2023年河南省驻马店市八校联考中考数学二模试卷附解析
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这是一份2023年河南省驻马店市八校联考中考数学二模试卷附解析,共28页。试卷主要包含了选择题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
2023年河南省驻马店市八校联考中考数学二模试卷附解析
一、选择题(共10小题,共30分)
1.(3分)的相反数是( )
A.﹣3 B. C. D.﹣
2.(3分)下列四个几何体的俯视图中与众不同的是( )
A. B.
C. D.
3.(3分)如图,现将一块含有60°角的三角板的顶点放在直尺的一边上,若∠1=∠2,那么∠1的度数为( )
A.50° B.60° C.70° D.80°
4.(3分)2010年6月5日上海世博园入园参观人数约为470 000人,将这个数用科学记数法表示为4.7×10n,那么n的值为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
5.(3分)下列运算正确的是( )
A. B.(m+n)2=m2+n2
C.m(m+n)=m2+n D.2a2•a=2a3
6.(3分)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( )
A. B. C. D.
7.(3分)将4张分别写着“强”“国”“有”“我”的卡片(卡片的形状、大小、质地都相同)放在盒子中,搅匀后从中随机取出2张卡片,则取出的2张卡片中,恰好组成“强国”的概率为( )
A. B. C. D.
8.(3分)若关于x的分式方程的解是2,则m的值为( )
A.﹣4 B.﹣2 C.2 D.4
9.(3分)已知点(﹣3,y1)、(﹣1,y2)、(1,y3)在下列某一函数图象上,且y3<y1<y2,那么这个函数是( )
A.y=3x B.y=3x2 C.y= D.y=﹣
10.(3分)如图,在△ABC中,AB=10,AC=8,BC=6,直线l经过点A,且垂直于AB,直线l从点A出发,沿AB方向以1cm/s的速度向点B运动,当直线l经过点B时停止运动,分别与AB、AC(BC)相交于点M,N,若运动过程中△AMN的面积是y(cm2),直线l的运动时间是x(s)则y与x之间函数关系的图象大致是( )
A. B.
C. D.
二、填空题(共5小题,共15分)
11.(3分)计算:﹣1= .
12.(3分)请写一个函数表达式,使其图象经过点(﹣1,4),且函数值随自变量的增大而减小: .
13.(3分)若关于x、y的二元一次方程组的解满足x+y≤0,则m的取值范围是 .
14.(3分)如图,矩形ABCD中,BC=4,CD=2,以AD为直径的半圆O与BC相切于点E,连接BD,则阴影部分的面积为 .(结果保留π)
15.(3分)如图,在矩形ABCD中,AD=5,AB=8,点E为射线DC上一个动点,把△ADE沿直线AE折叠,当点D的对应点F刚好落在线段AB的垂直平分线上时,则DE的长为 .
三、解答题(共8小题,共75分。)
16.(10分)计算或化简:
(1)
(2)(2a+3b)(3b﹣2a)﹣(3b﹣a)2
17.(9分)疫情严重期间,教育部按照党中央关于防控新冠肺炎疫情的决策部署,对中小学延期开学期间“停课不停学”工作做出要求.某中学决定优化网络教学团队,整合初三年级为两个班级(前进班和奋斗班),为学生提供线上授课,帮助毕业年级学生居家学习.经过一周时间的线上教学,学校通过线上测试了解网络教学的效果,从两个班中各随机抽取10名学生的成绩进行如下整理、分析(单位:分,满分100分):
收集数据:前进班:94,85,73,85,85,52,97,94,66,95.
奋斗班:92,84,87,82,82,51,84,83,97,84.
整理数据:
班级人数x(分)
x<60
60≤x<70
70≤x<80
80≤x<90
90≤x≤100
前进班
1
1
a
3
b
奋斗班
1
0
0
7
2
分析数据:
平均数
众数
中位数
方差
前进班
82.6
85
c
194.24
奋斗班
82.6
d
84
132.04
根据以上信息回答下列问题:
(1)请直接写出表格中a、b、c、d的值;
(2)小林同学的成绩为85分,在他们班处于中上水平,请问他是哪个班的学生?说明理由;
(3)请你根据数据分析评价一下两个班的学习效果,说明理由.
