上海市民办上宝中学2024-2025学年九年级上学期期中数学试卷
展开这是一份上海市民办上宝中学2024-2025学年九年级上学期期中数学试卷,共32页。试卷主要包含了选择题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
1.(4分)如果x:y=2:3,那么下列各式不成立的是( )
A.=B.=﹣C.=D.=
2.(4分)在比例尺为1:2000的地图上测得A、B两地间的图上距离为5cm,则A、B两地间的实际距离为( )
A.10mB.25mC.100mD.10000m
3.(4分)若两个相似三角形的面积之比为1:4,则它们的最长边的比是( )
A.1:2B.1:4C.1:16D.无法确定
4.(4分)如图,已知抛物线y=x2+bx+c的对称轴为直线x=2,点A,B均在抛物线上,且AB与x轴平行,其中点A的坐标为(0,3),则点B的坐标为( )
A.(2,3)B.(3,2)C.(3,3)D.(4,3)
5.(4分)如图所示,△ABC的顶点是正方形网格的格点,则sinA的值为( )
A.B.C.D.
6.(4分)如图,在菱形ABCD中,AB=AC,点E、F分别为边AB、BC上的点,且AE=BF,连接CE、AF交于点H,连接DH交AC于点O,则下列结论:①△ABF≌△CAE;②∠FHC=∠B;③△AEH∽△DAH;④AE•AD=AH•AF;其中正确的结论个数是( )
A.1个B.2个C.3个D.4个
二、填空题:(本大题共12题,每题4分,满分48分)
7.(4分)cs30°= .
8.(4分)把长度为4cm的线段进行黄金分割,则较长线段的长是 cm.
9.(4分)如果两个相似三角形的对应角平分线之比为1:4,那么它们的周长之比是 .
10.(4分)如果抛物线y=(m﹣1)x2+2mx+1的图象开口向下,那么m的取值范围是 .
11.(4分)将二次函数y=﹣2x2的图象向右平移1个单位,再向下平移2个单位,所得图象的解析式为 .
12.(4分)二次函数y=ax2+bx+c中,函数y与自变量x的部分对应值如表,则m的值为 .
13.(4分)在Rt△ABC中,∠C=90°,∠B=α,AB=2,那么BC= .(结果用α的锐角三角函数表示)
14.(4分)如图,点D、E、F分别是△ABC三边的中点,那么与相等的向量是 .
15.(4分)已知在平面直角坐标系xOy中,抛物线与x轴交于点A(﹣4,0)和点B,与y轴交于点C(0,3),抛物线的对称轴与x轴交于点D.点P是直线AC上方抛物线上一点,过点P作PG⊥x轴,垂足为点G,PG与直线AC交于点H.如果PH=AH,则点P的坐标是 .
16.(4分)如图,在▱ABCD中,点F在边AD上,AF=2FD,直线BF与对角线AC相交于点E,交CD的延长线于点G,如果BE=2,那么EG的长是 .
17.(4分)如图,已知在四边形ABCD中,∠ADC=90°,AB=AD,点E、F分别在线段CD、AD上.如果AE⊥BF,,那么ct∠ABD= .
18.(4分)如图,已知在矩形ABCD中,连接AC,,将矩形ABCD绕点C旋转,使点B恰好落在对角线AC上的点B′处,点A、D分别落在点A′、D′处,边A′B′、A′C分别与边AD交于点M、N,MN﹣AM=5,那么线段MN的长为 .
三、解答题:(本大题共7题,满分78分)
19.(10分)计算:.
20.(10分)如图,在梯形ABCD中,AD∥BC,对角线AC、BD相交于点O,BC=2AD,OD=1.
(1)求BD的长:
(2)如果,,试用、表示向量.
21.(10分)如图所示,BA和CD表示前后两幢楼,按照有感规定两幢楼间的间距不得小于楼的高度,即图中AC大于等于CD,小明想测量一下他家所著AB楼与前面CD楼是否符合规定,于是他在AC间的点M处架了测角仪,测得CD楼顶D的仰角为45°,已知AM=4米,测角仪距地面MN=1.5米.
(1)问:两楼的间距是否符合规定?并说出你的理由;
(2)为了知道前面CD楼的高度,小明又到家里(点P处),用测角仪再次测得CD楼顶D的仰角为α,如果AP=7.5米,sinα=0.6,请你来计算一下CD楼的高度.
22.(10分)如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线M:y=﹣x2+bx+c过点A(2,2)、点B(0,2),顶点为点C,抛物线M的对称轴交x轴于点D.
