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展开2022-2023学年内蒙古巴彦淖尔市临河四中九年级(上)期末数学试卷
一、选择题(共12小题,每题3分,共36分)
1.(3分)下列图形中,既是轴对称图形又是中心对称图形的是( )
A. B.
C. D.
2.(3分)在一仓库里堆放着若干个相同的正方体小货箱,仓库管理员将这堆货箱的三视图画了出来,如图所示,则这堆正方体小货箱共有( )个.
A.7 B.8 C.9 D.10
3.(3分)某圆锥的三视图如图所示,由图中数据可知,该圆锥的侧面积为( )
A.12πcm2 B.15πcm2 C.20πcm2 D.24πcm2
4.(3分)在Rt△ABC中,∠C=90°,sinA=,则cosB的值为( )
A. B. C. D.
5.(3分)如图,⊙A与⊙B外切于点P,它们的半径分别为6和2,直线CD与它们都相切,切点分别为C,D,则图中阴影部分的面积是( )
A.16 B.16﹣6π C.16 D.16﹣π
6.(3分)如图,在边长为1的正方形网格中,连接格点D、N和E、C,DN和EC相交于点P,tan∠CPN为( )
A.1 B.2 C. D.
7.(3分)若关于x的一元二次方程kx2+2x﹣1=0有实数根,则k的取值范围是( )
A.k≥﹣1且k≠0 B.k≥﹣1 C.k>﹣1 D.k>﹣1且k≠0
8.(3分)如图是反比例函数y=和y=(a>0,a为常数)在第一象限内的图象,点M在y=的图象上,MC⊥x轴于点C,交y=的图象于点A,MD⊥y轴于点D,交y=的图象于点B,当点M在y=的图象上运动时,以下结论:①△OBD与△OCA的面积相等;②四边形OAMB的面积不变;③当点A是MC的中点时,则点B是MD的中点.其中不正确结论的个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
9.(3分)如图,AB为⊙O的直径,点D是的中点,过点D作DE⊥AB于点E,延长DE交⊙O于点F.若,AE=2,则⊙O的直径长为( )
A. B.8 C.10 D.
10.(3分)二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的部分图象如图,图象过点(﹣1,0),对称轴为直线x=2,下列结论:①4a+b=0;②9a+c>3b;③6a+b+2c>0;④5a+c=0;⑤当x>﹣1时,y的值随x值的增大而增大.其中正确的结论有( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
11.(3分)函数y=ax+1与y=ax2+bx+1(a,b是常数,且a≠0)在同一坐标系中的图象可能是( )
A. B.
C. D.
12.(3分)如图所示,过y轴正半轴上的任意一点P作x轴的平行线,分别与反比例函数y=﹣和y=的图象交于点A和点B,若点C是x轴上任意一点,连接AC,BC,则△ABC的面积为( )
A.6 B.7 C.8 D.14
二、填空题(共8小题,每题3分,共24分)
13.(3分)计算:|﹣2|+(π+3)0+2cos30°﹣()﹣1﹣= .
14.(3分)方程:x(2x﹣1)=3(2x﹣1)的解为 .
15.(3分)把三张形状、大小相同但画面不同的风景图片,都按同样的方式剪成相同三段,然后将上、中、下三段分别混合洗匀,从三堆图片中随机地各抽出一张,这三张图片恰好组成一张完整风景图片的概率为 .
16.(3分)如图,正五边形ABCDE内接于⊙O,P为上一点,连接PA,PE,则∠APE的度数为 .
17.(3分)已知,则= .
18.(3分)如图,在平面直角坐标系中,直线y=﹣3x+3与x轴、y轴分别交于A、B两点,以AB为边在第一象限作正方形,点D恰好在双曲线上,则k值为 .
19.(3分)如图,P是等边三角形ABC内一点,将线段AP绕点A顺时针旋转60°得到线段AQ,连接BQ.若PA=6,PB=8,PC=10,则四边形APBQ的面积为 .
20.(3分)小明在热气球A上看到正前方横跨河流两岸的大桥BC,并测得B、C两点的俯角分别为45°、35°.已知大桥BC与地面在同一水平面上,其长度为100m,求热气球离地面的高度 .(结果保留整数)(参考数据:sin35°≈0.57,cos35°≈0.82,tan35°≈0.70)
三、解答题
21.(10分)已知一次函数y=kx+b和反比例函数y=图象相交于A(﹣4,2),B(n,﹣4)两点.
