2023-2024学年广东省佛山市南海实验中学九年级(上)第二次月考数学试卷(含解析)
展开1.下列各组中的四条线段成比例的是( )
A.1cm,2cm,3cm,4cmB.2cm,3cm,4cm,5cm
C.2cm,3cm,4cm,6cmD.3cm,4cm,6cm,9cm
2.下列说法错误的是( )
A.任意两个矩形都相似
B.任意两个正六边形都相似
C.任意两个正方形都相似
D.有一个角对应相等的菱形相似
3.用配方法解方程3x2+2x﹣1=0,配方后的方程是( )
A.3(x﹣1)2=0B.(x+)2=
C.(x+)2=D.(x+)2=
4.观察表格中数据,一元二次方程x2﹣3x﹣4.6=0的一个近似解为( )
A.﹣1.073B.﹣1.089C.﹣1.117D.﹣1.123
5.在一个不透明的盒子中装有20个黄、白两种颜色的乒乓球,除颜色外其它都相同,小明进行了多次摸球试验,发现摸到白色乒乓球的频率稳定在0.2左右,由此可知盒子中黄色乒乓球的个数可能是( )
A.2个B.4个C.18个D.16个
6.如图所示,在平行四边形纸片上作随机扎针试验,针头扎在阴影区域内的概率为( )
A.B.C.D.
7.如图,AC、BD是四边形ABCD的两条对角线,顺次连接四边形ABCD各边中点得到四边形EFGH,要使四边形EFGH为矩形,应添加的条件是( )
A.AC⊥BDB.AB=CDC.AB∥CDD.AC=BD
8.如图,在菱形ABCD中,直线MN分别交AB、CD、AC于点M、N和O,且AM=CN,连接BO.若∠OBC=65°,则∠DAC为( )
A.65°B.30°C.25°D.20°
9.已知x1,x2是一元二次方程x2﹣x﹣2=0的两个根,则+的值是( )
A.1B.C.﹣1D.﹣
10.如图,已知正方形ABCD的边长为4,P是对角线BD上一点,PE⊥BC于点E,PF⊥CD.于点F,连接AP,EF,给出下列结论:
①PD=PF;
②四边形PECF的周长为8;
③△APD一定是等腰三角形;
④AP=EF.
其中结论正确的有( )
A.1个B.2个C.3个D.4个
二、填空题(每小题3分,共15分)
11.如图,已知l1∥l2∥l3,直线AB分别交l1、l2、l3于A、E、B点,直线CD分别交l1、l2、l3于C、F、D三点,且AE=2,BE=4,则的值为 .
12.已知==(b+d≠0),则的值为 .
13.若一元二次方程的二次项系数为1,常数项为0,它的一个根为2,则该方程为 .
14.小明所在的学校准备在国庆节当天举办一个大型的联欢会,为此小明设计了如图所示的A,B两个转盘和同学们做“配紫色”(红、蓝可配成紫色)的游戏,试问使用这两个转盘可以配成紫色的概率是 .
15.如图,在△ABC中,AB=8cm,∠ABC=30°,点P从A点出发,沿射线AB方向以1cm/s的速度移动,点Q从B点出发,沿射线BC方向以4cm/s的速度移动.如果P、Q两点同时出发,问:经过 秒后△PBQ的面积等于7cm2.
三、解答题(16—18每题6分,19—21每题8分,22—23题10分,24题13分,共75分)
16.用适当的方法解下列方程:3x(x﹣2)=x﹣2.
17.如图,E为平行四边形ABCD的对角线AC上一点,AE:EC=1:3,BE的延长线交CD的延长线于G,交AD于F,求证:BF:FG=1:2.
18.如图,矩形ABCD中,点E在BC上,AE=EC,分别在图1和图2中按要求仅用无刻度的直尺画图.(保留画图痕迹)
(1)在图1中,画出∠DAE的平分线;
(2)在图2中,画出∠AEC的平分线EF,交AD于点F,并说明理由.
19.商店将进货为8元的商品按每件10元售出,每天可销售200件,现在采用提高商品售价减少销售量的办法增加利润,如果这种商品按每件的销售价每提高1元其销售量就减少20件,问应将每件涨价多少元时,才能使每天利润为700元?
