2023-2024学年湖南省长沙市雨花区华益中学八年级(上)期末数学试卷(含详细答案解析)
展开1.在以下绿色食品、回收、节能、节水四个标志中,是轴对称图形的是( )
A. B. C. D.
2.清代诗人袁枚的一首诗《苔》中写到:“白日不到处,青春恰自来.苔花如米小,也学牡丹开.”若苔花的花粉直径约为0.0000084米,则数据0.0000084用科学记数法表示为( )
A. 8.4×10−5B. 8.4×10−6C. 8.4×10−7D. 8.4×106
3.下列各运算中,正确的运算是( )
A. 2+ 3= 5B. (2a)3=8a3
C. a8÷a4=a2D. (a−b)2=a2−b2
4.下列各式中是分式的是( )
A. x2B. x+yC. 5+yπD. 1m−1
5.下列二次根式中,是最简二次根式的是( )
A. 0.5B. 12C. 13D. 30
6.如图,屋顶钢架外框是等腰三角形,其中AB=AC,工人师傅在焊接立柱时,只用找到BC的中点D,这就可以说明竖梁AD垂直于横梁BC了,工人师傅这种操作方法的依据是( )
A. 等边对等角B. 等角对等边
C. 垂线段最短D. 等腰三角形“三线合一”
7.如图,在△ABC中,AB=AC,∠B=54∘,以点C为圆心,CA长为半径作弧交AB于点D,分别以点A和点D为圆心,大于12AD长为半径作弧,两弧相交于点E,作直线CE,交AB于点F,则∠ACF的度数是( )
A. 54∘
B. 36∘
C. 27∘
D. 18∘
8.满足下列条件的△ABC不是直角三角形的是( )
A. BC=1,AC=2,AB= 3B. BC:AC:AB=3:4:5
C. ∠A+∠B=∠CD. ∠A:∠B:∠C=3:4:5
9.如图,在▱ABCD中,BF平分∠ABC,交AD于点F,CE平分∠BCD交AD于点E,AB=6,BC=10,则EF长为( )
A. 1B. 2C. 3D. 4
10.大约在公元222年,赵爽为《周髀算经》一书作序时,介绍了“勾股圆方图”,亦称“赵爽弦图”(如图1),某数学兴趣小组类比“赵爽弦图”构造出图2:△ABC为等边三角形,AD、BE、CF围成的△DEF也是等边三角形.已知点D、E、F分别是BE、CF、AD的中点,若△ABC的面积为14,则△DEF的面积是( )
A. 1B. 2C. 3D. 4
二、填空题:本题共6小题,每小题3分,共18分。
11.比较大小: 7______3.(选填“>”、“<”或“=”)
12.使二次根式 x+3有意义的x的取值范围是______.
13.若5x−3y−2=0,则25x÷23y=______.
14.若ab≠0且a−b−ab=0,则分式1b−1a的值为______.
15.如图,在Rt△ABC中,∠C=90∘,∠A=30∘,AB+BC=12,则AB的长为______.
16.已知直角三角形面积为24,斜边长为10,则其周长为______.
三、解答题:本题共9小题,共72分。解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤。
17.(本小题8分)
计算:| 3−1|+(12)−1−(π−3.14)0+ 9.
18.(本小题8分)
先化简,再求值(1−1m−2)÷m2−6m+9m−2,其中m=1.
19.(本小题8分)
如图,AD,CE分别是△ABC的中线和角平分线,AB=AC.
(1)若△ABC的面积是20,且BC=4,求AD的长.
(2)若∠CAD=20∘,求∠ACE的度数.
20.(本小题8分)
设中学生体质健康综合评定成绩为x分,满分为100分,规定:85≤x≤100为A级,75≤x<85为B级,60≤x<75为C级,x<60为D级.现随机抽取华益中学部分学生的综合评定成绩,请根据图中的信息,解答下列问题:
(1)在这次调查中,一共抽取了______名学生,a=______%;
(2)补全条形统计图;扇形统计图中C级对应的圆心角为______度;
(3)若该校共有4000名学生,请你估计该校D级学生有多少名?