(1)求一次函数和反比例函数的解析式;
(2)求△AOB的面积;
(3)观察图象,直接写出不等式kx+b﹣<0的解集.
22.(12分)要在某建筑物人字形屋顶上画一幅边框是矩形的画来美化,已知BC=12m,高线AD=8m,如图所示.
(1)若边框是正方形,且正方形的一边在BC上,其余两个顶点分别在AB,AC上,求正方形的边长.
(2)若要使这幅画面积最大,且矩形的一边在BC上,其余两个顶点分别在AB,AC上,求此时边框的长,宽及最大面积.
23.(12分)如图,在△ABC中,点D在BC上,,∠BAD=∠CAE.
(1)求证:∠ACB=∠AED;
(2)AF•FC=FD•EF.
24.(12分)如图,AB为⊙O的直径,点C、点D为⊙O上异于A、B的两点,连接CD,过点C作CE⊥DB,交DB的延长线于点E,连接AC、AD.
(1)若∠ABD=2∠BDC,求证:CE是⊙O的切线.
(2)若⊙O的半径为,tan∠BDC=,求AC的长.
25.(14分)如图所示,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,且点A的坐标为A(﹣2,0),点C的坐标为C(0,6),对称轴为直线x=1.点D是抛物线上一个动点,设点D的横坐标为m(1<m<4),连接AC,BC,DC,DB.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)当△BCD的面积等于△AOC的面积的时,求m的值;
(3)在(2)的条件下,若点M是x轴上一动点,点N是抛物线上一动点,试判断是否存在这样的点M,使得以点B,D,M,N为顶点的四边形是平行四边形.若存在,请直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
2022-2023学年内蒙古巴彦淖尔市临河四中九年级(上)期末数学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(共12小题,每题3分,共36分)
1.(3分)下列图形中,既是轴对称图形又是中心对称图形的是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据轴对称和中心对称的知识得出结论即可.
【解答】解:根据题意知,图形既是轴对称图形又是中心对称图形,
故选:B.
【点评】本题主要考查中心对称和轴对称的知识,熟练掌握轴对称和中心对称图形的判断是解题的关键.
2.(3分)在一仓库里堆放着若干个相同的正方体小货箱,仓库管理员将这堆货箱的三视图画了出来,如图所示,则这堆正方体小货箱共有( )个.
A.7 B.8 C.9 D.10
【分析】易得这个几何体共有3层,由俯视图可得第一层正方体的个数,由正视图和左视图可得第二层,第三层正方体的个数,相加即可.
【解答】解:由俯视图可知,这堆货箱共有从前到后3行,从左到右3列;
由左视图:第一行均为1层,第二行最高2层,第三行最高3层;
由主视图:第一列、第三列均为1层,第二列(中间列)最高为3层.
故第二行、第二列为2层,第三行第二列为3层,其余皆为1层.
各行、各列小正方体的个数如俯视图中所表示.
这堆货箱共有3+1+1+2+1+1=9(个).
故选:C.
【点评】此题考查的是由三视图判断几何体,如果掌握口诀“俯视图打地基,主视图疯狂盖,左视图拆违章”就更容易得到答案.
3.(3分)某圆锥的三视图如图所示,由图中数据可知,该圆锥的侧面积为( )
A.12πcm2 B.15πcm2 C.20πcm2 D.24πcm2
【分析】利用三视图得到这个圆锥的高为4cm,底面圆的半径为3cm,再利用勾股定理计算出圆锥的母线长,然后利用扇形的面积公式计算圆锥的侧面积.
【解答】解:这个圆锥的高为4cm,底面圆的半径为6÷2=3(cm),
所以圆锥的母线长==5(cm),
所以圆锥的侧面积=×2π×3×5=15π(cm2).
故选:B.
【点评】本题考查了由三视图判断几何体:由三视图想象几何体的形状,首先,应分别根据主视图、俯视图和左视图想象几何体的前面、上面和左侧面的形状,然后综合起来考虑整体形状.也考查了圆锥的计算.
4.(3分)在Rt△ABC中,∠C=90°,sinA=,则cosB的值为( )
A. B. C. D.
【分析】根据互余两角的三角函数的关系即可以求解.
【解答】解:∵在Rt△ABC中,,
∴.
故选:C.
【点评】本题考查了互为余角的两角的三角函数的关系,掌握一个角的正弦等于它余角的余弦是关键.
