2021-2022学年浙江省宁波市鄞州区蓝青学校九年级(上)期中数学试卷
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一、选择题(每小题5分,共40分)
1.(5分)“下滑数”是一个数中右边数字比左边数字小的自然数(如:32,641,8531等),任取一个两位数,是“下滑数”的概率是( )
A. B. C. D.
2.(5分)抛物线y=x2+4x+5是由抛物线y=x2+1经过某种平移得到,则这个平移可以表述为( )
A.向左平移1个单位 B.向左平移2个单位
C.向右平移1个单位 D.向右平移2个单位
3.(5分)∠α是△ABC三个内角中的最小角,则( )
A.0<cosα≤ B.0<cosα≤ C.cosα<1 D.≤cosα
4.(5分)已知抛物线y=ax2+bx+c的图象如图所示,则下列结论:①abc>0;②a+b+c=2;③a;④b>1.其中正确的结论是( )
A.①② B.②③ C.①④ D.②④
5.(5分)如图,A、B是双曲线上的点,A、B两点的横坐标分别是a、2a,线段AB的延长线交x轴于点C,若S△AOC=9.则k的值是( )
A.9 B.6 C.5 D.4
6.(5分)矩形OABC在平面直角坐标系中的位置如图所示,已知B(2,2),点A在x轴上,点C在y轴上,P是对角线OB上一动点(不与原点重合),连接PC,过点P作PD⊥PC,交x轴于点D.下列结论:
①OA=BC=2;
②当点D运动到OA的中点处时,PC2+PD2=7;
③在运动过程中,∠CDP是一个定值;
④当△ODP为等腰三角形时,点D的坐标为(,0).
其中正确结论的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
7.(5分)如图,在钝角△ABC中,BC=1,∠A=30°,D为BC边的中点,G为△ABC的重心,若B、C为定点,当点A运动时,线段GD的长度的取值范围是( )
A.0<GD≤ B.0 C. D.≤GD
8.(5分)如图,AB为⊙O的直径,C为⊙O上一点,其中AB=4,∠AOC=120°,P为⊙O上的动点,连接AP,取AP中点Q,连接CQ,则线段CQ的最大值为( )
A.3 B.1+ C.1+3 D.1+
二、填空题(每小题5分,共40分)
9.(5分)已知抛物线y=﹣4x2+4mx﹣4m﹣m2(m是常数),若0≤x≤1时,函数y有最大值﹣5,则m的值为 .
10.(5分)如图,△ABC中,∠BAC=60°,∠ABC=45°,AB=4,D是线段BC上的一个动点,以AD为直径作⊙O分别交AB、AC于E、F,连接EF,则线段EF长度的最小值为 .
11.(5分)在Rt△ABC中,∠ACB=90°,在斜边AB上分别截取AD=AC,BE=BC,DE=6,
点O是△CDE的外心,如图所示,则点O到△ABC的三边的距离之和是 .
12.(5分)如图,在边长相同的小正方形网格中,点A、B、C、D都在这些小正方形的顶点上,AB与CD相交于点P,则tan∠APD的值为 .
13.(5分)如图,正方形ABCD的边长为25,内部有6个全等的正方形,小正方形的顶点E、F、G、H分别落在边AD、AB、BC、CD上,则每个小正方形的边长为 .
14.(5分)在△ABC中,∠ACB=90°,BC=8,AC=6,以点C为圆心,4为半径的圆上有一动点D,连接AD,BD,CD,则BD+AD的最小值是 .
15.(5分)如图,矩形ABCD的长为6,宽为4,以D为圆心,DC为半径的圆弧与以BC为直径的半圆O相交于点F,连接CF并延长交BA的延长线于点H,FH•FC= .
16.(5分)如图,在Rt△ABC中,∠A=90°,AB=6,AC=8,D,E分别是边AB,AC的中点,点P从点D出发沿DE方向运动,过点P作PQ⊥BC于Q,过点Q作QR∥BA交AC于R,当点Q与点C重合时,点P停止运动.设BQ=x,QR=y.如果在点P运动的过程中,使△PQR成为等腰三角形,则x的值是 .
三、解答题(共70分)
17.(18分)解下列各题:
(1)已知==≠0,求的值;
(2)在△ABC中,已知∠C=90°,sinA+sinB=,求sinA﹣sinB的值;
(3)已知顶角为36°的等腰三角形称为黄金三角形(底边长与腰长的比值为黄金分割比).如图,△ABC,△BDC,△DEC都是黄金三角形,且AB=1,求CE的长.
