2022年广东省深圳市南山区中考数学模拟试卷
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一、单项选择题(每小题3分,共10小题,总共30分)
1.(3分)2022的倒数的相反数是( )
A. B. C.﹣2022 D.2022
2.(3分)截止至10月7日,著名电影《长津湖》票房情况理想,总票房甚至达到46.49亿,46.49亿用科学记数法表示为( )
A.46.49×108 B.4.649×108
C.4.649×109 D.0.4649×1011
3.(3分)若关于y的方程ay﹣2=6+y与方程y+4=2的解相同,则a的值为( )
A.﹣3 B.3 C.﹣4 D.4
4.(3分)等腰三角形ABC中,AB=AC,记AB=x,周长为y,定义(x,y)为这个三角形的坐标.如图所示,直线y=2x,y=3x,y=4x将第一象限划分为4个区域.下面四个结论中,
①对于任意等腰三角形ABC,其坐标不可能位于区域Ⅰ中;
②对于任意等腰三角形ABC,其坐标可能位于区域Ⅳ中;
③若三角形ABC是等腰直角三角形,其坐标位于区域Ⅲ中;
④图中点M所对应等腰三角形的底边比点N所对应等腰三角形的底边长.
所有正确结论的序号是( )
A.①③ B.①③④ C.②④ D.①②③
5.(3分)已知x、y为实数,且(y﹣3)2=0.若axy﹣3x=y,则实数a的值是( )
A. B. C. D.
6.(3分)一根钢管放在V形架内,其横截面如图所示,钢管的半径是24cm,若∠ACB=60°,则劣弧AB的长是( )
A.8πcm B.16πcm C.32πcm D.192πcm
7.(3分)定义:当x=a时,其对应的函数值为y=f(a),若f(a)=a成立,则称a为函数y的不动点.例如:函数y=x2﹣3x+4,当x=2时,y=f(2)=22﹣3×2+4=2,因为f(2)=2成立,所以2为函数y的不动点.因此对于函数y=(t+1)x2﹣(2t+1)x﹣3,将函数图象向下平移m(m>0)个单位长度,t≥﹣4时,平移后函数不动点的个数有几个( )
A.4 B.3 C.2 D.1
8.(3分)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠A=30°,则AB=2BC.请在这一结论的基础上继续思考:若AC=2,点D是AB的中点,P为边CD上一动点,则APCP的最小值为( )
A.1 B. C. D.2
9.(3分)在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=x2﹣2x﹣3与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点,D为抛物线顶点.连接AD交y轴于点E,点P在第四象限的抛物线上,连接AP、BE交于点G,设w=S△ABG:S△BGP,则w的最小值是( )
A. B. C. D.
10.(3分)如图,在△ABC中,∠ABC=3∠A,AC=6,BC=4,所以AB长为( )
A.2 B. C. D.4
二、填空题(每小题3分,共5小题,总共15分)
11.(3分)如果式子有意义,那么x的取值范围是 .
12.(3分)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC=2,D为边AB的中点,以点A为圆心,以AD的长为半径画弧与腰AC相交于点E,以点B为圆心,以BD的长为半径画弧与腰BC相交于点F,则图中的阴影部分图形的面积为 .(结果保留π)
13.(3分)若a23,则的值为 .
14.(3分)中国的元旦,据传说起于三皇五帝之一的颛顼,距今已有3000多年的历史,可见其根源的渊远流长.“元旦”一词最早出现于《晋书》.“元旦节”前夕,某超市分别以每袋30元、20元、10元的价格购进腊排骨、腊香肠、腊肉各若干,由于该食品均是真空包装,只能成袋出售,每袋的售价分别为50元、40元、20元,元旦节当天卖出三种年货若干袋,元月2日腊排骨卖出的数量是第一天腊排骨数量的3倍,腊香肠卖出的数量是第一天腊香肠数量的2倍,腊肉卖出的数量是第一天腊肉数量的4倍;元月3日卖出的腊排骨的数量是这三天卖出腊排骨的总数量的,卖出腊香肠的数量是前两天腊香肠数量和的,卖出腊肉的数量是第二天腊肉数量的.若第三天三种年货的销售总额比第一天三种年货销售总额多1600元,这三天三种年货的销售总额为9350元,则这三天所售出的三种年货的总利润为 元.
