2022年辽宁省丹东市中考数学真题(教师版)
展开2022年辽宁省丹东市中考数学试卷
一、选择题
1. -7的绝对值是( )
A. 7 B. -7 C. D.
【答案】A
【】
【分析】根据负数的绝对值是它的相反数即可求解.
【详解】解:-7的绝对值是7,
故答案选:A.
【点睛】本题考查绝对值的定义,正数的绝对值是它本身,负数的绝对值是它的相反数,0的绝对值是0.
2. 下列运算正确是( )
A. a2•a3=a6 B. (a2)3=a5 C. (ab)3=a3b3 D. a8÷a2=a4
【答案】C
【】
【分析】根据同底数幂的乘法运算、同底数幂乘方运算、积的乘方、幂的除法运算法则,对选项进行逐一计算即可.
【详解】解:a2•a3=a5,A选项错误;
(a2)3=a6,B选项错误;
(ab)3=a3b3,C选项正确;
a8÷a2=a6,D选项错误;
故选:C.
【点睛】本题考查了同底数幂的基本运算,解题关键在于要注意指数在计算过程中是相加还是相乘.
3. 如图是由几个完全相同的小正方体组成的立体图形,它的左视图是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【】
【分析】从左边看该组合体,所得到的图形即为左视图.
【详解】解:从左边看到第一层一个小正方形,第二层一个小正方形,
看到的图形如下:
故选:A.
【点睛】本题考查简单组合体的三视图,把从左边看到的图形画出来是解题的关键.
4. 四张不透明的卡片,正面标有数字分别是﹣2,3,﹣10,6,除正面数字不同外,其余都相同,将它们背面朝上洗匀后放在桌面上,从中随机抽取一张卡片,则这张卡片正面的数字是﹣10的概率是( )
A. B. C. D. 1
【答案】A
【】
【分析】正面标有数字分别是﹣2,3,﹣10,6,从中随机抽取一张卡片,﹣10的个数是1,再根据概率公式直接求解即可求得概率.
【详解】解:由题意可知,共有4张标有数字﹣2,3,﹣10,6的卡片,摸到每一张的可能性是均等的,其中为﹣10的有1种,所以随机抽取一张,这张卡片正面的数字是﹣10的概率是,
故选:A.
【点睛】本题考查概率公式,理解概率的意义,掌握概率的计算方法是正确解答的前提.
5. 在函数y=中,自变量x的取值范围是( )
A. x≥3 B. x≥﹣3 C. x≥3且x≠0 D. x≥﹣3且x≠0
【答案】D
【】
【分析】根据二次根式的被开方数是非负数、分母不为0列出不等式组,解不等式组即可得到答案.
【详解】解:由题意得:x+3≥0且x≠0,
解得:x≥﹣3且x≠0,
故选:D.
【点睛】本题考查的是函数自变量的取值范围的确定,掌握二次根式的被开方数是非负数、分母不为0是解题的关键.
6. 如图,直线l1//l2,直线l3与l1,l2分别交于A,B两点,过点A作AC⊥l2,垂足为C,若∠1=52°,则∠2的度数是( )
A. 32° B. 38° C. 48° D. 52°
【答案】B
【】
【分析】根据平行线的性质求出∠ABC,根据三角形内角和定理求出即可.
【详解】解:∵直线l1∥l2,∠1=52°,
∴∠ABC=∠1=52°,
∵AC⊥l2,
∴∠ACB=90°,
∴∠2=180°﹣∠ABC﹣∠ACB=180°﹣52°﹣90°=38°,
故选:B.
【点睛】本题考查了对平行线的性质和三角形内角和定理的运用,解题的关键是熟练掌握平行线的性质:①两直线平行,同位角相等,②两直线平行,内错角相等,③两直线平行,同旁内角互补.
7. 甲、乙、丙、丁四人进行射击测试,每人10次射击的平均成绩恰好都是9.2环,方差分别是s甲2=0.12,s乙2=0.59,s丙2=0.33,s丁2=0.46,在本次射击测试中,这四个人成绩最稳定的是( )
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
【答案】A
【】
【分析】根据方差的定义,方差越小数据越稳定.进行判断即可.
