广东省深圳市翠园教育集团2022-2023学年九年级上学期期中数学试卷(含答案)
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这是一份广东省深圳市翠园教育集团2022-2023学年九年级上学期期中数学试卷(含答案),共27页。试卷主要包含了下列说法等内容,欢迎下载使用。
2022-2023学年广东省深圳市翠园教育集团九年级(上)期中数学试卷
一.选择题(共10小题,每题3分)
1.下列方程中①3x2+x=20;②2x2﹣3x+4=0;③x2﹣=4;④x2=1;⑤x2﹣3x+3=0,一元二次方程有( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
2.已知,==且b+d≠0,下列各式正确的是( )
A.3c=4d B. C. D.
3.下列说法:
(1)对角线互相垂直的四边形是菱形;
(2)有一个内角为直角的平行四边形是矩形;
(3)对角线互相垂直平分的四边形是正方形;
(4)两组对角相等的四边形是平行四边形;
(5)四边形各边中点连线所得的图形是平行四边形;
其中正确的有( )个.
A.2 B.3 C.4 D.5
4.按照党中央、国务院决策部署,为了活跃市场主体、助推各地区经济发展,各省市地区抓紧推动稳经济一揽子政策落实落地.江夏区制定了“黄金十条”,坚定企业疫后发展信心,促进企业稳步高效增长.2022年我区某企业4月份的利润是100万元,第二季度的总利润达到500万元,设利润平均月增长率为x,则依题意列方程( )
A.100(1+x)2=500
B.100(1+x2)=500
C.100(1+x)+100(1+x)2=500
D.100+100(1+x)+100(1+x)2=500
5.某校举行演讲比赛,小李、小吴与另外两位同学闯入决赛,则小李和小吴获得前两名的概率是( )
A. B. C. D.
6.若两个数的和为6,积为5,则以这两个数为根的一元二次方程是( )
A.x2﹣5x+6=0 B.x2﹣5x﹣6=0 C.x2﹣6x+5=0 D.x2﹣6x﹣5=0
7.在△ACB中,∠ABC=90°,用直尺和圆规在AC上确定点D,使△BAD∽△CBD,根据作图痕迹判断,正确的是( )
A. B.
C. D.
8.如图,在正方形网格中有5个格点三角形,分别是:①△ABC,②△ACD,③△ADE,④△AEF,⑤△AGH,其中与⑤相似的三角形是( )
A.①③ B.①④ C.②④ D.①③④
9.如图,在正方形ABCD和正方形CEFG中,点G在CD上,BC=8,CE=4,H是AF的中点,那么CH的长为( )
A.4 B.2 C.4 D.2
10.如图,△ABC的面积为40cm2,DE=2AE,CD=3BD,则四边形BDEF的面积等于( )
A.cm2 B.9cm2 C.cm2 D.8.5cm2
二.填空题(共5小题,每题3分)
11.如果2x=3y,那么= .
12.如图,在线段AB上找到一个点C,且AC<BC,满足AC:CB=CB:AB,设AB=1m,则线段AC= m.
13.已知关于x的方程+2x﹣3=0是一元二次方程,则m的值为 .
14.等腰三角形的两边a、b满足a2+b2﹣10b=6a﹣34,则这个三角形的周长为 .
15.如图,矩形ABCD和矩形AEFG,AD=12,AB=9,AG=8,AE=6,矩形AEFG绕点A旋转,给出下列结论:①4BE=3DG;②BE⊥DG;③DE2+BG2=315;④当∠BAG=60°时,4S△ABG=3S△ADG.其中正确的结论 .
三、解答题(共7小题,共55分)
16.(6分)解方程:
(1)x2+4x﹣1=0;
(2)3x(x﹣1)=(1﹣x)2.
