浙江省杭州市萧山区六校2022-2023学年九年级上学期期初学情调研数学试题(Word版含答案)
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学情调研数学试题(附答案解析)
一、选择题(本题有10个小题,每小题3分,共30分)
1.(3分)如图是厨余垃圾、可回收物、有害垃圾和其他垃圾的标识,其中是中心对称图形的是( )
A. B.
C. D.
2.(3分)2021年春节,为了预防新冠肺炎疫情,各地纷纷响应“原地过年”的倡导,假期七天,全国铁路,公路,水路,民航共发送旅客大约98400000人次,比去年同期下降34.8%.数据98400000用科学记数法表示为( )
A.984×105 B.98.4×106 C.9.84×108 D.9.84×107
3.(3分)下列计算结果正确的是( )
A.=﹣3 B.3 C.=2 D.(﹣)2=5
4.(3分)测试五位学生的“一分钟仰卧起坐”成绩,得到五个各不相同的数据.在统计时,出现了一处错误:将最高成绩50个写成了55个.则下列统计量不受影响的是( )
A.方差 B.标准差 C.中位数 D.平均数
5.(3分)下列各选项中因式分解正确的是( )
A.x2﹣1=(x﹣1)2 B.a3﹣2a2+a=a2(a﹣2)
C.﹣2y2+4y=﹣2y(y+2) D.m2n﹣2mn+n=n(m﹣1)2
6.(3分)在平面直角坐标系中,P点关于原点的对称点为P1(﹣3,﹣),P点关于x轴的对称点为P2(a,b),则=( )
A.﹣2 B.2 C.4 D.﹣4
7.(3分)要确定方程x2+x﹣5=0的解,只需知道一次函数y=x+1和反比例函数的图象交点的横坐标.由上面的信息可知,k的值为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
8.(3分)将一张三角形纸片按如图步骤①至④折叠两次得图⑤,然后剪出图⑤中的阴影部分,则阴影部分展开铺平后的图形是( )
A.等腰三角形 B.直角三角形 C.矩形 D.菱形
9.(3分)某旅行社组织游客到楠溪江乘坐竹筏漂流,若租用8座的竹筏x排,则余下6人无座位;若租用12座的竹筏则可少租用1排,且最后一排竹筏还没坐满,则乘坐最后一排12座竹筏的人数是( )
A.(18﹣4x)人 B.(6﹣4x)人 C.(30﹣4x)人 D.(18﹣8x)人
10.(3分)如图,在菱形纸片ABCD中,∠A=60°,将菱形纸片翻折,使点A落在CD的中点P处,折痕为MN,点M,N分别在边AB,AD上,则BM:AM的值为( )
A. B. C. D.
二、填空题(共6小题,每小题4分,满分24分)
11.(4分)一个多边形的每个外角都等于72°,则这个多边形的边数为 .
12.(4分)已知一组数据:2,3,4,5,6,则这组数据的标准差是 .
13.(4分)由不等式ax>b可以推出x<,那么a的取值范围是 .
14.(4分)已知分式(m,n为常数)满足表格中的信息:
x的取值
﹣2
0.4
q
分式的值
无意义
0
3
则q的值是 .
15.(4分)如图,在矩形ABCD中,AB=2,AD=1,点E为边CD上的一点(与C、D不重合),四边形ABCE关于直线AE的对称图形为四边形ANME,延长ME交AB于点P,当时,△PAE的面积为 .
16.(4分)已知函数y1=(k为常数,且k>0,x>0),函数y2的图象和函数y1的图象关于直线y=1对称.
①若函数y2的图象上的点的纵坐标为b,则b的取值范围为 .
②若当m≤x≤2(m为大于0的实数)时,y1的最大值为a,则在此取值范围内,y2的最小值为 .
三、解答题(本题有8小题,共66分)
17.(6分)以下是方方化简(2x+y)(2x﹣y)+4(x+y)2的解答过程.
解:(2x+y)(2x﹣y)+4(x+y)2
=4x2﹣y2+4(x2+y2)
=4x2﹣y2+4x2+y2
=8x2.
