鼓广场供游客休息的石板凳如下图所示,它的主视图是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】简单几何体的三视图
【解析】【解答】解:此几何体的主视图为.
故答案为:A.
【分析】主视图就是从几何体的正面所看到的平面图形,观察几何体可得到此几何体的主视图.
3.下列选项中的垃圾分类图标,既是中心对称图形,又是轴对称图形的是( )
A.可回收物 B.其他垃圾 C.有害垃圾 D.厨余垃圾
【答案】C
【知识点】轴对称图形;中心对称及中心对称图形
【解析】【解答】解:A、此图案不是轴对称图形,不是中心对称图形,故A不符合题意;
B、此图形不是中心对称图形,也不是轴对称图形,故B不符合题意;
C、此图形是轴对称图形,又是中心对称图形,故C符合题意;
D、此图形不是中心对称图形,是轴对称图形,故D不符合题意;
故答案为:C.
【分析】中心对称图形是图形绕某一点旋转180°后与原来的图形完全重合,轴对称图形是将一个图形沿某直线折叠后直线两旁的部分互相重合,再对各选项逐一判断.
4.为有效防控新冠疫情,国家大力倡导全国人民免费接种疫苗.截止至2022年5月底,我国疫苗接种高达339000万剂次,数据339000万用科学记数法可表示为a×109的形式,则a的值是( )
A.0.339 B.3.39 C.33.9 D.339
【答案】B
【知识点】科学记数法—表示绝对值较大的数
【解析】【解答】解:339000万=3.39×109.
∴a=3.39.
故答案为:B.
【分析】根据科学记数法的表示形式为:a×10n,其中1≤|a|<10,此题是绝对值较大的数,因此n=整数数位-1.
5.下列运算正确的是( )
A.a2+a3=a5 B.a3⋅a4=a12 C.(a3)4=a7 D.a3÷a2=a
【答案】D
【知识点】同底数幂的乘法;同底数幂的除法;合并同类项法则及应用;幂的乘方
【解析】【解答】解:A、a2+a3不能合并,故A不符合题意;
B、a3·a4=a7,故B不符合题意;
C、(a3)4=a12,故C不符合题意;
D、a3÷a2=a,故D符合题意;
故答案为:D.
【分析】只有同类项才能合并,可对A作出判断;利用同底数幂相乘,底数不变,指数相加,可对B作出判断;利用幂的乘方,底数不变,指数相乘,可对C作出判断;利用同底数幂相除,底数不变,指数相减,可对D作出判断.
6.下列说法正确的是( )
A.“任意画一个三角形,其内角和为 180DU3 ”是必然事件
B.调查全国中学生的视力情况,适合采用普查的方式
C.抽样调查的样本容量越小,对总体的估计就越准确
D.十字路口的交通信号灯有红、黄、绿三种颜色,所以开车经过十字路口时,恰好遇到黄灯的概率是 13
【答案】A
【知识点】全面调查与抽样调查;事件发生的可能性;简单事件概率的计算
【解析】【解答】解:A、任意画一个三角形,其内角和为180°,是必然事件,故A符合题意;
B、 调查全国中学生的视力情况,适合采用抽样调查的方式 ,故B不符合题意;
C、抽样调查的样本容量越大,对总体的估计就越准确,故C不符合题意;
D、十字路口的交通信号灯有红、黄、绿三种颜色,三种信号灯持续的时间一般不相同,故D不符合题意;
故答案为:A.
【分析】利用三角形的内角和为180°,可对A作出判断;利用抽样调查的定义,可对B作出判断;利用抽样调查的样本容量越大,对总体的估计就越准确,可对C作出判断;根据三种信号灯持续的时间一般不相同,可对D作出判断.
7.如果二次根式 a−1 有意义,那么实数a的取值范围是( )
A.a>1 B.a≥1 C.a<1 D.a≤1
【答案】B
【知识点】二次根式有意义的条件
【解析】【解答】解:由题意得
a-1≥0
解之:a≥1.
故答案为:B.
【分析】利用二次根式有意义的条件:被开方数是非负数,可得到关于a的不等式,然后求出不等式的解集.
