2021年广东省广州市白云区景泰中学中考数学三模试卷(含答案)
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这是一份2021年广东省广州市白云区景泰中学中考数学三模试卷(含答案),共29页。
2021年广东省广州市白云区景泰中学中考数学三模试卷
一.选择题(本大题共10小题,每小题3分,满分30分)
1.(3分)下列运算正确的是( )
A.3a+2a=5a2 B. C.x2+x2=2x2 D.x6÷x2=x3
2.(3分)若α、β是一元二次方程x2﹣5x﹣2=0的两个实数根,则α+β的值为( )
A.﹣5 B.5 C.﹣2 D.
3.(3分)下列说法正确的是( )
A.为了解三名学生的视力情况,采用抽样调查
B.一组数据5,1,3,2,3,4,8的众数和中位数都是3
C.统计甲、乙两名射击运动员10次射击成绩,若S甲2=0.4,S乙2=2,则乙的成绩比甲稳定
D.一个抽奖活动中,“中奖概率为”表示抽奖20次就一定有1次中奖
4.(3分)已知a,b两数在数轴上对应的点如图所示,下列结论正确的是( )
A.a>b B.ab<0 C.b﹣a>0 D.a+b>0
5.(3分)袋中有同样大小的4个小球,其中3个红色,1个白色.从袋中任意地同时摸出两个球,这两个球颜色相同的概率是( )
A. B. C. D.
6.(3分)如图,在菱形ABCD中,AB=3,∠ABC=60°,则对角线AC=( )
A.12 B.9 C.6 D.3
7.(3分)如图,AB是⊙O直径,AC是⊙O的切线,连接OC交⊙O于点D,连接BD,若∠C=42°,则∠ABD的度数是( )
A.48° B.28° C.34° D.24°
8.(3分)酒店厨房的桌子上摆放着若干碟子,分别从三个方向上看,其三视图如图所示,则桌子上共有碟子( )
A.17个 B.12个 C.10个 D.7个
9.(3分)在综合实践活动课上,小明同学用纸板制作了一个圆锥形漏斗模型.如图所示,它的底面半径OB=6cm,高OC=8cm.则这个圆锥漏斗的侧面积是( )
A.30cm2 B.30πcm2 C.60πcm2 D.120cm2
10.(3分)抛物线y=x2﹣9与x轴交于A、B两点,点P在函数y=的图象上,若△PAB为直角三角形,则满足条件的点P的个数为( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.6个
二、填空题(本大题共6小题,每小题3分,满分18分。)
11.(3分)函数y=自变量x的取值范围是 .
12.(3分)分解因式:a2b﹣4ab+4b= .
13.(3分)某射击俱乐部将11名成员在某次射击训练中取得的成绩绘制成如图所示的条形统计图.由图可知,11名成员射击成绩的中位数是 环.
14.(3分)不等式组的解集为 .
15.(3分)如图,直线y=x﹣4与y轴交于点C,与x轴交于点B,与反比例函数y=的图象在第一象限交于点A,连接OA.若S△AOB:S△BOC=1:2,则k的值为 .
16.(3分)如图,在平行四边形ABCD中,∠B=60°,AD=8,AB=4,点H、G分别是边DC、BC上的动点,其中点H不与点C重合.连接AH、HG,点E为AH的中点,点F为GH的中点,连接EF,则EF的最大值与最小值的差为 .
三、解答题(本大题共9小题,满分72分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
17.(4分)解方程组:
18.(4分)已知a2﹣4ab+4b2=0,ab≠0,求的值.
19.(6分)如图,四边形ABCD是平行四边形,把△ABD沿对角线BD翻折180°得到△A'BD.
(1)利用尺规作出△A'BD.(要求保留作图痕迹,不写作法);
(2)设DA'与BC交于点E,求证:△BA'E≌△DCE.
20.(6分)已知抛物线y=x2﹣(m﹣3)x﹣m.
(1)求证:无论m取何值时,抛物线都与x轴有两个交点.
(2)m为何值时,抛物线都与x轴有两个交点间的距离等于3?