5.(3分)如图,⊙A与⊙B外切于点P,它们的半径分别为6和2,直线CD与它们都相切,切点分别为C,D,则图中阴影部分的面积是( )
A.16 B.16﹣6π C.16 D.16﹣π
【分析】要求阴影部分的面积,就要明确阴影部分的面积=梯形ABDC的面积﹣扇形ACP的面积﹣扇形BPD的面积,然后根据面积公式分别计算即可.
【解答】解:连接AC,BD,AB,过点B作BE⊥AC,
所以BE==4,
∵AB=PA+PB=8,
∴sin∠A==,
∴∠A=60°,
∴∠ABE=30°,
∴∠ABD=120°,
梯形ABDC的面积是:(6+2)•4=16;
扇形ACP的面积为;
扇形BPD的面积为;
则图中阴影部分的面积=梯形ABDC的面积﹣扇形ACP的面积﹣扇形BPD的面积=16﹣π.
故选:D.
【点评】本题涉及的知识点比较多.要掌握的是:切线的性质,圆与圆的位置关系,扇形的面积公式以及直角三角形的性质.
6.(3分)如图,在边长为1的正方形网格中,连接格点D、N和E、C,DN和EC相交于点P,tan∠CPN为( )
A.1 B.2 C. D.
【分析】连接格点MN、DM,可得MN∥EC,由平行线的性质得出∠DNM=∠CPN,证出∠DMN=90°,由三角函数定义即可得出答案.
【解答】解:连接格点MN、DM,如图所示:
则四边形MNCE是平行四边形,△DAM和△MBN都是等腰直角三角形,
∴EC∥MN,∠DMA=∠NMB=45°,DM=AD=2,MN=BM=,
∴∠CPN=∠DNM,
∴tan∠CPN=tan∠DNM,
∵∠DMN=180°﹣∠DMA﹣∠NMB=180°﹣45°﹣45°=90°,
∴tan∠CPN=tan∠DNM===2,
故选:B.
【点评】本题考查了平行线的性质、等腰直角三角形的性质、平行四边形的判定与性质、解直角三角形、勾股定理等知识;熟练掌握等腰直角三角形的性质和勾股定理是解题的关键.
7.(3分)若关于x的一元二次方程kx2+2x﹣1=0有实数根,则k的取值范围是( )
A.k≥﹣1且k≠0 B.k≥﹣1 C.k>﹣1 D.k>﹣1且k≠0
【分析】根据一元二次方程的定义和判别式的意义得到k≠0且Δ=22﹣4k×(﹣1)≥0,然后求出两个不等式的公共部分即可.
【解答】解:根据题意得k≠0且Δ=22﹣4k×(﹣1)≥0,
解得k≥﹣1且k≠0.
故选:A.
【点评】本题考查了一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根的判别式Δ=b2﹣4ac:当Δ>0,方程有两个不相等的实数根;当Δ=0,方程有两个相等的实数根;当Δ<0,方程没有实数根.也考查了一元二次方程的定义.
8.(3分)如图是反比例函数y=和y=(a>0,a为常数)在第一象限内的图象,点M在y=的图象上,MC⊥x轴于点C,交y=的图象于点A,MD⊥y轴于点D,交y=的图象于点B,当点M在y=的图象上运动时,以下结论:①△OBD与△OCA的面积相等;②四边形OAMB的面积不变;③当点A是MC的中点时,则点B是MD的中点.其中不正确结论的个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【分析】①由反比例系数的几何意义可得答案;
②由四边形OAMB的面积=矩形OCMD面积﹣(三角形ODB面积+面积三角形OCA),解答可知;
③连接OM,点A是MC的中点可得△OAM和△OAC的面积相等,根据△ODM的面积=△OCM的面积、△ODB与△OCA的面积相等解答可得.
【解答】解:①由于A、B在同一反比例函数y=图象上,则△ODB与△OCA的面积相等,都为×2=1,正确;
②由于矩形OCMD的面积、△ODB的面积、三角形OCA的面积为定值,则四边形MAOB的面积不会发生变化,正确;
③连接OM,点A是MC的中点,
则△OAM和△OAC的面积相等,
∵△ODM的面积=△OCM的面积=,△ODB与△OCA的面积相等,
∴△OBM与△OAM的面积相等,
∴△OBD和△OBM面积相等,
∴点B一定是MD的中点.正确;
故选:A.