(1)直接写出抛物线M的表达式和点C的坐标;
(2)点P在x轴上,当△AOP与△ACD相似时,求点P坐标.
23.(12分)已知:如图,在梯形ABCD中,AD∥BC,AB⊥BC,点M在边BC上,且∠MDB=∠ADB,BD2=AD•BC.
(1)求证:BM=CM;
(2)作BE⊥DM,垂足为点E,并交CD于点F.求证:2AD•DM=DF•DC.
24.(12分)已知,如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴正半轴交于A、B两点,与y轴交于点C,直线y=x﹣2经过A、C两点.
(1)直接写出抛物线的解析式;
(2)P为抛物线上一点,若点P关于直线AC的对称点Q落在y轴上,求P点坐标;
(3)现将抛物线平移,保持顶点在直线y=x﹣,若平移后的抛物线与直线y=x﹣2交于M、N两点.
①求:MN的长度;
②结合(2)的条件,直接写出△QMN的周长的最小值 .
25.(14分)如图,已知正方形ABCD,点H是边BC上的一个动点(不与点B、C重合),点E在DH上,满足AE=AB,延长BE交CD于点F.
(1)求:sin∠FED;
(2)点M、N分别是边AB、AD的中点,已知点P在线段MN上,连结AP、BP,此时∠APB=90°,求:ct∠ABP;
(3)连结CE.如果△CEF是以CE为腰的等腰三角形,求∠FBC的正切值.
2024-2025学年上海市闵行区上宝中学九年级(上)期中数学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题:(本大题共6题,每题4分,满分24分)
1.(4分)如果x:y=2:3,那么下列各式不成立的是( )
A.=B.=﹣C.=D.=
【分析】根据比例的基本性质,可分别设出x和y,分别代入各选项进行计算即可得出结果.
【解答】解:设x=2k,y=3k.通过代入计算,
进行约分,A,B,C都正确;
D不能实现约分,故错误.
故选:D.
【点评】此题考查了比例的性质,已知几个量的比值时,常用的解法是:设一个未知数,把题目中的几个量用所设的未知数表示出来,实现约分.
2.(4分)在比例尺为1:2000的地图上测得A、B两地间的图上距离为5cm,则A、B两地间的实际距离为( )
A.10mB.25mC.100mD.10000m
【分析】设A、B两地间的实际距离为xm,根据比例线段得=,然后解方程即可.
【解答】解:设A、B两地间的实际距离为xm,
根据题意得=,
解得x=100.
所以A、B两地间的实际距离为100m.
故选:C.
【点评】本题考查了比例线段:对于四条线段a、b、c、d,如果其中两条线段的比(即它们的长度比)与另两条线段的比相等,如a:b=c:d(即ad=bc),我们就说这四条线段是成比例线段,简称比例线段.
3.(4分)若两个相似三角形的面积之比为1:4,则它们的最长边的比是( )
A.1:2B.1:4C.1:16D.无法确定
【分析】根据相似三角形的性质求出答案即可.
【解答】解:∵两个相似三角形的面积之比为1:4,
∴它们的最长边的比是1:2,
故选:A.
【点评】本题考查了相似三角形的性质,能熟记相似三角形的面积之比等于相似比的平方是解此题的关键.
4.(4分)如图,已知抛物线y=x2+bx+c的对称轴为直线x=2,点A,B均在抛物线上,且AB与x轴平行,其中点A的坐标为(0,3),则点B的坐标为( )
A.(2,3)B.(3,2)C.(3,3)D.(4,3)
【分析】已知抛物线的对称轴为直线x=2,知道A的坐标为(0,3),由函数的对称性知B点坐标.
【解答】解:由题意可知抛物线的y=x2+bx+c的对称轴为直线x=2,
∵点A的坐标为(0,3),且AB与x轴平行,
可知A、B两点为对称点,
∴B点坐标为(4,3)
故选:D.
【点评】本题主要考查二次函数的对称性.
5.(4分)如图所示,△ABC的顶点是正方形网格的格点,则sinA的值为( )
A.B.C.D.
【分析】直接连接DC,得出CD⊥AB,再结合勾股定理以及锐角三角函数关系得出答案
【解答】解:连接DC,
由网格可得:CD⊥AB,
则DC=,AC=,
故sinA=.
故选:D.
【点评】此题主要考查了锐角三角函数关系,正确构造直角三角形是解题关键.
