河南省安阳市飞翔中学2022—2023学年上学期第一次月考九年级数学试卷(含答案)
展开安阳市2022-2023年飞翔中学数学九年级第一次月考试卷含答案一.选择题(共10小题)
1.下列图形中,既是轴对称图形,又是中心对称图形的是( )
A. B. C. D.
2.关于x的一元二次方程(a﹣1)x2﹣x+a2﹣1=0的一个根是0,则a的值为( )
A.1或﹣1 B.﹣1 C.1 D.
3.在一幅长50cm,宽40cm的矩形风景画的四周镶一条外框,制成一幅矩形挂图(如图所示),如果要使整个挂图的面积是3000cm2,设边框的宽为xcm,那么x满足的方程是( )
A.(50﹣2x)(40﹣2x)=3000 B.(50+2x)(40+2x)=3000
C.(50﹣x)(40﹣x)=3000 D.(50+x)(40+x)=3000
4.如图,AB是⊙O的弦,点C在过点B的切线上,OC⊥OA,交AB于点P.若∠BPC=65°,则∠BCO的度数等于( )
A.65° B.60° C.55° D.50°
5.在平面直角坐标系xOy中,将抛物线y=2x2先向左平移1个单位长度,再向下平移3个单位长度后所得到的抛物线的解析式为( )
A.y=2(x﹣1)2﹣3 B.y=2(x﹣1)2+3
C.y=2(x+1)2﹣3 D.y=2(x+1)2+3
6.如图,菱形OABC的一边OA在x轴上,将菱形OABC绕原点O顺时针旋转75°至OA′B′C′的位置,若OB=,∠C=120°,则点B′的坐标为( )
A.(3,) B.(3,) C.(,) D.(,)
7.如图,PA、PB、CD是⊙O的切线,切点分别是A、B、E,CD分别交PA、PB于C、D两点,若∠APB=60°,则∠COD的度数( )
A.50° B.60° C.70° D.75°
8.如图,正方形ABCD的边长为8,以点A为圆心,AD为半径,画圆弧DE得到扇形DAE(阴影部分,点E在对角线AC上).若扇形DAE正好是一个圆锥的侧面展开图,则该圆锥的底面圆的半径是( )
A.2 B.2 C. D.1
9.二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象如图所示,给出下列结论:①b2>4ac;②abc<0;③2a+b>0;④a+b+c<0;⑤a﹣b+c=0.其中正确的个数为( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
10.已知:如图,Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC=8cm,O是AB中点,点E、F分别从B、C两点同时出发,以1cm/s的速度沿BC、CA运动,到点C、A时停止运动,设运动时间为t(s),△OEF的面积为S(cm2),则能表示S与t函数关系的图象大致是( )
A. B.
C. D.
二.填空题(共5小题)
11.如图,△ABC是⊙O的内接正三角形,点O是圆心,点D,E分别在边AC,AB上,若DA=EB,则∠DOE的度数是 度.
12.已知正六边形的边心距为,则这个正六边形的边长为 .
13.如图,直径AB为6的半圆,绕A点逆时针旋转60°,此时点B到了点B′,则图中阴影部分的面积是 .
14.已知点A(4,y1),B(2,y2),(﹣2,y3)都在二次函数y=(x﹣2)2﹣1的图象上,则y1,y2,y3的大小关系是 .
15.如图,在等腰直角三角形ABC中,∠ABC=90°,AB=BC=4,P是△ABC所在平面内一点,且满足PA⊥PB,则PC的最大值为 .
三.解答题(共8小题)
16.解方程:
(1)x2﹣x﹣3=0
(2)2x(x﹣1)+3x﹣3=0.
17.已知关于x的方程x2﹣(m+1)x+2(m﹣1)=0.
(1)求证:无论m取何值,这个方程总有实数根;
(2)若等腰△ABC的一腰长a=6,另两边b、c恰好是这个方程的两个根,求△ABC的周长.