方方的解答过程是否有错误?如果有错误,写出正确的解答过程.
18.(8分)计算:
(1)计算:﹣();
(2)解方程:x2﹣6x=7.
19.(8分)为讴歌抗击新冠肺炎的白衣战士,某校七年级举行了“新时代最可爱的人”主题演讲比赛.七年级甲,乙两班分别选5名同学参加比赛.如图是根据其预赛成绩绘制的折线统计图,请你根据统计图提供的信息完成以下问题:
(1)求甲班成绩的中位数和乙班成绩的众数;
(2)学校决定在甲,乙两班中选取预赛成绩较好的5人参加该活动的区级比赛,求这5人预赛成绩的平均数.
20.(10分)如图,在△ABC中,D、E分别是AB、AC的中点,BE=2DE,延长DE到点F,使得EF=BE,连接CF.
(1)求证:四边形BCFE是菱形;
(2)若CE=4,∠BCF=120°,求菱形BCFE的面积.
21.(10分)已知:关于x的方程kx2﹣(4k﹣3)x+3k﹣3=0
(1)求证:无论k取何值,方程都有实根;
(2)若x=﹣1是该方程的一个根,求k的值;
(3)若方程的两个实根均为正整数,求k的值(k为整数).
22.(12分)已知反比例函数y1=的图象经过(3,2),(m,n)两点.
(1)求y1的函数表达式;
(2)当m<1时,求n的取值范围;
(3)设一次函数y2=ax﹣3a+2(a>0),当x>0时,比较y1与y2的大小.
23.(12分)已知正方形ABCD,点F是射线DC上一动点(不与C、D重合),连接AF并延长交直线BC于点E,交BD于点H,连接CH,过点C作CG⊥HC交AE于点G.
(1)若点F在边CD上,如图1.
①证明:∠DAH=∠DCH;
②猜想线段CG与EF的关系并说明理由;
(2)取DF中点M,连结MG,若MG=4,正方形边长为6,求BE的长.
浙江省杭州市萧山区六校2022-2023学年九年级上学期期初
学情调研数学试题参考答案与试题解析
一、选择题(本题有10个小题,每小题3分,共30分)
1.(3分)如图是厨余垃圾、可回收物、有害垃圾和其他垃圾的标识,其中是中心对称图形的是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据把一个图形绕某一点旋转180°,如果旋转后的图形能够与原来的图形重合,那么这个图形就叫做中心对称图形,这个点叫做对称中心进行分析.
【解答】解:选项B能找到这样的一个点,使图形绕这一点旋转180°后原来的图形重合,所以是中心对称图形;
选项A、C、D不能找到这样的一个点,使图形绕某一点旋转180°后原来的图形重合,所以不是中心对称图形;
故选:B.
【点评】此题主要考查了中心对称图形,关键是掌握中心对称图形的定义.
2.(3分)2021年春节,为了预防新冠肺炎疫情,各地纷纷响应“原地过年”的倡导,假期七天,全国铁路,公路,水路,民航共发送旅客大约98400000人次,比去年同期下降34.8%.数据98400000用科学记数法表示为( )
A.984×105 B.98.4×106 C.9.84×108 D.9.84×107
【分析】科学记数法的表示形式为a×10n的形式,其中1≤|a|<10,n为整数.确定n的值时,要看把原数变成a时,小数点移动了多少位,n的绝对值与小数点移动的位数相同.当原数绝对值≥10时,n是正整数;当原数的绝对值<1时,n是负整数.
【解答】解:98400000=9.84×107.
故选:D.
【点评】此题考查科学记数法的表示方法.科学记数法的表示形式为a×10n的形式,其中1≤|a|<10,n为整数,表示时关键要正确确定a的值以及n的值.
3.(3分)下列计算结果正确的是( )
A.=﹣3 B.3 C.=2 D.(﹣)2=5
【分析】直接利用二次根式的除法运算、加减运算法则分别计算得出答案.