18.(10分)两人要去某风景区游玩,每天某一时段开往该风景区有三辆汽车(票价相同),但是他们不知道这些车的舒适程度,也不知道汽车开过来的顺序.两人采用了不同的乘车方案:
甲无论如何总是上开来的第一辆车,而乙则是先观察后上车,当第一辆车开来时,他不上车,而是仔细观察车的舒适状况.如果第二辆车的状况比第一辆好,他就上第二辆车;如果第二辆不比第一辆好,他就上第三辆车.如果把这三辆车的舒适程度分为上、中、下三等,请尝试着解决下面的问题:
(1)三辆车按出现的先后顺序共有哪几种不同的可能情况?请你列举出来.
(2)你认为甲、乙俩采用的方案,哪一种方案使自己乘坐舒适程度为上等的车的可能性大?为什么?
19.(12分)如图,在锐角△ABC中,AC是最短边.以AC为直径的⊙O,交BC于D,过O作OE∥BC,交OD于E,连接AD、AE、CE.
(1)求证:∠ACE=∠DCE;
(2)若∠B=45°,∠BAE=15°,求∠EAO的度数;
(3)若AC=4,,求CF的长.
20.(14分)从三角形(不是等腰三角形)一个顶点引出一条射线与对边相交,顶点与交点之间的线段把这个三角形分割成两个小三角形,如果分得的两个小三角形中一个为等腰三角形,另一个与原三角形相似,我们把这条线段叫做这个三角形的完美分割线.
(1)如图1,在△ABC中,CD为角平分线,∠A=40°,∠B=60°,求证:CD为△ABC的完美分割线.
(2)在△ABC中,∠A=48°,CD是△ABC的完美分割线,且△ACD为等腰三角形,求∠ACB的度数.
(3)如图2,△ABC中,AC=2,BC=,CD是△ABC的完美分割线,且△ACD是以CD为底边的等腰三角形,求完美分割线CD的长.
21.(16分)如图,已知抛物线y=x2+bx+c经过原点O,它的对称轴为直线x=2.动点P从抛物线的顶点A出发,在对称轴上以每秒1个单位的速度向上运动,设动点P运动的时间为t秒.连接OP并延长交抛物线于点B,连接AO、AB.
(1)求抛物线的函数解析式;
(2)当A,O,B三点构成以OB为斜边的直角三角形时,求t的值;
(3)请你探究:当4≤t≤5时,在点P运动过程中,△AOB的外接圆圆心M所经过的路线长度是 (请在横线上直接写出答案即可).
2021-2022学年浙江省宁波市鄞州区蓝青学校九年级(上)期中数学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(每小题5分,共40分)
1.(5分)“下滑数”是一个数中右边数字比左边数字小的自然数(如:32,641,8531等),任取一个两位数,是“下滑数”的概率是( )
A. B. C. D.
【分析】让“下滑数”的总个数除以两位数的总个数即为所求的概率.
【解答】解:根据题意:两位数的个数是99﹣10+1=90个,而是“下滑数”的数有9+8+7+6+5+4+3+2+1=45个,所以任取一个两位数,是“下滑数”的概率是=.故选A.
2.(5分)抛物线y=x2+4x+5是由抛物线y=x2+1经过某种平移得到,则这个平移可以表述为( )
A.向左平移1个单位 B.向左平移2个单位
C.向右平移1个单位 D.向右平移2个单位
【分析】找到两个抛物线的顶点,根据抛物线的顶点即可判断是如何平移得到.
【解答】解:原抛物线的顶点为(0,1),新抛物线的顶点为(﹣2,1),
∴是抛物线y=x2+1向左平移2个单位得到,
故选:B.
3.(5分)∠α是△ABC三个内角中的最小角,则( )
A.0<cosα≤ B.0<cosα≤ C.cosα<1 D.≤cosα
【分析】根据∠α是△ABC三个内角中的最小角可得0°<∠α≤60°,再根据特殊角的三角函数值可得答案.
【解答】解:∵∠α是△ABC三个内角中的最小角,
∴0°<∠α≤60°,
∵cos60°=,cos0°=1,
∴,
故选:C.
4.(5分)已知抛物线y=ax2+bx+c的图象如图所示,则下列结论:①abc>0;②a+b+c=2;③a;④b>1.其中正确的结论是( )
A.①② B.②③ C.①④ D.②④
【分析】由抛物线的开口方向判断a与0的关系,由抛物线与y轴的交点判断c与0的关系,然后根据对称轴及抛物线与x轴交点情况进行推理,进而对所得结论进行判断.