【详解】解:∵s甲2=0.12,s乙2=0.59,s丙2=0.33,s丁2=0.46,
∴s甲2<s丙2<s丁2<s乙2,
∴成绩最稳定的是甲,
故选:A.
【点睛】本题考查了方差的意义.方差是用来衡量一组数据波动大小的量,方差越大,表明这组数据偏离平均数越大,即波动越大,数据越不稳定;反之,方差越小,表明这组数据分布比较集中,各数据偏离平均数越小,即波动越小,数据越稳定.
8. 如图,AB是⊙O的直径,C是⊙O上一点,连接AC,OC,若AB=6,∠A=30°,则 的长为( )
A. 6π B. 2π C. π D. π
【答案】D
【】
【分析】先根据圆周角定理求出∠BOC=2∠A=60°,求出半径OB,再根据弧长公式求出答案即可.
【详解】解:∵直径AB=6,
∴半径OB=3,
∵圆周角∠A=30°,
∴圆心角∠BOC=2∠A=60°,
∴的长是=π,
故选:D.
【点睛】本题考查了弧长公式和圆周角定理,能熟记弧长公式是解此题的关键,注意:半径为r,圆心角为n°的弧的长度是.
9. 如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于点A(5,0),与y轴交于点C,其对称轴为直线x=2,结合图象分析如下结论:①abc>0;②b+3a<0;③当x>0时,y随x的增大而增大;④若一次函数y=kx+b(k≠0)的图象经过点A,则点E(k,b)在第四象限;⑤点M是抛物线的顶点,若CM⊥AM,则a=.其中正确的有( )
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
【答案】D
【】
【分析】①正确,根据抛物线的位置判断即可;②正确,利用对称轴公式,可得b=﹣4a,可得结论;③错误,应该是x>2时,y随x的增大而增大;④正确,判断出k>0,可得结论;⑤正确,设抛物线的式为y=a(x+1)(x﹣5)=a(x﹣2)2﹣9a,可得M(2,﹣9a),C(0,﹣5a),过点M作MH⊥y轴于点H,设对称轴交x轴于点K.利用相似三角形的性质,构建方程求出a即可.
【详解】解:∵抛物线开口向上,
∴a>0,
∵对称轴是直线x=2,
∴﹣=2,
∴b=﹣4a<0
∵抛物线交y轴的负半轴,
∴c<0,
∴abc>0,故①正确,
∵b=﹣4a,a>0,
∴b+3a=﹣a<0,故②正确,
观察图象可知,当0<x≤2时,y随x的增大而减小,故③错误,
一次函数y=kx+b(k≠0)的图象经过点A,
∵b<0,
∴k>0,此时E(k,b)在第四象限,故④正确.
∵抛物线经过(﹣1,0),(5,0),
∴可以假设抛物线的式为y=a(x+1)(x﹣5)=a(x﹣2)2﹣9a,
∴M(2,﹣9a),C(0,﹣5a),
过点M作MH⊥y轴于点H,设对称轴交x轴于点K.
∵AM⊥CM,
∴∠AMC=∠KMH=90°,
∴∠CMH=∠KMA,
∵∠MHC=∠MKA=90°,
∴△MHC∽△MKA,
∴=,
∴=,
∴a2=,
∵a>0,
∴a=,故⑤正确,
故选:D.
【点睛】本题考查二次函数的性质,相似三角形的判定和性质等知识,解题的关键是学会利用参数构建方程解决问题,属于中考选择题中的压轴题.
二、填空题
10. 美丽的丹东山清水秀,水资源丰富.2021年水资源总量约为12600000000立方米,数据12600000000用科学记数法表示为______.
【答案】1.26×1010
【】
【分析】科学记数法的表示形式为a×10n的形式,其中1≤|a|<10,n为整数.确定n的值时,要看把原数变成a时,小数点移动了多少位,n的绝对值与小数点移动的位数相同,当原数绝对值≥10时,n是正整数,当原数绝对值<1时,n是负整数.
【详解】解:12600000000=1.26×1010.
故答案为:1.26×1010.
【点睛】此题考查科学记数法的表示方法.科学记数法的表示形式为a×10n的形式,其中1≤|a|<10,n为整数,表示时关键要正确确定a的值以及n的值.
