江苏省2022年各地区中考数学真题按题型难易度分层分类汇编(14套)-05解答题较难题
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【考点目录】
一.反比例函数综合题(共1小题) 1
二.二次函数综合题(共7小题) 1
三.三角形综合题(共1小题) 5
四.圆的综合题(共1小题) 5
五.几何变换综合题(共1小题) 6
六.相似形综合题(共1小题) 7
七.解直角三角形的应用(共1小题) 7
【专题练习】
一.反比例函数综合题(共1小题)
1.(2022•徐州)如图,一次函数y=kx+b(k>0)的图象与反比例函数y=(x>0)的图象交于点A,与x轴交于点B,与y轴交于点C,AD⊥x轴于点D,CB=CD,点C关于直线AD的对称点为点E.
(1)点E是否在这个反比例函数的图象上?请说明理由;
(2)连接AE、DE,若四边形ACDE为正方形.
①求k、b的值;
②若点P在y轴上,当|PE﹣PB|最大时,求点P的坐标.
二.二次函数综合题(共7小题)
2.(2022•淮安)如图(1),二次函数y=﹣x2+bx+c的图象与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点,点B的坐标为(3,0),点C的坐标为(0,3),直线l经过B、C两点.
(1)求该二次函数的表达式及其图象的顶点坐标;
(2)点P为直线l上的一点,过点P作x轴的垂线与该二次函数的图象相交于点M,再过点M作y轴的垂线与该二次函数的图象相交于另一点N,当PM=MN时,求点P的横坐标;
(3)如图(2),点C关于x轴的对称点为点D,点P为线段BC上的一个动点,连接AP,点Q为线段AP上一点,且AQ=3PQ,连接DQ,当3AP+4DQ的值最小时,直接写出DQ的长.
3.(2022•镇江)一次函数y=x+1的图象与x轴交于点A,二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象经过点A、原点O和一次函数y=x+1图象上的点B(m,).
(1)求这个二次函数的表达式;
(2)如图1,一次函数y=x+n(n>﹣,n≠1)与二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象交于点C(x1,y1)、D(x2,y2)(x1<x2),过点C作直线l1⊥x轴于点E,过点D作直线l2⊥x轴,过点B作BF⊥l2于点F.
①x1= ,x2= (分别用含n的代数式表示);
②证明:AE=BF;
(3)如图2,二次函数y=a(x﹣t)2+2的图象是由二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象平移后得到的,且与一次函数y=x+1的图象交于点P、Q(点P在点Q的左侧),过点P作直线l3⊥x轴,过点Q作直线l4⊥x轴,设平移后点A、B的对应点分别为A′、B′,过点A′作A′M⊥l3于点M,过点B′作B′N⊥l4于点N.
①A′M与B′N相等吗?请说明你的理由;
②若A′M+3B′N=2,求t的值.
4.(2022•南通)定义:函数图象上到两坐标轴的距离都不大于n(n≥0)的点叫做这个函数图象的“n阶方点”.例如,点(,)是函数y=x图象的“阶方点”;点(2,1)是函数y=图象的“2阶方点”.
(1)在①(﹣2,﹣);②(﹣1,﹣1);③(1,1)三点中,是反比例函数y=图象的“1阶方点”的有 (填序号);
(2)若y关于x的一次函数y=ax﹣3a+1图象的“2阶方点”有且只有一个,求a的值;
(3)若y关于x的二次函数y=﹣(x﹣n)2﹣2n+1图象的“n阶方点”一定存在,请直接写出n的取值范围.
5.(2022•常州)已知二次函数y=ax2+bx+3的自变量x的部分取值和对应函数值y如下表:
x
…
﹣1
0
1
2
3
…
y
…
4
3
0
﹣5
﹣12
…
(1)求二次函数y=ax2+bx+3的表达式;
(2)将二次函数y=ax2+bx+3的图象向右平移k(k>0)个单位,得到二次函数y=mx2+nx+q的图象,使得当﹣1<x<3时,y随x增大而增大;当4<x<5时,y随x增大而减小.请写出一个符合条件的二次函数y=mx2+nx+q的表达式y= ,实数k的取值范围是 ;
(3)A、B、C是二次函数y=ax2+bx+3的图象上互不重合的三点.已知点A、B的横坐标分别是m、m+1,点C与点A关于该函数图象的对称轴对称,求∠ACB的度数.
6.(2022•泰州)如图,二次函数y1=x2+mx+1的图象与y轴相交于点A,与反比例函数y2=(x>0)的图象相交于点B(3,1).
(1)求这两个函数的表达式;
(2)当y1随x的增大而增大且y1<y2时,直接写出x的取值范围;
(3)平行于x轴的直线l与函数y1的图象相交于点C、D(点C在点D的左边),与函数y2的图象相交于点E.若△ACE与△BDE的面积相等,求点E的坐标.
