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2020年(广东)中考数学压轴题专题训练 解析版
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2020年(广东)中考数学压轴题专题训练
1.如图,AB为⊙O的直径,P为BA延长线上一点,点C在⊙O上,连接PC,D为半径OA上一点,PD=PC,连接CD并延长交⊙O于点E,且E是的中点.
(1)求证:PC是⊙O的切线;
(2)求证:CD•DE=2OD•PD;
(3)若AB=8,CD•DE=15,求PA的长.
2.已知:矩形ABCD内接于⊙O,连接BD,点E在⊙O上,连接BE交AD于点F,∠BDC+45°=∠BFD,连接ED.
(1)如图1,求证:∠EBD=∠EDB;
(2)如图2,点G是AB上一点,过点G作AB的垂线分别交BE和BD于点H和点K,若HK=BG+AF,求证:AB=KG;
(3)如图3,在(2)的条件下,⊙O上有一点N,连接CN分别交BD和AD于点M和点P,连接OP,∠APO=∠CPO,若MD=8,MC=3,求线段GB的长.
3.如图,AB是⊙O的直径,CD⊥AB,交⊙O于C、D两点,交AB点E、F是弧BD上一点,过点F作一条直线,交CD的延长线于点G,交AB的延长线于点M.连结AF,交CD于点H,GF=GH.
(1)求证:MG是⊙O的切线;
(2)若弧AF=弧CF,求证:HC=AC;
(3)在(2)的条件下,若tanG=,AE=6,求GM的值.
4.如图,已知AC是半径为2的⊙O的一条弦,且AC=2,点B是⊙O上不与A、C重合的一个动点,
(1)请计算△ABC的面积的最大值;
(2)当点B在优弧上,∠BAC>∠ACB时,∠ABC的平分线交AC于D,且OD⊥BD,请计算AD的长;
(3)在(2)条件下,请探究线段AB、BC、BD之间的数量关系.
5.如图,△ABC为⊙O的内接三角形,BC为⊙O的直径,在线段OC上取点D(不与端点重合),作DG⊥BC,分别交AC、圆周于E、F,连接AG,已知AG=EG.
(1)求证:AG为⊙O的切线;
(2)已知AG=2,填空:
①当四边形ABOF是菱形时,∠AEG= °;
②若OC=2DC,△AGE为等腰直角三角形,则AB= .
6.如图,△ABC内接于⊙O,AB=AC,AD是⊙O的弦,AD=BC,AD与BC相交于点 E.
(1)求证:CB平分∠ACD;
(2)过点B作BG⊥AC于G,交AD于点F.
①猜想AC、AG、CD之间的数量关系,并且说明理由;
②若S△ABG=S△ACD,⊙O的半径为15,求DF的长.
7.如图,点P在y轴的正半轴上,⊙P交x轴于B、C两点,交y轴于点A,以AC为直角边作等腰Rt△ACD,连接BD分别交y轴和AC于E、F两点,连接AB.
(1)求证:AB=AD;
(2)若BF=4,DF=6,求线段CD的长;
(3)当⊙P的大小发生变化而其他条件不变时,的值是否发生变化?若不发生变化,请求出其值;若发生变化,请说明理由.
8.如图,在△ABC中,∠ACB=90°,点D在BC边上(不包括端点B,C),过A,C,D三点的⊙O交AB于另一点E,连结AD,DE,CE,且CE⊥AD于点G,过点C作CF∥DE交AD于点F,连结EF.
(1)求证:四边形DCFE是菱形;
(2)当tan∠AEF=,AC=4时,求⊙O的直径长.
9.如图,抛物线y=x2+mx+n与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,若A(﹣1,0),且OC=3OA.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点M为抛物线上第四象限内一动点,顺次连接AC,CM,MB,是否存在点M,使四边形MBAC的面积为9,若存在,求出点M的坐标,若不存在,请说明理由.
(3)将直线BC沿x轴翻折交y轴于N点,过B点的直线l交y轴、抛物线分别于D、E,且D在N的上方,将A点绕O顺时针旋转90°得M,若∠NBD=∠MBO,试求E的的坐标.
10.已知:如图,直线y=﹣x﹣3交坐标轴于A、C两点,抛物线y=x2+bx+c过A、C两点,
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点P为抛物线位于第三象限上一动点,连接PA,PC,试问△PAC的面积是否存在最大值,若存在,请求出△APC面积的最大值,以及此时点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)点M为抛物线上一点,点N为抛物线对称轴上一点,若△NMC是以∠NMC为直角的等腰直角三角形,请直接写出点M的坐标.
11.如图,二次函数y=a(x2+2mx﹣3m2)(其中a,m是常数a<0,m>0)的图象与x轴分别交于A、B(点A位于点B的右侧),与y轴交于点C(0,3),点D在二次函数的图象上,CD∥AB,连结AD.过点A作射线AE交二次函数的图象于点E,AB平分∠DAE.
(1)求a与m的关系式;
(2)求证:为定值;
(3)设该二次函数的图象的顶点为F.探索:在x轴的正半轴上是否存在点G,连结GF,以线段GF、AD、AE的长度为三边长的三角形是直角三角形?如果存在,只要找出一个满足要求的点G即可,并用含m的代数式表示该点的横坐标;如果不存在,请说明理由.
12.如图,抛物线y=ax2+4ax+与x轴交于点A、B(A在B的左侧),过点A的直线y=kx+3k交抛物线于另一点 C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)连接BC,过点B作BD⊥BC,交直线AC于点D,若BC=5BD,求k的值;
(3)将直线y=kx+3k向上平移4个单位,平移后的直线交抛物线于E、F两点,求△AEF的面积的最小值.
13.如图1,二次函数y=﹣x2+x+3的图象交x轴于A、B两点(点A在点B的左侧),交y轴于C点,连结AC,过点C作CD⊥AC交AB于点D.
(1)求点D的坐标;
(2)如图2,已知点E是该二次函数图象的顶点,在线段AO上取一点F,过点F作FH⊥CD,交该二次函数的图象于点H(点H在点E的右侧),当五边形FCEHB的面积最大时,求点H的横坐标;
(3)如图3,在直线BC上取一点M(不与点B重合),在直线CD的右上方是否存在这样的点N,使得以C、M、N为顶点的三角形与△BCD全等?若存在,请求出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
14.如图,已知二次函数y=ax2﹣8ax+6(a>0)的图象与x轴分别交于A、B两点,与y轴交于点C,点D在抛物线的对称轴上,且四边形ABDC为平行四边形.
(1)求此抛物线的对称轴,并确定此二次函数的表达式;
(2)点E为x轴下方抛物线上一点,若△ODE的面积为12,求点E的坐标;
(3)在(2)的条件下,设抛物线的顶点为M,点P是抛物线的对称轴上一动点,连接PE、EM,过点P作PE的垂线交抛物线于点Q,当∠PQE=∠EMP时,求点Q到抛物线的对称轴的距离.
15.如图,已知抛物线y=a(x+2)(x﹣4)(a为常数,且a>0)与x轴从左至右依次交于A,B两点,与y轴交于点C,经过点B的直线y=﹣x+与抛物线的另一交点为D,且点D的横坐标为﹣5.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)该二次函数图象上有一点P(x,y)使得S△BCD=S△ABP,求点P的坐标;
(3)设F为线段BD上一点(不含端点),连接AF,求2AF+DF的最小值.
16.二次函数y=x2﹣x﹣与x轴分别交于A、B两点,与y轴交于点C,点D为抛物线的顶点,连接BD.
(1)如图1,点P为抛物线上的一点,且在线段BD的下方(包括线段的端点),连接PA,PC,AC.求△PAC的最大面积;
(2)如图2,直线l1过点B、D.过点A作直线l2∥l1交y轴于点E,连接点A、E,得到△OAE,将△OAE绕着原点O顺时针旋转α°(0<α<180)得到△OA1E1,旋转过程中直线OE1与直线l1交于点M,直线A1E1与直线l1交于点N.当△E1MN为等腰三角形时,直接写出点E1的坐标并写出相应的α值.
17.如图,在平面直角坐标系中,四边形ABCD是平行四边形,点A、B在x轴上,点C、D在第二象限,点M是BC中点.已知AB=6,AD=8,∠DAB=60°,点B的坐标为(﹣6,0).
(1)求点D和点M的坐标;
(2)如图①,将▱ABCD沿着x轴向右平移a个单位长度,点D的对应点D′和点M的对应点M′恰好在反比例函数y=(x>0)的图象上,请求出a的值以及这个反比例函数的表达式;
(3)如图②,在(2)的条件下,过点M,M′作直线l,点P是直线l上的动点,点Q是平面内任意一点,若以B′,C′,P、Q为顶点的四边形是矩形,请直接写出所有满足条件的点Q的坐标.
18.如图,过原点的直线y1=mx(m≠0)与反比例函数y2=(k<0)的图象交于A、B两点,点A在第二象限,且点A的横坐标为﹣1,点D在x轴负半轴上,连接AD交反比例函数图象于另一点E,AC为∠BAD的平分线,过点B作AC的垂线,垂足为C,连接CE,若AD=2DE,△AEC的面积为.
(1)根据图象回答:当x取何值时,y1<y2;
(2)求△AOD的面积;
(3)若点P的坐标为(m,k),在y轴的轴上是否存在一点M,使得△OMP是直角三角形,若存在,请直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
19.阅读材料:
我们知道:一条直线经过等腰直角三角形的直角顶点,过另外两个顶点分别向该直线作垂线,即可得三垂直模型”如图①:在△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,分别过A、B向经过点C直线作垂线,垂足分别为D、E,我们很容易发现结论:△ADC≌△CEB.
(1)探究问题:如果AC≠BC,其他条件不变,如图②,可得到结论;△ADC∽△CEB.请你说明理由.
(2)学以致用:如图③,在平面直角坐标系中,直线y=x与直线CD交于点M(2,1),且两直线夹角为α,且tanα=,请你求出直线CD的解析式.
(3)拓展应用:如图④,在矩形ABCD中,AB=3,BC=5,点E为BC边上一个动点,连接BE,将线段AE绕点E顺时针旋转90°,点A落在点P处,当点P在矩形ABCD外部时,连接PC,PD.若△DPC为直角三角形时,请你探究并直接写出BE的长.
20.笛卡尔是法国数学家、科学家和哲学家,他的哲学与数学思想对历史的影响是深远的.1637年,笛卡尔发表了《几何学》,创立了直角坐标系.其中笛卡尔的思想核心是:把几何学的问题归结成代数形式的问题,用代数的方法进行计算、证明,从而达到最终解决几何问题的目的.
某学习小组利用平面直角坐标系在研究直线上点的坐标规律时,发现直线y=kx+b(k≠0)上的任意三点A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3)(x1≠x1≠x3),满足===k,经学习小组查阅资料得知,以上发现是成立的,即直线y=kx+b(k≠0)上任意两点的坐标M(x1,y1)N(x2,y2)(x1≠x2),都有的值为k,其中k叫直线y=kx+b的斜率.如,P(1,3),Q(2,4)为直线y=x+2上两点,则kPQ==1,即直线y=x+2的斜率为1.
(1)请你直接写出过E(2,3)、F(4,﹣2)两点的直线的斜率kEF= .
(2)学习小组继续深入研究直线的“斜率”问题,得到如下正确结论:不与坐标轴平行的任意两条直线互相垂直时,这两条直线的斜率之积是定值.
如图1,直线GH⊥GI于点G,G(1,3),H(﹣2,1),I(﹣1,6).请求出直线GH与直线GI的斜率之积.
(3)如图2,已知正方形OKRS的顶点S的坐标为(6,8),点K,R在第二象限,OR为正方形的对角线.过顶点R作RT⊥OR于点R.求直线RT的解析式.