15.(3分)阅读理解:平面内的⊙O和⊙O外一点A,过点A的直线l与⊙O交于B,C两点(B在A,C之间),点D为平面内一点.若以AD为边的正方形ADEF的面积等于分别以AB,AC为一组邻边的矩形的面积,则称正方形ADEF为点A关于⊙O的“原本正方形”,该正方形的中心称为点A关于⊙O的“原本点”.如图所示,正方形ADEF的面积等于矩形AMNC的面积,其中AM=AB,称正方形ADEF为点A关于⊙O的“原本正方形”,该正方形中心点G称为点A关于⊙O的“原本点”.当出现“特别情况”的时候,即:当点D恰好在⊙O上时,称此时正方形的中心G为点A关于⊙O的“单纯原本点”.⊙N的圆心为N(n,0)(n>0),半径为ON.点H为坐标平面内一点,过点H的直线l与⊙N有两个交点,且ON=NH.若直线yx+6上存在点P,使得点P为点H关于⊙N的“单纯原本点”,即可得出n的最小值为 .
三、解答题(本题总分55分,其中16题6分,17题6分,18题7分,19题8分,20题9分,21题9分,22题10分)
16.(6分)计算:3tan30°sin60°×()﹣1+(2022﹣π)0.
17.(6分)一个不透明的口袋装有分别标有汉字“美”“丽”“南”“山”的4个小球,除汉字不同外,小球没有任何区别,每次摸球前先搅拌均匀.
(1)若从中任取一个小球,求摸出球上的汉字刚好是“美”的概率;
(2)小华从中任取一个小球,记下小球上的汉字后放回,再从中任取一小球,请用画树状图或列表法,求小华取出的2个小球上的汉字恰能组成“美丽”或“南山”的概率.
18.(7分)如图所示,已知BC是水平面,AB、AD、CD是斜坡.AB的坡角为42°,坡长为200米,AD的坡角为60°,坡长为100米,CD的坡比i=1:2.
(1)求坡顶A到水平面BC的距离;
(2)求斜坡CD的长度.(结果精确到1米,参考数据:sin42°≈0.70,1.73)
19.(8分)已知:正方形ABCD中,E是AB的中点,F是AD上一点,且ED=FC,ED、FC交于点G,连接BG,BH平分∠GBC交FC于H,连接DH.
(1)求证:ED⊥FC;
(2)求证:△DGH是等腰直角三角形.
20.(9分)正方形ABCD的边长为6cm,P,Q两动点同时从点C出发,点P沿CB→BA以3cm/s的速度向终点A匀速运动,点Q沿CD→DB以2cm/s的速度向点B匀速运动,当点P到达终点A时,点Q同时停止运动.设点P的运动时间为t(s),△CPQ的面积为S(cm2).
(1)填空:点P的运动时间为 s;
(2)求S关于t的函数解析式,并直接写出自变量t的取值范围.
21.(9分)如图,在平面直角坐标系中,点A在x轴的正半轴上,点B在x轴的负半轴上,点C在y轴的正半轴上,直线BC的解析式为y=kx+12(k≠0),AC⊥BC,线段OA的长是方程
x2﹣15x﹣16=0的根.请解答下列问题:
(1)求点A、点B的坐标.
(2)若直线l经过点A与线段BC交于点D,且tan∠CAD,双曲线y(m≠0)的一个分支经过点D,求m的值.
(3)在第一象限内,直线CB下方是否存在点P,使以C、A、P为顶点的三角形与△ABC相似.若存在,请直接写出所有满足条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.
22.(10分)数学探究一直是数学学习的极重要的方法,新课标对此有细致阐述.小明对圆中定值与最值问题十分感兴趣,为此他做了一个简单的探究.如图,在直角坐标系中,圆心M在x轴正半轴上,点P为⊙M第一象限内的一个动点,据此:
【前提条件】假若sin∠ABO,r=5;
【探究规律】如图1,连接DP并延长交y轴于点E,那么在P点移动过程中,是否有DP•DE为定值?若为定值,求出来定值;若不是,求出其最小值.
【归纳总结】如图2,小明发现做题越来越有意思,于是作∠ADH=2∠ABO,BH⊥DH,交x轴于点F,连接PF,OP.点G为线段OP的三等分点(OG<OP).以点O为圆心,以线段OG为半径作⊙O,设⊙O半径为r,在点P移动过程中,是否有r2(17﹣15cos∠FPO)为定值?若为定值,求出定值;若不为定值,请求出其最小值.
