广东省 深圳市宝安区海旺学校2023-2024学年九年级上学期 开学考数学试卷
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这是一份广东省 深圳市宝安区海旺学校2023-2024学年九年级上学期 开学考数学试卷,共24页。试卷主要包含了如果点P,下列命题是真命题的是,已知分式满足表格中的信息等内容,欢迎下载使用。
宝安区海旺学校2023-2024学年第一学期九年级开学考数学试卷
一.选择题(每题3分,共30分)
1.下列四个著名数学图形中,既是轴对称图形,又是中心对称图形的是( )
A. B. C. D.
2.如果点P(x-4,x+3)在平面直角坐标系的第二象限内,那么x的取值范围在数轴上可表示为( )
A. B. C. D.
3.…依次观察左边的三个图形,并判断照此规律从左向右的第四个图形是( )
A. B. C. D.
4.下列命题是真命题的是( )
A.若a>b,则1-2a>1-2b
B.将点A(-2,3)向上平移3个单位后得到的点的坐标为(1,3)
C.一组对边平行,另一组对边相等的四边形是平行四边形
D.三角形三条边的垂直平分线的交点到三角形的三个顶点的距离相等
5.小强是一位密码编译爱好者,在他的密码手册中,有这样一条信息:a-b,x-y,x+y,a+b,x2-y2,a2-b2分别对应下列六个字:华、爱、我、中、游、美,现将(x2-y2)a2-(x2-y2)b2因式分解,结果呈现的密码信息可能是( )
A.我爱美 B.中华游 C.爱我中华 D.美我中华
6.已知分式(其中a,b为常数)满足表格中的信息:
x的取值
0.5
-2
m
分式
无意义
值为0
值为1
则m的值是( )
A.-1 B.1 C.2 D.3
7.某运输公司运输一批货物,已知大货车比小货车每辆多运输5吨货物,且大货车运输75吨货物所用车辆数与小货车运输50吨货物所用车辆数相同,设大货车每辆运输x吨,则所列方程正确的是( )
A.= B.= C.= D.=
8.已知菱形ABCD的两条对角线分别为6和8,M、N分别是边BC、CD的中点,P是对角线BD上一点,则PM+PN的最小值是( )
A.5 B.5 C.5 D.不能确定
9.如图,在矩形纸片ABCD中,AB=6,BC=8,点M为AB上一点,将△BCM沿CM翻折至△ECM,ME与AD相交于点G,CE与AD相交于点F,且AG=GE,则BM的长度是( )
A. B.4 C. D.5
10.如图,▱ABCD的对角线AC,BD交于点O,AE平分∠BAD,交BC于点E,且∠ADC=60°,AD=2AB,连接OE,下列结论:①∠CAD=30°;②OD=AB;③S平行四边形ABCD=AC•CD;④S四边形OECD=S△AOD:⑤OE=AD.其中成立的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
二.填空题(每题4分,共28分)
11.已知x+y=6xy,则+= .
12.若n边形的内角和等于它的外角和的3倍,则边数n= .
13.若关于x的一元二次方程(k-2)x2+x+k2-4=0有一个根是0,则k的值是 .
14.如图,已知BD与CE相交于点A,DE∥BC,若AD=2,AB=3,AC=6,则AE= .
15.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=3,BC=4,N是边BC上一点,M为AB边上的中点,点D,E分别为CN,MN的中点,DE的值是 .
16.如图,等腰Rt△OAB的斜边OA在x轴的正半轴上,O为坐标原点,以点O为圆心,OB的长为半径画弧,交OA于点C,再分别以点B,C为圆心,以大于的长为半径画弧,两弧交于点E,作射线OE交AB于点D,若点B的坐标为(1,1),则点D的坐标为 .
17.如图,AB⊥BD,CD⊥BD,AB=6,CD=4,BD=14.点P在BD上移动,当以P,C,D为顶点的三角形与△ABP相似时,则PB的长为 .
三.解答题(共62分)
18.(8分)(1)解不等式(组):;
(2)解方程:x2+2x-15=0.
19.(6分)在长度均为1的正方形网格中建立如图所示的平面直角坐标系,已知点A、B、C的坐标分别为(1,0)、(4,2)、(2,4).