20.有五个封装后外观完全相同的纸箱,且每个纸箱内各装有一个西瓜,其中,所装西瓜的重量分别为6kg,6kg,7kg,7kg,8kg.现将这五个纸箱随机摆放.
(1)若从这五个纸箱中随机选1个,则所选纸箱里西瓜的重量为6kg的概率是 ;
(2)若从这五个纸箱中随机选2个,请利用列表或画树状图的方法,求所选两个纸箱里西瓜的重量之和为15kg的概率.
21.已知关于x的一元二次方程x2﹣(m﹣2)x+2m﹣8=0.
(1)求证:方程总有两个实数根.
(2)若方程有一个根是负整数,求正整数m的值.
22.如图,在菱形ABCD中,∠DAB=60°,AB=2,点E为边AB上一个动点,延长BA到点F,使AF=AE,且CF、DE相交于点G.
(1)当点E运动到AB中点时,证明:四边形DFEC是平行四边形;
(2)当CG=2时,求AE的长.
23.[综合与实践]:阅读材料,并解决以下问题.
[学习研究]:北师大版教材九年级上册第39页介绍了我国数学家赵爽在其所著的《勾股圆方图注》中关于一元二次方程的几何解法:以x2+2x﹣35=0为例,构造方法如下:
首先将方程x2+2x﹣35=0变形为x(x+2)=35,然后画四个长为x+2,宽为x的矩形,按如图(1)所示的方式拼成一个“空心”大正方形,则图中大正方形的面积可表示为(x+x+2)2,还可表示为四个矩形与一个边长为2的小正方形面积之和,即4x(x+2)+22=4×35+4,因此,可得新方程:(x+x+2)2=144,∵x表示边长,∴2x+2=12,即x=5,遗憾的是,这样的做法只能得到方程的其中一个正根.
[类比迁移];小明根据赵爽的办法解方程x2+3x﹣4=0,请你帮忙画出相应的图形,将其解答过程补充完整:
第一步:将原方程变形为x2+3x﹣4=0,即x( )=4;
第二步:利用四个面积可用x表示为 的全等矩形构造“空心”大正方形(请在画图区画出示意图,标明各边长),并写出完整的解答过程:
第三步:
[拓展应用],一般地对于形如:x2+ax=b一元二次方程可以构造图2来解,已知图2是由4个面积为3的相同矩形构成,中间围成的正方形面积为4.那么此方程的系数a= ,b= ,求得方程的一个正根为 .
24.综合与实践
问题情境:
在矩形ABCD中,对角线AC、BD交于点O,OE⊥AC交BC于点E,连接AE,F是AE的中点.
探究发现:
(1)如图1,直接写出∠OBF和∠ACB的数量关系: ;
探究拓展:
(2)勤奋小组的同学们在射线FB上任取一点P,将射线OP绕点O逆时针旋转得射线OQ,使∠POQ=∠AEC,与射线BC交于点Q.在如图2中,猜想并证明线段OP与线段OQ之间的数量关系.
探究拓广:
(3)在(2)的条件下,若∠ACB=30°,,当∠COQ=15°时,直接写出FP的长度.
参考答案
一、选择题(每小题3分,共30分)
1.下列各组中的四条线段成比例的是( )
A.1cm,2cm,3cm,4cmB.2cm,3cm,4cm,5cm
C.2cm,3cm,4cm,6cmD.3cm,4cm,6cm,9cm
【分析】根据比例线段的概念,让最小的和最大的相乘,另外两条相乘,看它们的积是否相等即可得出答案.
解:A、∵1×4≠2×3,∴四条线段不成比例,不符合题意;
B、∵2×5≠3×4,∴四条线段不成比例,不符合题意;
C、∵2×6=3×4,∴四条线段成比例,符合题意;
D、∵3×9≠4×6,∴四条线段成比例,不符合题意;
故选:C.
【点评】此题考查了比例线段,理解成比例线段的概念,注意在线段两两相乘的时候,要让最小的和最大的相乘,另外两条相乘,看它们的积是否相等进行判断.
2.下列说法错误的是( )
A.任意两个矩形都相似
B.任意两个正六边形都相似
C.任意两个正方形都相似
D.有一个角对应相等的菱形相似
【分析】根据相似图形的定义,对应的角相等,对应边的比相等对每个命题进行判断.