21.(本小题8分)
如图,在Rt△ABC中,∠C=90∘,利用尺规在BC、BA上分别截取BE、BD,使BE=BD;分别以点D和点E为圆心、以大于12DE的长为半径作弧,两弧在∠CBA内交于点F;作射线BF交AC于点G.
(1)连接EF、DF,通过证明△BEF≌△DEF,得到∠ABG=∠CBG,从而得到BG是∠ABC的平分线,其中证明△BEF≌△BDF的依据是______(填序号).
①SAS
②ASA
③AAS
④SSS
(2)当∠A=56∘,∠BGC=______;
(3)若AC=3,BC=4,P为AB上一动点,求GP的最小值.
22.(本小题8分)
在学校开展的“劳动创造美好生活”主题活动中,八(1)班负责校园某绿化角的设计、种植与养护,同学们计划购买绿萝和吊兰两种绿植,已知吊兰的单价比绿萝的单价多5元,且用200元购买绿萝的盆数与用300元购买吊兰的盆数相同.
(1)求购买绿萝和吊兰的单价各是多少元?
(2)若购买绿萝的数量是吊兰数量的两倍,且资金不超过600元,则购买吊兰的数量最多是多少盆?
23.(本小题8分)
如图,在平行四边形ABCD中,点E在BC边上,且AD=DE,F为线段DE上一点,且∠AFE=∠B.
(1)求证:∠AFD=∠ECD;
(2)求证:△AFD≌△DCE;
(3)若∠B=60∘,CD=DF,BE=2,求AE.
24.(本小题8分)
若任意三个正数满足:1a+1b=1c的关系,则称这三个正数为“快乐三数组”.
(1)下列三组数是“快乐三数组”有______(填序号);
①3,4,5
②12,13,15
③ 3−1,1, 3+1
(2)若关于x的分式方程2xx−1+3m1−x=−1的解与关于y的方程(m−3)y−1=3(m−y)的解与1构成“快乐三数组”,求m的值;
(3)如图,在四边形ADBC中,∠C=∠D=90∘,BD=AD,连接对角线AB,若AB的长为c,∠C的两条邻边长分别为a,b,若c−a,b,c+a构成“快乐三数组”,且S四边形ADBC=27,求AB的长.
25.(本小题8分)
如图,在平面直角坐标系中,点A(m,0),OA=OB,将线段OB绕点B顺时针旋转60∘至BE,连接OE、AE.
(1)若m=4,求E点坐标及∠OAE;
(2)若点D,F为分别是AB、OE中点,连接BF、OD,连接DF与AE交于点G,若FD为n,求S四边形ODBF(用含n的式子表示);
(3)在(2)的条件下,求线段CD与EG的数量关系,并说明理由.
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解:选项A、B、C不能找到这样的一条直线,使图形沿一条直线折叠,直线两旁的部分能够互相重合,所以不是轴对称图形,
选项D能找到这样的一条直线,使图形沿一条直线折叠,直线两旁的部分能够互相重合,所以是轴对称图形,
故选:D.
根据如果一个图形沿一条直线折叠,直线两旁的部分能够互相重合,这个图形叫做轴对称图形,这条直线叫做对称轴进行分析即可.
本题考查了轴对称图形的概念,轴对称图形的关键是寻找对称轴,图形两部分折叠后可重合.
2.【答案】B
【解析】解:0.0000084=8.4×10−6.
故选:B.
绝对值小于1的正数也可以利用科学记数法表示,一般形式为a×10−n,与较大数的科学记数法不同的是其所使用的是负指数幂,指数由原数左边起第一个不为零的数字前面的0的个数所决定.
