2023年湖北省十堰市中考数学试卷(含答案解析)
展开2023年湖北省十堰市中考数学试卷
1. −3的倒数为( )
A. 3 B. 13 C. −13 D. −3
2. 下列几何体中,三视图的三个视图完全相同的几何体是( )
A. B. C. D.
3. 下列计算正确的是( )
A. 2+ 5= 7 B. (−2a)3=−8a3
C. a8÷a4=a2 D. (a−1)2=a2−1
4. 掷一枚质地均匀的正方体骰子,向上一面的点数为偶数的概率是( )
A. 16 B. 13 C. 12 D. 23
5. 如图,将四根木条用钉子钉成一个矩形框架ABCD,然后向左扭动框架,观察所得四边形的变化,下面判断错误的是( )
A. 四边形ABCD由矩形变为平行四边形 B. 对角线BD的长度减小
C. 四边形ABCD的面积不变 D. 四边形ABCD的周长不变
6. 为了落实“双减”政策,进一步丰富文体活动,学校准备购进一批篮球和足球.已知每个篮球的价格比每个足球的价格多20元,用1500元购进篮球的数量比用800元购进足球的数量多5个.如果设每个足球的价格为x元,那么可列方程为( )
A. 1500x+20−800x=5 B. 1500x−20−800x=5
C. 800x−1500x+20=5 D. 800x−1500x−20=5
7. 如图所示,有一天桥高AB为5米,BC是通向天桥的斜坡,∠ACB=45∘,市政部门启动“陡改缓”工程,决定将斜坡的底端C延伸到D处,使∠D=30∘,则CD的长度约为(参考数据: 2≈1.414, 3≈1.732)( )
A. 1.59米 B. 2.07米 C. 3.55米 D. 3.66米
8. 如图,已知点C为圆锥母线SB的中点,AB为底面圆的直径,SB=6,AB=4,一只蚂蚁沿着圆锥的侧面从A点爬到C点,则蚂蚁爬行的最短路程为( )
A. 5
B. 3 3
C. 3 2
D. 6 3
9. 如图,⊙O是△ABC的外接圆,弦BD交AC于点E,AE=DE,BC=CE,过点O作OF⊥AC于点F,延长FO交BE于点G,若DE=3,EG=2,则AB的长为( )
A. 4 3
B. 7
C. 8
D. 4 5
10. 已知点A(x1,y1)在直线y=3x+19上,点B(x2,y2),C(x3,y3)在抛物线y=x2+4x−1上,若y1=y2=y3,x1
12. 若x+y=3,xy=2,则x2y+xy2的值是______ .
13. 一副三角板按如图所示放置,点A在DE上,点F在BC上,若∠EAB=35∘,则∠DFC=______ .
14. 用火柴棍拼成如图图案,其中第①个图案由4个小等边三角形围成1个小菱形,第②个图案由6个小等边三角形围成2个小菱形,…,若按此规律拼下去,则第n个图案需要火柴棍的根数为______ .(用含n的式子表示)
15. 如图,在菱形ABCD中,点E,F,G,H分别是AB,BC,CD,AD上的点,且BE=BF=CG=AH,若菱形的面积等于24,BD=8,则EF+GH=______ .
16. 在某次数学探究活动中,小明将一张斜边为4的等腰直角三角形ABC(∠A=90∘)硬纸片剪切成如图所示的四块(其中D,E,F分别AB,AC,BC的中点,G,H分别为DE,BF的中点),小明将这四块纸,重新组合拼成四边形(相互不重叠,不留空隙),则所能拼成的四边形中周长的最小值为______ ,最大值为______ .
17. 计算:|1− 2|+(12)−2−(π−2023)0.
18. 化简:(1−4a+3)÷a2−2a+12a+6.