参考答案
一.解答题(共20小题)
1.(1)证明:连接OC,OE,
∵OC=OE,
∴∠E=∠OCE,
∵E是的中点,
∴=,
∴∠AOE=∠BOE=90°,
∴∠E+∠ODE=90°,
∵PC=PD,
∴∠PCD=∠PDC,
∵∠PDC=∠ODE,
∴∠PCD=∠ODE,
∴∠PCD+∠OCD=∠ODE+∠E=90°,
∴OC⊥PC,
∴PC是⊙O的切线;
(2)证明:连接AC,BE,BC,
∵∠ACD=∠DBE,∠CAD=∠DEB,
∴△ACD∽△EBD,
∴=,
∴CD•DE=AD•BD=(AO﹣OD)(AO+OD)=AO2﹣OD2;
∵AB为⊙O的直径,
∴∠ACB=90°,
∵∠PCO=90°,
∴∠ACP+∠ACO=∠ACO+∠BCO=90°,
∴∠ACP=∠BCO,
∵∠BCO=∠CBO,
∴∠ACP=∠PBC,
∵∠P=∠P,
∴△ACP∽△CBP,
∴,
∴PC2=PB•PA=(PD+DB)(PD﹣AD)=(PD+OD+OA)(PD+OD﹣OA)=(PD+OD)2﹣OA2=PD2+2PD•OD+OD2﹣OA2,
∵PC=PD,
∴PD2=PD2+2PD•OD+OD2﹣OA2,
∴OA2﹣OD2=2OD•PD,
∴CD•DE=2OD•PD;
(3)解:∵AB=8,
∴OA=4,
由(2)知,CD•DE=AO2﹣OD2;
∵CD•DE=15,
∴15=42﹣OD2,
∴OD=1(负值舍去),
∴AD=3,
由(2)知,CD•DE=2OD•PD,
∴PD==,
∴PA=PD﹣AD=.
2.(1)证明:∵四边形ABCD是矩形,
∴AB∥CD,∠BAD=90°,
∴∠BDC=∠DBA,BD是⊙O的直径,
∴∠BED=90°,
∵∠BFD=∠ABF+∠BAD,∠BFD=∠BDC+45°,
∴∠ABF+90°=∠DBA+45°,
∴∠DBA﹣∠ABF=45°,
∴∠EBD=45°,
∴△BED是等腰直角三角形,
∴∠EBD=∠EDB;
(2)证明:过点K作KS⊥BE,垂足为R,交AB于S,如图2所示:
∵KG⊥AB,
∴∠BGH=∠KRH=∠SRB=∠KGS=90°,
∴∠SBR=∠HKR,
∵∠BED=90°,
∴∠RBK=∠RKB=45°,
∴BR=KR,
在△SRB和△HRK中,,
∴△SRB≌△HRK(ASA),
∴SB=HK,
∵SB=BG+SG,HK=BG+AF,
∴BG+SG=BG+AF,
∴SG=AF,
在△ABF和△GKS中,,
∴△ABF≌△GKS(AAS),
∴AB=KG;
(3)解:过点O分别作AD与CN的垂线,垂足分别为Q和T,连接OC,如图3所示:
∵∠APO=∠CPO,
∴OQ=OT,
在Rt△OQD和Rt△OTC中,,
∴Rt△OQD≌Rt△OTC(HL),
∴DQ=CT,
∴AD=CN,
∵四边形ABCD是矩形,
∴AD=CN=BC,
连接ON,
在△NOC和△BOC中,,
∴△NOC≌△BOC(SSS),
∴∠BCO=∠NCO,
设∠OBC=∠OCB=∠NCO=α,
∴∠MOC=2α,
过点M作MW⊥OC于W,在OC上取一点L,使WL=OW,连接ML,
∴MO=ML,
∴∠MOL=∠MLO=2α,
∴∠LCM=∠LMC=α,
∴ML=CL,
设OM=ML=LC=a,则OD=a+8=OC,
∴OL=8,OW=WL=4,
∴CW=4+a,
由勾股定理得:OM2﹣OW2=MW2=MC2﹣CW2,即a2﹣42=(3)2﹣(4+a)2,
整理得:a2+4a﹣45=0,
解得:a1=﹣9(不合题意舍去),a2=5,
∴OM=5,
∴MW=3,WC=9,
∴OB=OC=OD=13,BD=26,
∵∠GKB=∠CBD=∠ADB=∠BCO=∠MCW,tan∠MCW===,
∴tan∠GKB=tan∠CBD=tan∠ADB=tan∠BCO=tan∠MCW=,
设AB=b,则AD=3b,
由勾股定理得:b2+(3b)2=262,
解得b=,
∴CD=GK=AB=,
在Rt△GKB中,tan∠GKB==,
∴GB=GK=×=.
3.(1)证明:连接OF.
∴AB⊥CD,
∴∠AEH=90°,
∴∠EAH+∠AHE=90°,
∵GF=GH,
∴∠GFH=∠GHF=∠AHE,
∵OA=OF,
∴∠OAF=∠OFA,
∴∠OFA+∠GFH=90°,
∴OF⊥GM,
∴MG是⊙O的切线.
(2)证明:∵=,
∴OF垂直平分线段AC
∵OF⊥MG,
∴AC∥GM,
∴∠CAH=∠GFH,
∵∠CHA=∠GHF,∠HGF=∠GFH,
∴∠CAH=∠CHA,
∴CA=CH.
(3)解:∵AC∥GM,
∴∠G=∠ACH,
∴tan∠CAH=tan∠G==,
∵AE=6,
∴EC=8,AC===10,
设GF=GH=x,则CG=CH+GH=AC+GH=10+x,
∵CD=2EC=16,
∴GD=10+x﹣16=x﹣6,
∵GF2=GD•GC,
∴x2=(x﹣6)(x+10),
解得x=15,
∴EG=CG﹣CE=25﹣8=17,
∵tan∠G==,
∴EM=,
∴GM===.
4.解:(1)如图1中,当点B在优弧AC的中点时,△ABC的面积的最大,连接AB,BC,OB,延长BO交AC于H.
∵=,
∴BH⊥AC,
∴AH=HC=,
∴OH==1,
∴BH=OB+OH=2+1=3,
∴△ABC的最大面积=×AC×BH=×2×3=3.
(2)如图2中,延长BD交⊙O于E,连结OE交AC于F,连结OC.
由BD平分∠ABC可得,E为弧AC中点,
∴OE⊥AC,
∴AF=CF=
∴OF===1=EF,
∴DF垂直平分OE,
又∵OD⊥BD,
∴△ODE是等腰直角三角形,
∴DF=OE=1,
∴AD=.
(3)如图3,连结AE、CE,由已知得AE=CE,∠AEC=120〫,将△EAB绕点E顺时针旋转120〫得△ECF,
∵∠BAE=∠ECF,∠BAE+∠BCE=180〫,
∴∠ECF+∠BCE=180〫,
∴BF=BC+CF,
∵AB=CF,
∴BF=AB+BC,
∵BE=FE,∠BEF=∠AEC=120〫,
∴BF=BE,
∵OD⊥BD,
∴BE=2BD,
∴BF=2BD,
∴BA+BC=2BD.
5.(1)证明:连接OA.
∵OA=OC,
∴∠OAC=∠OCA,
∵GA=GE,
∴∠GAE=∠GEA,
∵DG⊥BC,
∴∠EDC=90°,
∴∠OCA+∠DEC=90°,
∵∠CED=∠GEA=∠GAE,
∴∠OAC+∠GAE=90°,
∴∠OAG=90°,
∴OA⊥AG,
∴AG是⊙O的切线.
(2)①如图2中,连接OA,AF,OF.
∵四边形ABOF是 菱形,
∴AB=BO=OF=AF=OA,
∴△ABO是等边三角形,
∴∠B=60°,
∵BC是直径,
∴∠BAC=90°
∴∠ACB=90°﹣60°=30°,
∵ED⊥BC,
∴∠DEC=90°﹣∠ACB=60°,
∴∠AEG=∠DEC=60°.
故答案为60.
②如图3中,当AB=4时,△AGE是等腰直角三角形.
理由:连接OA.
∵△AGE是等腰直角三角形,
∴∠AEG=∠DEC=∠DCE=45°,
∴△EDC,△ABC都是等腰直角三角形,
∵OB=OC,
∴AO⊥OC,
∴∠AOD=∠ODG=∠G=90°,
∴四边形AODG是矩形,
∴AG=OD=2,
∴OC=2OD=4,
∴BC=2OC=8,
∴AB=AC=4,
故答案为4.
6.(1)证明:如图1中,
∵AD=BC,
∴=,
∴=,
∵AB=AC,
∴=,
∴=,
∴∠ACB=∠BCD,
∴CB平分∠ACD.
(2)①结论:AC﹣2AG=CD.
理由:如图2中,连接BD,在GC上取一点H,使得GH=GA.
∵BG⊥AH,GA=GH,
∴BA=BH,
∴∠BAH=∠BHA,
∵∠BAH+∠BDC=180°,∠BHG+∠BHC=180°,
∴∠BDC=∠BHC,
∵∠BCH=∠BCD,CB=CB,
∴△BCH≌△BCD(AAS),
∴CD=CH,
∴AC﹣2AG=AC﹣AH=CH=CD.
②如图3中,过点G作GN⊥AB于G,过点D作DM⊥AC交AC的延长线于M,连接AO,延长AO交BC于J,连接OC.
∵=,
∴∠BAD=∠ADC,
∴AB∥CD,
∴S△ACD=S△BCD,
∵△BCH≌△BCD,
∴S△BCH=S△BCD,
∵AG=GH,
∴S△ABG=S△BGH,
∵S△ABG=S△ACD,
∴S△ABG=S△BGH=S△BCH,
∴AG=GH=CH,设AG=GH=HC=a,则AB=AC=3a,BG===2a,
∵BG⊥AC,
∴•BG•AG=•AB•GN,
∴GN==a,
在Rt△BGC中,BC===2a,
∵AB=AC,
∴=,
∴AJ⊥BC,
∴BJ=JC=a,
∴AJ===a,
在Rt△OJC中,∵OC2=OJ2+JC2,
∴152=(a﹣15)2+(a)2,
∴a=,
∵S△ABG=S△ACD,AB=AC,GN⊥AB,DM∠AC,
∴DM=GN=a=,
∵BC=AD=2a=20,
∴AM===,
∵FG∥DM,
∴=,
∴=,
∴AF=6,
∴DF=AD=AF=20﹣6=14.
7.(1)证明:∵OA⊥BC,且OA过圆心点P,
∴OB=OC,
在△AOB和△AOC中,,
∴△AOB≌△AOC(SAS),
∴AB=AC,
∵以AC为直角边作等腰Rt△ACD,
∴AD=AC,
∴AB=AD;
(2)如图1,过点A作AM⊥BD于M,
由(1)知,AB=AD,
∴DM=BD,
∵BF=4,DF=6,
∴BD=10,
∴DM=5,
∵∠AMD=90°=∠DAF,∠ADM=∠FDA,
∴△ADM∽△FDA,
∴,
∴,
∴AD=,
在等腰直角三角形ADC中,CD=AD=2;
(3)的值是不发生变化,
理由:如图2,过点D作DH⊥y轴于H,作DQ⊥x轴于Q,
∴∠AHD=90°=∠COA,
∴∠ADH+∠DAH=90°,
∵∠CAD=90°,
∴∠CAO+∠DAH=90°,
∴∠ADH=∠CAO,
∵AD=AC,
∴△ADH≌△ACO(AAS),
∴DH=AO,AH=OC,
∵∠OHD=∠QOH=∠OQD=90°,
∴四边形OQDH是矩形,DH=OQ,DQ=OH,
又∵HO=AH+AO=OC+DH=OB+DH=OB+OQ=BQ,
∴DQ=BQ,
∴△DBQ为等腰直角三角形,
∴∠DBQ=45°,
∴∠DEH=∠BEO=45°,
∴sin∠DEH=,
∴=,
∴,
∴.
