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中考模拟卷(二)(解析版)-2022年数学中考一轮复习考点透析(北师大版)
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这是一份中考模拟卷(二)(解析版)-2022年数学中考一轮复习考点透析(北师大版),共51页。试卷主要包含了单选题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
中考模拟卷(二)
一、单选题
1.如图,等边内接于⊙,是上任一点(不与、重合),连接、,交于,切⊙于点,交⊙于点.下列结论:①;②;③若,则四边形的面积为;④若,则图中阴影部分的面积为.正确的个数为( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】C
【分析】
利用同弧所对的圆周角相等可得①正确;利用假设法,利用条件证明三角形相似,与所给条件矛盾,可证②错误;构造,可得,求得即可证明③正确;可根据图2中的方法将阴影面积转化为扇形面积,即可验证④正确.
【详解】
解:已知等边内接于⊙,
∴,
∵,
∴,
故①正确;
假设,
则,
又∵,
∴,
∴,
而 ,
∴,
∴矛盾,故②错误;
如图1延长至点,使,连接,
由已知可得,,
∴,
∴,
∴,,,
∴,
∴,
∴是等边三角形,
∴,
∴过点作于,
∴,
∴,
∴,
故③正确;
如图2连接,,连接与交于,
∵切⊙于点,
∴,
∵交⊙于点,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∵在中,,
∵,
∴,
∴,
在中,,
∴,
∴
故④正确;
∴正确的有①③④3个;
故选:C.
2.如图,在△ABC中,∠BAC=45°,CD⊥AB于点D,AE⊥BC于点E,AE与CD交于点F,连接BF,DE,下列结论中:①AF=BC;②∠DEB=45°,③AE=CE+2BD,④若∠CAE=30°,则,正确的有( )
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.①②③④
【答案】B
【分析】
①②只要证明△ADF≌△CDB即可解决问题.③如图1中,作DM⊥AE于M,DN⊥BC于N,易证△DMF≌△DNB,四边形DMEN是正方形,想办法证明AE−CE=BC+EF−EC=EF+BE=2DN<2BD,即可.④如图2中,延长FE到H,使得FH=FB.连接HC、BH.想办法证明△BFH是等边三角形,AC=AH即可解决问题.
【详解】
解:∵AE⊥BC,
∴∠AEC=∠ADC=∠CDB=90°,
∵∠AFD=∠CFE,
∴∠DAF=∠DCB,
∵AD=DC,
∴△ADF≌△CDB,
∵AF=BC,DF=DB,故①正确,
∴∠DFB=∠DBF=45°,
取BF的中点O,连接OD、OE.
∵∠BDF=∠BEF=90°,
∴OE=OF=OB=OD,
∴E、F、D、B四点共圆,
∴∠DEB=∠DFB=45°,故②正确,
如图1中,作DM⊥AE于M,DN⊥BC于N,
∵△ADF≌△CDB,
∴,,
∵,
∴△DMF≌△DNB,
∴,
∵,
∴四边形DMEN是矩形,
∵,
∴四边形DMEN是正方形,
∴MF=BN,EM=EN,
∴EF+EB=EM−FM+EN+NB=2EM=2DN,
∵AE−CE=BC+EF−EC=EF+BE=2DN<2BD,
∴AE−CE<2BD,即AE<EC+2BD,故③错误,
如图2中,作DM⊥AE于M,DN⊥BC于N.
∵△DMF≌△DNB,四边形DMEN是正方形,
∴FM=BN,EM=EN=DN,
∴EF+EB=EM−MF+EN+BN=2EN=2DN≤2BD,
∵AE−EC=ADF+EF−EC=BC_EF−EC=EF+BE≤2BD,
∴AE≤EC+2BD,故③错误,
如图2中,延长FE到H,使得FH=FB.连接HC、BH.
∵∠CAE=30°,∠CAD=45°,∠ADF=90°,
∴∠DAF=15°,∠AFD=75°,
∵∠DFB=45°,
∴∠AFB=120°,
∴∠BFH=60°,
∵FH=BF,
∴△BFH是等边三角形,
∴BF=BH,
∵BC⊥FH,
∴FE=EH,
∴CF=CH,
∴∠CFH=∠CHF=∠AFD=75°,
∴∠ACH=75°,
∴∠ACH=∠AHC=75°,
∴AC=AH,
∵AF+FB=AF+FH=AH,
∴AF+BF=AC,故④正确,
故选:B.