7.(2022•扬州)如图是一块铁皮余料,将其放置在平面直角坐标系中,底部边缘AB在x轴上,且AB=8dm,外轮廓线是抛物线的一部分,对称轴为y轴,高度OC=8dm.现计划将此余料进行切割:
(1)若切割成正方形,要求一边在底部边缘AB上且面积最大,求此正方形的面积;
(2)若切割成矩形,要求一边在底部边缘AB上且周长最大,求此矩形的周长;
(3)若切割成圆,判断能否切得半径为3dm的圆,请说明理由.
8.(2022•连云港)已知二次函数y=x2+(m﹣2)x+m﹣4,其中m>2.
(1)当该函数的图象经过原点O(0,0),求此时函数图象的顶点A的坐标;
(2)求证:二次函数y=x2+(m﹣2)x+m﹣4的顶点在第三象限;
(3)如图,在(1)的条件下,若平移该二次函数的图象,使其顶点在直线y=﹣x﹣2上运动,平移后所得函数的图象与y轴的负半轴的交点为B,求△AOB面积的最大值.
三.三角形综合题(共1小题)
9.(2022•苏州)(1)如图1,在△ABC中,∠ACB=2∠B,CD平分∠ACB,交AB于点D,DE∥AC,交BC于点E.
①若DE=1,BD=,求BC的长;
②试探究﹣是否为定值.如果是,请求出这个定值;如果不是,请说明理由.
(2)如图2,∠CBG和∠BCF是△ABC的2个外角,∠BCF=2∠CBG,CD平分∠BCF,交AB的延长线于点D,DE∥AC,交CB的延长线于点E.记△ACD的面积为S1,△CDE的面积为S2,△BDE的面积为S3.若S1•S3=,求cos∠CBD的值.
四.圆的综合题(共1小题)
10.(2022•苏州)如图,AB是⊙O的直径,AC是弦,D是的中点,CD与AB交于点E.F是AB延长线上的一点,且CF=EF.
(1)求证:CF为⊙O的切线;
(2)连接BD,取BD的中点G,连接AG.若CF=4,BF=2,求AG的长.
五.几何变换综合题(共1小题)
11.(2022•连云港)【问题情境】
在一次数学兴趣小组活动中,小昕同学将一大一小两个三角板按照如图1所示的方式摆放.其中∠ACB=∠DEB=90°,∠B=30°,BE=AC=3.
【问题探究】
小昕同学将三角板DEB绕点B按顺时针方向旋转.
(1)如图2,当点E落在边AB上时,延长DE交BC于点F,求BF的长.
(2)若点C、E、D在同一条直线上,求点D到直线BC的距离.
(3)连接DC,取DC的中点G,三角板DEB由初始位置(图1),旋转到点C、B、D首次在同一条直线上(如图3),求点G所经过的路径长.
(4)如图4,G为DC的中点,则在旋转过程中,点G到直线AB的距离的最大值是 .
六.相似形综合题(共1小题)
12.(2022•南京)如图,在矩形ABCD中,AB=10,BC=6,E是AD上一点,AE=2.F是AB上的动点,连接EF,G是EF上一点,且为常数,k≠0).分别过点F、G作AB、EF的垂线相交于点P.设AF的长为x,PF的长为y.
(1)若,则y的值是 ;
(2)求y与x之间的函数表达式;
(3)在点F从点A到点B的整个运动过程中,若线段CD上存在点P,则k的值应满足什么条件?直接写出k的取值范围.
七.解直角三角形的应用(共1小题)
13.(2022•盐城)2022年6月5日,“神舟十四号”载人航天飞船搭载“明星”机械臂成功发射.如图是处于工作状态的某型号手臂机器人示意图,OA是垂直于工作台的移动基座,AB、BC为机械臂,OA=1m,AB=5m,BC=2m,∠ABC=143°.机械臂端点C到工作台的距离CD=6m.
(1)求A、C两点之间的距离;
(2)求OD长.
(结果精确到0.1m,参考数据:sin37°≈0.60,cos37°≈0.80,tan37°≈0.75,≈2.24)
江苏省2022年各地区中考数学真题按题型难易度分层分类汇编(14套)-05解答题较难题
参考答案与试题解析
一.反比例函数综合题(共1小题)
1.(2022•徐州)如图,一次函数y=kx+b(k>0)的图象与反比例函数y=(x>0)的图象交于点A,与x轴交于点B,与y轴交于点C,AD⊥x轴于点D,CB=CD,点C关于直线AD的对称点为点E.
(1)点E是否在这个反比例函数的图象上?请说明理由;
(2)连接AE、DE,若四边形ACDE为正方形.
①求k、b的值;
②若点P在y轴上,当|PE﹣PB|最大时,求点P的坐标.
【答案】(1)点E在这个反比例函数的图象上,理由见解析;
(2)①k=1,b=2;
②点P的坐标为(0,﹣2).
