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四川省成都市武侯区2022-2023学年九年级上学期期末数学模拟试卷(含答案)
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这是一份四川省成都市武侯区2022-2023学年九年级上学期期末数学模拟试卷(含答案),共29页。试卷主要包含了下列方程中是一元二次方程的是等内容,欢迎下载使用。
2022-2023学年四川省成都市武侯区九年级(上)期末数学模拟试卷
一.选择题(本大题共8个小题,每小题4分,共32分,每小题均有四个选项,其中只有一项符合题目要求,答案涂在答题卡上)
1.下列方程中是一元二次方程的是( )
A.x2﹣y2=2 B.2x2=3 C.xy=﹣3 D.
2.(4分)如图所示的几何体的主视图是( )
A. B. C. D.
3.(4分)下列说法正确的是( )
A.函数y=﹣2x的图象是过原点的射线
B.直线y=﹣x+3经过第一、二、三象限
C.函数,y随x增大而增大
D.函数y=2x﹣3,y随x增大而减小
4.(4分)如果两个相似三角形的面积比是4:9,则它们对应边上的中线之比为( )
A.4:9 B.9:4 C.3:2 D.2:3
5.(4分)下列命题中,错误的是( )
A.一组对边平行,另一组对边相等的四边形是平行四边形
B.矩形既是轴对称图形,又是中心对称图形
C.菱形的一条对角线平分一组对角
D.对角线相等且互相垂直平分的四边形是正方形
6.(4分)如图,△ABC是△DEF以点O为位似中心经过位似变换得到的,若△ABC与△DEF的周长比为2:3,则OA与OD之比为( )
A.2:3 B.3:2 C.2:5 D.3:5
7.(4分)一个不透明口袋中有红色、黄色、蓝色玻璃球共200个,小明通过大量摸球试验后,发现摸到红球的频率为30%,则估计红球的个数约为( )
A.35个 B.60个 C.70个 D.130个
8.(4分)如图,四边形ABCD是边长为1的正方形,点E是射线AB上的动点(点E不与点A,点B重合),点F在线段DA的延长线上,且AF=AE,连接ED,将ED绕点E顺时针旋转90°得到EG,连接EF,FB,BG.设AE=x,四边形EFBG的面积为y,下列图象能正确反映出y与x的函数关系的是( )
A.
B.
C.
D.
二、填空题(本大题共5个小题,每小题4分,共20分,答案写在答题卡上)
9.(4分)已知菱形ABCD的两条对角线AC=6,BD=8,则菱形的边长BC= .
10.(4分)如图,在△ABC中,点D在AB上,AD:DB=2:3,点E是CD的中点,连接AE并延长,交BC于点F,则BF:FC= .
11.(4分)若方程x2﹣2x﹣3=0两根为α、β,则α2+β2= .
12.(4分)如图,在矩形ABCD中,对角线AC,BD交于点O,E是直线BC上一点,且BE=BO,连接AE,若∠BAC=60°,则∠CAE的度数是 .
13.(4分)如图,反比例函数y=的图象上有A,B两点,从点A作AD⊥y轴于点D,从点B作BC⊥x轴于点C.已知△OAB的面积为,△OCD的面积为3,则k= .
三、解答题(本大题共5个小题.共48分,解答过程写在答题卡上)
14.(12分)解方程:
(1)x2﹣4x﹣1=0
(2)x(x﹣2)=x﹣2
15.(8分)某班在学习《利用相似三角形测高》时开展了“测量学校操场上旗杆的高度”的活动.小明将镜子放在离旗杆32m的点C处(即AC=32m),然后沿直线AC后退,在点D处恰好看到旗杆顶端B在镜子中的像与镜子上的标记重合(如图),根据物理学知识可知:法线l⊥AD,∠1=∠2.若小明的眼睛离地面的高度DE为1.5m,CD=3m,求旗杆AB的高度.(要有证明过程,再求值)
16.(8分)“五一”小长假期间,小明和小华都准备在玉溪市的玉溪汇龙生态园(记为A)、通海秀山公园(记为B)、磨盘山国家森林公园(记为C)、易门龙泉国家森林公园(记为D)这四个景点中任选一个去游玩,每个景点被选中的可能性相同.
(1)求小明去通海秀山公园的概率;
(2)用树状图或列表的方法求小明和小华都去玉溪汇龙生态园的概率.
