2024年中考押题预测卷02(南京卷)-数学(全解全析)
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这是一份2024年中考押题预测卷02(南京卷)-数学(全解全析),共26页。
数 学
(考试时间:120分钟 试卷满分:120分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答填空题时,请将每小题的答案直接填写在答题卡中对应横线上。写在本试卷上无效。
4.回答解答题时,每题必须给出必要的演算过程或推理步骤,画出必要的图形(包括辅助线),请将解答过程书写在答题卡中对应的位置上。写在本试卷上无效。
5.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题(本大题共6个小题,每小题2分,共12分。在每小题给出的四个选项中,恰有一项是符合题目要求的,请将正确的字母代号填涂在答题卡相应位置上)
1.(2023•秦淮区一模)下列计算结果是正数的是( )
A.2+(﹣3)B.2﹣(﹣3)C.2×(﹣3)D.﹣32
【分析】根据有理数的运算法则分别计算,再比较大小即可求解.
【解答】解:A、2+(﹣3)=﹣1,
B、2﹣(﹣3)=5,
C、2×(﹣3)=﹣6,
D、﹣32=﹣9,
结果是正数的是5;
故选:B.
【点睛】本题考查了有理数的混合运算,顺序为:先算乘方,再算乘除,最后算加减;同级运算,应按从左到右的顺序进行计算;如果有括号,要先做括号内的运算.进行有理数的混合运算时,注意各个运算律的运用,使运算过程得到简化.也考查了有理数大小比较.
2.(2023•鼓楼区一模)在过去10年里,我国国土绿化工程取得重大进展,新增森林面积超过22000000公顷.用科学记数法表示22000000是( )
A.22×106B.2.2×106C.22×107D.2.2×107
【分析】用科学记数法表示较大的数时,一般形式为a×10n,其中1≤|a|<10,n为整数,且n比原来的整数位数少1,据此判断即可.
【解答】解:22000000=2.2×107.
故选:D.
【点睛】此题主要考查了用科学记数法表示较大的数,一般形式为a×10n,其中1≤|a|<10,确定a与n的值是解题的关键.
3.(2022•建邺区一模)估计10的值在( )
A.2与3之间B.3与4之间C.4与5之间D.5与6之间
【分析】先求出10的范围9<10<16,即可得出答案.
【解答】解:∵9<10<16,
∴3<10<4,
∴10在3与4之间,
故选:B.
【点睛】本题考查了估计无理数的大小,题目比较好,难度不大.
4.(2023•南京一模)如图,在△ABC中,以BC为直径的半圆分别与AB,AC交于点D,E.若BC=6,∠A=60°,则DE的长为 ( )
A.12πB.πC.2πD.3π
【分析】连接OD、OE,根据三角形内角和定理、等腰三角形的性质求出∠DOE=60°,再根据弧长公式计算,得到答案.
【解答】解:连接OD、OE,
∵∠A=60°,
∴∠B+∠C=120°,
∵OB=OD,OE=OC,
∴∠ODB=∠B,∠OEC=∠C,
∴∠BOD+∠EOC=360°﹣120°×2=120°,
∴∠DOE=60°,
∴DE的长为:60π×3180=π,
故选:B.
【点睛】本题考查的是弧长的计算,熟记弧长公式是解题的关键.
5.(2023•鼓楼区一模)如图,O为△ABC的外心,四边形OCDE为正方形.以下结论:①O是△ABE的外心;②O是△ACD的外心;③直线DE与△ABC的外接圆相切.其中所有正确结论的序号是( )
A.①②B.①③C.②③D.①②③
【分析】根据三角形的外心得出OA=OC=OA,根据正方形的性质得出OA=OC<OD,求出OA=OB=OC=OE≠OD,再逐个判断即可.
【解答】解:连接OB、OD、OA,
∵O为锐角三角形ABC的外心,
∴OA=OC=OB,
∵四边形OCDE为正方形,
∴OA=OC<OD,
∴OA=OB=OC=OE≠OD,
①OA=OE=OB,O是△ABE的外心,故本选项符合题意;
②OA=OC≠OD,即O不是△ACD的外心,故本选项不符合题意;
③∵OE=OA,OE⊥DE,
∴直线DE与△ABC的外接圆相切.故本选项符合题意;
故选:B.
【点睛】本题考查了切线的判定,正方形的性质和三角形的外心与外接圆,能熟记知识点的内容是解此题的关键,注意:三角形的外心到三个顶点的距离相等,正方形的四边都相等.
6.(2023•玄武区一模)如图,点A,B在反比例函数y=kx(x>0)图象上,点A的横坐标为1,连接OA,OB,AB,若OA=OB,△OAB的面积为4,则k的值为( )
A.2B.3C.4D.5
【分析】如图,过点A作AC⊥y轴于C,过点B作BD⊥x轴于D,由勾股定理可得:OD=OC,证明Rt△ACO≌Rt△BDO(HL),则BD=AC=1,OD=OC=k,先根据反比例函数的系数k的几何意义可得:S△ACO=S△BDO=12k,根据图中面积的关系可知:S△AOB=S梯形AEDB,列方程可得结论.