【解答】解:(1)点E在这个反比例函数的图象上,
理由:∵一次函数y=kx+b(k>0)的图象与反比例函数y=(x>0)的图象交于点A,
∴设点A的坐标为(m,),
∵点C关于直线AD的对称点为点E,
∴AD⊥CE,AD平分CE,
如图.连接CE交AD于H,
∴CH=EH,
∵BC=CD,OC⊥BD,
∴OB=OD,
∴OC=AD,
∵AD⊥x轴于D,
∴CE∥x轴,
∴E(2m,),
∵2m×=8,
∴点E在这个反比例函数的图象上;
(2)①∵四边形ACDE为正方形,
∴AD=CE,AD垂直平分CE,
∴CH=AD,
设点A的坐标为(m,),
∴CH=m,AD=,
∴m=×,
∴m=2(负值舍去),
∴A(2,4),C(0,2),
把A(2,4),C(0,2)代入y=kx+b得,
∴;
②延长ED交y轴于P,
∵CB=CD,OC⊥BD,
∴点B与点D关于y轴对称,
∴|PE﹣PD|=|PE﹣PB|,
则点P即为符合条件的点,
由①知,A(2,4),C(0,2),
∴D(2,0),E(4,2),
设直线DE的解析式为y=ax+n,
∴,
∴,
∴直线DE的解析式为y=x﹣2,
当x=0时,y=﹣2,
∴P(0,﹣2).
故当|PE﹣PB|最大时,点P的坐标为(0,﹣2).
二.二次函数综合题(共7小题)
2.(2022•淮安)如图(1),二次函数y=﹣x2+bx+c的图象与x轴交于A、B两点,与y轴交于C点,点B的坐标为(3,0),点C的坐标为(0,3),直线l经过B、C两点.
(1)求该二次函数的表达式及其图象的顶点坐标;
(2)点P为直线l上的一点,过点P作x轴的垂线与该二次函数的图象相交于点M,再过点M作y轴的垂线与该二次函数的图象相交于另一点N,当PM=MN时,求点P的横坐标;
(3)如图(2),点C关于x轴的对称点为点D,点P为线段BC上的一个动点,连接AP,点Q为线段AP上一点,且AQ=3PQ,连接DQ,当3AP+4DQ的值最小时,直接写出DQ的长.
【答案】(1)y=﹣x2+2x+3,顶点坐标(1,4);
(2)1+或1﹣或2+或2﹣;
(3).
【解答】解:(1)将点B(3,0),C(0,3)代入y=﹣x2+bx+c,
∴,
解得,
∴y=﹣x2+2x+3,
∵y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,
∴顶点坐标(1,4);
(2)设直线BC的解析式为y=kx+b,
∴,
解得,
∴y=﹣x+3,
设P(t,﹣t+3),则M(t,﹣t2+2t+3),N(2﹣t,﹣t2+2t+3),
∴PM=|t2﹣3t|,MN=|2﹣2t|,
∵PM=MN,
∴|t2﹣3t|=|2﹣2t|,
解得t=1+或t=1﹣或t=2+或t=2﹣,
∴P点横坐标为1+或1﹣或2+或2﹣;
(3)过Q点作QG∥BC,
∵C(0,3),D点与C点关于x轴对称,
∴D(0,﹣3),
令y=0,则﹣x2+2x+3=0,
解得x=﹣1或x=3,
∴A(﹣1,0),
∴AB=4,
∵AQ=3PQ,
∴=,
∴=,
∴AG=3,
∴G(2,0),
∵OB=OC,
∴∠OBC=45°,
作A点关于GQ的对称点A',连接A'D与AP交于点Q,
∵AQ=A'Q,
∴AQ+DQ=A'Q+DQ≥A'D,
∴3AP+4DQ=4(DQ+AP)=4(DQ+AQ)≥4A'D,
∵∠QGA=∠CBO=45°,AA'⊥QG,
∴∠A'AG=45°,
∵AG=A'G,
∴∠AA'G=45°,
∴∠AGA'=90°,
∴A'(2,3),
设直线DA'的解析式为y=kx+b,
∴,
解得,
∴y=3x﹣3,
同理可求直线QG的解析式为y=﹣x+2,
联立方程组,
解得,
∴Q(,),
∴DQ=.
3.(2022•镇江)一次函数y=x+1的图象与x轴交于点A,二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象经过点A、原点O和一次函数y=x+1图象上的点B(m,).
(1)求这个二次函数的表达式;
(2)如图1,一次函数y=x+n(n>﹣,n≠1)与二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象交于点C(x1,y1)、D(x2,y2)(x1<x2),过点C作直线l1⊥x轴于点E,过点D作直线l2⊥x轴,过点B作BF⊥l2于点F.