【点评】本题考查了反比例函数y=(a≠0)中k的几何意义,即过双曲线上任意一点引x轴、y轴垂线,所得矩形面积为|k|,是经常考查的一个知识点;这里体现了数形结合的思想,做此类题一定要正确理解k的几何意义.
9.(3分)如图,AB为⊙O的直径,点D是的中点,过点D作DE⊥AB于点E,延长DE交⊙O于点F.若,AE=2,则⊙O的直径长为( )
A. B.8 C.10 D.
【分析】连接OF,首先证明,设OA=OF=x,在Rt△OEF中,利用勾股定理构建方程即可解决问题.
【解答】解:如图,连接OF.
∵DE⊥AB,
∴DE=EF,,
∵点D是弧AC的中点,
∴,
∴,
∴,
∴,
设OA=OF=x,
在Rt△OEF中,则有,
解得x=4,
∴AB=2x=8.
故选:B.
【点评】本题考查勾股定理,垂径定理,弧,弦之间的关系等知识,解题的关键是学会利用参数构建方程解决问题,属于中考常考题型.
10.(3分)二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的部分图象如图,图象过点(﹣1,0),对称轴为直线x=2,下列结论:①4a+b=0;②9a+c>3b;③6a+b+2c>0;④5a+c=0;⑤当x>﹣1时,y的值随x值的增大而增大.其中正确的结论有( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
【分析】由抛物线的对称轴方程得到b=﹣4a0,则可对①进行判断;由于x=﹣3时,y<0,则可对②进行判断;利用抛物线与x轴的一个交点为(﹣1,0)得a﹣b+c=0,把b=﹣4a代入可得c=﹣5a,则8a+7b+2c=﹣30a,于是可对③④进行判断;根据而此函数的性质可对⑤进行判断.
【解答】解:∵抛物线的对称轴为直线x=﹣=2,
∴b=﹣4a,即4a+b=0,所以①正确;
∵x=﹣3时,y<0,
∴9a﹣3b+c<0,即9a+c<3b,所以②错误;
∵抛物线与x轴的一个交点为(﹣1,0),
∴x=﹣1时,a﹣b+c=0,
∴a+4a+c=0,即5a+c=0,
∴c=﹣5a,
∴6a+b+2c=6a﹣4a﹣10a=﹣8a,
而a<0,
∴6a+b+2c>0,所以③④正确;
∵抛物线的对称轴为直线x=2,
∴当x<2时,函数值随x增大而增大,所以⑤错误.
故选:B.
【点评】本题考查了二次函数图象与系数的关系:对于二次函数y=ax2+bx+c(a≠0),a决定抛物线的开口方向和大小,当a>0时,抛物线向上开口;当a<0时,抛物线向下开口;一次项系数b和二次项系数a共同决定对称轴的位置:当a与b同号时(即ab>0),对称轴在y轴左;当a与b异号时(即ab<0),对称轴在y轴右;常数项c决定抛物线与y轴交点:抛物线与y轴交于(0,c);抛物线与x轴交点个数由△决定: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.
11.(3分)函数y=ax+1与y=ax2+bx+1(a,b是常数,且a≠0)在同一坐标系中的图象可能是( )
A. B.
C. D.
【分析】本题可先由一次函数y=ax+1图象得到字母系数的正负,再与二次函数y=ax2+bx+1的图象相比较看是否一致.
【解答】解:A.由一次函数的图象可知a<0,由抛物线图象可知,开口向下,a<0,但是一次函数与y轴的交点和二次函数与y轴的交点,不是同一点(0,1),故A选项错误;
B.由一次函数的图象可知a>0,由抛物线图象可知,开口向下,a<0,两者相矛盾,故B选项不正确,不符合题意;
C.由一次函数的图象可知a>0,由抛物线图象可知,开口向上,a>0,且两函数相交y轴于同一点(0,1),故C选项正确,符合题意;
D.由一次函数的图象可知a<0,由抛物线图象可知,开口向上,a>0两者相矛盾,故D选项不正确,不符合题意.
故选:C.
【点评】本题考查了二次函数的图象,掌握一次函数与二次函数图象的性质是解题的关键.
12.(3分)如图所示,过y轴正半轴上的任意一点P作x轴的平行线,分别与反比例函数y=﹣和y=的图象交于点A和点B,若点C是x轴上任意一点,连接AC,BC,则△ABC的面积为( )
A.6 B.7 C.8 D.14
【分析】根据两平行直线之间共底三角形的面积相等可知,当C点位于O点时,△ABC的面积与△ABO的面积相等,由此即可求解.