【解答】解:如图,过点A作AC⊥y轴于C,过点B作BD⊥x轴于D,
∵点A,B在反比例函数y=kx(x>0)图象上,点A的横坐标为1,
∴AC=1,OC=k,
∴A(1,k),
设B(a,ka),
∵OA=OB,
∴AC2+OC2=BD2+OD2,
∴1+k2=a2+k2a2,
∴a2=k2,
∴a=k(负值舍),
∴OD=OC,
∴Rt△ACO≌Rt△BDO(HL),
∴BD=AC=1,OD=OC=k,
过点A作AE⊥OD于E,
∵S△AOB=4,S△ACO=S△BDO=12k,且S△AOB=S梯形AEDB,
∴4=12(k+1)(k﹣1),
∴k2﹣1=8,
∴k=3(由图可知:k>0),
故选:B.
【点睛】本题考查了反比例函数图象上点的坐标特征,反比例函数系数k的几何意义以及全等三角形的判定与性质.利用形数结合解决此类问题,是非常有效的方法.
二、填空题(本大题共10小题,每题2分,共20分.请把答案直接填写在答题卡相应位置上)
7.(2023•鼓楼区一模)计算:|﹣2|= 2 ;(﹣2)0= 1 .
【分析】根据绝对值的性质和零指数幂的定义解答.
【解答】解:|﹣2|=2,(﹣2)0=1.
故答案为:2,1.
【点睛】本题考查了零指数幂、绝对值,熟悉绝对值的性质和零指数幂的定义是解题的关键.
8.(2023•南京一模)若式子1x−2在实数范围内有意义,则x的取值范围是 x≠2 .
【分析】根据分式有意义的条件解答即可.
【解答】解:∵式子1x−2在实数范围内有意义,
∴x﹣2≠0.
∴x≠2.
故答案为:x≠2.
【点睛】本题考查的是分式有意义的条件,熟知分式有意义的条件是分母不等于零是解题的关键.
9.(2023•南京一模)计算2×(8−12)的结果是 3 .
【分析】根据二次根式的混合运算的法则计算即可.
【解答】解:2×(8−12)
=2×8−2×12
=2×8−2×12
=4﹣1
=3.
故答案为:3.
【点睛】本题考查了二次根式的混合运算,熟练掌握二次根式的混合运算是解题的关键.
10.(2022•建邺区一模)设x1,x2是方程x2﹣2x﹣1=0的两个根,则x1(1+x2)+x2= 1 .
【分析】根据根与系数的关系得到x1+x2=2,x1x2=﹣1,然后利用整体代入的方法计算x1(1+x2)+x2的值.
【解答】解:根据题意得x1+x2=2,x1x2=﹣1,
所以x1(1+x2)+x2=x1+x2+x1x2=2+(﹣1)=1.
故答案为:1.
【点睛】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,x1•x2=ca.
11.(2023•鼓楼区一模)如图,点I是△ABC的内心.若∠IAB=34°,∠IBC=36°,则∠ICA的度数是 20 °.
【分析】根据点I是△ABC的内心.∠IAB=34°,∠IBC=36°,推出∠ABC=2∠IBC=2×36°=72°,∠BAC=2∠IAB=2×34°=68°,所以∠ACB=180°﹣72°﹣68°=40°,推出∠ICA=12∠ACB=12×40°=20°.
【解答】解:∵点I是△ABC的内心.∠IAB=34°,∠IBC=36°,
∴∠ABC=2∠IBC=2×36°=72°,∠BAC=2∠IAB=2×34°=68°,
∴∠ACB=180°﹣72°﹣68°=40°,
∴∠ICA=12∠ACB=12×40°=20°.
故答案为:20.
【点睛】本题考查了三角形的内切圆和内心,正确利用角平分线的性质和三角形内角和定理是解题的关键.
12.(2023•南京一模)若正比例函数y=kx与函数y=1x的图象没有交点,则k的值可以是 ﹣1(答案不唯一) (写出一个即可).
【分析】根据正比例函数与反比例函数图象与系数的关系解答即可.
【解答】解:∵正比例函数y=kx与函数y=1x的图象没有交点,
∴k<0,
∴k的值可以是﹣1(答案不唯一).
故答案为:﹣1(答案不唯一).
【点睛】本题主要考查了反比例函数与一次函数的交点问题,掌握它们的图象与性质是解题的关键.
(1)正比例函数y=kx(k≠0),
①k>0时,正比例函数图象过第一、三象限;②k<0时,正比例函数图象过第二、四象限.
