湖北省各地市2023中考数学真题分类汇编03解答题（较难题）知识点分类②

这是一份湖北省各地市2023中考数学真题分类汇编03解答题（较难题）知识点分类②，共46页。试卷主要包含了试探究，，准线方程为l，【问题呈现】等内容，欢迎下载使用。

1．（2023•鄂州）如图1，在平面直角坐标系中，直线l⊥y轴，交y轴的正半轴于点A，且OA＝2，点B是y轴右侧直线l上的一动点，连接OB．
（1）请直接写出点A的坐标；
（2）如图2，若动点B满足∠ABO＝30°，点C为AB的中点，D点为线段OB上一动点，连接CD．在平面内，将△BCD沿CD翻折，点B的对应点为点P，CP与OB相交于点Q，当CP⊥AB 时，求线段DQ的长；
（3）如图3，若动点B满足＝2，EF为△OAB的中位线，将△BEF绕点B在平面内逆时针旋转，当点O、E、F三点共线时，求直线EB与x轴交点的坐标；
（4）如图4，OC平分∠AOB交AB于点C，AD⊥OB于点D，交OC于点E，AF为△AEC的一条中线．设△ACF，△ODE，△OAC的周长分别为C1，C2，C3．试探究：在B点的运动过程中，当＝时，请直接写出点B的坐标．
二．二次函数综合题（共5小题）
2．（2023•随州）如图1，平面直角坐标系xOy中，抛物线y＝ax2+bx+c过点A（﹣1，0），B（2，0）和C（0，2），连接BC，点P（m，n）（m＞0）为抛物线上一动点，过点P作PN⊥x轴交直线BC于点M，交x轴于点N．
（1）直接写出抛物线和直线BC的解析式；
（2）如图2，连接OM，当△OCM为等腰三角形时，求m的值；
（3）当P点在运动过程中，在y轴上是否存在点Q，使得以O，P，Q为顶点的三角形与以B，C，N为顶点的三角形相似（其中点P与点C相对应），若存在，直接写出点P和点Q的坐标；若不存在，请说明理由．
3．（2023•十堰）已知抛物线y＝ax2+bx+8过点B（4，8）和点C（8，4），与y轴交于点A．
（1）求抛物线的解析式；
（2）如图1，连接AB，BC，点D在线段AB上（与点A，B不重合），点F是OA的中点，连接FD，过点D作DE⊥FD交BC于点E，连接EF，当△DEF面积是△ADF面积的3倍时，求点D的坐标；
（3）如图2，点P是抛物线上对称轴右侧的点，H（m，0）是x轴正半轴上的动点，若线段OB上存在点G（与点O，B不重合），使得∠GBP＝∠HGP＝∠BOH，求m的取值范围．
4．（2023•鄂州）某数学兴趣小组运用《几何画板》软件探究y＝ax2（a＞0）型抛物线图象．发现：如图1所示，该类型图象上任意一点P到定点F（0，）的距离PF，始终等于它到定直线l：y＝﹣的距离PN（该结论不需要证明）．他们称：定点F为图象的焦点，定直线l为图象的准线，y＝﹣叫做抛物线的准线方程．准线l与y轴的交点为H．其中原点O为FH的中点，FH＝2OF＝．例如，抛物线y＝2x2，其焦点坐标为F（0，），准线方程为l：y＝﹣，其中PF＝PN，FH＝2OF＝．
【基础训练】
（1）请分别直接写出抛物线y＝x2的焦点坐标和准线l的方程： ， ；
【技能训练】
（2）如图2，已知抛物线y＝x2上一点P（x0，y0）（x0＞0）到焦点F的距离是它到x轴距离的3倍，求点P的坐标；
【能力提升】
（3）如图3，已知抛物线y＝x2的焦点为F，准线方程为l．直线m：y＝x﹣3交y轴于点C，抛物线上动点P到x轴的距离为d1，到直线m的距离为d2，请直接写出d1+d2的最小值；
【拓展延伸】
该兴趣小组继续探究还发现：若将抛物线y＝ax2（a＞0）平移至y＝a（x﹣h）2+k（a＞0）．抛物线y＝a（x﹣h）2+k（a＞0）内有一定点F（h，k+），直线l过点M（h，k﹣）且与x轴平行．当动点P在该抛物线上运动时，点P到直线l的距离PP1始终等于点P到点F的距离（该结论不需要证明）．例如：抛物线y＝2（x﹣1）2+3上的动点P到点F（1，）的距离等于点P到直线l：y＝的距离．
请阅读上面的材料，探究下题：
（4）如图4，点D（﹣1，）是第二象限内一定点，点P是抛物线y＝x2﹣1上一动点．当PO+PD取最小值时，请求出△POD的面积．
5．（2023•湖北）已知抛物线与x轴交于A，B（4，0）两点，与y轴交于点C（0，2）．点P为第一象限抛物线上的点，连接CA，CB，PB，PC．
（1）直接写出结果；b＝ ，c＝ ，点A的坐标为 ，tan∠ABC＝ ；
（2）如图1，当∠PCB＝2∠OCA时，求点P的坐标；
（3）如图2，点D在y轴负半轴上，OD＝OB，点Q为抛物线上一点，∠QBD＝90°．点E，F分别为△BDQ的边DQ，DB上的动点，且QE＝DF，记BE+QF的最小值为m．
①求m的值；
②设△PCB的面积为S，若，请直接写出k的取值范围．