18.(9分)如图,矩形ABCD的两边AD、AB的长分别为3、8,E是DC的中点,反比例函数y=的图象经过点E,与AB交于点F.
(1)若点B坐标为(﹣6,0),求m的值及图象经过A、E两点的一次函数的表达式;
(2)若AF﹣AE=2,求反比例函数的表达式.
19.(9分)如图1是一台放置在水平桌面上的笔记本电脑,将其侧面抽象成如图2所示的几何图形,若显示屏所在面的侧边AO与键盘所在面的侧边BO长均为24cm,点P为眼睛所在位置,D为AO的中点,连接PD,当PD⊥AO时,称点P为“最佳视角点”,作PC⊥BC,垂足C在OB的延长线上,且BC=12cm.
(1)当PA=45cm时,求PC的长;
(2)若∠AOC=120°,求PC的长.(结果精确到0.1cm,参考数据:≈1.414,≈1.732)
20.(9分)某中学为了加强学生体育锻炼,准备购进一批篮球和足球.据调查,某体育器材专卖店销售40个足球和60个篮球一共9200元;销售100个足球和30个篮球一共11000元.
(1)求足球和篮球的单价;
(2)该校计划使用10420元资金用于购买足球和篮球120个,且篮球数量不少于足球数量的2倍.购买时恰逢该专卖店在做优惠活动,信息如表:
球类
购买数量低于50个
购买数量不低于50个
足球
原价销售
八折销售
篮球
原价销售
九折销售
问在使用资金不超额的情况下,可有几种购买方案?如何购买费用最少?
21.(9分)阅读下面材料,并按要求完成相应的任务:
阿基米德是古希腊的数学家、物理学家.在《阿基米德全集》里,他关于圆的引理的论证如下:
命题:设AB是一个半圆的直径,并且过点B的切线与过该半圆上的任意一点D的切线交于点T,如果作DE垂直AB于点E,且与AT交于点F,则DF=EF.
证明:如图①,延长AD与BT交于点H,连接OD,OT.
∵DT,BT与⊙O相切
∴……,①
∴BT=DT
∵AB是半⊙O的直径,∠ADB=90°,②
在△BDH中,BT=DT,得到∠TDB=∠TBD,
可得∠H=∠TDH,
∴BT=DT=HT.
又∵DE∥BH,
∴,
∴
又∵BT=HT,∴DF=EF.
任务:
(1)请将①部分证明补充完整;
(2)证明过程中②的证明依据是 ;
(3)如图②,△BED是等边三角形,BE是⊙O的切线,切点是B,D在⊙O上,CD⊥AB,垂足为C,连接AE,交CD于点F,若⊙O的半径为2,求CE的长.
22.(10分)如图1,一个移动喷灌架喷射出的水流可以近似地看成抛物线.图2是喷灌架为一坡地草坪喷水的平面示意图,喷水头的高度(喷水头距喷灌架底部的距离)是1米,当喷射出的水流与喷灌架的水平距离为10米时,达到最大高度6米,现将喷灌架置于坡地底部点O处,草坡上距离O的水平距离为15米处有一棵高度为1.2米的小树AB,AB垂直水平地面且A点到水平地面的距离为3米.
(1)计算说明水流能否浇灌到小树后面的草地.
(2)记水流的高度为y1,斜坡的高度为y2,求y1﹣y2的最大值.
(3)如果要使水流恰好喷射到小树顶端的点B,那么喷射架应向后平移多少米?
23.(10分)综合与实践
问题情境:数学活动课上,老师组织同学们以“矩形”为主题开展数学活动.
已知矩形ABCD(AD>AB)的一条对称轴分别交边AB、CD于点E、F,如图①,奋进小组进行了如下的操作:以点B为圆心,BA的长为半径作弧,交边BC于点Q,已知点A'在弧AQ上运动(含A、Q两点),连接BA′,再分别以点A、A'为圆心,大于的长为半径作弧,两弧相交于点G,作射线BG交AD于点H.