①x1= ,x2= (分别用含n的代数式表示);
②证明:AE=BF;
(3)如图2,二次函数y=a(x﹣t)2+2的图象是由二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象平移后得到的,且与一次函数y=x+1的图象交于点P、Q(点P在点Q的左侧),过点P作直线l3⊥x轴,过点Q作直线l4⊥x轴,设平移后点A、B的对应点分别为A′、B′,过点A′作A′M⊥l3于点M,过点B′作B′N⊥l4于点N.
①A′M与B′N相等吗?请说明你的理由;
②若A′M+3B′N=2,求t的值.
【答案】(1)y=x2+2x;
(2)①,;
②证明见解答;
(3)①A′M=B′N,证明见解答;
②t=3.
【解答】(1)解:∵直线y=x+1与x轴交于点A,
令y=0,得x+1=0,
解得:x=﹣2,
∴A(﹣2,0),
∵直线y=x+1经过点B(m,),
∴m+1=,
解得:m=,
∴B(,),
∵抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)经过A(﹣2,0),O(0,0),B(,),
设y=ax(x+2),则=a××(+2),
解得:a=1,
∴y=x(x+2)=x2+2x,
∴这个二次函数的表达式为y=x2+2x;
(2)①解:由题意得:x2+2x=x+n(n>﹣),
解得:x1=,x2=,
故答案为:,;
②证明:当n>1时,CD位于AB的上方,
∵A(﹣2,0),B(,),
∴AE=﹣2﹣=,BF=﹣=,
∴AE=BF,
当<n<1时,CD位于AB的下方,
∵A(﹣2,0),B(,),
∴AE=﹣(﹣2)=,BF=﹣=,
∴AE=BF,
∴当n>﹣且n≠1时,AE=BF;
(3)①设P、Q平移前的对应点分别为P′、Q′,则P′Q′∥PQ,
∴P′Q′∥AB,
∵平移后点A、B的对应点分别为A′、B′,
由(2)②及平移的性质可知:A′M=B′N;
②∵A′M+3B′N=2,
∴A′M=B′N=,
∵平移前二次函数y=x2+2x的图象的顶点为(﹣1,﹣1),平移后二次函数y=(x﹣t)2+2的图象的顶点为(t,2),
∴新二次函数的图象是由原二次函数的图象向右平移(t+1)个单位,向上平移3个单位得到的,
∴B(,)的对应点为B′(t+,),
∵B′N=,
∴点Q的横坐标为t+1或t+2,代入y=x+1,得y=(t+1)+1=t+或y=(t+2)+1=t+2,
∴Q(t+1,t+),
将点Q的坐标代入y=(x﹣t)2+2中,得t+=(t+1﹣t)2+2,
解得:t=3.
4.(2022•南通)定义:函数图象上到两坐标轴的距离都不大于n(n≥0)的点叫做这个函数图象的“n阶方点”.例如,点(,)是函数y=x图象的“阶方点”;点(2,1)是函数y=图象的“2阶方点”.
(1)在①(﹣2,﹣);②(﹣1,﹣1);③(1,1)三点中,是反比例函数y=图象的“1阶方点”的有 ②③ (填序号);
(2)若y关于x的一次函数y=ax﹣3a+1图象的“2阶方点”有且只有一个,求a的值;
(3)若y关于x的二次函数y=﹣(x﹣n)2﹣2n+1图象的“n阶方点”一定存在,请直接写出n的取值范围.
【答案】(1)②③;
(2)3或﹣1;
(3)≤n≤1.
【解答】解:(1)①(﹣2,﹣)到两坐标轴的距离分别是2,,
∵2>1,<1,
∴(﹣2,﹣)不是反比例函数y=图象的“1阶方点”;
②(﹣1,﹣1)到两坐标轴的距离分别是1,1,
∵≤1,1≤1,
∴(﹣1,﹣1)是反比例函数y=图象的“1阶方点”;
③(1,1)到两坐标轴的距离分别是1,1
∵1≤1,1≤1,
∴(1,1)是反比例函数y=图象的“1阶方点”;
故答案为:②③;
(2)∵当x=3时,y=ax﹣3a+1=a(x﹣3)+1=1,
∴函数经过点(3,1),
如图1,在以O为中心,边长为4的正方形ABCD中,当直线与正方形区域只有唯一交点时,图象的“2阶方点”有且只有一个,
由图可知,C(2,﹣2),D(2,2),
∵一次函数y=ax﹣3a+1图象的“2阶方点”有且只有一个,
当直线经过点D时,a=﹣1,此时图象的“2阶方点”有且只有一个,
当直线经过点C时,a=3,此时图象的“2阶方点”有且只有一个,
综上所述:a的值为3或﹣1;
(3)在以O为中心,边长为2n的正方形ABCD中,当抛物线与正方形区域有公共部分时,二次函数y=﹣(x﹣n)2﹣2n+1图象的“n阶方点”一定存在,
如图2,设A(n,n),C(﹣n,﹣n),B(n,﹣n),D(﹣n,n),
当抛物线经过点B时,n=1;
当抛物线经过点D时,n=﹣1或n=;
∴当≤n≤1时,二次函数y=﹣(x﹣n)2﹣2n+1图象的“n阶方点”一定存在.