(1)将△ABC沿着x轴向左平移5个单位后得到△A1B1C1,请在图中画出平移后的△A1B1C1;
(2)将△ABC绕着O顺时针旋转90°后得到△A2B2C2,请在图中画出旋转后的△A2B2C2;
(3)将线段AB绕着某个定点旋转180°后得到B1A1(其中点A的对应点为点B1,点B的对应点为点A1),则这个定点的坐标是 .
20.(8分)定义:如果一个分式能化成一个整式与一个分子为常数的分式的和的形式,那么称这个分式为“和谐分式”,如:,则是“和谐分式”.
(1)下列分式中,属于“和谐分式”的是 ;(只填序号)
①;②;③;④.
(2)将“和谐分式”化成一个整式与一个分子为常数的分式的和的形式:= ;
(3)判断的结果是否为“和谐分式”,并说明理由.
21.(7分)如图,已知四边形AEBD是平行四边形,对角线AB与DE相交于点F,且DE平分∠ADB,延长EB过点D作DC∥AB,交EB的延长线于点C.
(1)求证:四边形AEBD是菱形;
(2)若DC=4,BD=,求四边形ABCD的面积.
22.(8分)“日啖荔枝三百颗,不辞长作岭南人.”深圳南山的荔枝以肉厚多汁深受大众的喜爱.某超市用2000元购进一批桂味荔枝和用3000元购进糯米糍荔枝的千克数相同,已知每千克糯米糍荔枝价格比每千克桂味荔枝的价格多10元.
(1)求桂味荔枝、糯米糍荔枝每千克的进货价格;
(2)这两种荔枝销售很好,超市决定再进这两种荔枝共300千克,且糯米糍荔枝的数量不超过桂味荔枝数量的2倍,桂味荔枝以25元/千克销售,糯米糍荔枝以38元/千克销售,请问桂味、糯米糍荔枝各进货多少千克时获得利润最大?最大利润是多少元?
23.(6分)学习完“一元一次不等式与一次函数”后,老师给出了这样一道练习题:如图,直线y=2x与直线y=kx+b交于点A(1,m),求不等式kx+b>2x的解集.同学们都感觉这道题很容易,通过观察图象快速写出了这道题的答案是: .接着,老师又提出了一个具有挑战性的题目:求不等式:的解集.小明所在的数学兴趣小组展开了对这个问题的探究,探究的思路是借助函数图象解决问题.
(1)首先画出函数的图象.的图象.
①列表:如表是x与y的几组对应值,其中a= ;
②描点:根据表中的数值描点(x,y),请补充描出点(0,a);
③连线:用平滑的曲线顺次连接各点,请画出函数图象;
X
…
-2
-
-1
-
0
1
2
…
Y
…
1
a
1
…
(2)观察分析图象特征,结合已有的学习经验和该函数的性质,可得不等式的解集是 .
24.(9分)如图,在平面直角坐标系中,直线AB:与x轴,y轴分别交于点B,A两点,点C在x轴上点B的右侧,四边形ABCD为平行四边形,且D(12,m).
(1)m= ,点C的坐标为 .
(2)一动点P在AD边上,以每秒1cm的速度从点A向点D运动.
①连接CP,当CP平分∠BCD时,求此时△CDP的面积;
②另一动点Q在BC边上,以每秒4cm的速度从点C出发,在BC间往返运动,两个点同时出发,当点P到达点D时停止运动(同时Q点也停止),则t为何值时,以P,D,Q,B四点组成的四边形是平行四边形.
25.(10分)如图1,△ABC,△EDC是两个等腰直角三角形,其中∠ABC=∠EDC=90°,AB=5,DE=3,连接AE,取AE中点F,连接BF,DF.
(1)如图1,当B,C,D三个点共线时,请直接写出BF与DF的数量关系与位置关系;
(2)如图2,将△EDC绕点C逆时针旋转,取AC与EC的中点G,H,当点G,H,F三点不共线时,连接GF,HF,BG,DH,求证:△BGF≌△FHD;
(3)在(2)的条件下,连接BD,在△EDC绕点C旋转的过程中,求△BFD面积的最小值,并说明理由.