6．（2023•宜昌）如图，已知A（0，2），B（2，0）．点E位于第二象限且在直线y＝﹣2x上，∠EOD＝90°，OD＝OE，连接AB，DE，AE，DB．
（1）直接判断△AOB的形状：△AOB是 三角形；
（2）求证：△AOE≌△BOD；
（3）直线EA交x轴于点C（t，0），t＞2．将经过B，C两点的抛物线y1＝ax2+bx﹣4向左平移2个单位，得到抛物线y2．
①若直线EA与抛物线y1有唯一交点，求t的值；
②若抛物线y2的顶点P在直线EA上，求t的值；
③将抛物线y2再向下平移个单位，得到抛物线y3．若点D在抛物线y3上，求点D的坐标．
三．四边形综合题（共1小题）
7．（2023•十堰）过正方形ABCD的顶点D作直线DP，点C关于直线DP的对称点为点E，连接AE，直线AE交直线DP于点F．
（1）如图1，若∠CDP＝25°，则∠DAF＝ ；
（2）如图1，请探究线段CD，EF，AF之间的数量关系，并证明你的结论；
（3）在DP绕点D转动的过程中，设AF＝a，EF＝b，请直接用含a，b的式子表示DF的长．
四．圆的综合题（共2小题）
8．（2023•宜昌）如图1，已知AB是⊙O的直径，PB是⊙O的切线，PA交⊙O于点C，AB＝4，PB＝3．
（1）填空：∠PBA的度数是 ，PA的长为 ；
（2）求△ABC的面积；
（3）如图2，CD⊥AB，垂足为D．E是上一点，AE＝5EC．延长AE，与DC，BP的延长线分别交于点F，G，求的值．
9．（2023•黄石）如图，AB为⊙O的直径，DA和⊙O相交于点F，AC平分∠DAB，点C在⊙O上，且CD⊥DA，AC交BF于点P．
（1）求证：CD是⊙O的切线；
（2）求证：AC•PC＝BC2；
（3）已知BC2＝3FP•DC，求的值．
五．几何变换综合题（共1小题）
10．（2023•湖北）【问题呈现】
△CAB和△CDE都是直角三角形，∠ACB＝∠DCE＝90°，CB＝mCA，CE＝mCD，连接AD，BE，探究AD，BE的位置关系．
【问题探究】
（1）如图1，当m＝1时，直接写出AD，BE的位置关系： ．
（2）如图2，当m≠1时，（1）中的结论是否成立？若成立，给出证明；若不成立，说明理由．
【拓展应用】
（3）当m＝，AB＝4，DE＝4时，将△CDE绕点C旋转，使A，D，E三点恰好在同一直线上，求BE的长．
六．相似形综合题（共2小题）
11．（2023•武汉）问题提出 如图（1），E是菱形ABCD边BC上一点，△AEF是等腰三角形，AE＝EF，∠AEF＝∠ABC＝α （α≥90°），AF交CD于点G，探究∠GCF与α的数量关系．
问题探究 （1）先将问题特殊化，如图（2），当α＝90°时，直接写出∠GCF的大小；
（2）再探究一般情形，如图（1），求∠GCF与α的数量关系．
问题拓展 将图（1）特殊化，如图（3），当α＝120°时，若，求的值．
12．（2023•宜昌）如图，在正方形ABCD中，E，F分别是边AD，AB上的点，连接CE，EF，CF．
（1）若正方形ABCD的边长为2，E是AD的中点．
①如图1，当∠FEC＝90°时，求证：△AEF∽△DCE；
②如图2，当tan∠FCE＝时，求AF的长；
（2）如图3，延长CF，DA交于点G，当GE＝DE，sin∠FCE＝时，求证：AE＝AF．
湖北省各地市2023-中考数学真题分类汇编-03解答题（较难题）知识点分类②
参考答案与试题解析
一．一次函数综合题（共1小题）
1．（2023•鄂州）如图1，在平面直角坐标系中，直线l⊥y轴，交y轴的正半轴于点A，且OA＝2，点B是y轴右侧直线l上的一动点，连接OB．
（1）请直接写出点A的坐标；
（2）如图2，若动点B满足∠ABO＝30°，点C为AB的中点，D点为线段OB上一动点，连接CD．在平面内，将△BCD沿CD翻折，点B的对应点为点P，CP与OB相交于点Q，当CP⊥AB 时，求线段DQ的长；
（3）如图3，若动点B满足＝2，EF为△OAB的中位线，将△BEF绕点B在平面内逆时针旋转，当点O、E、F三点共线时，求直线EB与x轴交点的坐标；
（4）如图4，OC平分∠AOB交AB于点C，AD⊥OB于点D，交OC于点E，AF为△AEC的一条中线．设△ACF，△ODE，△OAC的周长分别为C1，C2，C3．试探究：在B点的运动过程中，当＝时，请直接写出点B的坐标．
【答案】（1）（0，2）；
（2）﹣1；
（3）（4，0）或（，0）；
（4）（，2）．
【解答】解：（1）∵OA＝2，点A位于y轴的正半轴，
∴点A坐标为（0，2），
（2）∵∠ABO＝30°，直线∥y轴，OA＝2，
∴OB＝＝4，AB＝OB•cs∠ABO＝4•cs30°＝2，
∵点C为AB的中点，
∴BC＝，
又∵CP⊥AB，