解:A、任意两个矩形的对应角相等,但对应边的比不一定成比例,所以不一定相似,符合题意;
B、任意两个正六边形的对应角都是60°,对应边的比成比例,所以一定相似,不符合题意;
C、任意两个正方形的对应角都是90°,对应边的比成比例,所以一定相似,不符合题意;
D、一个角对应相等的两个菱形满足满足四个角分别对应相等,四条边对应成比例,所以一定相似,不符合题意.
故选:A.
【点评】本题考查的是相似图形的判定,掌握相似多边形各自的判定方法是解题的关键.
3.用配方法解方程3x2+2x﹣1=0,配方后的方程是( )
A.3(x﹣1)2=0B.(x+)2=
C.(x+)2=D.(x+)2=
【分析】方程整理后,利用完全平方公式配方可得到结果.
解:方程3x2+2x﹣1=0,
变形得:x2+x=,
配方得:x2+x+=,即(x+)2=,
故选:D.
【点评】此题考查了解一元二次方程﹣配方法,熟练掌握完全平方公式是解本题的关键.
4.观察表格中数据,一元二次方程x2﹣3x﹣4.6=0的一个近似解为( )
A.﹣1.073B.﹣1.089C.﹣1.117D.﹣1.123
【分析】根据表格中的数据可得出“当x=﹣1.12时,x2﹣3x=4.61;当x=﹣1.11时,x2﹣3x=4.56.”即可得出结论.
解:当x=﹣1.12时,x2﹣3x=4.61;当x=﹣1.11时,x2﹣3x=4.56.
∴一元二次方程x2﹣3x﹣4.6=0的一个近似解为﹣1.117.
故选:C.
【点评】本题考查了图象法求一元二次方程的近似根,熟练掌握用图象法求一元二次方程的近似根的方法是解题的关键.
5.在一个不透明的盒子中装有20个黄、白两种颜色的乒乓球,除颜色外其它都相同,小明进行了多次摸球试验,发现摸到白色乒乓球的频率稳定在0.2左右,由此可知盒子中黄色乒乓球的个数可能是( )
A.2个B.4个C.18个D.16个
【分析】在同样条件下,大量反复试验时,随机事件发生的频率逐渐稳定在概率附近,可以从比例关系入手,设出未知数列出方程求解.
解:设袋中有黄球x个,由题意得=0.2,
解得x=16.
故选:D.
【点评】本题利用了用大量试验得到的频率可以估计事件的概率.关键是利用黄球的概率公式列方程求解得到黄球的个数.
6.如图所示,在平行四边形纸片上作随机扎针试验,针头扎在阴影区域内的概率为( )
A.B.C.D.
【分析】先根据平行四边形的性质求出对角线所分的四个三角形面积相等,再求出概率即可.
解:∵四边形是平行四边形,
∴对角线把平行四边形分成面积相等的四部分,
利用中心对称图形的性质可得,△AOB≌△COD,
则图中阴影部分面积=S四边形,
∴针头扎在阴影区域内的概率为,
故选:B.
【点评】此题主要考查了几何概率,以及平行四边形的性质,用到的知识点为:概率=相应的面积与总面积之比.
7.如图,AC、BD是四边形ABCD的两条对角线,顺次连接四边形ABCD各边中点得到四边形EFGH,要使四边形EFGH为矩形,应添加的条件是( )
A.AC⊥BDB.AB=CDC.AB∥CDD.AC=BD
【分析】根据三角形中位线定理得到EF=AC,EF∥AC,GH=AC,GH∥AC,EH∥BD,得到四边形EFGH为平行四边形,根据有一个角是直角的平行四边形是矩形解答即可.
解:∵E、F、G、H分别为AB、BC、CD、AD的中点,
∴EF=AC,EF∥AC,GH=AC,GH∥AC,EH∥BD,
∴EF=GH,EF∥GH,
∴四边形EFGH为平行四边形,
当AC⊥BD时,EF⊥EH,则四边形EFGH为矩形,
故选:A.
【点评】本题考查的是中点四边形,掌握三角形中位线定理、矩形的判定定理是解题的关键.