17.(7分)“双减”意见下,我区教体局对课后作业作了更明确的要求,为了解某学校七年级学生课后作业时长情况,某部门针对某校七年级学生进行了问卷调查,调查结果分四类显示:A表示“40分钟以内完成”,B表示“40﹣70分钟以内完成”,C表示“70﹣90分钟以内完成”,D表示“90分钟以上完成”.根据调查结果,绘制成两种不完整的统计图.请结合统计图,回答下列问题.
(1)这次调查的总人数是 人;扇形统计图中,B类扇形的圆心角是 °;C类扇形所占的百分比是 .
(2)在D类学生中,有2名男生和2名女生,再需从这4名学生中抽取2名学生作进一步访谈调查,请用树状图或列表的方法,求所抽2名学生恰好是1名男生和1名女生的概率.
18.(7分)已知△ABC在平面直角坐标系中的位置如图所示.
(1)在图中画出△ABC沿x轴翻折后的△A1B1C1;
(2)以点M(1,2)为位似中心,作出△A1B1C1按2:1放大后的位似图形△A2B2C2;
(3)填空:点A2的坐标 ;△ABC与△A2B2C2的周长比是 .
19.(8分)如图,在矩形ABCD中,对角线BD的垂直平分线MN与AD相交于点M,与BD相交于点O,与BC相交于点N,连接BM、DN.
(1)求证:四边形BMDN是菱形;
(2)若AB=4,AD=8,求△BMD的面积.
20.(7分)为促进新旧功能转换,提高经济效益,甘井科技公司近期研发出一种新型高科技设备,每台设备成本价为25万元,经过市场调研发现,该设备的月销售量y(台)和销售单价x(万元/台)满足如图所示的一次函数关系.
(1)求月销售量y与销售单价x之间的函数关系式(不用体现x的取值范围);
(2)根据相关规定,此设备的销售单价不得高于28万元/台,如果该公司想获得70万元的月利润,那么该设备的销售单价应是多少?
21.(10分)在△ABC中,∠ACB=45°.点D(与点B、C不重合)为射线BC上一动点,连接AD,以AD为一边且在AD的右侧作正方形ADEF.
(1)如果AB=AC.如图①,且点D在线段BC上运动.试判断线段CF与BD之间的位置关系,并证明你的结论.
(2)如果AB>AC,如图②,且点D在线段BC上运动.(1)中结论是否成立,为什么?
(3)若正方形ADEF的边DE所在直线与线段CF所在直线相交于点P,设AC=,BC=3,CD=x,求线段CP的长.(用含x的式子表示)
22.(10分)问题背景 如图(1),已知△ABC∽△ADE,求证:△ABD∽△ACE;
尝试应用 如图(2),在△ABC和△ADE中,∠BAC=∠DAE=90°,∠ABC=∠ADE=30°,AC与DE相交于点F,点D在BC边上,=,求的值;
拓展创新 如图(3),D是△ABC内一点,∠BAD=∠CBD=30°,∠BDC=90°,AB=4,AC=2,直接写出AD的长.
2022-2023学年广东省深圳市翠园教育集团九年级(上)期中数学试卷
(参考答案与详解)
一.选择题(共10小题,每题3分)
1.下列方程中①3x2+x=20;②2x2﹣3x+4=0;③x2﹣=4;④x2=1;⑤x2﹣3x+3=0,一元二次方程有( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
【分析】根据一元二次方程的定义逐个判断即可.
【解答】解:一元二次方程有①3x2+x=20,②2x2﹣3x+4=0,④x2=1,⑤x2﹣3x+3=0,共4个,
故选:C.
2.已知,==且b+d≠0,下列各式正确的是( )
A.3c=4d B. C. D.
【分析】利用比例的性质对各选项进行判断.
【解答】解:∵=,
∴4c=3d,所以A选项不符合题意;
∵==,且b+d≠0,
∴=,所以B选项符合题意;
∵=,
∴=,
∴==,所以C选项不符合题意;
∵=,
∴==﹣,所以D选项不符合题意.
故选:B.