∴QB＝＝2，
由折叠可知：∠PCD＝∠BCD，
∠PCD＝∠BCD＝45°，
如图2，过点D作DH⊥AB，
∴CH＝＝＝DH，BH＝＝DH，
∴BC＝BH+CH＝DH+DH，即DH+DH＝，
∴DH＝，
∴DB＝＝＝3﹣，
∴DQ＝BQ﹣BD＝2﹣（3﹣）＝﹣1，
（3）∵＝2，OA＝2，
∴AB＝4，
又∵EF为△OAB的中位线，
∴BE＝2，EF＝1，EF∥OA，
∴∠BEF＝90°，
I．如图，将△BEF绕点B在平面内逆时针旋转90°，到如图所示位置时
∵BE⊥l，直线l⊥y轴，
∴BE∥OA，
又∵BE＝OA＝2，
∴四边形OABE是矩形，
∴点E、F恰好落在x轴，OE＝AB＝4，
此时直线EB与x轴交点的坐标为（4，0），
II．如图3，将△BEF绕点B在平面内逆时针旋转到点O、E、F三点共线时，如图所示位置时
延长EB交x轴于点K，
∵∠BEF＝∠OAB＝90°，BE＝OA＝2，OB＝OB，
∴Rt△OAB≌Rt△BEO（HL），
∴∠ABO＝∠BOE，OE＝AB＝4，
∴OR＝RB，AR＝AB﹣RB＝4﹣RB，
在Rt△OAR中，OA2+AR2＝OR2，即：22+（4﹣RB）2＝RB2．
解得：RB＝，
∴AR＝，
∴cs∠ARO＝，
∵直线l⊥y轴，
直线l∥x轴，
∴∠ARO＝∠EOK，
在Rt△OEK中，OK＝，
∴OK＝＝＝，
∴此时直线EB与x轴交点的坐标为（，0），
综上所述：将△BEF绕点B在平面内逆时针旋转，当点O、E、F三点共线时，直线EB与轴交点的坐标为（4，0）或（，0）；
（4）∵直线l⊥y轴，AD⊥OB于点D，
∴∠AOC+∠ACO＝90°，∠EOD+∠OED＝90°，
又∵OC平分∠AOB交AB于点C，即：∠AOC＝∠DOE，
∴∠ACO＝∠OED．
又∵∠AEC＝∠OED，
∴∠AEC＝∠ACO．
∴AE＝AC，
∵AF为△AEC的一条中线．
∴AF⊥EC，即：∠AFC＝90°，
∵∠ACO＝∠OED＝∠ACO，∠OAC＝∠ODE＝∠AFC＝90°，
∴△OAC∽△ODE∽△AFC，
∴设△ACF，△ODE，△OAC的周长分别为C1，C2，C3．
∴，，
∵，
∴，
∴2AF+OD＝OA＝，
∴2AF＝﹣OD，
延长AF交OB于H点，如图4，
∵∠ACO＝∠OED，AFO＝∠HFO＝90°，OF＝OF，
∴△AFO≌△HFO（ASA），
∴OH＝OA＝2，AF＝FH，
∴AH＝2AF＝﹣OD，DH＝OH﹣OD＝2﹣OD，
∵AD2＝OA2﹣OD2，AD2＝AH2﹣DH2，
∴22﹣OD2＝（﹣OD）2﹣（2﹣OD）2，
解得：OD1＝﹣（不合题意，舍去），OD2＝，
∴AD＝＝，
∴tan∠AOD＝＝，
∴AB＝OA•tan∠AOB＝，
所以点B坐标为（，2）．
二．二次函数综合题（共5小题）
2．（2023•随州）如图1，平面直角坐标系xOy中，抛物线y＝ax2+bx+c过点A（﹣1，0），B（2，0）和C（0，2），连接BC，点P（m，n）（m＞0）为抛物线上一动点，过点P作PN⊥x轴交直线BC于点M，交x轴于点N．
（1）直接写出抛物线和直线BC的解析式；
（2）如图2，连接OM，当△OCM为等腰三角形时，求m的值；
（3）当P点在运动过程中，在y轴上是否存在点Q，使得以O，P，Q为顶点的三角形与以B，C，N为顶点的三角形相似（其中点P与点C相对应），若存在，直接写出点P和点Q的坐标；若不存在，请说明理由．
【答案】（1）抛物线解析式：y＝﹣x2+x+2，直线BC：y＝﹣x+2．
（2）m＝1或m＝或m＝2．
（3）P（），Q（0， ）或P（），Q（0.）或P（），Q（0，1）或P（1+），Q（0，﹣2）．
【解答】解：（1）∵抛物线y＝ax2+bx+c过点A（﹣1，0），B（2，0），
∴抛物线的表达式为y＝a（x+1）（x﹣2），
将点C（0，2）代入得，2＝﹣2a，
∴a＝﹣1，
∴抛物线的表达式为y＝﹣（x+1）（x﹣2），即y＝﹣x2+x+2．
设直线BC的表达式为y＝kx+t，
将B（2，0），C（0，2）代入得，
，
解得，
∴直线BC的表达式为y＝﹣x+2．
（2）∵点M在直线BC上，且P（m，n），
∴点M的坐标为（m，﹣m+2），
∴OC＝2
∴CM2＝（m﹣0）2+（﹣m+2﹣2）2＝2m2，OM2＝m2+（﹣m+2）2＝2m2﹣4m+4，
当△OCM为等腰三角形时，
①若CM＝OM，则CM2＝OM2，
即2m2＝2m2﹣4m+4，
解得m＝1；
②若CM＝OC，则CM2＝OC2，
即2m2＝4，
解得或m＝﹣（舍去）；
③若OM＝OC，则OM2＝OC2，
即2m2﹣4m+4＝4，
解得m＝2或m＝0（舍去）．
综上，m＝1或m＝或m＝2．