21.(8分)为提高同学们学习兴趣,某校开展了五类社团课程:A.文学社,B.科创社,C.棋艺社,D.跳绳社,E.足球社,同学们可以选择其中的一类参加.现对某班全体同学的报名情况统计如下表:
课程
频数
百分比
A.文学社
11
22%
B.科创社
9
18%
C.棋艺社
10
20%
D.跳绳社
m
16%
E.足球社
12
24%
(1)表中的m值为 ;
(2)已知某4人学习小组中有3人选择了“科创社”,1人选择了“足球社”,从该小组中任选两名同学.求选中的学生恰好都是选择“科创社”的概率.
22.(10分)如图,已知一次函数y=﹣x+4的图象分别与x轴,y轴交于点A,B,且与双曲线y=(k为常数,k≠0)在第二象限内交于点C,作CD⊥x轴于点D,若OD=OB.
(1)求线段OA、OB的长度.
(2)求双曲线的解析式.
(3)直接写出不等式x+>4的解集.
23.(10分)如图1,O为半圆的圆心,C、D为半圆上的两点,且=.连接AC并延长,与BD的延长线相交于点E.
(1)求证:CD=ED;
(2)AD与OC,BC分别交于点F,H.
①若CF=CH,如图2,求证:CF•AF=FO•AH;
②若圆的半径为2,BD=1,如图3,求AC的值.
24.(12分)如图,已知抛物线y=x2+bx+c过点A(1,0)、点B(﹣5,0),点P是抛物线上x轴下方的一个动点,连接PA,过点A作AQ⊥PA交抛物线于点Q,作直线PQ.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点P的坐标为(﹣3,﹣8),求点Q的坐标;
(3)判断在点P运动过程中,直线PQ是否过定点?若存在定点,则求出定点坐标;若不存在,请说明理由.
25.(12分)△ABC为等边三角形,AB=4,AD⊥BC于点D,点E为AD的中点.
(1)如图1,将AE绕点A顺时针旋转60°至AF,连接EF交AB于点G,求证:G为EF中点.
(2)如图2,在(1)的条件下,将△AEF绕点A顺时针旋转,旋转角为α,连接BE,H为BE的中点,连接DH,GH.当30°<α<120°时,猜想∠DHG的大小是否为定值,并证明你的结论.
(3)在△AEF绕点A顺时针旋转过程中,H为BE的中点,连接CH,问线段CH何时取得最大值,请说明理由,并直接写出此时△ADH的面积.
2021年广东省广州市白云区景泰中学中考数学三模试卷
参考答案与试题解析
一.选择题(本大题共10小题,每小题3分,满分30分)
1.(3分)下列运算正确的是( )
A.3a+2a=5a2 B. C.x2+x2=2x2 D.x6÷x2=x3
【分析】根据合并同类项,可判断A、C,根据算术平方根的意义,可判断B,根据同底数幂的除法,可判断D.
【解答】解:A、系数相加字母部分不变,故A错误;
B、9的算术平方根是3,故B错误;
C、系数相加字母部分不变,故C正确;
D、底数不变变指数相减,故D错误;
故选:C.
【点评】本题考查了同底数幂的除法,底数不变指数相减是解题关键.
2.(3分)若α、β是一元二次方程x2﹣5x﹣2=0的两个实数根,则α+β的值为( )
A.﹣5 B.5 C.﹣2 D.
【分析】根据根与系数的关系可得出α+β=5,此题得解.
【解答】解:∵α、β是一元二次方程x2﹣5x﹣2=0的两个实数根,
∴α+β=5.
故选:B.
【点评】本题考查了根与系数的关系,牢记两根之和等于﹣、两根之积等于是解题的关键.
3.(3分)下列说法正确的是( )
A.为了解三名学生的视力情况,采用抽样调查
B.一组数据5,1,3,2,3,4,8的众数和中位数都是3
C.统计甲、乙两名射击运动员10次射击成绩,若S甲2=0.4,S乙2=2,则乙的成绩比甲稳定
D.一个抽奖活动中,“中奖概率为”表示抽奖20次就一定有1次中奖
【分析】根据普查、抽查,三角形的内角和,方差和概率的意义逐项判断即可.
【解答】解:了解三名学生的视力情况,由于总体数量较少,且容易操作,因此宜采取普查,因此选项A不符合题意;
一组数据5,1,3,2,3,4,8的众数和中位数都是3,故B符合题意,
统计甲、乙两名射击运动员10次射击成绩,若S甲2=0.4,S乙2=2,因此选项C不符合题意;
一个抽奖活动中,中奖概率为,表示中奖的可能性为 不代表抽奖20次就有1次中奖,因此选项D不符合题意.
