辽宁省沈阳市2021--2022学年九年级(上)期中数学试卷(word版 含答案)
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2021-2022学年九年级第一学期期中数学试卷
一、选择题(每小题只有一个正确答案,每题2分,共20分)
1.若线段a,b,c,d成比例线段,且a=1cm,b=2cm,c=3cm,则d=( )
A.1cm B.2cm C.3cm D.6cm
2.反比例函数y=(x>0)的图象在( )
A.第一、三象限 B.第二、四象限
C.第一象限 D.第四象限
3.如图,在边长为1的小正方形网格中,△ABC的三个顶点均在格点上,则tanA的值为( )
A. B. C. D.
4.若关于x的一元二次方程x2+3x+4=0,该方程的解的情况是( )
A.没有实数根 B.有两个不相等的实数根
C.有两个相等的实数根 D.不能确定
5.如图是我国北方一天中四个不同时刻两座建筑物的影子,将它们按时间先后顺序排列正确的是( )
A.③④①② B.③②①④ C.③①④② D.②④①③
6.如图,在测量旗杆高度的数学活动中,某同学在脚下放了一面镜子,然后向后退,直到他刚好在镜子中看到旗杆的顶部.若眼睛距离地面AB=1.5m,同时量得BC=2m,CD=12m,则旗杆高度DE=( )
A.6m B.8m C.9m D.16m
7.如图,在直角坐标系中,△OAB的顶点为O(0,0),A(6,3),B(6,6),以点O为位似中心,在第一象限内作与△OAB的位似比为的位似图形△OCD,则点C的坐标为( )
A.(1,2) B.(2,1) C.(2,2) D.(3,6)
8.如图,已知四边形ABCD是平行四边形,下列结论中正确的是( )
A.当AB=BC时,它是矩形
B.当AC=BD时,它是菱形
C.当∠ABC=90°时,它是矩形
D.当AC=BD时,它是正方形
9.某校初一年级开展了一班一特色活动,2001班以“地”为特色在学校的试验园地进行种植蔬菜活动.试验园的形状是长15米、宽8米的矩形,为便于管理,要在中间开辟一横两纵共三条等宽的小道,使种植面积为110平方米,则小道的宽为多少米?若设小道的宽为x米,则根据题意,列方程为( )
A.(15+2x)(8+x)=110 B.(15﹣2x)(8﹣x)=110
C.(15+x)(8+2x)=110 D.(15﹣x)(8﹣2x)=110
10.如图所示,在平面直角坐标系中,菱形OABC的面积为8,点B在y轴上,点C在反比例函数y=的图象上,则k的值为( )
A.﹣2 B.﹣4 C.﹣8 D.4
二、填空题(每小题3分,共18分)
11.一元二次方程3x2﹣6x=0的根是 .
12.在函数y=的图象上有三点(﹣3,y1)、(﹣2,y2)、(1,y3),则函数值y1、y2、y3的大小关系为 .
13.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,sinA=,BC=8,则AB= .
14.一个口袋中有红球、白球共10个,这些球除颜色外都相同.将口袋中的球搅拌均匀,从中随机摸出一个球,记下颜色后再放回口袋中.不断重复这一过程,共摸了100次球,发现有70次摸到红球.请你估计这个口袋中红球的数量是 .
15.如图,有一正方形ABCD,边长为2,点E是边CD上的中点,对角线BD上有一动点F,当顶点为A、B、F的三角形与顶点为D、E、F的三角形相似时,BF的值为 .
16.如图,矩形ABCD中,AB=12,BC=13,点E为AD上一点,且∠ABE=30°,将△ABE沿BE翻折,得到△A'BE,连接CA'并延长,与AD相交于点F,则DF的长为 .
三、解答题
17.(1)x2﹣2x﹣1=0;
(2)2cos30°+tan60°﹣2tan45°•tan60°.
18.(1)添线补全下列几何体的三种视图.
(2)如图,在地面上竖直安装着AB、CD、EF三根立柱,在同一时刻同一光源下立柱AB、CD形成的影子为BG与DH.
①填空:判断此光源下形成的投影是: 投影.
②作出立柱EF在此光源下所形成的影子.
19.从一副普通的扑克牌中取出四张牌,它们的牌面数字分别为2,3,3,6.