8.如图,在菱形ABCD中,直线MN分别交AB、CD、AC于点M、N和O,且AM=CN,连接BO.若∠OBC=65°,则∠DAC为( )
A.65°B.30°C.25°D.20°
【分析】由全等三角形的性质可证△AOM≌△CON,可得AO=CO,由等腰三角形的性质可得BO⊥AC,即可求解.
解:∵四边形ABCD是菱形,
∴AB∥CD,AB=BC,BC∥AD,
∴∠MAO=∠NCO,∠BCA=∠CAD,
在△AOM和△CON中,
,
∴△AOM≌△CON(AAS),
∴AO=CO,
∵AB=BC,
∴BO⊥AC,
∴∠BCO=90°﹣∠OBC=25°=∠DAC,
故选:C.
【点评】本题考查了菱形的性质,全等三角形的判定和性质,掌握菱形的性质是本题的关键.
9.已知x1,x2是一元二次方程x2﹣x﹣2=0的两个根,则+的值是( )
A.1B.C.﹣1D.﹣
【分析】利用根与系数的关系得到x1+x2=1,x1x2=﹣2,然后利用整体代入的方法计算即可.
解:根据题意得x1+x2=1,x1x2=﹣2,
则+===﹣.
故选:D.
【点评】本题考查了根与系数的关系:若x1,x2是一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的两根时,x1+x2=﹣,x1x2=.
10.如图,已知正方形ABCD的边长为4,P是对角线BD上一点,PE⊥BC于点E,PF⊥CD.于点F,连接AP,EF,给出下列结论:
①PD=PF;
②四边形PECF的周长为8;
③△APD一定是等腰三角形;
④AP=EF.
其中结论正确的有( )
A.1个B.2个C.3个D.4个
【分析】①根据正方形的对角线平分对角的性质,得△DPF是等腰直角三角形,在Rt△DPF中,DP2=DF2+PF2=PF2+PF2=2PF2,即可判断①;②先证明四边形PECF为矩形,根据等腰直角三角形和矩形的性质可得其周长为2BC,即可判断②;③根据P的任意性可以判断△APD不一定是等腰三角形,即可判断③;④四边形PECF为矩形,通过正方形的轴对称性,即可判断④.
解:∵PE⊥BC于点E,PF⊥CD于点F,CD⊥BC,
∴PF∥BC,
∴∠DPF=∠DBC,
∵四边形ABCD是正方形,
∴∠DBC=45°,
∴∠DPF=∠DBC=45°,
∴∠PDF=∠DPF=45°,
∴PF=EC=DF,
在Rt△DPF中,DP2=DF2+PF2=PF2+PF2=2PF2,
∴.
故①正确;
②∵PE⊥BC,PF⊥CD,∠BCD=90°,
∴四边形PECF为矩形,
∴四边形PECF的周长=2CE+2PE=2CE+2BE=2BC=8,
故②正确;
③∵点P是正方形ABCD的对角线BD上任意一点,∠ADP=45°,
∴当∠PAD=45°或67.5°或90°时,△APD是等腰三角形,
除此之外,△APD不是等腰三角形,
故③错误.
④连接PC,
∵四边形PECF为矩形,
∴PC=EF,
∵正方形为轴对称图形,BD所在直线是它的一条对称轴,
∴AP=PC,
∴AP=EF,
故④正确;
综上所述:正确的结论是①②④,共三个;
故选:C.
【点评】此题考查正方形的性质,等腰三角形的判定与性质,勾股定理的运用,熟练掌握正方形的性质和等腰三角形的性质是解题的关键.
二、填空题(每小题3分,共15分)
11.如图,已知l1∥l2∥l3,直线AB分别交l1、l2、l3于A、E、B点,直线CD分别交l1、l2、l3于C、F、D三点,且AE=2,BE=4,则的值为 .
【分析】根据平行线分线段成比例定理即可解决问题.
解:∵l1∥l2∥l3,
∴,
∵AE=2,BE=4,
∴==,
故答案为:.
【点评】本题考查平行线分线段成比例定理,解题的关键是熟练掌握平行线分线段成比例定理,属于中考常考题型.
12.已知==(b+d≠0),则的值为 .
【分析】根据合比的性质即可求解.
解:∵==(b+d≠0),
∴=.
故答案为:.
【点评】本题考查了比例线段,解题的关键是利用比例的基本性质.
