2023-2024学年四川省达州市渠县九年级(上)期末数学试卷(含解析)
展开1.下列方程中,是关于x的一元二次方程的是( )
A. ax2+bx+c=0B. 19x+9y=2C. x2+1x+5=0D. 2x2−7x=1
2.下列有关特殊平行四边形的性质说法正确的是( )
A. 菱形的对角线相等B. 矩形的对角线互相垂直
C. 菱形的四个角相等D. 正方形的对角线互相垂直平分且相等
3.由5个大小相同的正方体搭成的几何体如图所示,关于它的视图,说法正确的是( )
A. 主视图的面积最小
B. 左视图的面积最小
C. 俯视图的面积最小
D. 三个方向看的视图面积相等
4.若ab=cd=ef=−5,且a+c+e=20,则b+d+f值为( )
A. 10B. 4C. −4D. −5
5.如图,阳光通过窗口AE射到室内,在地面上留下3米宽的亮区BC,已知亮区BC到窗口下的墙脚的距离CD=5米,窗口高AE=1.5米,那么窗口底部离地面的高度DE为( )
A. 2米
B. 2.5米
C. 3米
D. 4米
6.对于反比例函数y=−2024x,下列说法错误的是( )
A. 图象经过点(2,−1012)B. 图象位于第二、四象限
C. 当x<0时,y随x的增大而减小D. 当x>0时,y随x的增大而增大
7.下列所给的方程中,没有实数根的是( )
A. x2+9x=0B. 3x2−4x−1=0C. 3x2−7x+1=0D. 4x2−5x+7=0
8.某大型超市今年1月的营业额100万元,按计划第一季度的总营业额要达到331万元,若该超市2月、3月营业额的月均增长率相同且设为x,则可列方程为( )
A. 100(1+x)2=331
B. 100(1−x)2=331
C. 331(1−x)2=100
D. 100+100(1+x)+100(1+x)2=331
9.一个不透明的口袋中有四个完全相同的小球,把它们分别标号为2,3,4,5.若随机摸出一个小球后不放回,再随机摸出一个小球,则两次取出小球标号的积是6的倍数的概率为( )
A. 13B. 14C. 16D. 112
10.如图,点B、D在反比例函数y=kx(k<0,x>0)的图象上,BC⊥x轴于点C,BA⊥y轴于点A,DE⊥x轴于点E,且OA=3,4OE=3OC.若AD=DE,则k的值为( )
A. −4 15B. −5 15C. −6 15D. −7 15
二、填空题:本题共5小题,每小题4分,共20分。
11.已知关于x的一元二次方程x2−10x+c=0有一个根为2,则c的值为______.
12.如图,四边形OABC是菱形,AC=12,OB=16,则顶点A坐标是______.
13.如图,乐器上的一根弦AB=80cm,两个端点A,B固定在乐器板面上,支撑点C是靠近点B的黄金分割点,支撑点D是靠近点A的黄金分割点,C,D之间的距离为______.
14.如图,AB和CD表示两根直立于地面的木桩,AC和BD表示起固定作用的两根钢筋,AC与BD的交点为M.已知AB=4m,CD=10m,则点M离地面的高度MH= ______.
15.如图,在平面直角坐标系中,平行四边形OABC的顶点B、C在第一象限内,顶点A在y轴上,过点C的反比例函数y=kx(x>0)的图象交AB于点D.若DBAD=14,平行四边形OABC的面积为18,则k的值为______.
三、解答题:本题共10小题,共90分。解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤。
16.(本小题8分)
解方程:
(1)x2−6x=0;
(2)7(x−5)=6x(x−5).
17.(本小题9分)
已知m,n是一元二次方程x2−11x−9=0的两个实数根.
(1)求1m+1n的值?
(2)求m2−9m+2n+17的值?
18.(本小题9分)
如图在正方形网格直角坐标系中每个小方格的边长为1,△ABC的各个顶点坐标分别是A(6,1),B(8,3),C(10,0).
(1)请在网格图中以点P(14,0)为位似中心,画出△A1B1C1,使它与△ABC位似,且相似比为2:1(要求与△ABC在P点同一侧);
(2)请根据作图直接写出A1、B1、C1的坐标;
(3)求△A1B1C1的周长.