5.(2022•常州)已知二次函数y=ax2+bx+3的自变量x的部分取值和对应函数值y如下表:
x
…
﹣1
0
1
2
3
…
y
…
4
3
0
﹣5
﹣12
…
(1)求二次函数y=ax2+bx+3的表达式;
(2)将二次函数y=ax2+bx+3的图象向右平移k(k>0)个单位,得到二次函数y=mx2+nx+q的图象,使得当﹣1<x<3时,y随x增大而增大;当4<x<5时,y随x增大而减小.请写出一个符合条件的二次函数y=mx2+nx+q的表达式y= y=﹣x2+6x﹣5(答案不唯一) ,实数k的取值范围是 4≤k≤5 ;
(3)A、B、C是二次函数y=ax2+bx+3的图象上互不重合的三点.已知点A、B的横坐标分别是m、m+1,点C与点A关于该函数图象的对称轴对称,求∠ACB的度数.
【答案】(1)二次函数的表达式为y=﹣x2﹣2x+3;
(2)y=﹣x2+6x﹣5(答案不唯一),4≤k≤5;
(3)∠ACB的度数是45°或135°.
【解答】解:(1)将(﹣1,4),(1,0)代入y=ax2+bx+3得:
,
解得,
∴二次函数的表达式为y=﹣x2﹣2x+3;
(2)如图:
∵y=﹣x2﹣2x+3=﹣(x+1)2+4,
∴将二次函数y=﹣x2﹣2x+3的图象向右平移k(k>0)个单位得y=﹣(x﹣k+1)2+4的图象,
∴新图象的对称轴为直线x=k﹣1,
∵当﹣1<x<3时,y随x增大而增大;当4<x<5时,y随x增大而减小,且抛物线开口向下,
∴3≤k﹣1≤4,
解得4≤k≤5,
∴符合条件的二次函数y=mx2+nx+q的表达式可以是y=﹣(x﹣3)2+4=﹣x2+6x﹣5,
故答案为:y=﹣x2+6x﹣5(答案不唯一),4≤k≤5;
(3)当B在C左侧时,过B作BH⊥AC于H,如图:
∵点A、B的横坐标分别是m、m+1,
∴yA=﹣m2﹣2m+3,yB=﹣(m+1)2﹣2(m+1)+3=﹣m2﹣4m,
∴A(m,﹣m2﹣2m+3),B(m+1,﹣m2﹣4m),
∵点C与点A关于该函数图象的对称轴对称,而抛物线对称轴为直线x=﹣1,
∴=﹣1,AC∥x轴,
∴xC=﹣2﹣m,
∴C(﹣2﹣m,﹣m2﹣2m+3),
过B作BH⊥AC于H,
∴BH=|﹣m2﹣4m﹣(﹣m2﹣2m+3)|=|﹣2m﹣3|,CH=|(﹣2﹣m)﹣(m+1)|=|﹣2m﹣3|,
∴BH=CH,
∴△BHC是等腰直角三角形,
∴∠HCB=45°,即∠ACB=45°,
当B在C右侧时,如图:
同理可得△BHC是等腰直角三角形,
∴∠ACB=180°﹣∠BCH=135°,
综上所述,∠ACB的度数是45°或135°.
6.(2022•泰州)如图,二次函数y1=x2+mx+1的图象与y轴相交于点A,与反比例函数y2=(x>0)的图象相交于点B(3,1).
(1)求这两个函数的表达式;
(2)当y1随x的增大而增大且y1<y2时,直接写出x的取值范围;
(3)平行于x轴的直线l与函数y1的图象相交于点C、D(点C在点D的左边),与函数y2的图象相交于点E.若△ACE与△BDE的面积相等,求点E的坐标.
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)∵二次函数y1=x2+mx+1的图象与y轴相交于点A,与反比例函数y2=(x>0)的图象相交于点B(3,1),
∴32+3m+1=1,=1,
解得m=﹣3,k=3,
∴二次函数的解析式为y1=x2﹣3x+1,反比例函数的解析式为y2=(x>0);
(2)∵二次函数的解析式为y1=x2﹣3x+1,
∴对称轴为直线x=,
由图象知,当y1随x的增大而增大且y1<y2时,≤x<3;
(3)由题意作图如下:
∵当x=0时,y1=1,
∴A(0,1),
∵B(3,1),
∴△ACE的CE边上的高与△BDE的DE边上的高相等,
∵△ACE与△BDE的面积相等,
∴CE=DE,
即E点是二次函数的对称轴与反比例函数的交点,
当x=时,y2=2,
∴E(,2).