参考答案与试题解析
一.选择题(共12小题)
1.下列四个著名数学图形中,既是轴对称图形,又是中心对称图形的是( )
A. B. C. D.
【解答】解:A、不是轴对称图形,是中心对称的图形,故本选项不符合题意;
B、既是轴对称图形,又是中心对称的图形,故本选项符合题意;
C、是轴对称图形,不是中心对称的图形,故本选项不符合题意;
D、是轴对称图形,不是中心对称的图形,故本选项不符合题意.
故选:B.
2.如果点P(x-4,x+3)在平面直角坐标系的第二象限内,那么x的取值范围在数轴上可表示为( )
A. B. C. D.
【解答】解:∵点P(x-4,x+3)在平面直角坐标系的第二象限内,
∴,
解得:-3<x<4,
在数轴上表示为:,
故选:C.
3.…依次观察左边的三个图形,并判断照此规律从左向右的第四个图形是( )
A. B. C. D.
【解答】解:根据图形,由规律可循.从左到右是顺时针方向旋转图形,可得到第四个图形是D.
故选:D.
4.下列命题是真命题的是( )
A.若a>b,则1-2a>1-2b
B.将点A(-2,3)向上平移3个单位后得到的点的坐标为(1,3)
C.一组对边平行,另一组对边相等的四边形是平行四边形
D.三角形三条边的垂直平分线的交点到三角形的三个顶点的距离相等
【解答】解:A、若a>b,则1-2a<1-2b,是假命题;
B、将点A(-2,3)向上平移3个单位后得到的点的坐标为(-2,6),是假命题;
C、一组对边平行,另一组对边相等的四边形是平行四边形,是假命题;
D、三角形三条边的垂直平分线的交点到三角形的三个顶点的距离相等,是真命题;
故选:D.
5.小强是一位密码编译爱好者,在他的密码手册中,有这样一条信息:a-b,x-y,x+y,a+b,x2-y2,a2-b2分别对应下列六个字:华、爱、我、中、游、美,现将(x2-y2)a2-(x2-y2)b2因式分解,结果呈现的密码信息可能是( )
A.我爱美 B.中华游 C.爱我中华 D.美我中华
【解答】解:原式=(x2-y2)(a2-b2)=(x-y)(x+y)(a-b)(a+b)
由条件可知,(x-y)(x+y)(a-b)(a+b)可表示为“爱我中华”
故选:C.
6.已知分式(其中a,b为常数)满足表格中的信息:
x的取值
0.5
-2
m
分式
无意义
值为0
值为1
则m的值是( )
A.-1 B.1 C.2 D.3
【解答】解:当x=0.5时无意义,
∴2x-b=0,
∴b=1;
当x=-2时,分式的值为0,
即,
解得a=2;
∴这个分式为,
当x=m时,值为1,
即=1,
解得m=3,
将检验m=3是方程的解,
故选:D.
7.某运输公司运输一批货物,已知大货车比小货车每辆多运输5吨货物,且大货车运输75吨货物所用车辆数与小货车运输50吨货物所用车辆数相同,设大货车每辆运输x吨,则所列方程正确的是( )
A.= B.= C.= D.=
【解答】解:∵每辆大货车的货运量是x吨,
∴每辆小货车的货运量是( x-5)吨,
依题意得:=.
故选:B.
8.已知菱形ABCD的两条对角线分别为6和8,M、N分别是边BC、CD的中点,P是对角线BD上一点,则PM+PN的最小值是( )
A.5 B.5 C.5 D.不能确定
【解答】解:
作M关于BD的对称点Q,连接NQ,交BD于P,连接MP,此时MP+NP的值最小,连接AC,则P是AC中点,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,∠QBP=∠MBP,
即Q在AB上,
∵MQ⊥BD,
∴AC∥MQ,
∵M为BC中点,
∴Q为AB中点,
∵N为CD中点,四边形ABCD是菱形,
∴BQ∥CD,BQ=CN,
∴四边形BQNC是平行四边形,
∴PQ∥AD,
而点Q是AB的中点,
故PQ是△ABD的中位线,即点P是BD的中点,
同理可得,PM是△ABC的中位线,
故点P是AC的中点,
即点P是菱形ABCD对角线的交点,
∵四边形ABCD是菱形,
则△BPC为直角三角形,
∴CP=AC=3,BP=BD=4,
在Rt△BPC中,由勾股定理得:BC=5,
即NQ=5,
∴MP+NP=QP+NP=QN=5,
故选:A.