故选:B.
【点评】本题考查普查、抽查,方差和概率的意义,理解各个概念的内涵是正确判断的前提.
4.(3分)已知a,b两数在数轴上对应的点如图所示,下列结论正确的是( )
A.a>b B.ab<0 C.b﹣a>0 D.a+b>0
【分析】首先得到b<a<0,再结合有理数的运算法则进行判断.
【解答】解:根据数轴,得b<a<0.
A、正确;
B、两个数相乘,同号得正,错误;
C、较小的数减去较大的数,差是负数,错误;
D、同号的两个数相加,取原来的符号,错误.
故选:A.
【点评】根据数轴观察两个数的大小:右边的点表示的数,总比左边的大.
本题用字母表示了数,表面上增加了难度,只要学生掌握了规律,很容易解答.
5.(3分)袋中有同样大小的4个小球,其中3个红色,1个白色.从袋中任意地同时摸出两个球,这两个球颜色相同的概率是( )
A. B. C. D.
【分析】列举出所有情况,看两个球颜色相同的情况数占总情况数的多少即可.
【解答】解:一共有12种情况,两个球颜色相同的有6种情况,
∴这两个球颜色相同的概率是=.
故选:A.
【点评】用到的知识点为:概率=所求情况数与总情况数之比.
6.(3分)如图,在菱形ABCD中,AB=3,∠ABC=60°,则对角线AC=( )
A.12 B.9 C.6 D.3
【分析】根据菱形的性质及已知可得△ABC为等边三角形,从而得到AC=AB.
【解答】解:∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC,
∵∠ABC=60°,
∴△ABC为等边三角形,
∴AC=AB=3.
故选:D.
【点评】本题考查了菱形的性质和等边三角形的判定,难度一般,解答本题的关键是掌握菱形四边相等的性质.
7.(3分)如图,AB是⊙O直径,AC是⊙O的切线,连接OC交⊙O于点D,连接BD,若∠C=42°,则∠ABD的度数是( )
A.48° B.28° C.34° D.24°
【分析】根据切线的性质求出∠OAC,结合∠C=42°求出∠AOC,根据等腰三角形性质求出∠B=∠BDO,根据三角形外角性质求出即可.
【解答】解:∵AC是⊙O的切线,
∴∠OAC=90°,
∵∠C=42°,
∴∠AOC=48°,
∵OB=OD,
∴∠ABD=∠BDO,
∵∠ABD+∠BDO=∠AOC,
∴∠ABD=24°,
故选:D.
【点评】本题考查了切线的性质,三角形外角性质,三角形内角和定理,等腰三角形性质的应用,解此题的关键是求出∠AOC的度数,题目比较好,难度适中.
8.(3分)酒店厨房的桌子上摆放着若干碟子,分别从三个方向上看,其三视图如图所示,则桌子上共有碟子( )
A.17个 B.12个 C.10个 D.7个
【分析】从俯视图中可以看出最底层的碟子个数及形状,从主视图可以看出每一层碟子的层数和个数,从而算出总的个数.
【解答】解:由图可看出,桌子上的碟子可以分成三摞,他们的个数分别是5,4,3,因此桌子上碟子的个数应该是4+5+3=12个.
故选:B.
【点评】本题考查对三视图的理解应用及空间想象能力.可从主视图上分清物体的上下和左右的层数,从俯视图上分清物体的左右和前后位置,综合上述分析数出碟子的个数.
9.(3分)在综合实践活动课上,小明同学用纸板制作了一个圆锥形漏斗模型.如图所示,它的底面半径OB=6cm,高OC=8cm.则这个圆锥漏斗的侧面积是( )
A.30cm2 B.30πcm2 C.60πcm2 D.120cm2
【分析】利用勾股定理可求得圆锥的母线长,那么圆锥的侧面积=底面周长×母线长÷2.
【解答】解:∵OB=6,OC=8,
∴BC==10cm,
∴圆锥的底面周长是2π×6=12πcm,
∴这个漏斗的侧面积为S=×BC×12π=60π(cm2).
故选:C.
【点评】本题考查了圆锥的侧面积计算的知识,解答这类题往往因为扇形的面积公式记不准确而误选其它选项.
