2023年河南省周口市中考数学一模试卷(含答案)
展开2023年河南省周口市中考数学一模试卷
一、选择题(每小题3分,共30分)
1.(3分)﹣的相反数是( )
A.2023 B. C.﹣2023 D.﹣
2.(3分)“石瓢”最早称为“石镜”,后来顾景舟引用“弱水三千,只取一瓢”,改称“石镜”为“石瓢”,从此相沿均称“石瓢”,如图是一盏做工精湛的“景舟石瓢”,其俯视图是( )
A. B.
C. D.
3.(3分)如图,AO⊥BO,垂足为点O,直线CD经过点O.若∠1=120°,则∠3的度数为( )
A.120° B.60° C.40° D.30°
4.(3分)已知一个水分子的直径约为3.85×10﹣9米,某花粉的直径约为5×10﹣4米,用科学记数法表示一个水分子的直径是这种花粉直径的( )
A.0.77×10﹣5倍 B.77×10﹣4倍
C.7.7×10﹣6倍 D.7.7×10﹣5倍
5.(3分)下列计算结果正确的是( )
A.7a﹣5a=2 B.9a÷3a=3a C.a5÷a3=a2 D.(3a2)3=9a6
6.(3分)如图,菱形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,H为AD边中点,菱形ABCD的周长为20,BD=8,则tan∠HOD的值等于( )
A. B. C. D.
7.(3分)若一元二次方程x2﹣2x+m=0有两个不相同的实数根,则实数m的取值范围是( )
A.m≥1 B.m≤1 C.m>1 D.m<1
8.(3分)疾控中心每学期都对我校学生进行健康体检,小亮将领航班所有学生测量体温的结果制成如下统计图表.下列说法不正确的是( )
体温℃
36.1
36.2
36.3
36.4
36.5
36.6
人数/人
4
8
8
10
m
2
A.这个班有40名学生
B.m=8
C.这些体温的众数是8
D.这些体温的中位数是36.35
9.(3分)如图,在平面直角坐标系中,已知点A(﹣3,0),B(0,4),将Rt△ABO顺着x轴无滑动的滚动.第一次滚动到①的位置,点A的对应点记作点A1;第二次滚动到②的位置,点A1的对应点记作点A2;第三次滚动到③的位置,点A2的对应点记作点A3;…依次进行下去,发现点A(﹣3,0),A1(0,3),A2(9,0),…,则点A2023的坐标为( )
A.(8088,3) B.(8088,0) C.(8089,3) D.(8089,0)
10.(3分)如图1是一个亮度可调节的台灯,其灯光亮度的改变,可以通过调节总电阻控制电流的变化来实现.如图2是该台灯的电流I(A)与电阻R(Ω)成反比例函数的图象,该图象经过点P(880,0.25).根据图象可知,下列说法正确的是( )
A.当R<0.25时,I<880
B.I与R的函数关系式是I=(R>0)
C.当R>1000时,I>0.22
D.当880<R<1000时,I的取值范围是0.22<I<0.25
二、填空题(每小题3分,共15分)
11.(3分)写出一个无解的一元一次不等式组为 .
12.(3分)已知正比例函数为y=mx|m+1|,则m的值为 .
13.(3分)已知关于x的一元二次方程(k﹣2)x2﹣2x+1=0.从﹣4,﹣2,0,2,4中任选一个数字作为k代入原方程,则选取的数字能令方程有实数根的概率为 .
14.(3分)如图,在△ABC中,∠ABC=90°,将△ABC沿AB方向平移AD的长度得到△DEF,已知EF=8,BE=3,CG=3.则图中阴影部分的面积 .
15.(3分)如图,矩形ABCD中,AB=3,BC=4,点E是BC边上一点,连接AE,把∠B沿AE折叠,使点B落在点B′处.当△CEB′为直角三角形时,BE的长为 .
三、解答题(本大题共8个小题,满分75分)
16.(10分)(1)计算:(π+1)0+2﹣2﹣;
(2)化简:.