8.为贯彻落实教育部《关于全面加强新时代大中小学劳动教育的意见》精神,把劳动教育纳入人才培养全过程,某校组织学生周末赴劳动教育实践基地开展锄地、除草、剪枝、捉鱼、采摘五项实践活动,已知五个项目参与人数(单位:人)分别是:35,38,39,42,42,则这组数据的众数和中位数分别是( )
A.38,39 B.35,38 C.42,39 D.42,35
【答案】C
【知识点】中位数;众数
【解析】【解答】解:排序为:35,38,39,42,42,
42出现了2次,是出现次数最多的数,
∴这组数据的众数为42;
最中间的数是39,
∴这组数据的中位数是39.
故答案为:C.
【分析】求中位数的方法是:把数据先按从小到大的顺序排列,位于最中间的一个数(或两个数的平均数)为中位数;众数是一组数据中出现次数最多的数据,即可得出答案.
9.不等式组 x+2≥12x
B.
C.
D.
【答案】A
【知识点】在数轴上表示不等式组的解集;解一元一次不等式组
【解析】【解答】解: x+2≥1①2x
由②得x<3
∴不等式组的解集为-1≤x<3,
故答案为:A.
【分析】分别求出不等式组中的每一个不等式的解集,再确定出不等式组的解集,再观察各选项,可得答案.
10.下列命题为假命题的是( )
A.对角线相等的平行四边形是矩形
B.对角线互相垂直的平行四边形是菱形
C.有一个内角是直角的平行四边形是正方形
D.有一组邻边相等的矩形是正方形
【答案】C
【知识点】菱形的判定;矩形的判定;正方形的判定;真命题与假命题
【解析】【解答】解:A、对角线相等的平行四边形是矩形,此命题是真命题,故A不符合题意;
B、对角线互相垂直的平行四边形是菱形,此命题是真命题,故B不符合题意;
C、有一个内角是直角的平行四边形是矩形,原命题是假命题,故C符合题意;
D、有一组邻边相等的矩形是正方形,此命题是真命题,故D不符合题意;
故答案为:C.
【分析】利用矩形的判定定理,可对A作出判断;利用菱形的判定定理,可对B作出判断利用正方形的判定定理,可对C,D作出判断.
11.在设计人体雕像时,使雕像上部(腰部以上)与下部(腰部以下)的高度比,等于下部与全部的高度比,可以增加视觉美感.如图,按此比例设计一座高度为2m 的雷锋雕像,那么该雕像的下部设计高度约是( )(结果精确到 0.01m .参考数据: 2≈1.414 , 3≈1.732 , 5≈2.236 )
A.0.73m B.1.24m C.1.37m D.1.42m
【答案】B
【知识点】相似三角形的应用
【解析】【解答】解:设该雕像的下部设计高度约是xm,则上部的高度为(2-x)m,
∵使雕像上部(腰部以上)与下部(腰部以下)的高度比,等于下部与全部的高度比,
∴2-xx=x2
解之:x1=5-1≈1.24,x2=-5-1(舍去)
经检验,x1是方程的根,
故答案为:B.
【解答】设该雕像的下部设计高度约是xm,则上部的高度为(2-x)m,根据雕像上部(腰部以上)与下部(腰部以下)的高度比,等于下部与全部的高度比,建立关于x的方程,解方程求出符合题意的x的值.
12.如图,在四边形 ABCD 中, ∠B=90° , AC=6 , AB∥CD , AC 平分 ∠DAB .设 AB=x , AD=y ,则 y 关于 x 的函数关系用图象大致可以表示为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】反比例函数的实际应用;等腰三角形的性质;相似三角形的判定与性质
【解析】【解答】∵AB∥CD ,∴∠ACD=∠BAC ,
∵AC 平分 ∠DAB ,∴∠BAC=∠CAD ,
∴∠ACD=∠CAD ,则 CD=AD=y ,即 △ACD 为等腰三角形,
过 D 点做 DE⊥AC 于点 E .