提出问题:
(1)如图②,当点A'运动到EF上时,求∠ABH的度数;
拓展应用:
(2)如图③,勤奋小组在图②的基础上进行如下操作:连接HA'并延长交BC于点P,请判断△HBP的形状,并说明理由;
解决问题:
(3)创新小组在图③的基础上进行如下操作:延长BA'交边AD于点M,当△MPC是直角三角形时,请直接写出矩形的边BC和AB之间的数量关系.
2023年河南省驻马店市八校联考中考数学二模试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(共10小题,共30分)
1.(3分)的相反数是( )
A.﹣3 B. C. D.﹣
【解答】解:=3,
∴的相反数是﹣3,
故选:A.
2.(3分)下列四个几何体的俯视图中与众不同的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:A、的俯视图是第一列两个小正方形,第二列一个小正方形,
B、的俯视图是第一列是两个小正方形,第二列是两个小正方形,
C、的俯视图是第一列两个小正方形,第二列一个小正方形,
D、的俯视图是第一列两个小正方形,第二列一个小正方形,
故选:B.
3.(3分)如图,现将一块含有60°角的三角板的顶点放在直尺的一边上,若∠1=∠2,那么∠1的度数为( )
A.50° B.60° C.70° D.80°
【解答】解:∵AB∥CD,
∴∠3=∠2,
∵∠1=∠2,
∴∠1=∠3,
∴2∠1+60°=180°,
∴∠1=60°,
故选:B.
4.(3分)2010年6月5日上海世博园入园参观人数约为470 000人,将这个数用科学记数法表示为4.7×10n,那么n的值为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【解答】解:将470 000变化为4.7小数点向左移动了5位,故n的值是5.故选C.
5.(3分)下列运算正确的是( )
A. B.(m+n)2=m2+n2
C.m(m+n)=m2+n D.2a2•a=2a3
【解答】解:2﹣=,故A不符合题意;
(m+n)2=m2+n2+2mn,故B不符合题意;
m(m+n)=m2+mn,故C不符合题意;
2a2•a=2a3,故D符合题意;
故选:D.
6.(3分)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( )
A. B. C. D.
【解答】解:∵一元二次方程x2﹣3x+m=0有实数根,
∴Δ=9﹣4m≥0,
m≤.
故选:B.
7.(3分)将4张分别写着“强”“国”“有”“我”的卡片(卡片的形状、大小、质地都相同)放在盒子中,搅匀后从中随机取出2张卡片,则取出的2张卡片中,恰好组成“强国”的概率为( )
A. B. C. D.
【解答】解:画树状图如下:
共有12种等可能的结果,其中取出的2张卡片中,恰好组成“强国”的结果有2种,
∴取出的2张卡片中,恰好组成“强国”的概率为=.
故选:C.
8.(3分)若关于x的分式方程的解是2,则m的值为( )
A.﹣4 B.﹣2 C.2 D.4
【解答】解:∵关于x的分式方程的解是2,
∴,
∴m=﹣4.
故选:A.
9.(3分)已知点(﹣3,y1)、(﹣1,y2)、(1,y3)在下列某一函数图象上,且y3<y1<y2,那么这个函数是( )
A.y=3x B.y=3x2 C.y= D.y=﹣
【解答】解:A.y=3x,因为3>0,所以y随x的增大而增大,所以y1<y2<y3,不符合题意;
B.y=3x2,当x=1和x=﹣1时,y相等,即y3=y2,故不符合题意;
C.y=,当x<0时,y随x的增大而减小,x>0时,y随x的增大而减小,所以y2<y1<y3,不符合题意;
D.y=﹣,当x<0时,y随x的增大而增大,x>0时,y随x的增大而增大,所以y3<y1<y2,符合题意;
故选:D.