19.(本小题8分)
某学校在每周下午开展的球类课外活动中,成立了以下四个社团:A.足球,B.篮球,C.排球,D.乒乓球;并且每人只能加入一个社团,为了解学生参加社团的情况,从参加社团的学生中随机抽取了部分学生进行调查,并将调查结果绘制成如下两幅不完整的统计图,其中图1中B所占扇形的圆心角为108°.请结合图中所给信息解答下列问题:
(1)这次被调查的学生共有______人;
(2)请将条形统计图补充完整;
(3)若该校共有1200学生加入了社团,请你估计这1200名学生中有多少人参加了篮球社团;
(4)在乒乓球社团中,甲、乙、丙、丁、戊、这五人在平时的活动中表现非常优秀,而且这五位同学中恰好有三名是男同学,两名是女同学;现决定从这五人中任选两名参加全县乒乓球大赛,请用画树状图或列表的方式求恰好选中一男一女的概率.
20.(本小题9分)
如图,已知反比例函数y=kx的图象和一次函数y=ax+b的图象相交于A(−4,n),B(2,−6)两点.
(1)求反比例函数和一次函数的解析式;
(2)根据图象直接写出不等式ax+b
21.(本小题8分)
如图所示,矩形ABCD中,AB=20cm,BC=40cm,点E在线段DA上运动,方向由D向A每秒走4cm,点F在线段CD上运动,方向由C向D每秒走2cm,当两点之一到达终点则停止运动;请问它们同时出发多少秒时,以D、E、F为顶点的三角形与△ABC相似?
22.(本小题8分)
利用方程解决实际问题:某大型百货商场将进货价为40元的水杯以50元售出,平均每月能售出500个,调查表明:售价在50元至70元范围内,这种水杯的售价每上涨5元,其销售量就将减少50个.为了实现平均每月8000元的销售利润,这种水杯的售价应定为多少?这时应进水杯多少个?
23.(本小题9分)
在一个周末晚上,甲和乙两位同学借鉴课本中《海岛算经》所学的测量方法并利用灯光下的影子长来测量一路灯高度;如图,在一水平的人行道路上,当甲走到点B处时,乙测得甲直立时身高BE的影子AB长是3.6m,然后甲从B出发沿AC方向继续向前走10.8m到点D处时,乙测得甲直立时身高DF的影子CD长是0.9m;已知甲同学直立时的身高为1.8m,求路灯离地面的高度GH.
24.(本小题10分)
如图,正方形ABCD中,点F在边BC上,点E是DF的中点,连接AE、BE.
(1)求证:AE=BE.
(2)将CE绕点E顺时针旋转,使点C的对应点C′落在BD上,连接FC′.当点F在边BC上运动时(点F不与B,C重合),判断△BFC′的形状,并说明理由.
(3)在(2)的条件下,已知BD=3 2,当∠AEC′=45°时,求CF的长.
25.(本小题12分)
【感知】如图1,已知反比例函数y=kx上有两点A(4,8),B(−8,−4),AD⊥y轴交y轴于点D,BC⊥x轴交x轴于点C,则S△ADC= ______;S△BDC= ______;CD与AB的位置关系:______.
【探究】我们对上述问题进行了思考,如图2,当A,B是双曲线y=kx(k<0)同一支上任意两点,过A、B分别向y轴、x轴作垂线,交y轴于点D,交x轴于点C,连接AC、BD.
①试探究△ADC与△BDC面积的关系并说明理由.
②试探究CD与AB之间的位置关系并说明理由.
【运用】我们对上述问题进行了实践,如图3,已知点A,B在反比例函数y=20x的图象上,且A(2,m),B是反比例函数y=20x第三象限内图象上的一动点,过点A作AD⊥x轴,过点B作BC⊥y轴,垂足分别分为D、C,若四边形ABCD的面积为45,求点B的坐标.
【拓展】我们对上述问题进行了延伸,如图4,函数y=kx(k<0)的图象与过原点O的直线相交于A,B两点,点C是此函数第二象限内图象上的动点(点C在点B的右侧),直线BC分别交于y轴、x轴于点D、G,连接AC分别交y轴、x轴于点E、F.若DC=27BC,求CECA的值?