本题考查用科学记数法表示较小的数,一般形式为a×10−n,其中1≤|a|<10,n为由原数左边起第一个不为零的数字前面的0的个数所决定.
3.【答案】B
【解析】解:A、∵ 2与 3不是同类二次根式,
∴ 2与 3不能合并,故A错误;
B、按照积的乘方的运算法则可知,(2a)3=8a3,故B正确;
C、按照同底数幂的除法的运算法则可知,a8÷a4=a4,故C错误;
D、根据完全平方公式可知,(a−b)2=a2−2ab+b2,故D错误.
综上,只有B正确.
故选:B.
分别按照二次根式的加法法则、积的乘方法则、同底数幂顶点除法的法则及完全平方公式分析即可.
本题考查了二次根式的加法运算及整式乘除法的相关运算,熟练掌握相关运算法则是解题的关键.
4.【答案】D
【解析】解:A、x2是整式,不是分式,故A不符合题意;
B、x+y是整式,不是分式,故B不符合题意;
C、5+yπ是整式,不是分式,故B不符合题意;
D、1m−1是分式,故D符合题意;
故选:D.
根据分式的定义,逐一判断即可解答.
本题考查了分式的定义,熟练掌握分式的定义是解题的关键.
5.【答案】D
【解析】解:A. 0.5= 12= 22,故A不符合题意;
B. 12=2 3,故B不符合题意;
C. 13= 33,故C不符合题意;
D. 30是最简二次根式,故D符合题意;
故选:D.
根据最简二次根式的定义判断即可.
本题考查了最简二次根式,熟练掌握最简二次根式的定义是解题的关键.
6.【答案】D
【解析】解:∵AB=AC,BD=CD,
∴AD⊥BC,
故工人师傅这种操作方法的依据是等腰三角形“三线合一”,
故选:D.
根据等腰三角形的性质解答即可.
本题考查等腰三角形的性质,熟知等腰三角形“三线合一”性质是解答的关键.
7.【答案】D
【解析】解:由尺规作图可知,CF⊥AB,
∴∠CFA=90∘,
∵AB=AC,∠B=54∘,
∴∠ACB=∠B=54∘,
∴∠CAB=72∘,
∴∠ACF=180∘−∠CFA−∠CAB=18∘.
故选:D.
由尺规作图可知,CF⊥AB,则∠CFA=90∘,由AB=AC,可得∠ACB=∠B=54∘,即可得∠CAB=72∘,在△ACF中,结合三角形内角和定理即可得出答案.
本题考查尺规作图、等腰三角形的性质、三角形内角和定理,熟练掌握垂线的基本作图方法是解答本题的关键.
8.【答案】D
【解析】【分析】
本题主要考查直角三角形的判定方法,掌握直角三角形的判定方法是解题的关键,主要有①勾股定理的逆定理,②有一个角为直角的三角形.
根据勾股定理的逆定理可判定A、B,由三角形内角和可判定C、D,可得出答案.
【解答】
解:A、当BC=1,AC=2,AB= 3时,
满足BC2+AB2=1+3=4=AC2,
所以△ABC为直角三角形;
B、当BC:AC:AB=3:4:5时,
设BC=3x,AC=4x,AB=5x,
满足BC2+AC2=AB2,
所以△ABC为直角三角形;
C、当∠A+∠B=∠C时,且∠A+∠B+∠C=180∘,
所以∠C=90∘,所以△ABC为直角三角形;
D、当∠A:∠B:∠C=3:4:5时,可设∠A=3x∘,∠B=4x∘,∠C=5x∘,
由三角形内角和定理可得3x+4x+5x=180,解得x=15,
所以∠A=45∘,∠B=60∘,∠C=75∘,
所以△ABC为锐角三角形,
故选D.
9.【答案】B
【解析】【分析】
本题主要考查了平行四边形的性质、角平分线的定义,解题的关键是依据数学模型“角平分线+平行线=等腰三角形”转化线段.