10.(3分)抛物线y=x2﹣9与x轴交于A、B两点,点P在函数y=的图象上,若△PAB为直角三角形,则满足条件的点P的个数为( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.6个
【分析】设点P的坐标为(x,y),分∠APB=90°、∠PAB=90°和∠PBA=90°三种情况考虑:当∠APB=90°时,以AB为直径作圆,由圆与双曲线4个交点可知此时点P有4个;当∠PAB=90°时,可找出x=﹣3,进而可得出点P的坐标;当∠PBA=90°时,可找出x=3,进而可得出点P的坐标.综上即可得出结论.
【解答】解:设点P的坐标为(x,y),
当∠APB=90°时,以AB为直径作圆,如图所示,
∵圆与双曲线4个交点,
∴点P有4个;
当∠PAB=90°时,x=﹣3,
y==﹣,
∴点P的坐标(﹣3,﹣);
当∠PBA=90°时,x=3,
y=,
∴点P的坐标为(3,).
综上所述:满足条件的点P有6个.
故选:D.
【点评】本题考查了反比例函数图象上点的坐标特征以及直角三角形,依照题意画出图形,利用数形结合解决问题是解题的关键
二、填空题(本大题共6小题,每小题3分,满分18分。)
11.(3分)函数y=自变量x的取值范围是 x≥5 .
【分析】根据被开方数大于等于0列式计算即可得解.
【解答】解:根据题意得,x﹣5≥0,
解得x≥5.
故答案为:x≥5
【点评】本题考查函数自变量的取值范围的知识点,关键是利用二次根式的被开方数非负数解答.
12.(3分)分解因式:a2b﹣4ab+4b= b(a﹣2)2 .
【分析】考查了对一个多项式因式分解的能力.本题属于基础题,当一个多项式有公因式,将其分解因式时应先提取公因式,再对余下的多项式继续分解.此题应先提公因式,再用完全平方公式.
【解答】解:a2b﹣4ab+4b=b(a2﹣4a+4)=b(a﹣2)2
故答案为:b(a﹣2)2
【点评】本题考查因式分解的概念,注意必须将式子分解到不能分解为止.
完全平方公式:a2±2ab+b2=(a±b)2.
13.(3分)某射击俱乐部将11名成员在某次射击训练中取得的成绩绘制成如图所示的条形统计图.由图可知,11名成员射击成绩的中位数是 8 环.
【分析】11名成员射击成绩处在第6位的是8,则中位数为8.
【解答】解:∵按大小排列在中间的射击成绩为8环,则中位数为8.
故答案为:8.
【点评】本题考查了中位数的意义,中位数是将一组数据从小到大(或从大到小)重新排列后,最中间的那个数(最中间两个数的平均数),叫做这组数据的中位数,如果中位数的概念掌握得不好,不把数据按要求重新排列,就会出错.
14.(3分)不等式组的解集为 ﹣3<x≤1 .
【分析】先求出每个不等式的解集,再找出不等式组的解集即可.
【解答】解:
∵解不等式①得:x>﹣3,
解不等式②得:x≤1,
∴不等式组的解集为﹣3<x≤1,
故答案为:﹣3<x≤1.
【点评】本题考查了解一元一次不等式(组)的应用,解此题的关键是能求出不等式组的解集,题目比较好,难度适中.
15.(3分)如图,直线y=x﹣4与y轴交于点C,与x轴交于点B,与反比例函数y=的图象在第一象限交于点A,连接OA.若S△AOB:S△BOC=1:2,则k的值为 12 .
【分析】由直线求得C的坐标,然后根据S△AOB:S△BOC=1:2,得出A的纵坐标为2,代入直线解析式求得A的坐标,代入y=即可求得k的值.
【解答】解:由直线y=x﹣4可知C(0,﹣4),
∴OC=4,
∵S△AOB:S△BOC=1:2,
∴A的纵坐标为2,
把y=2代入y=x﹣4得,x=6,
∴A(6,2),
∴k=6×2=12;
故答案为12.
【点评】此题考查了反比例函数与一次函数的交点问题,用待定系数法确定函数的解析式,根据题意求得A的坐标是解题的关键.
16.(3分)如图,在平行四边形ABCD中,∠B=60°,AD=8,AB=4,点H、G分别是边DC、BC上的动点,其中点H不与点C重合.连接AH、HG,点E为AH的中点,点F为GH的中点,连接EF,则EF的最大值与最小值的差为 .