(1)将这四张扑克牌背面朝上,洗匀,从中随机抽取一张,则抽取的这张牌的牌面数字是3的概率为 ;
(2)将这四张扑克牌背面朝上,洗匀.从中随机抽取一张,不放回,再从剩余的三张牌中随机抽取一张.请利用画树状图或列表的方法,求抽取的这两张牌的牌面数字恰好相同的概率.
20.小帆服装店购进一批衬衫,原计划每件标价200元,由于疫情影响,该店决定对这批衬衫全部降价销售,设每次降价的百分率相同,经过连续两次降价后,每件售价为162元.求每次降价的百分率.
21.如图,在△ABC中,AB=AC,点D是BC中点,点E是AD中点,延长BE至F,使EF=BE,连接AF,CF,BF与AC交于点G.
(1)求证:四边形ADCF是矩形.
(2)若AB=5,BC=6,线段CG的长为 .
22.如图,在建筑物AB上,挂着35m长的宣传条幅AE,从另一建筑物CD的顶部D处看条幅顶端A处,仰角为45°,看条幅底端E处,俯角为37°.求两建筑物间的距离BC.
(参考数据:sin37°≈0.6,cos37°≈0.8,tan37°≈0.75)
23.已知一次函数y=k1x+b与反比例函数y=的图象交于第一象限内的P(,8),Q(4,m)两点,与x轴交于A点.
(1)分别求出这两个函数的表达式;
(2)连接OP,OQ,S△OPQ= ;
(3)不等式k1x+b≥的解集是 .
24.已知,一次函数y=﹣x+6的图象与x轴、y轴分别交于点A、点B,与直线y=x相交于点C.过点B作x轴的平行线l.点P是直线l上的一个动点.
(1)点A的坐标 ,点B的坐标 ;
(2)若S△AOC=S△BCP,求点P的坐标.
(3)若点E是直线y=x上的一个动点,当△APE是以AE为斜边的等腰直角三角形时,点E的坐标为 .
(4)在(3)的条件下,当点P在AE右侧时,Q为平面内一点,EQ=2,连接OQ,将线段OQ绕着点O逆时针旋转90°,得到线段OM,连接QM,EM,直接写出EM的范围.
25.【证明体验】
如图1,四边形ABCD和四边形AEFG都是菱形,∠DAB=∠GAE=60°,点G,点E分别在边AD,AB上,点F在菱形ABCD内部,将菱形AEFG绕点A旋转一定的角度α,点E,F始终在菱形ABCD的内部.
(1)图2,求证:△DGA≌△BEA.
【思考探究】
(2)如图3,点P,Q分别在AB,AD延长线上,连接AF并延长与∠QDC的平分线交于点H,连接AE并延长与∠PBC的平分线交于K.连接DH,HK,CH,CK.
①求证:△ADH∽△KBA;
②若AB=2,DH=5,则线段BK的长度为 ,线段HK的长为 .
③菱形AEFG绕点A旋转α度(0°<α<30°),AB=m,△KBC是等腰三角形,线段HK的长为 .
参考答案
一、选择题(每小题只有一个正确答案,每题2分,共20分)
1.若线段a,b,c,d成比例线段,且a=1cm,b=2cm,c=3cm,则d=( )
A.1cm B.2cm C.3cm D.6cm
【分析】利用比例线段的定义得到a:b=c:d,然后根据比例性质求出d的值.
解:∵线段a,b,c,d成比例线段,
∴a:b=c:d,即1:2=3:d,
∴d=6(cm).
故选:D.
2.反比例函数y=(x>0)的图象在( )
A.第一、三象限 B.第二、四象限
C.第一象限 D.第四象限
【分析】由k=﹣5知,图象位于第二、四象限,而x>0可知,图象在第四象限,即可得出答案.
解:∵k=﹣5,
∴图象位于第二、四象限,
∵x>0,
∴图象在第四象限.
故选:D.
3.如图,在边长为1的小正方形网格中,△ABC的三个顶点均在格点上,则tanA的值为( )
A. B. C. D.
【分析】观察题目易知△ABC为直角三角形,其中AC=3,BC=4,根据正切的定义即可求出tanA.
解:由题知△ABC为直角三角形,其中AC=3,BC=4,
∴tanA==,
故选:B.
4.若关于x的一元二次方程x2+3x+4=0,该方程的解的情况是( )
A.没有实数根 B.有两个不相等的实数根
C.有两个相等的实数根 D.不能确定
【分析】先计算出判别式的值,然后根据判别式的意义判断方程根的情况.