【解答】解:①∵抛物线的开口向上,
∴a>0,
∵与y轴的交点为在y轴的负半轴上,
∴c<0,
∵对称轴为x=﹣<0,
∴a、b同号,即b>0,
∴abc<0,
故本选项错误;
②当x=1时,函数值为2,
∴a+b+c=2;
故本选项正确;
③∵对称轴x=﹣>﹣1,a>0,
解得:<a,
∵b>1,
∴a>,
故本选项错误;
④当x=﹣1时,y<0,
∴a﹣b+c<0,
∴a+c<b,
又∵a+b+c=2,
∴a+c=2﹣b,
∴2﹣b<b,
∴b>1
故本选项正确;
综上所述,其中正确的结论是②④;
故选:D.
5.(5分)如图,A、B是双曲线上的点,A、B两点的横坐标分别是a、2a,线段AB的延长线交x轴于点C,若S△AOC=9.则k的值是( )
A.9 B.6 C.5 D.4
【分析】作AD⊥x轴于D,BE⊥x轴于E,设反比例函数解析式为y=(k>0),根据反比例函数图象上点的坐标特征得A、B两点的纵坐标分别是、,再证明△CEB∽△CDA,利用相似比得到===,则DE=CE,由OD:OE=a:2a=1:2,则OD=DE,所以OD=OC,根据三角形面积公式得到S△AOD=S△AOC=×9=3,然后利用反比例函数y=(k≠0)系数k的几何意义得|k|=3,易得k=6.
【解答】解:作AD⊥x轴于D,BE⊥x轴于E,如图,
设反比例函数解析式为y=(k>0),
∵A、B两点的横坐标分别是a、2a,
∴A、B两点的纵坐标分别是、,
∵AD∥BE,
∴△CEB∽△CDA,
∴===,
∴DE=CE,
∵OD:OE=a:2a=1:2,
∴OD=DE,
∴OD=OC,
∴S△AOD=S△AOC=×9=3,
∴|k|=3,
而k>0,
∴k=6.
故选:B.
6.(5分)矩形OABC在平面直角坐标系中的位置如图所示,已知B(2,2),点A在x轴上,点C在y轴上,P是对角线OB上一动点(不与原点重合),连接PC,过点P作PD⊥PC,交x轴于点D.下列结论:
①OA=BC=2;
②当点D运动到OA的中点处时,PC2+PD2=7;
③在运动过程中,∠CDP是一个定值;
④当△ODP为等腰三角形时,点D的坐标为(,0).
其中正确结论的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【分析】①根据矩形的性质即可得到OA=BC=2;故①正确;
②由点D为OA的中点,得到OD=OA=,根据勾股定理即可得到PC2+PD2=CD2=OC2+OD2=22+()2=7,故②正确;
③如图,过点P作PF⊥OA于F,FP的延长线交BC于E,PE=a,则PF=EF﹣PE=2﹣a,根据三角函数的定义得到BE=PE=a,求得CE=BC﹣BE=2﹣a=(2﹣a),根据相似三角形的性质得到FD=,根据三角函数的定义得到∠PDC=60°,故③正确;
④当△ODP为等腰三角形时,Ⅰ、OD=PD,解直角三角形得到OD=OC=,Ⅱ、OP=OD,根据等腰三角形的性质和四边形的内角和得到∠OCP=105°>90°,故不合题意舍去;Ⅲ、OP=PD,根据等腰三角形的性质和四边形的内角和得到∠OCP=105°>90°,故不合题意舍去;于是得到当△ODP为等腰三角形时,点D的坐标为(,0).故④错误.