8.解:(1)证明:∵CE⊥AD,
∴EG=CG,
∵CF∥DE,
∴∠DEG=∠FCG,
∵∠FGC=∠DGE,
∴△DEG≌△FCG(ASA),
∴ED=FC,
∴四边形DCFE为平行四边形,
又∵CE⊥DF,
∴四边形DCFE是菱形;
(2)∵AG⊥EC,EG=CG,
∴AE=AC=4,
∵四边形AEDC内接于⊙O,
∴∠BED=∠BCA=90°,
∵四边形DCFE是菱形,
∴EF∥DC,DE=DC,
∴∠AEF=∠ABC,
∴tan∠ABC=tan∠AEF=,
在Rt△BED中,设DE=3a,则BE=4a,
∴DC=3a,BD==5a,
∵BC2+AC2=AB2,
∴(5a+3a)2+42=(4a+4)2,
解得a=或a=0(舍去),
∴DE=DC=2,
∴AD===2.
即⊙O的直径长为2.
9.解:(1)∵A(﹣1,0),
∴OA=1,OC=3OA=3,
∴C(0,﹣3),
将A(﹣1,0)、C(0,﹣3)代入y=x2+mx+n中,得,解得,
∴y=x2﹣2x﹣3;
(2)存在,理由:
令y=0,则x2﹣2x﹣3=0,解得x1=﹣1,x2=3,
∴B(3,0),
∴直线BC的解析式为y=x﹣3,
设M(m,m2﹣2m﹣3),
过点M作MN∥y轴交BC于N,如图1,
∴N(m,m﹣3),
∴MN=m﹣3﹣(m2﹣2m﹣3)=﹣m2+3m,
∴S四边形MBAC=S△ABC+S△BCM=AB×OC+MN×OB=×4×3×(﹣m2+3m)×3=9,
解得:m=1或2,
故点M的坐标为(1,﹣4)或(2,﹣3);
(3)∵OB=OC=ON,
∴△BON为等腰直角三角形,
∵∠OBM+∠NBM=45°,
∴∠NBD+∠NBM=∠DBM=45°,
∴MB=MF,
过点M作MF⊥BM交BE于F,过点F作FH⊥y轴于点H,如图2,
∴∠HFM+∠BMO=90°,
∵∠BMO+∠OMB=90°,
∴∠OMB=∠HFM,
∵∠BOM=∠MHF=90°,
∴△BOM≌△MHF(AAS),
∴FH=OM=1,MH=OB=3,故点F(1,4),
由点B、F的坐标得,直线BF的解析式为y=﹣2x+6,
联立,解得,
∴E(﹣3,12).
10.解:(1)y=﹣x﹣3交坐标轴于A、C两点,则点A、C的坐标分别为:(﹣3,0)、(0,﹣3);
将点A、C的坐标代入抛物线表达式得:,解得,
故抛物线的表达式为:y=x2+2x﹣3;
(2)存在,理由:
如图1,过点P作y轴的平行线交AC于点H,
设点P(x,x2+2x﹣3),则点H(x,﹣x﹣3),
△APC面积S=S△PHA+S△PHC=×PH×OA=(﹣x﹣3﹣x2﹣2x+3)×3=﹣x2﹣x,
∵﹣<0,故S有最大值,
当x=﹣时,S的最大值为,此时点P(﹣,﹣);
(3)如图2,设点N(﹣1,s),点M(m,n),n=m2+2m﹣3,
过点M作y轴的平行线交过点C与x轴的平行线于点H,交过点N与x轴的平行线于点G,
∵∠GMN+∠GNM=90°,∠GMN+∠HMC=90°,
∴∠HMC=∠GNM,
∵∠MGN=∠CHM=90°,MN=MC,
∴△MGN≌△CHM(AAS),
∴GN=MH,
即GN=|﹣1﹣m|=MH=|n+3|,
①当﹣1﹣m=n+3时,
即m+n+4=0,即m2+3m+1=0,
解得:m=,故点P(,);
②当﹣1﹣m=﹣(n+3)时,即m=n+2,
同理可得:点P(,);
故点P的坐标为:(,)或(,)或(,)或(,).
11.解:(1)将点C的坐标代入抛物线表达式得:﹣3am2=3,
解得:am2=﹣1;
(2)对于二次函数y=a(x2+2mx﹣3m2),令y=0,则x=m或﹣3m,
∴函数的对称轴为:x=﹣m,
∵CD∥AB,
∴点D、C的纵坐标相同,故点D(﹣2m,3),
故点A、B的坐标分别为:(m,0)、(﹣3m,0),
设点E(x,y),y=a(x2+2mx﹣3m2),
分别过点D、E作x轴的垂线,垂足分别为M、N,
∵AB平分∠DAE,
∴∠DAM=∠EAN,
∴RtADM△∽Rt△ANE,
∴,即,
解得:y=,
故点E(x,),
将点E的坐标代入抛物线表达式并解得:x==﹣4m,
则y==﹣5,
故点E(﹣4m,﹣5),
故===为定值;
(3)存在,理由:
函数的对称轴为x=﹣m,当x=﹣m时,y=a(x2+2mx﹣3m2)=4,即点F(﹣m,4),
由点F、C的坐标得,直线FC的表达式为:y=﹣x+3,令y=0,则x=3m,即点G(3m,0),
GF2=(3m+m)2+42=16m2+16,
同理AD2=9m2+9,AE2=25m2+25,
故AE2=AD2+GF2,
GF、AD、AE的长度为三边长的三角形是直角三角形,
点G的横坐标为3m.
12.解:(1)∵直线y=kx+3k过点A,
∴y=0时,0=kx+3k,解得x=﹣3,
∴A(﹣3,0),
把点A的坐标代入y=ax2+4ax+,得9a﹣12a+=0,
解得a=,
∴抛物线解析式为y=x2+x+;
(2)如图1,过点D作DF⊥x轴于F,过点C作CG⊥x轴于G,
∴∠DFB=∠CGO=90°=∠DBC,
∴∠DBF+∠BDF=90°,
又∵∠DBF+∠CBG=90°,
∴∠BDF=∠CBG,
∴△BDF∽△CBG,
∴,
∵CB=5BD,
∴CG=5BF,BG=5DF,
联立方程组,
解得:,(舍去),
∴点C(4k﹣1,4k2+2k),
∴CG=4k2+2k,OG=4k﹣1,
设BF=m,则CG=5m,DF=2k﹣km,BG=5(2k﹣km),
∴,
解得k=﹣(舍去)或k=0(舍去)或k=1,
∴k的值为1;
(3)
∵将直线y=kx+3k向上平移4个单位,
∴平移后解析式为y=kx+3k+4,
∴kx+3k+4=x2+x+,
∴xE+xF=4k﹣4,xE•xF=﹣12k﹣13,
∴|xF﹣xE|==,
∵△AEF的面积=×4×,
∴当k=﹣时,△AEF的面积的最小值为16.
13.解:(1)令x=0,则y=3,
∴C(0,3),
∴OC=3.
令y=0,则﹣x2+x+3=0,
解得:x1=﹣4,x2=6,
∴A(﹣4,0),B(6,0),
∴OA=4,OB=6.
∵CD⊥AC,
∴∠ACD=90°,
∵CO⊥AD,
∴OC2=OA•OD,
∴OD=,
∴D(,0).
(2)∵y=﹣x2+x+3=﹣(x﹣1)2+,
∴E(1,).
如图2,连接OE、BE,作HG⊥x轴于点G,交BE于点P.
由B、E两点坐标可求得直线BE的解析式为:y=﹣x+.
设H(m,﹣m2+m+3),则P(m,﹣m+).
∴HG=﹣m2+m+3,HP=yH﹣yP=﹣m2+m﹣.
∴S△BHE=(xB﹣xE)•HP=(﹣m2+m﹣)=﹣m2+m﹣.
∵FH⊥CD,AC⊥CD,
∴AC∥FH,
∴∠HFG=∠CAO,
∵∠AOC=∠FGH=90°,
∴△ACO∼△FHG,
∴==,
∴FG=HG=﹣m2+m+4,
∴AF=AG﹣FG=m+4+m2﹣m﹣4=m2+m,
∴S△AFC=AF•OC=(m2+m)=m2+m,
∵S四边形ACEB=S△ACO+S△OCE+S△OEB=×4×3+×3×1+6×=,
∴S五边形FCEHB=S四边形ACEB+S△BHE﹣S△AFC=+(﹣m2+m﹣)﹣(m2+m)=﹣m2+m+15=﹣(m﹣)2+,
∴当m=时,S五边形FCEHB取得最大值.
此时,H的横坐标为.
(3)∵B(6,0),C(0,3),D(,0),
∴CD=BD=,BC=3,
∴∠DCB=∠DBC.
①如图3﹣1,△CMN≌△DCB,MN交y轴于K,
则CM=CN=DC=DB=,MN=BC=3,∠CMN=∠CNM=∠DBC=∠DCB,
∴MN∥AB,
∴MN⊥y轴,
∴∠CKN=∠COB=90°,MK=NK=MN=,
∴△CKN∼△COB,
∴==,
∴CK=,
∴OK=OC+CK=,
∴N(,).
②如图3﹣2,△MCN≌△DBC,
则CN=CB=3,∠MCN=∠DBC,
∴CN∥AB,
∴N(3,3).
③如图3﹣3,△CMN≌△DBC,
则∠CMN=∠DCB,CM=CN=DC=DB=,MN=BC=3,
∴MN∥CD,
作MR⊥y轴于R,
则===,
∴CR=,RM=,
∴OR=3﹣,
作MQ∥y轴,NQ⊥MQ于点Q,
则∠NMQ=∠DCO,∠NQM=∠DOC=90°,
∴△COD∼△MQN,
∴==,
∴MQ=MN=,NQ=MN=,
∴NQ﹣RM=,OR+MQ=,
∴N(﹣,).
综上所述,满足要标的N点坐标有:(,)、(3,3)、(﹣,).
14.解:(1)对称轴为直线x=﹣=4,则CD=4,
∵四边形ABDC为平行四边形,
∴DC∥AB,DC=AB,
∴DC=AB=4,
∴A(2,0),B(6,0),
把点 A(2,0)代入得y=ax2﹣8ax+12得4a﹣16a+6=0,解得a=,
∴二次函数解析式为y=x2﹣4x+6;
(2)如图1,设E(m,m2﹣4m+6),其中2<m<6,
作EN⊥y轴于N,如图2,
∵S梯形CDEN﹣S△OCD﹣S△OEN=S△ODE,
∴(4+m)(6﹣m2+4m﹣6)﹣×4×6﹣m(﹣m2+4m﹣6)=12,
化简得:m2﹣11m+24=0,解得m1=3,m2=8(舍),
∴点E的坐标为(3,﹣);
(3)Ⅰ、当点Q在对称轴右侧时,如图2,
过点E作EF⊥PM于F,MQ交x轴于G,
∵∠PQE=∠PME,
∴点E,M,Q,P四点共圆,
∵PE⊥PQ,
∴∠EPQ=90°,
∴∠EMQ=90°,
∴∠EMF+∠HMG=90°,
∵∠HMG+∠HGM=90°,
∴∠EMF=∠HGM,
在Rt△EFM中,EF=1,FM=,tan∠EMF==2,
∴tan∠HGM=2,
∴,
∴HG=HM=1,
∴点G(5,0),
∵M(4,﹣2),
∴直线MG的解析式为y=2x﹣10①,
∵二次函数解析式为y=x2﹣4x+6②,
联立①②解得,(舍)或,
∴Q(8,6),
∴点Q到对称轴的距离为8﹣4=4;
Ⅱ、当点Q在对称轴左侧时,如图3,
过点E作EF⊥PM于F,过点Q作QD⊥PM于D,
∴∠DQP+∠QPD=90°,
∵∠EPQ=90°,
∴∠DPQ+∠FPE=90°,
∴∠DQP=∠FPE,
∵∠PDQ=∠EFP,
∴△PDQ∽△EFP,
∴,
由Ⅰ知,tan∠PQE==2,
∵EF=1,
∴=,
∴DP=,PF=2QD,
设Q(n,n2﹣4n+6),
∴DQ=4﹣n,DH=n2﹣4n+6,
∴PF=DH+FH﹣DP=n2﹣4n+6+﹣=n2﹣4n+7,
∴n2﹣4n+7=2(4﹣n),
∴n=2+(舍)或n=2﹣,
∴DQ=4﹣n=2+,
即点Q到对称轴的距离为4或2+.