解:∵Δ=32﹣4×1×4=﹣7<0,
∴方程没有实数根.
故选:A.
5.如图是我国北方一天中四个不同时刻两座建筑物的影子,将它们按时间先后顺序排列正确的是( )
A.③④①② B.③②①④ C.③①④② D.②④①③
【分析】太阳从东边升起,西边落下,则建筑物的影子先向西,再向北偏西、北偏东,最后向东,于是根据此变换规律可对各选项进行判断.
解:按时间先后顺序排列为③④①②.
故选:A.
6.如图,在测量旗杆高度的数学活动中,某同学在脚下放了一面镜子,然后向后退,直到他刚好在镜子中看到旗杆的顶部.若眼睛距离地面AB=1.5m,同时量得BC=2m,CD=12m,则旗杆高度DE=( )
A.6m B.8m C.9m D.16m
【分析】根据镜面反射的性质,△ABC∽△EDC,再根据相似三角形对应边成比例列式求解即可.
解:∵AB⊥BD,DE⊥BD,
∴∠ABC=∠EDC=90°,
∵∠ACB=∠DCE,
∴△ABC∽△EDC,
∴=,
∴=,
∴DE=9(m),
故选:C.
7.如图,在直角坐标系中,△OAB的顶点为O(0,0),A(6,3),B(6,6),以点O为位似中心,在第一象限内作与△OAB的位似比为的位似图形△OCD,则点C的坐标为( )
A.(1,2) B.(2,1) C.(2,2) D.(3,6)
【分析】根据位似变换的性质计算,得到答案.
解:∵以点O为位似中心,在第一象限内作与△OAB的位似比为的位似图形△OCD,A(6,3),
∴点C的坐标为(6×,3×),即(2,1),
故选:B.
8.如图,已知四边形ABCD是平行四边形,下列结论中正确的是( )
A.当AB=BC时,它是矩形
B.当AC=BD时,它是菱形
C.当∠ABC=90°时,它是矩形
D.当AC=BD时,它是正方形
【分析】根据矩形、菱形、正方形的判定方法和各个选项中的说法,可以判断是否正确,从而可以解答本题.
解:A、当AB=BC时,它是菱形,原说法错误,不符合题意;
B、当AC=BD时,它是矩形,原说法错误,不符合题意;
C、当∠ABC=90°时,它是矩形,说法正确,符合题意;
D、当AC=BD时,它是矩形,原说法错误,不符合题意;
故选:C.
9.某校初一年级开展了一班一特色活动,2001班以“地”为特色在学校的试验园地进行种植蔬菜活动.试验园的形状是长15米、宽8米的矩形,为便于管理,要在中间开辟一横两纵共三条等宽的小道,使种植面积为110平方米,则小道的宽为多少米?若设小道的宽为x米,则根据题意,列方程为( )
A.(15+2x)(8+x)=110 B.(15﹣2x)(8﹣x)=110
C.(15+x)(8+2x)=110 D.(15﹣x)(8﹣2x)=110
【分析】设小道的宽为x米,则6个小矩形可合成长为(15﹣2x)米、宽为(8﹣x)米的矩形,利用种植的面积=合成大矩形的长×宽,即可得出关于x的一元二次方程,此题得解.
解:设小道的宽为x米,则6个小矩形可合成长为(15﹣2x)米、宽为(8﹣x)米的大矩形,
依题意得:(15﹣2x)(8﹣x)=110.
故选:B.
10.如图所示,在平面直角坐标系中,菱形OABC的面积为8,点B在y轴上,点C在反比例函数y=的图象上,则k的值为( )
A.﹣2 B.﹣4 C.﹣8 D.4
【分析】连接AC交OB于D,如图,根据菱形的性质得AC⊥OB,S△OCD=S菱形ABCO=2,再利用反比例函数比例系数k的几何意义得到|k|=2,然后根据反比例函数的性质确定k的值.
解:连接AC交OB于D,如图,
∵四边形ABCO为菱形,
∴AC⊥OB,S△OCD=S菱形ABCO=×8=2,
∵CD⊥y轴,
∴S△OCD=|k|,
即|k|=2,
而k<0,
∴k=﹣4.
故选:B.
二、填空题(每小题3分,共18分)
11.一元二次方程3x2﹣6x=0的根是 x=2或x=0 .