则 DE 垂直平分 AC , AE=CE=12AC=3 , ∠AED=90° ,
∵∠BAC=∠CAD , ∠B=∠AED=90° ,
∴△ABC∽△AED ,
∴ACAD=ABAE ,∴6y=x3 ,
∴y=18x ,
∵在 △ABC 中, AB
故 y 关于 x 的函数图象是D.
故答案为:D.
【分析】利用平行线的性质和角平分线的定义可证得∠ACD=∠CAD,利用等角对等边可证得CD=AD=y,过点D作DE⊥AC于点E,由等腰三角形的性质,可推出DE垂直平分AC,可求出AE的长;再证明是△ABC∽△AED,利用相似三角形的对应边成比例,可得到关于x,y的方程,然后将方程转化为函数解析式,可知此函数是反比例函数且x<6,观察各选项中的图象,可得到符合题意的选项.
二、填空题(本大题共6个小题,每小题3分,满分18分.)
13.因式分解: x2+2x+1= .
【答案】(x+1)2
【知识点】因式分解﹣运用公式法
【解析】【解答】解: x2+2x+1=(x+1)2 .
故答案为: (x+1)2 .
【分析】利用完全平方公式分解即可.
14.计算:2×8= .
【答案】4
【知识点】二次根式的乘除法
【解析】【解答】解:原式=2×8=16=4.
故答案为:4
【分析】原式利用二次根式的乘法法则计算,将结果化为最简二次根式即可.
15.计算: 2aa+2+4a+2= .
【答案】2
【知识点】分式的加减法
【解析】【解答】解:原式=2a+4a+2=2a+2a+2=2.
故答案为:2.
【分析】利用同分母分式相加,分母不变,把分子相加,再约分化简.
16.如图,在 △ABC 中,分别以点 A 和点 B 为圆心,大于 12AB 的长为半径作圆弧,两弧相交于点 M 和点 N ,作直线 MN 交 CB 于点 D ,连接 AD .若 AC=8 , BC=15 ,则 △ACD 的周长为 .
【答案】23
【知识点】线段垂直平分线的性质
【解析】【解答】解:由作图可知MN垂直平分AB,
∴AD=BD,
∵△ACD的周长为AC+AD+CD=AC+BD+CD=AC+BC=8+15=23.
故答案为:23.
【分析】利用作图可知MN垂直平分AB,利用线段垂直平分线的性质可证得AD=BD,由此可得到△ACD的周长就是AC+BC,代入计算可求出△ACD的周长.
17.如图,用一个半径为6cm的定滑轮拉动重物上升,滑轮旋转了 120°,假设绳索粗细不计,且与轮滑之间没有滑动,则重物上升了 cm .(结果保留 π)
【答案】4π
【知识点】弧长的计算
【解析】【解答】解:由题意可知物体上升的距离就是半径为6cm,圆心角为120°的弧长,
∴120π×6180=4π
故答案为:4π.
【分析】由题意可知物体上升的距离就是半径为6cm,圆心角为120°的弧长,再利用弧长公式进行计算.
18.回雁峰座落于衡阳雁峰公园,为衡山七十二峰之首.王安石曾赋诗联“万里衡阳雁,寻常到此回”.峰前开辟的雁峰广场中心建有大雁雕塑,为衡阳市城徽.某课外实践小组为测量大雁雕塑的高度,利用测角仪及皮尺测得以下数据:如图, AE=10m , ∠BDG=30° , ∠BFG=60° .已知测角仪 DA 的高度为 1.5m ,则大雁雕塑 BC 的高度约为 m .(结果精确到 0.1m .参考数据: 3≈1.732 )
【答案】10.2
【知识点】等腰三角形的性质;解直角三角形的应用
【解析】【解答】∵∠BDG=30° 且 ∠BFG=60° ,
∴∠DBF=∠BFG−∠BDG=30° ,
∴∠DBF=∠BDG ,
即 BF=DF=AE=10m .
∴BG=BF⋅sin60°=53m≈8.66m ,
∴BC=BG+GC=BG+DA=8.66+1.5≈10.2m ,
故答案为 10.2m .