18.如图,△ABC内接于⊙O,∠B=60°,CD是⊙O的直径,点P是CD延长线上一点,且AP=AC.
(1)求证:PA是⊙O的切线;
(2)若PD=1,求⊙O的直径.
19.如图,在平面直角坐标系中,△ABC三个顶点的坐标分别为A(2,4),B(1,1),C(4,3).
(1)请画出△ABC关于原点对称的△A1B1C1;
(2)请画出△ABC绕点B逆时针旋转90°后的△A2B2C2,求点A到A2所经过的路径长.
20.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,以AC为直径的⊙O与斜边AB交于点D,点E为边BC的中点,连接DE.
(1)求证:DE是⊙O的切线;
(2)填空
①若∠B=30°,AC=,则DE= ;
②当∠B= °时,以O,D,E,C为顶点的四边形是正方形.
21.某商场将进价为2000元的冰箱以2400元售出,平均每天能售出8台,为了配合国家“家电下乡”政策的实施,商场决定采取适当的降价措施.调查表明:这种冰箱的售价每降低50元,平均每天就能多售出4台.
(1)假设每台冰箱降价x元,商场每天销售这种冰箱的利润是y元,请写出y与x之间的函数表达式;(不要求写自变量的取值范围)
(2)商场要想在这种冰箱销售中每天盈利4800元,同时又要使百姓得到实惠,每台冰箱应降价多少元?
(3)每台冰箱降价多少元时,商场每天销售这种冰箱的利润最高?最高利润是多少?
22.通过类比联想、引申拓展研究典型题目,可达到解一题知一类的目的.下面是一个案例,请补充完整.
原题:如图1,点E、F分别在正方形ABCD的边BC、CD上,∠EAF=45°,连接EF,则EF=BE+DF,试说明理由.
(1)思路梳理
∵AB=AD,
∴把△ABE绕点A逆时针旋转90°至△ADG,可使AB与AD重合.
∵∠ADC=∠B=90°,
∴∠FDG=180°,点F、D、G共线.
根据 ,易证△AFG≌ ,得EF=BE+DF.
(2)类比引申
如图2,四边形ABCD中,AB=AD,∠BAD=90°点E、F分别在边BC、CD上,∠EAF=45°.若∠B、∠D都不是直角,则当∠B与∠D满足等量关系 时,仍有EF=BE+DF.
(3)联想拓展
如图3,在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,点D、E均在边BC上,且∠DAE=45°.猜想BD、DE、EC应满足的等量关系,并写出推理过程.
23.如图,一次函数y=x﹣2的图象分别交y轴、x轴于A、B两点,二次函数y=x2+bx+c的图象过A、B两点.
(1)求这个二次函数的关系式;
(2)作垂直x轴的直线x=t,在第四象限交直线AB于点M,交二次函数的图象于点N.求当t取何值时,MN有最大值?最大值是多少?
(3)在(2)的情况下,以A、M、N、D为顶点作平行四边形,求第四个顶点D的坐标.
安阳市2022-2023年飞翔中学数学九年级第一次月考试卷含
参考答案与试题解析
一.选择题(共10小题)
1.下列图形中,既是轴对称图形,又是中心对称图形的是( )
A. B. C. D.
【分析】根据中心对称图形与轴对称图形的概念,把一个图形绕某一点旋转180°,如果旋转后的图形能够与原来的图形重合,那么这个图形就叫做中心对称图形,如果一个图形沿一条直线折叠,直线两旁的部分能够互相重合,这个图形叫做轴对称图形,进行判断即可.
【解答】解:A.不是中心对称图形,是轴对称图形,故此选项不合题意;
B.是中心对称图形,不是轴对称图形,故此选项不合题意;
C.是中心对称图形,不是轴对称图形,故此选项不合题意;
D.既是轴对称图形,又是中心对称图形,故此选项符合题意;
故选:D.