【分析】根据因式分解法即可求出答案.
解:∵3x2﹣6x=0,
∴3x(x﹣2)=0,
∴x=2或x=0,
故答案为:x=2或x=0
12.在函数y=的图象上有三点(﹣3,y1)、(﹣2,y2)、(1,y3),则函数值y1、y2、y3的大小关系为 y2<y1<y3 .
【分析】分别计算自变量为﹣3、﹣2、1代入的函数值,然后比较函数值的大小即可.
解:当x=﹣3时,y1==﹣;
当x=﹣2时,y2==﹣1;
当x=1时,y3==2,
所以y2<y1<y3.
故答案为y2<y1<y3.
13.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,sinA=,BC=8,则AB= 10 .
【分析】根据锐角三角函数的意义求解即可.
解:在Rt△ABC中,∠C=90°,sinA=,BC=8,
∴sinA===,
∴AB=10,
故答案为:10.
14.一个口袋中有红球、白球共10个,这些球除颜色外都相同.将口袋中的球搅拌均匀,从中随机摸出一个球,记下颜色后再放回口袋中.不断重复这一过程,共摸了100次球,发现有70次摸到红球.请你估计这个口袋中红球的数量是 7 .
【分析】先求出摸到红球的频率,再乘以口袋中总球的个数,即可得出口袋中红球的数量.
解:由题意可得,
红球的概率为=70%,
则这个口袋中红球的个数:10×70%=7(个).
故答案为:7.
15.如图,有一正方形ABCD,边长为2,点E是边CD上的中点,对角线BD上有一动点F,当顶点为A、B、F的三角形与顶点为D、E、F的三角形相似时,BF的值为 2或 .
【分析】根据勾股定理和相似三角形的性质得出比例式解答即可.
解:依题意可得:BD===4,
设BF=x,则有DF=4﹣x.
①当△ABF∽△FDE时,
由=,即=,
解得,x=2.
②当△ABF∽△EDF时,
由=,即=,
解得,x=,
综上所述,BF的值为2或.
故答案为:2或.
16.如图,矩形ABCD中,AB=12,BC=13,点E为AD上一点,且∠ABE=30°,将△ABE沿BE翻折,得到△A'BE,连接CA'并延长,与AD相交于点F,则DF的长为 26﹣12 .
【分析】作A′H⊥BC于H.由△CDF∽△A′HC,可得=,延长构建方程即可解决问题.
解:作A′H⊥BC于H,如图:
∵∠ABC=90°,∠ABE=∠EBA′=30°,
∴∠A′BH=30°,
∴A′H=BA′=6,BH=A′H=6,
∴CH=13﹣6,
∵△CDF∽△A′HC,
∴=,
∴=,
∴DF=26﹣12,
故答案为:26﹣12.
三、解答题
17.(1)x2﹣2x﹣1=0;
(2)2cos30°+tan60°﹣2tan45°•tan60°.
【分析】(1)移项,配方,开方,即可得出两个一元一次方程,求出即可.
(2)根据特殊角的三角函数值,代入求出即可.
解:(1)x2﹣2x﹣1=0,
x2﹣2x=1,
配方得:x2﹣2x+1=1+1,
(x﹣1)2=2,
开方得:x﹣1=±,
x1=1+,x2=1﹣.
(2)原式=2×+﹣2×1×
=+﹣2
=0.
18.(1)添线补全下列几何体的三种视图.
(2)如图,在地面上竖直安装着AB、CD、EF三根立柱,在同一时刻同一光源下立柱AB、CD形成的影子为BG与DH.
①填空:判断此光源下形成的投影是: 中心 投影.
②作出立柱EF在此光源下所形成的影子.
【分析】(1)根据三视图的定义画出图形即可.
(2)①作出射线GA,射线HC,可得结论;
②作出中心投影的投影中心O,作出射线OE交GH于点R,线段FR即为所求.
解:(1)三视图,如图所示:
(2)①这个投影是中心投影.
故答案为:中心.
②如图2中,立柱EF在此光源下所形成的影子是线段FR.
19.从一副普通的扑克牌中取出四张牌,它们的牌面数字分别为2,3,3,6.
(1)将这四张扑克牌背面朝上,洗匀,从中随机抽取一张,则抽取的这张牌的牌面数字是3的概率为 ;
(2)将这四张扑克牌背面朝上,洗匀.从中随机抽取一张,不放回,再从剩余的三张牌中随机抽取一张.请利用画树状图或列表的方法,求抽取的这两张牌的牌面数字恰好相同的概率.