（3）∵点P与点C相对应，
∴△POQ∽△CBN或△POQ∽△CNB，
①若点P在点B的左侧，
则，
当△POQ∽△CBN，即∠POQ＝45°时，
直线OP的表达式为y＝x，
∴﹣m2+m+2＝m，
解得或m＝﹣（舍去），
∴，即OP＝2，
∴，即，
解得OQ＝，
∴，
当△POQ∽△CNB，即∠PQO＝45°时，
，
∴，即，
解得m＝1±（舍去）．
当△POQ∽△CNB，即∠PQO＝45°时，
PQ＝，OQ＝m﹣（﹣m2+m+2）＝m2﹣2，
∴，即，
解得m＝，（负值舍去），
∴P（），Q（0.）．
②若点P在点B的右侧，
则∠CBN＝135°，BN＝m﹣2，
当△POQ∽△CBN，即∠POQ＝135°时，
直线OP的表达式为y＝﹣x，
∴﹣m2+m+2＝﹣m，
解得m＝1+或m＝1﹣（舍去），
∴，
∴，即，
解得OQ＝1，
∴，
当△POQ∽△CNB，即∠PQO＝135°时，
PQ＝，OQ＝|﹣m2+m+2+m|＝m2﹣2m﹣2，
∴，即，
解得m＝1+或m＝1﹣（舍去），
∴，
综上，P（），Q（0， ）或P（），Q（0.）或P（），Q（0，1）或P（1+），Q（0，﹣2）．
3．（2023•十堰）已知抛物线y＝ax2+bx+8过点B（4，8）和点C（8，4），与y轴交于点A．
（1）求抛物线的解析式；
（2）如图1，连接AB，BC，点D在线段AB上（与点A，B不重合），点F是OA的中点，连接FD，过点D作DE⊥FD交BC于点E，连接EF，当△DEF面积是△ADF面积的3倍时，求点D的坐标；
（3）如图2，点P是抛物线上对称轴右侧的点，H（m，0）是x轴正半轴上的动点，若线段OB上存在点G（与点O，B不重合），使得∠GBP＝∠HGP＝∠BOH，求m的取值范围．
【答案】（1）y＝﹣x2+x+8；
（2）D（6﹣2，8）；
（3）0＜m≤．
【解答】解：（1）∵抛物线y＝ax2+bx+8过点B（4，8）和点C（8，4），
∴，
解得：，
∴抛物线的解析式为y＝﹣x2+x+8；
（2）∵抛物线y＝﹣x2+x+8与y轴交于点A，
当x＝0时，y＝8，
∴A（0，8），则OA＝8，
∵B（4，8），
∴AB∥x轴，AB＝4，
∵点F是OA的中点，
∴F（0，4），
∴AB＝AF＝4，
设直线BC的解析式为y＝kx+b，
∵B（4，8），C（8，4），
∴，
解得：，
∴直线BC的解析式为y＝﹣x+12，
设E（m，﹣m+12）（4＜m＜8），
如图1，过点E作EG⊥AB交AB的延长线于G，
则∠G＝90°，
∴G（m，8），
∴GE＝8﹣（﹣m+12）＝m﹣4，BG＝m﹣4，
∴BG＝GE，
∴△BGE是等腰直角三角形，
设D（t，8），则AD＝t，DG＝m﹣t，
∵DE⊥FD，
∴∠FDE＝90°，
∵∠FAD＝∠G＝∠FDE＝90°，
∴∠AFD＝90°﹣∠ADF＝∠GDE，
∴△AFD∽△GDE，
∴＝，即＝，
∴t（m﹣t）＝4（m﹣4），
即（t﹣4）m＝（t﹣4）（t+4），
∵m＞4，
∴m＝t+4，
即m﹣t＝4，
∴DG＝AF，
∴△AFD≌△GDE（ASA），
∴DF＝DE，
又∵DE⊥DF，
∴△DEF是等腰直角三角形，
∴S△DEF＝DF2，
∵S△ADF＝AD•AF，
当△DEF面积是△ADF面积的3倍时，
即DF2＝3×AD•AF，
∴DF2＝12AD，
在Rt△ADF中，DF2＝AD2+AF2＝t2+42，
∴AD2+AF2＝12AD，
∴t2+42＝12t，
解得：t＝6﹣2或t＝2+6（舍去），
∴D（6﹣2，8）；
（3）∵∠GBP＝∠HGP＝∠BOH，
又∠OGH+∠HGP＝∠GBP+∠BPG，
∴∠OGH＝∠BPG，
∴△OGH∽△BPG，
∴＝，
设BP交x轴于点S，过点B作BT⊥x轴于点T，如图2，
∵∠GBP＝∠BOH，
∴SB＝SO，
∵OT＝4，BT＝8，
∴OB＝＝4，
设BS＝k，则TS＝k﹣4，
在Rt△TBS中，SB2＝ST2+BT2，
∴k2＝（k﹣4）2+82，
解得：k＝10，
∴S（10，0），
设直线BS的解析式为y＝ex+f，则，
解得：，
∴直线BS的解析式为y＝﹣x+，
联立，
解得：或，
∴P（，﹣），
∴PB＝＝，
∵＝，
设OG＝n，则BG＝OB﹣OG＝4﹣n，
∴＝，
整理得：m＝﹣＝﹣n2+n＝﹣（n﹣2）2+，
∵点G在线段OB上（与点O，B不重合），
∴0＜OG＜4，
∴0＜n＜4，
∴当n＝2时，m取得的最大值为，
∴0＜m≤．