2.关于x的一元二次方程(a﹣1)x2﹣x+a2﹣1=0的一个根是0,则a的值为( )
A.1或﹣1 B.﹣1 C.1 D.
【分析】把x=0代入已知方程列出关于a的新方程,通过解新方程来求a的值;注意根据一元二次方程的定义得到:a﹣1≠0.
【解答】解:∵一元二次方程(a﹣1)x2﹣x+a2﹣1=0的一个根是0,
∴a2﹣1=0且a﹣1≠0
解得:a=1或﹣1,且a≠1.
∴a=﹣1.
故选:B.
3.在一幅长50cm,宽40cm的矩形风景画的四周镶一条外框,制成一幅矩形挂图(如图所示),如果要使整个挂图的面积是3000cm2,设边框的宽为xcm,那么x满足的方程是( )
A.(50﹣2x)(40﹣2x)=3000 B.(50+2x)(40+2x)=3000
C.(50﹣x)(40﹣x)=3000 D.(50+x)(40+x)=3000
【分析】根据题意表示出矩形挂画的长和宽,再根据长方形的面积公式可得方程.
【解答】解:设边框的宽为xcm,
所以整个挂画的长为(50+2x)cm,宽为(40+2x)cm,
根据题意,得:(50+2x)(40+2x)=3000,
故选:B.
4.如图,AB是⊙O的弦,点C在过点B的切线上,OC⊥OA,交AB于点P.若∠BPC=65°,则∠BCO的度数等于( )
A.65° B.60° C.55° D.50°
【分析】利用垂直的意义,对顶角相等和三角形的内角和定理求得∠A的度数,利用同圆的半径相等和等腰三角形的性质求得∠OBA的度数;利用切线的性质定理求得∠OBC=90°,则∠CBP可求,利用三角形的内角和定理即可求得结论.
【解答】解:∵OC⊥OA,
∴∠AOP=90°,
∵∠APO=∠BPC,∠BPC=65°,
∴∠APO=65°,
∴∠A=90°﹣APO=25°.
∵OA=OB,
∴∠OBA=∠A=25°.
∵CB为⊙O的切线,
∴∠CBO=90°,
∴∠CBP=90°﹣∠OBA=65°.
∴∠BCO=180°﹣∠BPC﹣∠CBP=50°.
故选:D.
5.在平面直角坐标系xOy中,将抛物线y=2x2先向左平移1个单位长度,再向下平移3个单位长度后所得到的抛物线的解析式为( )
A.y=2(x﹣1)2﹣3 B.y=2(x﹣1)2+3
C.y=2(x+1)2﹣3 D.y=2(x+1)2+3
【分析】把抛物线y=2x2的顶点(0,0)先向左平移1个单位长度,再向下平移3个单位长度后得到点的坐标为(﹣1,﹣3),即得到平移后抛物线的顶点坐标,然后根据顶点式写出解析式即可.
【解答】解:抛物线y=2x2的顶点坐标为(0,0),把点(0,0)先向左平移1个单位长度,再向下平移3个单位长度后得到点的坐标为(﹣1,﹣3),
所以平移后所得的抛物线的解析式为y=2(x+1)2﹣3.
故选:C.
6.如图,菱形OABC的一边OA在x轴上,将菱形OABC绕原点O顺时针旋转75°至OA′B′C′的位置,若OB=,∠C=120°,则点B′的坐标为( )
A.(3,) B.(3,) C.(,) D.(,)
【分析】首先根据菱形的性质,即可求得∠AOB的度数,又由将菱形OABC绕原点O顺时针旋转75°至OA′B′C′的位置,可求得∠B′OA的度数,然后在Rt△B′OF中,利用三角函数即可求得OF与B′F的长,则可得点B′的坐标.