【分析】(1)直接由概率公式求解即可;
(2)画树状图,共有12种等可能的结果,抽取的这两张牌的牌面数字恰好相同的结果有2种,再由概率公式求解即可.
解:(1)将这四张扑克牌背面朝上,洗匀,从中随机抽取一张,则抽取的这张牌的牌面数字是3的概率为=,
故答案为:;
(2)画树状图如图:
共有12种等可能的结果,抽取的这两张牌的牌面数字恰好相同的结果有2种,
∴抽取的这两张牌的牌面数字恰好相同的概率为=.
20.小帆服装店购进一批衬衫,原计划每件标价200元,由于疫情影响,该店决定对这批衬衫全部降价销售,设每次降价的百分率相同,经过连续两次降价后,每件售价为162元.求每次降价的百分率.
【分析】根据“经过连续两次降价后,每件售价为162元“可以列出相应的方程,从而可以求得每次降价的百分率.
解:设每次降价的百分率为x,
根据题意,得200(1﹣x)2=162,
解得,x1=0.1,x2=1.9(舍去),
答:每次降价的百分率是10%.
21.如图,在△ABC中,AB=AC,点D是BC中点,点E是AD中点,延长BE至F,使EF=BE,连接AF,CF,BF与AC交于点G.
(1)求证:四边形ADCF是矩形.
(2)若AB=5,BC=6,线段CG的长为 .
【分析】(1)证△AEF≌△DEB(SAS),得AF=DB,∠AFE=∠DBE,则AF∥DB,再由等腰三角形的性质得DB=DC,AD⊥BC,则AF=DC,进而得出结论;
(2)过G作GH⊥CD于H,由勾股定理得AD=4,再证△AGF∽△CGB,得==,则AG=CG,然后求出AG=AC=,即可求解.
【解答】(1)证明:∵点E是AD中点,
∴AE=DE,
在△AEF和△DEB中,
,
∴△AEF≌△DEB(SAS),
∴AF=DB,∠AFE=∠DBE,
∴AF∥DB,
∵AB=AC,点D是BC中点,
∴DB=DC,AD⊥BC,
∴AF=DC,∠ADC=90°,
∴四边形ADCF是平行四边形,
∵∠ADC=90°,
∴平行四边形ADCF是矩形;
(2)解:过G作GH⊥CD于H,如图所示:
则GH∥AD,
∵AB=AC=5,点D是BC中点,
∴AD⊥BC,BD=CD=BC=3,
∴AD===4,
由(1)得:AF=DC=BD=3=BC,AF∥BC,
∴△AGF∽△CGB,
∴==,
∴AG=CG,
∴AG=AC=,
∴CG=AC﹣AG=5﹣=,
故答案为:.
22.如图,在建筑物AB上,挂着35m长的宣传条幅AE,从另一建筑物CD的顶部D处看条幅顶端A处,仰角为45°,看条幅底端E处,俯角为37°.求两建筑物间的距离BC.
(参考数据:sin37°≈0.6,cos37°≈0.8,tan37°≈0.75)
【分析】过点D作DF⊥AB于点F,根据∠ADF和∠EDF可以求得AF与DF、EF与DF的关系,利用AE=AF+EF=35即可求得DF的值,即可解题.
解:过点D作DF⊥AB于点F,
则BC=DF,
在Rt△ADF中,∠ADF=45°,则AF=DF,
在Rt△DFE中,∠EDF=37°,则EF=DF•tan37°,
又因为AF+EF=AE,
所以DF+DF•tan37°=35,
解得:DF=BC=20(m),
答:两建筑物间的距离BC为20m.
23.已知一次函数y=k1x+b与反比例函数y=的图象交于第一象限内的P(,8),Q(4,m)两点,与x轴交于A点.
(1)分别求出这两个函数的表达式;
(2)连接OP,OQ,S△OPQ= ;
(3)不等式k1x+b≥的解集是 .
【分析】(1)根据P点坐标即可求出k2的值,再将点Q的坐标代入反比例函数中得出m的值,最后根据待定系数法求解一次函数解析式即可.
(2)根据一次函数的解析式求出一次函数图象与x轴和y轴的交点,设一次函数图象与y轴的交点为D,分别求出△DPO、△AOD和△QOA的面积,用△AOD的面积减去△DPO和△QOA的面积即可求出△OPQ的面积.