【解答】解:①∵四边形OABC是矩形,B(2,2),
∴OA=BC=2;故①正确;
②∵点D为OA的中点,
∴OD=OA=,
∴PC2+PD2=CD2=OC2+OD2=22+()2=7,故②正确;
③如图,过点P作PF⊥OA于F,FP的延长线交BC于E,
∴PE⊥BC,四边形OFEC是矩形,
∴EF=OC=2,
设PE=a,则PF=EF﹣PE=2﹣a,
在Rt△BEP中,tan∠CBO===,
∴BE=PE=a,
∴CE=BC﹣BE=2﹣a=(2﹣a),
∵PD⊥PC,
∴∠CPE+∠FPD=90°,
∵∠CPE+∠PCE=90°,
∴∠FPD=∠ECP,
∵∠CEP=∠PFD=90°,
∴△CEP∽△PFD,
∴=,
∴tan∠PDC====,
∴∠PDC=60°,故③正确;
④∵B(2,2),四边形OABC是矩形,
∴OA=2,AB=2,
∵tan∠AOB==,
∴∠AOB=30°,
当△ODP为等腰三角形时,
Ⅰ、OD=PD,
∴∠DOP=∠DPO=30°,
∴∠ODP=120°,
∴∠ODC=60°,
∴OD=OC=,
Ⅱ、当D在x轴的正半轴上时,OP=OD,
∴∠ODP=∠OPD=75°,
∵∠COD=∠CPD=90°,
∴∠OCP=105°>90°,故不合题意舍去;
当D在x轴的负半轴上时,OP′=OD′,
∵∠AOB=30°,
∴∠D′OP′=150°,
∵∠CP′D′=90°,
∴∠CP′O=105°,
∵∠COP′=60°,
∴∠OCP′=15°,
∴∠BCP′=75°,
∴∠CP′B=180°﹣75°﹣30°=75°,
∴BC=BP′=2,
∴OD′=OP′=4﹣2,
∴D(2﹣4,0);
Ⅲ、OP=PD,
∴∠POD=∠PDO=30°,
∴∠OCP=150°>90°故不合题意舍去,
∴当△ODP为等腰三角形时,点D的坐标为(2﹣4,0)或(,0).故④错误,
故选:C.
7.(5分)如图,在钝角△ABC中,BC=1,∠A=30°,D为BC边的中点,G为△ABC的重心,若B、C为定点,当点A运动时,线段GD的长度的取值范围是( )
A.0<GD≤ B.0 C. D.≤GD
【分析】根据A点变动,度数不动,可把∠A置于以BC为弦的圆中,求DG的取值即可.
【解答】解:在图中30°的弓形弧BC
令MB⊥BC,NC⊥BC,
由题意知,A点在不含端点的BM、CN上.且BD<AD<DM,
在Rt△BCM中,BC=1,∠BMC=30°,
∴BM==,
在Rt△BDM中,BD=,BM=,
∴DM===
故<DG<,
∴<DG<.
故选:C.
8.(5分)如图,AB为⊙O的直径,C为⊙O上一点,其中AB=4,∠AOC=120°,P为⊙O上的动点,连接AP,取AP中点Q,连接CQ,则线段CQ的最大值为( )
A.3 B.1+ C.1+3 D.1+
【分析】如图,连接OQ,作CH⊥AB于H.首先证明点Q的运动轨迹为以AO为直径的⊙K,连接CK,当点Q在CK的延长线上时,CQ的值最大,利用勾股定理求出CK即可解决问题;
【解答】解:如图,连接OQ,作CH⊥AB于H.
∵AQ=QP,
∴OQ⊥PA,
∴∠AQO=90°,
∴点Q的运动轨迹为以AO为直径的⊙K,连接CK,
当点Q在CK的延长线上时,CQ的值最大(也可以通过CQ≤QK+CK求解)
在Rt△OCH中,∵∠COH=60°,OC=2,
∴OH=OC=1,CH=,
在Rt△CKH中,CK==,
∴CQ的最大值为1+,
故选:D.
二、填空题(每小题5分,共40分)
9.(5分)已知抛物线y=﹣4x2+4mx﹣4m﹣m2(m是常数),若0≤x≤1时,函数y有最大值﹣5,则m的值为 ﹣5或 .
【分析】将抛物线解析式变形为顶点式可得出抛物线开口方向及对称轴,分m<0、0≤m≤2以及m>2三种情况画出函数图象,由当0≤x≤1时,函数y有最大值﹣5,即可得出关于m的方程,解之即可得出结论.
【解答】解:∵y=﹣4x2+4mx﹣4m﹣m2=﹣4(x﹣)2﹣4m,
∴抛物线开口向下,对称轴为直线x=.
当<0,即m<0时,x=0时y取最大值(如图1所示),
∴﹣4m﹣m2=﹣5,
解得:m1=﹣5,m2=1(不合题意,舍去);
当0≤≤1,即0≤m≤2时,x=时y取最大值(如图2所示),
∴﹣4m=﹣5,
解得:m3=;
当>1,即m>2时,x=1时y取最大值(如图3所示),
∴﹣4+4m﹣4m﹣m2=﹣5,
解得:m4=﹣1(不合题意,舍去),m5=1(不合题意,舍去).