13.若一元二次方程的二次项系数为1,常数项为0,它的一个根为2,则该方程为 x2﹣2x=0 .
【分析】直接利用已知要求得出符合题意的方程.
解:由题意可得,该方程的一般形式为:x2﹣2x=0.
故答案为:x2﹣2x=0.
【点评】此题主要考查了一元二次方程的一般形式,正确把握相关定义是解题关键.
14.小明所在的学校准备在国庆节当天举办一个大型的联欢会,为此小明设计了如图所示的A,B两个转盘和同学们做“配紫色”(红、蓝可配成紫色)的游戏,试问使用这两个转盘可以配成紫色的概率是 .
【分析】先画树状图展示所有12种等可能的结果数,再找出可以配成紫色的结果数,然后根据概率公式求解.
解:画树状图为:
共有12种等可能的结果数,其中可以配成紫色的结果数为3,
所以可以配成紫色的概率==.
故答案为.
【点评】本题考查了列表法或树状图法:通过列表法或树状图法展示所有等可能的结果求出n,再从中选出符合事件A或B的结果数目m,然后根据概率公式求出事件A或B的概率.
15.如图,在△ABC中,AB=8cm,∠ABC=30°,点P从A点出发,沿射线AB方向以1cm/s的速度移动,点Q从B点出发,沿射线BC方向以4cm/s的速度移动.如果P、Q两点同时出发,问:经过 1或7或4+ 秒后△PBQ的面积等于7cm2.
【分析】过点Q作QE⊥AB于点E,则QE=BQ,当运动时间为t秒时,AP=t cm,BQ=4t cm,PB=|8﹣t|cm,QE=2t cm,根据△PBQ的面积等于7cm2,即可得出关于t的一元二次方程,解之取其符合题意的值即可得出结论.
解:过点Q作QE⊥AB于点E,则QE=BQ,如图所示.
当运动时间为t秒时,AP=t cm,BQ=4t cm,PB=|8﹣t|cm,QE=2t cm,
依题意得:|8﹣t|•2t=7.
当0<t≤8时,t2﹣8t+7=0,
解得:t1=1,t2=7;
当t>8时,t2﹣8t﹣7=0,
解得:t1=4﹣(不符合题意,舍去),t2=4+.
∴经过1或7或4+秒后,△PBQ的面积等于7cm2.
故答案为:1或7或4+.
【点评】本题考查了一元二次方程的应用,找准等量关系,正确列出一元二次方程是解题的关键.
三、解答题(16—18每题6分,19—21每题8分,22—23题10分,24题13分,共75分)
16.用适当的方法解下列方程:3x(x﹣2)=x﹣2.
【分析】先移项,再利用提公因式法将方程的左边因式分解,继而得出两个关于x的一元一次方程,再进一步求解即可.
解:∵3x(x﹣2)=x﹣2,
∴3x(x﹣2)﹣(x﹣2)=0,
∴(x﹣2)(3x﹣1)=0,
则x﹣2=0或3x﹣1=0,
解得x1=2,x2=.
【点评】本题主要考查解一元二次方程,解一元二次方程常用的方法有:直接开平方法、因式分解法、公式法及配方法,解题的关键是根据方程的特点选择简便的方法.
17.如图,E为平行四边形ABCD的对角线AC上一点,AE:EC=1:3,BE的延长线交CD的延长线于G,交AD于F,求证:BF:FG=1:2.
【分析】由平行四边形的性质证明△ABE∽△CGE,△ABF∽△DGF,得到AB:CG=AE:EC=1:3,进而得到AB=λ,DG=2λ,这是解决该题的关键结论;运用△ABF∽△DGF,列出比例式即可解决问题.
【解答】证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB∥CG,AB=CD(设为λ),
∴△ABE∽△CGE,△ABF∽△DGF,
∴AB:CG=AE:EC=1:3,
∴CG=DG+λ=3λ,DG=2λ;
∵△ABF∽△DGF,
∴BF:FG=AB:DG=λ:(2λ)=1:2.
【点评】该题主要考查了相似三角形的判定及其性质、平行四边形的性质等几何知识点的应用问题;解题的关键是深入观察图形结构,大胆猜测推理,科学求解论证.