6.(4分)如图,在菱形ABCD中,AB=AC,点E、F分别为边AB、BC上的点,且AE=BF,连接CE、AF交于点H,连接DH交AC于点O,则下列结论:①△ABF≌△CAE;②∠FHC=∠B;③△AEH∽△DAH;④AE•AD=AH•AF;其中正确的结论个数是( )
A.1个B.2个C.3个D.4个
【分析】由菱形ABCD中,AB=AC,易证得△ABC是等边三角形,则可得∠B=∠EAC=60°,由SAS即可证得△ABF≌△CAE,可得∠BAF=∠ACE,EC=AF,由外角性质可得∠FHC=∠B,可判断①②,由点A,H,C,D四点共圆,可得∠AHD=∠ACD=60°,∠ACH=∠ADH=∠BAF,可证△AEH∽△DAH,可判断③,通过证明△AEH∽△CEA,可得,可得AE•AD=AH•AF,可判断④,即可求解.
【解答】解:∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC,
∵AB=AC,
∴AB=BC=AC,
即△ABC是等边三角形,
同理:△ADC是等边三角形
∴∠B=∠EAC=60°,
在△ABF和△CAE中,
,
∴△ABF≌△CAE(SAS);
∴∠BAF=∠ACE,EC=AF,
∵∠FHC=∠ACE+∠FAC=∠BAF+∠FAC=∠BAC=60°,
∴∠FHC=∠B,
故①正确,②正确;
∵∠AHC+∠ADC=120°+60°=180°,
∴点A,H,C,D四点共圆,
∴∠AHD=∠ACD=60°,∠ACH=∠ADH=∠BAF,
∴∠AHD=∠FHC=∠AHE=60°,
∴△AEH∽△DAH,故③正确;
∵∠ACE=∠BAF,∠AEH=∠AEC,
∴△AEH∽△CEA,
∴,
∴AE•AC=AH•EC,
∴AE•AD=AH•AF,
故④正确;
故选:D.
【点评】本题考查了相似三角形的判定与性质,菱形的性质,等边三角形的判定与性质以及全等三角形的判定与性质.此题难度较大,注意数形结合思想的应用.
二、填空题:(本大题共12题,每题4分,满分48分)
7.(4分)cs30°= .
【分析】根据特殊角的三角函数值即可求解.
【解答】解:cs30°=.
故答案为:.
【点评】考查了特殊角的三角函数值,是基础题目,比较简单.
8.(4分)把长度为4cm的线段进行黄金分割,则较长线段的长是 (2﹣2) cm.
【分析】根据黄金分割的定义得到较长线段的长=×4,然后进行二次根式的运算即可.
【解答】解:较长线段的长=×4=(2﹣2)cm.
故答案为.
【点评】本题考查了黄金分割:把线段AB分成两条线段AC和BC(AC>BC),且使AC是AB和BC的比例中项(即AB:AC=AC:BC),叫做把线段AB黄金分割,点C叫做线段AB的黄金分割点,其中AC=AB≈0.618AB,并且线段AB的黄金分割点有两个.
9.(4分)如果两个相似三角形的对应角平分线之比为1:4,那么它们的周长之比是 1:4 .
【分析】直接根据相似三角形的性质进行解答.
【解答】解:∵两个相似三角形的对应角平分线之比为1:4,
∴那么它们的周长之比是1:4.
故答案为:1:4.
【点评】本题考查的是相似三角形的性质,即相似三角形对应边的比、对应角平分线的比、周长的比等于相似比.
10.(4分)如果抛物线y=(m﹣1)x2+2mx+1的图象开口向下,那么m的取值范围是 m<1 .
【分析】根据二次函数的性质可知,当抛物线开口向下时,二次项系数m﹣1<0,然后解一元一次不等式即可求出m的取值范围.
【解答】解:∵抛物线y=(m﹣1)x2+2mx+1的图象开口向下,
∴m﹣1<0,
解得:m<1.
故答案为:m<1.
【点评】本题主要考查了二次函数的图象与性质,明确二次函数图象的开口方法有二次项系数决定是解题的基础.
11.(4分)将二次函数y=﹣2x2的图象向右平移1个单位,再向下平移2个单位,所得图象的解析式为 y=﹣2(x﹣1)2﹣2 .
【分析】根据“左加右减,上加下减”的法则即可得出结论.
【解答】解:二次函数y=﹣2x2的图象向右平移1个单位,再向下平移2单位后,所得二次函数的解析式为y=﹣2(x﹣1)2﹣2.