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解:A.当a=0时,方差ax2+bx+c=0不是一元二次方程,故本选项不符合题意;
B.方程19x+9y=2是二元一次方程,不是一元二次方程,故本选项不符合题意;
C.方程x2+1x+5=0是分式方程,不是一元二次方程,故本选项不符合题意;
D.方程2x2−7x=1是一元二次方程,故本选项符合题意.
故选:D.
根据一元二次方程的定义逐个判断即可.
本题考查了一元二次方程的定义,能熟记一元二次方程的定义(只含有一个未知数,并且所含未知数的项的最高次数是2的整式方程叫一元二次方程)是解此题的关键.
2.【答案】D
【解析】解:A.因为菱形的对角线互相垂直,所以A选项错误,不符合题意;
B.因为矩形的对角线相等,所以B选项错误,不符合题意;
C.正方形、矩形的四个角相等,所以C选项错误,不符合题意.
D.因为正方形的对角线互相垂直且相等,所以D选项正确,符合题意;
故选:D.
根据正方形的性质,平行四边形的性质,菱形的性质,矩形的性质逐一进行判断即可.
本题考查了正方形的性质,平行四边形的性质,菱形的性质,矩形的性质,解决本题的关键是综合掌握以上知识.
3.【答案】C
【解析】解:由题意可知:
正视图:5个小正方形;
俯视图:3个小正方形;
左视图:5个小正方形;
则俯视图的面积最小.
故选:C.
先得出三视图:正视图为5个小正方形;俯视图为3个小正方形;左视图为5个小正方形;再求其面积,比较大小即可.
本题考查了简单组合体的三视图,掌握.三视图的定义是解答本题的关键.
4.【答案】C
【解析】解:∵ab=cd=ef=−5,
∴a+c+eb+d+f=ab=−5,
∵a+c+e=20,
∴20b+d+f=−5,
∴b+d+f=−205=−4.
故选:C.
先利用等比性质得到a+c+eb+d+f=ab=−5,然后利用a+c+e=20可是出b+d+f值.
本题考查了比例的性质:熟练掌握比例的性质(内项之积等于外项之积;合比性质;分比性质;合分比性质;等比性质)是解决问题的关键.
5.【答案】B
【解析】解:∵AB//CE,
∴△ABD∽△ECD,
∴BDCD=ADDE,
∵BC=3米,CD=5米,AE=1.5米,
∴BD=BC+CD=8(米),AD=(DE+1.5)米,
∴85=DE+1.5DE,
解得,BC=2.5米.
故选:B.
根据光沿直线传播的道理可知AD//BE,则△BCE∽△ACD,根据相似三角形的对应边的比相等解答即可.
本题考查的是相似三角形的应用,熟知相似三角形的对应边成比例是解答此题的关键.
6.【答案】C
【解析】解:A、把x=2代入y=−2024x得,y=−1012,则(2,−1012)在图象上,选项正确,不符合题意;
B、图象位于第二、四象限,选项正确,不符合题意;
C、当x<0时,y随x的增大而增大,选项错误,符合题意;
D、当x>0时,y随x的增大而增大,选项正确,不符合题意.
故选:C.
根据反比例函数的性质即可直接作出判断.
本题考查了反比例函数的性质:
(1)反比例函数y=kx(k≠0)的图象是双曲线;
(2)当k>0,双曲线的两支分别位于第一、第三象限,在每一象限内y随x的增大而减小;
(3)当k<0,双曲线的两支分别位于第二、第四象限,在每一象限内y随x的增大而增大.
7.【答案】D
【解析】解:A.Δ=92−4×1×0=81>0,则方程有两个不相等的实数根,所以A选项不符合题意;
B.Δ=(−4)2−4×3×(−1)=28>0,则方程有两个不相等的实数根,所以B选项不符合题意;
C.Δ=(−7)2−4×3×1=37>0,则方程有两个不相等的实数根,所以C选项不符合题意;
D.Δ=(−5)2−4×4×7=−87<0,则方程没有实数根,所以D选项符合题意.
故选:D.