3.下列说法:
(1)对角线互相垂直的四边形是菱形;
(2)有一个内角为直角的平行四边形是矩形;
(3)对角线互相垂直平分的四边形是正方形;
(4)两组对角相等的四边形是平行四边形;
(5)四边形各边中点连线所得的图形是平行四边形;
其中正确的有( )个.
A.2 B.3 C.4 D.5
【分析】利用菱形、矩形、正方形及平行四边形的判定方法分别判断后即可确定正确的选项.
【解答】解:(1)对角线互相垂直的平行四边形是菱形,故错误,不符合题意;
(2)有一个内角为直角的平行四边形是矩形,正确,符合题意;
(3)对角线互相垂直平分的四边形是菱形,故原命题错误,不符合题意;
(4)两组对角相等的四边形是平行四边形,正确,符合题意;
(5)四边形各边中点连线所得的图形是平行四边形,正确,符合题意,
正确的有3个,
故选:B.
4.按照党中央、国务院决策部署,为了活跃市场主体、助推各地区经济发展,各省市地区抓紧推动稳经济一揽子政策落实落地.江夏区制定了“黄金十条”,坚定企业疫后发展信心,促进企业稳步高效增长.2022年我区某企业4月份的利润是100万元,第二季度的总利润达到500万元,设利润平均月增长率为x,则依题意列方程( )
A.100(1+x)2=500
B.100(1+x2)=500
C.100(1+x)+100(1+x)2=500
D.100+100(1+x)+100(1+x)2=500
【分析】根据该企业4月份的利润及利润平均月增长率,可得出该企业5月份的利润是100(1+x)万元,6月份的利润是100(1+x)2万元,结合该企业第二季度的总利润达到500万元,即可得出关于x的一元二次方程,此题得解.
【解答】解:∵该企业4月份的利润是100万元,且利润平均月增长率为x,
∴该企业5月份的利润是100(1+x)万元,6月份的利润是100(1+x)2万元.
依题意得:100+100(1+x)+100(1+x)2=500.
故选:D.
5.某校举行演讲比赛,小李、小吴与另外两位同学闯入决赛,则小李和小吴获得前两名的概率是( )
A. B. C. D.
【分析】画树状图得出所有等可能的结果数,以及小李和小吴获得前两名的结果数,再利用概率公式可得出答案.
【解答】解:将另外两名同学分别记为甲、乙,
画树状图如下:
共有12种等可能的结果,其中小李和小吴获得前两名的结果有2种,
∴小李和小吴获得前两名的概率为.
故选:D.
6.若两个数的和为6,积为5,则以这两个数为根的一元二次方程是( )
A.x2﹣5x+6=0 B.x2﹣5x﹣6=0 C.x2﹣6x+5=0 D.x2﹣6x﹣5=0
【分析】以x1,x2为根的一元二次方程是x2﹣(x1+x2)x+x1x2=0,根据这个公式直接代入即可得到所求方程.
【解答】解:若两个数的和为6,积为5,则以这两个数为根的一元二次方程是x2﹣6x+5=0,
故选:C.
7.在△ACB中,∠ABC=90°,用直尺和圆规在AC上确定点D,使△BAD∽△CBD,根据作图痕迹判断,正确的是( )
A. B.
C. D.
【分析】若△BAD∽△CBD,可得∠ADB=∠BDC=90°,即BD是AC的垂线,根据作图痕迹判断即可.
【解答】解:当BD是AC的垂线时,△BAD∽△CBD.
∵BD⊥AC,
∴∠ADB=∠CDB=90°,
∵∠ABC=90°,
∴∠A+∠ABD=∠ABD+∠CBD=90°,
∴∠A=∠CBD,
∴△BAD∽△CBD.
根据作图痕迹可知,
A选项中,BD是∠ABC的平分线,不与AC垂直,不符合题意;
B选项中,BD是AC边上的中线,不与AC垂直,不符合题意;
C选项中,BD是AC的垂线,符合题意;
D选项中,AB=AD,BD不与AC垂直,不符合题意.