【拓展提升】如图3,若圆心和半径大小均不固定,那么点P,A,B,C,D,M均为动点,作PT∥y轴,交动圆M于点T.Q,R两点为直线PT右侧的两个动点,并且PT=QR.那么在点P运动过程中,是否有为定值?若为定值,求出这个定值;若不为定值,请求出其最小值.
2022年广东省深圳市南山区中考数学模拟试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题(每小题3分,共10小题,总共30分)
1.(3分)2022的倒数的相反数是( )
A. B. C.﹣2022 D.2022
【解答】解:2022的的倒数是,相反数是.
故选:B.
2.(3分)截止至10月7日,著名电影《长津湖》票房情况理想,总票房甚至达到46.49亿,46.49亿用科学记数法表示为( )
A.46.49×108 B.4.649×108
C.4.649×109 D.0.4649×1011
【解答】解:46.49亿=4649000000=4.649×109.
故选:C.
3.(3分)若关于y的方程ay﹣2=6+y与方程y+4=2的解相同,则a的值为( )
A.﹣3 B.3 C.﹣4 D.4
【解答】解:∵y+4=2,
∴y=﹣2,
∵方程ay﹣2=6+y与方程y+4=2的解相同,
∴y=﹣2方程ay﹣2=6+y的解,
∴﹣2a﹣2=6﹣2,
∴a=﹣3,
故选:A.
4.(3分)等腰三角形ABC中,AB=AC,记AB=x,周长为y,定义(x,y)为这个三角形的坐标.如图所示,直线y=2x,y=3x,y=4x将第一象限划分为4个区域.下面四个结论中,
①对于任意等腰三角形ABC,其坐标不可能位于区域Ⅰ中;
②对于任意等腰三角形ABC,其坐标可能位于区域Ⅳ中;
③若三角形ABC是等腰直角三角形,其坐标位于区域Ⅲ中;
④图中点M所对应等腰三角形的底边比点N所对应等腰三角形的底边长.
所有正确结论的序号是( )
A.①③ B.①③④ C.②④ D.①②③
【解答】解:如图,等腰三角形ABC中,AB=AC,记AB=x,周长为y,
设BC=z,则y=2x+z,x>0,z>0.
①∵BC=z>0,
∴y=2x+z>2x,
∴对于任意等腰三角形ABC,其坐标位于直线y=2x的上方,不可能位于区域Ⅰ中,故结论①正确;
②∵三角形任意两边之和大于第三边,
∴2x>z,即z<2x,
∴y=2x+z<4x,
∴对于任意等腰三角形ABC,其坐标位于直线y=4x的下方,不可能位于区域Ⅳ中,故结论②错误;
③若三角形ABC是等腰直角三角形,则zx,
∵12,AB=x>0,
∴xx<2x,
∴3x<2xx<4x,
即3x<y<4x,
∴若三角形ABC是等腰直角三角形,其坐标位于区域Ⅲ中,故结论③正确;
④由图可知,点M位于区域Ⅲ中,此时3x<y<4x,
∴3x<2x+z<4x,
∴x<z<2x;
点N位于区域Ⅱ中,此时2x<y<3x,
∴2x<2x+z<3x,
∴0<z<x;
∵点M所对应等腰三角形的周长比点N所对应等腰三角形的周长短,
∴图中无法得到点M所对应等腰三角形的底边比点N所对应等腰三角形的底边长,故结论④错误.
故选:A.
5.(3分)已知x、y为实数,且(y﹣3)2=0.若axy﹣3x=y,则实数a的值是( )
A. B. C. D.
【解答】解:∵(y﹣3)2=0,
∴,
解得,
∵axy﹣3x=y,
∴3a﹣3×()=3,
∴﹣4a+4=3,
解得a.
故选:A.
6.(3分)一根钢管放在V形架内,其横截面如图所示,钢管的半径是24cm,若∠ACB=60°,则劣弧AB的长是( )
A.8πcm B.16πcm C.32πcm D.192πcm
【解答】解:由题意得:CA和CB分别与⊙O相切于点A和点B,
∴OA⊥CA,OB⊥CB,
∴∠OAC=∠OBC=90°,
∵∠ACB=60°,
∴∠AOB=120°,
∴16π(cm),
故选:B.