【解答】解:A.=3,故此选项不合题意;
B.3﹣=2,故此选项不合题意;
C.=,故此选项不合题意;
D.(﹣)2=5,故此选项符合题意.
故选:D.
【点评】此题主要考查了二次根式的混合运算,正确化简二次根式是解题关键.
4.(3分)测试五位学生的“一分钟仰卧起坐”成绩,得到五个各不相同的数据.在统计时,出现了一处错误:将最高成绩50个写成了55个.则下列统计量不受影响的是( )
A.方差 B.标准差 C.中位数 D.平均数
【分析】根据中位数的定义解答可得.
【解答】解:因为中位数是将数据按照大小顺序重新排列,代表了这组数据值大小的“中点”,不受极端值影响,
所以将最高成绩50个写成了55个,计算结果不受影响的是中位数,
故选:C.
【点评】本题主要考查方差、极差、中位数和平均数,解题的关键是掌握中位数的定义.
5.(3分)下列各选项中因式分解正确的是( )
A.x2﹣1=(x﹣1)2 B.a3﹣2a2+a=a2(a﹣2)
C.﹣2y2+4y=﹣2y(y+2) D.m2n﹣2mn+n=n(m﹣1)2
【分析】直接利用公式法以及提取公因式法分解因式进而判断即可.
【解答】解:A、x2﹣1=(x+1)(x﹣1),故此选项错误;
B、a3﹣2a2+a=a(a﹣1)2,故此选项错误;
C、﹣2y2+4y=﹣2y(y﹣2),故此选项错误;
D、m2n﹣2mn+n=n(m﹣1)2,正确.
故选:D.
【点评】此题主要考查了提取公因式法以及公式法分解因式,正确应用公式是解题关键.
6.(3分)在平面直角坐标系中,P点关于原点的对称点为P1(﹣3,﹣),P点关于x轴的对称点为P2(a,b),则=( )
A.﹣2 B.2 C.4 D.﹣4
【分析】利用关于原点对称点的坐标性质得出P点坐标,进而利用关于x轴对称点的坐标性质得出P2坐标,进而得出答案.
【解答】解:∵P点关于原点的对称点为P1(﹣3,﹣),
∴P(3,),
∵P点关于x轴的对称点为P2(a,b),
∴P2(3,﹣),
∴==﹣2.
故选:A.
【点评】此题主要考查了关于原点对称点的性质以及关于x轴对称点的性质,得出P点坐标是解题关键.
7.(3分)要确定方程x2+x﹣5=0的解,只需知道一次函数y=x+1和反比例函数的图象交点的横坐标.由上面的信息可知,k的值为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【分析】一次函数y=x+1和反比例函数的图象交点的横坐标是方程x+1=的解,整理后与方程x2+x﹣5=0比较即可求得结论.
【解答】解:∵一次函数y=x+1和反比例函数的图象交点的横坐标是方程x+1=的解,
方程x+1=整理得,x2+x﹣k=0,
由题意可知,k=5,
故选:C.
【点评】本题是反比例函数与一次函数的交点问题,考查了函数与方程的关系,明确一次函数y=x+1和反比例函数的图象交点的横坐标是方程x+1=的解是解题的关键.
8.(3分)将一张三角形纸片按如图步骤①至④折叠两次得图⑤,然后剪出图⑤中的阴影部分,则阴影部分展开铺平后的图形是( )
A.等腰三角形 B.直角三角形 C.矩形 D.菱形
【分析】对折是轴对称得到的图形,根据最后得到的图形可得是沿对角线折叠2次后,剪去一个三角形得到的,按原图返回即可.
【解答】解:如图,由题意可知,剪下的图形是四边形BACD,
由折叠可知CA=AB,
∴△ABC是等腰三角形,
又△ABC和△BCD关于直线BC对称,
∴四边形BACD是菱形,
故选:D.
【点评】本题主要考查折叠的性质及学生动手操作能力:逆向思维也是常用的一种数学思维方式.