3.如图,点M、N分别是正方形ABCD的边BC、CD上的两个动点,在运动过程中保持∠MAN=45°,AM、AN分别与对角线BD交于点E、F,连接EN、FM相交于点O,以下结论:①MN=BM+DN;②BE2+DF2=EF2;③BC2=BF•DE;④OM=OF.一定成立的是( )
A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①②③④
【答案】A
【分析】
根据正方形性质得,,延长MB至点H,使BH=DN,用SAS证明,得,,根据和等量代换得,用SAS证明得,因为,则,故①正确;将绕点A逆时针旋转90°得到,连接,则,,,,根据题意得,,因为,所以,用SAS证明,得,
又因为,所以根据勾股定理得,即,故②正确;
【详解】
解:∵四边形ABCD是正方形,
∴,,
延长MB至点H,使BH=DN,连接AH,BH,
在和中,
∴(SAS),
∴,,
∵,
∴,
∴,
∴,
在和中,
∴(SAS),
∴,
∵,
∴,故①正确;
如图所示,将绕点A逆时针旋转90°得到,连接,
则,,,,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
在和中,
∴(SAS),
∴,
∵,
∴,
即,故②正确;
4.如图,在ABC中,∠ACB=45°,AD⊥BC,BE⊥AC,AD与BE相交下点F,连接并延长CF交AB于点G,∠AEB的平分线交CG的延长线于点H,连接AH.则下列结论:
①∠EBD=45°;②AH=HF;③ABD≌CFD;④CH=AB+AH;⑤BD=CD﹣AF.其中正确的有( )个.
A.5 B.4 C.3 D.2
【答案】A
【分析】
①利用三角形内角和定理即可说明其正确;②利用垂直平分线的性质即可说明其正确;③利用SAS判定全等即可;④利用③中的结论结合等量代换和等式的性质即可得出结论;⑤利用③中的结论结合等量代换和等式的性质即可得出结论.
【详解】
如图所示,设EH与AD交于点M,
∵∠ACB=45°,BE⊥AC,
∴∠EBD=90°﹣∠ACD=45°,
故①正确;
∵AD⊥BC,∠EBD=45°,
∴∠BFD=45°,
∴∠AFE=∠BFD=45°,
∵BE⊥AC,
∴∠FAE=∠AFE=45°,
∴△AEF为等腰直角三角形,
∵EM是∠AEF的平分线,
∴EM⊥AF,AM=MF,即EH为AF的垂直平分线,
∴AH=HF,
∴②正确;
∵AD⊥BC,∠ACD=45°,
∴△ADC是等腰直角三角形,
∴AD=CD,
同理,BD=DF,
在△ABD和△CFD中,
,
∴△ABD≌△CFD(SAS),
∴③正确;
∵△ABD≌△CFD,
∴CF=AB,
∵CH=CF+HF,
由②知:HF=AH,
∴CH=AB+AH,
∴④正确;
∵BD=DF,CD=AD,
又∵DF=AD﹣AF,
∴BD=CD﹣AF,
∴⑤正确,
综上,正确结论的个数为5个.
故选:A.
5.我们定义一种新函数:形如(,)的函数叫做“鹊桥”函数.小丽同学画出了“鹊桥”函数的图象(如图所示),并写出下列结论:①图象与坐标轴的交点为(,0),(3,0)和(0,3);②图象具有对称性,对称轴是直线;③当或时,函数值y随x值的增大而增大;④当或时,函数的最小值是0;⑤当时,函数的最大值是4,⑥若点P(a,b)在该图像上,则当b=2时,可以找到4个不同的点P.其中正确结论的个数是( )
A.6 B.5 C.4 D.3
【答案】B
【分析】
观察图象,分别计算出对称轴、函数图象与x轴的交点坐标,结合图象逐个选项分析判断即可.
【详解】
令|x2-2x-3|=0可得x2-2x-3=0,
∴(x+1)(x-3)=0,
∴x1=-1,x2=3,
∴(-1,0)和(3,0)是函数图象与x轴的交点坐标,
令x=0可得y=3,
∴与y轴的交点坐标为(0,3),,故①正确;
观察图象可知,图象具有对称性,对称轴是直线x=1,故②正确;
又对称轴是直线x=1,
∴当或时,,函数值y随x值的增大而增大,故③正确;
由图象可知(-1,0)和(3,0)是函数图象的最低点,则当x=-1或x=3时,函数最小值是0,故④正确;
由图象可知,函数图像向两边无限延伸,没有最大值,故⑤错误;
由图象可知,函数图像与直线y=2有四个交点,即当b=2时,可以找到4个不同的点P.故⑥正确;
综上,正确的有5个.
故选:B.
6.下列说法正确的是( )
①已知a,b,c是非零有理数,若,则的值为0或-2;
②已知时,那么的最大值为8,最小值为-8;
③若且,则代数式的值为.
A.①② B.①③ C.②③ D.①②③
【答案】D
【分析】
根据绝对值的意义进行化简和计算求值即可判断.
【详解】
解:∵,
∴a,b,c中两负一正,当a,b都为负数时,;当a,b一正一负时,;故①正确;
时,那么,此时,最大值为8,最小值为-8;时,那么;故②正确;
∵且,
∴或;
,或;
故③正确;
故选:D
7.如图,在矩形纸片中,,,点在上,将沿折叠,点恰落在边上的点处;点在上,将沿折叠,点恰落在线段上的点处,;∽;;则下列结论正确的有( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】
根据矩形的性质得出,根据折叠得出,,根据勾股定理求出,再逐个判断即可.