17.(10分)如图,△ABC是等边三角形,点D在AC上,连接BD并延长,与∠ACF的角平分线交于点E.
(1)求证:△ABD∽△CED;
(2)若AB=8,AD=2CD,求CE的长.
18.(10分)如图所示,△OAB的顶点A在反比例函数y=(k>0)的图象上,直线AB交y轴于点C,且点C的纵坐标为5,过点A、B分别作y轴的垂线AE、BF,垂足分别为点E、F,且AE=1.
(1)若点E为线段OC的中点,求k的值;
(2)若△OAB为等腰直角三角形,∠AOB=90°,其面积小于3.
①求证:△OAE≌△BOF;
②把|x1﹣x2|+|y1﹣y2|称为M(x1,y1),N(x2,y2)两点间的“ZJ距离”,记为d(M,N),求d(A,C)+d(A,B)的值.
B卷(共50分)一、填空题(本大题共5个小题,每小题4分,共20分,答案写在答题卡上)
19.(4分)在比例尺为1:4000000的地图上,两城市间的图上距离为3cm,则这两城市间的实际距离为 km.
20.(4分)如图,在△ABC中,点M为BC中点,以M为圆心MB为半径所作的圆弧交边AB于点D,若AD=3BD=3,则CA2﹣CB2= .
21.(4分)若从1,2,3,4四个数中选取一个数,记为a,再从这四个数中选一个数,记为c,则关于x的一元二次方程ax2+2x+c=0没有实数根的概率为 .
22.(4分)如图,已知直线y=﹣4x与双曲线y=交于A,B两点,若点A的纵坐标为4,则点B的坐标为 .
23.(4分)如图,在边长为6的正方形ABCD中,若E,F分别是AD,DC边上的动点,AE=DF,AF与BE交于点P,连接DP.则DP的最小值为 .
二、解答题(本大题共3个小题,共30分,解答过程写在答题卡上)
24.(8分)如图,在平面直角坐标系中平行于y轴的直线m经过A(a,b),其中a,b,c满足(a+3)+|b﹣4|+=0,在直线m上存在一点B使得OA⊥OB,C的坐标为(c,0),直线AC交y轴于点Q.
(1)直接写出A,C两点的坐标;
(2)求Q点的坐标:
(3)在y轴上找一点M,使得S△AOC=2S△ACM,求M的坐标:
(4)点E从C点出发以每秒1个单位长度向左移动,点F从Q点出发以每秒2个单位长度向下移动,当t为多少时,S△AOE=2S△BOF(直接写出答案).
25.(10分)(问题发现)数学小组成员小明做作业时遇到以下问题:
(1)若四边形ABCD是菱形,∠ABC=60°,点P是射线BD上一动点,以AP为边向右侧作等边△APE,如图1,当点E在菱形ABCD内部或边上时,连接CE、CA,则BP与CE有怎样的数量关系?请直接写出你的猜想.
(类比探究)数学小组对该问题进行进一步探究:
(2)若四边形ABCD是正方形,点P是射线BD上一动点,以AP为直角边在AP边的右侧作等腰Rt△APE,其中∠APE=90°,AP=PE.
①如图2,当点P在对角线BD上时,小组发现点E恰好在射线CD上,求BP与CE之间的数量关系(过程只用说明点E在线段CD上的情况即可);
②如图3,当P是对角线BD的延长线上一动点时,小组发现点E恰好在射线CD上,连接BE,若BE=6,AB=2,求△BPE的面积.
26.(12分)如图,在平面直角坐标系xOy中,点A的坐标是(0,4),点C是x轴上的一个动点.当点C在x轴上移动时,始终保持△ACP是等边三角形(点A、C、P按逆时针方向排列);当点C移动到点O时,得到等边三角形AOB(此时点P与点B重合).
初步探究
(1)写出点B的坐标 ;
(2)点C在x轴上移动过程中,当等边三角形ACP的顶点P在第三象限时,连接BP,求证:△AOC≌△ABP.
深入探究
(3)当点C在x轴上移动时,点P也随之运动.探究点P在怎样的图形上运动,请直接写出结论:并求出这个图形所对应的函数表达式.
拓展应用
(4)点C在x轴上移动过程中,当△POB为等腰三角形时,直接写出此时点C的坐标.