先分别计算出4个方程的根的判别式的值,然后利用根的判别式的意义判断各方程根的情况即可.
本题考查了根的判别式:一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根与Δ=b2−4ac有如下关系:当Δ>0时,方程有两个不相等的实数根;当Δ=0时,方程有两个相等的实数根;当Δ<0时,方程无实数根.
8.【答案】D
【解析】解:设该公司1、2两个月营业额的月均增长率为x,则可列方程100+100(1+x)+100(1+x)2=331,
故选:D.
用增长后的量=增长前的量×(1+增长率).即可表示出1月与2月的营业额,根据第一季度的总营业额要达到9100万元,即可列方程.
本题考查了由实际问题抽象出一元二次方程,平均增长率问题,若设变化前的量为a,变化后的量为b,平均变化率为x,则经过两次变化后的数量关系为a(1±x)2=b.
9.【答案】A
【解析】解:画树状图为:
共有12种等可能的结果,其中两次取出小球标号的积是6的倍数的结果数为4种,
所以两次取出小球标号的积是6的倍数的概率=412=13.
故选:A.
画树状图展示所有12种等可能的结果,找出两次取出小球标号的积是6的倍数的结果数,然后根据概率公式计算.
本题考查了列表法与树状图法:利用列表法或树状图展示所有可能的结果求出n,再从中选出符合事件A或B的结果数目m,然后利用概率公式求出事件A或B的概率.
10.【答案】A
【解析】解:∵BC⊥x轴于点C,
∴四边形OABC是矩形,
∴OA=BC=3,
∴B(−k3,−3),OC=−k3,
∵4OE=3OC.
∴OE=34OC=34×(−k3)=−k4,
将x=−k4代入y=kx得:
y=−kk4=−4,
∴D(−k4,−4),
∵AD=DE,
∴AD=DE=4,
∵AF=OE=−k4,FD=−3+4=1,由勾股定理得:
AD2=AF2+FD2即42=(−k4)2+12,
解得k=±4 15,
∵反比例函数图象在第四象限,
∴k=−4 15.
故选:A.
四边形OABC是矩形,OA=BC=3,可得B(−k3,−3)D(−k4,−4),利用勾股定理建立方程AD2=AF2+FD2即42=(−k4)2+12,解出k值即可.
本题考查了反比例函数图象上点的坐标特征,列出关于k的方程是解答本题的关键.
11.【答案】16
【解析】解:∵x=2是关于x的一元二次方程x2−10x+c=0的一个根,
∴22−10×2+c=0,
∴c=16;
故答案为:16.
将x=2代入方程即可求出c的值.
本题考查了一元二次方程的解,掌握代入法是解题关键.
12.【答案】(10,0)
【解析】解:∵四边形OABC是菱形,对角线OB、AC交于点D,
∴AC⊥OB,
∴∠ADO=90°,
∵AC=12,OB=16,
∴AD=CD=12AC=6,OD=BD=12OB=8,
∴OA= AD2+OD2= 62+82=10,
∴A(10,0),
故答案为:(10,0).
由菱形的性质得∠ADO=90°,AD=CD=12AC=6,OD=BD=12OB=8,由勾股定理得OA= AD2+OD2=10,则A(10,0),于是得到问题的答案.
此题重点考查图形与坐标、菱形的判定与性质、勾股定理等知识,证明∠ADO=90°并且正确地求出OA的长是解题的关键.
13.【答案】(80 5−160)cm
【解析】解:弦AB=80cm,点C是靠近点B的黄金分割点,设BC=x,则AC=80−x,
∴80−x80= 5−12,解方程得,x=120−40 5,
点D是靠近点A的黄金分割点,设AD=y,则BD=80−y,
∴80−y80= 5−12,解方程得,y=120−40 5,
∴C,D之间的距离为80−x−y=80−120+40 5−120+40 5=80 5−160,
故答案为:(80 5−160)cm.
黄金分割点是指把一条线段分割为两部分,使其中一部分与全长之比等于另一部分与这部分之比.其比值是一个无理数,用分数表示为 5−12,由此即可求解.
本题主要考查线段成比例,掌握线段成比例,黄金分割点的定义是解题的关键.