17.(9分)网络时代,在享受网络带来的便利的同时,也要注意增强自身网络安全意识,保护个人信息,谨防网络诈骗,拒绝网络沉迷.为了了解九年级学生本学期参加“郑州市2022年中小学生网络安全专题教育”的情况,某校进行了相关知识测试,随机抽取40名学生的测试成绩(百分制),并对数据(成绩)进行了整理、描述和分析.下面给出了部分信息.
信息一:如表是该校学生“郑州市2022年中小学生网络安全专题教育”样本成绩频数分布表.
成绩m(分)
频数(人)
频率
50≤m<60
2
a
60≤m<70
b
※
70≤m<80
※
0.15
80≤m<90
16
※
90≤m<100
※
0.30
合计
40
1.00
该校抽取的学生成绩在80≤m<90的这一组的具体数据是:89,89,88,83,80,82,86,84,88,85,86,88,88,89,85,89.
信息二:如图是该校学生“郑州市2022年中小学生网络安全专题教育”样本成绩频数分布直方图.
根据以上图表提供的信息,解答下列问题:
(1)表中a= ;b= ;
(2)补全该校学生样本成绩频数分布直方图;
(3)抽取的40名学生的测试成绩的中位数是 ;
(4)若该校共有1800人,成绩不低于80分的为“优秀”,则该校成绩“优秀”的人数约为多少人?
18.(9分)如图,在平面直角坐标系xOy中,点A的坐标为(2,4),连接OA.
(1)尺规作图:在第一象限作点B,使得∠OAB=90°,AB=AO;(不写作法,保留作图痕迹,在图上标注点B)
(2)求线段AB的解析式;
(3)若反比例函数y=(k>0)的图象经过点A.点B是否在反比例函数y=(k>0)的函数图象上?说明理由.
19.(9分)我校“综合与实践”小组的同学决定用自己学到的知识开展测量校园内的“大树”高度的实践活动,他们分别在C,E两处用高度为1.6m的测角仪CD和EF测得大树顶部A的仰角分别为45°,30°,两人间的水平距离(CE)为24m,已知点A,B,C,D,E,F在同一竖直平面内,且AB⊥CE,求大树的高度AB.(结果保留根号)
20.(9分)商家发现最近很多社区开展“弘扬传统文化”的活动,为了适应市场需求,服务商场周围群众,商场现要从厂家购进两种不同型号和价格的“中国象棋”,已知用600元购进“A型象棋”与用400元购进“B型象棋”的数量相同,且每副“B型象棋”比每副”A型象棋”的价格便宜10元.
(1)求这两种“中国象棋”每副的价格;
(2)该商场计划购进“B型象棋”的数量比“A型象棋”数量的2倍还多60副,且两种“中国象棋”的总数量不超过360副,售价见店内海报(如图所示).该商场应如何安排进货才能使利润最大?最大利润是多少?
21.(9分)如图,⊙O的直径为AB,AP为⊙O的切线,点F是AP上一点,过点F的直线与⊙O交于C,D两点,与AB交于点E、AC=CE.
(1)求证:AC=CF;
(2)若AC=5,AD=8,求BE的长.
22.(10分)已知抛物线y=mx2﹣2mx﹣3m(m>0)与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧).
(1)抛物线对称轴为 ,点A坐标为 ;
(2)当m>0时,不等式3m≤mx2﹣2mx的解集为 ;
(3)已知点M(2,﹣4),N(,﹣4),连接MN所得的线段与该抛物线有交点,求m的取值范围.
23.(10分)综合与实践
综合与实践课上,老师与同学们以“特殊的三角形”为主题开展数学活动.
(1)操作判断
如图1,在△ABC中,∠ABC=90°,AB=BC,点P是直线AC上一动点.
操作:连接BP,将线段BP绕点P逆时针旋转90°得到PD,连接DC,如图2.
根据以上操作,判断:如图3,当点P与点A重合时,则四边形ABCD的形状是 ;
(2)迁移探究
①如图4,当点P与点C重合时,连接DB,判断四边形ABDC的形状,并说明理由;
②当点P与点A,点C都不重合时,试猜想DC与BC的位置关系,并利用图2证明你的猜想;
(3)拓展应用
当点P与点A,点C都不重合时,若AB=4,AP=3,请直接写出CD的长.