7.(2022•扬州)如图是一块铁皮余料,将其放置在平面直角坐标系中,底部边缘AB在x轴上,且AB=8dm,外轮廓线是抛物线的一部分,对称轴为y轴,高度OC=8dm.现计划将此余料进行切割:
(1)若切割成正方形,要求一边在底部边缘AB上且面积最大,求此正方形的面积;
(2)若切割成矩形,要求一边在底部边缘AB上且周长最大,求此矩形的周长;
(3)若切割成圆,判断能否切得半径为3dm的圆,请说明理由.
【答案】(1)(96﹣32)dm2;
(2)20dm;
(3)若切割成圆,能切得半径为3dm的圆,理由见解答.
【解答】解:(1)如图1,由题意得:A(﹣4,0),B(4,0),C(0,8),
设抛物线的解析式为:y=ax2+8,
把B(4,0)代入得:0=16a+8,
∴a=﹣,
∴抛物线的解析式为:y=﹣x2+8,
∵四边形EFGH是正方形,
∴GH=FG=2OG,
设H(t,﹣t2+8)(t>0),
∴﹣t2+8=2t,
解得:t1=﹣2+2,t2=﹣2﹣2(舍),
∴此正方形的面积=FG2=(2t)2=4t2=4(﹣2+2)2=(96﹣32)dm2;
(2)如图2,由(1)知:设H(t,﹣t2+8)(t>0),
∴矩形EFGH的周长=2FG+2GH=4t+2(﹣t2+8)=﹣t2+4t+16=﹣(t﹣2)2+20,
∵﹣1<0,
∴当t=2时,矩形EFGH的周长最大,且最大值是20dm;
(3)解法一:若切割成圆,能切得半径为3dm的圆,理由如下:
如图3,N为⊙M上一点,也是抛物线上一点,过N作⊙M的切线交y轴于Q,连接MN,过点N作NP⊥y轴于P,
则MN=OM=3,NQ⊥MN,
设N(m,﹣m2+8),
由勾股定理得:PM2+PN2=MN2,
∴m2+(﹣m2+8﹣3)2=32,
解得:m1=2,m2=﹣2(舍),
∴N(2,4),
∴PM=4﹣3=1,
∵cos∠NMP===,
∴MQ=3MN=9,
∴Q(0,12),
设QN的解析式为:y=kx+b,
∴,
∴,
∴QN的解析式为:y=﹣2x+12,
﹣x2+8=﹣2x+12,
x2﹣2x+4=0,
Δ=(﹣2)2﹣4××4=0,即此时N为圆M与抛物线在y轴右侧的唯一公共点,
∴若切割成圆,能切得半径为3dm的圆.
解法二:如图3,取点M(0,3),在抛物线上取点N(m,﹣m2+8),且0<m<4,
则MN2=m2+(﹣m2+8﹣3)2=(m2﹣8)2+9,
∴当m=2时,MN有最小值为3,此时抛物线上除了点N,N'(点N,N'关于y轴对称)外,其余各点均在以点M(0,3)为圆心,3dm为半径的圆外(铁皮底部边缘中点O也在该圆上),
∴若切割成圆,能切得半径为3dm的圆.
解法三:如图3,取点M(0,m),在抛物线上取点N(a,﹣a2+8),且0<a<4,
则MN2=a2+(﹣a2+8﹣m)2,
令y=a2,则MN2=y+(﹣y+8﹣m)2=(y+2m﹣14)2+15﹣2m,
∴MN2的最小值是15﹣2m,
当MN的最小值=OM=m时,⊙O与抛物线相切,此时⊙M最大,
∴=m,
∴m=﹣5(舍)或3,
∴若切割成圆,能切得半径为3dm的圆.
8.(2022•连云港)已知二次函数y=x2+(m﹣2)x+m﹣4,其中m>2.
(1)当该函数的图象经过原点O(0,0),求此时函数图象的顶点A的坐标;
(2)求证:二次函数y=x2+(m﹣2)x+m﹣4的顶点在第三象限;
(3)如图,在(1)的条件下,若平移该二次函数的图象,使其顶点在直线y=﹣x﹣2上运动,平移后所得函数的图象与y轴的负半轴的交点为B,求△AOB面积的最大值.
【答案】(1)函数图象的顶点A的坐标为(﹣1,﹣1);
(2)证明见解答过程;
(3)△AOB面积的最大值是.
【解答】(1)解:把O(0,0)代入y=x2+(m﹣2)x+m﹣4得:
m﹣4=0,
解得m=4,
∴y=x2+2x=(x+1)2﹣1,
∴函数图象的顶点A的坐标为(﹣1,﹣1);
(2)证明:由抛物线顶点坐标公式得y=x2+(m﹣2)x+m﹣4的顶点为(,),
∵m>2,
∴2﹣m<0,
∴<0,
∵=﹣(m﹣4)2﹣1≤﹣1<0,
∴二次函数y=x2+(m﹣2)x+m﹣4的顶点在第三象限;
(3)解:设平移后图象对应的二次函数表达式为y=x2+bx+c,其顶点为(﹣,),
当x=0时,B(0,c),
将(﹣,)代入y=﹣x﹣2得:
=﹣2,
∴c=,
∵B(0,c)在y轴的负半轴,
∴c<0,
∴OB=﹣c=﹣,
过点A作AH⊥OB于H,如图:
∵A(﹣1,﹣1),
∴AH=1,
在△AOB中,
S△AOB=OB•AH=×(﹣)×1=﹣b2﹣b+1=﹣(b+1)2+,
∵﹣<0,
∴当b=﹣1时,此时c<0,S△AOB取最大值,最大值为,
答:△AOB面积的最大值是.
