2021年陕西省西安市中考数学仿真模拟试卷(一)(word版 含答案)
展开1.下列实数中,是无理数的为( )
A.3.14B.C.D.
2.一个几何体的表面展开图如图所示,则这个几何体是( )
A.三棱柱B.三棱锥C.四棱柱D.四棱锥
3.下列计算正确的是( )
A.a2•a3=a6B.(a2)3=a6C.a6﹣a2=a4D.a5+a5=a10
4.如图,直线AB∥CD,∠1=50°,∠2=110°,则∠E的大小是( )
A.40°B.50°C.60°D.30°
5.若点(m,n)在函数y=2x+1的图象上,则代数式4m﹣2n+1的值是( )
A.1B.﹣1C.2D.﹣2
6.如图所示,在灌溉农田时,要把河(直线l表示一条河)中的水引到农田P处,设计了四条路线PA,PB,PC,PD(其中PB⊥l),你选择哪条路线挖渠才能使渠道最短( )
A.PAB.PBC.PCD.PD
7.若直线l1经过点A(0,﹣6),直线l2经过点(3,2),且l1与l2关于y轴对称,则l1、l2与x轴交点之间的距离为( )
A.1B.C.3D.
8.如图,点I为△ABC角平分线交点,AB=8,AC=6,BC=4,将∠ACB平移使其顶点C与I重合,则图中阴影部分的周长为( )
A.9B.8C.6D.4
9.两对相似的直角三角形按如图所示的方式摆拼得矩形ABCD,其中△ADH∽△BAE,△ADH≌△CBF,△ABE≌△CDG.若EF:FG=1:2,AB:BC=2:3,则矩形EFGH与矩形ABCD的面积之比为( )
A.B.C.D.
10.如图,是抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)图象的一部分,已知抛物线的对称轴是直线x=2,与x轴的一个交点是(﹣1,0),有下列结论:
①abc>0;
②4a﹣2b+c<0;
③4a+b=0;
④抛物线与x轴的另一个交点是(5,0);
⑤点(﹣3,y1),(6,y2)都在抛物线上,则有y1=y2.
其中正确的是( )
A.4个B.3个C.2个D.1个
二、填空题(本大题共4个小题,每小题3分,共12分)
11.分解因式:xy2﹣9x= .
12.如图,在菱形ABCD中,AC=BC=2,分别以B、D为圆心,以BA为半径画弧,则图中阴影部分的面积是 .
13.已知△ABC的三个顶点为A(﹣1,﹣1),B(﹣1,3),C(﹣3,﹣3),将△ABC向右平移m(m>0)个单位后,△ABC某一边的中点恰好落在反比例函数的图象上,则m的值为 .
14.如图,将矩形ABCD的四个角向内折起,恰好拼成一个既无缝隙又不重叠的四边形EFGH,若EH=4,EF=5,那么线段AD与AB的比等于 .
三、解答题(本大题共9个小题,共78分)
15.(5分)计算:2﹣1+(﹣1)2018+|﹣|﹣(π﹣3.14)0
16.(5分)解方程:+=1.
17.(5分)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC>BC,利用尺规作图法在边AB上求作一点D,使CD分∠ABC为两个等腰三角形.(保留作图痕迹,不写作法)
18.(5分)如图,在△ABC中,AB=BC,∠ABC=90°,点F为AB延长线上一点,点E在BC上,BE=BF,连接AE,EF和CF.
(1)求证:△ABE≌△CBF;
(2)若∠CAE=30°,求∠EFC的度数.
19.(6分)某区为响应市政府号召,在所有中学开展“创文创卫”活动.在活动中设置了“A.文明礼仪;B.环境保护;C.卫生保洁; D.垃圾分类”四个主题,每个学生选一个主题参与.为了解活动开展的情况,在全区随机抽取部分中学生进行调查,并根据调查结果绘制成了条形统计图和扇形统计图.