19. 市体育局对甲、乙两运动队的某体育项目进行测试,两队人数相等,测试后统计队员的成绩分别为:7分、8分、9分、10分(满分为10分).依据测试成绩绘制了如图所示尚不完整的统计图表:
成绩
7分
8分
9分
10分
人数
10
1
m
7
请根据图表信息解答下列问题:
(1)填空:α=______ ∘,m=______ ;
(2)补齐乙队成绩条形统计图;
(3)①甲队成绩的中位数为______ ,乙队成绩的中位数为______ ;
②分别计算甲、乙两队成绩的平均数,并从中位数和平均数的角度分析哪个运动队的成绩较好.
20. 如图,▱ABCD的对角线AC,BD交于点O,分别以点B,C为圆心,12AC,12BD长为半径画弧,两弧交于点P,连接BP,CP.
(1)试判断四边形BPCO的形状,并说明理由;
(2)请说明当▱ABCD的对角线满足什么条件时,四边形BPCO是正方形?
21. 函数y=kx+a的图象可以由函数y=kx的图象左右平移得到.
(1)将函数y=1x的图象向右平移4个单位得到函数y=1x+a的图象,则a=______ ;
(2)下列关于函数y=1x+a的性质:①图象关于点(−a,0)对称;②y随x的增大而减小;③图象关于直线y=−x+a对称;④y的取值范围为y≠0.其中说法正确的是______ (填写序号);
(3)根据(1)中a的值,写出不等式1x+a>1x的解集.
22. 如图,在Rt△ABC中,∠C=90∘,AC=BC,点O在AB上,以O为圆心,OA为半径的半圆分别交AC,BC,AB于点D,E,F,且点E是弧DF的中点.
(1)求证:BC是⊙O的切线;
(2)若CE= 2,求图中阴影部分的面积(结果保留π).
23. “端午节”吃粽子是中国传统习俗,在“端午节”来临前,某超市购进一种品牌粽子,每盒进价是40元,并规定每盒售价不得少于50元,日销售量不低于350盒.根据以往销售经验发现,当每盒售价定为50元时,日销售量为500盒,每盒售价每提高1元,日销售量减少10盒.设每盒售价为x元,日销售量为p盒.
(1)当x=60时,p=______ ;
(2)当每盒售价定为多少元时,日销售利润W(元)最大?最大利润是多少?
(3)小强说:“当日销售利润最大时,日销售额不是最大.”小红说:“当日销售利润不低于8000元时,每盒售价x的范围为60≤x≤80.”你认为他们的说法正确吗?若正确,请说明理由;若不正确,请直接写出正确的结论.
24. 过正方形ABCD的顶点D作直线DP,点C关于直线DP的对称点为点E,连接AE,直线AE交直线DP于点F.
(1)如图1,若∠CDP=25∘,则∠DAF=______ ;
(2)如图1,请探究线段CD,EF,AF之间的数量关系,并证明你的结论;
(3)在DP绕点D转动的过程中,设AF=a,EF=b,请直接用含a,b的式子表示DF的长.
25. 已知抛物线y=ax2+bx+8过点B(4,8)和点C(8,4),与y轴交于点A.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,连接AB,BC,点D在线段AB上(与点A,B不重合),点F是OA的中点,连接FD,过点D作DE⊥FD交BC于点E,连接EF,当△DEF面积是△ADF面积的3倍时,求点D的坐标;
(3)如图2,点P是抛物线上对称轴右侧的点,H(m,0)是x轴正半轴上的动点,若线段OB上存在点G(与点O,B不重合),使得∠GBP=∠HGP=∠BOH,求m的取值范围.
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:−3的倒数为−13.
故选:C.
根据倒数:乘积是1的两数互为倒数,进而得出答案.
此题主要考查了倒数,正确掌握倒数的定义是解题关键.
2.【答案】D
【解析】解:A.长方体的主视图和左视图都是矩形,俯视图是正方形,故不符合题意;
B.圆锥的三视图主视图和左视图都是等腰三角形,俯视图是带圆心的圆,故不符合题意;
C.圆柱的三视图既有圆又有长方形,故不符合题意;
D.球的三视图都是圆,故符合题意;
故选:D.