三.三角形综合题(共1小题)
9.(2022•苏州)(1)如图1,在△ABC中,∠ACB=2∠B,CD平分∠ACB,交AB于点D,DE∥AC,交BC于点E.
①若DE=1,BD=,求BC的长;
②试探究﹣是否为定值.如果是,请求出这个定值;如果不是,请说明理由.
(2)如图2,∠CBG和∠BCF是△ABC的2个外角,∠BCF=2∠CBG,CD平分∠BCF,交AB的延长线于点D,DE∥AC,交CB的延长线于点E.记△ACD的面积为S1,△CDE的面积为S2,△BDE的面积为S3.若S1•S3=,求cos∠CBD的值.
【答案】(1)①;
②﹣是定值,定值为1;
(2).
【解答】解:(1)①∵CD平分∠ACB,
∴∠ACD=∠DCB=∠ACB,
∵∠ACB=2∠B,
∴∠ACD=∠DCB=∠B,
∴CD=BD=,
∵DE∥AC,
∴∠ACD=∠EDC,
∴∠EDC=∠DCB=∠B,
∴CE=DE=1,
∴△CED∽△CDB,
∴,
∴,
∴BC=;
②﹣是定值.
∵DE∥AC,
∴,
同①可得,CE=DE,
∴,
∴=1,
∴﹣是定值,定值为1;
(2)∵DE∥AC,
∴,
∵,
∴,
又∵S1•S3=,
∴,
设BC=9x,则CE=16x,
∵CD平分∠BCF,
∴∠ECD=∠FCD=∠BCF,
∵∠BCF=2∠CBG,
∴∠ECD=∠FCD=∠CBD,
∴BD=CD,
∵DE∥AC,
∴∠EDC=∠FCD,
∴∠EDC=∠CBD=∠ECD,
∴CE=DE,
∵∠DCB=∠ECD,
∴△CDB∽△CED,
∴,
∴CD2=CB•CE=144x2,
∴CD=12x,
过点D作DH⊥BC于点H,
∵BD=CD=12x,
∴BH=BC=x,
∴cos.
四.圆的综合题(共1小题)
10.(2022•苏州)如图,AB是⊙O的直径,AC是弦,D是的中点,CD与AB交于点E.F是AB延长线上的一点,且CF=EF.
(1)求证:CF为⊙O的切线;
(2)连接BD,取BD的中点G,连接AG.若CF=4,BF=2,求AG的长.
【答案】(1)证明见解析部分;
(2).
【解答】(1)证明:如图,连接OC,OD.
∵OC=OD,
∴∠OCD=∠ODC,
∵FC=FE,
∴∠FCE=∠FEC,
∵∠OED=∠FEC,
∴∠OED=∠FCE,
∵AB是直径,D是的中点,
∴∠DOE=90°,
∴∠OED+∠ODC=90°,
∴∠FCE+∠OCD=90°,即∠OCF=90°,
∵OC是半径,
∴CF是⊙O的切线.
(2)解:过点G作GH⊥AB于点H.
设OA=OD=OC=OB=r,则OF=r+2,
在Rt△COF中,42+r2=(r+2)2,
∴r=3,
∵GH⊥AB,
∴∠GHB=90°,
∵∠DOE=90°,
∴∠GHB=∠DOE,
∴GH∥DO,
∴=,
∵G为BD的中点,
∴BG=BD,
∴BH=BO=,GH=OD=,
∴AH=AB﹣BH=6﹣=,
∴AG===.
五.几何变换综合题(共1小题)
11.(2022•连云港)【问题情境】
在一次数学兴趣小组活动中,小昕同学将一大一小两个三角板按照如图1所示的方式摆放.其中∠ACB=∠DEB=90°,∠B=30°,BE=AC=3.
【问题探究】
小昕同学将三角板DEB绕点B按顺时针方向旋转.
(1)如图2,当点E落在边AB上时,延长DE交BC于点F,求BF的长.
(2)若点C、E、D在同一条直线上,求点D到直线BC的距离.
(3)连接DC,取DC的中点G,三角板DEB由初始位置(图1),旋转到点C、B、D首次在同一条直线上(如图3),求点G所经过的路径长.
(4)如图4,G为DC的中点,则在旋转过程中,点G到直线AB的距离的最大值是 .