【分析】如图,取AD的中点M,连接CM、AG、AC,作AN⊥BC于N.首先证明∠ACD=90°,求出AC,AN,利用三角形中位线定理,可知EF=AG,求出AG的最大值以及最小值即可解决问题.
【解答】解:如图,取AD的中点M,连接CM、AG、AC,作AN⊥BC于N,
∵四边形ABCD是平行四边形,∠B=60°,AB=4,
∴∠D=∠B=60°,AB=CD=4,
∵AD=8,
∴CM=AM=DM=DC=4,
∴△CDM是等边三角形,
∴∠DMC=∠MCD=60°,CM=DM=AM,
∴∠MAC=∠MCA=30°,
∴∠ACD=90°,
∴AC=4,
在Rt△ACN中,∵AC=4,∠ACN=∠DAC=30°,
∴AN=AC=2,
∵AE=EH,GF=FH,
∴EF=AG,
∵AG的最大值为AC的长,最小值为AN的长,
∴AG的最大值为4,最小值为2,
∴EF的最大值为2,最小值为,
∴EF的最大值与最小值的差为.
【点评】本题考查平行四边形的性质、三角形的中位线定理、等边三角形的判定和性质、垂线段最短等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,本题的突破点是证明∠ACD=90°.
三、解答题(本大题共9小题,满分72分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
17.(4分)解方程组:
【分析】利用加减消元法求解可得.
【解答】解:①×3,得:3x+3y=9 ③,
③+②,得:5x=10,
解得:x=2,
将x=2代入①,得:2+y=3,
解得:y=1,
所以方程组的解为.
【点评】此题的关键是考查解二元一次方程组的方法.解二元一次方程组时的基本方法:代入消元法,加减消元法.针对具体的方程组,要善于观察,从而选择恰当的方法.
18.(4分)已知a2﹣4ab+4b2=0,ab≠0,求的值.
【分析】根据分式的乘法和加法可以化简题目中的式子,再根据a2﹣4ab+4b2=0,即可解答本题.
【解答】解:
=
=,
∵a2﹣4ab+4b2=0,
∴(a﹣2b)2=0,
∴a﹣2b=0,a=2b,
∴原式==.
【点评】本题考查分式的化简求值,解答本题的关键是明确分式化简求值的方法.
19.(6分)如图,四边形ABCD是平行四边形,把△ABD沿对角线BD翻折180°得到△A'BD.
(1)利用尺规作出△A'BD.(要求保留作图痕迹,不写作法);
(2)设DA'与BC交于点E,求证:△BA'E≌△DCE.
【分析】(1)分别以B、D为圆心,BA和DA为半径画弧交于点A′,则△A'BD满足条件;
(2)先根据平行四边形的性质得到AB=CD,∠A=∠C,则利用折叠性质得到BA=BA′,所以BA′=CD,然后根据“AAS”可证明△BA'E≌△DCE.
【解答】(1)解:如图,△A'BD为所求;
(2)证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB=CD,∠A=∠C,
∵△ABD沿对角线BD翻折180°得到△A'BD,
∴BA=BA′,
∴BA′=CD,
在△BA'E和△DCE中
,
∴△BA'E≌△DCE.
【点评】本题考查了作图﹣复杂作图:复杂作图是在五种基本作图的基础上进行作图,一般是结合了几何图形的性质和基本作图方法.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.也考查了平行四边形的性质和全等三角形的判定.
20.(6分)已知抛物线y=x2﹣(m﹣3)x﹣m.
(1)求证:无论m取何值时,抛物线都与x轴有两个交点.
(2)m为何值时,抛物线都与x轴有两个交点间的距离等于3?
【分析】(1)求抛物线解析式的判别式,利用配方法判断Δ>0即可;
(2)根据抛物线与x轴的两个交点间的距离得到=3,然后解方程即可.
【解答】解:(1)证明:∵△=(m﹣3)2﹣4(﹣m)=(m﹣1)2+8>0,
∴抛物线与x轴总有两个交点;
(2)根据题意得=3,
解得m1=0,m2=2,
即m为0或2时,抛物线与x轴的两个交点间的距离是3.