10.(3分)如图,在△ABC中,AB=10,AC=8,BC=6,直线l经过点A,且垂直于AB,直线l从点A出发,沿AB方向以1cm/s的速度向点B运动,当直线l经过点B时停止运动,分别与AB、AC(BC)相交于点M,N,若运动过程中△AMN的面积是y(cm2),直线l的运动时间是x(s)则y与x之间函数关系的图象大致是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:过点C作CD⊥AB于D,
∵AC2+BC2=64+36=100=AB2,
故△ABC为直角三角形,
sin∠CAB=,则cos∠CAB=,tan∠CAB=,
故CD=ACsin∠CAB=8×=4.8,同理AD=6.4,
(1)当0≤x≤6.4,如图1,
∵tan∠CAB=,即MN=,
y=AM•MN=x=,该函数为开口向上的抛物线,且对称轴为y轴,位于y轴的右侧抛物线的一部分;
(2)当6.4<x≤10时,与BC的交点也为N,如图2,
同理:MN=(10﹣x),
y=x×(10﹣x)=﹣(x﹣5)2+,该函数为开口向下的抛物线的一部分,对称轴为x=5,
故选:B.
二、填空题(共5小题,共15分)
11.(3分)计算:﹣1= 2 .
【解答】解:原式=3﹣1=2.
故答案为:2.
12.(3分)请写一个函数表达式,使其图象经过点(﹣1,4),且函数值随自变量的增大而减小: y=﹣x+3 .
【解答】解:设一次函数解析式:y=kx+b,
∵函数值随自变量的增大而减小,
∴k<0,
可取k=﹣1,
将点(﹣1,4)代入y=﹣x+b,
得1+b=4,
解得b=3,
∴一次函数解析式:y=﹣x+3,
故答案为:y=﹣x+3.
13.(3分)若关于x、y的二元一次方程组的解满足x+y≤0,则m的取值范围是 m≤﹣2 .
【解答】解:,
①+②得2x+2y=4m+8,
则x+y=2m+4,
根据题意得2m+4≤0,
解得m≤﹣2.
故答案是:m≤﹣2.
14.(3分)如图,矩形ABCD中,BC=4,CD=2,以AD为直径的半圆O与BC相切于点E,连接BD,则阴影部分的面积为 π .(结果保留π)
【解答】解:连接OE,如图,
∵以AD为直径的半圆O与BC相切于点E,
∴OD=2,OE⊥BC,
易得四边形OECD为正方形,
∴由弧DE、线段EC、CD所围成的面积=S正方形OECD﹣S扇形EOD=22﹣=4﹣π,
∴阴影部分的面积=×2×4﹣(4﹣π)=π.
故答案为π.
15.(3分)如图,在矩形ABCD中,AD=5,AB=8,点E为射线DC上一个动点,把△ADE沿直线AE折叠,当点D的对应点F刚好落在线段AB的垂直平分线上时,则DE的长为 或10 .
【解答】解:分两种情况:
①如图1,当点F在矩形内部时,
∵点F在AB的垂直平分线MN上,
∴AN=4;
∵AF=AD=5,
由勾股定理得FN=3,
∴FM=2,
设DE为y,则EM=4﹣y,FE=y,
在△EMF中,由勾股定理得:y2=(4﹣y)2+22,
∴y=,
即DE的长为.
②如图2,当点F在矩形外部时,
同①的方法可得FN=3,
∴FM=8,
设DE为z,则EM=z﹣4,FE=z,
在△EMF中,由勾股定理得:z2=(z﹣4)2+82,
∴z=10,
即DE的长为10.
综上所述,点F刚好落在线段AB的垂直平分线上时,DE的长为或10
故答案为:或10.
三、解答题(共8小题,共75分。)
16.(10分)计算或化简:
(1)
(2)(2a+3b)(3b﹣2a)﹣(3b﹣a)2
【解答】解:(1)原式=4+﹣+1
=5;
(2)原式=9b2﹣4a2﹣9b2+6ab﹣a2
=﹣5a2+6ab.