18.如图,矩形ABCD中,点E在BC上,AE=EC,分别在图1和图2中按要求仅用无刻度的直尺画图.(保留画图痕迹)
(1)在图1中,画出∠DAE的平分线;
(2)在图2中,画出∠AEC的平分线EF,交AD于点F,并说明理由.
【分析】(1)连接AC,利用AD∥BC得到∠DAC=∠ECA,利用EA=EC得到∠ECA=∠EAC,所以∠DAC=∠EAC,即AC平分∠DAE;
(2)连接BD交AC于点O,延长EO交AD于F,利用等腰三角形的性质可得到EF平分∠AEC.
解:(1)如图1,AC为所作;
(2)如图2,EF为所作;
理由如下:
∵四边形ABCD为矩形,
∴OA=OC,
∵EA=EC,
∴EO平分∠AEC,
即EF平分∠AEC.
【点评】本题考查了作图﹣复杂作图:解决此类题目的关键是熟悉基本几何图形的性质,结合几何图形的基本性质把复杂作图拆解成基本作图,逐步操作.也考查了矩形的性质.
19.商店将进货为8元的商品按每件10元售出,每天可销售200件,现在采用提高商品售价减少销售量的办法增加利润,如果这种商品按每件的销售价每提高1元其销售量就减少20件,问应将每件涨价多少元时,才能使每天利润为700元?
【分析】根据等量关系“每件利润×销量=700”列出方程,解方程即可.
解:设应将每件售价提高x元时,才能使每天利润为700元,
(x+10﹣8)(200﹣20x)=700,
解得:x1=3,x2=5.
答:应将每件售价提高3元或5元时,才能使每天利润为700元.
【点评】此题主要考查了一元二次方程的应用,解题关键是要读懂题目的意思,根据题目给出的条件,找出合适的等量关系,列出方程,再求解.
20.有五个封装后外观完全相同的纸箱,且每个纸箱内各装有一个西瓜,其中,所装西瓜的重量分别为6kg,6kg,7kg,7kg,8kg.现将这五个纸箱随机摆放.
(1)若从这五个纸箱中随机选1个,则所选纸箱里西瓜的重量为6kg的概率是 ;
(2)若从这五个纸箱中随机选2个,请利用列表或画树状图的方法,求所选两个纸箱里西瓜的重量之和为15kg的概率.
【分析】(1)直接由概率公式求解即可;
(2)画树状图,共有20种等可能的结果,其中所选两个纸箱里西瓜的重量之和为15kg的结果有4种,再由概率公式求解即可.
解:(1)若从这五个纸箱中随机选1个,则所选纸箱里西瓜的重量为6kg的概率是,
故答案为:;
(2)画树状图如下:
共有20种等可能的结果,其中所选两个纸箱里西瓜的重量之和为15kg的结果有4种,
∴所选两个纸箱里西瓜的重量之和为15kg的概率为=.
【点评】此题考查的是用树状图法求概率.树状图法可以不重复不遗漏的列出所有可能的结果,适合两步或两步以上完成的事件;解题时要注意此题是放回试验还是不放回试验.用到的知识点为:概率=所求情况数与总情况数之比.
21.已知关于x的一元二次方程x2﹣(m﹣2)x+2m﹣8=0.
(1)求证:方程总有两个实数根.
(2)若方程有一个根是负整数,求正整数m的值.
【分析】(1)先计算根的判别式的值得到Δ=(m﹣6)2≥0,然后根据根的判别式的意义得到结论;
(2)利用求根公式得到x1=m﹣4,x2=2,则m﹣4<0,从而得到正整数m的值.
【解答】(1)证明:∵Δ=(m﹣2)2﹣4(2m﹣8)
=m2﹣12m+36
=(m﹣6)2≥0,
∴方程总有两个实数根;
(2)解:x==,
∴x1=m﹣4,x2=2,
∵方程有一个根是负整数,
∴m﹣4<0,
∴正整数m的值为1或2或3.
【点评】本题考查了根的判别式:一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根与Δ=b2﹣4ac有如下关系:当Δ>0时,方程有两个不相等的实数根;当Δ=0时,方程有两个相等的实数根;当Δ<0时,方程无实数根.
22.如图,在菱形ABCD中,∠DAB=60°,AB=2,点E为边AB上一个动点,延长BA到点F,使AF=AE,且CF、DE相交于点G.