2022-2023学年四川省成都市武侯区九年级(上)期末数学模拟试卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共8小题,满分28分)
1.下列方程中是一元二次方程的是( )
A.x2﹣y2=2 B.2x2=3 C.xy=﹣3 D.
解:A.x2﹣y2=2是二元二次方程,故本选项不符合题意;
B.2x2=3是一元二次方程,故本选项符合题意;
C.xy=﹣3是二元二次方程,故本选项不符合题意;
D. 是分式方程,故本选项不符合题意.
故选:B.
2.(4分)如图所示的几何体的主视图是( )
A. B. C. D.
解:从正面看,如图:
故选:A.
3.(4分)下列说法正确的是( )
A.函数y=﹣2x的图象是过原点的射线
B.直线y=﹣x+3经过第一、二、三象限
C.函数,y随x增大而增大
D.函数y=2x﹣3,y随x增大而减小
解:A、函数y=﹣2x的图象是过原点的直线,故本选项错误,不符合题意;
B、因为﹣1<0,3>0,所以直线y=﹣x+3经过第一、二、四象限,故本选项错误,不符合题意;
C、因为﹣3<0,所以函数,y随x增大而增大,故本选项正确,符合题意;
D、因为2>0函数y=2x﹣3,y随x增大而增大,故本选项错误,不符合题意;
故选:C.
4.(4分)如果两个相似三角形的面积比是4:9,则它们对应边上的中线之比为( )
A.4:9 B.9:4 C.3:2 D.2:3
解:∵两个相似三角形的面积比是4:9,
∴两个相似三角形的相似比是2:3,
∴对应边上的中线的比为2:3,
故选:D.
5.(4分)下列命题中,错误的是( )
A.一组对边平行,另一组对边相等的四边形是平行四边形
B.矩形既是轴对称图形,又是中心对称图形
C.菱形的一条对角线平分一组对角
D.对角线相等且互相垂直平分的四边形是正方形
解:A.一组对边平行,另一组对边相等的四边形可能是等腰梯形,故此选项错误,符合题意;
B.矩形既是轴对称图形,又是中心对称图形,根据矩形性质得出,故此选项正确,不符合题意;
C.菱形的一条对角线平分一组对角;根据菱形性质得出,故此选项正确,不符合题意;
D.对角线相等且互相垂直平分的四边形是正方形,根据正方形判定得出,故此选项正确,不符合题意;
故选:A.
6.(4分)如图,△ABC是△DEF以点O为位似中心经过位似变换得到的,若△ABC与△DEF的周长比为2:3,则OA与OD之比为( )
A.2:3 B.3:2 C.2:5 D.3:5
解:∵△ABC是△DEF以点O为位似中心经过位似变换得到的,
∴AC∥FD,△ABC∽△DEF,
∵△ABC与△DEF的周长比为2:3,
∴=,
∵AC∥FD,
∴△AOC∽△DOF,
∴==,
故选:A.
7.(4分)一个不透明口袋中有红色、黄色、蓝色玻璃球共200个,小明通过大量摸球试验后,发现摸到红球的频率为30%,则估计红球的个数约为( )
A.35个 B.60个 C.70个 D.130个
解:∵摸到红球的频率依次是35%,
∴估计口袋中红色球的个数=30%×200=60(个).
故选:B.
8.(4分)如图,四边形ABCD是边长为1的正方形,点E是射线AB上的动点(点E不与点A,点B重合),点F在线段DA的延长线上,且AF=AE,连接ED,将ED绕点E顺时针旋转90°得到EG,连接EF,FB,BG.设AE=x,四边形EFBG的面积为y,下列图象能正确反映出y与x的函数关系的是( )
A.
B.
C.
D.
解:∵四边形ABCD是边长为1的正方形,
∴∠DAB=90°,AD=AB,
在△ADE和△ABF中,
,
∴△ADE≌△ABF(SAS),
∴∠ADE=∠ABF,DE=BF,
∵∠DEG=90°,
∴∠ADE+∠AED=∠AED+∠BEG,
∴∠BEG=∠ADE,
∴∠BEG=∠ABF,
∴EG∥BF,
∵DE=BF,DE=GE,
∴EG=BF,
∴四边形BFEG是平行四边形,
∴四边形EFBG的面积=2△BEF的面积=2×BE•AF,
设AE=x,四边形EFBG的面积为y,
当0≤x≤1时,y=(1﹣x)•x=﹣x2+x;
当x>1时,y=(x﹣1)•x=x2﹣x;
综上可知,当0≤x≤1时,函数图象是开口向下的抛物线;当x>1时,函数图象是开口向上的抛物线,
符合上述特征的只有B,
故选:B.