2023年河南省周口市中考数学一模试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(每小题3分,共30分)
1.(3分)﹣的相反数是( )
A.2023 B. C.﹣2023 D.﹣
【解答】解:﹣的相反数是,
故选:B.
2.(3分)“石瓢”最早称为“石镜”,后来顾景舟引用“弱水三千,只取一瓢”,改称“石镜”为“石瓢”,从此相沿均称“石瓢”,如图是一盏做工精湛的“景舟石瓢”,其俯视图是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:根据视图的定义,选项B中的图形符合题意,
故选:B.
3.(3分)如图,AO⊥BO,垂足为点O,直线CD经过点O.若∠1=120°,则∠3的度数为( )
A.120° B.60° C.40° D.30°
【解答】解:由图可知,∠1+3=180°.
∵∠1=120°,
∴∠3=180°﹣∠1=60°.
故选:B.
4.(3分)已知一个水分子的直径约为3.85×10﹣9米,某花粉的直径约为5×10﹣4米,用科学记数法表示一个水分子的直径是这种花粉直径的( )
A.0.77×10﹣5倍 B.77×10﹣4倍
C.7.7×10﹣6倍 D.7.7×10﹣5倍
【解答】解:根据题意得,
(3.85×10﹣9)÷(5×10﹣4)
=(3.85÷5)×(10﹣9÷10﹣4)
=0.77×10﹣5
=7.7×10﹣6,
故选:C.
5.(3分)下列计算结果正确的是( )
A.7a﹣5a=2 B.9a÷3a=3a C.a5÷a3=a2 D.(3a2)3=9a6
【解答】解:7a﹣5a=2a,故选项A错误,不符合题意;
9a÷3a=3,故选项B错误,不符合题意;
a5÷a3=a2,故选项C正确,符合题意;
(3a2)3=27a6,故选项D错误,不符合题意;
故选:C.
6.(3分)如图,菱形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,H为AD边中点,菱形ABCD的周长为20,BD=8,则tan∠HOD的值等于( )
A. B. C. D.
【解答】解:∵四边形ABCD是菱形,周长为20,
∴AD=5,OA=OC,OB=OD=4,AC⊥BD,
∴∠AOD=90°,
∴OA==3,
∵H为AD边中点,
∴OH=DH=AH,
∴∠HOD=∠HDO,
∴tan∠HOD=tan∠HDO==;
故选:C.
7.(3分)若一元二次方程x2﹣2x+m=0有两个不相同的实数根,则实数m的取值范围是( )
A.m≥1 B.m≤1 C.m>1 D.m<1
【解答】解:∵方程x2﹣2x+m=0有两个不相同的实数根,
∴Δ=(﹣2)2﹣4m>0,
解得:m<1.
故选:D.
8.(3分)疾控中心每学期都对我校学生进行健康体检,小亮将领航班所有学生测量体温的结果制成如下统计图表.下列说法不正确的是( )
体温℃
36.1
36.2
36.3
36.4
36.5
36.6
人数/人
4
8
8
10
m
2
A.这个班有40名学生
B.m=8
C.这些体温的众数是8
D.这些体温的中位数是36.35
【解答】解:由扇形统计图可知,体温为36.1°C的学生人数所占百分比为=10%,
故这个班有学生=40(名),
所以m=40﹣4﹣8﹣8﹣10﹣2=8,
故选项A、B不符合题意;
这些体温的众数是36.4,故选项C符合题意;
这些体温的中位数是=36.35,故选项D不符合题意.
故选:C.