根据平行四边形的性质可得∠AFB=∠FBC,由角平分线可得∠ABF=∠FBC,所以∠AFB=∠ABF,所以AF=AB=6,同理可得DE=CD=6,则根据EF=AF+DE−AD即可求解.
【解答】
解:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD//BC,AD=BC=10,DC=AB=6.
∴∠AFB=∠FBC.
∵BF平分∠ABC,
∴∠ABF=∠FBC.
∴∠AFB=∠ABF.
∴AF=AB=6.
同理可得DE=DC=6.
∴EF=AF+DE−AD=6+6−10=2.
故选:B.
10.【答案】B
【解析】解:如图,连接BF,
∵点D、E、F分别是BE、CF、AD的中点,
∴S△BDF=S△DEF,S△BDF=S△ABF,
由题意可知,S△ABD=S△AFC=S△BEC,
∴S△ABD=S△AFC=S△BEC=2S△DEF,
∴S△ABC=S△ABD+S△BCE+S△AFC+S△EDF=7S△DEF,
∵S△ABC=14,
∴S△DEF=2,
故选:B.
连接BF,由题意知S△ABD=S△AFC=S△BEC,再由点D、E、F分别是BE、CF、AD的中点,可得S△BDF=S△DEF,S△BDF=S△ABF,即可得出S△ABC=7S△DEF即可求解.
本题考查了勾股定理的证明,等边三角形的性质,正确作出辅助线,得出S△ABC=7S△DEF是解题的关键.
11.【答案】<
【解析】解:∵ 72=7,32=9,
且7<9,
∴ 7<3.
故答案为:<.
首先求出两个数的平方,然后通过比较两个数平方的大小,即可比较出两数的大小.
本题考查了实数的大小比较,利用平方法比较实数的大小是解题的关键.
12.【答案】x≥−3
【解析】解:根据二次根式的意义,得x+3≥0,
解得x≥−3.
故答案为:x≥−3.
二次根式有意义,被开方数为非负数,列不等式求解.
用到的知识点为:二次根式的被开方数是非负数.
13.【答案】4
【解析】解:∵5x−3y=2,
∴原式=25x−3y
=22
=4,
故答案为:4.
根据同底数幂的运算法则即可求出答案.
本题考查同底数幂的运算,解题的关键是熟练运用同底数幂的运算法则,本题属于基础题型.
14.【答案】1
【解析】解:∵ab≠0且a−b−ab=0,
∴a−b=ab≠0,
∴1b−1a=a−bab=1,
故答案为:1.
利用分式的减法运算将原式写成a−bab,即可得到结果.
本题考查了分式的加减运算,解题的关键是掌握分式的加减运算法则.
15.【答案】8
【解析】解:在Rt△ABC中,∠C=90∘,∠A=30∘,
∴BC=12AB,
设BC=x,
∵AB+BC=12,
∴AB=12−x,
∵BC=12AB,即x=12(12−x),
解得:x=4.
则AB=2BC=2x=8.
故答案为:8.
由在Rt△ABC中,∠C=90∘,∠A=30∘,利用30∘所对的直角边等于斜边的一半得到BC为AB的一半,列出方程,求出方程的解即可求出AB的长.
此题考查了含30∘直角三角形的性质,利用了方程的思想,熟练掌握含30∘直角三角形的性质是解本题的关键.
16.【答案】24
【解析】【分析】
本题考查了勾股定理的应用.关键是熟悉勾股定理:在任何一个直角三角形中,两条直角边长的平方之和一定等于斜边长的平方(如果直角三角形的两条直角边长分别是a,b,斜边长为c,那么a2+b2=c2).
设直角三角形的两直角边分别是a、b(a、b均为正数),利用勾股定理和三角形的面积公式求得两直角边之和是14,然后由三角形的周长公式求得该直角三角形的周长.