二、填空题(本大题共5个小题,每小题4分,共20分,答案写在答题卡上)
9.(4分)已知菱形ABCD的两条对角线AC=6,BD=8,则菱形的边长BC= 5 .
解:如图所示:
∵菱形ABCD中,AC=6,BD=8,
∴OA=OC=AC=3,OB=OD=BD=4,AC⊥BD,
∴BC===5;
故答案为:5.
10.(4分)如图,在△ABC中,点D在AB上,AD:DB=2:3,点E是CD的中点,连接AE并延长,交BC于点F,则BF:FC= 5:2 .
解:过D作DG∥AF交BC于G,
∴,
∵AD:DB=2:3,
∴=,
∵DG∥EF,
∴=,
∵点E是CD的中点,
∴=1,
∴CF=GF,
∴BF:FC=5:2,
故答案为:5:2.
11.(4分)若方程x2﹣2x﹣3=0两根为α、β,则α2+β2= 10 .
解:根据根与系数的关系得到α+β=2,αβ=﹣3,
所以α2+β2=(α+β)2﹣2αβ=22﹣2×(﹣3)=10.
故答案为:10.
12.(4分)如图,在矩形ABCD中,对角线AC,BD交于点O,E是直线BC上一点,且BE=BO,连接AE,若∠BAC=60°,则∠CAE的度数是 15° .
解:∵四边形ABCD是矩形,
∴∠ABC=90°,OA=OC,OB=OD,AC=BD,
∴OA=OB,
∵∠BAC=60°,
∴△AOB是等边三角形,
∴AB=OB,
∵BE=BO,
∴AB=BE,
∴△ABE是等腰直角三角形,
∴∠BAE=45°,
∴∠CAE=∠BAC﹣∠BAE=60°﹣45°=15°,
故答案为:15°.
13.(4分)如图,反比例函数y=的图象上有A,B两点,从点A作AD⊥y轴于点D,从点B作BC⊥x轴于点C.已知△OAB的面积为,△OCD的面积为3,则k= 4 .
解:设B(m,),
∵S△OCD=3,
∴OD•OC=3,即m•OD=3,
∴OD=,
∴A(,),
∵S△OAB=,
∴S梯形AECB=S△OAB﹣S△AOE+S△BOC=S△OAB=,
∴(+)(m﹣)=,
解得k=±4,
∵反比例函数y=位于第一象限.
∴k=4,
故答案为4.
三、解答题(本大题共5个小题.共48分,解答过程写在答题卡上)
14.(12分)解方程:
(1)x2﹣4x﹣1=0
(2)x(x﹣2)=x﹣2
解:(1)∵x2﹣4x﹣1=0,
∴x2﹣4x+4=5,
∴(x﹣2)2=5,
∴x=2±.
(2)∵x(x﹣2)=x﹣2,
∴x(x﹣2)﹣(x﹣2)=0,
∴(x﹣1)(x﹣2)=0,
∴x=1或x=2
15.(8分)某班在学习《利用相似三角形测高》时开展了“测量学校操场上旗杆的高度”的活动.小明将镜子放在离旗杆32m的点C处(即AC=32m),然后沿直线AC后退,在点D处恰好看到旗杆顶端B在镜子中的像与镜子上的标记重合(如图),根据物理学知识可知:法线l⊥AD,∠1=∠2.若小明的眼睛离地面的高度DE为1.5m,CD=3m,求旗杆AB的高度.(要有证明过程,再求值)
解:∵法线l⊥AD,∠1=∠2,
∴∠ECD=∠BCA,
又∵∠EDC=∠BAC=90°,
∴△ECD∽△BCA,
∴=,
∵DE=1.5m,CD=3m,AC=32m,
∴=,
解得:AB=16,
答:旗杆AB的高度为16m.
16.(8分)“五一”小长假期间,小明和小华都准备在玉溪市的玉溪汇龙生态园(记为A)、通海秀山公园(记为B)、磨盘山国家森林公园(记为C)、易门龙泉国家森林公园(记为D)这四个景点中任选一个去游玩,每个景点被选中的可能性相同.