(2)反比例函数y=kx(k≠0),
①k>0时,反比例函数图象在第一、三象限;②k<0时,反比例函数图象在第二、四象限.
13.(2024•玄武区校级模拟)定义:如果一个三角形一条边上的高等于这条边,那么这个三角形叫做“等高底”三角形,这条边叫做这个三角形的“等底”.
如图,已知l1∥l2,l1与l2之间的距离为2.“等高底”△ABC的“等底”BC在直线l1上,点A在直线l2上,△ABC有一边的长是BC的2倍.将△ABC绕点C按顺时针方向旋转45°得到△A'B'C,A'C所在直线交l2于点D,则CD= 2103或22或2 .
【分析】①当AB=2BC时,画出图形分两种情况分别求得CD=2x=2103或CD=2AC=22;②当AC=2BC时,画出图形分两种情况讨论,求得CD=AB=BC=2.
【解答】解:①当AB=2BC时,
Ⅰ.如图1,作AE⊥BC于E,DF⊥AC于F,
∵“等高底”△ABC的“等底”为BC,l1∥l2,l1与l2之间的距离为2,AB=2BC,
∴BC=AE=2,AB=22,
∴BE=2,即EC=4,
∴AC=25,
∵△ABC绕点C按顺时针方向旋转45°得到△A'B'C,
∴∠DCF=45°,
设DF=CF=x,
∵l1∥l2,
∴∠ACE=∠DAF,
∴DFAF=AECE=12,即AF=2x,
∴AC=3x=25,
∴x=253,CD=2x=2103.
Ⅱ.如图4,此时△ABC等腰直角三角形,
∵△ABC绕点C按顺时针方向旋转45°得到△A'B'C,
∴△ACD是等腰直角三角形,
∴CD=2AC=22.
②当AC=2BC时,
Ⅰ.如图5,此时△ABC是等腰直角三角形,
∵△ABC绕点C按顺时针方向旋转45°得到△A'B'C,
∴A'C⊥l1,
∴CD=AB=BC=2;
Ⅱ.如图6,作AE⊥BC于E,则AE=BC,
∴AC=2BC=2AE,
∴∠ACE=45°,
∴△ABC绕点C按顺时针方向旋转45°,得到△A'B'C时,点A'在直线l1上,
∴A'C∥l2,即直线A'C与l2无交点,
综上所述,CD的值为2103或22或2.
【点睛】本题属于几何变换综合题,主要考查了平行线的性质,旋转的性质以及勾股定理的综合运用,解决问题的关键是依据题意画出图形,根据分类讨论的思想进行解答.
14.(2023•玄武区一模)如图,沿一条母线将圆锥侧面剪开并展平,得到一个扇形,若圆锥的底面圆的半径r=2cm,则该圆锥的母线长l为6cm,扇形的圆心角θ= 120 °.
【分析】利用圆锥的侧面展开图为一扇形,这个扇形的弧长等于圆锥底面的周长,扇形的半径等于圆锥的母线长和弧长公式得到θ×π×6180=2π•2,然后解关于θ的方程即可.
【解答】解:根据题意得θ×π×6180=2π•2,
解得θ=120.
故答案为120.
【点睛】本题考查了圆锥的计算:圆锥的侧面展开图为一扇形,这个扇形的弧长等于圆锥底面的周长,扇形的半径等于圆锥的母线长.
15.(2023•玄武区一模)如图,点O是正六边形ABCDEF的中心,以AB为边在正六边形ABCDEF的内部作正方形ABMN,连接OD,ON,则∠DON= 105 °.
【分析】连接OA,OB,OE,OF,利用正六边形的性质得到OA=OB=OF=OE=OD,∠AOB=∠AOF=∠FOE=∠EOD=60°,则△OAB为等边三角形,D,O,A在一条直线上;利用正方形的性质,等边三角形的性质和等腰三角形的性质求得∠AON的度数,则结论可得.
【解答】解:连接OA,OB,OE,OF,如图,
∵点O是正六边形ABCDEF的中心,
∴OA=OB=OF=OE=OD,∠AOB=∠AOF=∠FOE=∠EOD=60°,
∴△OAB为等边三角形,∠AOF+∠FOE+∠EOD=180°,
∴D,O,A在一条直线上,∠OAB=60°,OA=AB.
∵以AB为边在正六边形ABCDEF的内部作正方形ABMN,
∴∠NAB=90°,AB=AN,
∴∠NAO=30°,OA=AN,
∴∠AON=∠ANO=180°−30°2=75°,
∴∠NOD=180°﹣∠AON=105°.
故答案为:105.
【点睛】本题主要考查了正六边形的性质,等边三角形的性质,正方形的性质,等腰三角形的判定与性质,三角形的内角和定理,连接正六边形的半径,证得D,O,A在一条直线上是解题的关键.