11. 因式分解:2a2+4a+2=___________.
【答案】2(a+1)2
【】
【分析】先提公因式,再运用完全平方公式进行因式分解.
【详解】2a2+4a+2=2(a2+2a+1)=2(a+1)2
故答案为:2(a+1)2
【点睛】考核知识点:因式分解.掌握提公因式法和公式法是解题关键.
12. 若关于x的一元二次方程x2+3x+m=0有实数根,则m的取值范围是______.
【答案】m≤
【】
【分析】根据方程有实数根结合根的判别式即可得出关于m的一元一次不等式,解不等式即可求出m的取值范围.
【详解】∵方程x2+3x+m=0有实数根,
∴△=32-4m≥0,
解得:m≤.
故答案为m≤.
【点睛】本题考查了根的判别式以及解一元一次不等式,解题的关键是根据根的个数结合跟的判别式得出不等式.
13. 某书店与一所中学建立帮扶关系,连续6个月向该中学赠送书籍的数量(单位:本)分别为:200,300,400,200,500,550,则这组数据的中位数是______本.
【答案】350
【】
【分析】根据中位数的概念求解即可.
【详解】解:将数据200,300,400,200,500,550按照从小到大顺序排列为:200,200,300,400,500,550.则其中位数为:=350.
故答案为:350.
【点睛】本题主要考查中位数,将一组数据按照从小到大(或从大到小)的顺序排列,如果数据的个数是奇数,则处于中间位置的数就是这组数据的中位数.如果这组数据的个数是偶数,则中间两个数据的平均数就是这组数据的中位数.
14. 不等式组的解集为______.
【答案】1.5<x<6
【】
【分析】先解每一个不等式,再求它们的解集的公共部分.
【详解】解:解不等式得:,
解不等式得:,
所以不等式组的解集为:1.5<x<6,
故答案为:1.5<x<6.
【点睛】本题考查了不等式组的解法,熟练解一元一次不等式是解题的关键.
15. 如图,在Rt△ABC中,∠B=90°,AB=4,BC=8,分别以A,C为圆心,以大于AC的长为半径作弧,两弧相交于点P和点Q,直线PQ与AC交于点D,则AD的长为______.
【答案】
【】
【分析】利用勾股定理求出AC,再利用线段的垂直平分线的性质求出AD.
【详解】解:在Rt△ABC中,∠B=90°,AB=4,BC=8,
∴AC===4,
由作图可知,PQ垂直平分线段AC,
∴AD=DC=AC=2,
故答案为:2.
【点睛】本题考查作图﹣基本作图,勾股定理,线段的垂直平分线的性质等知识,解题的关键是读懂图象信息,灵活运用所学知识解决问题.
16. 如图,四边形OABC是平行四边形,点O是坐标原点,点C在y轴上,点B在反比例函数y=(x>0)图象上,点A在反比例函数y=(x>0)的图象上,若平行四边形OABC的面积是7,则k=______.
【答案】-4
【】
【分析】连接OB,根据反比例函数系数k的几何意义得到|k|+3=7,进而即可求得k的值.
【详解】解:连接OB,
∵四边形OABC是平行四边形,
∴AB∥OC,
∴AB⊥x轴,
∴S△AOD=|k|,S△BOD==,
∴S△AOB=S△AOD+S△BOD=|k|+,
∴S平行四边形OABC=2S△AOB=|k|+3,
∵平行四边形OABC的面积是7,
∴|k|=4,
∵在第四象限,
∴k=-4,
故答案为:-4.
【点评】本题考查了反比例系数k的几何意义、平行四边形的面积,熟知在反比例函数的图象上任意一点向坐标轴作垂线,这一点和垂足以及坐标原点所构成的三角形的面积是|k|是解答此题的关键.