根据三视图的概念做出判断即可.
本题主要考查简单的几何体的三视图,熟练掌握基本几何体的三视图是解题的关键.
3.【答案】B
【解析】解:A. 2+ 5无法合并,故此选项不合题意;
B.(−2a)3=−8a3,故此选项符合题意;
C.a8÷a4=a4,故此选项不合题意;
D.(a−1)2=a2−2a+1,故此选项不合题意.
故选:B.
直接利用积的乘方运算法则以及同底数幂的除法运算法则、二次根式的加减、完全平方公式分别判断得出答案.
此题主要考查了积的乘方运算以及同底数幂的除法运算、二次根式的加减、完全平方公式,正确掌握相关运算法则是解题关键.
4.【答案】C
【解析】解:根据题意可得:掷一次骰子,向上一面的点数有6种情况,其中有3种为向上一面的点数偶数,
故其概率是36=12.
故选:C.
由一枚质地均匀的正方体骰子的六个面上分别刻有1到6的点数,掷一次这枚骰子,向上的一面的点数为偶数的有3种情况,直接利用概率公式求解即可求得答案.
本题考查的是概率的求法的运用.如果一个事件有n种可能,而且这些事件的可能性相同,其中事件A出现m种可能,那么事件A的概率P(A)=mn.
5.【答案】C
【解析】解:左扭动矩形框架ABCD,只改变四边形的形状,四边形变成平行四边形,A不符合题意;
此时对角线BD减小,对角线AC增大,B不合题意.
BC边上的高减小,故面积变小,C符合题意,
四边形的四条边不变,故周长不变,D不符合题意.
故选:C.
由题意可知左扭动矩形框架ABCD,四边形变成平行四边形,四边形的四条边不变,故周长不变,对角线BD减小,但是BC边上的高减小,故面积变小,故选C.
本题考查矩形的性质和平行四边形的性质,熟悉性质是解题关键.
6.【答案】A
【解析】解:设每个足球的价格为x元,可列方程为:
1500x+20−800x=5.
故选:A.
直接利用根据单价,表示出篮球与足球价格,再利用1500元购进篮球的数量比用800元购进足球的数量多5个得出等式即可.
此题主要考查了由实际问题抽象出分式方程,正确得出等量关系是解题关键.
7.【答案】D
【解析】解:在Rt△ABC中,∠BAC=90∘,∠ACB=45∘,
∴∠ABC=∠ACB=45∘,
∴AC=AB=5米,
在Rt△ABD中,∠BAD=90∘,∠D=30∘,
∴∠ABD=60∘,
∴ADAB=tan∠ABD=tan60∘= 3,
∴AD= 3AB,
∴CD=AD−AC= 3AB−AC≈1.732×5−5≈3.66(米),
∴CD的长度约为3.66米,
故选:D.
由∠BAC=90∘,∠ACB=45∘,得∠ABC=∠ACB=45∘,则AC=AB=5米,由∠BAD=90∘,∠D=30∘,得∠ABD=60∘,则ADAB=tan60∘= 3,所以AD= 3AB,则CD=AD−AC= 3AB−AC≈3.66米,于是得到问题的答案.
此题重点考查直角三角形的两个锐角互余、等腰直角三角形的判定、锐角三角函数与解直角三角形等知识,推导出AD= 3AB是解题的关键.
8.【答案】B
【解析】解:由题意知,底面圆的直径AB=4,
故底面周长等于4π,
设圆锥的侧面展开后的扇形圆心角为n∘,
根据底面周长等于展开后扇形的弧长得4π=nπ×6180,
解得n=120∘,
所以展开图中∠ASC=120∘÷2=60∘,
因为半径SA=SB,∠ASB=60∘,
故三角形SAB为等边三角形,
又∵C为SB的中点,
所以AC⊥SB,在直角三角形SAC中,SA=6,SC=3,
根据勾股定理求得AC=3 3,
所以蚂蚁爬行的最短距离为3 3.
故选:B.