17.(9分)疫情严重期间,教育部按照党中央关于防控新冠肺炎疫情的决策部署,对中小学延期开学期间“停课不停学”工作做出要求.某中学决定优化网络教学团队,整合初三年级为两个班级(前进班和奋斗班),为学生提供线上授课,帮助毕业年级学生居家学习.经过一周时间的线上教学,学校通过线上测试了解网络教学的效果,从两个班中各随机抽取10名学生的成绩进行如下整理、分析(单位:分,满分100分):
收集数据:前进班:94,85,73,85,85,52,97,94,66,95.
奋斗班:92,84,87,82,82,51,84,83,97,84.
整理数据:
班级人数x(分)
x<60
60≤x<70
70≤x<80
80≤x<90
90≤x≤100
前进班
1
1
a
3
b
奋斗班
1
0
0
7
2
分析数据:
平均数
众数
中位数
方差
前进班
82.6
85
c
194.24
奋斗班
82.6
d
84
132.04
根据以上信息回答下列问题:
(1)请直接写出表格中a、b、c、d的值;
(2)小林同学的成绩为85分,在他们班处于中上水平,请问他是哪个班的学生?说明理由;
(3)请你根据数据分析评价一下两个班的学习效果,说明理由.
【解答】解:(1)由题意可知,a=1,b=4,
把前进班学生的成绩从小到大排列为52,66,73,85,85,85,94,94,95,97,故中位数c==85;
奋斗班学生的成绩中出现次数最多的是84,故众数d=84;
(2)小林同学的成绩为85分,在他们班处于中上水平,所以小林同学的成绩大于他所在的班的中位数,所以小林同学在奋斗班;
(3)奋斗班的方差小于前进班,成绩比较稳定.
18.(9分)如图,矩形ABCD的两边AD、AB的长分别为3、8,E是DC的中点,反比例函数y=的图象经过点E,与AB交于点F.
(1)若点B坐标为(﹣6,0),求m的值及图象经过A、E两点的一次函数的表达式;
(2)若AF﹣AE=2,求反比例函数的表达式.
【解答】解:(1)点B坐标为(﹣6,0),AD=3,AB=8,E为CD的中点,
∴点A(﹣6,8),E(﹣3,4),
函数图象经过E点,
∴m=﹣3×4=﹣12,
设AE的解析式为y=kx+b,
,
解得,
∴一次函数的解析式为y=﹣x;
(2)AD=3,DE=4,
∴AE==5,
∵AF﹣AE=2,
∴AF=7,
BF=1,
设E点坐标为(a,4),则F点坐标为(a﹣3,1),
∵E,F两点在函数y=图象上,
∴4a=a﹣3,解得a=﹣1,
∴E(﹣1,4),
∴m=﹣1×4=﹣4,
∴y=﹣.
19.(9分)如图1是一台放置在水平桌面上的笔记本电脑,将其侧面抽象成如图2所示的几何图形,若显示屏所在面的侧边AO与键盘所在面的侧边BO长均为24cm,点P为眼睛所在位置,D为AO的中点,连接PD,当PD⊥AO时,称点P为“最佳视角点”,作PC⊥BC,垂足C在OB的延长线上,且BC=12cm.
(1)当PA=45cm时,求PC的长;
(2)若∠AOC=120°,求PC的长.(结果精确到0.1cm,参考数据:≈1.414,≈1.732)
【解答】解:(1)连接OP,
∵D为AO的中点,PD⊥AO,
∴PD是AO的垂直平分线,
∴PA=PO=45cm,
∵PC⊥BC,
∴∠PCO=90°,
∵BC=12cm,OB=24cm,
∴OC=OB+BC=36(cm),
∴PC===27(cm),
∴PC的长为27cm;
(2)过点D作DE⊥OC,交CO的延长线于点E,过点D作DF⊥PC,垂足为F,
由题意得:
DE=CF,DF=EC,DF∥EC,
∵∠AOC=120°,
∴∠DOE=180°﹣∠AOC=60°,
∵D为AO的中点,
∴OD=OA=12(cm),
在Rt△DOE中,DE=DO•sin60°=12×=6(cm),
OE=DO•cos60°=12×=6(cm),
∴DE=CF=6cm,DF=EC=OE+OB+OC=42(cm),
∵DF∥EC,
∴∠FDO=∠DOE=60°,
∵∠PDO=90°,
∴∠PDF=∠PDO﹣∠FDO=30°,
∴在Rt△PDF中,PF=DF•tan30°=42×=14(cm),
∴PC=PF+CF=20≈34.6(cm),
∴PC的长约为34.6cm.