4．（2023•鄂州）某数学兴趣小组运用《几何画板》软件探究y＝ax2（a＞0）型抛物线图象．发现：如图1所示，该类型图象上任意一点P到定点F（0，）的距离PF，始终等于它到定直线l：y＝﹣的距离PN（该结论不需要证明）．他们称：定点F为图象的焦点，定直线l为图象的准线，y＝﹣叫做抛物线的准线方程．准线l与y轴的交点为H．其中原点O为FH的中点，FH＝2OF＝．例如，抛物线y＝2x2，其焦点坐标为F（0，），准线方程为l：y＝﹣，其中PF＝PN，FH＝2OF＝．
【基础训练】
（1）请分别直接写出抛物线y＝x2的焦点坐标和准线l的方程： （0，1） ， y＝﹣1 ；
【技能训练】
（2）如图2，已知抛物线y＝x2上一点P（x0，y0）（x0＞0）到焦点F的距离是它到x轴距离的3倍，求点P的坐标；
【能力提升】
（3）如图3，已知抛物线y＝x2的焦点为F，准线方程为l．直线m：y＝x﹣3交y轴于点C，抛物线上动点P到x轴的距离为d1，到直线m的距离为d2，请直接写出d1+d2的最小值；
【拓展延伸】
该兴趣小组继续探究还发现：若将抛物线y＝ax2（a＞0）平移至y＝a（x﹣h）2+k（a＞0）．抛物线y＝a（x﹣h）2+k（a＞0）内有一定点F（h，k+），直线l过点M（h，k﹣）且与x轴平行．当动点P在该抛物线上运动时，点P到直线l的距离PP1始终等于点P到点F的距离（该结论不需要证明）．例如：抛物线y＝2（x﹣1）2+3上的动点P到点F（1，）的距离等于点P到直线l：y＝的距离．
请阅读上面的材料，探究下题：
（4）如图4，点D（﹣1，）是第二象限内一定点，点P是抛物线y＝x2﹣1上一动点．当PO+PD取最小值时，请求出△POD的面积．
【答案】（1）（0，1），y＝﹣1；
（2）（，）；
（3）﹣1；
（4）．
【解答】解：（1）∵抛物线y＝x2中a＝，
∴＝1，﹣＝﹣1，
∴抛物线y＝x2的焦点坐标为F（0，1），准线l的方程为y＝﹣1，
故答案为：（0，1），y＝﹣1；
（2）由（1）知抛物线y＝x2的焦点F的坐标为（0，1），
∵点P（x0，y0）到焦点F的距离是它到x轴距离的3倍，
∴＝3y0，整理得：＝8+2y0﹣1，
又∵y0＝，
∴4＝8+2y0﹣1，
解得：y0＝或y0＝﹣（舍去），
∴x0＝，
∴点P的坐标为（，）；
（3）过点P作PE⊥直线m交于点E，过点P作PG⊥准线l交于点G，结合题意和（1）中结论可知PG＝PF＝d1+1，PE＝d2，如图：
若使得d1+d2取最小值，即PF+PE﹣1的值最小，故当F，P，E三点共线时，PF+PE﹣1＝EF﹣1，即此刻d1+d2的值最小；
∵直线PE与直线m垂直，故设直线PE的解析式为y＝﹣2x+b，
将F（0，1）代入解得：b＝1，
∴直线PE的解析式为y＝﹣2x+1，
∵点E是直线PE和直线m的交点，
令﹣2x+1＝x﹣3，解得：x＝，
故点E的坐标为（，﹣），
∴d1+d2＝﹣1．
即d1+d2的最小值为﹣1．
（4）∵抛物线y＝x2﹣1中a＝，
∴＝1，﹣＝﹣1，
∴抛物线y＝x2﹣1的焦点坐标为（0，0），准线l的方程为y＝﹣2，
过点P作PG⊥准线l交于点G，结合题意和（1）中结论可知PG＝PF，则PO+PD＝PG+PD，如图：
若使得PO+PD取最小值，即PG+PD的值最小，故当D，P，G三点共线时，PO+PD＝PG+PD＝DG，即此刻PO+PD的值最小；如图：
∵点D的坐标为（﹣1，），DG⊥准线l，
∴点P的横坐标为﹣1，代入y＝x2﹣1解得y＝﹣，
即P（﹣1，﹣），OP＝+＝，
则△OPD的面积为××1＝．
5．（2023•湖北）已知抛物线与x轴交于A，B（4，0）两点，与y轴交于点C（0，2）．点P为第一象限抛物线上的点，连接CA，CB，PB，PC．
（1）直接写出结果；b＝ ，c＝ 2 ，点A的坐标为 （﹣1，0） ，tan∠ABC＝ ；
（2）如图1，当∠PCB＝2∠OCA时，求点P的坐标；
（3）如图2，点D在y轴负半轴上，OD＝OB，点Q为抛物线上一点，∠QBD＝90°．点E，F分别为△BDQ的边DQ，DB上的动点，且QE＝DF，记BE+QF的最小值为m．
①求m的值；
②设△PCB的面积为S，若，请直接写出k的取值范围．
【答案】（1），2，（﹣1，0），；
（2）（2，3）；
（3）①；②13≤k＜17．
【解答】解：（1）∵抛物线 经过点B（4，0），C（0，2），
∴，
解得：，
∴抛物线解析式为：，
∵抛物线 与x轴交于A、B（4，0）两点，
∴y＝0时，，解得：x1＝﹣1，x2＝4，
∴A（﹣1，0），
∴OB＝4，OC＝2，
在 Rt△COB 中，．
故答案为：，2，（﹣1，0），；
（2）过点C作CD∥x轴，交BP于点D，过点P作 PE∥x 轴，交y轴于点E，
∵AO＝1，OC＝2，OB＝4，
∴，
由（1）可得，，即 tan∠OCA＝tan∠ABC，
∴∠OCA＝∠ABC，
∵∠PCB＝2∠OCA，
∴∠PCB＝2∠ABC，
∵CD∥x轴，EP∥x 轴，