要求蚂蚁爬行的最短距离,需将圆锥的侧面展开,进而根据“两点之间线段最短”得出结果.
本题考查了平面展开-最短路径问题,圆锥的侧面展开图是一个扇形,此扇形的弧长等于圆锥底面周长,扇形的半径等于圆锥的母线长.本题就是把圆锥的侧面展开成扇形,“化曲面为平面”,用勾股定理解决.
9.【答案】B
【解析】解:在△AEB和△DEC中,
∠A=∠DAE=ED∠AEB=∠DEC,
∴△AEB≌△DEC(ASA),
∴EB=EC,
∵BC=CE,
∴BE=CE=BC,
∴△EBC为等边三角形,
∴∠ACB=60∘,
如图,作BM⊥AC于点M,
∵OF⊥AC,
∴AF=CF,
∵△EBC为等边三角形,
∴∠GEF=60∘,
∴∠EGF=30∘,
∵EG=2,
∴EF=1,
∵AE=ED=3,
∴CF=AF=4,
∴AC=8,EC=5,
∴BC=5,
∵∠BCM=60∘,
∴∠MBC=30∘,
∴CM=52,BM= 3CM=5 32,
∴AM=AC−CM=112,
∴AB= AM2+BM2 (112)2+(5 32)2=7.
故选:B.
首先得出△AEB≌△DEC,进而得出△EBC为等边三角形,由已知得出EF,BC的长,进而得出CM,BM的长,再求出AM的长,再由勾股定理求出AB的长.
此题主要考查了三角形的外接圆与外心,全等三角形的判定与性质,等边三角形的性质,勾股定理,含30度角的直角三角形,垂径定理等知识,得出CM,BM的长是解题关键.
10.【答案】A
【解析】解:令3x+19=x2+4x−1,整理得x2+x−20=0,
解得x1=−5,x2=4,
∴直线y=3x+19与抛物线的交点的横坐标为−5,4,
∵y=x2+4x−1=(x+2)2−5,
∴抛物线开口向上,对称轴为直线x=−2,顶点为(−2,−5),
把y=−5代入y=3x+19,解得x=−8,
若y1=y2=y3,x1
求得直线与抛物线的交点的横坐标,把抛物线的顶点纵坐标代入直线解析式,求得对应的x的值,即可求得x1取值范围,根据抛物线的对称性求得x1+x2=−4,从而求得x1+x2+x3的取值范围.
本题考查了二次函数图象上点的坐标特征,一次函数图象上点的坐标特征,根据题意求得−8
11.【答案】3.84×108
【解析】解:384000000=3.84×108.
故答案为:3.84×108.
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.
本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,正确确定a的值以及n的值是解决问题的关键.
12.【答案】6
【解析】解:∵x+y=3,xy=2,
∴x2y+xy2=xy(x+y)=2×3=6,
故答案为:6.
利用提公因式法,把原式中公因式xy提出,代入数据计算即可.
本题考查了解因式的应用中的整体思想,提公因式xy,出现两个整体xy、x+y是关键,代入数据计算即可.
13.【答案】100∘
【解析】解:如图,
由题意得:∠BAC=60∘,∠C=30∘,∠D=45∘,
∵∠EAB=35∘,
∴∠CAD=180∘−∠EAB−∠BAC=85∘,
∴∠AGD=180∘−∠D−∠CAD=50∘,
∴∠CGF=∠AGD=50∘,
∴∠DFC=180∘−∠C−∠CGF=100∘.
故答案为:100∘.
由题意可得∠BAC=60∘,∠C=30∘,∠D=45∘,由平角的定义可求得∠CAD=85∘,再由三角形的内角和可求得∠AGD=50∘,利用对顶角相等得∠CGF=50∘,再利用三角形的内角和即可求∠DFC.
本题主要考查三角形的内角和定理,解答的关键是明确三角形的内角和为180∘.