【解答】解:连接OA、OB,如下图所示,
∵AB∥x轴,且△ABC与△ABO共底边AB,
∴△ABC的面积等于△ABO的面积,
则=.
故选:B.
【点评】本题考查了反比例函数的图象和性质,熟练掌握反比例函数上一点向坐标轴作垂线,与坐标轴构成的矩形的面积为|k|这个结论.
二、填空题(共8小题,每题3分,共24分)
13.(3分)计算:|﹣2|+(π+3)0+2cos30°﹣()﹣1﹣= ﹣ .
【分析】分别根据绝对值的性质,零指数幂及负整数指数幂的运算法则,特殊角的三角函数值计算出各数,再根据实数混合运算的法则进行解答即可.
【解答】解:原式=2+1+2×﹣3﹣2
=3+﹣3﹣2
=﹣.
故答案为:﹣.
【点评】本题考查的是实数的运算,熟知绝对值的性质,零指数幂及负整数指数幂的运算法则,特殊角的三角函数值是解题的关键.
14.(3分)方程:x(2x﹣1)=3(2x﹣1)的解为 x1=,x2=3 .
【分析】先移项得到:x(2x﹣1)﹣3(2x﹣1)=0,再利用因式分解法把方程转化为2x﹣1=0或x﹣3=0,然后解两个一次方程即可.
【解答】解:x(2x﹣1)﹣3(2x﹣1)=0,
(2x﹣1)(x﹣3)=0,
2x﹣1=0或x﹣3=0,
所以x1=,x2=3.
故答案为:x1=,x2=3.
【点评】本题考查了解一元二次方程﹣因式分解法:因式分解法就是利用因式分解求出方程的解的方法,这种方法简便易用,是解一元二次方程最常用的方法.
15.(3分)把三张形状、大小相同但画面不同的风景图片,都按同样的方式剪成相同三段,然后将上、中、下三段分别混合洗匀,从三堆图片中随机地各抽出一张,这三张图片恰好组成一张完整风景图片的概率为 .
【分析】把三张风景图片用甲、乙、丙来表示,根据题意画树形图,数出可能出现的结果利用概率公式即可得出答案.
【解答】解:把三张风景图片用甲、乙、丙来表示,根据题意画如下的树形图:
从树形图可以看出,所有可能出现的结果共有27种,这些结果出现的可能性相等.
其中恰好组成一张完整风景图片的有3种,
所以这三张图片恰好组成一张完整风景图片的概率为=.
故答案为:.
【点评】本题考查了列表法和树状图法的相关知识,用到的知识点为:概率=所求情况数与总情况数之比.
16.(3分)如图,正五边形ABCDE内接于⊙O,P为上一点,连接PA,PE,则∠APE的度数为 36° .
【分析】连接OA、OE,求出∠AOE的度数,再根据圆周角定理即可解决问题.
【解答】解:连接OA、OE,如图所示:
∵五边形ABCDE是正五边形,
∴∠AOE==72°,
∴∠APE=∠AOE=×72°=36°,
故答案为:36°.
【点评】本题考查正多边形和圆、圆周角定理等知识,解题的关键是熟练掌握圆周角定理.
17.(3分)已知,则= .
【分析】利用设k法,进行计算即可解答.
【解答】解:设=k,
∴a=5k,b=4k,c=3k,
∴=
=
=,
故答案为:.
【点评】本题考查了比例的性质,熟练掌握设k法进行计算是解题的关键.
18.(3分)如图,在平面直角坐标系中,直线y=﹣3x+3与x轴、y轴分别交于A、B两点,以AB为边在第一象限作正方形,点D恰好在双曲线上,则k值为 4 .
【分析】作DE⊥x轴于点E,易证△OAB≌△EDA,求得A、B的坐标,根据全等三角形的性质可以求得D的坐标,从而利用待定系数法求得反比例函数的解析式,即可求解.
【解答】解:作DE⊥x轴于点E.
在y=﹣3x+3中,令x=0,解得:y=3,即B的坐标是(0,3).
令y=0,解得:x=1,即A的坐标是(1,0).
则OB=3,OA=1.