9.(3分)如图,在平面直角坐标系中,已知点A(﹣3,0),B(0,4),将Rt△ABO顺着x轴无滑动的滚动.第一次滚动到①的位置,点A的对应点记作点A1;第二次滚动到②的位置,点A1的对应点记作点A2;第三次滚动到③的位置,点A2的对应点记作点A3;…依次进行下去,发现点A(﹣3,0),A1(0,3),A2(9,0),…,则点A2023的坐标为( )
A.(8088,3) B.(8088,0) C.(8089,3) D.(8089,0)
【解答】解:∵A(﹣1.5,0),B(0,2),
∴OA=3,OB=4,
∴在Rt△AOB中,AB==5,
观察图形可得,每滚动3次,图形的形状与初始位置相同,
∴AA3=4+5+3=12,
∴A3的横坐标为:12﹣3=9,
∵2023÷3=674…1,
∴AA2023=674×12+3=8091,
∴OA2023=809﹣3=8088,
∴A2023的坐标为(8088,3).
故选:A.
10.(3分)如图1是一个亮度可调节的台灯,其灯光亮度的改变,可以通过调节总电阻控制电流的变化来实现.如图2是该台灯的电流I(A)与电阻R(Ω)成反比例函数的图象,该图象经过点P(880,0.25).根据图象可知,下列说法正确的是( )
A.当R<0.25时,I<880
B.I与R的函数关系式是I=(R>0)
C.当R>1000时,I>0.22
D.当880<R<1000时,I的取值范围是0.22<I<0.25
【解答】解:设I与R的函数关系式是I=(R>0),
∵该图象经过点P(880,0.25),
∴=0.25,
∴U=220,
∴I与R的函数关系式是I=(R>0),故选项B不符合题意;
当R=0.25时,I=880,当R=1000时,I=0.22,
∵反比例函数I=(R>0)I随R的增大而减小,
当R<0.25时,I>880,当R>1000时,I<0.22,故选项A,C不符合题意;
∵R=0.25时,I=880,当R=1000时,I=0.22,
∴当880<R<1000时,I的取值范围是0.22<I<0.25,故D符合题意;
故选:D.
二、填空题(每小题3分,共15分)
11.(3分)写出一个无解的一元一次不等式组为 .
【解答】解:根据不等式组解集的口诀:大大小小找不到(无解),
可写x≤2,x≥3,
即.
12.(3分)已知正比例函数为y=mx|m+1|,则m的值为 ﹣2 .
【解答】解:∵正比例函数为y=mx|m+1|,
∴|m+1|=1,
解得m=﹣2或0,
∵m≠0,
∴m=﹣2,
故答案为:﹣2.
13.(3分)已知关于x的一元二次方程(k﹣2)x2﹣2x+1=0.从﹣4,﹣2,0,2,4中任选一个数字作为k代入原方程,则选取的数字能令方程有实数根的概率为 .
【解答】解:若要方程有实数根,则Δ≥0且k﹣2≠0;
即k≤3且k﹣2≠0,
故给定的5个数字中,﹣4,2,0能令方程有实数根,
故选取的数字能令方程有实数根的概率为.
故答案为:.
14.(3分)如图,在△ABC中,∠ABC=90°,将△ABC沿AB方向平移AD的长度得到△DEF,已知EF=8,BE=3,CG=3.则图中阴影部分的面积 19.5 .
【解答】解:∵将△ABC沿AB方向平移AD的长度得到△DEF,
∴△DEF≌△ABC,
∵BC=EF=8,S△DEF=S△ABC,
∴S△ABC﹣S△DBG=S△DEF﹣S△DBG,
∴S梯形ACGD=S梯形BEFG,
∴BG=BC﹣CG=8﹣3=5,BE=3,
∴S梯形ACGD=S梯形BEFG=(5+8)×3=19.5.
故答案为:19.5.
15.(3分)如图,矩形ABCD中,AB=3,BC=4,点E是BC边上一点,连接AE,把∠B沿AE折叠,使点B落在点B′处.当△CEB′为直角三角形时,BE的长为 或3 .
【解答】解:当△CEB′为直角三角形时,有两种情况:
①当点B′落在矩形内部时,如答图1所示.