∴∠ACB＝∠DCB，∠EPC＝∠PCD，
∴∠EPC＝ABC，
又∵∠PEC＝∠BOC＝90°
∴△PEC∽△BOC，
∴，
设点P坐标为 ，则 EP＝t，，
∴，
解得：t＝0 （舍），t＝2，
∴点P坐标为（2，3）；
（3）①如图2，作DH⊥DQ，且使 DH＝BQ，连接FH，
∵∠BQD+∠BDQ＝90°，∠HDF+∠BDQ＝90°，
∴∠BQD＝∠HDF，
∵QE＝DF，DH＝BQ，
∴△BQE≌△HDF（SAS），
∴BE＝FH，
∴BE+QF＝FH+QF≥QH，
∴Q，F，H共线时，BE+QF的值最小．作QG⊥AB于点G，
∵OB＝OD，∠BOD＝90°，
∴∠OBD＝45°，
∵∠QBD＝90°，
∴∠QBG＝45°，
∴QG＝BG．设G（n，0），则 ，
∴，
解得 n＝1 或 n＝4 （舍去），
∴Q（1，3），
∴QG＝BG＝4﹣1＝3，
∴，
∴m＝QH＝＝2；
②如图3，作PT∥y轴，交BC于点T，
∵BC解析式为 ，
设，，
则 ，
∵点P在第一象限，
∴0＜S≤4，
∴，
∴0＜17﹣k≤4，
∴13≤k＜17．
6．（2023•宜昌）如图，已知A（0，2），B（2，0）．点E位于第二象限且在直线y＝﹣2x上，∠EOD＝90°，OD＝OE，连接AB，DE，AE，DB．
（1）直接判断△AOB的形状：△AOB是 等腰直角 三角形；
（2）求证：△AOE≌△BOD；
（3）直线EA交x轴于点C（t，0），t＞2．将经过B，C两点的抛物线y1＝ax2+bx﹣4向左平移2个单位，得到抛物线y2．
①若直线EA与抛物线y1有唯一交点，求t的值；
②若抛物线y2的顶点P在直线EA上，求t的值；
③将抛物线y2再向下平移个单位，得到抛物线y3．若点D在抛物线y3上，求点D的坐标．
【答案】（1）等腰直角三角形；
（2）见解析；
（3）①t＝3；②t＝6；③D（，）．
【解答】（1）解：∵A（0，2），B（2，0），
∴OA＝OB＝2，∠AOB＝90°，
∴△AOB是等腰直角三角形，
故答案为：等腰直角；
（2）证明：∵∠EOD＝90°，∠AOB＝90°，
∴∠AOB﹣∠AOD＝∠DOE﹣∠AOD，
∴∠AOE＝∠BOD，
∵AO＝OB，OD＝OE，
∴△AOE≌△BOD（SAS）；
（3）解：①设直线AC的解析式为y＝kx+b，
∵A（0，2），C（t，0），
∴，
∴
∴yAC＝﹣x+2，
将C（t，0），B（2，0）代入抛物线，
得，，解得，
∴，
∵直线 与抛物线有唯一交点，
∴联立解析式组成方程组解得 x2﹣（t+3）x+3t＝0，
∴Δ＝（t+3）2﹣4×3t＝（t﹣3）2＝0，
∴t＝3；
②∵抛物线 向左平移2个单位得到 y2，
∴抛物线，
∴抛物线y2的顶点 ，
将顶点代入t2﹣6t＝0，解得t1＝0，t2＝6，
∵t＞2，
∴t＝6；
③过点E作EM⊥x轴，垂足为M，过点D作DN⊥x轴，垂足为N．
∴∠EMO＝∠OND＝90°，
∵∠DOE＝90°，
∴∠EOM+∠MEO＝∠EOM+∠NOD＝90°，
∴∠MEO＝∠NOD，
∵OD＝OE，
∴△ODN≌△EOM（AAS），
∴ON＝EM，DN＝OM，
∵OE的解析式为y＝﹣2x，
∴设EM＝2OM＝2m，
∴DN＝OM＝m，
∵EM⊥x轴，
∴OA∥EM，
∴△CAO∽△CEM，
∴OC：CM＝OA：EM，
∴，
∴，
∴，，
∴D（，），
∵抛物线y2再向下平移 个单位，得到抛物线y3，
∴抛物线，
∴D（，），代入抛物线，
∴3t2﹣19t+6＝0 解得t1＝，t2＝6，
由t＞2，得t＝6，
∴，
∴D（，）．
三．四边形综合题（共1小题）
7．（2023•十堰）过正方形ABCD的顶点D作直线DP，点C关于直线DP的对称点为点E，连接AE，直线AE交直线DP于点F．
（1）如图1，若∠CDP＝25°，则∠DAF＝ 20° ；
（2）如图1，请探究线段CD，EF，AF之间的数量关系，并证明你的结论；
（3）在DP绕点D转动的过程中，设AF＝a，EF＝b，请直接用含a，b的式子表示DF的长．
【答案】（1）20°；
（2）；
（3）或 或 ．
【解答】解：（1）如图，连接CE，DE，
∵点C关于直线DP的对称点为点E，
∴CD，ED关于DP对称，∠CDP＝∠EDP＝25°，CD＝ED，
∵四边形ABCD是正方形，
∴AD＝CD，
∴AD＝ED，
∴．
故答案为：20°；
（2）结论：．
理由：如图，连接DE，CE，AC，CF．
由轴对称知，CF＝EF，CD＝DE＝AD，∠DEF＝∠DCF，
而∠DEF＝∠DAF，
∴∠DAF＝∠DCF．
∵∠FAC+∠FCA＝∠FAC+∠DAF+∠DCA＝90°，
∴∠AFC＝180°﹣（∠FAC+∠FCA）＝90°，