综上所述,m的值为﹣5或.
故答案为:﹣5或.
10.(5分)如图,△ABC中,∠BAC=60°,∠ABC=45°,AB=4,D是线段BC上的一个动点,以AD为直径作⊙O分别交AB、AC于E、F,连接EF,则线段EF长度的最小值为 .
【分析】由垂线段的性质可知,当AD为△ABC的边BC上的高时,直径AD最短,此时线段EF=2EH=2OE•sin∠EOH=2OE•sin60°,当半径OE最短时,EF最短,连接OE,OF,过O点作OH⊥EF,垂足为H,在Rt△ADB中,解直角三角形求直径AD,由圆周角定理可知∠EOH=∠EOF=∠BAC=60°,在Rt△EOH中,解直角三角形求EH,由垂径定理可知EF=2EH,即可求出答案.
【解答】解:由垂线段的性质可知,当AD为△ABC的边BC上的高时,直径AD最短,
如图,连接OE,OF,过O点作OH⊥EF,垂足为H,
∵在Rt△ADB中,∠ABC=45°,AB=4,
∴AD=BD=2,即此时圆的直径为2,
由圆周角定理可知∠EOH=∠FOH=∠BAC=60°,
∴在Rt△EOH中,EH=OE•sin∠EOH=×=,
由垂径定理可知EF=2EH=,
故答案为:.
11.(5分)在Rt△ABC中,∠ACB=90°,在斜边AB上分别截取AD=AC,BE=BC,DE=6,
点O是△CDE的外心,如图所示,则点O到△ABC的三边的距离之和是 9 .
【分析】首先证明点O是△ABC的内心,由r=(AC+BC﹣AB)=(AD+BE﹣AB)=DE,即可解决问题.
【解答】解:由题意点O是EC、CD垂直平分线的交点,
∵AD=AC,BE=BC,
∴EC的垂直平分线经过B且平分∠B,CD的垂直平分线经过A且平分∠A,
∴O是△ABC的内心,
则r=(AC+BC﹣AB)=(AD+BE﹣AB)=DE=3,
∴点O到△ABC的三边的距离之和是3r=9,
故答案为9.
12.(5分)如图,在边长相同的小正方形网格中,点A、B、C、D都在这些小正方形的顶点上,AB与CD相交于点P,则tan∠APD的值为 2 .
【分析】首先连接BE,由题意易得BF=CF,△ACP∽△BDP,然后由相似三角形的对应边成比例,易得DP:CP=1:3,即可得PF:CF=PF:BF=1:2,在Rt△PBF中,即可求得tan∠BPF的值,继而求得答案.
【解答】解:如图,连接BE,
∵四边形BCED是正方形,
∴DF=CF=CD,BF=BE,CD=BE,BE⊥CD,
∴BF=CF,
根据题意得:AC∥BD,
∴△ACP∽△BDP,
∴DP:CP=BD:AC=1:3,
∴DP:DF=1:2,
∴DP=PF=CF=BF,
在Rt△PBF中,tan∠BPF==2,
∵∠APD=∠BPF,
∴tan∠APD=2.
故答案为:2
13.(5分)如图,正方形ABCD的边长为25,内部有6个全等的正方形,小正方形的顶点E、F、G、H分别落在边AD、AB、BC、CD上,则每个小正方形的边长为 .
【分析】如图,过点G作GP⊥AD,垂足为P,可以得到△BGF∽△PGE,再根据相似三角形对应边成比例的性质列式求解即可得到DE和BG,根据勾股定理可求EG的长,进而求出每个小正方形的边长.
【解答】解:如图所示:
∵正方形ABCD边长为25,
∴∠A=∠B=90°,AB=25,
过点G作GP⊥AD,垂足为P,则∠4=∠5=90°,
∴四边形APGB是矩形,
∴∠2+∠3=90°,PG=AB=25,
∵六个大小完全一样的小正方形如图放置在大正方形中,
∴∠1+∠2=90°,
∴∠1=∠FGB,
∴△BGF∽△PGE,
∴=,
∴=,
∴GB=5.
∴AP=5.
同理DE=5.
∴PE=AD﹣AP﹣DE=15,
∴EG==5,
∴小正方形的边长为.
故答案为:.
14.(5分)在△ABC中,∠ACB=90°,BC=8,AC=6,以点C为圆心,4为半径的圆上有一动点D,连接AD,BD,CD,则BD+AD的最小值是 2 .