9.如图,在矩形纸片ABCD中,AB=6,BC=8,点M为AB上一点,将△BCM沿CM翻折至△ECM,ME与AD相交于点G,CE与AD相交于点F,且AG=GE,则BM的长度是( )
A. B.4 C. D.5
【解答】解:设BM=x,
由折叠的性质得:∠E=∠B=90°=∠A,
在△GAM和△GEF中,
,
∴△GAM≌△GEF(ASA),
∴GM=GF
∴AF=ME=BM=x,EF=AM=6-x,
∴DF=8-x,CF=8-(6-x)=x+2,
在Rt△DFC中,由勾股定理得:(x+2)2=(8-x)2+62,
解得:x=,
∴BM=.
故选:C.
10.如图,▱ABCD的对角线AC,BD交于点O,AE平分∠BAD,交BC于点E,且∠ADC=60°,AD=2AB,连接OE,下列结论:①∠CAD=30°;②OD=AB;③S平行四边形ABCD=AC•CD;④S四边形OECD=S△AOD:⑤OE=AD.其中成立的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【解答】解:∵四边形ABCD为平行四边形,∠ADC=60°,
∴AD∥BC,∠ABC=∠ADC=60°,OB=OD,AO=CO,
∴∠DAE=∠AEB,∠BAD=∠BCD=120°,
∵AE平分∠BAD,
∴∠BAE=∠DAE,
∴∠BAE=∠AEB
∴△ABE为等边三角形,
∴∠BAE=∠AEB=60°,AB=BE=AE,
∵BC=AD=2AB,
∴EC=AE=BE,
∴∠EAC=∠ECA=30°,
∴∠CAD=30°,故①正确;
∵∠BAD=120°,∠CAD=30°,
∴∠BAC=90°,
∴BO>AB,
∴OD>AB,故②错误;
∴S▱ABCD=AB•AC=AC•CD,故③正确;
∵∠BAC=90°,BC=2AB,
∴E是BC的中点,
∴S△BEO:S△BCD=1:4,
∴S四边形OECD:S△BCD=3:4,
∴S四边形OECD:S▱ABCD=3:8,
∵S△AOD:S▱ABCD=1:4,
∴S四边形OECD=S△AOD,故④正确.
∵AO=OC,BE=EC,
∴AB=2OE,
∵AD=2AB,
∴OE=AD,故⑤正确,
故选:D.
二.填空题
11.已知x+y=6xy,则+= 6 .
【解答】解:原式=
=,
∵x+y=6xy,
∴原式==6,
故答案为:6.
12.如果一个n边形的内角和等于它的外角和的3倍,则n= 8 .
【解答】解:由题意得:(n-2)×180°=360°×3,
解得:n=8,
故答案为:8.
13.若关于x的一元二次方程(k-2)x2+x+k2-4=0有一个根是0,则k的值是 -2 .
【解答】解:把x=0代入(k-2)x2+x+k2-4=0,得
k2-4=0,
解得k1=-2,k2=2,
而k-2≠0即k≠2.
所以k=-2.
故答案为:-2.
14.如图,已知BD与CE相交于点A,DE∥BC,若AD=2,AB=3,AC=6,则AE= 4 .
【解答】解:∵ED∥BC,
∴△ABC∽△ADE,
∴,
即,
∴AE=4,
15.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=3,BC=4,N是边BC上一点,M为AB边上的中点,点D,E分别为CN,MN的中点,DE的值是 .
【解答】解:连接CM,
∵∠C=90°,AC=3,BC=4,
∴AB==5,
∵M为AB边上的中点,
∴CM=AB=,
∵点D,E分别为CN,MN中点,
∴DE是△MNC的中位线,
∴DE=CM=.故答案为:.
16.如图,等腰Rt△OAB的斜边OA在x轴的正半轴上,O为坐标原点,以点O为圆心,OB的长为半径画弧,交OA于点C,再分别以点B,C为圆心,以大于的长为半径画弧,两弧交于点E,作射线OE交AB于点D,若点B的坐标为(1,1),则点D的坐标为 .