【解答】解:过点B作BE⊥OA于E,过点B′作B′F⊥OA于F,
∴∠BE0=∠B′FO=90°,
∵四边形OABC是菱形,
∴OA∥BC,∠AOB=∠AOC,
∴∠AOC+∠C=180°,
∵∠C=120°,
∴∠AOC=60°,
∴∠AOB=30°,
∵菱形OABC绕原点O顺时针旋转75°至OA′B′C′的位置,
∴∠BOB′=75°,OB′=OB=2,
∴∠B′OF=45°,
在Rt△B′OF中,
OF=OB′•cos45°=2×=,
∴B′F=,
∴点B′的坐标为:(,﹣).
故选:D.
7.如图,PA、PB、CD是⊙O的切线,切点分别是A、B、E,CD分别交PA、PB于C、D两点,若∠APB=60°,则∠COD的度数( )
A.50° B.60° C.70° D.75°
【分析】连接AO,BO,OE由切线的性质可得∠PAO=∠PBO=90°,结合已知条件和四边形的内角和为360°可求出∠AOB的度数,再由切线长定理即可求出∠COD的度数.
【解答】解:
连接AO,BO,OE,
∵PA、PB是⊙O的切线,
∴∠PAO=∠PBO=90°,
∵∠APB=60°,
∴∠AOB=360°﹣2×90°﹣60°=120°,
∵PA、PB、CD是⊙O的切线,
∴∠ACO=∠ECO,∠DBO=∠DEO,
∴∠AOC=∠EOC,∠EOD=∠BOD,
∴∠COD=∠COE+∠EOD=∠AOB=60°.
故选:B.
8.如图,正方形ABCD的边长为8,以点A为圆心,AD为半径,画圆弧DE得到扇形DAE(阴影部分,点E在对角线AC上).若扇形DAE正好是一个圆锥的侧面展开图,则该圆锥的底面圆的半径是( )
A.2 B.2 C. D.1
【分析】根据圆锥的底面周长与展开后所得扇形的弧长相等列式计算即可.
【解答】解:设圆锥的底面圆的半径为r,
根据题意可知:
AD=AE=8,∠DAE=45°,
底面圆的周长等于弧长:
∴2πr=,
解得r=1.
答:该圆锥的底面圆的半径是1.
故选:D.
9.二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象如图所示,给出下列结论:①b2>4ac;②abc<0;③2a+b>0;④a+b+c<0;⑤a﹣b+c=0.其中正确的个数为( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【分析】根据函数图象和二次函数的性质,可以判断各个小题中的结论是否正确,从而可以解答本题.
【解答】解:由图象可得,
该图象与x轴有两个交点,则b2﹣4ac>0,即b2>4ac,故①正确;
a<0,b<0,c>0,则abc>0,故②错误;
对称轴x=﹣=﹣1,化简,得2a﹣b=0,则2a+b=2b<0,故③错误;
x=1和x=﹣3对应的函数值相等,故x=1时,y=a+b+c<0,故④正确;
当x=﹣1时,y=a﹣b+c>0,故⑤错误;
故选:B.
10.已知:如图,Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC=8cm,O是AB中点,点E、F分别从B、C两点同时出发,以1cm/s的速度沿BC、CA运动,到点C、A时停止运动,设运动时间为t(s),△OEF的面积为S(cm2),则能表示S与t函数关系的图象大致是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据等腰直角三角形的性质,中点的定义,推出三角形全等,然后由三角形的面积公式列出方程求出函数的解析式,由函数的解析式判断其函数的图形.
【解答】解:如图,连接OC,由题意得:CF=BE=t,
∵∠ACB=90°,AC=BC=8cm,
∴AB=8,∠A=∠B=45°,
∵O是AB中点,
∴OA=OB=OC,∠OCF=45°,
在△OCF与△OBE中,,
∴△OCF≌△OBE,
∴S四边形CFOE=S△BOC=16,
∴S△FOE=S四边形CFOE﹣S△CEF=16﹣t(8﹣t),
∴S=t2﹣4t+16,
化为顶点式:S=(t﹣4)2+8,
∴顶点坐标为(4,8),
故选:B.