7.(3分)定义:当x=a时,其对应的函数值为y=f(a),若f(a)=a成立,则称a为函数y的不动点.例如:函数y=x2﹣3x+4,当x=2时,y=f(2)=22﹣3×2+4=2,因为f(2)=2成立,所以2为函数y的不动点.因此对于函数y=(t+1)x2﹣(2t+1)x﹣3,将函数图象向下平移m(m>0)个单位长度,t≥﹣4时,平移后函数不动点的个数有几个( )
A.4 B.3 C.2 D.1
【解答】解:向下平移后的函数为:y=(t+1)x2﹣(2t+1)x﹣3﹣m,
当t=﹣1时,y=x﹣3﹣m,函数没有不动点;
当t≠﹣1时,
令x=(t+1)x2﹣(2t+1)x﹣3﹣m,
整理得,(t+1)x2﹣(2t+2)x﹣3﹣m=0,
∴Δ=(2t+2)2+(t+1)(3+m)=0,整理得Δ=4(t+1)(t+m+4),
∵m>0,t≥﹣4,
∴t+m+4>0,
当﹣4≤t<﹣1时,Δ<0,平移后函数不动点的个数为0个;
当t=﹣1时,不是二次函数;
当t>﹣1时,Δ>0,平移后函数不动点的个数为2个.
综上可知,当﹣4≤t≤﹣1时,平移后函数不动点的个数为0个;当t>﹣1时,平移后函数不动点的个数为2个.
故选:C.
8.(3分)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠A=30°,则AB=2BC.请在这一结论的基础上继续思考:若AC=2,点D是AB的中点,P为边CD上一动点,则APCP的最小值为( )
A.1 B. C. D.2
【解答】解:过C作CE⊥AB于E,过点P作PF⊥EC于F,
∵∠ACB=90°,点D是AB的中点,
∴CDAB=AD,
∵∠CAB=30°,
∴∠B=60°,
∴△BCD为正三角形,
∴∠DCE=30°,
∴PFCP,
∴APCP=AP+PF≥AE,
∵∠CAB=30°,AC=2,
∴CEAC=1,
∴AE,
∴APCP的最小值为.
故选:C.
9.(3分)在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=x2﹣2x﹣3与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点,D为抛物线顶点.连接AD交y轴于点E,点P在第四象限的抛物线上,连接AP、BE交于点G,设w=S△ABG:S△BGP,则w的最小值是( )
A. B. C. D.
【解答】解:∵点P在第四象限的抛物线上,AP、BE交于点G,如图,
设P(m,m2﹣2m﹣3),其中0<m<3,
设直线AP的解析式为y=cx+d,
∵A(﹣1,0),P(m,m2﹣2m﹣3),
∴,
解得:,
∴直线AP的解析式为y=(m﹣3)x+m﹣3.
设直线BE的解析式为y=ex+f,
∵B(3,0),E(0,﹣2),
∴,
解得,
∴直线BE的解析式为yx﹣2,
联立方程组,得:,
解得:,
∴yG,
∵0<m<3,
∴24﹣8m>0,3m﹣11<0,
∴0,
∴w,
令z=﹣3m2+8m+3=﹣3(m)2,
∵﹣3<0,
∴当m时,z取得最大值 ,w取得最小值为 ,
∴w有最小值,最小值为 .
故选:A.
10.(3分)如图,在△ABC中,∠ABC=3∠A,AC=6,BC=4,所以AB长为( )
A.2 B. C. D.4
【解答】解:在AC边上取点D,使∠ABD∠ABC,连接BD,如图所示,
∵∠ABC=3∠A,AC=6,
∴AD=BD=2,CD=4,
∵BC=4,
∴∠a=∠CBD,
由余弦定理知:
cos∠a,
∵∠BDA=π﹣a
∴cos∠BDA=cos(π﹣a)=﹣cosa,
∴AB2=AD2+BD2﹣2×AD×BD×cos∠BDA
=22+22﹣2×2×2×()
=10
∴AB,
故选:B.
二、填空题(每小题3分,共5小题,总共15分)
11.(3分)如果式子有意义,那么x的取值范围是 ﹣2<x≤1 .
【解答】解:由题意得,
,
解得﹣2<x≤1.