15.解:(1)抛物线y=a(x+2)(x﹣4),令y=0,解得x=﹣2或x=4,
∴A(﹣2,0),B(4,0).
∵直线y=﹣x+,
当x=﹣5时,y=3,
∴D(﹣5,3),
∵点D(﹣5,3)在抛物线y=a(x+2)(x﹣4)上,
∴a(﹣5+2)(﹣5﹣4)=3,
∴a=.
∴抛物线的函数表达式为:y=x2﹣x﹣.
(2)如图1中,设直线BD交y轴于J,则J(0,).连接CD,BC.
∵S△BDC=××9=10,
∴S△PAB=10,
∴×6×|yP|=10
yP=±,
当y=时,=x2﹣x﹣,
解得x=1±,
∴P(,)或(,),
当﹣=x2﹣x﹣,
方程无解,
∴满足条件的点P的坐标为(,)或(,).
(3)如图2中,过点D作DM平行于x轴,
∵D(﹣5,3),B(4,0),
∴tan∠DBA==,
∴∠DBA=30°
∴∠BDM=∠DBA=30°,过F作FJ⊥DM于J,
则有sin30°=,
∴HF=,
∴2AF+DF=2(AF+)=2(AF+HF),当A、F、H三点共线时,
即AH⊥DM时,2AF+DF=2(AF+HF)取最小值为=.
16.解:(1)∵y=x2﹣x﹣=(x2﹣2x﹣3)=(x﹣1)2﹣2,
∴顶点D的坐标为(1,﹣2),
令y=0,则(x2﹣2x﹣3)=0,
∴x=﹣1或x=3,
∴A(﹣1,0),B(3,0),
令x=0,则y=﹣,
∴C(0,﹣),
∴AC是定值,要△ACP的面积最大,则点P到AC的距离最大,
即当点P在点B位置时,点P到AC的距离最大,
∴S△ACP最大=S△ABC=AB•OC=(3+1)•=3;
(2)由(1)知,B(3,0),D(1,﹣2),
∴直线l1的解析式为y=x﹣3,
∵l1∥l2,且l1过点A,∴直线l2的解析式为y=x+,
∴E(0,),
∴OE=,
在Rt△AOE中,OA=1,
∴tan∠AEO==,
∴∠AEO=30°,
∵l1∥l2,
∴∠DBO=60°,
由旋转知,OE1=OE=,∠A1E1O=∠AEO=30°,
∴∠ME1N=30°
如图,∵△E1MN为等腰三角形,
∴①当E1N1=M1N1时,
∴∠E1M1N1=∠A1E1O=30°,
∴α=∠BOM=60°﹣30°=60°,
过点E1作E1F⊥x轴于F,
∴E1F=OE1=,
∴OF=E1F=,
∴E1(,),
②当E2M2=E2N2时,∠E2N2M2=∠E2M2N2=(180°﹣30°)=75°,
∴∠BOM2=75°﹣60°=15°,
∴α=105°,
过点E2作E2H⊥x轴,在OH上取一点Q,使OQ=E2Q,
∴∠E2QH=30°,
设E2H=a,则E2Q=2a,HQ=a,
∴OQ=E2Q=2a,OH=(2+)a,
在Rt△OHE2中,根据勾股定理得,[(2+)a]2+a2=3,
∴a=(舍去负值),
∴E2(,﹣).
③当E3M3=M3N3时,∠E3N3M3=∠M3E3N3=30,
∴∠E3M3N3=120°,
∴∠BOM3=60°,
∴α=150°,
∵∠OBM3=60°,∠E3N3M3=30°,
∴∠N3GB=90°,
∴OG=,E3G=,
∴E3(,﹣).
17.解:(1)∵AB=6,点B的坐标为(﹣6,0),
∴点A(﹣12,0),
如图1,过点D作DE⊥x轴于点D,
则ED=ADsin∠DAB=8×=4,同理AE=4,
故点D(﹣8,4),则点C(﹣2,4),
由中点公式得,点M(﹣4,2);
(2)图象向右平移了a个单位,则点D′(a﹣8,4)、点M′(a﹣4,2),
∵点D′M′都在函数上,
∴(a﹣8)×4=(a﹣4)×2,
解得:a=12,
则k=(12﹣8)×4=16,
故反比例函数的表达式为=;
(3)由(2)知,点M′的坐标为(8,2),点B′、C′的坐标分别为(6,0)、(10,4),
设点P(m,2),点Q(s,t);
①当B′C′是矩形的边时,如图2,求解的矩形为矩形B′C′PQ和矩形B′C′Q′P′,
过点C′作C′H⊥l交于点H,C′H=4﹣2=2,
直线B′C′的倾斜角为60°,则∠M′PC′=30°,PH=C′H÷tan∠M′PC′=2=6,
故点P的坐标为(16,2),
由题意得:点P、Q′关于点C′对称,由中点公式得,点Q的坐标为(12,﹣4);
同理点Q、Q′关于点M′对称,由中点公式得,点Q′(4,6);
故点Q的坐标为:(12,﹣4)或(4,6);
②当B′C′是矩形的对角线时,
∵B′C′的中点即为PQ的中点,且PQ=B′C′,
∴,解得:,,
故点Q的坐标为(4,2)或(12,2);
综上,点Q的坐标为:(12,﹣4)或(4,6)或(4,2)或(12,2).
18.解:(1)∵直线y1=mx(m≠0)与反比例函数y2=(k<0)的图象交于A、B两点,且点A的横坐标为﹣1,
∴点A,点B关于原点对称,
∴点B的横坐标为1,
∴当x取﹣1<x<0或x>1时,y1<y2;
(2)连接OC,OE,
由图象知,点A,点B关于原点对称,
∴OA=OB,
∵AC⊥CB,
∴∠ACB=90°,
∴OC=AB=AO,
∴∠OAC=∠OCA,
∵AC为∠BAD的平分线,
∴∠OAC=∠DAC,
∴∠OCA=∠DAC,
∴AD∥OC,
∴S△AEO=S△ACE=,
∵AD=2DE,
∴AE=DE,
∴S△AOD=2S△AOE=3;
(3)作EF⊥x轴于F,作AH⊥x轴于H,
则EF∥AH,
∵AD=2DE,
∴DE=EA,
∵EF∥AH,
∴==1,
∴DF=FH,
∴EF是△DHA的中位线,
∴EF=AH,
∵S△OEF=S△OAH=﹣,
∴OF•EF=OH•HA,
∴OH=OF,
∴OH=HF,
∴DF=FH=HO=DO,
∴S△OAH=S△ADO=3=1,
∴﹣=1,
∴k=﹣2,
∴y=﹣,
∵点A在y=﹣的图象上,
∴把x=﹣1代入得,y=2,
∴A(﹣1,2),
∵点A在直线y=mx上,
∴m=﹣2,
∴P(﹣2,﹣2),
在y轴上找到一点M,使得△OMP是直角三角形,
当∠OMP=90°时,PM⊥y轴,
则OM=2,
∴点M的坐标为(0.﹣2);
当∠OPM=90°时,过P作PG⊥y轴于G,则△OPM是等腰直角三角形,
∴OM=2PG=4,
∴点M的坐标为(0.﹣4);
综上所述,点M的坐标为(0.﹣2)或(0,﹣4).
19.解:(1)理由:∵∠ACB=90°,
∴∠ACD=∠BCE=90°,
又∵∠ADC=90°,
∴∠ACD+∠DAC=90°,
∴∠BCE=∠DAC,且∠ADC=∠BEC=90°,
∴△ADC∽△CEB;
(2)如图,过点O作ON⊥OM交直线CD于点N,分别过M、N作ME⊥x轴NF⊥x轴,
由(1)可得:△NFO∽△OEM,
∴,
∵点M(2,1),
∴OE=2,ME=1,
∵tanα==,
∴,
∴NF=3,OF=,
∴点N(﹣,3),
∵设直线CD表达式:y=kx+b,
∴
∴
∴直线CD的解析式为:y=﹣x+;
(3)当∠CDP=90°时,如图,过点P作PH⊥BC,交BC延长线于点H,
∵∠ADC+∠CDP=180°,
∴点A,点D,点P三点共线,
∵∠BAP=∠B=∠H=90°,
∴四边形ABHP是矩形,
∴AB=PH=3,
∵将线段AE绕点E顺时针旋转90°,
∴AE=EP,∠AEP=90°,
∴∠AEB=∠PEH=90°,且∠BAE+∠AEB=90°,
∴∠BAE=∠PEH,且∠B=∠H=90°,AE=EP,
∴△ABE≌△EHP(AAS),
∴BE=PH=3,
当∠CPD=90°时,如图,过点P作PH⊥BC,交BC延长线于点H,延长HP交AD的延长线于N,则四边形CDNH是矩形,
∴CD=NH=3,DN=CH,
设BE=x,则EC=5﹣x,
∵将线段AE绕点E顺时针旋转90°,
∴AE=EP,∠AEP=90°,
∴∠AEB=∠PEH=90°,且∠BAE+∠AEB=90°,
∴∠BAE=∠PEH,且∠B=∠EHP=90°,AE=EP,
∴△ABE≌△EHP(AAS),
∴PH=BE=x,AB=EH=3,
∴PN=3﹣x,CH=3﹣(5﹣x)=x﹣2=DN,
∵∠DPC=90°,
∴∠DPN+∠CPH=90°,且∠CPH+∠PCH=90°,
∴∠PCH=∠DPN,且∠N=∠CHP=90°,
∴△CPH∽△PDH,
∴,
∴
∴x=
∵点P在矩形ABCD外部,
∴x=,
∴BE=,
综上所述:当BE的长为3或时,△DPC为直角三角形.
20.解:(1)∵E(2,3)、F(4,﹣2),
∴kEF==﹣,
故答案为﹣.
(2)∵G(1,3),H(﹣2,1),I(﹣1,6),
∴kGH==,kGI==﹣,
∴kGH•kGI=﹣1.
(3)如图2中,过点K作KM⊥x轴于M,过点S作SN⊥x轴于N,连接KS交OR于J.
∴S(6,8),
∴ON=6,SN=8,
∵四边形OKRS是正方形,
∴OK=OS,∠KPS=∠KMO=∠SNO=90°,KJ=JS,JR=JO,
∴∠KOM+∠SON=90°,∠SON+∠OSN=90°,
∴∠KOM=∠OSN,
∴△OMK≌△SNO(AAS),
∴KM=ON=6,OM=SN=8,
∴K(﹣8,6),
∵KJ=JS,
∴J(﹣1,7),
∵JR=OJ,
∴R(﹣2,14),
∵kOR==﹣7,
∵RT⊥OR,
∴kRT=﹣=,
设直线RT的解析式为y=x+b.