14.【答案】6n+6
【解析】解:∵第①个图案所需要的火柴棍的根数为:12+1=3×4,
第②个图案所需要的火柴棍的根数为:18+2=3×6,
第③个图案所需要的火柴棍的根数为:24+3=3×8,
…,
∴第n个图案需要火柴棍的根数为:3(2n+2)=6n+6.
故答案为:6n+6.
第①个图案所需要的火柴棍的根数为:12+1=3×4,第②个图案所需要的火柴棍的根数为:18+2=3×6,第③个图案所需要的火柴棍的根数为:24+3=3×8,…,据此可求得第n个图案所需要的火柴棍的根数.
本题主要考查图形的变化规律,解答的关键是由所给图形分析出图形变化的规律.
15.【答案】6
【解析】解:连接AC交BD于点O,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,AB=BC=CD=AD,
∵菱形的面积等于24,BD=8,
∴AC⋅BD2=24,
∴AC=6,
∵BE=BF,
∴∠BEF=∠BFE=180∘−∠EBF,
∵BA=BC,
∴∠BAC=∠BCA=180∘−∠ABC,
∴∠BEF=∠BAC,
∴EF//AC,
∴△BEF∽△BAC,
∴EFAC=BEBA,
∵BA=DA,
∴EFAC=BEAD,
同理可证△DHG∽△DAC,
∴GHAC=DHDA,
∴EFAC+GHAC=BEAD+DHAD,
即EF+GHAC=BE+DHAD=AH+DHAD=ADAD=1,
∴EF+GH=AC=6,
故答案为:6.
连接AC交BD于点O,先根据菱形的面积公式计算出对角线AC的长,再证△BEF∽△BAC,得出EFAC=BEBA,同理可证△DHG∽△DAC,得出GHAC=DHDA,两式相加,即可求出EF+GH的值.
本题考查了菱形的性质,相似三角形的判定与性质,求出EF+GH=AC是此题的关键.
16.【答案】88+2 2
【解析】解:如图,
BC=4,AC=4× 22=2 2,CI=BD=CE=12AC= 2,DI=BC=4,
∴四边形BCID周长=4+4+2 2=8+2 2;
如图,
AF=AI=IC=FC=2,
∴四边形AFCI周长为2x4=8;
故答案为:8,8+2 2.
根据题意,可固定四边形GFCE,平移或旋转其它图形,组合成四边形,求出周长,判断最小值,最大值.
本题考查图形变换及勾股定理,通过平移、旋转组成满足要求的四边形是解题的关键.
17.【答案】解:原式= 2−1+4−1
= 2+2.
【解析】直接利用负整数指数幂的性质、零指数幂的性质、绝对值的性质分别化简,进而得出答案.
此题主要考查了实数的运算,正确化简各数是解题关键.
18.【答案】解:原式=a+3−4a+3⋅2(a+3)(a−1)2
=a−1a+3⋅2(a+3)(a−1)2
=2a−1.
【解析】直接将括号里面通分运算,再利用分式的乘除运算法则计算得出答案.
此题主要考查了分式的混合运算,正确掌握分式的混合运算法则是解题关键.
19.【答案】12627.58
【解析】解:(1)由题意得,a=360−72−72−90=126;
乙队人数为:5÷90360=20(人),
故m=20−10−1−7=2.
故答案为:126;2;
(2)乙队7分人数为:20−4−5−4=7(人),
补齐乙队成绩条形统计图如下:
(3)①甲队成绩的中位数为:7+82=7.5;
乙队成绩的中位数为:8+82=8;
故答案为:7.5;8;
②甲队成绩的平均数为:120×(7×10+8+9×2+10×7)=8.3;
乙队成绩的平均数为:120×(7×7+8×4+9×5+10×4)=8.3;
因为甲、乙两队成绩的平均数相同,但乙队的中位数比甲队大,所以乙运动队的成绩较好.
(1)用360∘分别减去其它三部分的度数可得a的值;根据乙队9分的人数和它所占比例可得乙队人数,再根据两队人数相等可得m的值;
(2)先求出7分的人数,再补齐乙队成绩条形统计图;
(3)①根据中位数的定义解答即可;
②根据加权平均数公式解答即可.