14.【答案】207cm
【解析】解:根据题意得,AB//CD//MH,
∴△ABM∽△DCM,△MCH∽△ACB,
∴BHHC=ABCD=410=25(相似三角形对应高的比等于相似比),MHAB=CHBC,
∴CHBC=CHCH+BH=57=MHAB,
∴57=MH4,
∴MH=207(cm).
故答案为:207cm.
根据已知易得△ABM∽△DCM,△MDH∽△ADB,根据相似三角形的性质可得比例式,把相关数值代入求解即可.
此题主要考查了相似三角形的应用;用到的知识点为:平行于三角形一边的直线与三角形另两边相交,截得的两三角形相似;相似三角形的对应边成比例;对应高的比等于相似比;解决本题的突破点是得到BH与HD的比.
15.【答案】40
【解析】解:如图,作BM⊥y轴,DN⊥y轴,垂足分别为M、N,
∴ND//BM,
∴ANMN=ADBD,
∵DBAD=14,
∴ANMN=ADBD=4,即AN=4MN,
设OA=a,AN=4b,则MN=b,
∵平行四边形OABC的面积为18,
∴BM=18a,
∵DN//BM,
∴△ADN∽△ABM,
∴DNBM=ADAB,
∵DBAD=14,
∴ADAB=45,
∴DN=45BM=45×18a=725a,
∴C(18a,5b),D(725a,4b+a),
∴18a⋅5b=725a⋅(4b+a),
整理得a=94b,
∴k=18a⋅5b=189b4⋅5b=40.
作BM⊥y轴,DN⊥y轴,根据比例关系得到AN=4MN,设OA=a,AN=4b,则MN=b,由平行四边形OABC的面积为18可得BM=18a,根据DN//BM,推出△ADN∽△ABM,得到DN=45BM=45×18a=725a,求出点C、D坐标,依据反比例函数k值几何意义建立关于a、b的方程整理得到a=94b,用点的坐标之积求出k值即可.
本题考查了反比例函数图象上点的坐标特征,熟练掌握平行四边形性质是解答本题的关键.
16.【答案】解:(1)x2−6x=0,
x(x−6)=0,
x=0或x−6=0,
所以x1=0,x2=6;
(2)7(x−5)=6x(x−5),
7(x−5)−6x(x−5)=0,
(x−5)(7−6x)=0,
x−5=0或7−6x=0,
所以x1=5,x2=76.
【解析】(1)先利用因式分解法把方程转化为x=0或x−6=0,然后解两个一元一次方程即可;
(2)先移项,再利用因式分解法把方程转化为x−5=0或7−6x=0,然后解两个一元一次方程即可.
本题考查了解一元二次方程−因式分解法:因式分解法就是利用因式分解求出方程的解的方法,这种方法简便易用,是解一元二次方程最常用的方法.
17.【答案】解;(1)根据根与系数的关系得m+n=11,mn=−9,
所以1m+1n=m+nmn=11−9=−119;
(2)∵m是一元二次方程x2−11x−9=0的根,
∴m2−11m−9=0,
∴m2=11m+9,
∴m2−9m+2n+17=11m+9−9m+2n+17=2(m+n)+26=2×11+26=48.
【解析】(1)先利用根与系数的关系得m+n=11,mn=−9,再利用通分得到1m+1n=m+nmn,然后利用整体代入的方法计算;
(2)先根据一元二次方程根的定义得到m2=11m+9,则m2−9m+2n+17看化为2(m+n)+26,然后利用整体代入的方法计算.
本题考查了根与系数的关系:若x1,x2是一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的两根时,x1+x2=−ba,x1x2=ca.
18.【答案】解:(1)如图,△A1B1C1为所作;
(2)A1(−2,2),B1(2,6),C1(6,0);
(3)∵A1B1= (2+2)2+(6−2)2=4 2,A1C1= (6+2)2+22=2 17,B1C1= (2−6)2+(6−0)2=2 13,
∴△A1B1C1的周长=4 2+2 17+2 13.