(1)求小明去通海秀山公园的概率;
(2)用树状图或列表的方法求小明和小华都去玉溪汇龙生态园的概率.
解:(1)P(小明去通海秀山公园)=;
(2)用表格表示所有可能的情况如下:
其中:玉溪汇龙生态园(记为A)、通海秀山公园(记为B)、
磨盘山国家森林公园(记为C)、易门龙泉国家森林公园(记为D)
∴P(都去玉溪汇龙生态园)=
17.(10分)如图,△ABC是等边三角形,点D在AC上,连接BD并延长,与∠ACF的角平分线交于点E.
(1)求证:△ABD∽△CED;
(2)若AB=8,AD=2CD,求CE的长.
(1)证明:∵△ABC是等边三角形,
∴∠BAC=∠ACB=60°,∠ACF=120°;
∵CE平分∠ACF,
∴∠ACE=60°;
∴∠BAC=∠ACE;
又∵∠ADB=∠CDE,
∴△ABD∽△CED;
(2)解:∵△ABD∽△CED,
∴,
∵AD=2DC,AB=8;
∴CE=AB=4.
18.(10分)如图所示,△OAB的顶点A在反比例函数y=(k>0)的图象上,直线AB交y轴于点C,且点C的纵坐标为5,过点A、B分别作y轴的垂线AE、BF,垂足分别为点E、F,且AE=1.
(1)若点E为线段OC的中点,求k的值;
(2)若△OAB为等腰直角三角形,∠AOB=90°,其面积小于3.
①求证:△OAE≌△BOF;
②把|x1﹣x2|+|y1﹣y2|称为M(x1,y1),N(x2,y2)两点间的“ZJ距离”,记为d(M,N),求d(A,C)+d(A,B)的值.
解:(1)∵点E为线段OC的中点,OC=5,
∴,即:E点坐标为,
又∵AE⊥y轴,AE=1,
∴,
∴.
(2)①在△OAB为等腰直角三角形中,AO=OB,∠AOB=90°,
∴∠AOE+∠FOB=90°,
又∵BF⊥y轴,
∴∠FBO+∠FOB=90°,
∴∠AOE=∠FBO,
在△OAE和△BOF中,
,
∴△OAE≌△BOF(AAS),
②解:设点A坐标为(1,m),
∵△OAE≌△BOF,
∴BF=OE=m,OF=AE=1,
∴B(m,﹣1),
设直线AB解析式为:lAB:y=nx+5,将AB两点代入得:
则.
解得,
当m=2时,OE=2,,,符合;
∴d(A,C)+d(A,B)=AE+CE+(BF﹣AE)+(OE+OF)=1+CE+OE﹣1+OE+1=1+CE+2OE=1+CO+OE=1+5+2=8,
当m=3时,OE=3,,S△AOB=5>3,不符,舍去;
综上所述:d(A,C)+d(A,B)=8.
B卷(共50分)一、填空题(本大题共5个小题,每小题4分,共20分,答案写在答题卡上)
19.(4分)在比例尺为1:4000000的地图上,两城市间的图上距离为3cm,则这两城市间的实际距离为 120 km.
解:设这两城市的实际距离是x厘米,由题意,得:
1:4000000=3:x,
解得:x=12000000,
12000000厘米=120km.
故答案为:120.
20.(4分)如图,在△ABC中,点M为BC中点,以M为圆心MB为半径所作的圆弧交边AB于点D,若AD=3BD=3,则CA2﹣CB2= 8 .
解:如图,连接CD,DM,
∵点M为BC中点,
∴CM=BM,
∵以M为圆心,MB为半径所作的圆弧交边AB于点D,
∴DM=MB,
∴CM=DM=MB,
∴∠CDB=90°=∠ADC,
∵AD=3BD=3,
∴DB=1,
∵AC2=AD2+CD2,BC2=BD2+CD2,
∴CA2﹣CB2=AD2﹣CD2=9﹣1=8,
故答案为:8.
21.(4分)若从1,2,3,4四个数中选取一个数,记为a,再从这四个数中选一个数,记为c,则关于x的一元二次方程ax2+2x+c=0没有实数根的概率为 .