故答案为:y=﹣2(x﹣1)2﹣2.
【点评】本题考查的是二次函数的图象与几何变换,熟知“上加下减,左加右减”的法则是解答此题的关键.
12.(4分)二次函数y=ax2+bx+c中,函数y与自变量x的部分对应值如表,则m的值为 ﹣1 .
【分析】利用待定系数法求出二次函数的解析式,即可求解.
【解答】解:把点(﹣2,7)(﹣1,2),(0,﹣1)代入y=bx+c,得:
,
解得:,
∴二次函数的解析式为y=x2﹣2x﹣1,
当x=2时,y=m=22﹣2×2﹣1=﹣1.
故答案为:﹣1.
【点评】本题主要考查了求二次函数的性质,二次函数图象上点的坐标特征,熟练掌握用待定系数法求出二次函数的解析式的方法是解题的关键.
13.(4分)在Rt△ABC中,∠C=90°,∠B=α,AB=2,那么BC= 2csα .(结果用α的锐角三角函数表示)
【分析】根据余弦的定义可得BC=AB•csB=2csα.
【解答】解:在Rt△ABC中,∠C=90°,∠B=α,AB=2,
∵csB=,
∴BC=AB•csB=2csα.
故答案为:2csα.
【点评】本题主要考查了锐角三角函数的定义,熟练掌握锐角三角函数的定义是关键.
14.(4分)如图,点D、E、F分别是△ABC三边的中点,那么与相等的向量是 和 .
【分析】由点D、E、F分别是△ABC三边的中点,根据三角形中位线的性质,即可得DF∥AC,DF=CE=EA=CA,从而可得与相等的向量.
【解答】解:∵D、F分别是BC、BA的中点,
∴DF是△ABC的中位线,
∴DF∥AC,DF=CE=EA=CA,
故与相等的向量是和.
故答案为:和.
【点评】本题考查了向量及三角形的中位线定理,属于基础题,解答本题的关键是熟练掌握三角形中位线的性质及向量相等的含义.
15.(4分)已知在平面直角坐标系xOy中,抛物线与x轴交于点A(﹣4,0)和点B,与y轴交于点C(0,3),抛物线的对称轴与x轴交于点D.点P是直线AC上方抛物线上一点,过点P作PG⊥x轴,垂足为点G,PG与直线AC交于点H.如果PH=AH,则点P的坐标是 .
【分析】用待定系数法可得,由A(﹣4,0),C(0,3)可得直线AC解析式为,,设,可得,由△AHG∽△ACO,可得,故,即可解得P点坐标.
【解答】解:把A(﹣4,0),C(0,3)代入得:
,
解得,
∴;
如图:
设直线AC解析式为y=px+q,由A(﹣4,0),C(0,3)可得:
,
解得,
∴直线AC解析式为,
,
设,则,
∴,,
∵∠HAG=∠CAO,∠AGH=90°=∠AOC,
∴△AHG∽△ACO,
∴,
即,
∴,
∵PH=AH,
∴,
解得或m=﹣4(与A重合,舍去),
∴,
故答案为:.
【点评】本题考查抛物线与x轴的交点,一次函数图象上点的坐标特征,二次函数的综合应用,涉及待定系数法,相似三角形的判定与性质,解题的关键是掌握相似三角形的判定定理.
16.(4分)如图,在▱ABCD中,点F在边AD上,AF=2FD,直线BF与对角线AC相交于点E,交CD的延长线于点G,如果BE=2,那么EG的长是 3 .
【分析】由平行四边形的性质得AD∥BC,AD=BC,再证△AEF∽△CEB,求出EF的长,然后证△GFD∽△GBC,求出GF的长,即可解决问题.
【解答】解:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BC,AD=BC,
∵AF=2FD,
∴AF=AD=BC,DF=AD=BC,
∵AD∥BC,
∴△AEF∽△CEB,
∴==,
∴EF=EB=×2=,
∵AD∥BC,
∴△GFD∽△GBC,
∴==,
即=,
解得:GF=,
∴EG=EF+GF=+=3,
故答案为:3.
【点评】本题考查了相似三角形的判定与性质以及平行四边形的性质,熟练掌握平行四边形的性质和相似三角形的性质,求出EF和GF的长是解题的关键.
17.(4分)如图,已知在四边形ABCD中,∠ADC=90°,AB=AD,点E、F分别在线段CD、AD上.如果AE⊥BF,,那么ct∠ABD= .