【解答】
解:设直角三角形的两直角边分别是a、b(a、b均为正数),
则a2+b2=10212ab=24,
于是(a+b)2=a2+b2+2ab=196,
∴a+b=14(−14舍去)
所以该直角三角形的周长是:14+10=24.
故答案为:24.
17.【答案】解:| 3−1|+(12)−1−(π−3.14)0+ 9
= 3−1+2−1+3
= 3+3.
【解析】根据绝对值的性质,负整数指数幂和零指数幂的运算法则,算术平方根的定义先化简,然后计算加减即可.
本题考查了实数的混合运算,解题的关键是熟记运算法则并灵活运用.
18.【答案】解:(1−1m−2)÷m2−6m+9m−2
=m−2−1m−2⋅m−2(m−3)2
=m−3(m−3)2
=1m−3,
当m=1时,原式=11−3=−12.
【解析】先通分括号内的式子,然后计算括号外的除法,再将m的值代入化简后的式子计算即可.
本题考查分式的化简求值,熟练掌握运算法则是解答本题的关键.
19.【答案】解:(1)AD是△ABC的中线,AB=AC.
∴AD⊥BC,
∵△ABC的面积是20,且BC=4,
∴12BC⋅AD=20,
∴12×4×AD=20,
∴AD=10;
(2)∵AD是△ABC的中线,AB=AC,∠CAD=20∘,
∴∠CAB=2∠CAD=40∘,∠B=∠ACB=12(180∘−∠CAB)=70∘.
∵CE是△ABC的角平分线,
∴∠ACE=12∠ACB=35∘.
【解析】(1)根据等腰三角形三线合一的性质可得AD⊥BC,三角形的面积公式即可求解;
(2)先根据等腰三角形的性质以及三角形内角和定理求出∠CAB=2∠CAD=40∘,∠B=∠ACB=12(180∘−∠CAB)=70∘.再利用角平分线定义即可得出∠ACE=12∠ACB=35∘.
本题考查了等腰三角形的两个底角相等的性质,等腰三角形的顶角平分线、底边上的中线、底边上的高相互重合的性质,三角形内角和定理以及角平分线定义,求出∠ACB=70∘是解题的关键.
20.【答案】50 24 72
【解析】解:(1)在这次调查中,一共抽取了24÷48%=50(人),
α=1250×100%=24%,
故答案为:50,24;
(2)C级学生人数为:50−12−24−4=10(人),
补全条形统计图,如图所示:
扇形统计图中C级对应的圆心角为:
360∘×1050=72∘,
故答案为:72.
(3)4000×450=320(名),
答:估计该校D级学生有320名.
(1)根据B级学生人数为24人,所占百分比为48%求出这次调查中的总人数即可;用A级学生人数除以总人数乘以100%,即可得出其所占的百分比;
(2)先算出C级学生人数,然后补全条形统计图即可,用360∘乘以C级的百分比即可求出C级对应的圆心角度数;
(4)用2000乘以D级所占的百分比即可估算出结果.
本题主要考查了扇形统计图和条形统计图的综合应用,解题的关键是数形结合,熟练掌握扇形统计图和条形统计图的特点.
21.【答案】④ 73∘
【解析】解:(1)由作图可知,EF=DE,BE=BD,
在△BEF和△BDF中,
EF=DEBE=BDBF=BF,
∴△BEF≌△BDF(SSS),
故答案为:④;
(2)∵∠A=56∘,∠C=90∘,
∴∠ABC=90∘−∠A=34∘,
∵BG平分∠ABC,
∴∠CBG=12∠ABC=17∘,
∴∠BGC=90∘−∠CBG=73∘,
故答案为:73∘;
(3)如图,过点G作GH⊥AB于点H.