解:画树状图为:
共有16种等可能的结果数,
因为关于x的一元二次方程ax2+2x+c=0没有实数根的条件为Δ=22﹣4ac<0,即ac>1,
所以满足ac>1的结果数为15,
所以关于x的一元二次方程ax2+2x+c=0没有实数根的概率=.
故答案为.
22.(4分)如图,已知直线y=﹣4x与双曲线y=交于A,B两点,若点A的纵坐标为4,则点B的坐标为 (1,﹣4) .
解:将y=4代入y=﹣4x得,4=﹣4x,
解得x=﹣1,即A(﹣1,4),
∵直线y=﹣4x与双曲线y=关于原点对称,
∴B(1,﹣4),
故答案为(1,﹣4).
23.(4分)如图,在边长为6的正方形ABCD中,若E,F分别是AD,DC边上的动点,AE=DF,AF与BE交于点P,连接DP.则DP的最小值为 3﹣3 .
解:∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=AD,∠BAD=∠ADC=90°,
在△ABE和△DAF中,
,
∴△ABE≌△DAF(SAS),
∴∠ABE=∠DAF,
∴∠BAP+∠ABP=∠BAP+∠DAF=∠BAD=90°,
∴∠APB=90°,
取AB的中点O,连接OP,DP,则OP==,
∴OD=,
∵DP≥OD﹣OP,
∴当D、P、O三点共线时,DP取最小值为:DP=OD﹣OP=3﹣3,
故答案为:3﹣3.
二、解答题(本大题共3个小题,共30分,解答过程写在答题卡上)
24.(8分)如图,在平面直角坐标系中平行于y轴的直线m经过A(a,b),其中a,b,c满足(a+3)+|b﹣4|+=0,在直线m上存在一点B使得OA⊥OB,C的坐标为(c,0),直线AC交y轴于点Q.
(1)直接写出A,C两点的坐标;
(2)求Q点的坐标:
(3)在y轴上找一点M,使得S△AOC=2S△ACM,求M的坐标:
(4)点E从C点出发以每秒1个单位长度向左移动,点F从Q点出发以每秒2个单位长度向下移动,当t为多少时,S△AOE=2S△BOF(直接写出答案).
解:(1)∵(a+3)+|b﹣4|+=0,
∴a+3=0,b﹣4=0,c﹣2=0,
∴a=﹣3,b=4,c=2,
∴A(﹣3,4),C(2,0).
(2)设直线AC的解析式为y=kx+b,
∴,解得,
∴直线AC的解析式为y=﹣x+,
∴Q点的坐标为(0,);
(3)∵A(﹣3,4),C(2,0).
∴S△AOC==4,
∵S△AOC=2S△ACM,
∴S△ACM=2,
∵S△ACM=S△AQM+S△BQM=•(3+2)=2,
∴QM=,
∵Q点的坐标为(0,),
∴M(0,)或(0,);
(4)当t<时,S△AOE=(2﹣t)×4,S△BOF=(﹣2t)×3,
∵S△AOE=2S△BOF,
∴4﹣2t=﹣6t,解得t=;
当<t<2时,S△AOE=(2﹣t)×4,S△BOF=(2t﹣)×3,
∵S△AOE=2S△BOF,
∴(2﹣t)×4=2×(2t﹣)×3,解得t=1.1;
当t>2时,S△AOE=(t﹣2)×4,S△BOF=(2t﹣)×3,
∵S△AOE=2S△BOF,
∴(t﹣2)×4=2×(2t﹣)×3,解得t=(舍去),
综上,t为或1.1时,S△AOE=2S△BOF.
25.(10分)(问题发现)数学小组成员小明做作业时遇到以下问题:
(1)若四边形ABCD是菱形,∠ABC=60°,点P是射线BD上一动点,以AP为边向右侧作等边△APE,如图1,当点E在菱形ABCD内部或边上时,连接CE、CA,则BP与CE有怎样的数量关系?请直接写出你的猜想.
(类比探究)数学小组对该问题进行进一步探究:
(2)若四边形ABCD是正方形,点P是射线BD上一动点,以AP为直角边在AP边的右侧作等腰Rt△APE,其中∠APE=90°,AP=PE.
①如图2,当点P在对角线BD上时,小组发现点E恰好在射线CD上,求BP与CE之间的数量关系(过程只用说明点E在线段CD上的情况即可);
②如图3,当P是对角线BD的延长线上一动点时,小组发现点E恰好在射线CD上,连接BE,若BE=6,AB=2,求△BPE的面积.