本题考查条形统计图、扇形统计图、用样本估计总体,解答本题的关键是明确题意,找出所求问题需要的条件,利用数形结合的思想解答.
20.【答案】解:(1)四边形BPCO为平行四边形.
理由:∵四边形ABCD为平行四边形,
∴OC=OA=12AC,OB=OD=12BD,
∵以点B,C为圆心,12AC,12BD长为半径画弧,两弧交于点P,
∴OB=CP,BP=OC,
∴四边形BPCO为平行四边形;
(2)当AC⊥BD,AC=BD时,四边形BPCO为正方形.
∵AC⊥BD,
∴∠BOC=90∘,
∵AC=BD,OB=12BD,OC=12AC,
∴OB=OC,
∵四边形BPCO为平行四边形,
∴四边形BPCO为正方形.
【解析】(1)由平行四边形的性质得出OC=OA=12AC,OB=OD=12BD,证出OB=CP,BP=OC,则可得出结论;
(2)由正方形的判定可得出结论.
本题考查了平行四边形的性质,正方形的判定,熟练掌握平行四边形的性质是解题的关键.
21.【答案】−4①④
【解析】解:(1)将函数y=1x的图象向右平移4个单位得到函数y=1x−4的图象,则a=−4;
故答案为:−4;
(2)函数y=1x向左平移a个单位得到函数y=1x+a的图象,
①图象关于点(−a,0)对称,正确;
②y随x的增大而减小,错误;
③图象关于直线y=−x+a对称,错误;
④y的取值范围为y≠0,正确.
其中说法正确的是①④;
故答案为:①④;
(3)观察图象,不等式1x+a>1x的解集为x>4或x<0.
(1)利用左加右减的平移规律即可得到结论;
(2)根据平移的性质结合函数y=1x的性质判断即可;
(3)根据图象即可求得.
本题考查了反比例函数的性质,反比例函数与一次函数的交点,反比例函数图象与几何变换,数形结合是解题的关键.
22.【答案】(1)证明:连接OE、OD,如图:
∵∠C=90∘,AC=BC,
∴∠OAD=∠B=45∘,
∵OA=OD,
∴∠OAD=∠ADO=45∘,
∴∠AOD=90∘,
∵点E是弧DF的中点.
∴∠DOE=∠EDF=12∠DOF=45∘,
∴∠OEB=180∘−∠EOF−∠B=90∘
∴OE⊥BC,
∵OE是半径,
∴BC是⊙O的切线,
(2)解:∵OE⊥BC,∠B=45∘,
∴△OEB是等腰三角形,
设BE=OE=x,则OB= 2x,
∴AB=x+ 2x,
∵AB= 2BC,
∴x+ 2x= 2( 2+x),
解得x=2,
∴S阴影=S△OEB−S扇形OEF=12×2×2−45×π×22360=2−π2.
【解析】(1)连接OE、OD,证出OE⊥BC,即可得出结论,
(2)根据S阴影=S△OEB−S扇形OEF,分别求出△OEB和扇形OEF的面积即可.
本题是圆的综合题,考查了切线的判定定理,扇形的面积,等腰直角三角形的性质,熟练掌握定理是解题关键.
23.【答案】400
【解析】解:(1)由题意可得,
p=500−10(x−50)=−10x+1000,
即每天的销售量p(盒)与每盒售价x(元)之间的函数关系式是p=−10x+1000,
当x=60时,p=−10×60+1000=400,(x≥50),
故答案为:400.
(2)由题意可得,
W=(x−40)(−10x+1000)=−10x2+1400x−40000=−10(x−70)2+9000,
由题可知:每盒售价不得少于50元,日销售量不低于350盒,
∴x≥50p≥350,
即x≥50−10x+1000≥350,解得50≤x≤65.