【点评】本题考查了抛物线与x轴的交点:求二次函数y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,a≠0)与x轴的交点坐标,令y=0,即ax2+bx+c=0,解关于x的一元二次方程即可求得交点横坐标.Δ=b2﹣4ac决定抛物线与x轴的交点个数:Δ=b2﹣4ac>0时,抛物线与x轴有2个交点;Δ=b2﹣4ac=0时,抛物线与x轴有1个交点;Δ=b2﹣4ac<0时,抛物线与x轴没有交点.抛物线与x轴的两个交点间的距离为.
21.(8分)为提高同学们学习兴趣,某校开展了五类社团课程:A.文学社,B.科创社,C.棋艺社,D.跳绳社,E.足球社,同学们可以选择其中的一类参加.现对某班全体同学的报名情况统计如下表:
课程
频数
百分比
A.文学社
11
22%
B.科创社
9
18%
C.棋艺社
10
20%
D.跳绳社
m
16%
E.足球社
12
24%
(1)表中的m值为 8 ;
(2)已知某4人学习小组中有3人选择了“科创社”,1人选择了“足球社”,从该小组中任选两名同学.求选中的学生恰好都是选择“科创社”的概率.
【分析】(1)先根据文学社人数及其所占百分比求出样本容量,再根据频数=样本容量×百分比求解即可;
(2)列表得出所有等可能结果,从中找到符合条件的结果数,再根据概率公式求解即可.
【解答】解:(1)∵样本容量为11÷22%=50,
∴m=50×16%=8;
(2)列表如下:
科
科
科
足
科
(科,科)
(科,科)
(足,科)
科
(科,科)
(科,科)
(足,科)
科
(科,科)
(科,科)
(足,科)
足
(科,足)
(科,足)
(科,足)
由表可知共有12种等可能结果,其中选中的学生恰好都是选择“科创社”的有6种结果,
所以选中的学生恰好都是选择“科创社”的概率为.
【点评】本题考查列表法与树状图法求概率,解答本题的关键是明确题意,利用列表法列举出所有等可能结果.
22.(10分)如图,已知一次函数y=﹣x+4的图象分别与x轴,y轴交于点A,B,且与双曲线y=(k为常数,k≠0)在第二象限内交于点C,作CD⊥x轴于点D,若OD=OB.
(1)求线段OA、OB的长度.
(2)求双曲线的解析式.
(3)直接写出不等式x+>4的解集.
【分析】(1)根据坐标轴上点的坐标特征即可求得;
(2)由再OD=OB求得OD的值,即可求得C的横坐标,代入直线解析式即可求得纵坐标,根据待定系数法即可求得双曲线的解析;
(3)解析式联立构成方程组,解方程组求得求出两函数的交点,根据图象即可求得.
【解答】解:(1)把x=0代入y=﹣x+4中得y=4,
把y=0代入y=﹣x+4中得x=3,
∴A(3,0),B(0,4),
∴OA=3,OB=4.
(2)∵OD=OB,OB=4,
∴OD=3,
∵CD⊥x轴,
∴点C横坐标为﹣3,
把x=﹣3代入y=﹣x+4中,得y=﹣×(﹣3)+4=8,
∴C(﹣3,8),
∵双曲线y=(k为常数,k≠0)在第二象限内经过点C,
∴k=﹣3×8=﹣24,
∴反比例函数为y=﹣;
(3)由解得或,
∴两函数的交点为(﹣3,8)、(6,﹣4),
不等式x+>4可以化为>﹣x+4,
由图象可知不等式x+>4的解集为﹣3<x<0或x>6.
【点评】本题是一次函数和反比函数的交点问题,考查了待定系数法求反比例函数的解析式,直线与反比例函数的交点的求法,数形结合是解不等式的关键.
23.(10分)如图1,O为半圆的圆心,C、D为半圆上的两点,且=.连接AC并延长,与BD的延长线相交于点E.
(1)求证:CD=ED;
(2)AD与OC,BC分别交于点F,H.
①若CF=CH,如图2,求证:CF•AF=FO•AH;
②若圆的半径为2,BD=1,如图3,求AC的值.
【分析】(1)如图1中,连接BC.想办法证明∠E=∠DCE即可.
(2)①证明△AFO∽△AHC,可得结论.
②连接OD交BC于G.设OG=x,则DG=2﹣x.利用勾股定理构建方程求解即可.
【解答】(1)证明:如图1中,连接BC.