故答案为:﹣2<x≤1.
12.(3分)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC=2,D为边AB的中点,以点A为圆心,以AD的长为半径画弧与腰AC相交于点E,以点B为圆心,以BD的长为半径画弧与腰BC相交于点F,则图中的阴影部分图形的面积为 2 .(结果保留π)
【解答】解:在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC=2,
∴AB=2,∠A=∠B=45°,
∵D是AB的中点,
∴AD=DB,
∴S阴=S△ABC﹣2•S扇形ADE2×2﹣22,
故答案为:2.
13.(3分)若a23,则的值为 1 .
【解答】解:
=a2﹣2
=a22
=3﹣2
=1,
∴1,
14.(3分)中国的元旦,据传说起于三皇五帝之一的颛顼,距今已有3000多年的历史,可见其根源的渊远流长.“元旦”一词最早出现于《晋书》.“元旦节”前夕,某超市分别以每袋30元、20元、10元的价格购进腊排骨、腊香肠、腊肉各若干,由于该食品均是真空包装,只能成袋出售,每袋的售价分别为50元、40元、20元,元旦节当天卖出三种年货若干袋,元月2日腊排骨卖出的数量是第一天腊排骨数量的3倍,腊香肠卖出的数量是第一天腊香肠数量的2倍,腊肉卖出的数量是第一天腊肉数量的4倍;元月3日卖出的腊排骨的数量是这三天卖出腊排骨的总数量的,卖出腊香肠的数量是前两天腊香肠数量和的,卖出腊肉的数量是第二天腊肉数量的.若第三天三种年货的销售总额比第一天三种年货销售总额多1600元,这三天三种年货的销售总额为9350元,则这三天所售出的三种年货的总利润为 4300 元.
【解答】解:设元旦当天卖出腊排骨、腊香肠、腊肉分别为x,y,z袋(x,y,z均为正整数),则元月2日卖出腊排骨、腊香肠、腊肉分别为3x,2y,4z袋,元月3日卖出腊排骨、腊香肠、腊肉分别为x,4y,2z袋,根据题意得:
,即,
由①得:z=80﹣6y,
∵x,y,z均为正整数,
∴当y=1时,z=74,14z>935,等式②不成立,不合题意;
当y=2时,z=68,14z>935,等式②不成立,不合题意;
当y=3时,z=62,28y+14z>935,等式②不成立,不合题意;
…
当y=10时,z=20,x=15,等式②成立,符合题意;
…
综上可知,x=15,y=10,z=20,
这三天所售出的三种年货的总利润为20×5x+20×7y+10×7z=100x+140y+70z=1500+1400+1400=4300(元).
15.(3分)阅读理解:平面内的⊙O和⊙O外一点A,过点A的直线l与⊙O交于B,C两点(B在A,C之间),点D为平面内一点.若以AD为边的正方形ADEF的面积等于分别以AB,AC为一组邻边的矩形的面积,则称正方形ADEF为点A关于⊙O的“原本正方形”,该正方形的中心称为点A关于⊙O的“原本点”.如图所示,正方形ADEF的面积等于矩形AMNC的面积,其中AM=AB,称正方形ADEF为点A关于⊙O的“原本正方形”,该正方形中心点G称为点A关于⊙O的“原本点”.当出现“特别情况”的时候,即:当点D恰好在⊙O上时,称此时正方形的中心G为点A关于⊙O的“单纯原本点”.⊙N的圆心为N(n,0)(n>0),半径为ON.点H为坐标平面内一点,过点H的直线l与⊙N有两个交点,且ON=NH.若直线yx+6上存在点P,使得点P为点H关于⊙N的“单纯原本点”,即可得出n的最小值为 .
【解答】解:∵直线yx+6与x轴、y轴分别交于点A、B,
∴A(﹣2,0),B(0,6),AB=4.
∵N(n,0)(n>0),
∴AN=n﹣(﹣2)=n+2.
∵sin∠BAO,
∴点N到AB的距离为ANsin∠BAOn+3.
依题意,若正方形ADEF为点A关于⊙O的原本正方形,则有AD2=AB×AC=OA2﹣r2,其中r为⊙O的半径.
设点H关于⊙N的原本正方形为HDEF,则有HD2=HN2﹣ON2=5n2﹣n2=4n2,
∴HD=2n.