【分析】利用已知条件可证得∠DBF=∠BDG,利用等角对等边可证得BF=DF,可求出BF的长;再利用解直角三角形求出BG的长;然后根据BC=BG+CG,可求出BC的长.
三、解答题(本大题共8个小题,19~20题每题6分,21~24题每题8分,25题10分,26题12分,满分66分..)
19.先化简,再求值. (a+b)(a−b)+b(2a+b) ,其中 a=1 , b=−2 .
【答案】解:原式 =a2−b2+2ab+b2=a2+2ab ,
将 a=1 , b=−2 代入式中得:
原式 =12+2×1×(−2)=1−4=−3
【知识点】利用整式的混合运算化简求值
【解析】【分析】利用平方差公式和单项式乘以多项式的法则,先去括号,再合并同类项;然后将a,b的值代入化简后的代数式求值即可.
20.如图,在 △ABC 中, AB=AC , D 、 E 是 BC 边上的点,且 BD=CE ,求证: AD=AE .
【答案】证明:∵AB=AC ,
∴△ABC 为等腰三角形,
∴∠B=∠C ,
又∵BD=CE ,
∴在 △ABD 和 △ACE 中, AB=AC∠B=∠CBD=CE ,
∴△ABD≌△ACE(SAS) ,
∴AD=AE .
【知识点】等腰三角形的性质;三角形全等的判定(SAS)
【解析】【分析】利用等边对等角可证得∠B=∠C,再利用SAS证明△AD≌△ACE,利用全等三角形的对应边相等,可证得结论.
21.为落实“双减提质”,进一步深化“数学提升工程”,提升学生数学核心素养,某学校拟开展“双减”背景下的初中数学活动型作业成果展示现场会,为了解学生最喜爱的项目,现随机抽取若干名学生进行调查,并将调查结果绘制成如下两幅不完整的统计图:
根据以上信息,解答下列问题:
(1)参与此次抽样调查的学生人数是▲ 人,补全统计图①(要求在条形图上方注明人数);
(2)图②中扇形 C 的圆心角度数为 度;
(3)若参加成果展示活动的学生共有1200人,估计其中最喜爱“测量”项目的学生人数是多少;
(4)计划在 A , B , C , D , E 五项活动中随机选取两项作为直播项目,请用列表或画树状图的方法,求恰好选中 B , E 这两项活动的概率.
【答案】(1)解:18;补全统计图如下:
(2)90
(3)解:最喜爱“测量”项目的学生人数是: 30120×1200=300 人
(4)解:列表如下:
A
B
C
D
E
A
——
AB
AC
AD
AE
B
BA
——
BC
BD
BE
C
CA
CB
——
CD
CE
D
DA
DB
DC
——
DE
E
EA
EB
EC
ED
——
或者树状图如下:
所以,选中 B 、 E 这两项活动的概率为: P(选中BE)=220×100%=10% .
【知识点】用样本估计总体;扇形统计图;条形统计图;列表法与树状图法
【解析】【解答】解:(1)因为参与 B 活动的人数为36人,占总人数 30% ,所以总人数 =3630%=120 人,
则参与 E 活动的人数为: 120−30−36−30−6=18 人;
(2)扇形 C 的圆心角为: 30120×360°=90° ;
【分析】(1)参与此次抽样调查的学生人数=B组的人数÷B组的人数所占的百分比,列式计算可求出结果;再求出E组的人数;然后补全条形统计图.
(2)扇形C的圆心角的度数=360°×C的人数所占的百分比,列式计算.
(3)用1200×最喜爱“测量”项目的学生人数所占的百分比,列式计算即可.
(4)由题意可知此事件是抽取不放回,列表,可得到所有等可能的结果数及恰好选中B,E 这两项活动的情况数,然后利用概率公式进行计算.
22.冰墩墩(Bing Dwen Dwen)、雪容融(Shuey Rhon Rhon)分别是2022年北京冬奥会、冬残奥会的吉样物.冬奥会来临之际,冰墩墩、雪容融玩偶畅销全国.小雅在某网店选中两种玩偶,决定从该网店进货并销售,第一次小雅用1400元购进了冰墩墩玩偶15个和雪容融玩偶5个,已知购进1个冰墩墩玩偶和1个雪容融玩偶共需136元,销售时每个冰墩墩玩偶可获利28元,每个雪容融玩偶可获利20元.