(1)此次调查的学生人数是 人,条形统计图中m= ,n= ;
(2)请根据以上信息直接在答题卡中补全条形统计图;
(3)扇形统计图中“选项D.垃圾分类”对应扇形的圆心角的大小为 度;
(4)依据本次调查的结果,估计全区12000名中学生选“A.文明礼仪”约有多少人?
20.(8分)在一次课外综合实践活动中,甲、乙两位同学测量校园内的一棵大树的高度,他们分别在A,B两处用高度为1.5m的测角仪(AE和BD)测得大树顶部C的仰角分别为30°,45°,两人间的水平距离(AB)为20m,已知点A,E,F,C,B,D在同一竖直平面内,且FC⊥AB,求大树的高度CF.(结果保留根号)
21.(8分)某公司需印制若干份资料.印刷厂有甲、乙两种收费方式,除按印数收取印刷费外,甲种方式还需收取制版费,而乙种不需要.两种印刷方式的费用y(元)与印刷份数x(份)之间的函数关系如图所示.
(1)求甲、乙两种收费方式的函数关系式;
(2)该公司需印制300份资料,选择哪种印刷方式较合算?
22.(9分)经过某十字路口的行人,可能直行,也可能左拐或者右拐,假设这三种可能性相同,现有甲、乙两人经过该路口,求下列事件的概率:
(1)甲经过路口时左拐的概率;
(2)利用树状图或列表法求至少有一人直行的概率.
23.(9分)如图,AB是⊙O直径,点C在⊙O上,AD平分∠CAB,BD是⊙O的切线,AD与BC相交于点E,与⊙O相交于点F,连接BF.
(1)求证:BD=BE;
(2)若DE=2,BD=2,求AE的长.
24.(9分)如图,已知抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于点A(﹣1,0),B(3,0),与y轴交于点C.
(1)求b,c的值:
(2)如图1,点P是第一象限抛物线上一动点,过点P作x轴的垂线1,交BC于点H.当△PHC为等腰三角形时,求点P的坐标;
(3)如图2,抛物线顶点为E.已知直线y=kx﹣k+3与二次函数图象相交于M、N两点,求证:无论k为何值,△EMN恒为直角三角形.
25.(9分)发现问题:
(1)如图1,AB为⊙O的直径,请在⊙O上求作一点P,使∠ABP=45°.(不必写作法)
问题探究:
(2)如图2,等腰直角三角形△ABC中,∠A=90°,AB=AC=3,D是AB上一点,AD=2,在BC边上是否存在点P,使∠APD=45°?若存在,求出BP的长度,若不存在,请说明理由.
问题解决:
(3)如图3,为矩形足球场的示意图,其中宽AB=66米、球门EF=8米,且EB=FA.点P、Q分别为BC、AD上的点,BP=7米,∠BPQ=135°,一位左前锋球员从点P处带球,沿PQ方向跑动,球员在PQ上的何处才能使射门角度(∠EMF)最大?求出此时PM的长度.
2021年陕西省西安市中考数学仿真模拟试卷(一)
参考答案与试题解析
一、单选题(本大题共10个小题,每小题3分,共30分)
1.下列实数中,是无理数的为( )
A.3.14B.C.D.
【分析】根据有理数和无理数的定义判断即可.
【解答】解:A选项,有限小数是有理数,故该选项不符合题意;
B选项,分数属于有理数,故该选项不符合题意;
C选项,=3,属于有理数,故该选项不符合题意;
D选项,是开方开不尽的数,属于无理数,故该选项符合题意.
故选:D.
2.一个几何体的表面展开图如图所示,则这个几何体是( )
A.三棱柱B.三棱锥C.四棱柱D.四棱锥
【分析】根据四棱锥的侧面展开图得出答案.
【解答】解:如图所示:这个几何体是四棱锥.
故选:D.
3.下列计算正确的是( )
A.a2•a3=a6B.(a2)3=a6C.a6﹣a2=a4D.a5+a5=a10
【分析】根据同底数幂乘法、幂的乘方的运算性质计算后利用排除法求解.