连接AC,
在Rt△ABC中,AB=3,BC=4,
∴AC==5,
∵∠B沿AE折叠,使点B落在点B′处,
∴∠AB′E=∠B=90°,
当△CEB′为直角三角形时,只能得到∠EB′C=90°,
∴点A、B′、C共线,即∠B沿AE折叠,使点B落在对角线AC上的点B′处,
∴EB=EB′,AB=AB′=3,
∴CB′=5﹣3=2,
设BE=x,则EB′=x,CE=4﹣x,
在Rt△CEB′中,
∵EB′2+CB′2=CE2,
∴x2+22=(4﹣x)2,解得x=,
∴BE=;
②当点B′落在AD边上时,如答图2所示.
此时ABEB′为正方形,∴BE=AB=3.
综上所述,BE的长为或3.
故答案为:或3.
三、解答题(本大题共8个小题,满分75分)
16.(10分)(1)计算:(π+1)0+2﹣2﹣;
(2)化简:.
【解答】解:(1)原式=1+﹣×+3
=1+﹣+3
=4;
(2)原式=•
=•
=.
17.(9分)网络时代,在享受网络带来的便利的同时,也要注意增强自身网络安全意识,保护个人信息,谨防网络诈骗,拒绝网络沉迷.为了了解九年级学生本学期参加“郑州市2022年中小学生网络安全专题教育”的情况,某校进行了相关知识测试,随机抽取40名学生的测试成绩(百分制),并对数据(成绩)进行了整理、描述和分析.下面给出了部分信息.
信息一:如表是该校学生“郑州市2022年中小学生网络安全专题教育”样本成绩频数分布表.
成绩m(分)
频数(人)
频率
50≤m<60
2
a
60≤m<70
b
※
70≤m<80
※
0.15
80≤m<90
16
※
90≤m<100
※
0.30
合计
40
1.00
该校抽取的学生成绩在80≤m<90的这一组的具体数据是:89,89,88,83,80,82,86,84,88,85,86,88,88,89,85,89.
信息二:如图是该校学生“郑州市2022年中小学生网络安全专题教育”样本成绩频数分布直方图.
根据以上图表提供的信息,解答下列问题:
(1)表中a= 0.05 ;b= 4 ;
(2)补全该校学生样本成绩频数分布直方图;
(3)抽取的40名学生的测试成绩的中位数是 87 ;
(4)若该校共有1800人,成绩不低于80分的为“优秀”,则该校成绩“优秀”的人数约为多少人?
【解答】解:(1)a=2÷40=0.05,
成绩为70≤m<80的人数为0.15×40=6(人),
成绩为90≤m<100的人数为0.3×40=12(人),
所以b=40﹣(2+6+16+12)=4,
故答案为:0.05,4;
(2)补全频数分布直方图如下:
(3)抽取的40名学生的测试成绩的中位数是第20、21个数据的平均数,而第20、21个数据分别为86分、88分,
所以抽取的40名学生的测试成绩的中位数为=87,
故答案为:87;
(4)1800×=1260(人),
答:该校成绩“优秀”的人数约为1260人.
18.(9分)如图,在平面直角坐标系xOy中,点A的坐标为(2,4),连接OA.
(1)尺规作图:在第一象限作点B,使得∠OAB=90°,AB=AO;(不写作法,保留作图痕迹,在图上标注点B)
(2)求线段AB的解析式;
(3)若反比例函数y=(k>0)的图象经过点A.点B是否在反比例函数y=(k>0)的函数图象上?说明理由.
【解答】解:(1)过点A作圆弧交OA和OA的延长线于点G、H,分别以点G、H为圆心大于AG的长度为半径作画弧交于点R,
连接AR,以点A为圆心AO长度为半径作弧交AR于点B,则∠OAB=90°,AB=AO;
(2)如上图,过点A作直线MN交y轴于点N,交过点B与y轴的平行线于点M,
∵∠OAB=90°,则∠BAM+∠NAO=90°,
∵∠NAO+∠NOA=90°,
∴∠NOA=∠BAM,
∵AB=OA,∠ONA=∠AMB=90°,
∴△ONA≌△AMB(AAS),
∴AM=ON=4,BM=AN=2,
∴点B(6,2),
设直线AB的表达式为:y=k(x﹣2)+4,
将点B的坐标代入上式得:2=k(6﹣2)+4,
解得:k=﹣,
则直线AB的表达式为:y=﹣(x﹣2)+4=﹣x+5;
(3)即点B不在反比例函数上,理由:
将点A的坐标代入反比例函数表达式得:k=2×4=8,
即反比例函数表达式为:y=,
当x=6时,y=≠2,即点B不在反比例函数上.