在Rt△ACF中，AC2＝AF2+CF2＝AF2+EF2，
在Rt△ACD中，AD2+CD2＝AC2，
2CD2＝AF2+EF2，即；
（3）∵∠AFC＝90°，CF＝EF＝b，
∴，
∵，
∴．
如图，当点F在D，H之间时，，
如图，当点D在F，H之间时，，
如图，当点H在F，D之间时，．
四．圆的综合题（共2小题）
8．（2023•宜昌）如图1，已知AB是⊙O的直径，PB是⊙O的切线，PA交⊙O于点C，AB＝4，PB＝3．
（1）填空：∠PBA的度数是 90° ，PA的长为 5 ；
（2）求△ABC的面积；
（3）如图2，CD⊥AB，垂足为D．E是上一点，AE＝5EC．延长AE，与DC，BP的延长线分别交于点F，G，求的值．
【答案】（1）90°，5；
（2）；
（3）．
【解答】解：（1）∵AB是⊙O的直径，PB是⊙O的切线，
∴∠PBA的度数为90°，
∵AB＝4，PB＝3，
∴PA＝＝＝5，
故答案为：90°，5；
（2）∵AB是直径，
∴∠ACB＝90°，
∵S△ABP＝×AP•BC＝AB•BP，
∴BC＝，
∴AC＝＝＝，
∴S△ABC＝×AC•BC＝××＝；
（3）∵CD⊥AB，
∴∠ADC＝90°＝∠ACB，
∴∠ACD+∠BCD＝90°＝∠ABC+∠BCD，
∴∠ACD＝∠ABC，
∵四边形ABCE是圆的内接四边形，
∴∠ABC+∠AEC＝180°，
∵∠ACD+∠ACF＝180°，
∴∠AEC＝∠ACF，
又∵∠EAC＝∠FAC，
∴△EAC∽△CAF，
∴，
∵AE＝5EC，AC＝，
∴CF＝，
∵∠ADC＝90°＝∠ACB，∠BAC＝∠DAC，
∴△ADC∽△ACB，
∴＝，
∴AD＝＝，
∴CD＝，DB＝，
∴DF＝CD+CF＝＝AD，
∴△ADF是等腰直角三角形，
∴AF＝，
∴＝，
∴AE＝2，
∴EF＝AF﹣AE＝，
∵DF∥BG，
∴，
∴＝，
∴FG＝，
∴＝＝．
9．（2023•黄石）如图，AB为⊙O的直径，DA和⊙O相交于点F，AC平分∠DAB，点C在⊙O上，且CD⊥DA，AC交BF于点P．
（1）求证：CD是⊙O的切线；
（2）求证：AC•PC＝BC2；
（3）已知BC2＝3FP•DC，求的值．
【答案】（1）证明见解析；
（2）证明见解析；
（3）．
【解答】（1）证明：如图1，连接OC，
∵OA＝OC，
∴∠OAC＝∠OCA，
∵AC平分∠DAB，
∴∠DAC＝∠OAC，
∴∠DAC＝∠OCA，
∴DA∥OC，
∵CD⊥DA，
∴OC⊥CD，
∴CD是⊙O的切线；
（2）证明：∵AB为⊙O的直径，
∴∠ACB＝90°，
∵AC平分∠DAB，
∴∠DAC＝∠BAC，
∵∠DAC＝∠PBC，
∴∠BAC＝∠PBC，
又∵∠ACB＝∠BCP，
∴△ACB∽△BCP，
∴＝，
∴AC•PC＝BC2；
（3）解：如图2，过P作PE⊥AB于点E，
由（2）可知，AC•PC＝BC2，
∵BC2＝3FP•DC，
∴AC•PC＝3FP•DC，
∵CD⊥DA，
∴∠ADC＝90°，
∵AB为⊙O的直径，
∴∠BCP＝90°，
∴∠ADC＝∠BCP，
∵∠DAC＝∠CBP，
∴△ACD∽△BPC，
∴＝，
∴AC•PC＝BP•DC，
∴BP•DC＝3FP•DC，
∴BP＝3FP，
∵AB为⊙O的直径，
∴∠AFB＝90°，
∴PF⊥AD，
∵AC平分∠DAB，PE⊥AB，
∴PF＝PE，
∵＝＝，
∴＝＝＝．
五．几何变换综合题（共1小题）
10．（2023•湖北）【问题呈现】
△CAB和△CDE都是直角三角形，∠ACB＝∠DCE＝90°，CB＝mCA，CE＝mCD，连接AD，BE，探究AD，BE的位置关系．
【问题探究】
（1）如图1，当m＝1时，直接写出AD，BE的位置关系： AD⊥BE ．
（2）如图2，当m≠1时，（1）中的结论是否成立？若成立，给出证明；若不成立，说明理由．
【拓展应用】
（3）当m＝，AB＝4，DE＝4时，将△CDE绕点C旋转，使A，D，E三点恰好在同一直线上，求BE的长．
【答案】（1）BE⊥AD；
（2）成立，理由见解析过程；
（3）BE＝6或4．
【解答】解：（1）如图1，延长BE交AC于点H，交AD于N，
当m＝1时，DC＝CE，CB＝CA，
∵∠ACB＝∠DCE＝90°，
∴∠ACD＝∠BCE，
∴△ACD≌△BCE（SAS），
∴∠DAC＝∠CBE，
∵∠CAB+∠ABE+∠CBE＝90°，
∴∠CAB+∠ABE+∠DAC＝90°，
∴∠ANB＝90°，
∴AD⊥BE，
故答案为：AD⊥BE；
（2）（1）中的结论成立，理由如下：
如图2，延长BE交AC于点H，交AD于N，
∵∠ACB＝∠DCE＝90°，
∴∠ACD＝∠BCE，
又∵，