9.(3分)某旅行社组织游客到楠溪江乘坐竹筏漂流,若租用8座的竹筏x排,则余下6人无座位;若租用12座的竹筏则可少租用1排,且最后一排竹筏还没坐满,则乘坐最后一排12座竹筏的人数是( )
A.(18﹣4x)人 B.(6﹣4x)人 C.(30﹣4x)人 D.(18﹣8x)人
【分析】根据租用8座的竹筏x排,则余下6人无座位可得总人数,再利用租用12座的竹筏则可少租用1排,且最后一排竹筏还没坐满可列所求代数式.
【解答】解:8x+6﹣12(x﹣2)
=8x+6﹣12x+24
=(30﹣4x)人,
即乘坐最后一排12座竹筏的人数是(30﹣4x)人,
故选:C.
【点评】本题主要考查列代数式,理解题意是解题的关键.
10.(3分)如图,在菱形纸片ABCD中,∠A=60°,将菱形纸片翻折,使点A落在CD的中点P处,折痕为MN,点M,N分别在边AB,AD上,则BM:AM的值为( )
A. B. C. D.
【分析】由菱形的性质和等边三角形的性质,可得BP⊥CD,DP=a,∠DBP=30°,由勾股定理可求解.
【解答】解:如图,连接BD,BP,
设AB=2a,
∵四边形ABCD是菱形,∠A=60°,
∴AB=BC=2a=CD,∠A=∠C=60°,
∴△BCD是等边三角形,△ABD是等边三角形,
∵点P在CD的中点,
∴BP⊥CD,DP=a,∠DBP=30°,
∴BP=a,∠ABP=∠ABD+∠DBP=90°,
∵将菱形纸片翻折,
∴AM=MP,
∵MP2=MB2+BP2,
∴(2a﹣BM)2=MB2+3a2,
∴BM=a,
∴AM=a,
∴BM:AM=,
故选:B.
【点评】本题考查了翻折变换,等边三角形的性质,菱形的性质,勾股定理,添加恰当的辅助线构造直角三角形是本题的关键.
二、填空题(共6小题,每小题4分,满分24分)
11.(4分)一个多边形的每个外角都等于72°,则这个多边形的边数为 5 .
【分析】利用多边形的外角和360°,除以外角的度数,即可求得边数.
【解答】解:多边形的边数是:360÷72=5.
故答案为:5.
【点评】本题考查了多边形的外角和定理,理解任何多边形的外角和都是360度是关键.
12.(4分)已知一组数据:2,3,4,5,6,则这组数据的标准差是 .
【分析】计算出平均数和方差后,再计算方差的算术平方根,即为标准差.
【解答】解:=(2+3+4+5+6)=4,
s2=[(2﹣4)2+(3﹣4)2+(4﹣4)2+(5﹣4)2+(6﹣4)2]=2,
∴这组数据的标准差是.
故答案为:.
【点评】本题考查的是标准差的计算,掌握方差的计算公式和方差与标准差的关系是解题的关键,注意标准差即方差的算术平方根.
13.(4分)由不等式ax>b可以推出x<,那么a的取值范围是 a<0 .
【分析】根据不等式性质3得到a的范围.
【解答】解:∵不等式ax>b的解集为x<,
∴a<0,
即a的取值范围为a<0.
故答案为:a<0.
【点评】本题考查了不等式的基本性质:不等式的两边同时加上(或减去)同一个数或同一个含有字母的式子,不等号的方向不变;不等式的两边同时乘以(或除以)同一个正数,不等号的方向不变;不等式的两边同时乘以(或除以)同一个负数,不等号的方向改变.
14.(4分)已知分式(m,n为常数)满足表格中的信息:
x的取值
﹣2
0.4
q
分式的值
无意义
0
3
则q的值是 4 .
【分析】由表格中的数据,结合分式值无意义及分式值为0的条件可求解m,n值,即可求解分式,利用x=q时,=3,计算可求解.