【解答】解:连接DC,过点B作BF⊥OA,如图所示,
由题意得:OE是∠BOC的角平分线,Rt△OAB是等腰直角三角形,
∴DC⊥OA,∠DAC=45°,∴DC=AC,
∵Rt△OAB是等腰直角三角形,点B的坐标为(1,1),
∴OA=2,AF=1,
∴,
由题意得:,
∴,
∴点D的坐标为.
17.如图,AB⊥BD,CD⊥BD,AB=6,CD=4,BD=14.点P在BD上移动,当以P,C,D为顶点的三角形与△ABP相似时,则PB的长为 8.4或2或12 .
【解答】解:设DP=x,则BP=BD-x=14-x,
∵AB⊥BD于B,CD⊥BD于D,
∴∠B=∠D=90°,
当时,△ABP∽△CDP,即,解得:x=,
∴BP=14-=8.4,
当时,△ABP∽△PDC,即;
整理得x2-14x+24=0,
解得x1=2,x2=12,
BP=14-2=12,BP=14-12=2,
∴当BP为8.4或2或12时,以C、D、P为顶点的三角形与以P、B、A为顶点的三角形相似.
故答案为:8.4或2或12.
三.解答题(共8小题)
18.(1)解不等式(组):;
(2)解方程:x2+2x-15=0.
【解答】解:(1)由5x+2>3(x-1)得:x>-2.5,
由x-1≤7-x得:x≤4,
则不等式组的解集为-2.5<x≤4.
(2)x1=3,x2=-5.
19.在长度均为1的正方形网格中建立如图所示的平面直角坐标系,已知点A、B、C的坐标分别为(1,0)、(4,2)、(2,4).
(1)将△ABC沿着x轴向左平移5个单位后得到△A1B1C1,请在图中画出平移后的△A1B1C1;
(2)将△ABC绕着O顺时针旋转90°后得到△A2B2C2,请在图中画出旋转后的△A2B2C2;
(3)将线段AB绕着某个定点旋转180°后得到B1A1(其中点A的对应点为点B1,点B的对应点为点A1),则这个定点的坐标是 (0,1) .
【解答】解:(1)如图,△A1B1C1即为所求;
(2)如图,△A2B2C2即为所求;
(3)将线段AB绕着某个定点旋转180°后得到B1A1(其中点A的对应点为点B1,点B的对应点为点A1),则这个定点Q的坐标(0,1).
故答案为:(0,1).
20.定义:如果一个分式能化成一个整式与一个分子为常数的分式的和的形式,那么称这个分式为“和谐分式”,如:,则是“和谐分式”.
(1)下列分式中,属于“和谐分式”的是 ①③ ;(只填序号)
①;
②;
③;
④.
(2)将“和谐分式”化成一个整式与一个分子为常数的分式的和的形式:= x-1+ ;
(3)判断的结果是否为“和谐分式”,并说明理由.
【解答】解:(1)∵=1+,
∴①是和谐分式.
∵分式分子的次数低于分母次数,
∴该分式不能化成一个整式与一个分子为常数的分式的和的形式.
∴②不是和谐分式.
∵==1-,
∴③是和谐分式.
∵==2x+1,
∴④不是和谐分式.
故答案为:①③.
(2)由题意,===x-1+.
故答案为:x-1+.
(3)-÷
=-•
=-
=
=
=4+.
∴该分式是和谐分式.
21.如图,已知四边形AEBD是平行四边形,对角线AB与DE相交于点F,且DE平分∠ADB,延长EB过点D作DC∥AB,交EB的延长线于点C.
(1)求证:四边形AEBD是菱形;
(2)若DC=4,BD=,求四边形ABCD的面积.
【解答】(1)证明:∵四边形AEBD是平行四边形,
∴AD∥BC,
∴∠ADE=∠BED,
∵DE平分∠ADB,
∴∠ADE=∠BDE,
∴∠BED=∠BDE,
∴BD=BE,
∴平行四边形AEBD是菱形;
(2)解:∵四边形AEBD是菱形,
∴AD=BE,AD∥BE,AB⊥DE,AF=BF,DF=EF,
∵DC∥AB,
∴四边形ABCD是平行四边形,
∴AB=DC=4,S平行四边形ABCD=2S△ABD=S菱形AEBD,
∴BF=AB=2,
在Rt△BDF中,由勾股定理得:DF===6,
∴DE=2DF=12,
∴S平行四边形ABCD=S菱形AEBD=AB•DE=×4×12=24.