【答案】(1)2;(2)±1;(3)π;(4).
【解答】解:(1)由题意得,∠BEF=∠BED=90°,
在Rt△BEF中,∠ABC=30°,BE=3,
∴BF===2;
(2)①当点E在BC上方时,
如图1,过点D作DH⊥BC于H,
在Rt△ABC中,AC=3,
∴tan∠ABC=,
∴BC===3,
在Rt△BED中,∠EBD=∠ABC=30°,BE=3,
∴DE=BE•tan∠DBE=,
在Rt△BCE中,BE=3,BC=3,
根据勾股定理得,CE==3,
∴CD=CE+DE=3+,
∵S△BCD=CD•BE=BC•DH,
∴DH==+1,
②当点E在BC下方时,如图2,
过点D作DM⊥BC于M,
∵S△BDC=BC•DM=CD•BE,
∴DM==﹣1,
即点D到直线BC的距离为±1;
(3)如图3﹣1,连接CD,取CD的中点G,
取BC的中点O,连接GO,则OG∥AB,
∴∠COG=∠B=30°,
∴∠BOG=150°,
∵点G为CD的中点,点O为BC的中点,
∴GO=BD=,
∴点G是以点O为圆心,为半径的圆上,如图3﹣2,
∴三角板DEB由初始位置(图1),旋转到点C、B、D首次在同一条直线上时,点G所经过的轨迹为150°所对的圆弧,
∴点G所经过的路径长为=π;
(4)如图4,过点O作OK⊥AB于K,
∵点O为BC的中点,BC=3,
∴OB=,
∴OK=OB•sin30°=,
由(3)知,点G是以点O为圆心,为半径的圆上,
∴点G到直线AB的距离的最大值是+=,
故答案为:.
六.相似形综合题(共1小题)
12.(2022•南京)如图,在矩形ABCD中,AB=10,BC=6,E是AD上一点,AE=2.F是AB上的动点,连接EF,G是EF上一点,且为常数,k≠0).分别过点F、G作AB、EF的垂线相交于点P.设AF的长为x,PF的长为y.
(1)若,则y的值是 5 ;
(2)求y与x之间的函数表达式;
(3)在点F从点A到点B的整个运动过程中,若线段CD上存在点P,则k的值应满足什么条件?直接写出k的取值范围.
【答案】(1)5;
(2)y=kx2+2k.
(3).
【解答】解:(1)∵PF⊥AF,
∴∠AFP=90°,
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠A=90°,
∴∠A+∠AFP=180°,
∴AD∥FP,
∴∠AEF=∠PFG,
∵AE=2,AF=x=4,
∴EF==2,
∵k=,
∴FG=EF=,
∵cos∠PFG=cos∠AEF,
∴,
∴,
∴PF=5,
故答案为:5;
(2)∵PF⊥AB,
∴∠PFA=90°,
∴∠PFG+∠AFE=90°,
在矩形ABCD中,∠A=90°,在Rt△EAF中,∠A=90°,
∴∠AEF+∠AFE=90°,
∴∠PFG=∠AEF,
∵PG⊥EF,
∴∠PGF=90°,
∴∠A=∠PGF,
∴△PGF∽△FAE,
∴,
∴GF•EF=PF•AE,
在Rt△EAF中,∵AE=2,AF=x,
∴EF2=AE2+AF2=22+x2=4+x2,
∵,
∴GF=kFE,
∴kEF2=PF•AE,
∴y=kx2+2k.
(3)∵线段CD上存在点P,
∴y=6,
6=,
则k=,
∵0≤x≤10,4≤x2+4≤104,
∴,
∵,点G在EF上,
∴k≤1,
∴.
七.解直角三角形的应用(共1小题)
13.(2022•盐城)2022年6月5日,“神舟十四号”载人航天飞船搭载“明星”机械臂成功发射.如图是处于工作状态的某型号手臂机器人示意图,OA是垂直于工作台的移动基座,AB、BC为机械臂,OA=1m,AB=5m,BC=2m,∠ABC=143°.机械臂端点C到工作台的距离CD=6m.
(1)求A、C两点之间的距离;
(2)求OD长.
(结果精确到0.1m,参考数据:sin37°≈0.60,cos37°≈0.80,tan37°≈0.75,≈2.24)
【答案】(1)6.7(m).
(2)4.5(m).
【解答】
解:(1)如图,过点A作AE⊥CB,垂足为E,
在Rt△ABE中,AB=5m,∠ABE=37°,
∵sin∠ABE=,cos∠ABE=,
∴=0.60,=0.80,
∴AE=3m,BE=4m,
∴CE=6m,
在Rt△ACE中,由勾股定理AC==3≈6.7m.
(2)过点A作AF⊥CD,垂足为F,
∴FD=AO=1m,
∴CF=5m,
在Rt△ACF中,由勾股定理AF==2m.
∴OD=2≈4.5m.
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