把(﹣2,14)代入可得14=﹣+b,
∴b=,
∴直线RT的解析式为y=﹣x+
2020年(广东)中考数学压轴题专题训练
1.如图,AB为⊙O的直径,P为BA延长线上一点,点C在⊙O上,连接PC,D为半径OA上一点,PD=PC,连接CD并延长交⊙O于点E,且E是的中点.
(1)求证:PC是⊙O的切线;
(2)求证:CD•DE=2OD•PD;
(3)若AB=8,CD•DE=15,求PA的长.
2.已知:矩形ABCD内接于⊙O,连接BD,点E在⊙O上,连接BE交AD于点F,∠BDC+45°=∠BFD,连接ED.
(1)如图1,求证:∠EBD=∠EDB;
(2)如图2,点G是AB上一点,过点G作AB的垂线分别交BE和BD于点H和点K,若HK=BG+AF,求证:AB=KG;
(3)如图3,在(2)的条件下,⊙O上有一点N,连接CN分别交BD和AD于点M和点P,连接OP,∠APO=∠CPO,若MD=8,MC=3,求线段GB的长.
3.如图,AB是⊙O的直径,CD⊥AB,交⊙O于C、D两点,交AB点E、F是弧BD上一点,过点F作一条直线,交CD的延长线于点G,交AB的延长线于点M.连结AF,交CD于点H,GF=GH.
(1)求证:MG是⊙O的切线;
(2)若弧AF=弧CF,求证:HC=AC;
(3)在(2)的条件下,若tanG=,AE=6,求GM的值.
4.如图,已知AC是半径为2的⊙O的一条弦,且AC=2,点B是⊙O上不与A、C重合的一个动点,
(1)请计算△ABC的面积的最大值;
(2)当点B在优弧上,∠BAC>∠ACB时,∠ABC的平分线交AC于D,且OD⊥BD,请计算AD的长;
(3)在(2)条件下,请探究线段AB、BC、BD之间的数量关系.
5.如图,△ABC为⊙O的内接三角形,BC为⊙O的直径,在线段OC上取点D(不与端点重合),作DG⊥BC,分别交AC、圆周于E、F,连接AG,已知AG=EG.
(1)求证:AG为⊙O的切线;
(2)已知AG=2,填空:
①当四边形ABOF是菱形时,∠AEG= °;
②若OC=2DC,△AGE为等腰直角三角形,则AB= .
6.如图,△ABC内接于⊙O,AB=AC,AD是⊙O的弦,AD=BC,AD与BC相交于点 E.
(1)求证:CB平分∠ACD;
(2)过点B作BG⊥AC于G,交AD于点F.
①猜想AC、AG、CD之间的数量关系,并且说明理由;
②若S△ABG=S△ACD,⊙O的半径为15,求DF的长.
7.如图,点P在y轴的正半轴上,⊙P交x轴于B、C两点,交y轴于点A,以AC为直角边作等腰Rt△ACD,连接BD分别交y轴和AC于E、F两点,连接AB.
(1)求证:AB=AD;
(2)若BF=4,DF=6,求线段CD的长;
(3)当⊙P的大小发生变化而其他条件不变时,的值是否发生变化?若不发生变化,请求出其值;若发生变化,请说明理由.
8.如图,在△ABC中,∠ACB=90°,点D在BC边上(不包括端点B,C),过A,C,D三点的⊙O交AB于另一点E,连结AD,DE,CE,且CE⊥AD于点G,过点C作CF∥DE交AD于点F,连结EF.
(1)求证:四边形DCFE是菱形;
(2)当tan∠AEF=,AC=4时,求⊙O的直径长.
9.如图,抛物线y=x2+mx+n与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,若A(﹣1,0),且OC=3OA.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点M为抛物线上第四象限内一动点,顺次连接AC,CM,MB,是否存在点M,使四边形MBAC的面积为9,若存在,求出点M的坐标,若不存在,请说明理由.
(3)将直线BC沿x轴翻折交y轴于N点,过B点的直线l交y轴、抛物线分别于D、E,且D在N的上方,将A点绕O顺时针旋转90°得M,若∠NBD=∠MBO,试求E的的坐标.
10.已知:如图,直线y=﹣x﹣3交坐标轴于A、C两点,抛物线y=x2+bx+c过A、C两点,
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点P为抛物线位于第三象限上一动点,连接PA,PC,试问△PAC的面积是否存在最大值,若存在,请求出△APC面积的最大值,以及此时点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)点M为抛物线上一点,点N为抛物线对称轴上一点,若△NMC是以∠NMC为直角的等腰直角三角形,请直接写出点M的坐标.
11.如图,二次函数y=a(x2+2mx﹣3m2)(其中a,m是常数a<0,m>0)的图象与x轴分别交于A、B(点A位于点B的右侧),与y轴交于点C(0,3),点D在二次函数的图象上,CD∥AB,连结AD.过点A作射线AE交二次函数的图象于点E,AB平分∠DAE.
(1)求a与m的关系式;
(2)求证:为定值;
(3)设该二次函数的图象的顶点为F.探索:在x轴的正半轴上是否存在点G,连结GF,以线段GF、AD、AE的长度为三边长的三角形是直角三角形?如果存在,只要找出一个满足要求的点G即可,并用含m的代数式表示该点的横坐标;如果不存在,请说明理由.
12.如图,抛物线y=ax2+4ax+与x轴交于点A、B(A在B的左侧),过点A的直线y=kx+3k交抛物线于另一点 C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)连接BC,过点B作BD⊥BC,交直线AC于点D,若BC=5BD,求k的值;
(3)将直线y=kx+3k向上平移4个单位,平移后的直线交抛物线于E、F两点,求△AEF的面积的最小值.
13.如图1,二次函数y=﹣x2+x+3的图象交x轴于A、B两点(点A在点B的左侧),交y轴于C点,连结AC,过点C作CD⊥AC交AB于点D.
(1)求点D的坐标;
(2)如图2,已知点E是该二次函数图象的顶点,在线段AO上取一点F,过点F作FH⊥CD,交该二次函数的图象于点H(点H在点E的右侧),当五边形FCEHB的面积最大时,求点H的横坐标;
(3)如图3,在直线BC上取一点M(不与点B重合),在直线CD的右上方是否存在这样的点N,使得以C、M、N为顶点的三角形与△BCD全等?若存在,请求出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
14.如图,已知二次函数y=ax2﹣8ax+6(a>0)的图象与x轴分别交于A、B两点,与y轴交于点C,点D在抛物线的对称轴上,且四边形ABDC为平行四边形.
(1)求此抛物线的对称轴,并确定此二次函数的表达式;
(2)点E为x轴下方抛物线上一点,若△ODE的面积为12,求点E的坐标;
(3)在(2)的条件下,设抛物线的顶点为M,点P是抛物线的对称轴上一动点,连接PE、EM,过点P作PE的垂线交抛物线于点Q,当∠PQE=∠EMP时,求点Q到抛物线的对称轴的距离.
15.如图,已知抛物线y=a(x+2)(x﹣4)(a为常数,且a>0)与x轴从左至右依次交于A,B两点,与y轴交于点C,经过点B的直线y=﹣x+与抛物线的另一交点为D,且点D的横坐标为﹣5.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)该二次函数图象上有一点P(x,y)使得S△BCD=S△ABP,求点P的坐标;
(3)设F为线段BD上一点(不含端点),连接AF,求2AF+DF的最小值.
16.二次函数y=x2﹣x﹣与x轴分别交于A、B两点,与y轴交于点C,点D为抛物线的顶点,连接BD.
(1)如图1,点P为抛物线上的一点,且在线段BD的下方(包括线段的端点),连接PA,PC,AC.求△PAC的最大面积;
(2)如图2,直线l1过点B、D.过点A作直线l2∥l1交y轴于点E,连接点A、E,得到△OAE,将△OAE绕着原点O顺时针旋转α°(0<α<180)得到△OA1E1,旋转过程中直线OE1与直线l1交于点M,直线A1E1与直线l1交于点N.当△E1MN为等腰三角形时,直接写出点E1的坐标并写出相应的α值.
17.如图,在平面直角坐标系中,四边形ABCD是平行四边形,点A、B在x轴上,点C、D在第二象限,点M是BC中点.已知AB=6,AD=8,∠DAB=60°,点B的坐标为(﹣6,0).
(1)求点D和点M的坐标;
(2)如图①,将▱ABCD沿着x轴向右平移a个单位长度,点D的对应点D′和点M的对应点M′恰好在反比例函数y=(x>0)的图象上,请求出a的值以及这个反比例函数的表达式;
(3)如图②,在(2)的条件下,过点M,M′作直线l,点P是直线l上的动点,点Q是平面内任意一点,若以B′,C′,P、Q为顶点的四边形是矩形,请直接写出所有满足条件的点Q的坐标.
18.如图,过原点的直线y1=mx(m≠0)与反比例函数y2=(k<0)的图象交于A、B两点,点A在第二象限,且点A的横坐标为﹣1,点D在x轴负半轴上,连接AD交反比例函数图象于另一点E,AC为∠BAD的平分线,过点B作AC的垂线,垂足为C,连接CE,若AD=2DE,△AEC的面积为.
(1)根据图象回答:当x取何值时,y1<y2;
(2)求△AOD的面积;
(3)若点P的坐标为(m,k),在y轴的轴上是否存在一点M,使得△OMP是直角三角形,若存在,请直接写出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
19.阅读材料:
我们知道:一条直线经过等腰直角三角形的直角顶点,过另外两个顶点分别向该直线作垂线,即可得三垂直模型”如图①:在△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,分别过A、B向经过点C直线作垂线,垂足分别为D、E,我们很容易发现结论:△ADC≌△CEB.
(1)探究问题:如果AC≠BC,其他条件不变,如图②,可得到结论;△ADC∽△CEB.请你说明理由.
(2)学以致用:如图③,在平面直角坐标系中,直线y=x与直线CD交于点M(2,1),且两直线夹角为α,且tanα=,请你求出直线CD的解析式.
(3)拓展应用:如图④,在矩形ABCD中,AB=3,BC=5,点E为BC边上一个动点,连接BE,将线段AE绕点E顺时针旋转90°,点A落在点P处,当点P在矩形ABCD外部时,连接PC,PD.若△DPC为直角三角形时,请你探究并直接写出BE的长.
20.笛卡尔是法国数学家、科学家和哲学家,他的哲学与数学思想对历史的影响是深远的.1637年,笛卡尔发表了《几何学》,创立了直角坐标系.其中笛卡尔的思想核心是:把几何学的问题归结成代数形式的问题,用代数的方法进行计算、证明,从而达到最终解决几何问题的目的.
某学习小组利用平面直角坐标系在研究直线上点的坐标规律时,发现直线y=kx+b(k≠0)上的任意三点A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3)(x1≠x1≠x3),满足===k,经学习小组查阅资料得知,以上发现是成立的,即直线y=kx+b(k≠0)上任意两点的坐标M(x1,y1)N(x2,y2)(x1≠x2),都有的值为k,其中k叫直线y=kx+b的斜率.如,P(1,3),Q(2,4)为直线y=x+2上两点,则kPQ==1,即直线y=x+2的斜率为1.
(1)请你直接写出过E(2,3)、F(4,﹣2)两点的直线的斜率kEF= .
(2)学习小组继续深入研究直线的“斜率”问题,得到如下正确结论:不与坐标轴平行的任意两条直线互相垂直时,这两条直线的斜率之积是定值.
如图1,直线GH⊥GI于点G,G(1,3),H(﹣2,1),I(﹣1,6).请求出直线GH与直线GI的斜率之积.
(3)如图2,已知正方形OKRS的顶点S的坐标为(6,8),点K,R在第二象限,OR为正方形的对角线.过顶点R作RT⊥OR于点R.求直线RT的解析式.