故选:C.
8.如图,在正方形网格中有5个格点三角形,分别是:①△ABC,②△ACD,③△ADE,④△AEF,⑤△AGH,其中与⑤相似的三角形是( )
A.①③ B.①④ C.②④ D.①③④
【分析】根据相似三角形的旋转可知,相似三角形的对应角相等即可判断.
【解答】解:由图形知,⑤中∠AHG=135°,
而①②③④中,只有①∠BAC=135°和③∠ADE=135°,
再根据两边成比例可判断,与⑤相似的三角形是①③,
故选:A.
9.如图,在正方形ABCD和正方形CEFG中,点G在CD上,BC=8,CE=4,H是AF的中点,那么CH的长为( )
A.4 B.2 C.4 D.2
【分析】连接AC、CF,根据正方形的性质得到∠ACF=90°,根据勾股定理求出AF的长,根据直角三角形中,斜边上的中线等于斜边的一半计算即可.
【解答】解:连接AC、CF,如图:
∵四边形ABCD和四边形CEFG是正方形,
∴∠ACG=45°,∠FCG=45°,
∴∠ACF=90°,
∵BC=8,CE=4,
∴AC=8,CF=4,
由勾股定理得,AF==4,
∵H是AF的中点,∠ACF=90°,
∴CH=AF=2,
故选:B.
10.如图,△ABC的面积为40cm2,DE=2AE,CD=3BD,则四边形BDEF的面积等于( )
A.cm2 B.9cm2 C.cm2 D.8.5cm2
【分析】连接DF,根据DE=2AE,CD=3BD,可知S△FDE=2S△FAE,S△CDE=2S△CAE,S△CDF=3S△BDF,S△ACD=3S△ABD,根据△ABC的面积等于40cm2即可得出S△ACD=S△ABC=30cm2,S△ABD=S△ABC=10cm2,S△CDE=S△ACD=20cm2,S△CAE=S△ACD=10cm2,根据面积列出方程解出△AEF的面积即可解答.
【解答】解:连接DF,
∵DE=2AE,
∴S△FDE=2S△FAE,S△CDE=2S△CAE,
∵CD=3BD,
∴S△CDF=3S△BDF,S△ACD=3S△ABD,
∵△ABC的面积等于40cm2,
∴S△ACD=S△ABC=30cm2,S△ABD=S△ABC=10cm2,
∴S△CDE=S△ACD=20cm2,S△CAE=S△ACD=10cm2,
设S△FAE=x,S△FBD=y,
则S△FDE=2S△FAE=2x,
∴,
解得,
∴四边形BDEF的面积为S△ABD﹣S△FAE=10﹣=(cm2).
故选:A.
二.填空题(共5小题,每题3分)
11.如果2x=3y,那么= 8 .
【分析】根据已知可得x=1.5y,然后代入式子中进行计算即可解答.
【解答】解:∵2x=3y,
∴x=1.5y,
∴===8,
故答案为:8.
12.如图,在线段AB上找到一个点C,且AC<BC,满足AC:CB=CB:AB,设AB=1m,则线段AC= m.
【分析】根据图示得出AC的长即可.
【解答】解:设AB=1m,
∵AC:CB=CB:AB,
∴AC:(1﹣AC)=(1﹣AC):1,
∴AC=,
故答案为:.
13.已知关于x的方程+2x﹣3=0是一元二次方程,则m的值为 ﹣1 .
【分析】根据一元二次方程的定义,只含有一个未知数,并且未知数的最高次数是2,列出方程m2+1=2,且m﹣1≠0,继而即可得出m的值.
【解答】解:由一元二次方程的定义得:m2+1=2,且m﹣1≠0,
解得:m=﹣1.
故答案为:﹣1.
14.等腰三角形的两边a、b满足a2+b2﹣10b=6a﹣34,则这个三角形的周长为 11或13 .