【解答】解:由表格可知:当x=﹣2时x+m=0,且当x=0.4时,5x+n=0,
解得m=2,n=﹣2,
∴分式为,
当x=q时,=3,
解得q=4,
经检验,q=4是分式的解,
故答案为:4.
【点评】本题主要考查分式的值,分式有意义的条件及分式的值为零的条件,解分式方程,求解m,n值是解题的关键.
15.(4分)如图,在矩形ABCD中,AB=2,AD=1,点E为边CD上的一点(与C、D不重合),四边形ABCE关于直线AE的对称图形为四边形ANME,延长ME交AB于点P,当时,△PAE的面积为 .
【分析】过点E作EF⊥AP于点F,证明PA=PE,设PA=x,由勾股定理列出x的方程求得PA,便可根据三角形的面积公式求得结果.
【解答】解:过点E作EF⊥AP于点F,则EF=AD=1,
由折叠知,∠AEC=∠AEM,
∵∠CEP=∠MED,
∴∠AEP=∠AED,
∵AB∥CD,
∴∠PAE=∠AED=∠AEP,
∴PA=PE,
设PA=PE=x,
∵AF=DE=,
∴PF=x﹣,
∵PE2﹣PF2=EF2,
∴,
解得x=,
∴AP=,
∴,
故答案为:.
【点评】本题主要考查了矩形的性质,折叠的性质,勾股定理,三角形的面积公式,关键是由勾股定理列出方程求得PA的长度.
16.(4分)已知函数y1=(k为常数,且k>0,x>0),函数y2的图象和函数y1的图象关于直线y=1对称.
①若函数y2的图象上的点的纵坐标为b,则b的取值范围为 b<2 .
②若当m≤x≤2(m为大于0的实数)时,y1的最大值为a,则在此取值范围内,y2的最小值为 2﹣a .
【分析】根据反比例函数的性质以及轴对称的性质即可得到结论.
【解答】解:①∵函数y1=(k为常数,且k>0,x>0),
∴函数y1=图象在第一象限,如图,
∴函数y的最小值大于0,
∵函数y2的图象和函数y1的图象关于直线y=1对称,
∴y2的最大值小于2,
∴b<2.
故答案为:b<2;
②当m≤x≤2(m为大于0的实数)时,y1的最大值为a,则其对应点为(m,a),
那么,点(m,a)关于直线y=1的对称点为(m,2﹣a),
∴在此取值范围内,y2的最小值必为2﹣a,
故答案为:2﹣a.
【点评】本题考查了反比例函数图象上点的坐标特征,反比例函数的性质,坐标与图形变化﹣对称,数形结合是解题的关键.
三、解答题(本题有8小题,共66分)
17.(6分)以下是方方化简(2x+y)(2x﹣y)+4(x+y)2的解答过程.
解:(2x+y)(2x﹣y)+4(x+y)2
=4x2﹣y2+4(x2+y2)
=4x2﹣y2+4x2+y2
=8x2.
方方的解答过程是否有错误?如果有错误,写出正确的解答过程.
【分析】通过观察可知,方方的解答过程中计算“(x+y)2”时出现错误,根据完全平方公式展开计算即可.
【解答】解:方方的解答过程是有误的,正确的解答过程如下:
(2x+y)(2x﹣y)+4(x+y)2
=4x2﹣y2+4(x2+2xy+y2)
=4x2﹣y2+4x2+8xy+4y2
=8x2+8xy+3y2.
【点评】本题主要考查看整式的混合运算,熟记平方差公式与完全平方公式是解答本题的关键.
18.(8分)计算:
(1)计算:﹣();
(2)解方程:x2﹣6x=7.
【分析】(1)先化简各二次根式、去括号,再合并同类二次根式即可;
(2)利用因式分解法求解即可.
【解答】解:(1)原式=2﹣+
=;
(2)∵x2﹣6x=7,
∴x2﹣6x﹣7=0,
∴(x﹣7)(x+1)=0,
则x+1=0或x﹣7=0,
解得x1=﹣1,x2=7.