参考答案
一.解答题(共20小题)
1.(1)证明:连接OC,OE,
∵OC=OE,
∴∠E=∠OCE,
∵E是的中点,
∴=,
∴∠AOE=∠BOE=90°,
∴∠E+∠ODE=90°,
∵PC=PD,
∴∠PCD=∠PDC,
∵∠PDC=∠ODE,
∴∠PCD=∠ODE,
∴∠PCD+∠OCD=∠ODE+∠E=90°,
∴OC⊥PC,
∴PC是⊙O的切线;
(2)证明:连接AC,BE,BC,
∵∠ACD=∠DBE,∠CAD=∠DEB,
∴△ACD∽△EBD,
∴=,
∴CD•DE=AD•BD=(AO﹣OD)(AO+OD)=AO2﹣OD2;
∵AB为⊙O的直径,
∴∠ACB=90°,
∵∠PCO=90°,
∴∠ACP+∠ACO=∠ACO+∠BCO=90°,
∴∠ACP=∠BCO,
∵∠BCO=∠CBO,
∴∠ACP=∠PBC,
∵∠P=∠P,
∴△ACP∽△CBP,
∴,
∴PC2=PB•PA=(PD+DB)(PD﹣AD)=(PD+OD+OA)(PD+OD﹣OA)=(PD+OD)2﹣OA2=PD2+2PD•OD+OD2﹣OA2,
∵PC=PD,
∴PD2=PD2+2PD•OD+OD2﹣OA2,
∴OA2﹣OD2=2OD•PD,
∴CD•DE=2OD•PD;
(3)解:∵AB=8,
∴OA=4,
由(2)知,CD•DE=AO2﹣OD2;
∵CD•DE=15,
∴15=42﹣OD2,
∴OD=1(负值舍去),
∴AD=3,
由(2)知,CD•DE=2OD•PD,
∴PD==,
∴PA=PD﹣AD=.
2.(1)证明:∵四边形ABCD是矩形,
∴AB∥CD,∠BAD=90°,
∴∠BDC=∠DBA,BD是⊙O的直径,
∴∠BED=90°,
∵∠BFD=∠ABF+∠BAD,∠BFD=∠BDC+45°,
∴∠ABF+90°=∠DBA+45°,
∴∠DBA﹣∠ABF=45°,
∴∠EBD=45°,
∴△BED是等腰直角三角形,
∴∠EBD=∠EDB;
(2)证明:过点K作KS⊥BE,垂足为R,交AB于S,如图2所示:
∵KG⊥AB,
∴∠BGH=∠KRH=∠SRB=∠KGS=90°,
∴∠SBR=∠HKR,
∵∠BED=90°,
∴∠RBK=∠RKB=45°,
∴BR=KR,
在△SRB和△HRK中,,
∴△SRB≌△HRK(ASA),
∴SB=HK,
∵SB=BG+SG,HK=BG+AF,
∴BG+SG=BG+AF,
∴SG=AF,
在△ABF和△GKS中,,
∴△ABF≌△GKS(AAS),
∴AB=KG;
(3)解:过点O分别作AD与CN的垂线,垂足分别为Q和T,连接OC,如图3所示:
∵∠APO=∠CPO,
∴OQ=OT,
在Rt△OQD和Rt△OTC中,,
∴Rt△OQD≌Rt△OTC(HL),
∴DQ=CT,
∴AD=CN,
∵四边形ABCD是矩形,
∴AD=CN=BC,
连接ON,
在△NOC和△BOC中,,
∴△NOC≌△BOC(SSS),
∴∠BCO=∠NCO,
设∠OBC=∠OCB=∠NCO=α,
∴∠MOC=2α,
过点M作MW⊥OC于W,在OC上取一点L,使WL=OW,连接ML,
∴MO=ML,
∴∠MOL=∠MLO=2α,
∴∠LCM=∠LMC=α,
∴ML=CL,
设OM=ML=LC=a,则OD=a+8=OC,
∴OL=8,OW=WL=4,
∴CW=4+a,
由勾股定理得:OM2﹣OW2=MW2=MC2﹣CW2,即a2﹣42=(3)2﹣(4+a)2,
整理得:a2+4a﹣45=0,
解得:a1=﹣9(不合题意舍去),a2=5,
∴OM=5,
∴MW=3,WC=9,
∴OB=OC=OD=13,BD=26,
∵∠GKB=∠CBD=∠ADB=∠BCO=∠MCW,tan∠MCW===,
∴tan∠GKB=tan∠CBD=tan∠ADB=tan∠BCO=tan∠MCW=,
设AB=b,则AD=3b,
由勾股定理得:b2+(3b)2=262,
解得b=,
∴CD=GK=AB=,
在Rt△GKB中,tan∠GKB==,
∴GB=GK=×=.
3.(1)证明:连接OF.
∴AB⊥CD,
∴∠AEH=90°,
∴∠EAH+∠AHE=90°,
∵GF=GH,
∴∠GFH=∠GHF=∠AHE,
∵OA=OF,
∴∠OAF=∠OFA,
∴∠OFA+∠GFH=90°,
∴OF⊥GM,
∴MG是⊙O的切线.
(2)证明:∵=,
∴OF垂直平分线段AC
∵OF⊥MG,
∴AC∥GM,
∴∠CAH=∠GFH,
∵∠CHA=∠GHF,∠HGF=∠GFH,
∴∠CAH=∠CHA,
∴CA=CH.
(3)解:∵AC∥GM,
∴∠G=∠ACH,
∴tan∠CAH=tan∠G==,
∵AE=6,
∴EC=8,AC===10,
设GF=GH=x,则CG=CH+GH=AC+GH=10+x,
∵CD=2EC=16,
∴GD=10+x﹣16=x﹣6,
∵GF2=GD•GC,
∴x2=(x﹣6)(x+10),
解得x=15,
∴EG=CG﹣CE=25﹣8=17,
∵tan∠G==,
∴EM=,
∴GM===.
4.解:(1)如图1中,当点B在优弧AC的中点时,△ABC的面积的最大,连接AB,BC,OB,延长BO交AC于H.
∵=,
∴BH⊥AC,
∴AH=HC=,
∴OH==1,
∴BH=OB+OH=2+1=3,
∴△ABC的最大面积=×AC×BH=×2×3=3.
(2)如图2中,延长BD交⊙O于E,连结OE交AC于F,连结OC.
由BD平分∠ABC可得,E为弧AC中点,
∴OE⊥AC,
∴AF=CF=
∴OF===1=EF,
∴DF垂直平分OE,
又∵OD⊥BD,
∴△ODE是等腰直角三角形,
∴DF=OE=1,
∴AD=.
(3)如图3,连结AE、CE,由已知得AE=CE,∠AEC=120〫,将△EAB绕点E顺时针旋转120〫得△ECF,
∵∠BAE=∠ECF,∠BAE+∠BCE=180〫,
∴∠ECF+∠BCE=180〫,
∴BF=BC+CF,
∵AB=CF,
∴BF=AB+BC,
∵BE=FE,∠BEF=∠AEC=120〫,
∴BF=BE,
∵OD⊥BD,
∴BE=2BD,
∴BF=2BD,
∴BA+BC=2BD.
5.(1)证明:连接OA.
∵OA=OC,
∴∠OAC=∠OCA,
∵GA=GE,
∴∠GAE=∠GEA,
∵DG⊥BC,
∴∠EDC=90°,
∴∠OCA+∠DEC=90°,
∵∠CED=∠GEA=∠GAE,
∴∠OAC+∠GAE=90°,
∴∠OAG=90°,
∴OA⊥AG,
∴AG是⊙O的切线.
(2)①如图2中,连接OA,AF,OF.
∵四边形ABOF是 菱形,
∴AB=BO=OF=AF=OA,
∴△ABO是等边三角形,
∴∠B=60°,
∵BC是直径,
∴∠BAC=90°
∴∠ACB=90°﹣60°=30°,
∵ED⊥BC,
∴∠DEC=90°﹣∠ACB=60°,
∴∠AEG=∠DEC=60°.
故答案为60.
②如图3中,当AB=4时,△AGE是等腰直角三角形.
理由:连接OA.
∵△AGE是等腰直角三角形,
∴∠AEG=∠DEC=∠DCE=45°,
∴△EDC,△ABC都是等腰直角三角形,
∵OB=OC,
∴AO⊥OC,
∴∠AOD=∠ODG=∠G=90°,
∴四边形AODG是矩形,
∴AG=OD=2,
∴OC=2OD=4,
∴BC=2OC=8,
∴AB=AC=4,
故答案为4.
6.(1)证明:如图1中,
∵AD=BC,
∴=,
∴=,
∵AB=AC,
∴=,
∴=,
∴∠ACB=∠BCD,
∴CB平分∠ACD.
(2)①结论:AC﹣2AG=CD.
理由:如图2中,连接BD,在GC上取一点H,使得GH=GA.
∵BG⊥AH,GA=GH,
∴BA=BH,
∴∠BAH=∠BHA,
∵∠BAH+∠BDC=180°,∠BHG+∠BHC=180°,
∴∠BDC=∠BHC,
∵∠BCH=∠BCD,CB=CB,
∴△BCH≌△BCD(AAS),
∴CD=CH,
∴AC﹣2AG=AC﹣AH=CH=CD.
②如图3中,过点G作GN⊥AB于G,过点D作DM⊥AC交AC的延长线于M,连接AO,延长AO交BC于J,连接OC.
∵=,
∴∠BAD=∠ADC,
∴AB∥CD,
∴S△ACD=S△BCD,
∵△BCH≌△BCD,
∴S△BCH=S△BCD,
∵AG=GH,
∴S△ABG=S△BGH,
∵S△ABG=S△ACD,
∴S△ABG=S△BGH=S△BCH,
∴AG=GH=CH,设AG=GH=HC=a,则AB=AC=3a,BG===2a,
∵BG⊥AC,
∴•BG•AG=•AB•GN,
∴GN==a,
在Rt△BGC中,BC===2a,
∵AB=AC,
∴=,
∴AJ⊥BC,
∴BJ=JC=a,
∴AJ===a,
在Rt△OJC中,∵OC2=OJ2+JC2,
∴152=(a﹣15)2+(a)2,
∴a=,
∵S△ABG=S△ACD,AB=AC,GN⊥AB,DM∠AC,
∴DM=GN=a=,
∵BC=AD=2a=20,
∴AM===,
∵FG∥DM,
∴=,
∴=,
∴AF=6,
∴DF=AD=AF=20﹣6=14.
7.(1)证明:∵OA⊥BC,且OA过圆心点P,
∴OB=OC,
在△AOB和△AOC中,,
∴△AOB≌△AOC(SAS),
∴AB=AC,
∵以AC为直角边作等腰Rt△ACD,
∴AD=AC,
∴AB=AD;
(2)如图1,过点A作AM⊥BD于M,
由(1)知,AB=AD,
∴DM=BD,
∵BF=4,DF=6,
∴BD=10,
∴DM=5,
∵∠AMD=90°=∠DAF,∠ADM=∠FDA,
∴△ADM∽△FDA,
∴,
∴,
∴AD=,
在等腰直角三角形ADC中,CD=AD=2;
(3)的值是不发生变化,
理由:如图2,过点D作DH⊥y轴于H,作DQ⊥x轴于Q,
∴∠AHD=90°=∠COA,
∴∠ADH+∠DAH=90°,
∵∠CAD=90°,
∴∠CAO+∠DAH=90°,
∴∠ADH=∠CAO,
∵AD=AC,
∴△ADH≌△ACO(AAS),
∴DH=AO,AH=OC,
∵∠OHD=∠QOH=∠OQD=90°,
∴四边形OQDH是矩形,DH=OQ,DQ=OH,
又∵HO=AH+AO=OC+DH=OB+DH=OB+OQ=BQ,
∴DQ=BQ,
∴△DBQ为等腰直角三角形,
∴∠DBQ=45°,
∴∠DEH=∠BEO=45°,
∴sin∠DEH=,
∴=,
∴,
∴.