19.(9分)我校“综合与实践”小组的同学决定用自己学到的知识开展测量校园内的“大树”高度的实践活动,他们分别在C,E两处用高度为1.6m的测角仪CD和EF测得大树顶部A的仰角分别为45°,30°,两人间的水平距离(CE)为24m,已知点A,B,C,D,E,F在同一竖直平面内,且AB⊥CE,求大树的高度AB.(结果保留根号)
【解答】解:连接DF,交AB于点G,
由题意得,CD=EF=BG=1.6m,CE=DF=24m,BC=DG,BE=FG,∠ADG=45°,∠AFG=30°,
设DG=xm,则FG=(24﹣x)m,
在Rt△ADG中,
∵∠ADG=45°,
∴AG=DG=xm,
在Rt△AGF中,tan30°=,
解得x=,
经检验,x=是原方程的解且符合题意,
∴AB=AG+BG=+1.6=()m.
∴大树的高度AB为()m.
20.(9分)商家发现最近很多社区开展“弘扬传统文化”的活动,为了适应市场需求,服务商场周围群众,商场现要从厂家购进两种不同型号和价格的“中国象棋”,已知用600元购进“A型象棋”与用400元购进“B型象棋”的数量相同,且每副“B型象棋”比每副”A型象棋”的价格便宜10元.
(1)求这两种“中国象棋”每副的价格;
(2)该商场计划购进“B型象棋”的数量比“A型象棋”数量的2倍还多60副,且两种“中国象棋”的总数量不超过360副,售价见店内海报(如图所示).该商场应如何安排进货才能使利润最大?最大利润是多少?
【解答】解:(1)设每副“A型象棋”x元,
根据题意得:,
解得x=30,
经检验,x=30是原方程的根,且符合题意,
30﹣10=20(元),
答:每副“A型象棋”30元,每副“B型象棋”20元;
(2)设商场购进“A型象棋”m副,获得的总利润为w元,
根据题意得:m+(2m+60)≤360,
解得m≤100,
w=(40﹣30)m+(25﹣20)(2m+60)=20m+300,
∵20>0,
∴w随着m的增大而增大,
∴当m=100时,w取得最大值,最大值为2300元,
2×100+60=260(副),
答:商场购进“A型象棋”100副,“B型象棋”260副,所获利润最大,最大利润为2300元.
21.(9分)如图,⊙O的直径为AB,AP为⊙O的切线,点F是AP上一点,过点F的直线与⊙O交于C,D两点,与AB交于点E、AC=CE.
(1)求证:AC=CF;
(2)若AC=5,AD=8,求BE的长.
【解答】(1)证明:∵AP为⊙O的切线,
∴PA⊥AB,
∴∠FAE=90°,
∵AC=CE,
∴∠CAE=∠CEA,
∵∠CAE+∠CAF=90°,∠CEA+∠CFA=90°,
∴∠CAF=∠CFA,
∴AC=CF;
(2)解:如图,连接CB,
∵AB为⊙O的直径,
∴∠ACB=90°,
∴∠FAC+∠CAB=90°,∠CAB+∠ABC=90°,
∴∠FAC=∠ABC,
∵∠CAF=∠CFA,∠D=∠ABC,
∴∠D=∠CFA,
∴AF=AD=8,
∵AC=5,
∴EF=2AC=10,
在Rt△FAE中,AE===6,
∵∠CAE=∠CEA,∠FAB=∠ACB=90°,
∴△ACB∽△EAF,
∴AC:AE=AB:EF,即5:6=AB:10,
∴AB=,
∴BE=AB﹣AE=﹣6=.
22.(10分)已知抛物线y=mx2﹣2mx﹣3m(m>0)与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧).