(1)求两种玩偶的进货价分别是多少?
(2)第二次小雅进货时,网店规定冰墩墩玩偶进货数量不得超过雪容融玩偶进货数量的1.5倍.小雅计划购进两种玩偶共40个,应如何设计进货方案才能获得最大利润,最大利润是多少元?
【答案】(1)解:设冰墩墩进价为 x 元,雪容融进价为 y 元.
得 x+y=13615x+5y=1400 ,解得 x=72y=64 ,
∴冰墩墩进价为72元,雪容融进价为64元.
(2)解:设冰墩墩进货 a 个,雪容融进货 (40−a) 个,设利润为 w ,
得关于利润解析式 w=28a+20(40−a)=8a+800 ,
∵a>0 ,所以利润随 a 增大而增大,
又因为冰墩墩进货量不能超过雪容融进货量的1.5倍,
得 a≤32(40−a) ,解得 a≤24 .
∴当 a 取24时利润取得最大值为992.
【知识点】一次函数的实际应用;二元一次方程组的实际应用-销售问题
【解析】【分析】(1)抓住关键已知条件:第一次小雅用1400元购进了冰墩墩玩偶15个和雪容融玩偶5个,已知购进1个冰墩墩玩偶和1个雪容融玩偶共需136元,这里包含两个等量关系;再设未知数,列方程组,然后求出方程组的解.
(2)利用总利润=每一个冰墩墩的利润×其数量+每一个雪容融的利润×其数量,可得到W与a之间的函数解析式,再利用二次函数的性质及a的取值范围,可得到进货方案及最大利润.
23.如图,反比例函数 y=mx 的图象与一次函数 y=kx+b 的图象相交于 A(3,1) , B(−1,n) 两点.
(1)求反比例函数和一次函数的关系式;
(2)设直线 AB 交 y 轴于点 C ,点 M , N 分别在反比例函数和一次函数图象上,若四边形 OCNM 是平行四边形,求点 M 的坐标.
【答案】(1)解:∵点A在反比例函数图象上,
∴m=1×3=3,
∴反比例函数解析式为y=3x;
∵点B在反比例函数图象上,
∴-n=3
解之:n=3
∴点B(-1,3),
∵点A,B在一次函数图象上,
∴3k+b=1-k+b=3
解之:k=1b=-2
∴一次函数解析式为y=x-2.
(2)解:由题 OC=2 ,且四边形 OCNM 为平行四边形,且 OC 固定,
∴M , N 横坐标相同,设 M(t,3t) , N(t,t−2) ,
∵OC=MN 即 3t−(t−2)=2 ,解得 t=±3 ,
∴M(3,3) 或 (−3,−3)
【知识点】待定系数法求反比例函数解析式;反比例函数与一次函数的交点问题;平行四边形的判定
【解析】【分析】(1)将点A的坐标代入反比例函数解析式,可求出m的值,可得到反比例函数解析式;再将点B的坐标代入反比例函数解析式,可求出n的值,可得到点B的坐标;然后将点A,B的坐标代入一次函数解析式,可得到关于k,b的方程组,解方程组求出k,b的值,由此可得到一次函数解析式.
(2)由题意可知OC=2,再利用平行四边形的性质,可知点M,N的横坐标相同,因此设 M(t,3t) , N(t,t−2) ,由OC=MN,可得到关于t的方程,解方程求出t的值,即可得到点M的坐标.
24.如图, AB 为 ⊙O 的直径,过圆上一点 D 作 ⊙O 的切线 CD 交 BA 的延长线与点 C ,过点 O 作 OE∥AD 交 CD 于点 E ,连接 BE .
(1)直线 BE 与 ⊙O 相切吗?并说明理由;
(2)若 CA=2 , CD=4 ,求 DE 的长.
【答案】(1)解:证明:连接 OD .