∵∠ACB=90∘,AC=3,BC=4,
∴AB= AC2+BC2=5,
由作图过程可知:BG平分∠ABC,GC⊥BC,GH⊥AB,
∴GH=GC,
设GH=GC=x,则有12×5⋅x+12×4⋅x=12×4×3=S△ABC,
∴x=43,
∴GH=43,
∵P为AB上一动点,
则GP的最小值为43.
(1)根据SSS可证明△BEF≌△BDF;
(2)由直角三角形的性质可得出答案;
(3)过点G作GH⊥AB于点H.证明GH=GC,利用面积法求出GH即可.
本题考查了作图-基本作图,勾股定理,全等三角形的判定,角平分线的性质,直角三角形的性质,熟练掌握以上知识是解题的关键.
22.【答案】解:(1)设购买绿萝的单价为x元,则购买吊兰的单价为(x+5)元,
由题意得:200x=300x+5,
解得:x=10,
经检验,x=10是原方程的解,且符合题意,
则x+5=15,
答:购买绿萝的单价为10元,购买吊兰的单价为15元;
(2)设购买吊兰的数量为m盆,则购买绿萝的数量为2m盆,
由题意得:15m+10×2m≤600,
解得:m≤1207,
∵m为正整数,
∴m的最大值为17,
答:购买吊兰的数量最多是17盆.
【解析】(1)设购买绿萝的单价为x元,则购买吊兰的单价为(x+5)元,由题意:用200元购买绿萝的盆数与用300元购买吊兰的盆数相同.列出分式方程,解方程即可;
(2)设购买吊兰的数量为m盆,则购买绿萝的数量为2m盆,由题意:资金不超过600元,列出一元一次不等式,解不等式即可.
本题考查了分式方程的应用以及一元一次不等式的应用,解题的关键是:(1)找准等量关系,正确列出分式方程;(2)找出数量关系,正确列出一元一次不等式.
23.【答案】(1)证明:∵四边形ABCD为平行四边形,
∴AB//CD,
∴∠B+∠ECD=180∘,
∵∠AFE=∠B,
∴∠AFE+∠ECD=180∘,
又∵∠AFE+∠AFD=180∘,
∴∠AFD=∠ECD;
(2)证明:∵四边形ABCD为平行四边形,
∴AD//BC,
∴∠ADF=∠DEC,
在△AFD和△DCE中,
∠AFD=∠ECD∠ADF=∠DECAD=DE,
∴△AFD≌△DCE(AAS),
(3)解:过点E作EH⊥AB于H,如下图所示:
由(2)可知:△AFD≌△DCE,
∴DF=CE,AF=CD,
∵四边形ABCD为平行四边形,
∴BC=AD,AB=CD,
∵AD=DE,
∴BC=DE,
∵DE=DF+EF=CE+EF,BC=CE+BE,
∴BE=EF,
∵AB=CD,CD=DF,AF=CD,DF=CE,
∴AB=AF=CD=CE,
在△ABE和△AFE中,
AB=AFBE=EFAE=AE,
∴△ABE≌△AFE(SSS),
∴∠AEB=∠AEF,
∴∠B=60∘,
∴∠C=180∘−∠B=120∘,
∵CD=CE,
∴∠CED=∠CDE=12(180∘−∠C)=30∘,
∴∠BEF=180∘−∠CED=150∘,
∴∠AEB=∠AEF=12∠BEF=75∘,
∵EH⊥AB,∠B=60∘,
∴∠BEH=30∘,
∴∠AEH=∠AEB−∠BEH=45∘,
∴△AHE为等腰直角三角形,即HE=HA,
在Rt△BEH中,∠∠BEH=30∘,BE=2,
∴BH=12BE=1,
由勾股定理得:HE= BE2−HE2= 3,
∴HE=HA= 3,
∴AE= HE2+HA2= 6.