16.(2024•雨花台区模拟)如图,在四边形ABCD中,AC与BD相交于点O,∠ABC=∠DAC=90°,tan∠ACB=12,BOOD=43,则S△ABDS△CBD= 332 .
【分析】通过作辅助线,得到△ABC∽△ANM,△OBC∽△ODM,△ABC∽△DAN,进而得出对应边成比例,再根据tan∠ACB=12,BOOD=43,得出对应边之间关系,设BC=4a,表示AB、DN、NA,BN,进而表示三角形的面积,求出三角形的面积比即可.
【解答】解:如图,过点D作DM∥BC,交CA的延长线于点M,延长BA交DM于点N,
∵DM∥BC,
∴△ABC∽△ANM,△OBC∽△ODM,
∴ABBC=ANNM=tan∠ACB=12,BCDM=OBOD=43,
又∵∠ABC=∠DAC=90°,
∴∠BAC+∠NAD=90°,
∵∠BAC+∠BCA=90°,
∴∠NAD=∠BCA,
∴△ABC∽△DAN,
∴ABBC=DNNA=12,
设BC=4a,
由BCDM=OBOD=43得,DM=3a,
∴AB=2a,DN=35a,AN=65a,
∴NB=AB+AN=2a+65a=165a,
∴S△ABDS△BCD=12AB⋅DN12BC⋅NB=35a2325a2=332.
故答案为:332.
【点睛】本题考查相似三角形的性质和判定,根据对应边成比例,设常数表示三角形的面积是得出正确答案的关键.
三、解答题(本大题共11小题,共88分,请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
17.(6分)(2023•鼓楼区一模)解不等式组4(x−1)>3x−22x−3≤5,并写出该不等式组的整数解.
【分析】首先解每个不等式,两个不等式的解集的公共部分就是不等式组的解集,然后确定整数解即可.
【解答】解:4(x−1)>3x−2①2x−3≤5②,
解①得x>2,
解②得x≤4.
则不等式组的解集是:2<x≤4.
则整数解是:3,4.
【点睛】本题考查了一元一次不等式组的解法:解一元一次不等式组时,一般先求出其中各不等式的解集,再求出这些解集的公共部分,解集的规律:同大取大;同小取小;大小小大中间找;大大小小找不到.
18.(6分)(2023•秦淮区一模)计算m2−1m÷(m+2m+1m).
【分析】先算括号里面的,再算除法,最后化简.
【解答】解:m2−1m÷(m+2m+1m)
=m2−1m÷(m2m+2m+1m)
=m2−1m÷m2+2m+1m
=(m+1)(m−1)m•m(m+1)2
=m−1m+1.
【点睛】本题考查了分式的混合运算,掌握因式分解是解题的关键.
19.(8分)(2023•玄武区一模)小丽从A、B、C、D四个景点中,随机选择一个或两个景点游玩.
(1)随机选择一个景点,恰好是A景点的概率是 14 ;
(2)随机选择两个景点,求A,B景点至少有一个的概率.
【分析】(1)根据概率公式直接求解即可;
(2)根据题意列树状图得出所有等可能的结果以及选中A、B两个景点至少有一个的情况,再利用概率公式即可求得答案.
【解答】解:(1)∵共有A、B、C、D四个景点,
∴恰好选中A景点的概率为14;
(2)画树状图如图:
共有12个等可能的结果,选中A、B两个景点至少有一个的结果有10个,
∴随机选择两个景点,A,B景点至少有一个的概率为:1012=56.
【点睛】本题考查了列表法与树状图法:利用列表法或树状图法展示所有等可能的结果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事件A或B的概率.
20.(8分)(2023•建邺区一模)为了了解2022年某地区5万名大、中、小学生3分钟跳绳成绩情况,教育部门从这三类学生群体中各抽取了20%的学生进行检测,整理样本数据,并结合2018年抽样结果,得到下列统计图.
(1)本次检测抽取了大、中、小学生共 10000 名,其中小学生 4500 名;
(2)根据抽样的结果,估计2022年该地区5万名大、中、小学生中,3分钟跳绳成绩合格的中学生人数为 18000 名;
(3)比较2018年与2022年抽样学生3分钟跳绳成绩合格率情况,写出一条正确的结论.
【分析】(1)根据“教育部门从这三类学生群体中各抽取了20%的学生进行检测”,可得50000×20%,即可得到本次检测抽取了大、中、小学生共多少名,再根据扇形图可得小学生所占45%,即可解答;
(2)先计算出样本中3分钟跳绳成绩合格的中学生人数所占的百分比,再乘以5万,即可解答;
(3)根据条形图,写出一条即可,答案不唯一.
【解答】解:(1)本次检测抽取了大、中、小学生共:50000×20%=10000(名),
其中小学生:10000×45%=4500(名).