∴当x=65时,W取得最大值,此时W=8750,
答:当每盒售价定为65元时,每天销售的利润W(元)最大,最大利润是8750元;
(3)小强:∵50≤x≤65,
设日销售额为y元,
y=x⋅p=x(−10x+1000)=−10x²+1000x=−10(x−50)²+25000,
当x=50时,y值最大,此时y=25000,
当x=65时,W值最大,此时W=8750,
∴小强正确.
小红:当日销售利润不低于8000元时,
即W≥8000,
−10(x−70)2+9000≥8000,解得:60≤x≤80,
∵50≤x≤65,
∴当日销售利润不低于8000元时,60≤x≤65.
故小红错误,当日销售利润不低于8000元时,60≤x≤65.
(1)根据每盒售价每提高1元,每天要少卖出10盒,可以得到p与x之间的函数关系式,把x=60代入解析式计算即可;
(2)根据每盒利润×销售盒数=总利润可得W关于x的关系式,由二次函数性质可得答案;
(3)根据题意,在正确的x的范围中求出日销售额的最大值,判断小强是否正确,根据题意列出不等式,结合x的范围求出不等式的解集,判断小红是否正确.
本题以一次函数为背景考查了一次函数的实际应用,考查学生对一次函数和不等式综合运用的能力,解决问题的关键是弄清题意,求出x的范围,在有效范围内求最值是本题容易出错的地方.
24.【答案】20∘
【解析】解:如图,连接CE,DE,
∵点C关于直线DP的对称点为点E,
∴CD,ED关于DP对称,∠CDP=∠EDP=25∘,CD=ED,
∵四边形ABCD是正方形,
∴AD=CD,
∴AD=ED,
∴∠DAE=∠DEA=12(180∘−∠ADE)=12(180∘−90∘−50∘)=20∘.
故答案为:20;
(2)结论:CD2=12(AF2+EF2).
理由:如图,连接DE,CE,AC,CF.
由轴对称知,CF=EF,CD=DE=AD,∠DEF=∠DCF,
而∠DEF=∠DAF,
∴∠DAF=∠DCF.
∵∠FAC+∠FCA=∠FAC+∠DAF+∠DCA=90∘,
∴∠AFC=180∘−(∠FAC+∠FCA)=90∘,
在Rt△ACF中,AC2=AF2+CF2=AF2+EF2,
在Rt△ACD中,AD2+CD2=AC2,
2CD2=AF2+EF2,即CD2=12(AF2+EF2);
(3)∵∠AFC=90∘,CF=EF=b,
∴CH=HE=FH= 22b,
∵CD2=12(AF2+EF2)=12(a2+b2),
∴DH= CD2−CH2= 12(a2+b2)−( 22b)2= 22a.
如图,当点F在D,H之间时,DF=DH−FH= 22(a−b),
如图,当点D在F,H之间时,DF=FH−DH= 22(b−a)
如图,当点H在F,D之间时,DF=DH+FH= 22(a+b).
(1)如图,连接CE,DE,由对称知∠CDP=∠EDP=25∘,CD=ED,由四边形ABCD是正方形得AD=CD,所以AD=ED,从而∠DAE=∠DEA=12(180∘−∠ADE)=20∘;
(2)如图,连接CF,DE,AC,CE,交DP于点H,由轴对称知,CF=EF,CD=DE=AD,∠DEF=∠DCF,可证得∠AFC=90∘,由勾股定理得,Rt△ACF中,AC2=AF2+CF2=AF2+EF2,Rt△ACD中,AD2+CD2=AC2,从而CD2=12(AF2+EF2)5;
(3)由勾股定理CH=HE=FH= 22bDH= CD2−CH2= 22a,分情况讨论:当点F在D,H之间时,DF=DH−FH= 22(a−b);当点D在F,H之间时,DF=FH−DH= 22(b−a)点H在F,D之间时,DF=DH+FH= 22(a+b).
本题考查轴对称的性质,正方形的性质,等腰三角形知识,勾股定理等,将运动状态的所有可能考虑完备,分类讨论是解题的关键.