∵CD 为 ⊙O 切线,∴∠ODC=∠ODE=90° ,
又∵OE∥AD ,∴∠DAO=∠EOB , ∠ADO=∠EOD ,
且 ∠ADO=∠DAO ,∴∠EOD=∠EOB ,
在 △ODE 与 △OBE 中;
∵OD=OB∠EOD=∠EOBOE=OE ,
∴△ODE≌△OBE ,
∴∠OBE=∠ODE=90° ,
∴直线 BE 与 ⊙O 相切.
(2)解:设半径为 r ;
则: r2+42=(2+r)2 ,得 r=3 ;
在直角三角形 CBE 中, BC2+BE2=CE2 ,
(2+3+3)2+DE2=(4+DE)2 ,解得 DE=6 .
【知识点】勾股定理;切线的判定与性质;三角形全等的判定(SAS)
【解析】【分析】(1)连接OD,利用切线的性质可证得∠ODC=∠ODE=90°,可得到OE∥AD,利用平行线的性质及等边对等角可证得∠DAO=∠EOB,∠ADO=∠EOD,∠ADO=∠DAO,可推出∠EOD=∠EOB;再利用SAS证明△ODE≌△OBE,利用全等三角形的性质可得到∠OBE=90°,然后利用切线的判定定理可证得结论.
(2)设圆的半径为r,利用勾股定理建立关于r的方程,解方程求出r的值;在Rt△CBE中,利用勾股定理可得到关于DE的方程,解方程求出DE的长.
25.如图,已知抛物线 y=x2−x−2 交 x 轴于 A 、 B 两点,将该抛物线位于 x 轴下方的部分沿 x 轴翻折,其余部分不变,得到的新图象记为“图象 W ”,图象 W 交 y 轴于点 C .
(1)写出图象 W 位于线段 AB 上方部分对应的函数关系式;
(2)若直线 y=−x+b 与图象 W 有三个交点,请结合图象,直接写出 b 的值;
(3)P 为 x 轴正半轴上一动点,过点 P 作 PM∥y 轴交直线 BC 于点 M ,交图象 W 于点 N ,是否存在这样的点 P ,使 △CMN 与 △OBC 相似?若存在,求出所有符合条件的点 P 的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)解:由翻折可知: C(0,2) .
令 x2−x−2=0 ,解得: x1=−1 , x2=2 ,
所以, A(−1,0) , B(2,0) ,
设图象 W 的解析式为 y=a(x+1)(x−2) ,代入 C(0,2) ,解得 a=−1 ,
所以解析式为 y=−x2+x+2(−1≤x≤2)
(2)解:如图
当直线y=-x+b过点C时,b=2;
当直线y=-x+b在x轴上方与抛物线W相切时
∴-x+b=-x2+x+2
整理得x2-2x-2+b=0
b2-4ac=0即4-4(-2+b)=0
解之:b=3.
∴b=2 或 b=3
(3)解:如图1,当 CN∥OB 时, △OBC∽△NMC ,此时, P(1,0) ;
如图2,当 CN∥OB 时, △OBC∽△NMC ,
此时, N 点纵坐标为2, x2−x−2=2 ,解得 x1=1+172 , x2=1−172 (舍);
所以 P(1+172,0) ;
如图3,当 ∠NCM=90° 时, △OBC∽△CMN ,此时,直线 CN 的解析式:
y=x+2 ;联立方程组: y=x+2y=x2−x−2 ,解得 x1=1+5 , x2=1−5 (舍),所以 P(1+5,0) .
因此,综上所述: P 点坐标为 (1,0) 或 (1+172,0) 或 (1+5,0) .
【知识点】二次函数图象的几何变换;相似三角形的判定与性质;二次函数与一次函数的综合应用
【解析】【分析】(1)利用函数解析式可求出点C的坐标,由y=0可得到关于x的方程,解方程求出x的值,可得到点A,B的坐标;利用二次函数的交点式设W的函数解析式为y=a(x+1)(x-2),将点C的坐标代入,可求出a的值,即可得到函数解析式.