故答案为:10000,4500;
(2)估计2022年该地区5万名大、中、小学生中,3分钟跳绳成绩合格的中学生人数为:50000×40%×90%=18000(名).
故答案为:18000;
(3)与2018年相比,2022年该地区大学生3分钟跳绳成绩合格率下降了5%(答案不唯一).
【点睛】本题考查的是条形统计图和扇形统计图的综合运用.读懂统计图,从统计图中得到必要的信息是解决问题的关键.
21.(8分)(2023•建邺区一模)如图,已知AB为半圆的直径.求作矩形MNPQ,使得点M,N在AB上,点P,Q在半圆上,且MN=2MQ.
要求:(1)用直尺和圆规作图;
(2)保留作图的痕迹,写出必要的文字说明.
【分析】先作AB的垂直平分线得到圆心O,再分别作∠AOC和∠BOC的平分线交⊙O于Q、P,接着过Q、P点分别作AB的垂线,垂足分别为M、N,则可判断△OMQ和△OPN都为等腰直角三角形,所以四边形MNPQ满足条件.
【解答】解:如图,先作AB的垂直平分线得到圆心O,再分别作∠AOC和∠BOC的平分线交⊙O于Q、P,接着过Q、P点分别作AB的垂线,垂足分别为M、N,
则四边形MNPQ为所作.
【点睛】本题考查了作图﹣复杂作图:解决此类题目的关键是熟悉基本几何图形的性质,结合几何图形的基本性质把复杂作图拆解成基本作图,逐步操作.也考查了矩形的性质.
22.(8分)(2024•雨花台区模拟)如图①,某款线上教学设备由底座,支撑臂AB,连杆BC,悬臂CD和安装在D处的摄像头组成.如图②是该款设备放置在水平桌面l上的示意图.已知支撑臂AB⊥l,AB=15cm,BC=30cm,测量得∠ABC=148°,∠BCD=28°,AE=9cm.求摄像头到桌面l的距离DE的长(结果精确到0.1cm).(参考数据:sin58°≈0.85,cs58°≈0.53,tan58°≈1.60,3≈1.73)
【分析】过点C作CF⊥l,垂足为F,过点B作BN⊥CF,垂足为N,过点D作DM⊥CF,垂足为M,设DM与BC交于点G,根据题意可得FN=AB=15cm,BN=AF,DM=EF,DE=MF,∠ABN=90°,DM∥BN,从而求出∠CBN=58°,进而求出∠CDM=∠CGM﹣∠DCB=30°,然后先在Rt△CBN中,利用锐角三角函数的定义求出BN,CN的长,从而求出EF,DM的长,再在Rt△CDM中,利用锐角三角函数的定义求出CM的长,从而求出MN的长,进行计算即可解答.
【解答】解:过点C作CF⊥l,垂足为F,过点B作BN⊥CF,垂足为N,过点D作DM⊥CF,垂足为M,设DM与BC交于点G,
则FN=AB=15cm,BN=AF,DM=EF,DE=MF,∠ABN=90°,DM∥BN,
∵∠ABC=148°,
∴∠CBN=∠ABC﹣∠ABN=148°﹣90°=58°,
在Rt△CBN中,BC=30cm,
∴CN=30•sin58°≈30×0.85=25.5(cm),
BN=30•cs58°≈30×0.53=15.9(cm),
∴AF=BN=15.9cm,
∴DM=EF=AE+AF=9+15.9=24.9(cm),
∵DM∥BN,
∴∠CGM=∠CBN=58°,
∴∠CDM=∠CGM﹣∠DCB=58°﹣28°=30°,
在Rt△CDM中,CM=DM•tan30°=33×24.9≈14.36(cm),
∴MN=CN﹣CM=25.5﹣14.36=11.14(cm),
∴MF=MN+NF=11.14+15≈26.1(cm),
∴DE=MF=26.1cm,
∴摄像头到桌面l的距离DE的长约为26.1 cm.
【点睛】本题考查了解直角三角形的应用,根据题目的已知条件并结合图形添加适当的辅助线是解题的关键.
23.(8分)(2024•雨花台区模拟)在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=x2﹣2(k﹣1)x+k2−52k(k为常数).
(1)若抛物线经过点(1,k2),求k的值;
(2)若抛物线经过点(2k,y1)和点(2,y2),且y1>y2,求k的取值范围;
(3)若将抛物线向右平移1个单位长度得到新抛物线,当1≤x≤2时,新抛物线对应的函数有最小值−32,求k的值.
【分析】(1)把点坐标代入解析式即可;
(2)分别把点(2k,y1)和点(2,y2)代入函数解析式,表示y1、y2利用条件构造关于k的不等式;
(3)根据平移得到新顶点,用k表示顶点坐标,找到最小值求k.