8.解:(1)证明:∵CE⊥AD,
∴EG=CG,
∵CF∥DE,
∴∠DEG=∠FCG,
∵∠FGC=∠DGE,
∴△DEG≌△FCG(ASA),
∴ED=FC,
∴四边形DCFE为平行四边形,
又∵CE⊥DF,
∴四边形DCFE是菱形;
(2)∵AG⊥EC,EG=CG,
∴AE=AC=4,
∵四边形AEDC内接于⊙O,
∴∠BED=∠BCA=90°,
∵四边形DCFE是菱形,
∴EF∥DC,DE=DC,
∴∠AEF=∠ABC,
∴tan∠ABC=tan∠AEF=,
在Rt△BED中,设DE=3a,则BE=4a,
∴DC=3a,BD==5a,
∵BC2+AC2=AB2,
∴(5a+3a)2+42=(4a+4)2,
解得a=或a=0(舍去),
∴DE=DC=2,
∴AD===2.
即⊙O的直径长为2.
9.解:(1)∵A(﹣1,0),
∴OA=1,OC=3OA=3,
∴C(0,﹣3),
将A(﹣1,0)、C(0,﹣3)代入y=x2+mx+n中,得,解得,
∴y=x2﹣2x﹣3;
(2)存在,理由:
令y=0,则x2﹣2x﹣3=0,解得x1=﹣1,x2=3,
∴B(3,0),
∴直线BC的解析式为y=x﹣3,
设M(m,m2﹣2m﹣3),
过点M作MN∥y轴交BC于N,如图1,
∴N(m,m﹣3),
∴MN=m﹣3﹣(m2﹣2m﹣3)=﹣m2+3m,
∴S四边形MBAC=S△ABC+S△BCM=AB×OC+MN×OB=×4×3×(﹣m2+3m)×3=9,
解得:m=1或2,
故点M的坐标为(1,﹣4)或(2,﹣3);
(3)∵OB=OC=ON,
∴△BON为等腰直角三角形,
∵∠OBM+∠NBM=45°,
∴∠NBD+∠NBM=∠DBM=45°,
∴MB=MF,
过点M作MF⊥BM交BE于F,过点F作FH⊥y轴于点H,如图2,
∴∠HFM+∠BMO=90°,
∵∠BMO+∠OMB=90°,
∴∠OMB=∠HFM,
∵∠BOM=∠MHF=90°,
∴△BOM≌△MHF(AAS),
∴FH=OM=1,MH=OB=3,故点F(1,4),
由点B、F的坐标得,直线BF的解析式为y=﹣2x+6,
联立,解得,
∴E(﹣3,12).
10.解:(1)y=﹣x﹣3交坐标轴于A、C两点,则点A、C的坐标分别为:(﹣3,0)、(0,﹣3);
将点A、C的坐标代入抛物线表达式得:,解得,
故抛物线的表达式为:y=x2+2x﹣3;
(2)存在,理由:
如图1,过点P作y轴的平行线交AC于点H,
设点P(x,x2+2x﹣3),则点H(x,﹣x﹣3),
△APC面积S=S△PHA+S△PHC=×PH×OA=(﹣x﹣3﹣x2﹣2x+3)×3=﹣x2﹣x,
∵﹣<0,故S有最大值,
当x=﹣时,S的最大值为,此时点P(﹣,﹣);
(3)如图2,设点N(﹣1,s),点M(m,n),n=m2+2m﹣3,
过点M作y轴的平行线交过点C与x轴的平行线于点H,交过点N与x轴的平行线于点G,
∵∠GMN+∠GNM=90°,∠GMN+∠HMC=90°,
∴∠HMC=∠GNM,
∵∠MGN=∠CHM=90°,MN=MC,
∴△MGN≌△CHM(AAS),
∴GN=MH,
即GN=|﹣1﹣m|=MH=|n+3|,
①当﹣1﹣m=n+3时,
即m+n+4=0,即m2+3m+1=0,
解得:m=,故点P(,);
②当﹣1﹣m=﹣(n+3)时,即m=n+2,
同理可得:点P(,);
故点P的坐标为:(,)或(,)或(,)或(,).
11.解:(1)将点C的坐标代入抛物线表达式得:﹣3am2=3,
解得:am2=﹣1;
(2)对于二次函数y=a(x2+2mx﹣3m2),令y=0,则x=m或﹣3m,
∴函数的对称轴为:x=﹣m,
∵CD∥AB,
∴点D、C的纵坐标相同,故点D(﹣2m,3),
故点A、B的坐标分别为:(m,0)、(﹣3m,0),
设点E(x,y),y=a(x2+2mx﹣3m2),
分别过点D、E作x轴的垂线,垂足分别为M、N,
∵AB平分∠DAE,
∴∠DAM=∠EAN,
∴RtADM△∽Rt△ANE,
∴,即,
解得:y=,
故点E(x,),
将点E的坐标代入抛物线表达式并解得:x==﹣4m,
则y==﹣5,
故点E(﹣4m,﹣5),
故===为定值;
(3)存在,理由:
函数的对称轴为x=﹣m,当x=﹣m时,y=a(x2+2mx﹣3m2)=4,即点F(﹣m,4),
由点F、C的坐标得,直线FC的表达式为:y=﹣x+3,令y=0,则x=3m,即点G(3m,0),
GF2=(3m+m)2+42=16m2+16,
同理AD2=9m2+9,AE2=25m2+25,
故AE2=AD2+GF2,
GF、AD、AE的长度为三边长的三角形是直角三角形,
点G的横坐标为3m.
12.解:(1)∵直线y=kx+3k过点A,
∴y=0时,0=kx+3k,解得x=﹣3,
∴A(﹣3,0),
把点A的坐标代入y=ax2+4ax+,得9a﹣12a+=0,
解得a=,
∴抛物线解析式为y=x2+x+;
(2)如图1,过点D作DF⊥x轴于F,过点C作CG⊥x轴于G,
∴∠DFB=∠CGO=90°=∠DBC,
∴∠DBF+∠BDF=90°,
又∵∠DBF+∠CBG=90°,
∴∠BDF=∠CBG,
∴△BDF∽△CBG,
∴,
∵CB=5BD,
∴CG=5BF,BG=5DF,
联立方程组,
解得:,(舍去),
∴点C(4k﹣1,4k2+2k),
∴CG=4k2+2k,OG=4k﹣1,
设BF=m,则CG=5m,DF=2k﹣km,BG=5(2k﹣km),
∴,
解得k=﹣(舍去)或k=0(舍去)或k=1,
∴k的值为1;
(3)
∵将直线y=kx+3k向上平移4个单位,
∴平移后解析式为y=kx+3k+4,
∴kx+3k+4=x2+x+,
∴xE+xF=4k﹣4,xE•xF=﹣12k﹣13,
∴|xF﹣xE|==,
∵△AEF的面积=×4×,
∴当k=﹣时,△AEF的面积的最小值为16.
13.解:(1)令x=0,则y=3,
∴C(0,3),
∴OC=3.
令y=0,则﹣x2+x+3=0,
解得:x1=﹣4,x2=6,
∴A(﹣4,0),B(6,0),
∴OA=4,OB=6.
∵CD⊥AC,
∴∠ACD=90°,
∵CO⊥AD,
∴OC2=OA•OD,
∴OD=,
∴D(,0).
(2)∵y=﹣x2+x+3=﹣(x﹣1)2+,
∴E(1,).
如图2,连接OE、BE,作HG⊥x轴于点G,交BE于点P.
由B、E两点坐标可求得直线BE的解析式为:y=﹣x+.
设H(m,﹣m2+m+3),则P(m,﹣m+).
∴HG=﹣m2+m+3,HP=yH﹣yP=﹣m2+m﹣.
∴S△BHE=(xB﹣xE)•HP=(﹣m2+m﹣)=﹣m2+m﹣.
∵FH⊥CD,AC⊥CD,
∴AC∥FH,
∴∠HFG=∠CAO,
∵∠AOC=∠FGH=90°,
∴△ACO∼△FHG,
∴==,
∴FG=HG=﹣m2+m+4,
∴AF=AG﹣FG=m+4+m2﹣m﹣4=m2+m,
∴S△AFC=AF•OC=(m2+m)=m2+m,
∵S四边形ACEB=S△ACO+S△OCE+S△OEB=×4×3+×3×1+6×=,
∴S五边形FCEHB=S四边形ACEB+S△BHE﹣S△AFC=+(﹣m2+m﹣)﹣(m2+m)=﹣m2+m+15=﹣(m﹣)2+,
∴当m=时,S五边形FCEHB取得最大值.
此时,H的横坐标为.
(3)∵B(6,0),C(0,3),D(,0),
∴CD=BD=,BC=3,
∴∠DCB=∠DBC.
①如图3﹣1,△CMN≌△DCB,MN交y轴于K,
则CM=CN=DC=DB=,MN=BC=3,∠CMN=∠CNM=∠DBC=∠DCB,
∴MN∥AB,
∴MN⊥y轴,
∴∠CKN=∠COB=90°,MK=NK=MN=,
∴△CKN∼△COB,
∴==,
∴CK=,
∴OK=OC+CK=,
∴N(,).
②如图3﹣2,△MCN≌△DBC,
则CN=CB=3,∠MCN=∠DBC,
∴CN∥AB,
∴N(3,3).
③如图3﹣3,△CMN≌△DBC,
则∠CMN=∠DCB,CM=CN=DC=DB=,MN=BC=3,
∴MN∥CD,
作MR⊥y轴于R,
则===,
∴CR=,RM=,
∴OR=3﹣,
作MQ∥y轴,NQ⊥MQ于点Q,
则∠NMQ=∠DCO,∠NQM=∠DOC=90°,
∴△COD∼△MQN,
∴==,
∴MQ=MN=,NQ=MN=,
∴NQ﹣RM=,OR+MQ=,
∴N(﹣,).
综上所述,满足要标的N点坐标有:(,)、(3,3)、(﹣,).
14.解:(1)对称轴为直线x=﹣=4,则CD=4,
∵四边形ABDC为平行四边形,
∴DC∥AB,DC=AB,
∴DC=AB=4,
∴A(2,0),B(6,0),
把点 A(2,0)代入得y=ax2﹣8ax+12得4a﹣16a+6=0,解得a=,
∴二次函数解析式为y=x2﹣4x+6;
(2)如图1,设E(m,m2﹣4m+6),其中2<m<6,
作EN⊥y轴于N,如图2,
∵S梯形CDEN﹣S△OCD﹣S△OEN=S△ODE,
∴(4+m)(6﹣m2+4m﹣6)﹣×4×6﹣m(﹣m2+4m﹣6)=12,
化简得:m2﹣11m+24=0,解得m1=3,m2=8(舍),
∴点E的坐标为(3,﹣);
(3)Ⅰ、当点Q在对称轴右侧时,如图2,
过点E作EF⊥PM于F,MQ交x轴于G,
∵∠PQE=∠PME,
∴点E,M,Q,P四点共圆,
∵PE⊥PQ,
∴∠EPQ=90°,
∴∠EMQ=90°,
∴∠EMF+∠HMG=90°,
∵∠HMG+∠HGM=90°,
∴∠EMF=∠HGM,
在Rt△EFM中,EF=1,FM=,tan∠EMF==2,
∴tan∠HGM=2,
∴,
∴HG=HM=1,
∴点G(5,0),
∵M(4,﹣2),
∴直线MG的解析式为y=2x﹣10①,
∵二次函数解析式为y=x2﹣4x+6②,
联立①②解得,(舍)或,
∴Q(8,6),
∴点Q到对称轴的距离为8﹣4=4;
Ⅱ、当点Q在对称轴左侧时,如图3,
过点E作EF⊥PM于F,过点Q作QD⊥PM于D,
∴∠DQP+∠QPD=90°,
∵∠EPQ=90°,
∴∠DPQ+∠FPE=90°,
∴∠DQP=∠FPE,
∵∠PDQ=∠EFP,
∴△PDQ∽△EFP,
∴,
由Ⅰ知,tan∠PQE==2,
∵EF=1,
∴=,
∴DP=,PF=2QD,
设Q(n,n2﹣4n+6),
∴DQ=4﹣n,DH=n2﹣4n+6,
∴PF=DH+FH﹣DP=n2﹣4n+6+﹣=n2﹣4n+7,
∴n2﹣4n+7=2(4﹣n),
∴n=2+(舍)或n=2﹣,
∴DQ=4﹣n=2+,
即点Q到对称轴的距离为4或2+.