二.填空题(共5小题)
11.如图,△ABC是⊙O的内接正三角形,点O是圆心,点D,E分别在边AC,AB上,若DA=EB,则∠DOE的度数是 120 度.
【分析】连接OA,OB,根据已知条件得到∠AOB=120°,根据等腰三角形的性质得到∠OAB=∠OBA=30°,根据全等三角形的性质得到∠DOA=∠BOE,于是得到结论.
【解答】解:连接OA,OB,
∵△ABC是⊙O的内接正三角形,
∴∠AOB=120°,
∵OA=OB,
∴∠OAB=∠OBA=30°,
∵∠CAB=60°,
∴∠OAD=30°,
∴∠OAD=∠OBE,
∵AD=BE,
∴△OAD≌△OBE(SAS),
∴∠DOA=∠BOE,
∴∠DOE=∠DOA+∠AOE=∠AOE+∠BOE=∠AOB=120°,
故答案为:120.
12.已知正六边形的边心距为,则这个正六边形的边长为 2 .
【分析】运用正六边形的性质,正六边形边长等于外接圆的半径,再利用勾股定理解决.
【解答】解:∵正六边形的边心距为,
∴OB=,∠OAB=60°,
∴AB===1,
∴AC=2AB=2.
故答案为:2.
13.如图,直径AB为6的半圆,绕A点逆时针旋转60°,此时点B到了点B′,则图中阴影部分的面积是 6π .
【分析】根据阴影部分的面积=以AB′为直径的半圆的面积+扇形ABB′的面积﹣以AB为直径的半圆的面积,即可求解.
【解答】解:阴影部分的面积=以AB′为直径的半圆的面积+扇形ABB′的面积﹣以AB为直径的半圆的面积=扇形ABB′的面积,
则阴影部分的面积是:=6π,
故答案为:6π.
14.已知点A(4,y1),B(2,y2),(﹣2,y3)都在二次函数y=(x﹣2)2﹣1的图象上,则y1,y2,y3的大小关系是 y2<y1<y3 .
【分析】把各点的横坐标代入二次函数解析式,求出纵坐标,比较大小得到答案.
【解答】解:∵点A(4,y1),B(2,y2),(﹣2,y3)都在二次函数y=(x﹣2)2﹣1的图象上,
∴y1=(4﹣2)2﹣1=3,y2=(2﹣2)2﹣1=﹣1,y3=(﹣2﹣2)2﹣1=15,
∴y2<y1<y3,
故答案为:y2<y1<y3.
15.如图,在等腰直角三角形ABC中,∠ABC=90°,AB=BC=4,P是△ABC所在平面内一点,且满足PA⊥PB,则PC的最大值为 2+2 .
【分析】由于∠APB=90°,则根据圆周角定理可判断点P在以AB为直径的圆上,取AB的中点,连接CO,如图,则OC=2,然后点与圆的位置关系确定PC的最大值.
【解答】解:∵PA⊥PB,
∴∠APB=90°,
∴点P在以AB为直径的圆上,
取AB的中点,连接CO,如图,则OC==2,
∵点P为CO的延长线于⊙O的交点时,CP最大,
∴PC的最大值为2+2.
故答案为2+2.
三.解答题(共8小题)
16.解方程:
(1)x2﹣x﹣3=0
(2)2x(x﹣1)+3x﹣3=0.
【分析】(1)利用求根公式x=进行解答;
(2)利用提取公因式法进行因式分解.
【解答】解:(1)∵x2﹣x﹣3=0中,a=1,b=﹣1,c=﹣3,
∴Δ=b2﹣4ac=(﹣1)2﹣4×1×(﹣3)=13,
∴x=;
(2)2x(x﹣1)+3x﹣3=0,
2x(x﹣1)+3(x﹣1)=0,
(x﹣1)(2x+3)=0,
则x﹣1=0或2x+3=0,
解得x1=1,x2=﹣.