【解答】解:(1)把点(1,k2)代入抛物线y=x2﹣2(k﹣1)x+k2−52k,得
k2=12﹣2(k﹣1)+k2−52k
解得k=23
(2)把点(2k,y1)代入抛物线y=x2﹣2(k﹣1)x+k2−52k,得
y1=(2k)2﹣2(k﹣1)•2k+k2−52k=k2+32k
把点(2,y2)代入抛物线y=x2﹣2(k﹣1)x+k2−52k,得
y2=22﹣2(k﹣1)×2+k2−52k=k2−132k+8
∵y1>y2
∴k2+32k>k2−132k+8
解得k>1
(3)抛物线y=x2﹣2(k﹣1)x+k2−52k解析式配方得
y=(x﹣k+1)2+(−12k−1)
将抛物线向右平移1个单位长度得到新解析式为
y=(x﹣k)2+(−12k−1)
当k<1时,1≤x≤2对应的抛物线部分位于对称轴右侧,y随x的增大而增大,
∴x=1时,y最小=(1﹣k)2−12k﹣1=k2−52k,
∴k2−52k=−32,解得k1=1,k2=32
都不合题意,舍去;
当1≤k≤2时,y最小=−12k﹣1,
∴−12k﹣1=−32
解得k=1;
当k>2时,1≤x≤2对应的抛物线部分位于对称轴左侧,y随x的增大而减小,
∴x=2时,y最小=(2﹣k)2−12k﹣1=k2−92k+3,
∴k2−92k+3=−32
解得k1=3,k2=32(舍去)
综上,k=1或3.
【点睛】本题为二次函数综合题,考查二次函数图象性质及二次函数图象平移.解答时注意用k表示顶点.
24.(8分)(2024•南京模拟)如图,在△ABC中,AC>AB.
(1)在线段BC上作点P,使得点P到AB的距离与点P到AC的距离相等(要求:尺规作图,不写作法,保留作图痕迹);
(2)在(1)的条件下,若PA=PC,求证:PC•BC=AC•AB.
【分析】(1)因为点P在BC上,且点P到AB、AC的距离相等,所以点P为∠BAC的平分线与BC的交点,作出∠BAC的平分线与BC的交点P即可;
(2)由AP平分∠BAC,PA=PC,得∠BAP=∠C=∠CAP,而∠B=∠B,即可根据“两角分别相等的两个三角形相似”证明△PBA∽△ABC,得PAAC=ABBC,即可证明PC•BC=AC•AB.
【解答】(1)解:作法:作∠BAC的平分线交BC于点P,
点P就是所求的图形.
证明:∵点P在BC上,且点P在∠BAC的平分线上,
∴点P到AB、AC的距离相等,
∴点P就是所求的图形.
(2)证明:∵AP平分∠BAC,
∴∠BAP=∠CAP,
∵PA=PC,
∴∠C=∠CAP,
∴∠BAP=∠C,
∵∠B=∠B,
∴△PBA∽△ABC,
∴PAAC=ABBC,
∴PA•BC=AC•AB,
∴PC•BC=AC•AB.
【点睛】此题重点考查尺规作图、作已知角的平分线、角平分线的性质、等腰三角形的性质、相似三角形的判定与性质等知识,正确地作出∠BAC的平分线是解题的关键.
25.(8分)(2024•秦淮区校级模拟)如图,四边形ABCD是平行四边形,AB=AC,⊙O是△ABC的外接圆.
(1)如图①,当CD与⊙O相切时,求证:四边形ABCD是菱形.
(2)如图②,当CD与⊙O相交于点E时.
(Ⅰ)若AD=6,CE=5,求⊙O的半径.
(Ⅱ)连接BE,交AC于点F,若EF•AB=CE2,则∠D的度数是 72 °.
【分析】(1)连接CO交AB于K,由切线性质可得OC⊥AB,由垂径定理得:AK=BK,再运用菱形的判定定理即可证得结论;
(2)(Ⅰ)连接AE,OB,过点A作AG⊥CD于G,过点O作OF⊥BC于F,由平行四边形性质可得AB∥CD,∠ABC=∠D,AB=CD,由圆周角定理可得∠BOC=2∠BAC,设EG=DG=x,则CG=x+5,AC=CD=2x+5,运用勾股定理建立方程求解可得:EG=DG=2,AC=CD=9,再运用勾股定理和解直角三角形即可求得答案;
(Ⅱ)连接AE,先证得△CEF∽△CAE,可推出∠AED=∠D=∠ABC=∠ACB=∠DAE,设∠BAC=α,由平行线性质建立方程求解即可得出答案.
【解答】(1)证明:如图①,连接CO交AB于K,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB∥CD,
∵CD与⊙O相切,
∴半径OC⊥CD,
∴OC⊥AB,
由垂径定理得:AK=BK,
∴直线CK垂直平分AB,
∴AC=BC,
∵AB=AC,
∴AB=BC,
∴四边形ABCD是菱形.