22.“日啖荔枝三百颗,不辞长作岭南人.”深圳南山的荔枝以肉厚多汁深受大众的喜爱.某超市用2000元购进一批桂味荔枝和用3000元购进糯米糍荔枝的千克数相同,已知每千克糯米糍荔枝价格比每千克桂味荔枝的价格多10元.
(1)求桂味荔枝、糯米糍荔枝每千克的进货价格;
(2)这两种荔枝销售很好,超市决定再进这两种荔枝共300千克,且糯米糍荔枝的数量不超过桂味荔枝数量的2倍,桂味荔枝以25元/千克销售,糯米糍荔枝以38元/千克销售,请问桂味、糯米糍荔枝各进货多少千克时获得利润最大?最大利润是多少元?
【解答】解:(1)设桂味荔枝每千克的进货价格x元,则糯米糍荔枝每千克的进货价每千克(x+10)元,
根据题意得:=,
解得:x=20,
经检验x=20是分式方程的解,
∴x+10=30,
答:桂味荔枝、糯米糍荔枝每千克的进货价格分别为20元和30元;
(2)设桂味荔枝进货t千克,总利润为W元,则糯米糍荔枝进货(300-t)千克,
根据题意得:300-t≤2t,
解得:t≥100,
∵W=(25-20)t+(38-30)(300-t)=-3t+2400,
∵-3<0,
∴W随t的增大而减小,
∴当t=100时,W最大,Wmax=-3×100+2400=2100(元),此时300-100=200,
答:桂味、糯米糍荔枝各进货100千克和200千克时获得利润最大,最大利润是2100元.
23.学习完“一元一次不等式与一次函数”后,老师给出了这样一道练习题:如图,直线y=2x与直线y=kx+b交于点A(1,m),求不等式kx+b>2x的解集.同学们都感觉这道题很容易,通过观察图象快速写出了这道题的答案是: x<1 .接着,老师又提出了一个具有挑战性的题目:求不等式:的解集.小明所在的数学兴趣小组展开了对这个问题的探究,探究的思路是借助函数图象解决问题.
(1)首先画出函数的图象.的图象.
①列表:如表是x与y的几组对应值,其中a= 2 ;
②描点:根据表中的数值描点(x,y),请补充描出点(0,a);
③连线:用平滑的曲线顺次连接各点,请画出函数图象;
X
…
-2
-
-1
-
0
1
2
…
Y
…
1
a
1
…
(2)观察分析图象特征,结合已有的学习经验和该函数的性质,可得不等式的解集是 -1≤x≤1 .
【解答】解:∵直线y=2x与直线y=kx+b交于点A(1,m),
∴当x<1,kx+b>2x,
即不等式kx+b>2x的解集为x<1;
故答案为:x<1;
(1)当x=0时,y==2,
即a=2;
故答案为:2;
如图,
(2)由图象得-1<x<1时,≥1,
即不等式的解集是-1≤x≤1.
故答案为:-1≤x≤1.
24.如图,在平面直角坐标系中,直线AB:与x轴,y轴分别交于点B,A两点,点C在x轴上点B的右侧,四边形ABCD为平行四边形,且D(12,m).
(1)m= 3 ,点C的坐标为 (-+12,0) .
(2)一动点P在AD边上,以每秒1cm的速度从点A向点D运动.
①连接CP,当CP平分∠BCD时,求此时△CDP的面积;
②另一动点Q在BC边上,以每秒4cm的速度从点C出发,在BC间往返运动,两个点同时出发,当点P到达点D时停止运动(同时Q点也停止),则t为何值时,以P,D,Q,B四点组成的四边形是平行四边形.
【解答】解:(1)由题意,对于直线AB:y=x+3,
令x=0,则y=3,
∴A(0,3).
令y=0,则x=-,
∴B(-,0).
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD=BC,AD∥BC.
∵D(12,m),A(0,3),
∴D的纵坐标与A的纵坐标相同为3,BC=AD=12.
∴m=3.
∵B(-,0),
∴C(-+12,0).
故答案为:3;(-+12,0).