【分析】过B作BG⊥AD于G,交AE于点H,证明△BGF∽△ADE,即可得,设BG=2t,则AB=AD=3t,由勾股定理可得,最后求出ct∠ABD的值即可.
【解答】解:如图,过B作BG⊥AD于G,交AE于点H,
∵BG⊥AD,AE⊥BF,
∴∠BOA=∠BGA=90°,
∵∠BHO=∠AHG,
∴∠GBF=∠DAE,
又∵∠BGF=∠ADE.
∴△BGF∽△ADE.
∴,
设BG=2t,则AB=AD=3t,
∴,
∴,
∵AB=AD,
∴∠ABD=∠ADB,
∴.
故答案为:.
【点评】本题考查等腰三角形的性质,相似三角形的判定与性质,解直角三角形,勾股定理,解题的关键是作辅助线,构造相似三角形解决问题.
18.(4分)如图,已知在矩形ABCD中,连接AC,,将矩形ABCD绕点C旋转,使点B恰好落在对角线AC上的点B′处,点A、D分别落在点A′、D′处,边A′B′、A′C分别与边AD交于点M、N,MN﹣AM=5,那么线段MN的长为 15 .
【分析】连接BD,作A′E⊥AD于E,设AB=CD=3x,AD=BC=4x,则AC=5x,由旋转的性质可得:B′C=BC=4x,A′B′=AB=3x,∠A′B′C=∠ABC=90°,证明△B′AM∽△DAC,得出,由勾股定理得出,推出,证明△AMB′∽△A′ME,求出,,得到,证明△A′EN∽△CDN,得出,求出,结合MN﹣AM=5得到关于x的方程,求出x的值即可得解.
【解答】解:如图,连接BD,作A′E⊥AD于E,
∵四边形ABCD为矩形,
∴∠BAD=∠ADC=∠ABC=90°,AB=CD,AD=BC,
∵,
∴设AB=3x,AD=4x,
∴AB=CD=3x,AD=BC=4x,
∴,
由旋转的性质可得:B′C=BC=4x,A′B′=AB=3x,∠A′B′C=∠ABC=90°,
∴AB′=AC﹣B′C=x,∠AB′M=180°﹣∠A′B′C=90°,
∵∠B′AM=∠DAC,
∴△B′AM∽△DAC,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵A′E⊥AD,
∴∠A′EM=∠AB′M=90°,
∵∠AMB′=∠A′ME,
∴△AMB′∽△A′ME,
∴,
∴,,
∴,
∵∠A′EN=∠CDN=90°,∠A′NE=∠CND,
∴△A′EN∽△CDN,
∴,
∴,
∴,
∵MN﹣AM=5,
∴,
∴x=8,
∴,
故答案为:15.
【点评】本题考查了旋转的性质,矩形的性质、解直角三角形,熟练掌握以上知识点并灵活运用是解此题的关键.
三、解答题:(本大题共7题,满分78分)
19.(10分)计算:.
【分析】先将各个特殊角度的锐角三角函数值化简,再进行计算即可.
【解答】解:原式=
=
=
=0.
【点评】本题考查了实数的运算,零指数幂,特殊角的三角函数值,掌握相应的运算法则是关键.
20.(10分)如图,在梯形ABCD中,AD∥BC,对角线AC、BD相交于点O,BC=2AD,OD=1.
(1)求BD的长:
(2)如果,,试用、表示向量.
【分析】(1)由题意可得△AOD∽△COB,则,即可得OB=2,根据BD=OB+OD可得答案.
(2)由题意得,=,则=,由(1)知,OB=,进而可得答案.
【解答】解:(1)∵AD∥BC,
∴∠DAO=∠BCO,∠ADO=∠CBO,
∴△AOD∽△COB,
∴,
∵OD=1,
∴OB=2,
∴BD=OB+OD=3.
(2)∵,BC=2AD,
∴=,
∴=,
由(1)知,OB=,
∴==.
【点评】本题考查平面向量、相似三角形的判定与性质,熟练掌握三角形法则、相似三角形的判定与性质是解答本题的关键.
21.(10分)如图所示,BA和CD表示前后两幢楼,按照有感规定两幢楼间的间距不得小于楼的高度,即图中AC大于等于CD,小明想测量一下他家所著AB楼与前面CD楼是否符合规定,于是他在AC间的点M处架了测角仪,测得CD楼顶D的仰角为45°,已知AM=4米,测角仪距地面MN=1.5米.