【分析】如图,在CB上取一点F,使得CF=2,连接FD,AF.由△FCD∽△DCB,推出==,推出DF=BD,推出BD+AD=DF+AF,根据DF+AD≥AF即可解决问题;
【解答】解:如图,在CB上取一点F,使得CF=2,连接FD,AF.
∴CD=4,CF=2,CB=8,
∴CD2=CF•CB,
∴=,
∵∠FCD=∠DCB,
∴△FCD∽△DCB,
∴==,
∴DF=BD,
∴BD+AD=DF+AF,
∵DF+AD≥AF,AF==2,
∴BD+AD的最小值是2,
故答案为2.
15.(5分)如图,矩形ABCD的长为6,宽为4,以D为圆心,DC为半径的圆弧与以BC为直径的半圆O相交于点F,连接CF并延长交BA的延长线于点H,FH•FC= .
【分析】连接BF、OF、OD,OD交CH于K.首先证明OD垂直平分线段CF,利用面积法求出CK、FK,利用勾股定理求出OK,利用三角形的中位线定理求出BF,再利用相似三角形的性质即可解决问题;
【解答】解:连接BF、OF、OD,OD交CH于K.
∵DF=DC,OF=OC,
∴OD垂直平分线段CF,
∴CK=KF==,OK==,
∵OB=OC,CK=KF,
∴BF=2OK=,
∵BC是直径,
∴∠BFC=90°,
∵∠CBH=90°,
∴∠CBF+∠FCB=90°,∠HBF+∠FBC=90°,
∴∠HBF=∠FCB,∵∠BFH=∠BFC=90°,
∴△BFH∽△CFB,
∴BF2=CF•FH=.
故答案为.
16.(5分)如图,在Rt△ABC中,∠A=90°,AB=6,AC=8,D,E分别是边AB,AC的中点,点P从点D出发沿DE方向运动,过点P作PQ⊥BC于Q,过点Q作QR∥BA交AC于R,当点Q与点C重合时,点P停止运动.设BQ=x,QR=y.如果在点P运动的过程中,使△PQR成为等腰三角形,则x的值是 、6、 .
【分析】根据题画出图形,根据图形进行讨论:
①当PQ=PR时,过点P作PM⊥QR于M,则QM=RM.由于∠1+∠2=90°,∠C+∠2=90°即∠1=∠C.根据三角函数即可求出x的值;
②当PQ=RQ时,﹣x+6=,x=6;
③当PR=QR时,则R为PQ中垂线上的点,于是点R为EC的中点,故CR=CE=AC=2.由于tanC==,x=.
【解答】解:存在,设BQ=x,QR=y,
∵QR∥AB,
∴∠QRC=∠A=90°.
∵∠C=∠C,
∴△RQC∽△ABC,
∴=,∴=,
∴y=﹣x+6,
分三种情况:
①当PQ=PR时,过点P作PM⊥QR于M,则QM=RM.
∵∠1+∠2=90°,∠C+∠2=90°,
∴∠1=∠C.
∴cos∠1=cosC==,
∴=,
∴=,
∴x=.
②当PQ=RQ时,﹣x+6=,
∴x=6.
③作EM⊥BC,RN⊥EM,
∴EM∥PQ,
当PR=QR时,则R为PQ中垂线上的点,
∴EN=MN,
∴ER=RC,
∴点R为EC的中点,
∴CR=CE=AC=2.
∵tanC==,
∴=,
∴x=.
综上所述,当x为或6或时,△PQR为等腰三角形.
三、解答题(共70分)
17.(18分)解下列各题:
(1)已知==≠0,求的值;
(2)在△ABC中,已知∠C=90°,sinA+sinB=,求sinA﹣sinB的值;
(3)已知顶角为36°的等腰三角形称为黄金三角形(底边长与腰长的比值为黄金分割比).如图,△ABC,△BDC,△DEC都是黄金三角形,且AB=1,求CE的长.
【分析】(1)设===k,进而得到a=6k,b=5k,c=4k,代入计算即可;
(2)根据完全平方公式、sin2A+sin2B=1计算即可;
(3)根据黄金比值为依次计算即可.