(2)①由题意,CP平分∠BCD,
∴∠DCP=∠BCP.
∵AD∥BC,
∴∠DPC=∠BCP.
∴∠DCP=∠DPC.
∴DP=CD.
∵由(1)得A(0,3),B(-,0),
∴AB==2.
由四边形ABCD是平行四边形,
∴CD=AB=DP=2.
∵D(12,3),
∴S△CDP=DP•h=2×3=3.
②设经过t秒,以点P、D、Q、B为顶点组成平行四边形,
∵以点P、D、Q、B为顶点组成平行四边形,
∴DP=BQ,
分为以下情况:
Ⅰ.当点Q的运动路线是C-B时,DP=BQ,
∴12-4t=12-t.
此时方程t=0,此时不符合题意.
Ⅱ.当点Q的运动路线是C-B-C时,DP=BQ,
∴4t-12=12-t,
解得:t=4.8.
Ⅲ.当点Q的运动路线是C-B-C-B时,DP=BQ,
∴12-(4t-24)=12-t.
解得:t=8.
Ⅳ.当点Q的运动路线是C-B-C-B-C时,DP=BQ,
∴4t-36=12-t.
解得:t=9.6.
综上所述,t=4.8s或8s或9.6s时,以P、D、Q、B四点组成的四边形为平行四边形.
25.如图1,△ABC,△EDC是两个等腰直角三角形,其中∠ABC=∠EDC=90°,AB=5,DE=3,连接AE,取AE中点F,连接BF,DF.
(1)如图1,当B,C,D三个点共线时,请直接写出BF与DF的数量关系与位置关系;
(2)如图2,将△EDC绕点C逆时针旋转,取AC与EC的中点G,H,当点G,H,F三点不共线时,连接GF,HF,BG,DH,求证:△BGF≌△FHD;
(3)在(2)的条件下,连接BD,在△EDC绕点C旋转的过程中,求△BFD面积的最小值,并说明理由.
【解答】(1)解:BF=DF,BF⊥DF,理由如下:
如图1,连接CF,
∵△ABC和△EDC是等腰直角三角形,∠ABC=∠EDC=90°,
∴∠ACB=∠DCE=45°,DC=DE=3,AB=BC=5,
∴∠ACE=180°-∠ACB-∠DCE=180°-45°-45°=90°,
∵F为AE的中点,
∴CF=AE=AF=EF,
又∵DF=DF,
∴△DCF≌△DEF(SSS),
∴∠CDF=∠EDF=∠EDC=45°,
同理△ABF≌△CBF(SSS),
∴∠ABF=∠CBF=45°,
∴∠CDF=∠CBF=45°,
∴BF=DF,∠BFD=180°-∠CDF-∠CBF=180°-45°-45°=90°,
∴BF⊥DF;
(2)证明:∵△ABC、△EDC是等腰直角三角形,∠ABC=∠EDC=90°,G、H分别是AC、EC的中点,
∴∠CGB=90°,BG=CG=AC,∠CHD=90°,DH=CH=CE,
∵F是AE的中点,
∴FH是△AEC的中位线,
∴FH∥AC,FH=AC=CG=BG,
∴四边形FHCG是平行四边形,
∴FG=CH,∠FGC=∠FHC,
∴∠FGB+∠CGB=∠DHF+∠CHD,
∴∠FGB=∠DHF,
∴△BGF≌△FHD(SAS);
(3)解:△BFD面积的最小值是1,理由如下:
由(2)知,△BGF≌△FHD,四边形FHCG是平行四边形,
∴∠GBF=∠HFD,BF=DF,∠GFH=∠GCH,FG∥CH,
∴∠AGF=∠GCH,
∴∠GFH=∠AGF,
∵∠BGC=∠GBF+∠BFG+∠AGF=90°,
∴∠HFD+∠BFG+∠GCH=90°,
即∠BFD=90°,
∴△BFD是等腰直角三角形,
∴BF=DF=BD,
如图3,当BD最小时,△BFD的面积最小,
∵BD≥BC-CD,
∴当B、C、D共线时,BD最小值=BC-CD=5-3=2,
∴BF=DF=,
此时,S△BDF=BF•DF=××=1,
即△BFD面积的最小值是1.
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