又∵DN=ON=n,NHONn,
∴∠NDH=90°.
又∠EDH=90°,
∴N、D、E共线.
取DE中点T,则PT=TDHD=n,PT⊥TN,
∴PN2=PT2+TN2.
∴PNn≥ANsin∠BAOn+3.
解得n.
下面检验n是否满足题意.
当n时,取PN⊥AB于点P,则PNANn+33n,
以P为圆心、n为半径作圆交圆N于点D,则ND=n,PDn,PNn,∠PDN=135°.
以P为中心,D为一个顶点作正方形HDEF,则HD=2n,HNn,符合题目所有条件.
综上,n的最小值为.
故答案为:.
三、解答题(本题总分55分,其中16题6分,17题6分,18题7分,19题8分,20题9分,21题9分,22题10分)
16.(6分)计算:3tan30°sin60°×()﹣1+(2022﹣π)0.
【解答】解:原式=34+1
1
=1.
17.(6分)一个不透明的口袋装有分别标有汉字“美”“丽”“南”“山”的4个小球,除汉字不同外,小球没有任何区别,每次摸球前先搅拌均匀.
(1)若从中任取一个小球,求摸出球上的汉字刚好是“美”的概率;
(2)小华从中任取一个小球,记下小球上的汉字后放回,再从中任取一小球,请用画树状图或列表法,求小华取出的2个小球上的汉字恰能组成“美丽”或“南山”的概率.
【解答】解:(1)摸出球上的汉字刚好是“美”的概率;
(2)画树状图为:
共有16种等可能的结果,其中取出的2个小球上的汉字恰能组成“美丽”或“南山”的结果数为4,
所以小华取出的2个小球上的汉字恰能组成“美丽”或“南山”的概率.
18.(7分)如图所示,已知BC是水平面,AB、AD、CD是斜坡.AB的坡角为42°,坡长为200米,AD的坡角为60°,坡长为100米,CD的坡比i=1:2.
(1)求坡顶A到水平面BC的距离;
(2)求斜坡CD的长度.(结果精确到1米,参考数据:sin42°≈0.70,1.73)
【解答】解:(1)过点A作AE⊥BC于E,
在Rt△ABE中,∠B=42°,AB=200米,
则AE=AB•sinB≈200×0.70=140(米),
答:坡顶A到水平面BC的距离约为140米;
(2)过点D作DF⊥BC于F,DG⊥AE于G,
则四边形EFDG为矩形,
∴GE=DF,
在Rt△AGD中,∠ADG=60°,AD=100米,
则AG=AD•sin∠ADG=10086.5(米),
∴DF=GE=AE﹣AG=53.5(米),
∵CD的坡比i=1:2,
∴DF:FC=1:2,
∴DF:CD=1:3,
∴CD=3DF=160.5≈161(米),
答:斜坡CD的长度约为161米.
19.(8分)已知:正方形ABCD中,E是AB的中点,F是AD上一点,且ED=FC,ED、FC交于点G,连接BG,BH平分∠GBC交FC于H,连接DH.
(1)求证:ED⊥FC;
(2)求证:△DGH是等腰直角三角形.
【解答】证明:(1)∵在正方形ABCD中,
∴AD=CD,
∵ED=FC,∠CDA=∠A=90°,
即在Rt△AED和Rt△FDC中,
∵,
∴Rt△AED≌Rt△FDC(HL),
∴∠AED=∠DFC,
∵∠AFC+∠DFC=180°,
∴∠AFC+∠AED=180°,
∴∠A+∠FGE=180°(四边形内角和定理),
∵∠A=90°,
∴∠FGE=90°,
即ED⊥FC;
(2)连接EC,
∵由(1)得∠FGE=90°,∠ABC=90°,
∴∠EGC+∠EBC=180°,
∴B、C、G、E四点共圆(如图所示),
∴∠AED=∠BCG,
∴∠BGC=∠BEC,
在RT△BCE和RT△ADE中,
∵,
∴RT△BCE≌RT△ADE(SAS),
∴∠AED=∠BEC,
∴∠BGC=∠AED,
∴∠BGC=∠BCG,
∴BG=BC,
又∵BH平分∠GBC交FC于H,
∴BH是GC的中垂线,
∴GH=HC,∠BHC=90°,
∵∠BCH+∠GCD=90°,∠GCD+∠GDC=90°,
∴∠BCH=∠CDG,
∵∠DGC=∠BHC=90°,CD=CB,
∴,
∴△BHC≌△CGD,
∴DG=HC,
∵GH=HC,
∴GH=DG,
又∵∠FGE=90°,
∴△DGH是等腰直角三角形.