20.(9分)某中学为了加强学生体育锻炼,准备购进一批篮球和足球.据调查,某体育器材专卖店销售40个足球和60个篮球一共9200元;销售100个足球和30个篮球一共11000元.
(1)求足球和篮球的单价;
(2)该校计划使用10420元资金用于购买足球和篮球120个,且篮球数量不少于足球数量的2倍.购买时恰逢该专卖店在做优惠活动,信息如表:
球类
购买数量低于50个
购买数量不低于50个
足球
原价销售
八折销售
篮球
原价销售
九折销售
问在使用资金不超额的情况下,可有几种购买方案?如何购买费用最少?
【解答】解:(1)设足球每个x元,篮球每个y元,由题意得:
,
解得,
答:足球每个80元,篮球每个100元.
(2)设购买足球x个,则购买篮球(120﹣x)个,根据题意得:
120﹣x≥2x,
解得x≤40,
由题意得:80x+100×0.9(120﹣x)≤10420,
解得x≥38,
∴38≤x≤40,
∵x为正整数,
∴有3种购买方案:①购买足球38个,篮球82个;②购买足球39个,篮球81个;③购买足球40个,篮球80个.
∵购买篮球的单价大于购买足球的单价,所以方案③购买费用最少.
21.(9分)阅读下面材料,并按要求完成相应的任务:
阿基米德是古希腊的数学家、物理学家.在《阿基米德全集》里,他关于圆的引理的论证如下:
命题:设AB是一个半圆的直径,并且过点B的切线与过该半圆上的任意一点D的切线交于点T,如果作DE垂直AB于点E,且与AT交于点F,则DF=EF.
证明:如图①,延长AD与BT交于点H,连接OD,OT.
∵DT,BT与⊙O相切
∴……,①
∴BT=DT
∵AB是半⊙O的直径,∠ADB=90°,②
在△BDH中,BT=DT,得到∠TDB=∠TBD,
可得∠H=∠TDH,
∴BT=DT=HT.
又∵DE∥BH,
∴,
∴
又∵BT=HT,∴DF=EF.
任务:
(1)请将①部分证明补充完整;
(2)证明过程中②的证明依据是 直径所对的圆周角是直角 ;
(3)如图②,△BED是等边三角形,BE是⊙O的切线,切点是B,D在⊙O上,CD⊥AB,垂足为C,连接AE,交CD于点F,若⊙O的半径为2,求CE的长.
【解答】解:(1)如图,连接OD,OT,
∴∠ODT=∠OBT=90°,
在Rt△ODT和Rt△OBT中,,
∴Rt△ODT≌Rt△OBT(HL);
(2)直径所对的圆周角是直角;
故答案为:直径所对的圆周角是直角.
(3)如图,连接OD,CE,
∵△BED是等边三角形,
∴∠EBD=60°,
∵BE是⊙O的切线,
∴∠EBA=90°,
∴∠DBA=30°,
∴∠DOC=60°,
∵OD=OA,
∴△ODA为等边三角形,
∵OD=2,CD⊥AB,
∴OC=OA=1,DC=,
∴=BE,
∵OB=2
∴BC=3,
在Rt△EBC中,由勾股定理得,
CE=.
22.(10分)如图1,一个移动喷灌架喷射出的水流可以近似地看成抛物线.图2是喷灌架为一坡地草坪喷水的平面示意图,喷水头的高度(喷水头距喷灌架底部的距离)是1米,当喷射出的水流与喷灌架的水平距离为10米时,达到最大高度6米,现将喷灌架置于坡地底部点O处,草坡上距离O的水平距离为15米处有一棵高度为1.2米的小树AB,AB垂直水平地面且A点到水平地面的距离为3米.