17.已知关于x的方程x2﹣(m+1)x+2(m﹣1)=0.
(1)求证:无论m取何值,这个方程总有实数根;
(2)若等腰△ABC的一腰长a=6,另两边b、c恰好是这个方程的两个根,求△ABC的周长.
【分析】(1)根据方程的系数结合根的判别式,即可得出Δ=(m﹣3)2≥0,由此即可证出:无论m取何值,这个方程总有实数根;
(2)将x=6代入原方程可求出m值,代入m值解方程即可求出b、c的长度,再根据三角形的三边关系及三角形的周长公式即可求出△ABC的周长.
【解答】(1)证明:∵Δ=[﹣(m+1)]2﹣4×2(m﹣1)=m2﹣6m+9=(m﹣3)2≥0,
∴无论m取何值,这个方程总有实数根;
(2)解:将x=6代入原方程,得:36﹣6(m+1)+2(m﹣1)=0,
解得:m=7,
∴原方程为x2﹣8x+12=0,
解得:x1=2,x2=6.
∵2、6、6能组成三角形,
∴该三角形的周长为2+6+6=14.
18.如图,△ABC内接于⊙O,∠B=60°,CD是⊙O的直径,点P是CD延长线上一点,且AP=AC.
(1)求证:PA是⊙O的切线;
(2)若PD=1,求⊙O的直径.
【分析】(1)连接OA,根据圆周角定理首先求得∠AOC的度数,然后根据等腰三角形的性质求得∠OAP=90°,从而求解;
(2)根据直角三角形的性质,直角三角形中30°所对的边等于斜边的一半,即可求解.
【解答】(1)证明:连接OA,
∵∠B=60°,
∴∠AOC=2∠B=120°,
又∵OA=OC,
∴∠OAC=∠OCA=30°,
又∵AP=AC,
∴∠P=∠ACP=30°,
∴∠OAP=∠AOC﹣∠P=90°,
∴OA⊥PA,
∴PA是⊙O的切线.
(2)设该圆的半径为x.
在Rt△OAP中,∵∠P=30°,
∴PO=2OA=OD+PD,又∵OA=OD,
∴1+x=2x,
解得:x=1
∴OA=PD=1,
所以⊙O的直径为2.
19.如图,在平面直角坐标系中,△ABC三个顶点的坐标分别为A(2,4),B(1,1),C(4,3).
(1)请画出△ABC关于原点对称的△A1B1C1;
(2)请画出△ABC绕点B逆时针旋转90°后的△A2B2C2,求点A到A2所经过的路径长.
【分析】(1)分别作出A,B,C的对应点A1,B1,C1即可.
(2)分别作出A,B,C的对应点A2,B2,C2即可.再利用弧长公式求解即可.
【解答】解:(1)如图所示△A1B1C1即为所求
(2)如图所示△A2B2C2即为所求.
点A到A2经过的路径长.
20.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,以AC为直径的⊙O与斜边AB交于点D,点E为边BC的中点,连接DE.
(1)求证:DE是⊙O的切线;
(2)填空
①若∠B=30°,AC=,则DE= ;
②当∠B= 45 °时,以O,D,E,C为顶点的四边形是正方形.
【分析】(1)AC是直径,则∠ADC=∠CDB=90°,点E为边BC的中点,连接OD,则∠OCD=∠ODC,则∠ODC+∠EDC=∠OCD+∠ECD=∠ACB=90°,即可证明;
(2)①CB===3,则DE=BC=,即可求解;
②只要DE⊥BC,以O,D,E,C为顶点的四边形就是正方形,即可求解.