(1)问:两楼的间距是否符合规定?并说出你的理由;
(2)为了知道前面CD楼的高度,小明又到家里(点P处),用测角仪再次测得CD楼顶D的仰角为α,如果AP=7.5米,sinα=0.6,请你来计算一下CD楼的高度.
【分析】(1)过点N作NG⊥DC于点G,在Rt△DNG中,由∠DNG=45°得到NG=DG,比较AM+NG与DG+GC即可;
(2)延长DP,GN交于H,由sinα=0.6,可得tanα=,由正切函数可求得HJ,设NG=DG=x,则HG=8+4+x=12+x,tanα=,列方程可求得结论.
【解答】解:(1)过点N作NG⊥DC于点G,
在Rt△DNG中,∵∠DNG=45°
∴NG=DG,
∵AC=AM+NG,DC=DG+GC,AM=4m,MN=1.5m,
AC>DC,
∴两楼的间距符合规定;
(2)延长DP,GN交于H,
则∠H=α,PJ=AP﹣MN=7.5m﹣1.5m=6m,
∵sinα=0.6,
∴tanα=,
∴HJ==8m,
设NG=DG=x,则HG=8+4+x=12+x,
∵tanα=,
∴=,
解得+x=36,即DG=36m,
∴DC=DG+GC=36+1.5=37.5(米),
∴CD楼的高度为37.5米.
【点评】本题考查了解直角三角形的应用,题目中涉及到了仰俯角和坡度角的问题,解答本题的关键是根据仰角构造直角三角形,利用三角函数的知识求解.
22.(10分)如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线M:y=﹣x2+bx+c过点A(2,2)、点B(0,2),顶点为点C,抛物线M的对称轴交x轴于点D.
(1)直接写出抛物线M的表达式和点C的坐标;
(2)点P在x轴上,当△AOP与△ACD相似时,求点P坐标.
【分析】(1)由待定系数法即可求解;
(2)当△OAP∽△CAD时,则,即,即可求解;当△OAP∽△CDA时,同理可解.
【解答】解:(1)由题意得:
,
解得:,
∴抛物线的表达式为y=﹣x2+2x+2,
∵y=﹣x2+2x+2=﹣(x﹣1)2+3,
∴顶点C(1,3);
(2)由(1)知,y=﹣x2+2x+2=﹣(x﹣1)2+3,
又∵抛物线M的对称轴交x轴于点D,如图,
∴点D(1,0),
∵A(2,2)、B(0,2),C(1,3),D(1,0),
∴,CD=3,,,∠AOD=∠DCA=45°,
又∵△AOP与△ACD相似,
∴点O与点C对应,
分两种情况讨论:
当△OAP∽△CAD时,
则,即,
解得:OP=6,
即点P(6,0);
当△OAP∽△CDA时,
则,即,
解得:,
则点,
综上,点P的坐标为或(6,0).
【点评】本题考查的是二次函数综合运用,涉及到待定系数法求二次函数解析式,二次函数图象性质,相似三角形的判定性质等知识,熟练运用分类讨论的思想解决问题是解题的关键.
23.(12分)已知:如图,在梯形ABCD中,AD∥BC,AB⊥BC,点M在边BC上,且∠MDB=∠ADB,BD2=AD•BC.
(1)求证:BM=CM;
(2)作BE⊥DM,垂足为点E,并交CD于点F.求证:2AD•DM=DF•DC.
【分析】(1)首先证明BM=DM,再根据已知条件证明△ADB∽△DBC,由相似的性质可得∠BDC=∠A=90°,进而证明DM=CM,所以BM=CM;
(2)由(1)可知M是BC的中点,所以DM是三角形BDC斜边上的中线,由直角三角形的性质可知BC=2DM,证明Rt△DFB∽Rt△DBC可得,所以BD2=DF•DC,又因为BD2=AD•BC,所以BD2=AD•BC=AD•(2DM)=2AD•DM.
【解答】证明:(1)∵AD∥BC,AB⊥BC,∠MDB=∠ADB,
∴∠ADB=∠DBC=∠MDB,∠A=90°,
∴BM=DM,
又∵BD2=AD•BC,即,
∴△ADB∽△DBC,
∴∠BDC=∠A=90°,
∴∠C=∠MDC=90°﹣∠DBC,
∴DM=CM,
∴BM=CM,
(2)∵∠MDC+∠DFB=90°,
∴∠DFB=∠DBC,
∴Rt△DFB∽Rt△DBC,
∴,
∴DF•DC=BD2
∵BD2=AD•BC=AD•(2DM)=2AD•DM,
∴2AD•DM=DF•DC.