∵∠BAD=90°,
∴∠BAO+∠DAE=90°,
又∵Rt△ABO中,∠BAO+∠OBA=90°,
∴∠DAE=∠OBA,
在△OAB和△EDA中,
∵,
∴△OAB≌△EDA(AAS),
∴AE=OB=3,DE=OA=1,
故D的坐标是(4,1),
代入y=得:k=4,
故答案为:4.
【点评】本题考查了正方形的性质,反比例函数图象上点的坐标特征,全等三角形的判定与性质,待定系数法求函数的解析式,正确求得D的坐标是关键.
19.(3分)如图,P是等边三角形ABC内一点,将线段AP绕点A顺时针旋转60°得到线段AQ,连接BQ.若PA=6,PB=8,PC=10,则四边形APBQ的面积为 24+9 .
【分析】连接PQ,如图,根据等边三角形的性质得∠BAC=60°,AB=AC,再根据旋转的性质得AP=PQ=6,∠PAQ=60°,则可判断△APQ为等边三角形,所以PQ=AP=6,接着证明△APC≌△ABQ得到PC=QB=10,然后利用勾股定理的逆定理证明△PBQ为直角三角形,再根据三角形面积公式,利用S四边形APBQ=S△BPQ+S△APQ进行计算.
【解答】解:连接PQ,如图,
∵△ABC为等边三角形,
∴∠BAC=60°,AB=AC,
∵线段AP绕点A顺时针旋转60°得到线段AQ,
∴AP=PQ=6,∠PAQ=60°,
∴△APQ为等边三角形,
∴PQ=AP=6,
∵∠CAP+∠BAP=60°,∠BAP+∠BAQ=60°,
∴∠CAP=∠BAQ,
在△APC和△ABQ中,
,
∴△APC≌△ABQ,
∴PC=QB=10,
在△BPQ中,∵PB2=82=64,PQ2=62,BQ2=102,
而64+36=100,
∴PB2+PQ2=BQ2,
∴△PBQ为直角三角形,∠BPQ=90°,
∴S四边形APBQ=S△BPQ+S△APQ=×6×8+×62=24+9.
故答案为24+9.
【点评】本题考查了旋转的性质:对应点到旋转中心的距离相等;对应点与旋转中心所连线段的夹角等于旋转角;旋转前、后的图形全等.也考查了勾股定理和等边三角形的性质.
20.(3分)小明在热气球A上看到正前方横跨河流两岸的大桥BC,并测得B、C两点的俯角分别为45°、35°.已知大桥BC与地面在同一水平面上,其长度为100m,求热气球离地面的高度 233m .(结果保留整数)(参考数据:sin35°≈0.57,cos35°≈0.82,tan35°≈0.70)
【分析】作AD⊥BC交CB的延长线于D,设AD为x,表示出DB和DC,根据正切的概念求出x的值即可.
【解答】解:作AD⊥BC交CB的延长线于D,设AD为x,
由题意得,∠ABD=45°,∠ACD=35°,
在Rt△ADB中,∠ABD=45°,
∴DB=x,
在Rt△ADC中,∠ACD=35°,
∴tan∠ACD=,
∴=,
解得,x≈233.
所以,热气球离地面的高度约为233米,
故答案为:233米.
【点评】本题考查的是解直角三角形的应用,理解仰角和俯角的概念、掌握锐角三角函数的概念是解题的关键,解答时,注意正确作出辅助线构造直角三角形.
三、解答题
21.(10分)已知一次函数y=kx+b和反比例函数y=图象相交于A(﹣4,2),B(n,﹣4)两点.
(1)求一次函数和反比例函数的解析式;
(2)求△AOB的面积;
(3)观察图象,直接写出不等式kx+b﹣<0的解集.
【分析】x轴上点的纵坐标为0.kx+b﹣<0,也就是一次函数图象在反比例函数图象下面对应x的范围.
【解答】解:(1)把A(﹣4,2)代入y=,
得m=2×(﹣4)=﹣8,则反比例函数解析式为y=﹣.
把B(n,﹣4)代入y=﹣,
得﹣4n=﹣8,解得n=2,则B点坐标为(2,﹣4).
把A(﹣4,2)、B(2,﹣4)代入y=kx+b得
,
解得,
所以一次函数解析式为y=﹣x﹣2.
(2)直线与x轴的交点为C,在y=﹣x﹣2中,令y=0,则x=﹣2,
即直线y=﹣x﹣2与x轴交于点C(﹣2,0),
∴OC=2.
∴S△AOB=S△AOC+S△BOC=×2×2+×2×4=6.