17. 如图,四边形ABCD是边长为6的菱形,∠ABC=60°,对角线AC与BD交于点O,点E,F分别是线段AB,AC上的动点(不与端点重合),且BE=AF,BF与CE交于点P,延长BF交边AD(或边CD)于点G,连接OP,OG,则下列结论:①△ABF≌△BCE;②当BE=2时,△BOG的面积与四边形OCDG面积之比为1:3;③当BE=4时,BE:CG=2:1;④线段OP的最小值为2﹣2.其中正确的是______.(请填写序号)
【答案】①②
【】
【分析】①证明△ABC是等边三角形,进而得出三角形全等的三个条件;
②可推出点G是AD的中点,可以得出S△COD=S△AOD=2S△DOG,根据点O是BD的中点,可以得到S△BOG=S△DOG,进一步得出结果;
③根据AB∥CD得出,从而得出CG=3,于是BE:CG=4:3;
④可推出∠BPC=120°,从而得出点P在以等边三角形BCH的外接圆的上运动,当点O、P、I共线时,OP最小.
【详解】解:①∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC=AD=CD,
∴∠ABC=60°,
∴△ABC是等边三角形,
∴∠BAC=∠ABC=60°,
在△ABF和△BCE中,,
∴△ABF≌△BCE(SAS),
故①正确;
②由①知:△ABC是等边三角形,
∴AC=AB=6,
∵AF=BE=2,
∴CF=AC﹣AF=4,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AD∥BC,OB=OD,OA=OC,
∴△AGF∽△CBF,S△BOG=S△DOG,S△AOD=S△COD,
∴,
∴,
∴AG=3,
∴AG=,
∴S△AOD=2S△DOG,
∴S△COD=2S△COG=2S△BOG,
∴∴S四边形OCDG=S△DOG+S△COD=3S△DOG=3S△BOG,
△BOG的面积与四边形OCDG面积之比为1:3;
故②正确;
③如图1,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AB∥CD,
∴,
∴,
∴CG=3,
∴BE:CG=4:3,
故③不正确;
④如图2,
由①得:△ABF≌△BCE,
∴∠BCE=∠ABF,
∴∠BCE+∠CBF=∠ABF+∠CBF=∠ABC=60°,
∴∠BPC=120°,
作等边三角形△BCH,作△BCH的外接圆I,
则点P在⊙I上运动,
点O、P、I共线时,OP最小,
作HM⊥BC于M,
∴HM==3,
∴PI=IH=,
∵∠ACB+∠ICB=60°+30°=90°,
∴OI===,
∴OP最小=OI﹣PI=﹣2,
故④不正确,
故答案为:①②.
【点睛】本题考查了菱形的性质,等边三角形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,解直角三角形,确定圆的条件等知识,解决问题的关键熟练掌握“定弦对定角”等模型.
三、解答题
18. 先化简,再求值:÷﹣,其中x=sin45°.
【答案】,.
【】
【分析】根据分式的运算法则进行化简,化简后代入即可得出答案.
【详解】解:原式=﹣
=﹣
=,
当x=sin45°=时,则,
所以原式=.
【点睛】本题考查了分式的化简求值,熟记特殊角的三角函数值也是解题的关键.
19. 为了解学生一周劳动情况,我市某校随机调查了部分学生的一周累计劳动时间,将他们一周累计劳动时间t(单位:小时)划分为A:t<2,B:2≤t<3,C:3≤t<4,D:t≥4四个组,并将调查结果绘制成如图所示的两幅不完整的统计图,根据图中所给信息解答下列问题:
(1)这次抽样调查共抽取_____人,条形统计图中的m=______;
(2)在扇形统计图中,求B组所在扇形圆心角的度数,并将条形统计图补充完整;
(3)已知该校有960名学生,根据调查结果,请你估计该校一周累计劳动时间达到3小时及3小时以上的学生共有多少人?
(4)学校准备从一周累计劳动时间较长的两男两女四名学生中,随机抽取两名学生为全校学生介绍劳动体会,请用列表法或画树状图法求恰好抽取到一名男生和一名女生的概率.
【答案】(1)100,42
(2)72°;补图见
(3)估计该校一周累计劳动时间达到3小时及3小时以上的学生共有672人;
(4)
【】
【分析】(1)根据D组的人数和所占的百分比,求出调查的总人数,再用总人数乘以C所占的百分比,即可得出m的值;
(2)用360°乘以B组所占的百分比,求出B组的圆心角度数,再用总人数乘以B所占的百分比,即可得出B组的人数;
(3)用该校的总人数乘以达到3小时及3小时以上的学生所占的百分比即可;
(4)画树状图展示所有12种等可能的结果,再找出一名男生和一名女生的结果数,然后根据概率公式求解.