【解答】解:(1)∵AC是直径,则∠ADC=∠CDB=90°,
∵点E为边BC的中点,∴∠ECD=∠EDC,∠B=∠BDE,
连接OD,则∠OCD=∠ODC,
∴∠ODC+∠EDC=∠OCD+∠ECD=∠ACB=90°,
∴DE是⊙O的切线;
(2)①CB===3,
则DE=BC=,
故答案是;
②只要DE⊥BC,以O,D,E,C为顶点的四边形就是正方形,
则∠B=∠BDE=×90°=45°,
故答案为45.
21.某商场将进价为2000元的冰箱以2400元售出,平均每天能售出8台,为了配合国家“家电下乡”政策的实施,商场决定采取适当的降价措施.调查表明:这种冰箱的售价每降低50元,平均每天就能多售出4台.
(1)假设每台冰箱降价x元,商场每天销售这种冰箱的利润是y元,请写出y与x之间的函数表达式;(不要求写自变量的取值范围)
(2)商场要想在这种冰箱销售中每天盈利4800元,同时又要使百姓得到实惠,每台冰箱应降价多少元?
(3)每台冰箱降价多少元时,商场每天销售这种冰箱的利润最高?最高利润是多少?
【分析】(1)根据题意易求y与x之间的函数表达式.
(2)已知函数解析式,设y=4800可从实际得x的值.
(3)利用x=﹣求出x的值,然后可求出y的最大值.
【解答】解:(1)根据题意,得y=(2400﹣2000﹣x)(8+4×),
即y=﹣x2+24x+3200;
(2)由题意,得﹣x2+24x+3200=4800.
整理,得x2﹣300x+20000=0.
解这个方程,得x1=100,x2=200.
要使百姓得到实惠,取x=200元.
∴每台冰箱应降价200元;
(3)对于y=﹣x2+24x+3200=﹣(x﹣150)2+5000,
当x=150时,
y最大值=5000(元).
所以,每台冰箱的售价降价150元时,商场的利润最大,最大利润是5000元.
22.通过类比联想、引申拓展研究典型题目,可达到解一题知一类的目的.下面是一个案例,请补充完整.
原题:如图1,点E、F分别在正方形ABCD的边BC、CD上,∠EAF=45°,连接EF,则EF=BE+DF,试说明理由.
(1)思路梳理
∵AB=AD,
∴把△ABE绕点A逆时针旋转90°至△ADG,可使AB与AD重合.
∵∠ADC=∠B=90°,
∴∠FDG=180°,点F、D、G共线.
根据 SAS ,易证△AFG≌ △AFE ,得EF=BE+DF.
(2)类比引申
如图2,四边形ABCD中,AB=AD,∠BAD=90°点E、F分别在边BC、CD上,∠EAF=45°.若∠B、∠D都不是直角,则当∠B与∠D满足等量关系 ∠B+∠D=180° 时,仍有EF=BE+DF.
(3)联想拓展
如图3,在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,点D、E均在边BC上,且∠DAE=45°.猜想BD、DE、EC应满足的等量关系,并写出推理过程.
【分析】(1)把△ABE绕点A逆时针旋转90°至△ADG,可使AB与AD重合,再证明△AFG≌△AFE进而得到EF=FG,即可得EF=BE+DF;
(2)∠B+∠D=180°时,EF=BE+DF,与(1)的证法类同;
(3)根据△AEC绕点A顺时针旋转90°得到△ABE′,根据旋转的性质,可知△AEC≌△ABE′得到BE′=EC,AE′=AE,∠C=∠ABE′,∠EAC=∠E′AB,根据Rt△ABC中的,AB=AC得到∠E′BD=90°,所以E′B2+BD2=E′D2,证△AE′D≌△AED,利用DE=DE′得到DE2=BD2+EC2;
【解答】解:(1)∵AB=AD,
∴把△ABE绕点A逆时针旋转90°至△ADG,可使AB与AD重合.