【解答】解:A、a2•a3=a5,错误;
B、(a2)3=a6,正确;
C、不是同类项,不能合并,错误;
D、a5+a5=2a5,错误;
故选:B.
4.如图,直线AB∥CD,∠1=50°,∠2=110°,则∠E的大小是( )
A.40°B.50°C.60°D.30°
【分析】先根据平行线的性质求出∠3的度数,再根据三角形的外角性质求出即可.
【解答】解:∵AB∥CD,∠1=50°,
∴∠3=∠1=50°,
∵∠2=110°,
∴∠E=∠2﹣∠3=110°﹣50°=60°,
故选:C.
5.若点(m,n)在函数y=2x+1的图象上,则代数式4m﹣2n+1的值是( )
A.1B.﹣1C.2D.﹣2
【分析】先把点(m,n)代入函数y=2x+1求出2m﹣n的值,再代入所求代数式进行计算即可.
【解答】解:∵点(m,n)在函数y=2x+1的图象上,
∴2m+1=n,即2m﹣n=﹣1,
∴4m﹣2n+1=2(2m﹣n)+1=2×(﹣1)+1=﹣1.
故选:B.
6.如图所示,在灌溉农田时,要把河(直线l表示一条河)中的水引到农田P处,设计了四条路线PA,PB,PC,PD(其中PB⊥l),你选择哪条路线挖渠才能使渠道最短( )
A.PAB.PBC.PCD.PD
【分析】根据“垂线段最短”解答即可.
【解答】解:∵在PA,PB,PC,PD四条路线中只有PB⊥l,
∴PB最短.
故选:B.
7.若直线l1经过点A(0,﹣6),直线l2经过点(3,2),且l1与l2关于y轴对称,则l1、l2与x轴交点之间的距离为( )
A.1B.C.3D.
【分析】由对称性可知l2经过点(3,2)、(0,﹣6),由待定系数法求出l2解析式为y=x﹣6,则可求l2与x轴的交点为(,0),再由l1与l2与x轴的交点关于y轴对称,则可求l1与x轴的交点为(﹣,0),即可求解.
【解答】解:∵l1与l2关于y轴对称,
∴l2经过点(3,2)、(0,﹣6),
设l2解析式为y=kx+b,
则有,
解得,
∴y=x﹣6,
∴l2与x轴的交点为(,0),
∵l1与l2关于y轴对称,
∴l1与x轴的交点为(﹣,0),
∴l1、l2与x轴交点之间的距离为,
故选:D.
8.如图,点I为△ABC角平分线交点,AB=8,AC=6,BC=4,将∠ACB平移使其顶点C与I重合,则图中阴影部分的周长为( )
A.9B.8C.6D.4
【分析】连接AI、BI,因为三角形的内心是角平分线的交点,所以AI是∠CAB的平分线,由平行的性质和等角对等边可得:AD=DI,同理BE=EI,所以图中阴影部分的周长就是边AB的长.
【解答】解:连接AI、BI,
∵点I为△ABC的内心,
∴AI平分∠CAB,
∴∠CAI=∠BAI,
由平移得:AC∥DI,
∴∠CAI=∠AID,
∴∠BAI=∠AID,
∴AD=DI,
同理可得:BE=EI,
∴△DIE的周长=DE+DI+EI=DE+AD+BE=AB=8,
即图中阴影部分的周长为8,
故选:B.
9.两对相似的直角三角形按如图所示的方式摆拼得矩形ABCD,其中△ADH∽△BAE,△ADH≌△CBF,△ABE≌△CDG.若EF:FG=1:2,AB:BC=2:3,则矩形EFGH与矩形ABCD的面积之比为( )
A.B.C.D.
【分析】由题意可以假设EF=GH=a,EH=FG=2a,DH=BF=x,AE=CG=y.利用相似三角形的性质构建方程组,求出x,y(用a表示),再利用勾股定理求出AD,CD(用a表示)即可解决问题.
【解答】解:由题意可以假设EF=GH=a,EH=FG=2a,DH=BF=x,AE=CG=y.