(1)抛物线对称轴为 x=1 ,点A坐标为 (﹣1,0) ;
(2)当m>0时,不等式3m≤mx2﹣2mx的解集为 x≤﹣1或x≥3 ;
(3)已知点M(2,﹣4),N(,﹣4),连接MN所得的线段与该抛物线有交点,求m的取值范围.
【解答】解:(1)由题意知,抛物线的对称轴为直线x=﹣=1,
令y=0,则y=m(x2﹣2x﹣3)=m(x+1)(x﹣3)=0,
解得x=﹣1或x=3,
故答案为:x=1,(﹣1,0);
(2)不等式看可化为:mx2﹣2mx﹣3m≥0,
由函数和不等式的关系得:x≤﹣1或x≥3,
故答案为:x≤﹣1或x≥3;
(3)
当抛物线过点M时:4m﹣4m﹣3m=﹣4,
解得:m=,
当抛物线过点(1,﹣4)时:m﹣2m﹣3m=﹣4,
解得:m=1,
∴1≤m≤.
23.(10分)综合与实践
综合与实践课上,老师与同学们以“特殊的三角形”为主题开展数学活动.
(1)操作判断
如图1,在△ABC中,∠ABC=90°,AB=BC,点P是直线AC上一动点.
操作:连接BP,将线段BP绕点P逆时针旋转90°得到PD,连接DC,如图2.
根据以上操作,判断:如图3,当点P与点A重合时,则四边形ABCD的形状是 正方形 ;
(2)迁移探究
①如图4,当点P与点C重合时,连接DB,判断四边形ABDC的形状,并说明理由;
②当点P与点A,点C都不重合时,试猜想DC与BC的位置关系,并利用图2证明你的猜想;
(3)拓展应用
当点P与点A,点C都不重合时,若AB=4,AP=3,请直接写出CD的长.
【解答】解:(1)∵将线段BP绕点P逆时针旋转90°,点P与点A重合,
∴AD=AB,∠BAD=∠ABC=90°,
∴AD∥BC,AD=AB=BC,
.∴四边形ABCD是平行四边形,
∵∠ABC=90°,AB=AC,
∴四边形ABCD是正方形;
故答案为:正方形;
(2)①四边形ABDC是平行四边形.
证明:如图1,将线段BI绕点P逆时针旋转90°,点P与C重合,
∴CB=CD,∠BCD=90°,
∵∠CBA=90°,BA=BC,
∴∠BCD=∠ABC,AB=CD,
∴AB∥CD,
∴四边形ABDC是平行四边形;
②猜想:DC⊥BC.
证明:如图2,过点P作PE⊥AC交AB于点E,连接ED,则∠APE=90°,
∵∠ABC=90°,BA=BC,
∴∠BAC=∠BCA=45°,
∴∠BAC=∠AEP=45°,
∴AP=EP,
∵将线段BP绕点P逆时针旋转90°得到PD,
∴PD=PB,
∵∠APE=∠BPD=90°,
∴∠APE+∠EPB=∠BPD+∠EPB,
∴∠APB=∠EPD,
在△APB和△EPD中,
,
∴△APB≌△EPD(SAS),
∴∠PAE=∠PED=45°,AB=ED,
∴∠AED=∠AEP+∠PED=90°,
∴∠AED=∠ABC=90°,
∴ED∥BC,
∵AB=BC,
∴ED=BC,
∴四边形EBCD是平行四边形,
∵∠ABC=90°,
∴四边形EBCD是矩形,
∴∠BCD=90°,
∴DC⊥BC;
(3)CD=3±4.
∵∠BAC=45°,PE⊥AC,
∴△EPA是等腰直角三角形,
∴AE=AP
设AC是中点为M,如图1,当点P在射线MC上时,
由(2)中②可知,四边形EBCD是矩形,AB=AE﹣BE=AE﹣CD=AP﹣CD,
∴4=3﹣CD,
∴CD=3﹣4.
如图2,当点P在射线MA上时,
由(2)中②可知,四边形EBCD是矩形,AB=BE﹣AE=CD﹣AE=CD﹣AP,
∴4=CD﹣3,
∴CD=3+4.
综上所述,CD=3±4.
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