【详解】
解:根据矩形的性质得出
由折叠的性质得,,,
∴,故①正确;
由折叠的性质得,,,
∴
在中,,设,则,在中,,解得,∴,∴,
同理在中,,,由得,
∴,
∴,
∴与不相似,故②不正确;
∵,,
∴,即,故③正确;
∵,,,
∴,故④正确.
正确的有①③④
故选:B
8.如图,已知菱形ABCD的两条对角线分别为6和8,M、N分别是边BC、CD的中点,P是对角线BD上一点,则PM+PN的最小值是( )
A.5 B.10 C.6 D.8
【答案】A
【分析】
作M关于BD的对称点Q,连接NQ,交BD于P,连接MP,此时MP+NP的值最小,连接AC,求出CP、BP,根据勾股定理求出BC长,证出MP+NP=QN=BC,即可得出答案.
【详解】
解:作M关于BD的对称点Q,连接NQ,交BD于P,连接MP,此时MP+NP的值最小,连接AC,则P是AC中点,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,∠QBP=∠MBP,
即Q在AB上,
∵MQ⊥BD,
∴AC∥MQ,
∵M为BC中点,
∴Q为AB中点,
∵N为CD中点,四边形ABCD是菱形,
∴BQ∥CD,BQ=CN,
∴四边形BQNC是平行四边形,
∴PQ∥AD,
而点Q是AB的中点,
故PQ是△ABD的中位线,即点P是BD的中点,
同理可得,PM是△ABC的中位线,
故点P是AC的中点,
即点P是菱形ABCD对角线的交点,
∵四边形ABCD是菱形,
则△BPC为直角三角形,
,
在Rt△BPC中,由勾股定理得:BC=5,
即NQ=5,
∴MP+NP=QP+NP=QN=5,
故选:A.
9.在边长为12的正方形ABCD中,E为CD边中点,连接AE,将沿线段AE翻折得到,延长AF交BC边于点N,连接EN,延长EF交BC边于点G,其中,连接DF并延长交BC边于点K,连接EK,则下列结论:①;②;③;④;⑤.其中正确的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】D
【分析】
先证明可得是的垂直平分线,可判断①,再证明可得 而设 则 再利用勾股定理求解 即可判断②,证明 可得 可判断③,设 而则 则 再利用勾股定理求解 可判断④,分别计算,可判断⑤,从而可得答案.
【详解】
解: 正方形
由对折可得:
是的垂直平分线,
故①正确,符合题意;
而
设 则
解得:
故②正确,符合题意;
故③正确,符合题意,
设 而则
故④错误,不符合题意;
,故⑤正确,符合题意;
综上:正确的有:①②③⑤,
故选D
10.如图,抛物线y=x2+7x﹣与x轴交于点A,B,把抛物线在x轴及共上方的部分记作C1将C1向左平移得到C2,C2与x轴交于点B,D,若直线y=x+m与C1,C2共3个不同的交点,则m的取值范是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】
首先求出点和点的坐标,然后求出解析式,分别求出直线与抛物线相切时的值以及直线过点时的值,结合图形即可得到答案.
【详解】
解:将y=0代入,
得:,
解得:,,
抛物线与轴交于点、,
,,
抛物线向左平移4个单位长度,
∵,
平移后解析式,
如图,
当直线过点,有2个交点,
,
解得:,
当直线与抛物线相切时,有2个交点,
,
整理得:,
相切,
,
解得:,
若直线与、共有3个不同的交点,
,
故选:A.
二、填空题
11.如图,在中,,AB=AC=5,点在上,且,点E是AB上的动点,连结,点,G分别是BC,DE的中点,连接,,当AG=FG时,线段长为______
【答案】
【分析】
连接DF,EF,过点F作,,结合直角三角形斜边中线等于斜边的一半求得点A、D、F、E四点共圆,,然后根据勾股定理及正方形的判定和性质求得AE的长度,从而求解.
【详解】
解:如图,连接DF,EF,过点F作,.
∵在中,,点G是DE中点,
∴.
∵AG=FG,
∴A、D、F、E四点共圆,G点为圆心,DE为直径,
∴.
∵在中,,
∴.
又∵点F是BC中点,
∴,.
∴四边形AMFN是正方形,
∴.
∵,,
∴.
∴在和中,
∴,
∴,
∴,
∴在中,.
故答案为:.
12.在平面直角坐标系xOy中,直线y=﹣x+3与x轴、y轴分别交于点A、B,在△AOB内部作正方形,使正方形的四个顶点都落在△AOB的边上,则正方形的边长=_______.
【答案】或
【分析】
分两种情况分别讨论:如图①所示,以坐标轴作为正方形的两条邻边,做正方形OEDC,设D(m,m),将D点横纵坐标代入y=﹣x+3,求出m,也就求出正方形的边长;如图②所示,以直线y=﹣x+3为正方形的一边可得正方形CDEF,根据一次函数与坐标轴的特点求出45°角,再根据正方形的性质用x表示出边长,根据线段之和求出x的值,从而求出正方形的边长.