(2)分情况讨论:当直线y=-x+b经过点C时,此直线与图象W有三个交点,将点C的坐标代入可求出b的值;当直线y=-x+b位于x轴上方与抛物线W相切时,将两函数联立方程组,可得到关于x的一元二次方程,根据b2-4ac=0,可得到关于b的方程,解方程求出b的值.
(3)分情况讨论:当CN∥OB时可证得△OBC∽△NMC,利用PN∥y轴,可得到点P的坐标;当CN∥OB时,易证△CMN∽△BOC,由y=2,可求出x的值,可得到点P的坐标;当∠NCM=90°时,△OBC∽△CMN,可求出直线CN的函数解析式,将其函数解析式与抛物线联立方程组,解方程组求出x的值,可得到点P的坐标;综上所述,可得到符合题意的点P的坐标.
26.如图,在菱形 ABCD 中, AB=4 , ∠BAD=60° ,点 P 从点 A 出发,沿线段 AD 以每秒1个单位长度的速度向终点 D 运动,过点 P 作 PQ⊥AB 于点 Q ,作 PM⊥AD 交直线 AB 于点 M ,交直线 BC 于点 F ,设 △PQM 与菱形 ABCD 重叠部分图形的面积为 S (平方单位),点 P 运动时间为 t (秒).
(1)当点 M 与点 B 重合时,求 t 的值;
(2)当 t 为何值时, △APQ 与 △BMF 全等;
(3)求 S 与 t 的函数关系式;
(4)以线段 PQ 为边,在 PQ 右侧作等边三角形 PQE ,当 2≤t≤4 时,求点 E 运动路径的长.
【答案】(1)解: M 与 B 重合时,
∵∠A=60° ,
∴PA=12AB=2 ,
∴t=2 .
(2)解:①当 0≤t≤2 时,
∵AM=2t ,∴BM=4−2t ,
∵△APQ≌△BMF ,∴AP=BM ,
∴t=4−2t ,∴t=43 .
②当 2
∵△APQ≌△BMF ,∴AP=BM ,
∴t=2t−4 ,∴t=4 .
∴t=4 或 t=43 .
(3)解:①当 0≤t≤2 时,
PQ=32t ,∴MQ=32t ,
∴S=S△PQM=338t2 .
②当 2
∵BF=t−2 , MF=3(t−2) ,
∴S△BFM=32(t−2)2 ,
∴S=S△PQM−S△BFM=−38t2+23t−23 ,
∴S=338t2,0≤t≤2−38t2+23t−23,2
∵△PQE 为正三角形,∴PE=32t ,
在 Rt△APE 中, tan∠PAE=PEPA=32tt=32 ,
∴∠PAE 为定值.
∴E 的运动轨迹为直线,
AE=AP2+PE2=72t ,
当 t=2 时 AE=7 ,
当 t=4 时 AE=27 ,
∴E 的运动路径长为 27−7=7
【知识点】解直角三角形;四边形的综合;四边形-动点问题
【解析】【分析】(1)当点M与点B重合时,利用30°角所对的直角边等于斜边的一半,可求出PA的长,即可得到t的值.
(2)分情况讨论:当0≤t≤2时,利用点的运动方向和速度,可表示出AM,BM的长,利用全等三角形的对应边相等,可证得AP=BM,由此可得到关于t的方程,解方程求出t的值;当2<t≤4时,可表示出AM,BM的长,利用全等三角形的对应边相等,可得到AP=AM,由此可得到关于t的方程,解方程求出t的值;综上所述可得到t的值.
(3)当0≤t≤2时,利用解直角三角形表示出PQ,MQ的长,再利用三角形的面积公式可得到S与t的函数解析式;当2<t≤4时,利用解直角三角形可表示出BF,MF的长;利用三角形的面积公式可得到S与t之间的函数解析式;综上所述可得到S与t的函数解析式.
(4)连接AE,利用等边三角形的性质及解直角三角形表示出PE的长,在Rt△APE中利用解直角三角形可得到∠PAE的正切值,可得到∠PAE是定值;从而可得到点E的运动轨迹是直线,利用勾股定理表示出AE的长;再分别求出当t=2和t=4时的AE的长.
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