∴AH=y+2a,BE=x+a,
∵△ADH∽△BAE,
∴==,
∴==,
解得x=a,y=a,
∵∠AHD=90°,
∴AD===a,CD=AD=a,
∴矩形EFGH与矩形ABCD的面积之比=2a2:×a=,
故选:D.
10.如图,是抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)图象的一部分,已知抛物线的对称轴是直线x=2,与x轴的一个交点是(﹣1,0),有下列结论:
①abc>0;
②4a﹣2b+c<0;
③4a+b=0;
④抛物线与x轴的另一个交点是(5,0);
⑤点(﹣3,y1),(6,y2)都在抛物线上,则有y1=y2.
其中正确的是( )
A.4个B.3个C.2个D.1个
【分析】根据抛物线的图象,数形结合,逐一解析判断,即可解决问题.
【解答】解:∵抛物线开口向上,
∴a>0,b<0;由图象知c<0,
∴abc>0,故①正确;
由抛物线的图象知:当x=﹣2时,y>0,
即4a﹣2b+c>0,故②错误;
∵抛物线的对称轴为直线x=2,
∴﹣=2,b=﹣4a,
∴4a+b=0,故③正确;
∵抛物线y=ax2+bx+c与x轴有两个交点,对称轴是直线x=2,与x轴的一个交点是(﹣1,0),
∴抛物线与x轴的另一个交点是(5,0);故④正确;
∵对称轴方程为 x=2,
∴(﹣3,y1)可得(7,y1)
∵(6,y2)在抛物线上,
∴由抛物线的对称性及单调性知:y1>y2,故⑤错误;
综上所述①③④正确.
故选:B.
二、填空题(本大题共4个小题,每小题3分,共12分)
11.分解因式:xy2﹣9x= x(y+3)(y﹣3) .
【分析】应先提取公因式x,再对余下的多项式利用平方差公式继续分解.
【解答】解:xy2﹣9x=x(y2﹣9)=x(y﹣3)(y+3).
故答案为:x(y﹣3)(y+3).
12.如图,在菱形ABCD中,AC=BC=2,分别以B、D为圆心,以BA为半径画弧,则图中阴影部分的面积是 4﹣ .
【分析】作AE⊥BC于E,根据等边三角形的性质求出∠ABC的度数和AE的长,根据菱形面积公式、扇形面积公式计算,得到答案.
【解答】解:作AE⊥BC于E,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=CB,
∵AC=BC,
∴AB=BC=AC,即△ABC为等边三角形,
∴∠ABC=60°,
∴AE=AB•sin∠ABC=,
则图中阴影部分的面积=菱形ABCD的面积﹣2×(扇形ABC的面积﹣△ABC的面积)
=2×﹣2(﹣×2×)
=4﹣,
故答案为:4﹣.
13.已知△ABC的三个顶点为A(﹣1,﹣1),B(﹣1,3),C(﹣3,﹣3),将△ABC向右平移m(m>0)个单位后,△ABC某一边的中点恰好落在反比例函数的图象上,则m的值为 13 .
【分析】求得三角形三边中点的坐标,然后根据平移规律可得AB边的中点(﹣1,1),BC边的中点(﹣2,0),AC边的中点(﹣2,﹣2),AB边的中点在反比例函数的图象上,进而算出m的值.
【解答】解:∵△ABC的三个顶点为A(﹣1,﹣1),B(﹣1,3),C(﹣3,﹣3),
∴AB边的中点(﹣1,1),BC边的中点(﹣2,0),AC边的中点(﹣2,﹣2),
∵将△ABC向右平移m(m>0)个单位后,
∴AB边的中点平移后的坐标为(﹣1+m,1),
∵△ABC某一边的中点恰好落在反比例函数的图象上,
∴﹣1+m=12,
∴m=13,
故答案为13.
14.如图,将矩形ABCD的四个角向内折起,恰好拼成一个既无缝隙又不重叠的四边形EFGH,若EH=4,EF=5,那么线段AD与AB的比等于 .