【详解】
解:①如图①所示,以坐标轴作为正方形的两条邻边,做正方形OEDC,
∴CD=DE,
设D(m,m),将D点横纵坐标代入y=﹣x+3,
得m=﹣m+3,
m=,
∴D(,)
∴正方形的边长是;
②如图②所示,以直线y=﹣x+3为正方形的一边可得正方形CDEF,
令x=0,y=3,y=0,x=3,
∴OB=OA,
∵∠AOB=90°,
∴∠OBA=∠OAB=45°,
∵四边形CDEF是正方形,
∴CF=CD=DE=FE,CF∥BA,
∴∠OCF=∠OBA=45°,∠CFO=∠OAB=45°,
设OF=x,则CF=x,
∴EF=x,
在Rt△FEA中,sin45°=,
∴AF=2x,
∵OF+AF=OA,
∴x+2x=3,
解得x=1.
∴EF=,
∴正方形的边长是;
综上所述:正方形的边长是或.
故答案为:或.
13.如图,在边长为2的正方形中,点,分别在边,上,且,连接、交于点,连接,则线段的最小值为 __.
【答案】##
【分析】
首先判断出△ABE≌△BCF,即可判断出∠BAE=∠CBF,再根据∠BAE+∠BEA=90°,可得∠CBF+∠BEA=90°,所以∠APB=90°;然后根据点P在运动中保持∠APB=90°,可得点P的路径是一段以AB为直径的弧,设AB的中点为G,连接CG交弧于点P,此时CP的长度最小,最后在Rt△BCG中,根据勾股定理,求出CG的长度,再求出PG的长度,即可求出线段CP的最小值为多少.
【详解】
解:如图,四边形是正方形,
,
,
,
在和中,
,
,
,
,
,
,
点在运动中保持,
点的路径是一段以为直径的弧,
设的中点为,连接交弧于点,此时的长度最小,
在中,,
,
,
即线段的最小值为,
故答案为:.
14.如图,矩形ABCD中,AB=4, BC =3, E为AB边上一动点,以DE为边向右作正方形DEFG,连接CF,则CF的最小值为______.
【答案】
【分析】
方法一:因为点E在线段AB上运动,根据瓜豆原理可知从动点F在一条直线上运动,找出这条直线根据点到直线的距离垂线段最短即可求出CF的最小值.
方法二:依题意,当点运动到点时,以为边作正方形;同理当点运动到点时,作正方形;故点在与间运动,当时,可得最小;
【详解】
方法一:解:如图,在BA延长线上取点M,使AM=AD,
∵在矩形ABCD中,,
∴,,
∵在正方形DEFG中,,
∴∠EDF=∠MDA,,
∴
∴,
∴点F在过M点垂直DM的直线MN上,
故CF的最小值为点C到直线MN的距离;
过点C作⊥MN,过D点作DH⊥,
∴四边形是矩形,
∴,
∵,,
∴,
∴是等腰直角三角形,
∴,
∴,
∴
故答案为.
方法二:如图:当点运动到点时,以为边作正方形;同理当运动到点时,作正方形;
过点作,
,又;
又为矩形,∴ ;
∴
在和中
,又
∴;
同理可得;∴;∴ ;
当点到达点,为点的运动的最大范围,又依据等腰三角形的性质,点在与间运动,且当时,可得最小;
∴;
故答案为:
15.如图,一段抛物线:y=﹣x(x﹣2)(0≤x≤2)记为C1,它与x轴交于两点O、A1;将C1绕A1能转180°得到C2,交x轴于A2;将C2绕A2旋转180°得到C3,交x轴于A3.此进行下去,直至得到C2021,若顶点P(m,n)在第2021段抛物线C2021上,则m=___.
【答案】4041
【分析】
根据题意,通过求解一元二次方程,得;根据二次方程的性质,得抛物线对称轴,从而求得C1的顶点;根据旋转的性质,得C2的顶点,同理得C3的顶点;根据数字规律的性质计算,即可得到答案.
【详解】
∵
∴,
∵C1与x轴交于两点O、A1;
∴
∵一段抛物线:y=﹣x(x﹣2)(0≤x≤2)记为C1,
∴抛物线对称轴为:
∴C1的最大值为:
∴C1的顶点为:
将C1绕A1能转180°得到C2,交x轴于A2;
∴C2的顶点为:,即
将C2绕A2旋转180°得到C3,交x轴于A3.
∴C3的顶点为:,即
∴C2021的顶点为:,即
∵顶点P(m,n)在第2021段抛物线C2021上
∴
故答案为:.
16.定义:如果两条线段将一个三角形分成个互相没有重合部分的等腰三角形,我们把这两条线段叫做这个三角形的三分线(如图1所示).如图2,已知在中,,,,则的三分线中,较短的那条长为________.(只需写出一种情况即可).
【答案】
【分析】
根据等腰三角形的判定定理容易画出图形;根据,则,,则,,得出对应边成比例,,,得出方程组,解方程组即可.
【详解】
解:如图2所示,、就是所求的三分线.
设,则,,
此时,,
设,,
,
,
,
,
所以联立得方程组,
解得,
即较短的那条长为.
故答案为:
17.观察下面的等式:
;
;
;
;
.