∵=,
∴∠DCB=∠DBC,
∵AB是直径,
∴∠ACB=∠BCE=90°,
∴∠E+∠DBC=90°,∠ECD+∠DCB=90°,
∴∠E=∠DCE,
∴CD=ED.
(2)①证明:如图2中,
∵CF=CH,
∴∠CFH=∠CHF,
∵∠AFO=∠CFH,
∴∠AFO=∠CHF,
∵=,
∴∠CAD=∠BAD,
∴△AFO∽△AHC,
∴=,
∴=,
∴CF•AF=OF•AH.
②解:如图3中,连接OD交BC于G.设OG=x,则DG=2﹣x.
∵=,
∴∠COD=∠BOD,
∵OC=OB,
∴OD⊥BC,CG=BG,
在Rt△OCG和Rt△BGD中,则有22﹣x2=12﹣(2﹣x)2,
∴x=,即OG=,
∵OA=OB,
∴OG是△ABC的中位线,
∴OG=AC,
∴AC=.
【点评】本题属于圆综合题,考查了圆周角定理,弧,圆心角,弦之间的关系,三角形的中位线,勾股定理等知识,解题的关键是学会利用参数构建方程解决问题,属于中考压轴题.
24.(12分)如图,已知抛物线y=x2+bx+c过点A(1,0)、点B(﹣5,0),点P是抛物线上x轴下方的一个动点,连接PA,过点A作AQ⊥PA交抛物线于点Q,作直线PQ.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点P的坐标为(﹣3,﹣8),求点Q的坐标;
(3)判断在点P运动过程中,直线PQ是否过定点?若存在定点,则求出定点坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)运用待定系数法将A,B的坐标分别代入,解方程组即可;
(2)设Q(m,m2+4m﹣5),过点P作PE⊥AB于点E,过点Q作QF⊥AB于点F,可证明△PAE∽△AQF,运用相似三角形性质建立方程求解即可;
(3)设直线PQ解析式为y=px+q,P(xP,yP),Q(xQ,yQ),根据P(xP,yP),Q(xQ,yQ)是直线PQ与抛物线y=x2+4x﹣5的交点,可得x2+(4﹣p)x﹣5﹣q=0,运用根与系数关系可得:xP+xQ=p﹣4,xPxQ=﹣5﹣q,根据(2)可得△PAE∽△AQF,运用相似三角形性质可得=,进而可得:(p+q)(q﹣5p﹣1)=0,由于p+q≠0,可得q=5p+1,即可得到直线PQ的解析式为y=px+5p+1,当x=﹣5时,y=﹣5p+5p+1=1,可得直线PQ恒过点(﹣5,1).
【解答】解:(1)∵抛物线y=x2+bx+c过点A(1,0)、点B(﹣5,0),
∴,
解得:,
∴抛物线的解析式为:y=x2+4x﹣5;
(2)如图,设Q(m,m2+4m﹣5),过点P作PE⊥AB于点E,过点Q作QF⊥AB于点F,
∴∠AEP=∠AFQ=90°,QF=m2+4m﹣5,AF=1﹣m,
∵点P的坐标为(﹣3,﹣8),
∴PE=8,AE=4,
∵AQ⊥PA,
∴∠PAQ=90°,
∴∠PAE+∠QAF=90°,
∵∠QAF+∠AQF=90°,
∴∠PAE=∠AQF,
∴△PAE∽△AQF,
∴=,即:=,
解得:m1=1(舍去),m2=﹣,
当m=﹣时,AF=1﹣(﹣)=,
∴QF=×=,
∴Q(﹣,);
(3)点P运动过程中,直线PQ恒过定点(﹣5,1).