【解答】解:(1)设===k,
则a=6k,b=5k,c=4k,
∴===;
(2)∵sinA+sinB=,
∴(sinA+sinB)2=,即sin2A+2sinBsinA+sin2B=,
∴2sinBsinA=,
∴(sinA﹣sinB)2=sin2A﹣2sinBsinA+sin2B=,
∴sinA﹣sinB=±;
(3)∵△ABC是黄金三角形,AB=1,
∴BC=AB=,
∵△BDC是黄金三角形,
∴CD=BC=×=,
∵△DEC是黄金三角形,
∴EC=CD=×=﹣2.
18.(10分)两人要去某风景区游玩,每天某一时段开往该风景区有三辆汽车(票价相同),但是他们不知道这些车的舒适程度,也不知道汽车开过来的顺序.两人采用了不同的乘车方案:
甲无论如何总是上开来的第一辆车,而乙则是先观察后上车,当第一辆车开来时,他不上车,而是仔细观察车的舒适状况.如果第二辆车的状况比第一辆好,他就上第二辆车;如果第二辆不比第一辆好,他就上第三辆车.如果把这三辆车的舒适程度分为上、中、下三等,请尝试着解决下面的问题:
(1)三辆车按出现的先后顺序共有哪几种不同的可能情况?请你列举出来.
(2)你认为甲、乙俩采用的方案,哪一种方案使自己乘坐舒适程度为上等的车的可能性大?为什么?
【分析】(1)利用列举法整数展示所有6种可能的结果;
(3)利用列表法展示甲乙乘车的所有结果,然后计算他们乘坐上等车的概率,再比较概率的大小.
【解答】解:(1)三辆车开来的先后顺序有6种可能:
(上、中、下)、(上、下、中)、(中、上、下)、(中、下、上)、(下、中、上)、(下、上、中);
(2)列表如下:
顺序
甲
乙
上、中、下
上
下
上、下、中
上
中
中、上、下
中
上
中、下、上
中
上
下、上、中
下
上
下、中、上
下
中
甲乘上、中、下三辆车的概率都是;
而乙乘上等车的概率==,
所以乙乘坐舒适程度为上等的车的可能性大.
19.(12分)如图,在锐角△ABC中,AC是最短边.以AC为直径的⊙O,交BC于D,过O作OE∥BC,交OD于E,连接AD、AE、CE.
(1)求证:∠ACE=∠DCE;
(2)若∠B=45°,∠BAE=15°,求∠EAO的度数;
(3)若AC=4,,求CF的长.
【分析】(1)易证∠OEC=∠OCE,∠OEC=∠ECD,从而可知∠OCE=∠ECD,即∠ACE=∠DCE;
(2)延长AE交BC于点G,易证∠AGC=∠B+∠BAG=60°,由于OE∥BC,所以∠AEO=∠AGC=60°,所以∠EAO=∠AEO=60°;
(3)易证,由于,所以=,由圆周角定理可知∠AEC=∠FDC=90°,从而可证明△CDF∽△CEA,利用三角形相似的性质即可求出答案.
【解答】解:(1)∵OC=OE,
∴∠OEC=∠OCE,
∵OE∥BC,
∴∠OEC=∠ECD,
∴∠OCE=∠ECD,
即∠ACE=∠DCE,
(2)延长AE交BC于点G,
∵∠AGC是△ABG的外角,
∴∠AGC=∠B+∠BAG=60°,
∵OE∥BC,
∴∠AEO=∠AGC=60°,
∵OA=OE,
∴∠EAO=∠AEO=60°
(3)∵O是AC中点
∴,
∵,
∴=,
∵AC是直径,
∴∠AEC=∠FDC=90°,
∵∠ACE=∠FCD
∴△CDF∽△CEA,
∴=,
∴CF=CA=
20.(14分)从三角形(不是等腰三角形)一个顶点引出一条射线与对边相交,顶点与交点之间的线段把这个三角形分割成两个小三角形,如果分得的两个小三角形中一个为等腰三角形,另一个与原三角形相似,我们把这条线段叫做这个三角形的完美分割线.
(1)如图1,在△ABC中,CD为角平分线,∠A=40°,∠B=60°,求证:CD为△ABC的完美分割线.
(2)在△ABC中,∠A=48°,CD是△ABC的完美分割线,且△ACD为等腰三角形,求∠ACB的度数.
(3)如图2,△ABC中,AC=2,BC=,CD是△ABC的完美分割线,且△ACD是以CD为底边的等腰三角形,求完美分割线CD的长.
【分析】(1)根据完美分割线的定义只要证明①△ABC不是等腰三角形,②△ACD是等腰三角形,③△BDC∽△BCA即可.