20.(9分)正方形ABCD的边长为6cm,P,Q两动点同时从点C出发,点P沿CB→BA以3cm/s的速度向终点A匀速运动,点Q沿CD→DB以2cm/s的速度向点B匀速运动,当点P到达终点A时,点Q同时停止运动.设点P的运动时间为t(s),△CPQ的面积为S(cm2).
(1)填空:点P的运动时间为 4 s;
(2)求S关于t的函数解析式,并直接写出自变量t的取值范围.
【解答】解:(1)由题意得,点P运动到终点时间为:6×2÷3=4(s),
点Q运动到终点时间为:6×2÷2=6(s),
∵4<6,
∴两点的运动时间为4s,
故答案为:4;
(2)当0<t≤2时,点P在BC边上点Q在CD边上,
此时CP=3t,CQ=2t,
∴S3t×2t,
整理得,S=3t2;
当2<t≤3时,点P在AB边上点Q在CD边上,
此时,CQ=2t,
∴S2t×6,
整理得,S=6t;
当3<t≤4时,点P在AB边上点Q在BD边上,
连接AQ,过点Q作QM⊥AD,QN⊥AB,
此时DQ=2t﹣12,
∴,
,
解得MQt﹣6,
∴NQ=6t+6,
∴S=6×6﹣26×(t﹣6)(12﹣3t)×(6t+6),
整理得,St2+(99)t﹣72,
综上,当0<t≤2时,S=3t2;当2<t≤3时,S=6t;当3<t≤4时,St2+(99)t﹣72.
21.(9分)如图,在平面直角坐标系中,点A在x轴的正半轴上,点B在x轴的负半轴上,点C在y轴的正半轴上,直线BC的解析式为y=kx+12(k≠0),AC⊥BC,线段OA的长是方程
x2﹣15x﹣16=0的根.请解答下列问题:
(1)求点A、点B的坐标.
(2)若直线l经过点A与线段BC交于点D,且tan∠CAD,双曲线y(m≠0)的一个分支经过点D,求m的值.
(3)在第一象限内,直线CB下方是否存在点P,使以C、A、P为顶点的三角形与△ABC相似.若存在,请直接写出所有满足条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:由x2﹣15x﹣16=0得,
x1=16,x2=﹣1(舍去),
∴OA=16,
∴A(16,0),
当x=0时,y=12,
∴C(0,12),
∴OC=12,
∴AC20,
∵AC⊥BC,
∴∠ACB=∠AOC=90°,
∵∠OAC=∠BAC,
∴△AOC∽△ACB,
∴,
∴,
∴AB=25
∴OB=AB﹣OA=25﹣16=9,
∴B(﹣9,0);
(2)如图1,
作DE⊥OC于E,
∵tan∠CAD,AC=20,
∴CD5,
∵OC=12,OB=9,
∴BC15,
∵∠CED=∠BOC=90°,
∴DE∥OB,
∴△CDE∽△CBO,
∴,
∴,
∴DE=3,CE=4,
∴OE=OC﹣CE=8,
∴D(﹣3,8),
∴,
∴m=﹣24;
(3)如图2,
当△PAC∽△BCA时,此时△PAC≌△BCA,
∵A(12,0),B(﹣9,0),C(0,12),
∴P(25,12),
如图3,
当△PAC∽△ACB时,作PE⊥AB于E,
∴,
∴,
∴AP,
由△PEA∽△ACO得,
,
∴,
∴PE,AE=16,
∴OE=OA+AE=32,
∴P(32,),
如图4,
当△PAC∽△CBA时,此时△PAC≌△OCA,
∴P(16,12),
如图5,
当△PAC∽△CAB时,此时△PAC≌△OAC,
∴,
作PH⊥OC于H,AG⊥PH于G,
由△AGP∽△PHC得,
,
∴设AG=4x,PG=4y,则PH=3x,CH=3y,
∵PH+PG=OA=16,OC+CH=AG,
∴,
∴,
∴PH=3x,AH=4x,
∴P(,),
综上所述:P(25,12)或(32,)或(16,12)或(,).