【分析】已知等式配方变形后,利用非负数的性质求出a与b的值,即可确定出等腰三角形周长.
【解答】解:已知等式变形得:(a2﹣6a+9)+(b2﹣10b+25)=0,
即(a﹣3)2+(b﹣5)2=0,
∵(a﹣3)2≥0,(b﹣5)2≥0,
∴a﹣3=0,b﹣5=0,
解得:a=3,b=5,
当3是腰时,三边长为3,3,5,符合三角形三边关系,周长为3+3+5=11;
当3是底边时,三边长为3,5,5,符合三角形三边关系,周长为3+7+7=13.
则这个三角形的周长为11或13.
故答案为:11或13.
15.如图,矩形ABCD和矩形AEFG,AD=12,AB=9,AG=8,AE=6,矩形AEFG绕点A旋转,给出下列结论:①4BE=3DG;②BE⊥DG;③DE2+BG2=315;④当∠BAG=60°时,4S△ABG=3S△ADG.其中正确的结论 ②④ .
【分析】通过证明△ADG∽△ABE,由相似三角形的性质可求3BE=DG,故①错误;由相似三角形的性质可得∠AEB=∠AGD,由余角的性质可证BE⊥DG,故②正确;由勾股定理可求BG2+DE2=325,故③错误;分别求出S△ABG,S△ADG,即可判断④,即可求解.
【解答】解:∵矩形ABCD和矩形AEFG,AD=12,AB=9,AG=8,AE=6,
∴∠DAB=∠GAE=90°,=,=,
∴∠DAG=∠BAE,,
∴△ADG∽△ABE,
∴==,
∴3BE=DG,故①错误;
如图:设BE与DG交于点H,
∵△ADG∽△ABE,
∴∠AEB=∠AGD,
又∵∠AOE=∠GOH,
∴∠EAO=∠GHO=90°,
∴BE⊥DG,故②正确;
如图,连接BD,GE,DE,BG,
∵AD=12,AB=9,AG=8,AE=6,
∴BD2=AB2+AD2=81+144=225,GE2=AE2+AG2=100,
∵BE⊥DG,
∴BH2+DH2=BD2,BH2+HG2=BG2,HG2+HE2=GE2,DH2+HE2=DE2,
∴BD2+GE2=BG2+DE2,
∴BG2+DE2=325,故③错误;
如图,过点G作GN⊥AB于N,GP⊥直线AD于P,
∵∠BAP=90°,
∴四边形APGN是矩形,
∴AN=GP,NG=AP,
∵∠BAG=60°,
∴∠GAP=30°,
∴GP=AG=4,AP=PG=4,
∴S△ABG=×AB•NG=×9×4=18,S△ADG=×AD•GP=×12×4=24,
∴4S△ABG=3S△ADG.故④正确;
故答案为:②④.
三、解答题(共7小题,共55分)
16.(6分)解方程:
(1)x2+4x﹣1=0;
(2)3x(x﹣1)=(1﹣x)2.
【分析】(1)利用配方法得到(x+2)2=5,然后利用直接开平方法解方程;
(2)先移项得到3x(x﹣1)﹣(x﹣1)2=0,再利用因式分解法把方程转化为x﹣1=0或3x﹣x+1=0,然后解一次方程即可.
【解答】解:(1)x2+4x﹣1=0,
x2+4x+4=5,
(x+2)2=5,
x+2=±,
所以x1=﹣2+,x2=﹣2﹣;
(2)3x(x﹣1)=(1﹣x)2,
3x(x﹣1)﹣(x﹣1)2=0,
(x﹣1)(3x﹣x+1)=0,
x﹣1=0或3x﹣x+1=0,
所以x1=1,x2=﹣.