回答下列问题:
(1)填空: ;
(2)已知,则的值是 ;
(3)设满足上面特征的等式最左边的数为,求的最大值,并写出此时的等式.
【答案】(1)-3;(2)0或-4;(3)4;
【分析】
观察规律发现每次只变化第一、第三个数,第三个位置的数的相反数等于第一个位置的数减2,可得.
(1)(2)代入求出对应数即可;
(3)整理,由绝对值的概念可得(4-a)为非负数,从而得解.
【详解】
观察可知,
(1),解得a=-3,故填-3;
(2),解得x=0或-4,故填0或-4;
(3)由,可得,则,解得.
即y的最大值是4,此时的等式是
三、解答题
18.在平面直角坐标系中,已知抛物线.
(1)若抛物线经过点(3,0),
①求该抛物线的表达式;
②将抛物线在第一象限的部分记为图象G,如果经过点(-1,4)的直线与图象G有公共点,请在图1中结合函数图象,求t的取值范围;
(2)横、纵坐标都是整数的点叫整点.记抛物线与x轴的交点为A、B.若抛物线在点A、B之间的部分与线段AB所围成的区域内(不包含边界)恰有7个整点,请结合函数图象,直接写出m 的取值范围.
【答案】(1)①y=-x2+2x+3;②3<t≤4;(2)-2<m≤-1.
【分析】
(1)①将(3,0)函数解析式求解.
②把(-1,4)代入y=kx+t得y=(t-4)x+4,然后由二次函数解析式可得抛物线顶点(1,4),经过点(0,3),(3,0),将坐标分别代入直线解析式求解.
(2)根据抛物线对称轴为直线x=1,通过数形结合可得区域内有七个整点分别为(0,1),(1,1),(2,1),(0,2),(1,2),(2,2),(1,3),进而求解.
【详解】
解:(1)∵抛物线经过点(3,0),
∴9m-6m+m+4=0,
∴m=-1.
∴y=-x2+2x+3.
②把(-1,4)代入y=kx+t得4=-k+t,
整理得k=t-4,
∴y=(t-4)x+4,
∵抛物线解析式为y=-x2+2x+3=-(x-1)2+4,
∴抛物线顶点坐标为(1,4),
把x=0代入y=-x2+2x+3得y=3,
∴抛物线与y轴交点为(0,3),
将(1,4)代入y=(t-4)x+t得4=2t-4,
解得t=4,
将(0,3)代入y=(t-4)x+t得3=t,
将(3,0)代入y=(t-4)x+t得3(t-4)+t=0,
解得t=3,
∴3<t≤4满足题意.
(3)∵y=mx2-2mx+m+4=m(x-1)2+4,
∴抛物线顶点坐标为(1,4),
m>0时,抛物线开口向上,与x轴无交点,不符合题意.
m<0时,抛物线开口向下,
如图
当区域内包含整点(0,1),(1,1),(2,1),(0,2),(1,2),(2,2),(1,3)时满足题意,
抛物线与y轴交点(0,m+4)在直线y=2与y=3之间,
抛物线与直线x=-1交点(-1,4m+4)在直线y=1下方,
即,
解得-2<m≤-1.
19.尝试:如图①,中,将绕点A按逆时针方向旋转一定角度得到,点B、C的对应点分别为、,连接、,直接写出图中的一对相似三角形_______;
拓展:如图②,在中,,,将绕点A按逆时针方向旋转一定角度得到,点B、C的对应点分别为、,连接、,若,求的长;
应用:如图③,在中,,,,将绕点A按逆时针方向旋转一周,在旋转过程中,当点B的对应点恰好落在的边所在的直线上时,直接写出此时点C的运动路径长.
【答案】尝试:;拓展:;应用:点的运动路径长为或或或或.
【分析】
尝试:根据是由△ABC旋转得到的,可得到,,,即可推出,,则;
拓展:由AC=BC,∠ACB=90°,可得,同(1)可证,得到,由此求解即可;
应用:分点在延长线上时,点在的延长线上时,当点落在边所在直线上时,当点落在边所在直线上时,当点与点重合时,点旋转一周时,五种情况讨论求解即可得到答案.
【详解】
解:尝试:,理由如下:
∵是由△ABC旋转得到的,
∴,,,
∴,即,,
∴;
故答案为:;
拓展:∵AC=BC,∠ACB=90°,
∴,
同(1)原理可证,
∴,
∴;
应用:∵在中,,,
∴,,
当点落在所在直线上时,有两种情况:①若点在延长线上时,如图①所示:
由旋转的旋转可得:,
∴点C运动的路径即为,
∴;
②若点在的延长线上时,如图②所示,此时点,,三点共线,
∴点C运动的路径即为,
由旋转的性质可得,
∴
∴旋转角,
∴弧;
当点落在边所在直线上时,如图③所示,
∴点C运动的路径即为,
由旋转的性质可得,
∴,
∴
∴弧;
当点落在边所在直线上时,如图④所示,此时点,,三点共线,旋转角为,
∴弧.
当点与点重合时,点旋转一周,
∴弧.