设直线PQ解析式为y=px+q,P(xP,yP),Q(xQ,yQ),
∵P(xP,yP),Q(xQ,yQ)是直线PQ与抛物线y=x2+4x﹣5的交点,
∴x2+4x﹣5=px+q,即x2+(4﹣p)x﹣5﹣q=0,
∴xP+xQ=p﹣4,xPxQ=﹣5﹣q,
如图,过点P作PE⊥AB于点E,过点Q作QF⊥AB于点F,
则AE=1﹣xP,PE=﹣yP,AF=1﹣xQ,QF=yQ,
yP=pxP+q,yQ=pxQ+q,
∵△PAE∽△AQF,
∴=,即:=,
∴(1﹣xP)(1﹣xQ)=﹣yPyQ,=﹣(pxP+q)(pxQ+q),
∴1﹣(xP+xQ)+xPxQ=﹣[p2xPxQ+pq(xP+xQ)+q2],
∴1+(pq﹣1)(xP+xQ)+(p2+1)(xPxQ)+q2=0,
∴1+(pq﹣1)(p﹣4)+(p2+1)(﹣5﹣q)+q2=0,
∴(p+q)(q﹣5p﹣1)=0,
∵p+q≠0,
∴q﹣5p﹣1=0,
∴q=5p+1,
∴直线PQ的解析式为y=px+5p+1,
当x=﹣5时,y=﹣5p+5p+1=1,
∴直线PQ恒过点(﹣5,1),
故点P运动过程中,直线PQ恒过定点(﹣5,1).
【点评】本题考查了待定系数法求函数解析式,二次函数图象和性质,相似三角形的判定和性质等知识点,解题关键是熟练掌握相关知识,合理添加辅助线构造相似三角形,并灵活运用方程思想解决问题.
25.(12分)△ABC为等边三角形,AB=4,AD⊥BC于点D,点E为AD的中点.
(1)如图1,将AE绕点A顺时针旋转60°至AF,连接EF交AB于点G,求证:G为EF中点.
(2)如图2,在(1)的条件下,将△AEF绕点A顺时针旋转,旋转角为α,连接BE,H为BE的中点,连接DH,GH.当30°<α<120°时,猜想∠DHG的大小是否为定值,并证明你的结论.
(3)在△AEF绕点A顺时针旋转过程中,H为BE的中点,连接CH,问线段CH何时取得最大值,请说明理由,并直接写出此时△ADH的面积.
【分析】(1)利用等腰三角形三线合一的性质证明即可.
(2)结论:∠EHD=120°,是定值.利用全等三角形的性质以及三角形的中位线定理,解决问题即可.
(3)如图3中,取AB的中点N,连接AH,HN,CH,CH交AD于M,过点H作HT⊥AD于T.由题意HN=AE=,推出点H在以N为圆心,为半径的圆上,当C,N,H共线时,CH的值最大,求出HT的值,可得结论.
【解答】(1)证明:∵△ABC是等边三角形,AD⊥BC,
∴∠BAD=∠CAD=∠BAC=30°,
∵∠EAF=60°,
∴∠GAE=∠GAF=30°,
∵AE=AF,
∴FG=EG.
(2)解:结论:∠EHD=120°,是定值.
理由:如图2中,连接BF,CE.
∵AB=AC,AD⊥BC,
∴BD=CD,
∵BH=EH,
∴DH∥EC,
∴∠HDB=∠ECB,
∵FG=GE,EH=HB,
∴GH∥BF,
∴∠EHG=∠EBF,
∵∠EAF=∠BAC=60°,
∴∠BAF=∠CAE,
∵AF=AE,AB=AC,
∴△BAF≌△CAE(SAS),
∴∠ACE=∠ABF,
∵∠EHD=∠HDB+∠HBD,
∴∠DHG=∠EHG+∠EHD
=∠EBF+∠HDB+∠HBD
=∠ABF﹣∠ABE+∠ECB+∠ABD+∠ABE
=∠ACE+∠ECB+∠ABD
=∠ACB+∠ABC
=120°.
(3)解:如图3中,取AB的中点N,连接AH,HN,CH,CH交AD于M,过点H作HT⊥AD于T.
∵EH=BH,AN=BN,
∴NH为△ABE的中位线,
∴HN=AE=,
∴点H在以N为圆心,为半径的圆上,当C,N,H共线时,CH的值最大,
∵△ABC是等边三角形,
∴CN⊥AB,
∴∠ACM=∠MCB=30°,
∵AD=2,
∴CN=AD=2,
在Rt△CMD中,CD=2,∠MCD=30°,
∴CM==,
∴MN=CN﹣CM=,
∴HM=HN+MN=+=,
∴HT=HM•sin60°=,
∴S△ADH=•AD•HT=.
【点评】本题属于几何变换综合题,考查了等边三角形的性质,旋转变换,全等三角形的判定和性质,三角形中位线定理,解直角三角形等知识,解题的关键是正确寻找全等三角形解决问题,属于中考压轴题.
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