22.(10分)数学探究一直是数学学习的极重要的方法,新课标对此有细致阐述.小明对圆中定值与最值问题十分感兴趣,为此他做了一个简单的探究.如图,在直角坐标系中,圆心M在x轴正半轴上,点P为⊙M第一象限内的一个动点,据此:
【前提条件】假若sin∠ABO,r=5;
【探究规律】如图1,连接DP并延长交y轴于点E,那么在P点移动过程中,是否有DP•DE为定值?若为定值,求出来定值;若不是,求出其最小值.
【归纳总结】如图2,小明发现做题越来越有意思,于是作∠ADH=2∠ABO,BH⊥DH,交x轴于点F,连接PF,OP.点G为线段OP的三等分点(OG<OP).以点O为圆心,以线段OG为半径作⊙O,设⊙O半径为r,在点P移动过程中,是否有r2(17﹣15cos∠FPO)为定值?若为定值,求出定值;若不为定值,请求出其最小值.
【拓展提升】如图3,若圆心和半径大小均不固定,那么点P,A,B,C,D,M均为动点,作PT∥y轴,交动圆M于点T.Q,R两点为直线PT右侧的两个动点,并且PT=QR.那么在点P运动过程中,是否有为定值?若为定值,求出这个定值;若不为定值,请求出其最小值.
【解答】解:【探究规律】如图1,DP•DE为定值,理由如下:
连接AP和BD,
∵AD是⊙O的直径,
∴∠ABD=∠APD=90°,
∴∠BAO+∠ADB=90°,
∵OB⊥AD,
∴∠AOB=90°,
∴∠ABO+∠BAO=90°,
∴∠ADB=∠ABO,
∴AB=AD•sin∠ADB=10•sin∠ABO=102,
∴OA=AB•sin∠ABO=22,
∴OD=AD﹣OA=8,
∵∠ADP=∠ODE,∠APD=∠DOE=90°,
∴△ADP∽△EDO,
∴,
∴DP•DE=AD•OD=10×8=80;
【归纳总结】如图2,r2(17﹣15cos∠FPO)为定值,理由如下:
连接BD,作ON⊥PF于N,
由(1)知:∠ADB=∠ABO,
∵∠ADH=2∠ABO,
∴∠ADH=2∠ADB,
∴∠ADB=∠HDB,
∵BH⊥DH,OB⊥AD,
∴∠OBD=∠DBH,
∵∠ABD=90°,
∴∠ABF+∠DBH=90°,∠ABO+∠DBH=90°,
∴∠ABF=∠ABO,
∴∠ABF=∠ADB,
∵∠AFB=∠BFD,
∴△ABF∽△BDF,
∴,
∴BF2=AF•DF=AF•(AF+AD)=AF2+10AF①,
在Rt△BOF中,
BF2﹣AF2=OB2=42=16②,
由①②得,
AF,
∴OF=AF+OA,
∵BF2(10),
∴BF,
∴,
∵G是AP的三等分点,AG=r,
∴AP=3r,PF=5r,
在Rt△OPN中,
ON=3r•sin∠FPO,PN=3r•cos∠FPO,
∴FN=PF﹣PN=5r﹣3r•cos∠FPO,
在Rt△FON中,由勾股定理得,
FN2+ON2=OF2,
∴(5r﹣3r•cos∠FPO)2+(3r•sin∠FPO)2=()2,
化简得,
r2(17﹣15•cos∠FPO);
(3)不是定值.有最小值.
理由:如图3中,设PT与AD交于点S,则PT=2PS,PT⊥AD,设SQ=k•PS.
∵PQ2=PS2+SQ2=(1+k2)PS2,
PR2=PS2+SR2=PS2+(SQ+QR)2
=PS2+(k•PS+2PS)2=(k2+4k+5)•PS2,
∴()2m,令m,m>0,
∴m(k2+4k+5)=k2+1,
整理得(m﹣1)k2+4mk+5m﹣1=0,
∵Δ≥0,
∴(4m)2﹣4(m﹣1)(5m﹣1)≥0,
整理得m2﹣6m+1≤0,
∴3﹣2m≤(1)2,
∴()2的最小值为(1)2,
∴最小值是1.
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