∴当点的对应点恰好落在的边所在直线上时,点的运动路径长为或或或或.
20.(发现问题)爱好数学的小明在做作业时碰到这样的一道题目:如图①,点为坐标原点,的半径为1,点.动点B在上,连结AB,作等边(A,B,C为顺时针顺序),求OC的最大值.
(解决问题)小明经过多次的尝试与探索,终于得到解题思路:在图①中,连接OB,以OB为边在OB的左侧作等边三角形BOE,连接AE.
(1)请你找出图中与OC相等的线段,并说明理由;
(2)线段OC的最大值为_______.
(灵活运用)
(3)如图②,,点D是以BC为直径的半圆上不同于B、C的一个动点,以BD为边在BD的右侧作等边,求AC的最小值.
【答案】(1),理由见解析;(2)OC的最大值为3;(3)AC的最小值为.
【分析】
(1)只要证明△CBO≌△ABE即可;
(2)当E、O、A共线,AE有最大值,此时OC有最大值,据此求解即可;
(3)以为边向上作等边,连接DM,证明,得到,则当D在BC的上方且时,DM的值最小,即为,由此求解即可.
【详解】
解:(1)如图①中,结论:,
理由:∵,都是等边三角形,
∴,,,
∴∠CBA+∠OBA=∠OBE+∠OBA,,
∴,
∴;
(2)∵A点坐标为(2,0),
∴OA=2,
∴,
∴当E、O、A共线,AE有最大值,AE的最大值为3,
∴OC的最大值为3;
(3)以为边向上作等边,连接DM,
∵,都是等边三角形,
∴,,
∴∠MBD+∠ABM=∠CBA+∠ABM,即
∴
∴,
∴当D在BC的上方且时,DM的值最小,即为
连接MO,
∴,
∴
.
∴的最小值为.
21.已知:如图1,在平面直角坐标系中,⊙P的圆心,半径为5,⊙P与抛物线的交点A、B、C刚好落在坐标轴上.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点D为抛物线的顶点,经过C、D的直线是否与⊙P相切?若相切,请证明;若不相切,请说明理由:
(3)如图2,点F是点C关于对称轴的对称点,若直线交y轴于点K,点G为直线上的一动点,则x轴上是否存在一点H,使C、G、H、K四点所围成的四边形周长最小?若存在,求出这个最小值及点G、H的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)抛物线的关系式为;(2)相切,理由见解析;(3)存在 ,H;G,四边形CGHK的最小周长.
【分析】
(1)利用圆的性质求出A,B,C的坐标代入抛物线解析式求出a,b,c的值即可;
(2)C在圆上,根据证明切线口诀;有切点、连半径、证垂直,证明CP和CD垂直即可;
(3)作K关于x轴的点K',连接K'F交对称轴PD于点G,交x轴于点H,此时C、G、H、K四点所围成的四边形周长最小,最小值为K'F+CK的长度.
【详解】
解:(1)如图所示,连PC,
∵⊙P的圆心P(3,0),半径为5,
∴A(-2,0)、B(8,0)、PC=5,OP=3,
∴,
∴C(0,4),
∴设抛物线的解析式为:y=ax2+bx+c(a≠0),
将A、B、C点代入得:,解得:,
∴所求抛物线的关系式为:.
(2)直线CD与⊙P相切,理由如下:
由得顶点D,
设经过C(0,4)、D的直线,
得,解之得,
∴,
连接PC,如图1,
设经过C(0,4)、P(3,0)的直线,
得,解之得,
∴,
∵,
∴CD⊥PC 且CD经过⊙P的半径外端点C,
∴直线CD是⊙P的切线.
(3)存在,理由如下:
∵抛物线的对称轴是直线x=3,
∴点F(6,4),
设经过A(-2,0)、F(6,4)的直线,
∴得,解之得,
∴,
∴AF与y轴交于点K(0,1),
又∵点K(0,1)关于x轴的对称点K'(0,-1),如图2,
∴HK=HK',CG=GF,
此时C、G、H、K四点所围成的四边形周长
=CG+GH+HK+CK
=GF+GH+HK'+CK,
∴当连接K'F交对称轴PD于点G,交x轴于点H时,C、G、H、K四点所围成的四边形周长最小,最小值=K'F+CK.
又设经过K'(0,-1)、F(6,4)的直线,
∴,解之得,
∴,
∴K'F与x轴交点坐标H;
与对称轴x=3交点坐标G,
∴,
∴CK=4-1=3,
∴四边形CGHK的最小周长=K'F+CK =.
22.如图,在平面直角坐标系中,点O是坐标原点,直线y=﹣x+6与x轴交于点A,与y轴交于点B,与直线y=x交于点C.
(1)求点C的坐标;
(2)点P是线段OA上的一个动点(点P不与点O,A重合),过点P作平行于y轴的直线l,分别交直线AB,OC于点D,点E,设点P的横坐标为m.