解:(1)BP=CE.
理由如下:如图1,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC,
∵∠ABC=60°,
∴△ABC是等边三角形,
∴AB=AC,∠BAC=60°;
∵△APE是等边三角形,
∴AP=AE,∠PAE=60°,
∴∠BAP=∠CAE=60°﹣∠PAC,
∴△BAP≌△CAE(SAS),
∴BP=CE;
(2)①CE=BP.
理由:如图2,连接AC,
∵四边形ABCD是正方形,AB=DA,∠BAD=∠ABC=90°,
∴∠ABP=∠ACE=∠BAC=45°,
∴cos∠BAC==,
∵Rt△APE是等腰直角三角形,
∴∠PAE=∠AEP=45°,
∴∠BAC﹣∠CAP=∠PAE﹣∠CAP,
∴∠BAP=∠CAE,
∴△ABP∽△ACE,
∴,
∴=.
即CE=BP;
②如图3,连接AC交BD于点F,过点E作EG⊥BP交直线BP于点G,
∵四边形ABCD是正方形,AB=2,
∴BC=AB=2,∠BAD=90°,AC⊥BD,
∴∠ABD=45°,∠AFB=∠AFD=90°,
∴∠BAC=45°,∠FAP+∠APF=90°,
∴AF=BF,
∴BF=AF=AB•sin45°=,
在Rt△APE中,∠APE=90°,AP=PE,
∴∠APF+∠EPG=90°,
∴∠FAP=∠EPG,
∵EG⊥BG,
∴∠AFP=∠PGE=90°,
∴△FAP≌△GPE(AAS),
∴FP=EG,PG=AF=,
在Rt△EGB中,由勾股定理得,BE2=BG2+EG2,
设FP=EG=x,
∴62=(2+x)2+x2,
解得,x1=4﹣,x2=﹣4﹣(舍去),
∴S△BPE=BP•EG=×(4−)×4=8﹣2.
26.(12分)如图,在平面直角坐标系xOy中,点A的坐标是(0,4),点C是x轴上的一个动点.当点C在x轴上移动时,始终保持△ACP是等边三角形(点A、C、P按逆时针方向排列);当点C移动到点O时,得到等边三角形AOB(此时点P与点B重合).
初步探究
(1)写出点B的坐标 (2,2) ;
(2)点C在x轴上移动过程中,当等边三角形ACP的顶点P在第三象限时,连接BP,求证:△AOC≌△ABP.
深入探究
(3)当点C在x轴上移动时,点P也随之运动.探究点P在怎样的图形上运动,请直接写出结论:并求出这个图形所对应的函数表达式.
拓展应用
(4)点C在x轴上移动过程中,当△POB为等腰三角形时,直接写出此时点C的坐标.
解:(1)如图1中,作BH⊥OA于H.
∵△AOB是等边三角形,OA=OB=AB=4,∠BOH=60°
在Rt△OBH中,BH=OB•sin60°=2,OH=AH=2,
∴B(2,2).
(2)如图2中
∵△AOB与△ACP都是等边三角形,
∴AO=AB,AC=AP,∠CAP=∠OAB=60°,
∴∠CAP+∠PAO=∠OAB+∠PAO,
即∠CAO=∠PAB,
在△AOC与△ABP中,
∵,
∴△AOC≌△ABP(SAS).
(3)如图2中,∵△AOC≌△ABP(SAS).
∴∠ABP=∠AOC=90°,
∴PB⊥AB,
∴点P在过点B且与AB垂直的直线上.
当点P在y轴上时,得P(0,﹣4).
∵B(2,2).
设点P所在直线的函数表达式为:y=kx+b(k≠0).把点B、P的坐标分别代入,
得
所以点P所在直线的函数表达式为:y=x﹣4.
(4)如图3中,
①当OB=BP1=4时,OC1=BP1=4,此时C1(4,0).
②当P2O=P2B时,OC2=BP2=,此时C2(﹣,0).
③当OB=BP3=4时,OC3=4,此时C3(﹣4,0).
④当OB=OP4时,OC4=BP4=4,此时C4(﹣4,0),
故答案为(﹣4,0)或(﹣,0)或(﹣4,0)或(4,0).
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