【点评】本题考查了梯形的性质、直角三角形的性质、相似三角形的判定和性质以及比例式的证明,题目的综合性很强,难度不小.
24.(12分)已知,如图,抛物线y=x2+bx+c与x轴正半轴交于A、B两点,与y轴交于点C,直线y=x﹣2经过A、C两点.
(1)直接写出抛物线的解析式;
(2)P为抛物线上一点,若点P关于直线AC的对称点Q落在y轴上,求P点坐标;
(3)现将抛物线平移,保持顶点在直线y=x﹣,若平移后的抛物线与直线y=x﹣2交于M、N两点.
①求:MN的长度;
②结合(2)的条件,直接写出△QMN的周长的最小值 4+2 .
【分析】(1)求出A,C点的坐标,再将点坐标代入y=x2+bx+c,即可得解;
(2)先求出∠OCA=45°,再由对称性可知PC⊥y轴,即可求出点P的纵坐标,最后利用二次函数的解析式求出结果;
(3)①先求出平移后的抛物线,再利用(x﹣m)2+m﹣=x﹣2,得出x1+x2=2m﹣4,x1•x2=m2﹣4m+3,最后利用两点间的距离公式求解即可;
②作KQ⊥MN,连接MK,MP,先求出KM+MP的最小值,即KP的长,最后根据△QMN的周长的最小值,即KQ+KP,得解.
【解答】解:(1)在y=x﹣2中,令y=0,得x=2,令x=0,得y=﹣2,
∴A(2,0),C(0,﹣2);
抛物线y=x2+bx+c与x轴正半轴交于A、B两点,与y轴交于点C,将A,C点坐标代入得:
,
解得,
∴抛物线的解析式为:y=x2+x﹣2;
(2)如图,
∵OA=OC=2,
∴∠OCA=45°,
∵点P关于AC的对称点Q在y轴上,
∴∠OCA=∠PCA=45°,
∴PC⊥y轴,
∴点P的纵坐标为﹣2,
令x2+x﹣2=﹣2,
解得x=6或x=0(舍去),
∴P(6,﹣2);
(3)①设平移后的抛物线的顶点为(m,m﹣),
∴平移后的抛物线的解析式为:y=(x﹣m)2+m﹣,
令(x﹣m)2+m﹣=x﹣2,
整理得x2+(4﹣2m)x+m2﹣4m+3=0,
设M(x1,y1),N(x2,y2),
∴x1+x2=2m﹣4,x1•x2=m2﹣4m+3,
∴MN====2,
∴MN的长度为2;
②如图,作KQ∥MN,并令KQ=MN,连接MK,MP,由题可知,P(6,﹣2),Q(0,4),KQ=MN=2,则只需要求QM+QN的最小值即可.
∵KQ∥MN,KQ=MN,
∴KM=QN即KM+MP的最小值,即KP的长,
∴K(﹣2,2),
∴KP=4,
∴△QMN的周长的最小值为4+2.
故答案为:4+2.
【点评】本题属于二次函数综合题,主要考查了二次函数的图象与性质,抛物线的平移,待定系数法求函数解析式,掌握二次函数的图象及性质,轴对称的性质,正确作出图形是解题关键.
25.(14分)如图,已知正方形ABCD,点H是边BC上的一个动点(不与点B、C重合),点E在DH上,满足AE=AB,延长BE交CD于点F.
(1)求:sin∠FED;
(2)点M、N分别是边AB、AD的中点,已知点P在线段MN上,连结AP、BP,此时∠APB=90°,求:ct∠ABP;
(3)连结CE.如果△CEF是以CE为腰的等腰三角形,求∠FBC的正切值.