【解析】(1)延长PA到A1使PA1=2PA,延长PB到B1使PB1=2PB,延长PC到C1使PC1=2PC,则△A1B1C1满足条件;
(2)利用(1)所画图形写出A1、B1、C1的坐标;
(3)根据两点间的距离公式计算出A1B1,A1C1,B1C1,从而得到△A1B1C1的周长.
本题考查了作图−位似变换:熟练掌握画位似图形的一般步骤是解决问题的关键.
19.【答案】200
【解析】解:(1)这次被调查的学生总数为60÷108360=200(人);
故答案为:200;
(2)C项目的人数为200−40−60−20=80(人),
条形统计图补充为:
(3)1200×60200=360(人),
所以估计这1200名学生中有360人参加了篮球社团;
(4)画树状图为:
共有20种种等可能的结果,其中一男一女的结果数为12种,
所以恰好选中一男一女的概率=1220=35.
(1)从扇形统计图中可得到B项目中人数所占的百分比,然后用B项目中的人数除以这个百分比得到调查的总人数;
(2)先计算出C项目的人数,然后补全条形统计图;
(3)用1200乘以样本中B项目人数即可;
(4)画树状图展示所有20种种等可能的结果,再找出一男一女的结果数,然后根据概率公式计算.
本题考查了列表法与树状图法:利用列表法或树状图展示所有可能的结果求出n,再从中选出符合事件A或B的结果数目m,然后利用概率公式求出事件A或B的概率.也考查了样本估计总体和统计图.
20.【答案】解:(1)∵B(2,−6)点在反比例函数y=kx的图象上,
∴k=−12,
∴反比例函数解析式为:y=−12x,
∵点A(−4,n)在反比例函数y=−12x的图象上,
∴n=3,
∴A(−4,3),
∵A(−4,3),B(2,−6)两点在一次函数y=ax+b的图象上,
∴−4a+b=32a+b=−6,解得a=−32b=−3,
∴一次函数解析式为:y=−32x−3;
(2)根据图像,不等式ax+b
(3)在函数y=−32x−3中,令x=0,则y=−3,
∴C(0,−3),
∴OC=3,
S△AOB=S△AOC+S△BOC=12×3×4+12×3×2=9.
【解析】(1)待定系数法求出两个函数解析式即可;
(2)根据图像可直接写出不等式ax+b
本题考查了一次函数与反比例函数的交点问题,待定系数法求解析式是关键.
21.【答案】解:设点E、F运动时间为t秒,由题意得:DE=4t cm,CF=2t cm,
则DF=(20−2t)cm,
∵四边形ABCD是矩形,AB=20cm,BC=40cm,
∴CD=AB,AD=BC,∠B=∠D=90°,
当△DEF∽△ABC时,DEAB=DFBC,即4t20=20−2t40,
解得:t=2;
当△DFE∽△ABC时,DFAB=DEBC,即20−2t20=4t40,
解得:t=5;
答:它们同时出发2秒或5秒时,以D、E、F为顶点的三角形与△ABC相似.
【解析】设点E、F运动时间为t秒,由题意得:DE=4t cm,CF=2t cm,则DF=(20−2t)cm,分两种情况:当△DEF∽△ABC时,当△DFE∽△ABC时,分别根据相似三角形的性质列方程求解即可.
本题考查了矩形的性质,解一元一次方程,相似三角形的性质和判定,动点问题,解题关键是运用分类讨论思想解决问题.
22.【答案】解:设这种水杯的售价定为x元,则每个水杯的利润为(x−40)元,平均每月的销售量为500−50×x−505=(1000−10x)个,
根据题意得:(x−40)(1000−10x)=8000,
整理得:x2−140x+4800=0,
解得:x1=60,x2=80(不符合题意,舍去),
∴1000−10x=1000−10×60=400(个)
答:这种水杯的售价应定为60元,这时应进水杯400个.
【解析】设这种水杯的售价定为x元,则每个水杯的利润为(x−40)元,平均每月的销售量为(1000−10x)个,利用总利润=每个的销售利润×月销售量,可列出关于x的一元二次方程,解之取其符合题意的值,即可得出结论.
本题考查了一元二次方程的应用,找准等量关系,正确列出一元二次方程是解题的关键.