17.(7分)“双减”意见下,我区教体局对课后作业作了更明确的要求,为了解某学校七年级学生课后作业时长情况,某部门针对某校七年级学生进行了问卷调查,调查结果分四类显示:A表示“40分钟以内完成”,B表示“40﹣70分钟以内完成”,C表示“70﹣90分钟以内完成”,D表示“90分钟以上完成”.根据调查结果,绘制成两种不完整的统计图.请结合统计图,回答下列问题.
(1)这次调查的总人数是 40 人;扇形统计图中,B类扇形的圆心角是 108 °;C类扇形所占的百分比是 45% .
(2)在D类学生中,有2名男生和2名女生,再需从这4名学生中抽取2名学生作进一步访谈调查,请用树状图或列表的方法,求所抽2名学生恰好是1名男生和1名女生的概率.
【分析】(1)用A类学生人数除以所占百分比可得这次调查的总人数;用B类学生人数除以总人数再乘以360°,即可得B类扇形的圆心角;先求出C类学生人数,进而可得C类扇形所占的百分比.
(2)画树状图得出所有等可能的结果数和所抽取的2名学生恰好是1名男生和1名女生的结果数,再利用概率公式可得出答案.
【解答】解:(1)这次调查的总人数为6÷15%=40(人),
扇形统计图中,B类扇形的圆心角为=108°,
C类的学生人数为40﹣6﹣12﹣4=18(人),
∴C类扇形所占的百分比为×100%=45%.
故答案为:40;108;45%.
(2)画树状图如下:
共有12种等可能的结果,其中所抽取的2名学生恰好是1名男生和1名女生的结果有8种,
∴所抽取的2名学生恰好是1名男生和1名女生的概率为=.
18.(7分)已知△ABC在平面直角坐标系中的位置如图所示.
(1)在图中画出△ABC沿x轴翻折后的△A1B1C1;
(2)以点M(1,2)为位似中心,作出△A1B1C1按2:1放大后的位似图形△A2B2C2;
(3)填空:点A2的坐标 (3,6) ;△ABC与△A2B2C2的周长比是 1:2 .
【分析】(1)利用关于x轴对称的点的坐标特征得到A1、B1、C1的坐标,然后描点即可;
(2)延长MA1到A2使MA2=2MA1,延长MB1到B2使MB2=2MB1,延长MC1到C2使MC2=2MC1,从而得到△A2B2C2;
(3)先利用轴对称的性质得到△ABC≌△A1B1C1,再根据位似的性质得到△A1B1C1与△A2B2C2的相似比为1:2,所以△ABC与△A2B2C2的相似比为1:2,然后根据相似三角形的性质解决问题.
【解答】解:(1)如图,△A1B1C1为所作;
(2)如图,△A2B2C2为所作;
(3)点A2的坐标为(3,6),
∵△ABC沿x轴翻折后的△A1B1C1,
∴△ABC≌△A1B1C1,
∵△A1B1C1按2:1放大后的位似图形△A2B2C2,
∴△A1B1C1与△A2B2C2的相似比为1:2,
∴△ABC与△A2B2C2的相似比为1:2,
∴△ABC与△A2B2C2的周长的比为1:2.
19.(8分)如图,在矩形ABCD中,对角线BD的垂直平分线MN与AD相交于点M,与BD相交于点O,与BC相交于点N,连接BM、DN.
(1)求证:四边形BMDN是菱形;
(2)若AB=4,AD=8,求△BMD的面积.
【分析】(1)根据矩形的性质得出AD∥BC,根据平行线的性质得出∠MDO=∠BNO,根据线段垂直平分线性质得出BM=DM,BO=DO,根据全等三角形的判定定理得出△MDO≌△NBO,根据全等三角形的性质得出MD=BN,再根据菱形的判定推出即可;
(2)根据矩形的性质得出∠A=90°,根据勾股定理得出AB2+AM2=BM2,求出AM,求出DM,再根据三角形的面积公式求出答案即可.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是矩形,
∴AD∥BC,
∴∠MDO=∠BNO,
∵对角线BD的垂直平分线MN与AD相交于点M,与BD相交于点O,与BC相交于点N,
∴BM=DM,BO=DO,
在△MDO和△NBO中,
,
∴△MDO≌△NBO(ASA),
∴MD=BN,
∵AD∥BC,
∴四边形BMDN是平行四边形,
∵BM=DM,
∴四边形BMDN是菱形;
(2)解:∵四边形ABCD是矩形,
∴∠A=90°,
由勾股定理得:AB2+AM2=BM2,
∵AB=4,AD=8,
∴42+AM2=(8﹣AM)2,
解得:AM=3,
∴DM=5,
∴△BMD的面积===10.