(3)根据两个交点进行判断即可.
解:(1)∵P(,8),
∴k2=×8=4,
∴反比例函数解析式为,
将Q(4,m)代入中,
解得m=1,
将P(,8),Q(4,1)代入一次函数y=k1x+b中,
得,
解得:k1=﹣2,b=9,
∴一次函数解析式为y=﹣2x+9.
(2)设一次函数图象与y轴的交点为D,如图所示,
∴D点坐标为(0,9),
将y=0代入y=﹣2x+9中,
可得x=,
∴A点坐标为(,0),
∴△AOD的面积==,
△DPO的面积==,
△OQA的面积==,
∴S△OPQ=S△AOD﹣S△DPO﹣S△OQA=.
故答案为:.
(3)由图象可知不等式k1x+b≥的解集为或x<0.
故答案为:或x<0.
24.已知,一次函数y=﹣x+6的图象与x轴、y轴分别交于点A、点B,与直线y=x相交于点C.过点B作x轴的平行线l.点P是直线l上的一个动点.
(1)点A的坐标 (8,0) ,点B的坐标 (0,6) ;
(2)若S△AOC=S△BCP,求点P的坐标.
(3)若点E是直线y=x上的一个动点,当△APE是以AE为斜边的等腰直角三角形时,点E的坐标为 (,)或(16,20) .
(4)在(3)的条件下,当点P在AE右侧时,Q为平面内一点,EQ=2,连接OQ,将线段OQ绕着点O逆时针旋转90°,得到线段OM,连接QM,EM,直接写出EM的范围.
【分析】(1)令y=0,得﹣x+6=0,即可得出A(8,0),令x=0,得y=6,即可得出B(0,6);
(2)解方程组可求得C(3,),设P(x,6),根据S△AOC=S△BCP,可得OA•CG=BP•CH,建立方程求解即可;
(3)设点E(m,m)、点P(n,6),如图②,过点P作PF⊥OA于F,过点E作EK⊥PF于K,则∠PKE=∠AFP=90°,利用同角的余角相等可得∠EPK=∠PAF,进而可证△PEK≌△APF(AAS),得出:EK=PF=6,PK=AF,建立方程求解即可;
(4)根据点P在AE右侧,可知E(16,20),由EQ=2,可得点Q在以E为圆心,半径为2的⊙E上运动,将OE绕点O逆时针旋转90°,得到ON,以N为圆心,半径为2,作⊙N,连接EN交⊙N于M1,延长EN交⊙N于M2,再利用勾股定理即可求得EM的最大值和最小值,从而求得答案.
解:(1)在y=﹣x+6中,令y=0,
得﹣x+6=0,
解得:x=8,
∴A(8,0),
令x=0,得y=6,
∴B(0,6),
故答案为:(8,0),(0,6);
(2)由题意得:,
解得:,
∴C(3,),
∵直线l∥x轴,经过B(0,6),点P是直线l上的一个动点
∴P(x,6),
∴BP=|x|,
如图①,过点C作CG⊥OA于G,延长GC交BP于H,
则∠AGC=∠HGO=90°=∠BOG,
∵BP∥OA,
∴∠BHG=∠AGC=90°,
∴∠BHG=∠HGO=∠BOG=90°,
∴四边形BOGH是矩形,
∴GH=OB=6,
∵CG=,
∴CH=GH﹣CG=6﹣=,
∵S△AOC=S△BCP,
∴OA•CG=BP•CH,
即×8×=•|x|•,
∴|x|=,
∴x=±,
∴P(,6)或(﹣,6);
(3)设点E(m,m)、点P(n,6),
∵△APE是以AE为斜边的等腰直角三角形,
∴PE=PA,∠APE=90°,
如图②,过点P作PF⊥OA于F,过点E作EK⊥PF于K,
则∠PKE=∠AFP=90°,
∴∠EPK+∠APF=90°,∠APF+∠PAF=90°,
∴∠EPK=∠PAF,
∴△PEK≌△APF(AAS),
∴EK=PF=6,PK=AF,
∵EK=|m﹣n|,PK=KF﹣PF=m﹣6,AF=|8﹣n|,
∴|m﹣n|=6,m﹣6=|8﹣n|,
解得:或,③
∴E(,)或(16,20);
(4)如图③,由(3)得E(,)或(16,20),
∵点P在AE右侧,
∴E(16,20),
∵EQ=2,
∴点Q在以E为圆心,半径为2的⊙E上运动,将OE绕点O逆时针旋转90°,得到ON,
以N为圆心,半径为2,作⊙N,连接EN交⊙N于M1,延长EN交⊙N于M2,
∵ON=OE==4,∠EON=90°,
∴EN=OE=4,
∵NM1=NM2=2,
∴EM的最小值为EM1=EN﹣NM1=4﹣2,
EM的最大值为EM2=EN+NM2=4+2,
∴EM的范围为4﹣2≤EM≤4+2.