【小问1详解】
解:这次抽样调查共抽取的人数有:28÷28%=100(人),
m=100×42%=42,
故答案为:100,42;
【小问2详解】
解:B组所在扇形圆心角的度数是:360°×20%=72°;
B组的人数有:100×20%=20(人),
补全统计图如下:
;
【小问3详解】
解:根据题意得:
960×(42%+28%)=672(人),
答:估计该校一周累计劳动时间达到3小时及3小时以上的学生共有672人;
【小问4详解】
解:画树状图为:
共有12种等可能的结果,其中抽取的两人恰好是一名男生和一名女生结果数为8,
所以抽取的两人恰好是一名男生和一名女生概率为.
【点睛】此题考查了列表法或树状图法求概率以及条形统计图与扇形统计图.用到知识点为:概率=所求情况数与总情况数之比.
四、解答题
20. 为推动家乡学校篮球运动的发展,某公司计划出资12000元购买一批篮球赠送给家乡的学校.实际购买时,每个篮球的价格比原价降低了20元,结果该公司出资10000元就购买了和原计划一样多的篮球,每个篮球的原价是多少元?
【答案】每个篮球的原价是120元.
【】
【分析】设每个篮球的原价是x元,则每个篮球的实际价格是(x﹣20)元,根据“该公司出资10000元就购买了和原计划一样多的篮球”列出方程并解答.
【详解】解:设每个篮球的原价是x元,则每个篮球的实际价格是(x﹣20)元,
根据题意,得=.
解得x=120.
经检验x=120是原方程的解.
答:每个篮球的原价是120元.
【点睛】本题考查了分式方程的应用,根据题意列出方程是解题的关键.
21. 如图,AB是⊙O的直径,点E在⊙O上,连接AE和BE,BC平分∠ABE交⊙O于点C,过点C作CD⊥BE,交BE的延长线于点D,连接CE.
(1)请判断直线CD与⊙O的位置关系,并说明理由;
(2)若sin∠ECD=,CE=5,求⊙O的半径.
【答案】(1)CD是⊙O的切线,理由见
(2)⊙O的半径为
【】
【分析】(1)结论:CD是⊙O的切线,证明OC⊥CD即可;
(2)设OA=OC=r,设AE交OC于点J.证明四边形CDEJ是矩形,推出CD=EJ=4,CJ=DE=3,再利用勾股定理构建方程求解.
【小问1详解】
解:结论:CD是⊙O的切线.
理由:连接OC.
∵OC=OB,
∴∠OCB=∠OBC,
∵BC平分∠ABD,
∴∠OBC=∠CBE,
∴∠OCB=∠CBE,
∴OC//BD,
∵CD⊥BD,
∴CD⊥OC,
∵OC是半径,
∴CD是⊙O的切线;
【小问2详解】
设OA=OC=r,设AE交OC于点J.
∵AB是直径,
∴∠AEB=90°,
∵OC⊥DC,CD⊥DB,
∴∠D=∠DCJ=∠DEJ=90°,
∴四边形CDEJ是矩形,
∴∠CJE=90°,CD=EJ,CJ=DE,
∴OC⊥AE,
∴AJ=EJ,
∵sin∠ECD==,CE=5,
∴DE=3,CD=4,
∴AJ=EJ=CD=4,CJ=DE=3,
在Rt△AJO中,r2=(r﹣3)2+42,
∴r=,
∴⊙O的半径为.
【点睛】本题考查解直角三角形,切线的判定,垂径定理,矩形的判定和性质,勾股定理等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,属于中考常考题型.
五、解答题
22. 如图,我国某海域有A,B,C三个港口,B港口在C港口正西方向33.2nmile(nmile是单位“海里”的符号)处,A港口在B港口北偏西50°方向且距离B港口40nmile处,在A港口北偏东53°方向且位于C港口正北方向的点D处有一艘货船,求货船与A港口之间的距离.(参考数据:sin50°≈0.77,cos50°≈0.64,tan50°≈1.19,sin53°≈0.80,cos53°≈0.60,tan53°≈1.33.)