(1)计算说明水流能否浇灌到小树后面的草地.
(2)记水流的高度为y1,斜坡的高度为y2,求y1﹣y2的最大值.
(3)如果要使水流恰好喷射到小树顶端的点B,那么喷射架应向后平移多少米?
【解答】解:(1)由题可知:抛物线的顶点为(10,6),
设水流形成的抛物线为y=a(x﹣10)2+6,
将点(0,1)代入可得a=,
∴抛物线为,
当x=15时,y=﹣×25+6=4.75>4.2,
答:能浇灌到小树后面的草坪;
(2)由题可知A点坐标为(15,3),
则直线OA为,
∴,
答:y1﹣y2的最大值为;
(3)设喷射架向后平移了m米,
则平移后的抛物线可表示为,
将点B(15,4.2)代入得:m=1或m=﹣11(舍去),
答:喷射架应向后移动1米.
23.(10分)综合与实践
问题情境:数学活动课上,老师组织同学们以“矩形”为主题开展数学活动.
已知矩形ABCD(AD>AB)的一条对称轴分别交边AB、CD于点E、F,如图①,奋进小组进行了如下的操作:以点B为圆心,BA的长为半径作弧,交边BC于点Q,已知点A'在弧AQ上运动(含A、Q两点),连接BA′,再分别以点A、A'为圆心,大于的长为半径作弧,两弧相交于点G,作射线BG交AD于点H.
提出问题:
(1)如图②,当点A'运动到EF上时,求∠ABH的度数;
拓展应用:
(2)如图③,勤奋小组在图②的基础上进行如下操作:连接HA'并延长交BC于点P,请判断△HBP的形状,并说明理由;
解决问题:
(3)创新小组在图③的基础上进行如下操作:延长BA'交边AD于点M,当△MPC是直角三角形时,请直接写出矩形的边BC和AB之间的数量关系.
【解答】解:(1)连接AG,A′G,如图,
由题意:BA=BA′,AG=A′G,
在△ABG和△A′BG中,
,
∴△ABG≌△A′BG(SSS).
∴∠ABG=∠A′BG.
∵EF为矩形ABCD的对称轴,
∴A′E⊥AB,BE=AB,
∵AB=A′B,
∴,
∴cos∠A′BE=,
∴∠A′BE=60°.
∴∠ABH=∠A′BE=30°;
(2)△HBP是等边三角形,理由:
由(1)知:∠ABG=∠A′BG=30°,
在△ABH和△A′BH中,
,
∴△ABH≌△A′BH(SAS).
∴∠BAH=∠BA′H=90°,
∴∠BHA′=90°﹣∠A′BG=60°,
∵∠HBP=90°﹣∠ABG=60°,
∴∠HBP=∠BHP=∠HPB=60°,
∴△HBP是等边三角形;
(3)①当∠PCM=90°时,点M与点D重合,如图,
由(1)知:∠ABP=60°,
∴=tan60°=;
∵AD=BC,
∴BC=AB;
②当∠PMC=90°时,如图,
过点M作MN⊥PC于点N,
由(3)①知:AM=AB,
由(2)知:△HBP是等边三角形,
∴BH=BP,
∵∠BA′H=90°,
∴BA′⊥HP,
∴HA′=PA′.
∵AD∥BC,
∴∠HMA′=∠PBA′,
在△A′HM和△A′PB中,
,
∴△A′HM≌△A′PB(AAS).
∴MA′=BA′,
∴四边形BPMH为菱形.
∴∠MPH=∠BPH=60°,
∴∠MPC=60°.
∵∠PMC=90°,
∴∠MCP=30°,
∴∠MCD=60°.
∴=tan60°=.
∴MD=AB,
∴AD=AM+MD=2.
∴BC=2AB,
综上,当△MPC是直角三角形时,矩形的边BC和AB之间的数量关系BC=AB或BC=2AB.
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