15.解:(1)抛物线y=a(x+2)(x﹣4),令y=0,解得x=﹣2或x=4,
∴A(﹣2,0),B(4,0).
∵直线y=﹣x+,
当x=﹣5时,y=3,
∴D(﹣5,3),
∵点D(﹣5,3)在抛物线y=a(x+2)(x﹣4)上,
∴a(﹣5+2)(﹣5﹣4)=3,
∴a=.
∴抛物线的函数表达式为:y=x2﹣x﹣.
(2)如图1中,设直线BD交y轴于J,则J(0,).连接CD,BC.
∵S△BDC=××9=10,
∴S△PAB=10,
∴×6×|yP|=10
yP=±,
当y=时,=x2﹣x﹣,
解得x=1±,
∴P(,)或(,),
当﹣=x2﹣x﹣,
方程无解,
∴满足条件的点P的坐标为(,)或(,).
(3)如图2中,过点D作DM平行于x轴,
∵D(﹣5,3),B(4,0),
∴tan∠DBA==,
∴∠DBA=30°
∴∠BDM=∠DBA=30°,过F作FJ⊥DM于J,
则有sin30°=,
∴HF=,
∴2AF+DF=2(AF+)=2(AF+HF),当A、F、H三点共线时,
即AH⊥DM时,2AF+DF=2(AF+HF)取最小值为=.
16.解:(1)∵y=x2﹣x﹣=(x2﹣2x﹣3)=(x﹣1)2﹣2,
∴顶点D的坐标为(1,﹣2),
令y=0,则(x2﹣2x﹣3)=0,
∴x=﹣1或x=3,
∴A(﹣1,0),B(3,0),
令x=0,则y=﹣,
∴C(0,﹣),
∴AC是定值,要△ACP的面积最大,则点P到AC的距离最大,
即当点P在点B位置时,点P到AC的距离最大,
∴S△ACP最大=S△ABC=AB•OC=(3+1)•=3;
(2)由(1)知,B(3,0),D(1,﹣2),
∴直线l1的解析式为y=x﹣3,
∵l1∥l2,且l1过点A,∴直线l2的解析式为y=x+,
∴E(0,),
∴OE=,
在Rt△AOE中,OA=1,
∴tan∠AEO==,
∴∠AEO=30°,
∵l1∥l2,
∴∠DBO=60°,
由旋转知,OE1=OE=,∠A1E1O=∠AEO=30°,
∴∠ME1N=30°
如图,∵△E1MN为等腰三角形,
∴①当E1N1=M1N1时,
∴∠E1M1N1=∠A1E1O=30°,
∴α=∠BOM=60°﹣30°=60°,
过点E1作E1F⊥x轴于F,
∴E1F=OE1=,
∴OF=E1F=,
∴E1(,),
②当E2M2=E2N2时,∠E2N2M2=∠E2M2N2=(180°﹣30°)=75°,
∴∠BOM2=75°﹣60°=15°,
∴α=105°,
过点E2作E2H⊥x轴,在OH上取一点Q,使OQ=E2Q,
∴∠E2QH=30°,
设E2H=a,则E2Q=2a,HQ=a,
∴OQ=E2Q=2a,OH=(2+)a,
在Rt△OHE2中,根据勾股定理得,[(2+)a]2+a2=3,
∴a=(舍去负值),
∴E2(,﹣).
③当E3M3=M3N3时,∠E3N3M3=∠M3E3N3=30,
∴∠E3M3N3=120°,
∴∠BOM3=60°,
∴α=150°,
∵∠OBM3=60°,∠E3N3M3=30°,
∴∠N3GB=90°,
∴OG=,E3G=,
∴E3(,﹣).
17.解:(1)∵AB=6,点B的坐标为(﹣6,0),
∴点A(﹣12,0),
如图1,过点D作DE⊥x轴于点D,
则ED=ADsin∠DAB=8×=4,同理AE=4,
故点D(﹣8,4),则点C(﹣2,4),
由中点公式得,点M(﹣4,2);
(2)图象向右平移了a个单位,则点D′(a﹣8,4)、点M′(a﹣4,2),
∵点D′M′都在函数上,
∴(a﹣8)×4=(a﹣4)×2,
解得:a=12,
则k=(12﹣8)×4=16,
故反比例函数的表达式为=;
(3)由(2)知,点M′的坐标为(8,2),点B′、C′的坐标分别为(6,0)、(10,4),
设点P(m,2),点Q(s,t);
①当B′C′是矩形的边时,如图2,求解的矩形为矩形B′C′PQ和矩形B′C′Q′P′,
过点C′作C′H⊥l交于点H,C′H=4﹣2=2,
直线B′C′的倾斜角为60°,则∠M′PC′=30°,PH=C′H÷tan∠M′PC′=2=6,
故点P的坐标为(16,2),
由题意得:点P、Q′关于点C′对称,由中点公式得,点Q的坐标为(12,﹣4);
同理点Q、Q′关于点M′对称,由中点公式得,点Q′(4,6);
故点Q的坐标为:(12,﹣4)或(4,6);
②当B′C′是矩形的对角线时,
∵B′C′的中点即为PQ的中点,且PQ=B′C′,
∴,解得:,,
故点Q的坐标为(4,2)或(12,2);
综上,点Q的坐标为:(12,﹣4)或(4,6)或(4,2)或(12,2).
18.解:(1)∵直线y1=mx(m≠0)与反比例函数y2=(k<0)的图象交于A、B两点,且点A的横坐标为﹣1,
∴点A,点B关于原点对称,
∴点B的横坐标为1,
∴当x取﹣1<x<0或x>1时,y1<y2;
(2)连接OC,OE,
由图象知,点A,点B关于原点对称,
∴OA=OB,
∵AC⊥CB,
∴∠ACB=90°,
∴OC=AB=AO,
∴∠OAC=∠OCA,
∵AC为∠BAD的平分线,
∴∠OAC=∠DAC,
∴∠OCA=∠DAC,
∴AD∥OC,
∴S△AEO=S△ACE=,
∵AD=2DE,
∴AE=DE,
∴S△AOD=2S△AOE=3;
(3)作EF⊥x轴于F,作AH⊥x轴于H,
则EF∥AH,
∵AD=2DE,
∴DE=EA,
∵EF∥AH,
∴==1,
∴DF=FH,
∴EF是△DHA的中位线,
∴EF=AH,
∵S△OEF=S△OAH=﹣,
∴OF•EF=OH•HA,
∴OH=OF,
∴OH=HF,
∴DF=FH=HO=DO,
∴S△OAH=S△ADO=3=1,
∴﹣=1,
∴k=﹣2,
∴y=﹣,
∵点A在y=﹣的图象上,
∴把x=﹣1代入得,y=2,
∴A(﹣1,2),
∵点A在直线y=mx上,
∴m=﹣2,
∴P(﹣2,﹣2),
在y轴上找到一点M,使得△OMP是直角三角形,
当∠OMP=90°时,PM⊥y轴,
则OM=2,
∴点M的坐标为(0.﹣2);
当∠OPM=90°时,过P作PG⊥y轴于G,则△OPM是等腰直角三角形,
∴OM=2PG=4,
∴点M的坐标为(0.﹣4);
综上所述,点M的坐标为(0.﹣2)或(0,﹣4).
19.解:(1)理由:∵∠ACB=90°,
∴∠ACD=∠BCE=90°,
又∵∠ADC=90°,
∴∠ACD+∠DAC=90°,
∴∠BCE=∠DAC,且∠ADC=∠BEC=90°,
∴△ADC∽△CEB;
(2)如图,过点O作ON⊥OM交直线CD于点N,分别过M、N作ME⊥x轴NF⊥x轴,
由(1)可得:△NFO∽△OEM,
∴,
∵点M(2,1),
∴OE=2,ME=1,
∵tanα==,
∴,
∴NF=3,OF=,
∴点N(﹣,3),
∵设直线CD表达式:y=kx+b,
∴
∴
∴直线CD的解析式为:y=﹣x+;
(3)当∠CDP=90°时,如图,过点P作PH⊥BC,交BC延长线于点H,
∵∠ADC+∠CDP=180°,
∴点A,点D,点P三点共线,
∵∠BAP=∠B=∠H=90°,
∴四边形ABHP是矩形,
∴AB=PH=3,
∵将线段AE绕点E顺时针旋转90°,
∴AE=EP,∠AEP=90°,
∴∠AEB=∠PEH=90°,且∠BAE+∠AEB=90°,
∴∠BAE=∠PEH,且∠B=∠H=90°,AE=EP,
∴△ABE≌△EHP(AAS),
∴BE=PH=3,
当∠CPD=90°时,如图,过点P作PH⊥BC,交BC延长线于点H,延长HP交AD的延长线于N,则四边形CDNH是矩形,
∴CD=NH=3,DN=CH,
设BE=x,则EC=5﹣x,
∵将线段AE绕点E顺时针旋转90°,
∴AE=EP,∠AEP=90°,
∴∠AEB=∠PEH=90°,且∠BAE+∠AEB=90°,
∴∠BAE=∠PEH,且∠B=∠EHP=90°,AE=EP,
∴△ABE≌△EHP(AAS),
∴PH=BE=x,AB=EH=3,
∴PN=3﹣x,CH=3﹣(5﹣x)=x﹣2=DN,
∵∠DPC=90°,
∴∠DPN+∠CPH=90°,且∠CPH+∠PCH=90°,
∴∠PCH=∠DPN,且∠N=∠CHP=90°,
∴△CPH∽△PDH,
∴,
∴
∴x=
∵点P在矩形ABCD外部,
∴x=,
∴BE=,
综上所述:当BE的长为3或时,△DPC为直角三角形.
20.解:(1)∵E(2,3)、F(4,﹣2),
∴kEF==﹣,
故答案为﹣.
(2)∵G(1,3),H(﹣2,1),I(﹣1,6),
∴kGH==,kGI==﹣,
∴kGH•kGI=﹣1.
(3)如图2中,过点K作KM⊥x轴于M,过点S作SN⊥x轴于N,连接KS交OR于J.
∴S(6,8),
∴ON=6,SN=8,
∵四边形OKRS是正方形,
∴OK=OS,∠KPS=∠KMO=∠SNO=90°,KJ=JS,JR=JO,
∴∠KOM+∠SON=90°,∠SON+∠OSN=90°,
∴∠KOM=∠OSN,
∴△OMK≌△SNO(AAS),
∴KM=ON=6,OM=SN=8,
∴K(﹣8,6),
∵KJ=JS,
∴J(﹣1,7),
∵JR=OJ,
∴R(﹣2,14),
∵kOR==﹣7,
∵RT⊥OR,
∴kRT=﹣=,
设直线RT的解析式为y=x+b.
把(﹣2,14)代入可得14=﹣+b,
∴b=,
∴直线RT的解析式为y=﹣x+
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