【解析】(1)根据平行四边形的性质得AB//CD,则∠B+∠ECD=180∘,再根据∠AFE=∠B得∠AFE+∠ECD=180∘,然后根据邻补角的定义得∠AFE+∠AFD=180∘,由此可得出结论;
(2)由AD//BC得∠ADF=∠DEC,结合(1)的结论可依据“AAS”判定△AFD和△DCE全等;
(3)过点E作EH⊥AB于H,由(2)的结论得DF=CE,AF=CD,根据平行四边形的性质得BC=AD,AB=CD,再根据AD=DE得BC=DE,由此得BE=EF,据此即可判定△ABE和△AFE全等,则∠AEB=∠AEF,再由∠B=60∘得∠C=120∘,根据CD=CE得∠CED=∠CDE=30∘,则∠AEB=∠AEF=75∘,在Rt△BEH中先求出HE= 3,进而可得AE的长.
此题主要考查了平行四边形的性质,全等三角形的判定和性质,直角三角形的性质,勾股定理等,理解平行四边形的性质,熟练掌握全等三角形的判定和性质,灵活利用直角三角形的性质和勾股定理进行计算是解决问题的关键.
24.【答案】②③
【解析】解:(1)①∵14+15≠13,
∴3,4,5不是“快乐三数组”;
②∵2+3=5,
∴12,13,15是“快乐三数组”;
③∵1+1 3+1=1+ 3−12= 3+12,
又∵1 3−1= 3+12,
∴1+1 3+1=1 3−1,
∴ 3−1,1, 3+1是“快乐三数组”,
故答案为:②③.
(2)对于方程2xx−1+3m1−x=−1,
去分母,将方程两边同时乘以(1−x)得:2x−3m=1−x,
∴x=1+3m3,
解方程(m−3)y−1=3(m−y),得:y=1+3mm,
依题意得:x,y,1是“快乐三数组”;
∴有以下三种情况:
①当1x+1y=1时,则31+3m+m1+3m=1,
解得:m=1,
经检验m=1是该方程的根,
②当1x+1=1y时,则31+3m+1=m1+3m,
解得:m=−2,
经检验m=−2是该方程的根,
当m=−2时,x=1+3m3=1+3×(−2)3=−53,不符合“快乐三数组”的定义,舍去;
③当1y+1=1x时,则m1+3m+1=31+3m,
解得:m=0.5,
经检验m=0.5是该方程的根,
综上所述:m的值为1或0.5.
(3)∵∠C=∠D=90∘,AB的长为c,∠C的两条邻边长分别为a,b,
∴a2+b2=c2,且c−a∴1c−a>1b>1c+a,c2−a2=b2,
∵c−a,b,c+a构成“快乐三数组”,
∴1c−a=1b+1c+a,
∴1c−a−1c+a=1b1,
整理得:2ac2−a2=1b,
将c2−a2=b2代入上式,得:2ab2=1b,
∴b=2a,
∴c= a2+b2= 5a,
在Rt△ABD中,BD=AD,AB=c,
由勾股定理得:AD2+BD2=AB2,
∴AD=BD=12 2c=12 10a,
∵S△ABC=12ab=12a⋅2a=a2,S△ABD=12×12 10a×12 10a=54a2,
∵S四边形ADBC=27,
∴S△ABC+S△ABD=27,
即a2+54a2=27,
解得:a=2 3或a=−2 3(不合题意,舍去),
∴AB=c= 5a= 5×2 3=2 15.
(1)根据“快乐三数组”的定义进行验证即可得出结论;
(2)解分式方程2xx−1+3m1−x=−1,得x=1+3m3,解方程(m−3)y−1=3(m−y),得y=1+3mm,然后根据“快乐三数组”的定义分三种情况进行讨论:①1x+1y=1,,②1x+1=1y,③1y+1=1x,根据每一种情况列出关于m的方程,解方程求出m即可;
(2)依题意得1c−a=1b+1c+a,c2−a2=b2,进而得b=2a,c= 5a,AD=BD=12 2c=12 10a,再根据S四边形ADBC=S△ABC+S△ABD=27求出a=2 3,由此可得AB的值.