25.【证明体验】
如图1,四边形ABCD和四边形AEFG都是菱形,∠DAB=∠GAE=60°,点G,点E分别在边AD,AB上,点F在菱形ABCD内部,将菱形AEFG绕点A旋转一定的角度α,点E,F始终在菱形ABCD的内部.
(1)图2,求证:△DGA≌△BEA.
【思考探究】
(2)如图3,点P,Q分别在AB,AD延长线上,连接AF并延长与∠QDC的平分线交于点H,连接AE并延长与∠PBC的平分线交于K.连接DH,HK,CH,CK.
①求证:△ADH∽△KBA;
②若AB=2,DH=5,则线段BK的长度为 8 ,线段HK的长为 7 .
③菱形AEFG绕点A旋转α度(0°<α<30°),AB=m,△KBC是等腰三角形,线段HK的长为 m或m或m .
【分析】(1)根据SAS证明三角形全等即可;
(2)①根据两角对应相等两三角形相似证明即可;
②如图3﹣2中,连接DB,过点H作HM⊥BK于点M.利用相似三角形的性质求出BK,再利用勾股定理求解即可;
③分三种情形:如图4﹣1中,当KB=KC时,连接BD,过点K作KJ⊥DH于点J.如图4﹣2中,当BC=BK时,四边形BDHK是正方形,KH=m.如图4﹣3中,当CB=CK时,D,C,K共线,过点H作HN⊥BK于点N.分别利用相似三角形的性质以及勾股定理求解.
【解答】(1)证明:如图2中,
∵四边形ABCD和四边形AEFG都是菱形,∠DAB=∠GAE=60°,
∴AD=AB,AG=AE,∠GAD=∠EAB,
在△GAD和△EAB中,
,
∴△GAD≌△EAB(SAS);
(2)①证明:如图3﹣1中,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AB∥CD,AD∥BC,
∴∠CBP=∠DAB=60°,∠CDQ=∠DAB=60°,
∵DH,BK分别平分∠QDC,∠CBP,
∴∠QDH=∠KBP=30°,
∴∠ADH=∠ABK=150°,
∵∠FAE=∠QDH=30°,
∴∠DAH+∠AHD=∠BAK+∠DAH=30°,
∴∠AHD=∠BAK,
∴△ADH∽△KBA;
②解:如图3﹣2中,连接DB,过点H作HM⊥BK于点M.
∵△ADH∽△KBA,
∴=,
∴BK==8,
∵∠BDH=∠DBM=∠BMH=90°,
∴四边形DBMH是矩形,
∴BM=DH=5,DB=MH=2,
∴KM=BK﹣BM=8﹣5=3,
∴HK===7.
故答案为:8,7;
③解:如图4﹣1中,当KB=KC时,连接BD,过点K作KJ⊥DH于点J.
∵DB=DC,KB=KC,
∴DK⊥BC,CJ=BJ,
∵AB=BC=m,∠CBK=∠KCB=30°,
∴BK=m,DJ=m,
∴DH===2m,
∵四边形BDJK是矩形,
∴DJ=BK=m,
DB=KJ=m,
∴JH=DH﹣DJ=2m﹣m=m,
∴KH===m
如图4﹣2中,当BC=BK时,四边形BDHK是正方形,KH=m.
如图4﹣3中,当CB=CK时,D,C,K共线,过点H作HN⊥BK于点N.
∵CB=CK=m,∠BCK=120°,
∴BK=m,
∴DH===m,
∵∵四边形BDHN是矩形,
∴DH=BN=m,
DB=HN=m,
∴KN=BK﹣BN=m﹣m=m,
∴KH===m,
综上所述,满足条件的HK的值为m或m或m.
故答案为:m或m或m.
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