23.【答案】解:设HG=x m,DG=y m,
∵BE⊥AG,DE⊥AG,HG⊥AG,
∴BE//HG//DE,
∴△AEB∽△AHG,△CDE∽△CGH,
∴BEHG=ABAG,DEHG=CDCG,
∴1.8x=3.63.6+10.8+y,1.8x=0.90.9+y,
解得x=9,
∴路灯离地面的高度GH为9m.
【解析】设HG=x m,DG=y m,根据BE⊥AG,DE⊥AG,HG⊥AG,得到BE//HG//DE,根据相似三角形的判定和性质定理即可得到结论.
本题考查了相似三角形的应用,熟练掌握相似三角形的判定和性质定理是解题的关键.
24.【答案】(1)证明:∵四边形ABCD是正方形,
∴AD=BC,∠ADC=∠BCD=90°,
∵点E是DF的中点,
∴CE=DE=FE=12DF,
∴∠EDC=∠ECD,
∴∠ADC−∠EDC=∠BCD−∠ECD,
∴∠ADE=∠BCE,
在△ADE和△BCE中,
AD=BC∠ADE=∠BCEDE=CE,
∴△ADE≌△BCE(SAS),
∴AE=BE.
(2)解:△BFC′是等腰直角三角形,
理由:由(1)CE=DE=FE,
∵将CE绕点E顺时针旋转,点C的对应点C′落在BD上,
∴C′E=CE=DE=FE,
∴∠EC′D=∠EDC′,∠EC′F=∠EFC′,
∴∠DC′F=∠EC′D+∠EC′F=∠EDC′+∠EFC′=12×180°=90°,
∴∠BC′F=90°,
∵BC=DC,∠BCD=90°,
∴∠CBD=∠CDB=45°,
∴∠C′FB=∠C′BF=45°,
∴BC′=FC′,
∴△BFC′是等腰直角三角形.
(3)解:延长CE交AD于点H,则∠DEH=∠CEF,
∵△ADE≌△BCE,
∴∠AED=∠BEC,
∴∠AED−∠DEH=∠BEC−∠CEF,
∴∠AEH=∠BEF,
∵∠EC′D=∠EDC′,∠ECD=∠EDC,
∴∠FEC′=∠EC′D+∠EDC′=2∠EDC′,∠FEC=∠ECD+∠EDC=2∠EDC,
∴∠C′EC=∠FEC′+∠FEC=2(∠EDC′+∠EDC)=2∠CDC′=2×45°=90°,
∴∠C′EH=90°,
∵∠AEC′=45°,
∴∠AEH=∠BEF=90°−45°=45°,
∵∠BEF=∠DBF=45°,∠BFE=∠DFB,
∴△BFE∽△DFB,
∴EFBF=BFDF,
∵EF=12DF,
∴BF2=12DF2,
∵BD= BC2+DC2= 2DC=3 2,
∴BC=DC=3,
∴BF=3−CF,DF2=CF2+CD2=CF2+32=CF2+9,
∴(3−CF)2=12(CF2+9),
解得CF=6−3 3或CF=6+3 3(不符合题意,舍去),
∴CF的长为6−3 3.
【解析】(1)由正方形的性质得AD=BC,∠ADC=∠BCD=90°,因为点E是DF的中点,所以CE=DE=FE,则∠EDC=∠ECD,即可推导出∠ADE=∠BCE,进而证明△ADE≌△BCE,得AE=BE;
(2)由旋转得C′E=CE,则C′E=DE=FE,所以∠EC′D=∠EDC′,∠EC′F=∠EFC′,则∠DC′F=∠EC′D+∠EC′F=∠EDC′+∠EFC′=90°,所以∠BC′F=90°,再证明∠C′FB=∠C′BF=45°,则BC′=FC′,所以△BFC′是等腰直角三角形;
(3)延长CE交AD于点H,则∠DEH=∠CEF,而∠AED=∠BEC,所以∠AEH=∠BEF,由∠FEC′=∠EC′D+∠EDC′=2∠EDC′,∠FEC=∠ECD+∠EDC=2∠EDC,得∠C′EC=2(∠EDC′+∠EDC)=2∠CDC′=90°,则∠C′EH=90°,而∠AEC′=45°,所以∠AEH=∠BEF=45°,可证明△BFE∽△DFB,得EFBF=BFDF,则BF2=12DF2,由BD= 2DC=3 2,求得BC=DC=3,则BF=3−CF,DF2=CF2+9,于是得(3−CF)2=12(CF2+9),即可求得CF的长为6−3 3.