(1)当点E运动到AB中点时,证明:四边形DFEC是平行四边形;
(2)当CG=2时,求AE的长.
【分析】(1)利用平行四边形的判定定理:两边平行且相等的四边形是平行四边形,
(2)利用三角形相似,求出此时FG的长,再借助直角三角形勾股定理求解.
【解答】(1)证明:连接DF,CE,如图所示:
,
∵E为AB中点,
∴AE=AF=AB,
∴EF=AB=CD,
∵四边形ABCD是菱形,
∴EF∥CD,
∴四边形DFEC是平行四边形.
(2)解:作CH⊥BH,设AE=FA=m,如图所示,
,
∵四边形ABCD是菱形,
∴CD∥EF,
∴△CDG∽△FEG,
∴,
∴FG=2m,
在Rt△CBH中,∠CBH=60°,BC=2,
sin60°=,CH=,
cs60°=,BH=1,
在Rt△CFH中,CF=2+2m,CH=,FH=3+m,
CF2=CH2+FH2,
即(2+2m)2=()2+(3+m)2,
整理得:3m2+2m﹣8=0,
解得:m1=,m2=﹣2(舍去),
∴.
【点评】本题主要考查平行四边形的判定,菱形的性质,解题关键是借助锐角三角比和勾股定理求解.
23.[综合与实践]:阅读材料,并解决以下问题.
[学习研究]:北师大版教材九年级上册第39页介绍了我国数学家赵爽在其所著的《勾股圆方图注》中关于一元二次方程的几何解法:以x2+2x﹣35=0为例,构造方法如下:
首先将方程x2+2x﹣35=0变形为x(x+2)=35,然后画四个长为x+2,宽为x的矩形,按如图(1)所示的方式拼成一个“空心”大正方形,则图中大正方形的面积可表示为(x+x+2)2,还可表示为四个矩形与一个边长为2的小正方形面积之和,即4x(x+2)+22=4×35+4,因此,可得新方程:(x+x+2)2=144,∵x表示边长,∴2x+2=12,即x=5,遗憾的是,这样的做法只能得到方程的其中一个正根.
[类比迁移];小明根据赵爽的办法解方程x2+3x﹣4=0,请你帮忙画出相应的图形,将其解答过程补充完整:
第一步:将原方程变形为x2+3x﹣4=0,即x( x+3 )=4;
第二步:利用四个面积可用x表示为 长为x+3,宽为x 的全等矩形构造“空心”大正方形(请在画图区画出示意图,标明各边长),并写出完整的解答过程:
第三步:
[拓展应用],一般地对于形如:x2+ax=b一元二次方程可以构造图2来解,已知图2是由4个面积为3的相同矩形构成,中间围成的正方形面积为4.那么此方程的系数a= ±2 ,b= 3 ,求得方程的一个正根为 1或3 .
【分析】[类比迁移]根据赵爽的办法解答即可;
[拓展应用]根据题意把x2+ax=b,变形为x(x+a)=b,根据图2由4个面积为3的相同矩形构成,中间围成的正方形面积为4,即可得到答案.
解:[类比迁移]
第一步:将原方程变形为x2+3x﹣4=0,即x(x+3)=4;
第二步:利用四个面积可用x表示为长为x+3,宽为x的全等矩形构造“空心”大正方形(请在画图区画出示意图,标明各边长),
画四个长为x+3,宽为x的矩形,按如图所示的方式拼成如图,拼成一个“空心”大正方形,则图中大正方形的面积可表示为(x+x+3)2,还可表示为四个矩形与一个边长为3的小正方形面积之和,即4x(x+3)+32=4×4+9,因此,可得新方程:(x+x+3)2=25,
∵x表示边长,
∴2x+3=5,即x=1,
第三步:方程的一个正根为x=1;
故答案为:x+3;长为x+3,宽为x;
[拓展应用]
∵x2+ax=b,
∴x(x+a)=b,
∴四个小矩形的面积各为b,大正方形的面积是(x+x+a)2,其中它又等于四个矩形的面积加上中间小正方形的面积,即4×b+a2,
∵图2是由4个面积为3的相同矩形构成,中间围成的正方形面积为4,
∴b=3,a2=4,
解得:b=3,a=±2,
当a=2时,(x+x+2)2=4×3+4,2x+2=4,x=1,方程的一个正根为1;
当a=﹣2时,(x+x﹣2)2=4×3+4,2x﹣2=4,x=3,方程的一个正根为3.