20.(7分)为促进新旧功能转换,提高经济效益,甘井科技公司近期研发出一种新型高科技设备,每台设备成本价为25万元,经过市场调研发现,该设备的月销售量y(台)和销售单价x(万元/台)满足如图所示的一次函数关系.
(1)求月销售量y与销售单价x之间的函数关系式(不用体现x的取值范围);
(2)根据相关规定,此设备的销售单价不得高于28万元/台,如果该公司想获得70万元的月利润,那么该设备的销售单价应是多少?
【分析】(1)观察函数图象,根据图象上点的坐标,利用待定系数法即可求出y与x之间的函数关系式;
(2)利用月利润=每台的销售利润×月销售量,即可得出关于x的一元二次方程,解之取其符合题意的值即可得出结论.
【解答】解:(1)设月销售量y与销售单价x之间的函数关系式为y=kx+b(k≠0),
将(28,60),(32,40)代入y=kx+b得:,
解得:,
∴月销售量y与销售单价x之间的函数关系式为y=﹣5x+200.
(2)依题意得:(x﹣25)(﹣5x+200)=70,
整理得:x2﹣65x+1014=0,
解得:x1=26,x2=39(不符合题意,舍去).
答:该设备的销售单价应是26万元/台.
21.(10分)在△ABC中,∠ACB=45°.点D(与点B、C不重合)为射线BC上一动点,连接AD,以AD为一边且在AD的右侧作正方形ADEF.
(1)如果AB=AC.如图①,且点D在线段BC上运动.试判断线段CF与BD之间的位置关系,并证明你的结论.
(2)如果AB>AC,如图②,且点D在线段BC上运动.(1)中结论是否成立,为什么?
(3)若正方形ADEF的边DE所在直线与线段CF所在直线相交于点P,设AC=,BC=3,CD=x,求线段CP的长.(用含x的式子表示)
【分析】(1)由∠ACB=45°,AB=AC,得∠ABD=∠ACB=45°;∴∠BAC=90°,由正方形ADEF,可得∠DAF=90°,AD=AF,∠DAF=∠DAC+∠CAF;∠BAC=∠BAD+∠DAC;∴∠CAF=∠BAD.可证△DAB≌△FAC(SAS),得∠ACF=∠ABD=45°,∴∠BCF=∠ACB+∠ACF=90°.即CF⊥BD.
(2)过点A作AG⊥AC交BC于点G,可得出AC=AG,易证:△GAD≌△CAF,所以∠ACF=∠AGD=45°,∠BCF=∠ACB+∠ACF=90°.即CF⊥BD.
(3)若正方形ADEF的边DE所在直线与线段CF所在直线相交于点P,设AC=,BC=3,CD=x,求线段CP的长.考虑点D的位置,分两种情况去解答.①点D在线段BC上运动,已知∠BCA=45°,可求出AQ=CQ=4.即DQ=4﹣x,易证△AQD∽△DCP,∴,∴,问题可求.②点D在线段BC延长线上运动时,∵∠BCA=45°,可求出AQ=CQ=4,∴DQ=4+x.过A作AQ⊥BC交CB延长线于点Q,则△AGD∽△ACF,得CF⊥BD,由△AQD∽△DCP,得,∴,问题解决.