【点评】本题主要考查二次根式的加减运算和解一元二次方程的能力,熟练掌握解一元二次方程的几种常用方法:直接开平方法、因式分解法、公式法、配方法,结合方程的特点选择合适、简便的方法是解题的关键.
19.(8分)为讴歌抗击新冠肺炎的白衣战士,某校七年级举行了“新时代最可爱的人”主题演讲比赛.七年级甲,乙两班分别选5名同学参加比赛.如图是根据其预赛成绩绘制的折线统计图,请你根据统计图提供的信息完成以下问题:
(1)求甲班成绩的中位数和乙班成绩的众数;
(2)学校决定在甲,乙两班中选取预赛成绩较好的5人参加该活动的区级比赛,求这5人预赛成绩的平均数.
【分析】(1)先根据折线统计图得出甲、乙班选手的成绩,再根据众数和中位数的定义求解即可;
(2)从10位选手中选取成绩前5位选手,再根据加权平均数的定义求解即可.
【解答】解:(1)由折线统计图知,甲班选手的成绩分别为75、80、85、85、100,
乙班选手的成绩为70、75、80、100、100,
则甲班成绩的中位数为85,乙班成绩的众数为100;
(2)根据题意选取的5人的成绩为100、100、100、85、85,
则这5人预赛成绩的平均数为=94.
【点评】本题主要考查折线统计图,解题的关键是掌握中位数和众数及加权平均数的定义.
20.(10分)如图,在△ABC中,D、E分别是AB、AC的中点,BE=2DE,延长DE到点F,使得EF=BE,连接CF.
(1)求证:四边形BCFE是菱形;
(2)若CE=4,∠BCF=120°,求菱形BCFE的面积.
【分析】从所给的条件可知,DE是△ABC中位线,所以DE∥BC且2DE=BC,所以BC和EF平行且相等,所以四边形BCFE是平行四边形,又因为BE=FE,所以是菱形;∠BCF是120°,所以∠EBC为60°,所以菱形的边长也为4,求出菱形的高面积就可求.
【解答】(1)证明:∵D、E分别是AB、AC的中点,
∴DE∥BC且2DE=BC,
又∵BE=2DE,EF=BE,
∴EF=BC,EF∥BC,
∴四边形BCFE是平行四边形,
又∵BE=FE,
∴四边形BCFE是菱形;
(2)解:∵∠BCF=120°,
∴∠EBC=60°,
∴△EBC是等边三角形,
∴菱形的边长为4,高为2,
∴菱形的面积为4×2=8.
【点评】本题考查菱形的判定和性质以及三角形中位线定理,以及菱形的面积的计算等知识点.
21.(10分)已知:关于x的方程kx2﹣(4k﹣3)x+3k﹣3=0
(1)求证:无论k取何值,方程都有实根;
(2)若x=﹣1是该方程的一个根,求k的值;
(3)若方程的两个实根均为正整数,求k的值(k为整数).
【分析】(1)根据一元二次方程的定义得k≠0,再计算判别式得到Δ=(2k﹣3)2,然后根据非负数的性质即k的取值得到△≥0,则可根据判别式的意义得到结论;
(2)把x=﹣1代入方程求解即可;
(3)求出方程的根,方程的两个实根均为正整数,求出k的值.
【解答】(1)证明:当k≠0时,
∵方程kx2﹣(4k﹣3)x+3k﹣3=0,
∴Δ=(4k﹣3)2﹣4k(3k﹣3)=4k2﹣12k+9=(2k﹣3)2,
∴Δ=(2k﹣3)2≥0,
当k=0时,3x﹣3=0,
解得x=1.
∴无论k取何值,方程都有实根;
(2)把x=﹣1代入方程得k+4k﹣3+3k﹣3=0,
解得k=.
故k的值;
(3)解:kx2﹣(4k﹣3)x+3k﹣3=0,
∴a=k,b=﹣(4k﹣3),c=3k﹣3,
∵运用公式法解方程可知道此方程的根为x==,
∴此方程的两个根分别为x1=1,x2=3﹣,
∵方程的两个实根均为正整数,
∴k=﹣3,k=﹣1,k=3.