综上所述,方程的一个正根为1或3.
故答案为:±2,3,1或3.
【点评】本题考查了一元二次方程的应用,解一元二次方程,能知道系数a,b与各图形面积的关系是解题的关键.
24.综合与实践
问题情境:
在矩形ABCD中,对角线AC、BD交于点O,OE⊥AC交BC于点E,连接AE,F是AE的中点.
探究发现:
(1)如图1,直接写出∠OBF和∠ACB的数量关系: ∠OBF=∠ACB ;
探究拓展:
(2)勤奋小组的同学们在射线FB上任取一点P,将射线OP绕点O逆时针旋转得射线OQ,使∠POQ=∠AEC,与射线BC交于点Q.在如图2中,猜想并证明线段OP与线段OQ之间的数量关系.
探究拓广:
(3)在(2)的条件下,若∠ACB=30°,,当∠COQ=15°时,直接写出FP的长度.
【分析】(1)根据矩形的性质得OA=OC,可得EA=EC,由直角三角形斜边中线的性质得出OB=OC,即:∠ACB=∠OBC,再根据三角形的中位线定理得出OF∥BC,OF=CE,进而得出OF=BF,即可得出结论;
(2)只要证明△BOP≌△COQ(ASA),即可解决问题.
(3)分两种情形:如图2中,当点Q在BC的延长线上时,如图3中,当点Q在线段BC上时,作OH⊥BC于H.分别求解即可解决问题.
解:(1)∠OBF=∠ACB,
证明:如图1中,连接OF.
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠ABC=90°,OA=OC,OB=OC,
∵OE⊥AC,
∴EA=EC,
∵OB=OC,
∴∠ACB=∠OBC,
∵∠ABC=90°,F是AE的中点,
∴BF=EA=EC,
∵OA=OC,F是AE的中点,
∴OF∥BC,OF=CE,
∴OF=BF,∠BOF=∠OBC,
∴∠OBF=∠BOF,
∴∠OBF=∠OBC=∠ACB,
故答案为:∠OBF=∠ACB;
(2)OP=OQ,
证明:如图2中,
∵OC=OB,EA=EC,
∴∠ACB=∠OBC=∠CAE,
∴∠COB=∠AEC,
∵∠POQ=∠AEC,
∴∠COB=∠POQ,
∴∠BOP=∠COQ,
∵∠OBF=∠ACB,
∴∠PBO=∠QCO,
∵OB=OC,
∴△BOP≌△COQ(ASA),
∴OP=OQ.
(3)如图2中,当点Q在BC的延长线上时,
∵∠ACB=30°=∠COQ+∠Q,∠COQ=15°,
∴∠COQ=∠Q=15°,
∴OC=CQ=AC=AB=,
∵△BOP≌△COQ,
∴BP=CQ=,
在Rt△ABE中,AB=,∠AEB=2∠ACB=60°,
∴AE=2,
∵F是AE的中点,
∴BF=AE=1,
∴FP=BF+BP=1+;
如图3中,当点Q在线段BC上时,作OH⊥BC于H.
∵∠COQ=15°,∠ACB=30°,
∴∠OQH=15°+30°=45°,
∴OH=HQ=AB=,
∴CH=,
∴BP=CQ=,
∵BF=1,
∴FP=BF﹣BP=1﹣=,
综上所述,FP的长度为1+或.
【点评】本题属于四边形综合题,考查了矩形的性质,直角三角形斜边中线定理,三角形中位线定理,全等三角形的判定和性质,解直角三角形等知识,解题的关键是正确寻找全等三角形解决问题,学会用分类讨论的思想思考问题,属于中考压轴题.
x
﹣1.13
﹣1.12
﹣1.11
﹣1.10
﹣1.09
﹣1.08
﹣1.07
x2﹣3x
4.67
4.61
4.56
4.51
4.46
4.41
4.35
x
﹣1.13
﹣1.12
﹣1.11
﹣1.10
﹣1.09
﹣1.08
﹣1.07
x2﹣3x
4.67
4.61
4.56
4.51
4.46
4.41
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