25.【答案】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+8过点B(4,8)和点C(8,4),
∴16a+4b+8=864a+8b+8=4,
解得:a=−18b=12,
∴抛物线的解析式为y=−18x2+12x+8;
(2)∵抛物线y=−18x2+12x+8与y轴交于点A,
当x=0时,y=8,
∴A(0,8),则OA=8,
∵B(4,8),
∴AB//x轴,AB=4,
∵点F是OA的中点,
∴F(0,4),
∴AB=AF=4,
设直线BC的解析式为y=kx+b,
∵B(4,8),C(8,4),
∴4k+b=88k+b=4,
解得:k=−1b=12,
∴直线BC的解析式为y=−x+12,
设E(m,−m+12)(4
则∠G=90∘,
∴G(m,8),
∴GE=8−(−m+12)=m−4,BG=m−4,
∴BG=GE,
∴△BGE是等腰直角三角形,
设D(t,8),则AD=t,DG=m−t,
∵DE⊥FD,
∴∠FDE=90∘,
∵∠FAD=∠G=∠FDE=90∘,
∴∠AFD=90∘−∠ADF=∠GDE,
∴△AFD∽△GDE,
∴ADGE=AFDG,即tm−4=4m−t,
∴t(m−t)=4(m−4),
即(t−4)m=(t−4)(t+4),
∵m>4,
∴m=t+4,
即m−t=4,
∴DG=AF,
∴△AFD≌△GDE(ASA),
∴DF=DE,
又∵DE⊥DF,
∴△DEF是等腰直角三角形,
∴S△DEF=12DF2,
∵S△ADF=12AD⋅AF,
当△DEF面积是△ADF面积的3倍时,
即12DF2=3×12AD⋅AF,
∴DF2=12AD,
在Rt△ADF中,DF2=AD2+AF2=t2+42,
∴AD2+AF2=12AD,
∴t2+42=12t,
解得:t=6−2 5或t=2 5+6(舍去),
∴D(6−2 5,0);
(3)∵∠GBP=∠HGP=∠BOH,
又∠OGH+∠HGP=∠GBP+∠BPG,
∴∠OGH=∠BPG,
∴△OGH∽△BPG,
∴OHBG=OGBP,
设BP交x轴于点S,过点B作BT⊥x轴于点T,如图2,
∵∠GBP=∠BOH,
∴SB=SO,
∵OT=4,BT=8,
∴OB= OT2+BT2=4 5,
设BS=k,则TS=k−4,
在Rt△TBS中,SB2=ST2+BT2,
∴k2=(k−4)2+82,
解得:k=10,
∴S(10,0),
设直线BS的解析式为y=ex+f,则10e+f=04e+f=8,
解得:e=−43f=403,
∴直线BS的解析式为y=−43x+403,
联立y=−43x+403y=−18x2+12x+8,
解得:x=4y=8或x=323y=−89,
∴P(323,−89),
∴PB= (323−4)2+(8+89)2=1009,
∵OHBG=OGBP,
设OG=n,则BG=OB−OG=4 5−n,
∴m4 5−n=n100,
整理得:m=−9n2−36 5n100=−9100n2+9 525n=−9100(n−2 5)2+95,
∵点G在线段OB上(与点O,B不重合),
∴0
∴0
(2)用待定系数法求得直线BC的解析式为y=−x+12,可证△BGE是等腰直角三角形,设D(t,8),通过证明△AFD∽△GDE,相似三角形的性质得出m−t=4,则DG=AF,可证△AFD≌△GDE,由面积关系列出方程可求解;
(3)通过证明△OGH∽△BPG,可得OHBG=OGBP,由待定系数法可求BS的解析式,联立方程组可求点P坐标,由勾股定理可求BP的长,由二次函数的性质可求解.
本题是二次函数综合题,考查了待定系数法求函数解析式,一次函数与二次函数的综合运用,面积问题,相似三角形的判定和性质,二次函数的性质等,熟练掌握二次函数的性质是解题关键.
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