(2)解:(Ⅰ)如图②,连接AE,OB,过点A作AG⊥CD于G,过点O作OF⊥BC于F,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB∥CD,∠ABC=∠D,AB=CD,
∴∠ACD=∠BAC,
∵BC=BC,
∴∠BOC=2∠BAC,
∵OF⊥弦BC,
∴CF=12BC,∠BOC=2∠COF,
∴∠COF=∠ACD,
∵四边形ABCE是⊙O的内接四边形,
∴∠ABC+∠AEC=180°,
∵∠AED+∠AEC=180°,
∴∠AED=∠ABC,
∴∠AED=∠D,
∴AE=AD,
∵AD=6,
∴AE=BC=6,CF=3,
∵AE=AD,AG⊥CD,
∴EG=DG,设EG=DG=x,
∵CE=5,
∴CG=x+5,CD=2x+5,
∵AB=AC,
∴AC=CD=2x+5,
在Rt△ACG中,AG2=AC2﹣CG2,
在Rt△AEG中,AG2=AE2﹣EG2,
∴AC2﹣CG2=AE2﹣EG2,
即(2x+5)2﹣(x+5)2=62﹣x2,
解得:x1=2,x2=−92(舍去),
∴EG=DG=2,AC=CD=9,
在Rt△ADG中,AG=AD2−DG2=62−22=42,
∴sin∠COF=sin∠ACD=AGAC=429,
∴OC=CFsin∠COF=3429=2728,
∴⊙O的半径为2728.
(Ⅱ)如图③,连接AE,
∵EF•AB=CE2,
∴EFCE=CEAB,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB∥CD,∠ABC=∠D,
∴∠BAC=∠ACD,∠BAD+∠D=180°,
∵BC=BC,
∴∠BAC=∠BEC,
∴∠ACD=∠BEC,
∴EF=CF,
又∵AB=AC,
∴CFCE=CEAC,
又∵∠ECF=∠ACE,
∴△CEF∽△CAE,
∴∠CEF=∠CAE,即∠BEC=∠CAE,
∴∠CAE=∠BAC,
∵∠AED=∠D=∠ABC=∠ACB,
∴∠DAE=∠BAC,
设∠BAC=α,
则∠ABC=∠ACB=∠D=90°−12α,∠CAE=∠DAE=α,
∵∠BAD+∠D=180°,
∴3α+90°−12α=180°,
解得:α=36°,
∴∠D=90°−12α=90°−12×36°=72°,
故答案为:72.
【点睛】本题是圆的综合题,考查了平行四边形性质,菱形的判定,垂径定理,圆的切线性质,圆内接四边形的性质,圆周角定理,勾股定理,解直角三角形,相似三角形的判定和性质等,平行四边形的性质是解题的关键.
26.(10分)(2024•秦淮区校级模拟)小郑和小外同时从A出发进行100m的游泳比赛,小郑游泳速度不变.图中的实线表示部分小外在游泳过程中与A的距离y(m)和游泳的时间t(s)之间的关系,虚线表示小郑在游泳过程中与A的距离y(m)和游泳的时间t(s)之间的关系.
(1)小郑游泳的平均速度为 56 m/s,游泳池的长度为 25 m.
(2)小外在45s后速度增加,并以增加后的速度匀速行驶,若小外和小郑同时到达终点,
①请补全小外的函数图象;
②小郑出发多长时间后,两人相距5m?(直接写出结果)
【分析】(1)观察图象,根据速度=路程÷时间可得小郑游泳的平均速度,由100除以往返次数4可得游泳池的长度;
(2)①求出关键点的横坐标,再描点可画出图象;
②求出函数关系式,再分类讨论,列方程即可解得答案.