(2)分三种情形讨论即可①如图2,当AD=CD时,②如图3中,当AD=AC时,③如图4中,当AC=CD时,分别求出∠ACB即可.
(3)设BD=x,利用△BCD∽△BAC,得=,列出方程即可解决问题.
【解答】解:(1)如图1中,∵∠A=40°,∠B=60°,
∴∠ACB=80°,
∴△ABC不是等腰三角形,
∵CD平分∠ACB,
∴∠ACD=∠BCD=∠ACB=40°,
∴∠ACD=∠A=40°,
∴△ACD为等腰三角形,
∵∠DCB=∠A=40°,∠CBD=∠ABC,
∴△BCD∽△BAC,
∴CD是△ABC的完美分割线.
(2)①当AD=CD时,如图2,∠ACD=∠A=48°,
∵△BDC∽△BCA,
∴∠BCD=∠A=48°,
∴∠ACB=∠ACD+∠BCD=96°.
②当AD=AC时,如图3中,∠ACD=∠ADC==66°,
∵△BDC∽△BCA,
∴∠BCD=∠A=48°,
∴∠ACB=∠ACD+∠BCD=114°.
③当AC=CD时,如图4中,∠ADC=∠A=48°,
∵△BDC∽△BCA,
∴∠BCD=∠A=48°,
∵∠ADC>∠BCD,矛盾,舍弃.
∴∠ACB=96°或114°.
(3)由已知AC=AD=2,
∵△BCD∽△BAC,
∴=,设BD=x,
∴()2=x(x+2),
∵x>0,
∴x=﹣1,
∵△BCD∽△BAC,
∴==,
∴CD=×2=﹣.
21.(16分)如图,已知抛物线y=x2+bx+c经过原点O,它的对称轴为直线x=2.动点P从抛物线的顶点A出发,在对称轴上以每秒1个单位的速度向上运动,设动点P运动的时间为t秒.连接OP并延长交抛物线于点B,连接AO、AB.
(1)求抛物线的函数解析式;
(2)当A,O,B三点构成以OB为斜边的直角三角形时,求t的值;
(3)请你探究:当4≤t≤5时,在点P运动过程中,△AOB的外接圆圆心M所经过的路线长度是 (请在横线上直接写出答案即可).
【分析】(1)由抛物线y=x2+bx+c经过原点O且对称轴是直线x=2,知c=0,﹣=2,求得b的值即可得出答案;
(2)设点B(a,a2﹣4a),由y=x2﹣4x=(x﹣2)2﹣4知A(2,﹣4),利用勾股定理和两点距离公式可求a的值,即可求t的值;
(3)当点P运动时,△AOB的外接圆圆心M在线段OA的垂直平分线上运动,则点M所经过的路线是一条线段,分别求出t=4和t=5时,圆心M的坐标,即可求解.
【解答】解:(1)∵抛物线y=x2+bx+c经过原点O,且对称轴是直线x=2,
∴c=0,﹣=2,
则b=﹣4、c=0,
∴抛物线解析式为y=x2﹣4x;
(2)设点B(a,a2﹣4a),
∵y=x2﹣4x=(x﹣2)2﹣4,
∴点A(2,﹣4),
∵OB为斜边
∴OB2=OA2+AB2,则a2+(a2﹣4a)2=20+(a﹣2)2+(a2﹣4a+4)2,
解得a=2(舍)或a=,
∴B(,﹣),
则直线OB解析式为y=﹣x,
当x=2时,y=﹣3,即P(2,﹣3),
∴t=(﹣3+4)÷1=1;
(3)∵当点P运动时,△AOB的外接圆圆心M在线段OA的垂直平分线上运动,
∴点M所经过的路线是一条线段,
当t=4时,点P运动到(2,0),此时点M是OA的垂直平分线和直线x=2的交点,
∵点A(2,﹣4),点O(0,0)
∴直线AO解析式为:y=﹣2x,
∴OA的垂直平分线的解析式为y=x﹣,
∴当x=2,y=﹣,
∴点M(2,﹣),
当t=5时,点P运动到P'(2,1),
∵P'(2,1),点A(2,﹣4),点O(0,0)
∴AP'=5,OA=2,OP'=,
∵AP'2=25=OA2+OP'2,
∴OP'⊥OA,
∴直线OP'的解析式为:y=x,
∴联立方程组
∴或
∴点B'(,),
∵此时△AB'O的外接圆的圆心M'是AB'的中点,
∴点M'(,﹣)
∴MM'==,
故答案为.
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