【答案】货船与A港口之间的距离约为80海里
【】
【分析】过点A作AE⊥CD,垂足为E,过点B作BF⊥AE,垂足为F,根据题意得:EF=BC=33.2海里,AG∥DC,从而可得∠ADC=53°,然后在Rt△AEF中,利用锐角三角函数的定义求出AF的长,从而求出AE的长,最后在Rt△ADE中,利用锐角三角函数的定义求出AD的长,进行计算即可解答.
【详解】解:过点A作AE⊥CD,垂足为E,过点B作BF⊥AE,垂足为F,
由题意得:
EF=BC=33.2海里,AG∥DC,
∴∠GAD=∠ADC=53°,
在Rt△ABF中,∠ABF=50°,AB=40海里,
∴AF=AB•sin50°≈40×0.77=30.8(海里),
∴AE=AF+EF=64(海里),
在Rt△ADE中,AD=≈=80(海里),
∴货船与A港口之间的距离约为80海里.
【点睛】本题考查了解直角三角形的应用-方向角问题,根据题目的已知条件并结合图形添加适当的辅助线是解题的关键.
六、解答题
23. 丹东是我国的边境城市,拥有丰富的旅游资源.某景区研发一款纪念品,每件成本为30元,投放景区内进行销售,规定销售单价不低于成本且不高于54元,销售一段时间调研发现,每天的销售数量y(件)与销售单价x(元/件)满足一次函数关系,部分数据如下表所示:
销售单价x(元/件)
…
35
40
45
…
每天销售数量y(件)
…
90
80
70
…
(1)直接写出y与x的函数关系式;
(2)若每天销售所得利润为1200元,那么销售单价应定为多少元?
(3)当销售单价为多少元时,每天获利最大?最大利润是多少元?
【答案】(1)y=﹣2x+160
(2)销售单价应定为50元
(3)当销售单价为54元时,每天获利最大,最大利润1248元
【】
【分析】(1)设每天的销售数量y(件)与销售单价x(元/件)之间的关系式为y=kx+b,用待定系数法可得y=﹣2x+160;
(2)根据题意得(x﹣30)•(﹣2x+160)=1200,解方程并由销售单价不低于成本且不高于54元,可得销售单价应定为50元;
(3)设每天获利w元,w=(x﹣30)•(﹣2x+160)=﹣2x2+220x﹣4800=﹣2(x﹣55)2+1250,由二次函数性质可得当销售单价为54元时,每天获利最大,最大利润,1248元.
【小问1详解】
解:设每天的销售数量y(件)与销售单价x(元/件)之间的关系式为y=kx+b,
把(35,90),(40,80)代入得:,
解得,
∴y=﹣2x+160;
【小问2详解】
根据题意得:(x﹣30)•(﹣2x+160)=1200,
解得x1=50,x2=60,
∵规定销售单价不低于成本且不高于54元,
∴x=50,
答:销售单价应定为50元;
【小问3详解】
设每天获利w元,
w=(x﹣30)•(﹣2x+160)=﹣2x2+220x﹣4800=﹣2(x﹣55)2+1250,
∵﹣2<0,对称轴是直线x=55,
而x≤54,
∴x=54时,w取最大值,最大值是﹣2×(54﹣55)2+1250=1248(元),
答:当销售单价为54元时,每天获利最大,最大利润,1248元.
【点睛】本题考查一次函数,一元二次方程和二次函数的应用,解题的关键是读懂题意,列出函数关系式和一元二次方程.
七、解答题
24. 已知矩形ABCD,点E为直线BD上的一个动点(点E不与点B重合),连接AE,以AE为一边构造矩形AEFG(A,E,F,G按逆时针方向排列),连接DG.
(1)如图1,当==1时,请直接写出线段BE与线段DG的数量关系与位置关系;
(2)如图2,当==2时,请猜想线段BE与线段DG的数量关系与位置关系,并说明理由;
(3)如图3,在(2)的条件下,连接BG,EG,分别取线段BG,EG的中点M,N,连接MN,MD,ND,若AB=,∠AEB=45°,请直接写出△MND的面积.