【分析】先根据图形翻折的性质可得到四边形EFGH是矩形,由“AAS”可证Rt△AHE≌Rt△CFG,可得AH=CF=FN,再由勾股定理及直角三角形的面积公式求出AD,AB的长,即可求解.
【解答】解:如图:
由折叠的性质可得:∠1=∠2,∠3=∠4,AE=EM=BE,DH=HN,CF=FN,
∴∠2+∠3=90°,
∴∠HEF=90°,
同理四边形EFGH的其它内角都是90°,
∴四边形EFGH是矩形.
∴EH=FG;
又∵∠1+∠4=90°,∠4+∠5=90°,
∴∠1=∠5,
同理∠5=∠7=∠8,
∴∠1=∠8,
∴Rt△AHE≌Rt△CFG(AAS),
∴AH=CF=FN,
又∵HD=HN,
∴AD=HF,
在Rt△HEF中,EH=4,EF=5,根据勾股定理得HF===AD,
∵S△EFH=×EF×EH=×HF×EM,
∴EM=,
∴AB=2AE=2EM=,
∴AD:AB=41:40=,
故答案为:
三、解答题(本大题共9个小题,共78分)
15.(5分)计算:2﹣1+(﹣1)2018+|﹣|﹣(π﹣3.14)0
【分析】先计算负整数指数幂、乘方、取绝对值和零指数幂,再计算加减可得.
【解答】解:原式=+1+﹣﹣1
=.
16.(5分)解方程:+=1.
【分析】根据等式的性质,可转化成整式方程,根据解整式方程,可得答案.
【解答】解:方程两边都乘以2x﹣3),得
1﹣3=2x﹣3.
解得x=,
检验:x=时,2x﹣3≠0,
x=是原分式方程的解.
17.(5分)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC>BC,利用尺规作图法在边AB上求作一点D,使CD分∠ABC为两个等腰三角形.(保留作图痕迹,不写作法)
【分析】作AB的垂直平分线交AB于D,连接CD,根据直角三角形斜边上的中线性质得到DB=DC=DA.
【解答】解:如图,点D为所作.
18.(5分)如图,在△ABC中,AB=BC,∠ABC=90°,点F为AB延长线上一点,点E在BC上,BE=BF,连接AE,EF和CF.
(1)求证:△ABE≌△CBF;
(2)若∠CAE=30°,求∠EFC的度数.
【分析】(1)根据已知利用SAS判定△ABE≌△CBF;
(2)根据题意可知△ABC和△EBF都是等腰直角三角形,求出∠AEB=75°.由(1)知△ABE≌△CBF,可得∠CFB=∠AEB=75°,利用角之间的关系即可解答.
【解答】解:(1)∵∠ABC=90°,F为AB延长线上一点,
∴∠ABC=∠CBF=90°.
在△ABE和△CBF中,
,
∴△ABE≌△CBF.
(2)∵在△ABC中,AB=BC,∠ABC=90°,点F为AB延长线上一点,点E在BC上,BE=BF,
∴△ABC和△EBF都是等腰直角三角形,
∴∠ACB=∠EFB=45°.
∵∠CAE=30°,
∴∠AEB=∠CAE+∠ACB=30°+45°=75°.
由(1)知△ABE≌△CBF,
∴∠CFB=∠AEB=75°.
∴∠EFC=∠CFB﹣∠EFB=75°﹣45°=30°.
19.(6分)某区为响应市政府号召,在所有中学开展“创文创卫”活动.在活动中设置了“A.文明礼仪;B.环境保护;C.卫生保洁; D.垃圾分类”四个主题,每个学生选一个主题参与.为了解活动开展的情况,在全区随机抽取部分中学生进行调查,并根据调查结果绘制成了条形统计图和扇形统计图.
(1)此次调查的学生人数是 500 人,条形统计图中m= 225 ,n= 25 ;
(2)请根据以上信息直接在答题卡中补全条形统计图;
(3)扇形统计图中“选项D.垃圾分类”对应扇形的圆心角的大小为 18 度;
(4)依据本次调查的结果,估计全区12000名中学生选“A.文明礼仪”约有多少人?