∴△DCA∽△ECB，
∴∠DAC＝∠CBE，
∵∠CAB+∠ABE+∠CBE＝90°，
∴∠CAB+∠ABE+∠DAC＝90°，
∴∠ANB＝90°，
∴AD⊥BE，
（3）如图3，当点E在线段AD上时，连接BE，
∵△DCA∽△ECB，
∴＝m＝，
∴BE＝AD＝（4+AE），
∵AD⊥BE，
∴AB2＝AE2+BE2，
∴112＝AE2+3（4+AE）2，
∴AE＝2或AE＝﹣8（舍去），
∴BE＝6，
当点D在线段AE上时，连接BE，
∵△DCA∽△ECB，
∴＝m＝，
∴BE＝AD＝（AE﹣4），
∵AD⊥BE，
∴AB2＝AE2+BE2，
∴112＝AE2+3（AE﹣4）2，
∴AE＝8或AE＝﹣2（舍去），
∴BE＝4，
综上所述：BE＝6或4．
六．相似形综合题（共2小题）
11．（2023•武汉）问题提出 如图（1），E是菱形ABCD边BC上一点，△AEF是等腰三角形，AE＝EF，∠AEF＝∠ABC＝α （α≥90°），AF交CD于点G，探究∠GCF与α的数量关系．
问题探究 （1）先将问题特殊化，如图（2），当α＝90°时，直接写出∠GCF的大小；
（2）再探究一般情形，如图（1），求∠GCF与α的数量关系．
问题拓展 将图（1）特殊化，如图（3），当α＝120°时，若，求的值．
【答案】问题探究（1）45°；
（2）∠GCF＝α﹣90°；
问题拓展：．
【解答】解：问题探究（1）如图（2）中，在BA上截取BJ，使得BJ＝BE．
∵四边形ABCD是正方形，
∴∠B＝∠BCD＝90°，BA＝BC，
∵BJ＝BE，
∴AJ＝EC，
∵∠AEC＝∠AEF+∠CEF＝∠BAE+∠B，∠AEF＝∠B＝90°，
∴∠CEF＝∠EAJ，
∵EA＝EF，
∴△EAJ≌△FEC（SAS），
∴∠AJE＝∠ECF，
∵∠BJE＝45°，
∴∠AJE＝180°﹣45°＝135°，
∴∠ECF＝135°，
∴∠GCF＝∠ECF﹣∠ECD＝135°﹣90°＝45°；
（2）结论：∠GCF＝α﹣90°；
理由：在AB上截取AN，使AN＝EC，连接NE．
∵∠ABC+∠BAE+∠AEB＝∠AEF+∠FEC+∠AEB＝180°，
∠ABC＝∠AEF，
∴∠EAN＝∠FEC．
∵AE＝EF，
∴△ANE≌△ECF（SAS）．
∴∠ANE＝∠ECF．
∵AB＝BC，
∴BN＝BE．
∵∠EBN＝α，
∴，
∴∠GCF＝∠ECF﹣∠BCD＝∠ANE﹣∠BCD＝；
问题拓展：过点A作CD的垂线交CD的延长线于点P，设菱形的边长为3m．
，
∴DG＝m，CG＝2m．
在Rt△ADP中，∠ADC＝∠ABC＝120°，
∴∠ADP＝60°，
∴m，，
∴α＝120°，
由（2）知，，
∵∠AGP＝∠FGC，
∴△APG∽△FCG．
∴，
∴＝，
∴，
由（2）知，，
∴．
∴．
12．（2023•宜昌）如图，在正方形ABCD中，E，F分别是边AD，AB上的点，连接CE，EF，CF．
（1）若正方形ABCD的边长为2，E是AD的中点．
①如图1，当∠FEC＝90°时，求证：△AEF∽△DCE；
②如图2，当tan∠FCE＝时，求AF的长；
（2）如图3，延长CF，DA交于点G，当GE＝DE，sin∠FCE＝时，求证：AE＝AF．
【答案】（1）①证明见解析部分；
②；
（2）证明见解析部分．
【解答】（1）①证明：如图1中，∵四边形ABCD是正方形，
∴∠A＝∠D＝90°，
∵∠CEF＝90°，
∴∠AEF+∠CED＝90°，∠ECD+∠CED＝90°，
∴∠AEF＝∠ECD，
∴△AEF∽△DCE；
②解：如图2中，延长DA交CF的延长线于点G，过点G作GH⊥CE交CE的延长线于点H．
∵∠H＝∠D＝90°，∠GEH＝∠CED，
∴△GEH∽△CED，
∴＝，
∵CD＝2，AE＝ED＝1，
∴GH＝2HE，
设EH＝m，GH＝2m．
∵CE＝＝＝，
∴CH＝m+，
∵tan∠ECF＝＝，
∴＝，
∴m＝，
∴EH＝，GH＝，
∴EG＝＝＝，
∴AG＝EG﹣AE＝﹣1＝，DG＝EG+DE＝+1＝，
∵AF∥CD，
∴＝，
∴＝，
∴AF＝；
（3）证明：如图3中，过点G作GH⊥CE交CE的延长线于点H．
设AD＝CD＝a，GE＝DE＝t，EH＝x，GH＝y，CE＝n，
∵∠H＝∠D＝90°，∠GEH＝∠CED，
∴△GEH∽△CED，
∴＝＝
∴＝＝，
∴x＝，y＝，
在Rt△CGH中，sin∠ECF＝＝，
∴CG＝3GH，CH＝2GH，
∴＝，
∴2y＝x+n，
∴2×＝+n，
∴2at＝t2+n2，
在Rt△CDE中，n2＝t2+a2，
∴2at＝2t2+a2，
∴a＝t，
∵AF∥CD，
∴＝，
∴＝，
∴AF＝＝a﹣＝a﹣t，
∵AE＝a﹣t，
∴AE＝AF．