【答案】(1)BE=DG,BE⊥DG
(2)BE=,BE⊥DG,理由见
(3)S△MNG=
【】
【分析】(1)证明△BAE≌△DAG,进一步得出结论;
(2)证明BAE∽△DAG,进一步得出结论;
(3)解斜三角形ABE,求得BE=3,根据(2)可得DG=6,从而得出三角形BEG的面积,可证得△MND≌△MNG,△MNG与△BEG的面积比等于1:4,进而求得结果.
【小问1详解】
解:由题意得:四边形ABCD和四边形AEFG是正方形,
∴AB=AD,AE=AG,∠BAD=∠EAG=90°,
∴∠BAD﹣∠DAE=∠EAG﹣∠DAE,
∴∠BAE=∠DAG,
∴△BAE≌△DAG(SAS),
∴BE=DG,∠ABE=∠ADG,
∴∠ADG+∠ADB=∠ABE+∠ADB=90°,
∴∠BDG=90°,
∴BE⊥DG;
【小问2详解】
BE=,BE⊥DG,理由如下:
由(1)得:∠BAE=∠DAG,
∵==2,
∴△BAE∽△DAG,
∴,∠ABE=∠ADG,
∴∠ADG+∠ADB=∠ABE+∠ADB=90°,
∴∠BDG=90°,
∴BE⊥DG;
【小问3详解】
如图,
作AH⊥BD于H,
∵tan∠ABD=,
∴设AH=2x,BH=x,
在Rt△ABH中,
x2+(2x)2=()2,
∴BH=1,AH=2,
在Rt△AEH中,
∵tan∠ABE=,
∴,
∴EH=AH=2,
∴BE=BH+EH=3,
∵BD==5,
∴DE=BD﹣BE=5﹣3=2,
由(2)得:,DG⊥BE,
∴DG=2BE=6,
∴S△BEG===9,
在Rt△BDG和Rt△DEG中,点M是BG的中点,点N是CE的中点,
∴DM=GM=,
∵NM=NM,
∴△DMN≌△GMN(SSS),
∵MN是△BEG的中位线,
∴MNBE,
∴△BEG∽△MNG,
∴=()2=,
∴S△MNG=S△MNG=S△BEG=.
【点睛】本题主要考查了正方形,矩形的性质,全等三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质等知识,解决问题的关键是类比的方法.
八、解答题
25. 如图1,抛物线y=ax2+x+c(a≠0)与x轴交于A(﹣2,0),B(6,0)两点,与y轴交于点C,点P是第一象限内抛物线上的一个动点,过点P作PD⊥x轴,垂足为D,PD交直线BC于点E,设点P的横坐标为m.
(1)求抛物线的表达式;
(2)设线段PE的长度为h,请用含有m的代数式表示h;
(3)如图2,过点P作PF⊥CE,垂足为F,当CF=EF时,请求出m的值;
(4)如图3,连接CP,当四边形OCPD是矩形时,在抛物线的对称轴上存在点Q,使原点O关于直线CQ的对称点O′恰好落在该矩形对角线所在的直线上,请直接写出满足条件的点Q的坐标.
【答案】(1)y=x2+x+3
(2)h=m2+m(0<m<6)
(3)m=1 (4)点Q的坐标为(2,)或(2,﹣1)或(2,4)
【】
【分析】(1)运用待定系数法即可求得答案;
(2)利用待定系数法可得直线BC的式为y=﹣x+3,设点P的横坐标为m,则P(m,m2+m+3),E(m,﹣m+3),即可得出h=m2+m;
(3)如图,过点E、F分别作EH⊥y轴于点H,FG⊥y轴于点G,可证得△BOC∽△PFE,得出=,可求得EF=(m2+m),再由△CEH∽△CBO,可得=,求得CE=m,结合CF=EF,可得EF=CE=m,建立方程求解即可得出答案;
(4)设Q(2,t),分两种情况:①当点O′恰好落在该矩形对角线OD所在的直线上时,②当点O′恰好落在该矩形对角线CD上时,③当点O′恰好落在该矩形对角线DC延长线上时,分别求出点Q的坐标即可.