【分析】(1)由正方形的性质得 AB=AD,∠BAD=90°,则AE=AD=AB,所以∠AEB=∠ABE,∠AED=∠ADE,则2∠AEB+2∠ADE+90°=360°,所以∠AEB+∠ADE=135°,进而得到∠FED=45°,即可得到sin∠FED的值;
(2)连接AC交MN于点O,作ME⊥AP,MF⊥BP,设正方形ABCD的边长为2,
根据题意可得到,△MAN为等腰直角三角形,所以AM=AN=1,由直角三角形中线的性质可得AM=MP=BM=1,在Rt△AOM中,由勾股定理得:,可求出,在Rt△AOP中,由勾股定理求出,进而得到,在Rt△AEM中,由勾股定理求出,由平行线的性质得到∠AME=∠ABP,从而得到,代入即可得到答案;
(3)分两种情况:①FE=CE,则∠EFC=∠ECF,可推出∠EBC=∠ECB,所以BE=CE=FE,作EL⊥AD于点L,可证明AL=DL,所以AE=DE=AD,则∠EAD=60°,可求得∠CBF=15°,在BC上取一点K,连接FK,使FK=BK,则∠CKF=∠KFB+∠CBF=30°,所以FK=BK=2CF,,;②CF=CE,则∠CEF=∠CFE,可证明点E在正方形ABCD的对角线AC上,则∠BAE=∠DAE=45°,求得∠ABE=∠ADE=67.5°,则∠CBF=∠CDP=22.5°,进而证明△BCF≌△DCP(ASA),得到CF=CP,可证明∠PFB=∠CBF=22.5°,则,即可求得.
【解答】解:(1)∵四边形ABCD为正方形,AE=AB,
∴AB=AD,∠BAD=90°,
∴AE=AD,
∴∠AEB=∠ABE,∠AED=∠ADE,
∵∠AEB+∠ABE+∠AED+∠ADE+∠BAD=360°,
∴2∠AEB+2∠AED+90°=360°,
∴∠AEB+∠AED=135°,
∴∠BED=135°,
∴∠FED=180°﹣135°=45°,
∴.
(2)由题可得,连接AC交MN于点O,作ME⊥AP,MF⊥BP,如图:
设正方形ABCD的边长为2,
∵点M、N分别是边AB、AD的中点,
∴△MAN为等腰直角三角形,
∴AM=AN=1,∠AMO=45°,
∵∠APB=90°,
∴AM=MP=BM=1,
∵∠AMO=∠MAO=45°,
∴AO⊥MN,
∴在Rt△AOM中,由勾股定理得:,
∴,
在Rt△AOP中,由勾股定理得:,
∴,
在Rt△AEM中,由勾股定理得:,
∵ME⊥AP,AP⊥BP,
∴∠AME=∠ABP,
∴.
(3)由题可得,①当△CEF是等腰三角形,且FE=CE,如图:
∴∠EFC=∠ECF,
∵∠BCF=90°,
∴∠EBC+∠EFC=90°,∠ECB+∠ECF=90°,
∴∠EBC=∠ECB,
∴BE=CE=FE,
作EL⊥AD于点L,则∠ELD=∠BAD=90°,
∴EL∥AB∥CD,
∴,
∴AL=DL,
∴AE=DE=AD,
∴∠EAD=60°,
∴∠BAE=90°﹣60°=30°,
∴,
∴∠CBF=90°﹣75°=15°,
在BC上取一点K,连接FK,使FK=BK,则∠KFB=∠CBF=15°,
∴∠CKF=∠KFB+∠CBF=15°+15°=30°,
∴FK=BK=2CF,
∴,
∴,
∴,
②△CEF是等腰三角形,且CF=CE,如图:
∴∠CEF=∠CFE,
∵CD∥AB,
∴∠CFE=∠ABE=∠AEB,
∴∠CEF=∠AEB,
∴∠CEB+∠AEB=∠CEB+∠CEF=180°,
∴点E在正方形ABCD的对角线AC上,
∵AB=AD=BC=CD,∠ABC=∠ADC=∠BCD=90°,
∴∠BAE=∠DAE=∠BCA=∠DCA=45°,
∴,
∴∠CBF=∠CDP=90°﹣67.5°=22.5°,
∵CB=CD,∠BCF=∠DCP,
∴△BCF≌△DCP(ASA),
∴CF=CP,
∴∠CPF=∠CFP=45°,
∴∠PFB=∠CPF﹣∠CBF=45°﹣22.5°=22.5°,
∴∠PFB=∠CBF,
∴,
∴,
∴,
综上所述:∠FBC的正切值为或.
【点评】本题考查正方形的性质,等腰直角三角形的性质,全等三角形的判定与性质,等边三角形的性质,三角形内角和定理,平行线分线段成比例定理,勾股定理,锐角三角函数与解直角三角形,数形结合与分类讨论数学思想的运用等知识与方法,熟练掌握正方形的性质,等腰直角三角形的性质,全等三角形的判定与性质,锐角三角函数和数形结合是解题的关键.
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