【分析】(1)从两个统计图可得,“B.环境保护”的频数150人,占调查人数的30%,即可求出调查人数,进而根据频数、频率、总数之间的关系求出m、n的值;
(2)求出“C.卫生保洁”的频数即可补全条形统计图;
(3)“D.垃圾分类”占整体的5%,因此相应的圆心角的度数占360°的5%;
(4)求12000人的45%即可.
【解答】解:(1)150÷30%=500(人),
m=500×45%=225(人),
n=500×5%=25(人),
故答案为:500,225,25;
(2)500×20%=100(人),补全条形统计图如图所示:
(3)360°×5%=18°,
故答案为:18;
(4)12000×45%=5400(人),
答:全区12000名中学生选“A.文明礼仪”约有5400人.
20.(8分)在一次课外综合实践活动中,甲、乙两位同学测量校园内的一棵大树的高度,他们分别在A,B两处用高度为1.5m的测角仪(AE和BD)测得大树顶部C的仰角分别为30°,45°,两人间的水平距离(AB)为20m,已知点A,E,F,C,B,D在同一竖直平面内,且FC⊥AB,求大树的高度CF.(结果保留根号)
【分析】在Rt△CDG和Rt△CEG中,求出公共边CG的长度,然后可求得CF=CG+GF.
【解答】解:∵AB=20m,
∴DE=DG+EG=20m,
在Rt△CEG中,
∵∠CEG=45°,
∴EG=CG,
在Rt△CDG中,
∵∠CDG=30°,∠DCG=60°,
∴DG=CG•tan60°,
则DE=CG•tan60°+CG=20m.
即DE=CG+CG=20.
∴CG=10﹣10.
由题意知:GF=1.5m.
∴CF=CG+GF=10﹣10+1.5=(1﹣8.5)(米),
答:大树的高度为(1﹣8.5)米.
21.(8分)某公司需印制若干份资料.印刷厂有甲、乙两种收费方式,除按印数收取印刷费外,甲种方式还需收取制版费,而乙种不需要.两种印刷方式的费用y(元)与印刷份数x(份)之间的函数关系如图所示.
(1)求甲、乙两种收费方式的函数关系式;
(2)该公司需印制300份资料,选择哪种印刷方式较合算?
【分析】(1)设出两种收费的函数表达式,代入图象上的点求得答案即可;
(2)由(1)的解析式分三种情况进行讨论,当y甲>y乙时,当y甲=y乙时,当y甲<y乙时分别求出x的取值范围就可以得出选择方式.
【解答】解:(1)设甲种收费的函数表达式y甲=kx+b,乙种收费的函数表达式是y乙=k1x,
把(0,6),(100,16)代入y甲=kx+b,
得,
解得,
∴y甲=0.1x+6(x≥0的整数),
把(100,12)代入y乙=k1x,
解得:k1=0.12,
∴y乙=0.12x(x≥0的整数);
故答案为:y甲=0.1x+6(x≥0的整数),y乙=0.12x(x≥0的整数).
(2)由题意,得:
当y甲>y甲时,0.1x+6>0.12x,得x<300;
当y甲=y乙时,0.1x+6=0.12x,得x=300;
当y甲<y乙时,0.1x+6<0.12x,得x>300;
∴当x=300时,选择两种印刷方式费用一样.
22.(9分)经过某十字路口的行人,可能直行,也可能左拐或者右拐,假设这三种可能性相同,现有甲、乙两人经过该路口,求下列事件的概率:
(1)甲经过路口时左拐的概率;
(2)利用树状图或列表法求至少有一人直行的概率.
【分析】(1)直接利用概率公式计算可得;
(2)画树状图展示所有9种等可能的结果数,找出至少有一人直行的结果数,然后根据概率公式求解.
【解答】解:(1)甲经过路口时左拐的概率为;
(2)画树状图为:
共有9种等可能的结果数,其中至少有一人直行的有5种结果,
所以至少有一人直行的概率为.