【点评】本题主要考查了根的判别式的知识,熟知一元二次方程的根与△的关系是解答此题的关键,此题难度不大.
22.(12分)已知反比例函数y1=的图象经过(3,2),(m,n)两点.
(1)求y1的函数表达式;
(2)当m<1时,求n的取值范围;
(3)设一次函数y2=ax﹣3a+2(a>0),当x>0时,比较y1与y2的大小.
【分析】(1)根据待定系数法即可求得y1的函数表达式;
(2)求得m=1时的函数值,根据反比例函数的性质即可求得n的取值范围;
(3)求出两函数图象的交点坐标,然后根据数形结合的思想即可解答本题.
【解答】解:(1)∵反比例函数y1=的图象经过(3,2),
∴k=3×2=6,
∴y1的函数表达式为y1=;
(2)把x=1代入y=得,y=6,
∵k=6>0,
∴图象在第一、三象限,在每个象限内,y随x的增大而减小,
∵m<1,
∴n>6或n<0;
(3)由y2=ax﹣3a+2=a(x﹣3)+2可知,直线经过点(3,2),
∵反比例函数y1=的图象经过(3,2),
∴当x>0,两函数图象的交点为(3,2),
∵a>0,
∴y2随x的增大而增大,
∴当0<x<3时,y1>y2,
当x=3时,y1=y2,
当x>3时,y1<y2.
【点评】本题考查了反比例函数图象上点的坐标特征,反比例函数的性质,待定系数法法求反比例函数的解析式,熟练掌握反比例函数的性质是解题的关键.
23.(12分)已知正方形ABCD,点F是射线DC上一动点(不与C、D重合),连接AF并延长交直线BC于点E,交BD于点H,连接CH,过点C作CG⊥HC交AE于点G.
(1)若点F在边CD上,如图1.
①证明:∠DAH=∠DCH;
②猜想线段CG与EF的关系并说明理由;
(2)取DF中点M,连结MG,若MG=4,正方形边长为6,求BE的长.
【分析】(1)①只要证明△DAH≌△DCH,即可解决问题;
②只要证明∠CFG=∠FCG,∠GCF=∠E即可解决问题;
(2)分两种情形解决问题:①当点F在线段CD上时,连接DE;
②当点F在线段DC的延长线上时,连接DE.分别求出EC即可解决问题.
【解答】证明:(1)①∵四边形ABCD是正方形,
∴∠ADB=∠CDB=45°,AD=DC,
在△ADH和△CDH中,
,
∴△ADH≌△CDH(SAS),
∴∠DAH=∠DCH;
②结论:EF=2CG,理由如下:
∵△DAH≌△DCH,
∴∠DAF=∠DCH,
∵CG⊥HC,
∴∠FCG+∠DCH=90°,
∴∠FCG+∠DAF=90°,
∵∠DFA+∠DAF=90°,∠DFA=∠CFG,
∴∠CFG=∠FCG,
∴GF=GC,
∵∠GCE+∠GCF=90°,∠CFG+∠E=90°,
∴∠GCE=∠GCF,
∴CG=GE,
∴EF=2CG;
(2)①如图,当点F在线段CD上时,连接DE.
∵∠GFC=∠GCF,∠GEC+∠GFC=90°,∠GCF+∠GCE=90°,
∴∠GCE=∠GEC,
∴EG=GC=FG,
∵FG=GE,FM=MD,
∴DE=2MG=8,
在Rt△DCE中,CE===2,
∴BE=BC+CE=6+2;
②如图,当点F在线段DC的延长线上时,连接DE.
同法可知GM是△DEC的中位线,
∴DE=2GM=8,
在Rt△DCE中,CE=2,
∴BE=BC﹣CE=6﹣2
综上所述,BE的长为 6+2或6﹣2.
【点评】本题考查正方形的性质、全等三角形的判定和性质、三角形的中位线定理、勾股定理等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,属于中考常考题型.
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