(3)由图可得,不等式kx+b﹣<0解集范围是x>2或﹣4<x<0.
【点评】本题考查反比例函数与一次函数的综合应用、用待定系数法求反比例函数是解题关键.
22.(12分)要在某建筑物人字形屋顶上画一幅边框是矩形的画来美化,已知BC=12m,高线AD=8m,如图所示.
(1)若边框是正方形,且正方形的一边在BC上,其余两个顶点分别在AB,AC上,求正方形的边长.
(2)若要使这幅画面积最大,且矩形的一边在BC上,其余两个顶点分别在AB,AC上,求此时边框的长,宽及最大面积.
【分析】(1)设正方形的边长PN=xm,则AE=(8﹣x)m,根据△APN∽△ABC,列出比例式,解方程即可求解;
(2)设矩形形的边长PN=xm,PQ=ym,则AE=(8﹣y)m,根据S=xy,得到关于x的二次函数,根据二次函数的性质即可求解.
【解答】解:(1)设正方形的边长PN=xm,则AE=(8﹣x)m,
∵四边形PQMN是正方形,
∴PN∥QM,
∵QM在BC上,
∴PN∥BC,
∴△APN∽△ABC,
∴,
即,
解得x=4.8,
即正方形的边长为4.8m;
(2)设矩形的边长PN=xm,PQ=ym,则AE=(8﹣y)m,
∵△APN∽△ABC,
∴,
即,
得,
∴S=xy==,
∴当长为6米,宽为4米,所画矩形画的面积最大为24平方米.
【点评】本题考查了相似三角形的性质与判定,二次函数的性质求最值,掌握以上知识是解题的关键.
23.(12分)如图,在△ABC中,点D在BC上,,∠BAD=∠CAE.
(1)求证:∠ACB=∠AED;
(2)AF•FC=FD•EF.
【分析】(1)先证明∠BAC=∠DAE,再根据,证明△ABC∽△ADE即可得出答案;
(2)根据△ABC∽△ADE得出∠AED=∠ACD,证明△ABC∽△ADE,得出,即可得出答案.
【解答】(1)证明:∠BAD=∠CAE,
∴∠BAC=∠DAE,
∵,
∴△ABC∽△ADE,
∴∠ACB=∠AED.
(2)证明:∵△ABC∽△ADE,
∴∠AED=∠ACD,
∵∠AFE=∠DFC,
∴△ABC∽△ADE,
∴,
∴AF•FC=FD•EF.
【点评】本题主要考查了三角形相似的判定和性质,解题的关键是熟练掌握相似三角形的判定方法.
24.(12分)如图,AB为⊙O的直径,点C、点D为⊙O上异于A、B的两点,连接CD,过点C作CE⊥DB,交DB的延长线于点E,连接AC、AD.
(1)若∠ABD=2∠BDC,求证:CE是⊙O的切线.
(2)若⊙O的半径为,tan∠BDC=,求AC的长.
【分析】(1)连接OC,可证明OC∥DE,由于CE⊥DB,∠CED=90°,所以∠OCE=90°,OC⊥CE,根据切线的判定即可求出答案.
(2)连接BC,由于∠BDC=∠BAC,所以tan∠BAC=tan∠BDC=,设BC=x,AC=2x,所以AB=x,列出方程即可求出x的值.
【解答】解:(1)连接OC,
∵OC=OA,
∴∠OCA=∠OAC,
∴∠COB=2∠OAC,
∵∠BDC=∠OAC,∠ABD=2∠BDC,
∴∠COB=∠ABD,
∴OC∥DE,
∵CE⊥DB,∠CED=90°,
∴∠OCE=90°,OC⊥CE,
∴CE是⊙O的切线.
(2)连接BC,
∵∠BDC=∠BAC,
∴tan∠BAC=tan∠BDC=,
∵AB是⊙O的直径,
∴∠BCA=90°,
∴=,
设BC=x,AC=2x,
∴AB=x,
∵⊙O的半径为,
∴x=2,
∴x=2,
∴AC=2x=4.
【点评】本题考查圆的综合问题,解题的关键是熟练运用切线的判定,锐角三角函数的定义、圆周角定理以及勾股定理,本题属于中等题型.