【小问1详解】
解:∵抛物线y=ax2+x+c(a≠0)与x轴交于A(﹣2,0),B(6,0)两点,
∴,
解得:,
∴抛物线的表达式为y=x2+x+3;
【小问2详解】
解:∵抛物线y=x2+x+3与y轴交于点C,
∴C(0,3),
设直线BC的式为y=kx+b,把B(6,0)、C(0,3)代入,
得:,
解得:,
∴直线BC的式为y=﹣x+3,
设点P的横坐标为m,则P(m,m2+m+3),E(m,﹣m+3),
∴h=m2+m+3﹣(﹣m+3)=m2+m,
∵点P是第一象限内抛物线上的一个动点,
∴0<m<6,
∴h=m2+m(0<m<6);
【小问3详解】
解:如图,过点E、F分别作EH⊥y轴于点H,FG⊥y轴于点G,
∵P(m,m2+m+3),E(m,﹣m+3),
∴PE=m2+m,
∵PF⊥CE,
∴∠EPF+∠PEF=90°,
∵PD⊥x轴,
∴∠EBD+∠BED=90°,
又∵∠PEF=∠BED,
∴∠EPF=∠EBD,
∵∠BOC=∠PFE=90°,
∴△BOC∽△PFE,
∴=,
Rt△BOC中,BC===3,
∴EF=×PE=(m2+m)=(m2+m),
∵EH⊥y轴,PD⊥x轴,
∴∠EHO=∠EDO=∠DOH=90°,
∴四边形ODEH是矩形,
∴EH=OD=m,
∵EH//x轴,
∴△CEH∽△CBO,
∴=,即=,
∴CE=m,
∵CF=EF,
∴EF=CE=m,
∴m=(m2+m),
解得:m=0或m=1,
∵0<m<6,
∴m=1;
【小问4详解】
解:∵抛物线y=x2+x+3,
∴抛物线对称轴为直线x=﹣=2,
∵点Q在抛物线的对称轴上,
∴设Q(2,t),设抛物线对称轴交x轴于点H,交CP边于点G,
则GQ=3﹣t,CG=2,∠CGQ=90°,
①当点O′恰好落在该矩形对角线OD所在的直线上时,如图,
则CQ垂直平分OO′,即CQ⊥OD,
∴∠COP+∠OCQ=90°,
又∵四边形OCPD是矩形,
∴CP=OD=4,OC=3,∠OCP=90°,
∴∠PCQ+∠OCQ=90°,
∴∠PCQ=∠COP,
∴tan∠PCQ=tan∠COP==,
∴=tan∠PCQ=,
∴=,
解得:t=,
∴Q(2,);
②当点O′恰好落在该矩形对角线CD上时,如图,连接CD交GH于点K,
∵点O与点O′关于直线CQ对称,
∴CQ垂直平分OO′,
∴∠OCQ=∠DCQ,
∵GH//OC,
∴∠CQG=∠OCQ,
∴∠DCQ=∠CQG,
∴CK=KQ,
∵C、P关于对称轴对称,即点G是CP的中点,GH//OC//PD,
∴点K是CD的中点,
∴K(2,),
∴GK=,
∴CK=KQ=﹣t,
在Rt△CKG中,CG2+GK2=CK2,
∴22+()2=(﹣t)2,
解得:t1=1(舍去),t2=﹣1,
∴Q(2,﹣1);
③当点O′恰好落在该矩形对角线DC延长线上时,如图,过点O′作O′K⊥y轴于点K,连接OO′交CQ于点M,
∵点O与点O′关于直线CQ对称,
∴CQ垂直平分OO′,
∴∠OCM=∠O′CM,∠OMC=∠O′MC=90°,O′C=OC=3,
∵∠O′KC=∠DOC=90°,∠O′CK=∠DCO,
∴△O′CK∽△DCO,
∴==,即==,
∴O′K=,CK=,
∴OK=OC+CK=3+=,
∴O′(﹣,),
∵点M是OO′的中点,
∴M(﹣,),
设直线CQ的式为y=k′x+b′,
则,
解得:,
∴直线CQ的式为y=x+3,
当x=2时,y=×2+3=4,
∴Q(2,4);
综上所述,点Q的坐标为(2,)或(2,﹣1)或(2,4).
【点睛】本题是二次函数综合题,考查了待定系数法求一次函数和二次函数式,矩形的性质,相似三角形的判定和性质,解直角三角形,勾股定理,轴对称性质等知识,解题的关键是学会利用参数构建方程解决问题,学会用分类讨论的思想思考问题.
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