此题主要考查了解分式方程,解一元一次方程,二次根式的运算,勾股定理的应用,理解题意,熟练掌握解分式方程,解一元一次方程,二次根式的运算是解决问题的关键,分类讨论是解决问题的难点,也是易错点.
25.【答案】(1)解:过点E作EH⊥x轴,垂足为点H,
∵m=4,
∴点A的坐标为(4,0),
∴OA=OB=4,
由旋转可得BE=OB=4,∠OBE=60∘,
∴△BOE是等边三角形,
∴OE=4,∠BOE=60∘,
∵∠BOH=90∘,
∴∠EOH=30∘,
∴EH=12OE=2,
∴OH= OE2−EH2=2 3,
∴点E的坐标为(−2 3,2),
∵∠BOE=60∘,∠BOA=90∘,
∴∠AOE=150∘,
∵OA=OE=4,
∴∠OAE=12(180∘−∠AOE)=15∘;
(2)解:过点E作EF⊥x轴,垂足为点H,
由旋转可知,OA=OM=BE=m,∠OE=60∘,
∴△BOE是等边三角形,
∴OE=m,∠BOE=60∘,
∴∠EOH=30∘,
∴EH=12m,OH= 32m,
∴点E的坐标为(− 32m,12m),
∵点A的坐标为(m,0),点B的坐标为(0,m),且D、F分别为AB、OE的中点,
∴点D的坐标为(12m,12m),点F的坐标为(− 34m,14m),
∵FD=n,
∴n2=(12m− 34m)2+(12m−14m)2=2− 34m2,
∵S四边形ODBF=S△BOF+S△BOD=12OB⋅(xD−xF)=12m⋅(12m− 34m),
∴S四边形ODBF=2− 38m2,
∴S四边形ODBF=12n2;
(3)证明:EG= 3CD,理由如下:
设直线AE的解析式为y=kx+b,
代入A(m,0),E(− 32m,12m),
得mk+b=0− 32mk+b=12m,
解得k= 3−2b=( 3−2)m,
∴直线AE的解析式为y=( 3−2)x−( 3−2)m,
同理可得直线DF的解析式为y=−( 3−2)x+12( 3−1)m,
联立y=( 3−2)x−( 3−2)my=−( 3−2)x+12( 3−1)m,
解得x=1− 34my=3− 34m,
∴点G是坐标是(1− 34m,3− 34m),
∴EG= (1− 34m+ 32m)2+(12m−3− 34m)2= 22m,
∵OA=OB=m,
∴∠OAB=45∘,AB= 2m,
∵点D为AB的中点,
∴OD⊥AB,AD=12AB= 22m,
∵∠BAE=∠BAO−∠EAO=30∘,
∴CD= 33AD= 33× 22m= 66m,
∴EG= 3CD.
【解析】(1)过点E作EH⊥x轴,垂足为点H,利用直角三角形的性质以及勾股定理求得EH和OH的长度,即可求出结果;
(2)过点E作EF⊥x轴,垂足为点H,同(1)的证明过程得到点E的坐标为(− 32m,12m),进而得到点D的坐标为(12m,12m),点F的坐标为(− 34m,14m),根据两点间的距离公式可得n2=(12m− 34m)2+(12m−14m)2=2− 34m2,结合S四边形ODBF=S△BOF+S△BOD,得到S四边形ODBF=2− 38m2,即可求出结果;
(3)根据题意求出直线AE的解析式和直线DF的解析式,联立得到点G是坐标是(1− 34m,3− 34m),有两点间的距离公式得到EG的长度,由∠BAE=30∘,得CD= 33AD,即可证明结论.
本题考查了待定系数法求函数解析式,等边三角形的性质,直角三角形的性质,勾股定理,二次根式的混合运算,本题的关键是熟练运用求函数的交点,通过点的坐标求出线段的长度从而解题.
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