23.(9分)如图,AB是⊙O直径,点C在⊙O上,AD平分∠CAB,BD是⊙O的切线,AD与BC相交于点E,与⊙O相交于点F,连接BF.
(1)求证:BD=BE;
(2)若DE=2,BD=2,求AE的长.
【分析】(1)利用圆周角定理得到∠ACB=90°,再根据切线的性质得∠ABD=90°,则∠BAD+∠D=90°,然后利用等量代换证明∠BED=∠D,从而判断BD=BE;
(2)利用圆周角定理得到∠AFB=90°,则根据等腰三角形的性质DF=EF=DE=1,再证明△DFB∽△DBA,利用相似比求出AD的长,然后计算AD﹣DE即可.
【解答】(1)证明:∵AB是⊙O的直径,
∴∠ACB=90°,
∴∠CAE+∠CEA=90°
而∠BED=∠CEA,
∴∠CAE+∠BED=90°,
∵BD是⊙O的切线,
∴BD⊥AB,
∴∠ABD=90°
∴∠BAD+∠D=90°,
又∵AF平分∠CAB,
∴∠CAE=∠BAD,
∴∠BED=∠D,
∴BD=BE;
(2)解:∵AB为直径,
∴∠AFB=90°,且BE=BD,
∴DF=EF=DE=1,
∵∠FDB=∠BDA,
∴△DFB∽△DBA,
∴=,
∴DA=2×2=20,
∴AE=AD﹣DE=20﹣2=18.
24.(9分)如图,已知抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于点A(﹣1,0),B(3,0),与y轴交于点C.
(1)求b,c的值:
(2)如图1,点P是第一象限抛物线上一动点,过点P作x轴的垂线1,交BC于点H.当△PHC为等腰三角形时,求点P的坐标;
(3)如图2,抛物线顶点为E.已知直线y=kx﹣k+3与二次函数图象相交于M、N两点,求证:无论k为何值,△EMN恒为直角三角形.
【分析】(1)将A(﹣1,0),B(3,0)代入y=﹣x2+bx+c,可求出答案;
(2)求出直线BC的解析式为y=﹣x+3,设点P(x,﹣x2+2x+3),则点H(x,﹣x+3),分PC=CH或PC=PH或CH=PH三种情况,构造关于x的方程即可得解;
(3)利用两点距离公式分别求出MN2=(x1﹣x2)2+(y1﹣y2)2,ME2=(x1﹣1)2+(y1﹣4)2,NE2=(x2﹣1)2+(y2﹣4)2,由勾股定理的逆定理可得∠MEN=90°,即可求解.
【解答】解:(1)∵抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于点A(﹣1,0),B(3,0),
∴,
解得:,
∴b=2,c=3;
(2)∵抛物线的函数表达式为:y=﹣x2+2x+3,
∴C(0,3),
设直线BC的解析式为y=kx+3,
将点B(3,0)代入y=kx+3,
解得:k=﹣1,
∴直线BC的解析式为y=﹣x+3,
设点P(x,﹣x2+2x+3),则点H(x,﹣x+3),
①如图1,过点C作CM⊥PH于点M,
则CM=x,PH=﹣x2+3x,
当CP=CH时,PM=MH,∠MCH=∠MCP,
∵OB=OC,
∴∠OBC=45°,
∵CM∥OB,
∴∠MCH=∠OBC=45°,
∴∠PCH=90°,
∴MC=PH=(﹣x2+3x),
即x=(﹣x2+3x),
解得:x1=0(舍去),x2=1,
∴P(1,4);
②如图2,当PC=PH时,
∵PH∥OC,
∴∠PHC=∠OCB=45°,
∴∠CPH=90°,
∴点P的纵坐标为3,
∴﹣x2+2x+3=3,
解得:x=2或x=0(舍去),
∴P(2,3);
③当CH=PH时,如图3,
∵B(3,0),C(0,3),
∴BC==3.
∵HF∥OC,
∴,
∴,
解得:x=3﹣,
∴P(3﹣,4﹣2).