①求线段PD的长(用含m的代数式表示);
②当点P,D,E三点中有一个点是另两个点构成线段的中点时,请直接写出的值;
(3)过点C作CF⊥y轴于点F,点M在线段CF上且不与点C重合,点N在线段OC上,CM=ON,连接BM,BN,BM+BN是否存在最小值?如果存在,请直接写出最小值;如果不存在,请说明理由.
【答案】(1)C(4,3) (2)①PD=||,②m=或m=;(3)存在最小值,最小值是,理由见解析.
【分析】
(1)由方程组,解得:,即可求解;
(2)①点P的横坐标为m,由PDy轴,得点P、D三点横坐标都为m,点D坐标为(m,),得PD=||;②先表示出P,D,E三点坐标,分三种情况,第一种情形:点D是PE的中点时,第二种情形:点P是DE的中点时,第三种情形:点E是PD的中点时,根据中点坐标公式即可求解;综上,m=或m=;
(3)在OA上取点H,使得OH=BC,连接NH,先证△BCM≌△HON(SAS),,BM=NH,BM+BN=NH+BN,当NH+BN最小,即B、N、H三点共线时,BM+BN最小,即可求解.
【详解】
解:(1)∵直线与直线交于点C,
∴得方程组:,
解得:,
∴点C的坐标为(4,3);
(2)①点P的横坐标为m,
∵PDy轴,
∴点P、D三点横坐标都为m,
当x=m时,,
∴点D坐标为(m,),
∴PD=∣∣;
②当x=m时,
∴点E坐标为(m,),
而点P坐标为(m,0),
第一种情形:点D是PE的中点时,
解得:m=;
第二种情形:点P是DE的中点时,
,
此方程无解,故不成立;
第三种情形:点E是PD的中点时,
解得:m=
综上,m=或m=;
(3)BM+BN存在最小值,在OA上取点H,使得OH=BC,连接NH,
∵C(4,3),A(8,0),B(0,6),∠AOB=90°
∵AB=10,
∴CF⊥BO,
∴点F坐标为(0,3),
∴CF垂直平分BO,
∴CB=OC=AC=5,∠BCF=∠OCF,
∴CFAO,
∴∠FCO=∠AOC,
∴∠BCM=∠HON,
∵MC=NO,CB=OH,
∴△BCM≌△HON(SAS),
∴BM=NH,
∴BM+BN=NH+BN,当NH+BN最小,即B、N、H三点共线时,BM+BN最小,此时最小值=.
23.在平面直角坐标系xOy中,点A、点B、点C坐标分别为(4,0)、(8,0)、(0,﹣4).
(1)求过B、C两点的一次函数解析式;
(2)若直线BC上有一动点P(m,n),以点O、A、P为顶点的三角形面积和以点O、C、P为顶点的三角形面积相等,求P点坐标;
(3)若y轴上有一动点Q,使以点Q、A、C为顶点的三角形为等腰三角形,直接写出Q点坐标.
【答案】(1)y=x﹣4;(2)P(﹣8,﹣8)或P(,﹣);(3)Q的坐标为(0,0)或(0,4)或(0,﹣4﹣4)或(0,4﹣4)
【分析】
(1)利用待定系数法求解即可;
(2)P坐标为(m,n),且S△OAP=S△OCP,可得OA•|n|=OC•|m|,即|n|=|m|,则m=±n,然后根据P在之下BC上进行求解即可;
(3)分当CQ1=AQ1=4时,此时Q1与原点O重合, 当AC=AQ2=时,当AC=CQ3=时,当AC=CQ4=时, 四种情况利用等腰三角形的性质讨论求解即可.
【详解】
解:(1)设直线BC的解析式为y=kx+b,
把B(8,0)和C(0,﹣4)代入中得:
,
∴
∴直线BC的解析式为;
(2)∵P坐标为(m,n),且S△OAP=S△OCP,A点坐标为(4,0),B点坐标为(0,4),
∴OA=OC=4,
∴OA•|n|=OC•|m|,即|n|=|m|,
∴m=±n,
当m=n时,代入y=x﹣4得:m=m﹣4,即m=﹣8,此时P(﹣8,﹣8);
当m=﹣n时代入y=x﹣4得:﹣m=m﹣4即m=,n=﹣,此时P(,﹣),
∴综上所述,点P的坐标为(﹣8,﹣8)或(,﹣);
(3)∵A点坐标为(4,0),B点坐标为(0,4),
∴OA=OC=4,
∴,∠ACO=45°,
如图所示,分四种情况考虑:
当CQ1=AQ1=4时,此时Q1与原点O重合,即Q1坐标为(0,0);
当AC=AQ2=时,
∴,
∴
∵,
∴
∴Q2坐标为(0,4);
当AC=CQ3=时,OQ3=OC+CQ3=4+,此时Q3坐标为(0,﹣4﹣);
当AC=CQ4=时,OQ4=CQ4﹣OC=﹣4,此时Q4坐标为(0,﹣4),
综上,Q的坐标为(0,0)或(0,4)或(0,﹣4﹣)或(0,﹣4).
24.如图,Rt△AOB中,∠AOB=90°,OA=OB=4,点P在直线OA上运动,连接PB,将△OBP沿直线BP折叠,点O的对应点记为O′.