25.(14分)如图所示,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于A、B两点,与y轴交于点C,且点A的坐标为A(﹣2,0),点C的坐标为C(0,6),对称轴为直线x=1.点D是抛物线上一个动点,设点D的横坐标为m(1<m<4),连接AC,BC,DC,DB.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)当△BCD的面积等于△AOC的面积的时,求m的值;
(3)在(2)的条件下,若点M是x轴上一动点,点N是抛物线上一动点,试判断是否存在这样的点M,使得以点B,D,M,N为顶点的四边形是平行四边形.若存在,请直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)由题意得出方程组,解方程组即可;
(2)过点D作DE⊥x轴于E,交BC于G,过点C作CF⊥ED交ED的延长线于F,求出点B的坐标为(4,0),由待定系数法求出直线BC的函数表达式为y=﹣x+6,则点D的坐标为(m,﹣m2+m+6),点G的坐标为(m,﹣m+6),求出S△BCD=﹣m2+6m=,解方程即可;
(3)求出点D的坐标为(3,),分三种情况,①当DB为对角线时,证出DN∥x轴,则点D与点N关于直线x=1对称,得出N(﹣1,)求出BM=4,即可得出答案;
②当DM为对角线时,由①得N(﹣1,),DN=4,由平行四边形的性质得出DN=BM=4,进而得出答案;
③当DN为对角线时,点D与点N的纵坐标互为相反数,N(1+,﹣)或N(1﹣,﹣),再分两种情况解答即可.
【解答】解:(1)由题意得:,
解得:,
∴抛物线的函数表达式为:y=﹣x2+x+6;
(2)过点D作DE⊥x轴于E,交BC于G,过点C作CF⊥ED交ED的延长线于F,如图1所示:
∵点A的坐标为(﹣2,0),点C的坐标为(0,6),
∴OA=2,OC=6,
∴S△AOC=OA•OC=×2×6=6,
∴S△BCD=S△AOC=×6=,
当y=0时,﹣x2+x+6=0,
解得:x1=﹣2,x2=4,
∴点B的坐标为(4,0),
设直线BC的函数表达式为:y=kx+n,
则,
解得:,
∴直线BC的函数表达式为:y=﹣x+6,
∵点D的横坐标为m(1<m<4),
∴点D的坐标为:(m,﹣m2+m+6),
点G的坐标为:(m,﹣m+6),
∴DG=﹣m2+m+6﹣(﹣m+6)=﹣m2+3m,CF=m,BE=4﹣m,
∴S△BCD=S△CDG+S△BDG=DG•CF+DG•BE=DG×(CF+BE)=×(﹣m2+3m)×(m+4﹣m)=﹣m2+6m,
∴﹣m2+6m=,
解得:m1=1(不合题意舍去),m2=3,
∴m的值为3;
(3)由(2)得:m=3,﹣m2+m+6=﹣×32+×3+6=,
∴点D的坐标为:(3,),
分三种情况讨论:
①当DB为对角线时,如图2所示:
∵四边形BDNM是平行四边形,
∴DN∥BM,
∴DN∥x轴,
∴点D与点N关于直线x=1对称,
∴N(﹣1,),
∴DN=3﹣(﹣1)=4,
∴BM=4,
∵B(4,0),
∴M(8,0);
②当DM为对角线时,如图3所示:
由①得:N(﹣1,),DN=4,
∵四边形BDNM是平行四边形,
∴DN=BM=4,
∵B(4,0),
∴M(0,0);
③当DN为对角线时,
∵四边形BDNM是平行四边形,
∴DM=BN,DM∥BN,
∴∠DMB=∠MBN,
∴点D与点N的纵坐标互为相反数,
∵点D(3,),
∴点N的纵坐标为:﹣,
将y=﹣代入y=﹣x2+x+6中,
得:﹣x2+x+6=﹣,
解得:x1=1+,x2=1﹣,
当x=1+时,如图4所示:
则N(1+,﹣),
分别过点D、N作x轴的垂线,垂足分别为E、Q,
在Rt△DEM和Rt△NQB中,,
∴Rt△DEM≌Rt△NQB(HL),
∴BQ=EM,
∵BQ=1+﹣4=﹣3,
∴EM=﹣3,
∵E(3,0),
∴M(,0);
当x=1﹣时,如图5所示:
则N(1﹣,﹣),
同理得点M(﹣,0);
综上所述,点M的坐标为(8,0)或(0,0)或(,0)或(﹣,0).
【点评】本题是二次函数综合题目,考查了待定系数法求函数的解析式、坐标与图形性质、平行四边形的性质、全等三角形的判定与性质等知识;本题综合性强,有一定难度.
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