【解答】解:(1)CF与BD位置关系是垂直;
证明如下:
∵AB=AC,∠ACB=45°,
∴∠ABC=45°.
由正方形ADEF得AD=AF,
∵∠DAF=∠BAC=90°,
∴∠DAB=∠FAC,
∴△DAB≌△FAC(SAS),
∴∠ACF=∠ABD.
∴∠BCF=∠ACB+∠ACF=90°.
∴CF⊥BC.
∴CF⊥BD.
(2)AB>AC时,CF⊥BD的结论成立.
理由是:
过点A作GA⊥AC交BC于点G,
∵∠ACB=45°,
∴∠AGD=45°,
∴AC=AG,
同理可证:△GAD≌△CAF
∴∠ACF=∠AGD=45°,∠BCF=∠ACB+∠ACF=90°,
即CF⊥BD.
(3)过点A作AQ⊥BC交CB的延长线于点Q,
①点D在线段BC上运动时,
∵∠BCA=45°,可求出AQ=CQ=4.
∴DQ=4﹣x,△AQD∽△DCP,
∴,
∴,
∴.
②点D在线段BC延长线上运动时,
∵∠BCA=45°,
∴AQ=CQ=4,
∴DQ=4+x.
过A作AQ⊥BC,
∴∠Q=∠FAD=90°,
∵∠C′AF=∠C′CD=90°,∠AC′F=∠CC′D,
∴∠ADQ=∠AFC′,
则△AQD∽△AC′F.
∴CF⊥BD,
∴△AQD∽△DCP,
∴,
∴,
∴.
22.(10分)问题背景 如图(1),已知△ABC∽△ADE,求证:△ABD∽△ACE;
尝试应用 如图(2),在△ABC和△ADE中,∠BAC=∠DAE=90°,∠ABC=∠ADE=30°,AC与DE相交于点F,点D在BC边上,=,求的值;
拓展创新 如图(3),D是△ABC内一点,∠BAD=∠CBD=30°,∠BDC=90°,AB=4,AC=2,直接写出AD的长.
【分析】问题背景
由题意得出,∠BAC=∠DAE,则∠BAD=∠CAE,可证得结论;
尝试应用
连接EC,证明△ABC∽△ADE,由(1)知△ABD∽△ACE,由相似三角形的性质得出,∠ACE=∠ABD=∠ADE,可证明△ADF∽△ECF,得出=3,则可求出答案.
拓展创新
过点A作AB的垂线,过点D作AD的垂线,两垂线交于点M,连接BM,证明△BDC∽△MDA,由相似三角形的性质得出,证明△BDM∽△CDA,得出,求出BM=6,由勾股定理求出AM,最后由直角三角形的性质可求出AD的长.
【解答】问题背景
证明:∵△ABC∽△ADE,
∴,∠BAC=∠DAE,
∴∠BAD=∠CAE,,
∴△ABD∽△ACE;
尝试应用
解:如图1,连接EC,
∵∠BAC=∠DAE=90°,∠ABC=∠ADE=30°,
∴△ABC∽△ADE,
由(1)知△ABD∽△ACE,
∴,∠ACE=∠ABD=∠ADE,
在Rt△ADE中,∠ADE=30°,
∴,
∴=3.
∵∠ADF=∠ECF,∠AFD=∠EFC,
∴△ADF∽△ECF,
∴=3.
拓展创新
解:如图2,过点A作AB的垂线,过点D作AD的垂线,两垂线交于点M,连接BM,
∵∠BAD=30°,
∴∠DAM=60°,
∴∠AMD=30°,
∴∠AMD=∠DBC,
又∵∠ADM=∠BDC=90°,
∴△BDC∽△MDA,
∴,
又∠BDC=∠MDA,
∴∠BDC+∠CDM=∠ADM+∠CDM,
即∠BDM=∠CDA,
∴△BDM∽△CDA,
∴,
∵AC=2,
∴BM=2=6,
∴在Rt△ABM中,AM===2,
∴AD=.
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