(1)若AP=AB,则点P到直线AB的距离是 ;
(2)若点O′恰好落在直线AB上,求△OBP的面积;
(3)将线段PB绕点P顺时针旋转45°得到线段PC,直线PC与直线AB的交点为Q,在点P的运动过程中,是否存在某一位置,使得△PBQ为等腰三角形?若存在,请直接写出OP的长;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)4;(2)或;(3)存在,0或4+4或4﹣4或4
【分析】
(1)接BP,设点P到直线AB的距离为h,根据三角形的面积公式即可得到结论;
(2)①当P在的右侧,求OP=O'P=AO'=4﹣4,根据三角形面积公式可得结论;②当P在的左侧,同理可得结论;
(3)分4种情况:①当BQ=QP时,如图2,P与O重合,②当BP=PQ时,如图3,③当PB=PQ时,如图4,此时Q与C重合;④当PB=BQ时,如图5,此时Q与A重合,则P与A关于轴对称,根据图形和等腰三角形的性质可计算OP的长.
【详解】
解:(1)连接BP,
设点P到直线AB的距离为h,
Rt△AOB中,∠AOB=90°,OA=OB=4,
∴AB==4,
∵AP=AB,
∴AP=AB=4,
∴S△ABP=AB•h=AP•OB,
∴h=OB=4,
即点P到直线AB的距离是4,
故答案为:4;
(2)存在两种情况:
①如图1,当P在的右侧,点O′恰好落在直线AB上,则OP=O'P,∠BO'P=∠BOP=90°,
∵OB=OA=4,
∴△AOB是等腰直角三角形,
∴AB=4,∠OAB=45°,
由折叠得:∠OBP=∠O'BP,BP=BP,
∴△OBP≌△O'BP(AAS),
∴O'B=OB=4,
∴AO'=4﹣4,
Rt△PO'A中,O'P=AO'=4﹣4=OP,
∴S△BOP=OB•OP==8﹣8;
②如图所示:当P在的左侧,
由折叠得:∠PO'B=∠POB=90°,O'B=OB=4,
∵∠BAO=45°,
∴PO'=PO=AO'=4+4,
∴S△BOP=OB•OP=×4×(4+4)=8+8;
(3)分4种情况:
①当BQ=QP时,如图2,点P与点O重合,此时OP=0;
②当BP=PQ时,如图3,
∵∠BPC=45°,
∴∠PQB=∠PBQ=22.5°,
∵∠OAB=45°=∠PBQ+∠APB,
∴∠APB=22.5°,
∴∠ABP=∠APB,
∴AP=AB=4,
∴OP=4+4;
③当PB=PQ时,如图4,此时Q与C重合,
∵∠BPC=45°,
∴∠PBA=∠PCB=67.5°,
△PCA中,∠APC=22.5°,
∴∠APB=45+22.5°=67.5°,
∴∠ABP=∠APB,
∴AB=AP=4,
∴OP=4﹣4;
④当PB=BQ时,如图5,此时Q与A重合,则P与A关于对称,
∴此时OP=4;
综上,OP的长是0或4+4或4﹣4或4.
25.如图,在等腰直角三角形ABC和ADE中,AC=AB,AD=AE,连接BD,点M、N分别是BD,BC的中点,连接MN.
(1)如图1,当顶点D在边AC上时,请直接写出线段BE与线段MN的数量关系是 ,位置关系是 .
(2)当△ADE绕点A旋转时,连接BE,上述结论是否依然成立,若成立,请就图2情况给出证明;若不成立,请说明理由.
(3)当AC=8时,在△ADE绕点A旋转过程中,以D,E,M,N为顶点可以组成平行四边形,请直接写出AD的长.
【答案】(1)MN=BE;MN⊥BE ;(2)成立,理由见解析;(3)或
【分析】
(1)延长交于点,根据三角形的中位线定理证明,,再由平行线的性质证明,则;
(2)(1)中的结论依然成立,连接,由等腰直角三角形的性质推出相应的线段相等和角相等,证明,先证明,再证明;由三角形的中位线定理证明;
(3)以,,,为顶点的四边形为平行四边形分两种情况,即在的内部、、都在的外部,此时、、三点在同一条直线上,且,再根据,得到直角三角形,由勾股定理列方程求的长.
【详解】
解:(1)如图1,延长交于点,
、分别是、的中点,
,且,
,
.
,,
,
;
故答案为:,
(2)成立,理由如下:
如图2,连接并延长交于点,延长交于点,
,
,
,,
,
,,
点、分别是、的中点,
,,
;
,
,
,
;
.
(3)如图3,在内部,在的外部,且四边形是平行四边形,
由(2)得,,,,
∵四边形是平行四边形,
,,
、、三点在同一条直线上,
,
,
,
,
,
,
由得,,
解得;
如图4,、都在的外部,且四边形是平行四边形,设交于点,
,,,
,
,
、分别为、的中点,
,
四边形是平行四边形,
,
点在上,
,,
,
,
、分别是、的中点,
,
,
,
,
由得,,
解得,
综上所述,的长为或.
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