∴∠BAE=∠DAG,
∵∠BAD=90°,∠EAF=45°,
∴∠BAE+∠DAF=45°,
∴∠EAF=∠FAG,
∵∠ADC=∠B=90°,
∴∠FDG=180°,点F、D、G共线,
在△AFE和△AFG中
,
∴△AFE≌△AFG(SAS),
∴EF=FG,
即:EF=BE+DF.
(2)∠B+∠D=180°时,EF=BE+DF;
∵AB=AD,
∴把△ABE绕点A逆时针旋转90°至△ADG,可使AB与AD重合,
∴∠BAE=∠DAG,
∵∠BAD=90°,∠EAF=45°,
∴∠BAE+∠DAF=45°,
∴∠EAF=∠FAG,
∵∠ADC+∠B=180°,
∴∠FDG=180°,点F、D、G共线,
在△AFE和△AFG中
,
∴△AFE≌△AFG(SAS),
∴EF=FG,
即:EF=BE+DF.
(3)猜想:DE2=BD2+EC2,
证明:把△AEC绕点A顺时针旋转90°得到△ABE′,连接DE′,
∴△AEC≌△ABE′,
∴BE′=EC,AE′=AE,
∠C=∠ABE′,∠EAC=∠E′AB,
在Rt△ABC中,
∵AB=AC,
∴∠ABC=∠ACB=45°,
∴∠ABC+∠ABE′=90°,
即∠E′BD=90°,
∴E′B2+BD2=E′D2,
又∵∠DAE=45°,
∴∠BAD+∠EAC=45°,
∴∠E′AB+∠BAD=45°,
即∠E′AD=45°,
在△AE′D和△AED中,
∴△AE′D≌△AED(SAS),
∴DE=DE′,
∴DE2=BD2+EC2.
23.如图,一次函数y=x﹣2的图象分别交y轴、x轴于A、B两点,二次函数y=x2+bx+c的图象过A、B两点.
(1)求这个二次函数的关系式;
(2)作垂直x轴的直线x=t,在第四象限交直线AB于点M,交二次函数的图象于点N.求当t取何值时,MN有最大值?最大值是多少?
(3)在(2)的情况下,以A、M、N、D为顶点作平行四边形,求第四个顶点D的坐标.
【分析】(1)根据直线解析式求出点A、B的坐标,然后利用待定系数法求二次函数解析式;
(2)根据直线和二次函数的解析式表示出MN,然后利用二次函数的最值问题解答;
(3)分AM、AN是对角线时,根据平行四边形的对边相等求AD=MN,然后求出OD的长度,再写出点D的坐标即可;MN是对角线时,求出MN的中点坐标,再根据中心对称写出点D的坐标即可.
【解答】解:(1)令x=0,则y=﹣2,
令y=0,则x﹣2=0,解得x=4,
所以,点A(0,﹣2),B(4,0),
∵二次函数y=x2+bx+c的图象过A、B两点,
∴,
解得,
∴这个二次函数的关系式y=x2﹣x﹣2;
(2)由题意得,MN=t﹣2﹣(t2﹣t﹣2),
=﹣t2+4t,
=﹣(t﹣2)2+4,
∴当t=2时,MN有最大值4;
(3)如图,①AM是对角线时,AD=MN=4,
∴OD=4﹣2=2,
此时点D1(0,2),
②AN是对角线时,AD=MN=4,
∴OD=4+2=6,
此时点D2(0,﹣6),
③MN是对角线时,点M的坐标为(2,﹣1),N(2,﹣5),
线段MN的中点坐标为(2,﹣3),
∵点A(0,﹣2),
∴点D3的横坐标为2×2﹣0=4,
纵坐标为2×(﹣3)﹣(﹣2)=﹣6+2=﹣4,
此时,点D3(4,﹣4),
综上所述,点D1(0,2),D2(0,﹣6),D3(4,﹣4)时,以A、M、N、D为顶点的四边形是平行四边形.
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