综合以上可得,点P的坐标为(1,4)或(2,3)或(3﹣,4﹣2).
(3)∵函数表达式为:y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,
∴点E(1,4);
设点M、N的坐标为(x1,y1),(x2,y2),
∴MN2=(x1﹣x2)2+(y1﹣y2)2,ME2=(x1﹣1)2+(y1﹣4)2,NE2=(x2﹣1)2+(y2﹣4)2,
∵ME2+NE2=(x1﹣1)2+(y1﹣4)2+(x2﹣1)2+(y2﹣4)2=x12+x22﹣2(x1+x2)+2+y12+y22﹣8(y1+y2)+32
=x12+x22﹣2x1x2+2﹣4+y12+y22﹣2y1•y2+18﹣48+32
═(x1﹣x2)2+(y1﹣y2)2,
∴MN2=ME2+NE2,
∴∠MEN=90°,
故EM⊥EN,
即:△EMN恒为直角三角形.
25.(9分)发现问题:
(1)如图1,AB为⊙O的直径,请在⊙O上求作一点P,使∠ABP=45°.(不必写作法)
问题探究:
(2)如图2,等腰直角三角形△ABC中,∠A=90°,AB=AC=3,D是AB上一点,AD=2,在BC边上是否存在点P,使∠APD=45°?若存在,求出BP的长度,若不存在,请说明理由.
问题解决:
(3)如图3,为矩形足球场的示意图,其中宽AB=66米、球门EF=8米,且EB=FA.点P、Q分别为BC、AD上的点,BP=7米,∠BPQ=135°,一位左前锋球员从点P处带球,沿PQ方向跑动,球员在PQ上的何处才能使射门角度(∠EMF)最大?求出此时PM的长度.
【分析】(1)如图1所示.作直径AB的垂直平分线,交⊙O于点P和点P',则点P和点P'即为所求;
(2)如图2和图2'所示:证明△BPD∽△CAP,根据相似三角形的性质得出比例式,设BP=x,则PC=6﹣x,解方程,方程的解即为BP的长度;
(3)先过E、F作圆与PQ相切于点M′,此时∠FM′E的角度最大,再根据已知角度和线段的长度,求出圆的半径,从而得出PM′的长.
【解答】解:(1)如图所示:作AB的垂直平分线交⊙O于点P、P',则点P或P'即为所求;’
(2)存在.
如图2和图2'所示:
在△ABC中
∵∠BAC=90°,AB=AC=3,AD=2
∴∠B=∠C=45°,BD=,BC=AB=6
∴∠BDP+∠BPD=135°
∵∠APD=45°
∴∠APC+∠BPD=135°
∴∠BDP=∠APC
∴△BPD∽△CAP
∴=
设BP=x,则PC=6﹣x
∴=
解得x1=3+,x2=3﹣
∴BP=3+或BP=3﹣;
(3)如图3,过点E、F作圆,与PQ相切于点M′,圆心为点O,连接FM′,EM′,此时∠FM′E的度数最大.
理由:在⊙O上取一点G,连接FG并延长交PQ于点M,连接AG,AM,
∵∠FGE=∠FM′E,∠FGE>∠FME,
∴∠FM′E>∠FME,
∴∠FM′E的度数最大.
作线段EF的中垂线l,l经过圆心O,且交EF于点N,交PQ于点K,过点K作KH⊥BC于H.
设⊙O的半径为r,
则OE=OM′=r,
∵∠BPQ=135°,
∴∠KPH=45°,
∴△PHK是等腰直角三角形,
∴PH=KH.
∵AB=66,EF=8,
∴BN=33,EN=4,
∴PH=KH=33,
∴BH=33+7=40,
∴KN=40.
在等腰Rt△OKM′中,
OK==r,
∴ON=NK﹣OK=40﹣r.
在Rt△ONE中,
42+(40﹣r)2=r2,
解得r1=40﹣12,r2=40+12(舍去),
∴PM′=PK﹣r=33﹣40+12=12﹣7.
∴当射门角度最大时,PM的长度为(12﹣7)米.
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