【解答】解:(1)曲线OCDEF为小郑的运动图象,50m用时60s,
∴小郑游泳的平均速度为 5060=56(m/s),
∵小郑来回游了4次,
∴游泳池的长度为1004=25(m),
故答案为:56,25;
(2)①小外在45s后游泳的速度也保持不变,且小郑和小外同时到达终点,
∴小外剩余时间3等分,每份为13×(120﹣45)=25(s),
∴图象关键点的横坐标为70,95,120,
函数图象如图所示:
②小郑的函数表达式为:y1=56x(0≤x<30),y1=−56x+50(30≤x<60),y1=56x﹣50(60≤x<90),y1=−56x+100(90≤x<120),
小外的函数表达式为:y2=59x(0≤x<45),y2=﹣x+70(45≤x<70),y2=x﹣70(70≤x<95),y2=﹣x+120(95≤x<120),
(Ⅰ)当0≤x<30时,y1﹣y2=56x−59x=518x=5,解得x=18,符合题意,
(Ⅱ)当30≤x<36时,y1﹣y2=−56x+50−59x=−2518x+50=5,解得x=1625,符合题意,
(Ⅲ)当36≤x<45时,y2﹣y1=59x﹣(−56x+50)=2518x﹣50=5,解得x=1985,符合题意,
(Ⅳ)当45≤x<60时,y2﹣y1=﹣x+70﹣(−56x+50)=−16x+20=5,解得x=90,不符合题意,舍去,
(Ⅴ)当60≤x<72011时,y2﹣y1=﹣x+70﹣(56x﹣50)=−116x+120=5,解得x=69011,符合题意,
(Ⅵ)当72011≤x<70时,y1﹣y2=56x﹣50﹣(﹣x+70)=116x﹣120=5,解得x=75011,符合题意,
(Ⅶ)当70≤x≤90时,y1﹣y2=56x﹣50﹣(x﹣70)=−16x+20=5,解得x=90,符合题意,
(Ⅷ)当90<x<95时,y2﹣y1=x﹣70﹣(−56x+100)=116x﹣170=5,解得x=105011,不符合题意,舍去,
(Ⅸ)当95≤x≤120时,y2﹣y1=﹣x+120﹣(−56x+100)=−16x+20=5,解得x=90,不符合题意,舍去,
综上所述,小郑出发18s、1625s、1985s、69011s、75011s、90s时,两人相距5m.
【点睛】本题主要考查一次函数的应用,解题的关键是分类讨论思想的应用.
27.(10分)(2024•南京模拟)问题情境】
在一次数学兴趣小组活动中,小昕同学将一大一小两个三角板按照如图1所示的方式摆放.其中∠ACB=∠DEB=90°,∠B=30°,BE=AC=6.
【问题探究】
小昕同学将三角板DEB绕点B按顺时针方向旋转.
(1)如图2,当点E落在边AB上时,延长DE交BC于点F,求BF的长.
(2)若点C、E、D在同一条直线上,求点D到直线BC的距离.
(3)连接DC,取DC的中点G,三角板DEB由初始位置(图1),旋转到点C、B、D首次在同一条直线上(如图3),求点G所经过的路径长.
(4)如图4,G为DC的中点,则在旋转过程中,点G到直线AB的距离的最大值是 732 .
【分析】(1)根据锐角三角函数求解,即可求出答案;
(2)分两种情况:①当点E在BC上方时,如图1过点D作DH⊥BC于H,根据锐角三角函数求出BC=63,DE=23,最后利用面积求解即可;②当点E在BC下方时,同①的方法,即可求出答案;
(3)先求出∠BOG=150°,再判断出点G是以点O为圆心,23为半径的圆上,最后用弧长公式求解,即可求出答案;
(4)过点O作OK⊥AB于K,求出OK=332即可求出答案.
【解答】解:(1)由题意得,∠BEF=∠BED=90°,
在Rt△BEF中,∠ABC=30°,BE=6,
∴BF=BEcs∠ABC=632=43;
(2)①当点E在BC上方时,
如图1,过点D作DH⊥BC于H,
在Rt△ABC中,AC=6,tan∠ABC=ACBC,
∴BC=633=63,
在Rt△BED中,∠EBD=∠ABC=30°,BE=6,
∴DE=BE•tan∠DBE=6×33=23,
在Rt△BCE中,BE=6,BC=63,
根据勾股定理得,CE=BC2−BE2=(63)2−62=62,
∴CD=CE+DE=62+23,
∵S△BCD=12CD•BE=12BC•DH,
∴DH=CD⋅BEBC=(62+23)×663=26+2;
②当点E在BC下方时,如图2,过点D作DM⊥BC于M,
同理可得CE=62,DE=23,
∴CD=62−23,
∵S△BDC=12BC•DM=12CD•BE,
∴DM=CD⋅BEBC=(62−23)×663=26−2,
∴点D到直线BC的距离为26+2或26−2;
(3)如图3﹣1,连接CD,取CD的中点G,
取BC的中点O,连接GO,则OG∥AB,
∴∠COG=∠B=30°,
∴∠BOG=150°,
∵点G为CD的中点,点O为BC的中点,
∴GO=12BD=23,
∴点G在以点O为圆心,23为半径的圆上,如图3﹣2,
∴三角板DEB由初始位置(图1),旋转到点C、B、D首次在同一条直线上时,点G所经过的轨迹为150°所对的圆弧,
∴点G所经过的路径长为150×π×23180=533π;
(4)如图4,过点O作OK⊥AB于K,
∵点O为BC的中点,BC=63,
∴OB=33,
∴OK=OB•sin30°=332,
由(3)知,点G是以点O为圆心,23为半径的圆上,
∴点G到直线AB的距离的最大值是23+332=732;
故答案为:732.
【点睛】本题是几何变换综合题,主要考查了锐角三角函数,勾股定理,弧长公式,三角形的中位线定理,三角形的面积,画出图形是解本题的关键.
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