此题重点考查正方形的性质、直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半、全等三角形的判定与性质、三角形的一个外角等于与它不相邻的两个内角的和、相似三角形的判定与性质、勾股定理等知识,此题综合性强,难度较大,属于考试压轴题.
25.【答案】16 16 CD//AB
【解析】解:【感知】∵A(4,8),AD⊥y轴,
∴AD=4,OD=8,
∴S△ADC=12×4×8=16,
∵B(−8,−4),BC⊥x轴,
∴BC=4,OC=8,
∴S△BDC=12×4×8=16,
∵C(−8,0),D(0,8),
∴直线CD的解析式为y=x+8,
设直线AB的解析式为y=k′x+b,
∴4k′+b=8−8k′+b=−4,
解得k′=1b=4,
∴直线AB的解析式为y=x+4,
∴CD//AB,
故答案为:16,16,CD//AB;
【探究】①设A(m,km),B(n,kn),
∵AD⊥y轴,
∴D(0,km),
∵BC⊥x轴,
∴C(n,0),
∴S△ADC=12×(−m)×km=−12k,S△BDC=12×(−n)×kn=−12k,
∴△ADC与△BDC面积相等;
②设A(m,km),B(n,kn),
设直线AB的解析式y=tx+b′,
∴tm+b′=kmtn+b′=kn,
解得t=−k mnb′=k(m+n)mn,
∴直线AB的解析式为y=−kmnx+k(m+n)mn,
∵C(n,0),D(0,km),
∴直线CD的解析式为y=−kmnx+knmn,
∴CD//AB;
【运用】连接AC,BD,
∵点A在反比例函数上,
∴2m=20,
解得m=10,
∴A(2,10),
设B(x,20x),
∴S△ACD=12×10×2=10,S△ABC=12×(−x)×(10−20x),
∵四边形ABCD的面积为45,
∴10+12(−x)(10−20x)=45,
解得x=−5,
∴B(−5,−4);
【拓展】设C(t,kt),B(s,ks),
过点C作CM⊥y轴交于M点,过点B作BN⊥y轴交于N点,过点A作AH⊥y轴交于H点,
∴CM//BN//AH,
∴CDBD=CMBN,
∵DC=27BC,
∴CDBD=CMBN=29=−t−s,
∴s=92t,
∴B(92t,2k9t),
∵点A与点B关于原点对称,
∴A(−92t,−2k9t),
∵CM//HA,
∴CEAE=CMAH=−t−92t=29,
∴CECA=211.
【感知】S△ADC=12×AD×OD=16,S△BDC=12×BC×OC=16,分别求出直线CD和直线AB的解析式,由k值相等可判断AB与CD平行;
【探究】①设A(m,km),B(n,kn),则S△ADC=12×(−m)×km=−12k,S△BDC=12×(−n)×kn=−12k,由此可得△ADC与△BDC面积相等;
②设A(m,km),B(n,kn),分别求出直线CD和直线AB的解析式,由k值相等可判断AB与CD平行;
【运用】连接AC,BD,求出A(2,10),设B(x,20x),再求S△ACD=12×10×2=10,S△ABC=12×(−x)×(10−20x),根据四边形ABCD的面积为10+12(−x)(10−20x)=45,求出x的值即可求B点坐标;
【拓展】设C(t,kt),B(s,ks),过点C作CM⊥y轴交于M点,过点B作BN⊥y轴交于N点,过点A作AH⊥y轴交于H点,则CM//BN//AH,根据平行线分线段成比例可得CDBD=CMBN=29=−t−s,则B(92t,2k9t),再由点A与点B关于原点对称,求出A(−92t,−2k9t),再根据CM//HA,求出CECA=211.
本题考查反比例函数的图象及性质,熟练掌握反比例函数的图象及性质,平行线的性质和判定方法是解题的关键.
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