2021年陕西省宝鸡市岐山县中考数学一模试卷
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一、选择题(本大题共10个小题,每小题3分,共30分.在每个小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求,请选出并在答题卡上将该项涂黑)
1.(3分)﹣2021的相反数是( )
A. B. C.2021 D.﹣2021
2.(3分)2020年,我省全年生产总值为26181.86亿元,比上年增长2.2%,将数字26181.86用科学记数法表示为( )
A.2.618186×106 B.2.618186×105
C.2.618186×104 D.26.18186×103
3.(3分)将直线y=x+4向下平移5个单位长度,所得直线的表达式为( )
A.y=x﹣1 B.y=x﹣5 C.y=﹣x+1 D.y=﹣x﹣1
4.(3分)下列运算中,计算正确的是( )
A.3a•5a=15a B.(﹣2a3)3=﹣8a9
C.a4÷a2=2a D.(a+b)2=a2+ab+b2
5.(3分)如图,将等边△ABC的顶点B放在一组平行线的直线b上,边AB,AC分别交直线a于D,E两点,若∠1=40°,则∠2的大小为( )
A.24° B.22° C.20° D.18°
6.(3分)已知正比例函数y=kx的图象与x轴的夹角为30°,且y随x的增大而减小,则k的值为( )
A. B.﹣ C. D.﹣
7.(3分)如图,AB为⊙O的直径,△ABC内接于⊙O,D为AB上一点,且BC=BD,连接CD并延长交⊙O于点E,连接AE,若∠B=70°,则∠CAE的大小为( )
A.60° B.65° C.70° D.75°
8.(3分)如图,在△ABC中,BC=2,∠C=45°,若D是AC的三等分点(AD>CD),且AB=BD,则AB的长为( )
A.2 B. C. D.
9.(3分)如图,在矩形ABCD中,AB=6,BC=3,E是对角线BD上一动点,过E作MN⊥BD于E,交AB于M,交CD于N,当点E在BD上移动时,MN的长是( )
A.3 B. C. D..无法确定
10.(3分)如图,已知二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象交x轴于点A(﹣1,0)和点B(3,0),与y轴的交点C在(0,3)和(0,4)之间(不含端点),则a的取值范围是( )
A.﹣1<a<0 B.﹣1<a<﹣ C.﹣1<a<﹣ D.﹣<a<﹣1
二、填空题(本大题共4个小题,每小题3分,共12分)
11.(3分)分解因式:a﹣2a2+a3= .
12.(3分)如图,正八边形ABCDEFGH中,延长对角线BF与边DE交于点M,则∠M的大小为 .
13.(3分)如图,在第二象限的双曲线y=﹣上有一点A,过A作AB∥x轴交第二象限的另一条双曲线y=﹣于点B,连接OA,OB,则△AOB的面积为 .
14.(3分)如图,在△ABC中,∠ABC=90°,AB=BC=4,D是斜边AC的中点,E,F分别是AB,BC上的动点,且AE=BF,连接EF,G为EF的中点,则点E,F在运动过程中,DG的最小值为 .
三、解答题(本大题共11个小题,共78分解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
15.(5分)计算:﹣12021+()﹣2﹣|2﹣3|+(﹣π)0.
16.(5分)化简:÷(x+2﹣).
17.(5分)如图,已知△ABC的边BC在直线MN上,若将△ABC绕点A按逆时针方向旋转,使点C落在直线MN上的C′处,请用尺规作图法,作出△AB'C'.(保留作图痕迹,不写作法)
18.(5分)如图,在菱形ABCD中,点E是边AD上一点,延长AB至点F,使BF=AE,连接BE、CF.
求证:BE=CF.
19.(7分)散步被世界卫生组织认定为“世界上最好的运动”,适当的散步对身体的健康有很多益处,现在的人工智能穿戴软件APP很多都能自动统计每天的运动步数以便人们科学合理地运动锻炼、统计以及交流分享排名,小美随机调查统计了某运动软件部分好友每天运动步数(单位:千步),根据所得数据绘制了如下两个统计图(单位:千步)(横轴上每组数据包含最小值不包含最大值).请根据所给信息,解答下列问题:
(1)每天运动步数调查属于 调查(填“全面”或“抽样”),样本容量是 ,请补全条形统计图中空缺的部分.
(2)此次被调查的好友每天运动步数的中位数落在第 组.(填字母序号)
(3)据科学研究证明每天运动步数在8千步~1万步最适宜,若小美的运动软件好友共有300人,请估计每天运动步数为8千步~1万步的人数.
20.(7分)在陕西宝鸡陈仓区的渭河北岸,有一座何尊造型的“陈仓印象”景观塔吸引了众多游人,何尊是第一尊记录“中国”一词的青铜器.如图,周末赵凯和同学游览时想测量景观塔AB的高度,由于受地形限制,他们站在河堤上的点F处测得AB底端B处的俯角∠2为20°,然后在观景台点D处测得AB顶端A的仰角∠1为70°,已知AB⊥BE,CD⊥BE,EF⊥BE,B,C,E在一条直线上,BC=EF,BE=22米,观景台CD=2米,请根据以上信息求出景观塔AB的高度.
21.(7分)2020年,“地摊经济”成为了社会关注的热门话题.小亮从市场得知如下信息:
甲商品
乙商品
进价(元/件)
35
5
售价(元/件)
45
8
小亮计划购进甲、乙商品共100件进行销售,设小亮购进乙商品x件,甲、乙商品全部销售完后获得利润为y元.
(1)求出y与x之间的函数关系式.
(2)小亮用不超过2000元资金一次性购进甲、乙两种商品,求x的取值范围.
22.(7分)甲、乙、丙三位同学进行足球传球训练,球从一个人脚下随机传到另一个人脚下,且每位传球人传给其余两人的机会是均等的,由甲开始传球,共传三次.
(1)求三次传球后,球回到甲脚下的概率;
(2)三次传球后,球回到甲脚下的概率大还是传到乙脚下的概率大?
23.(8分)如图,⊙O经过Rt△ABC的顶点A,与BC相切于点D,交AC于E,交AB于F,连接AD,DE,DF,EF,∠C=90°.
(1)求证:DE=DF.
(2)若AE=3,CD=2,求BD的长.
24.(10分)如图,已知抛物线y=a(x﹣2)2+k(a<0)与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,已知点B(3,0),C(0,﹣3),连接AC,BC.
(1)求抛物线的表达式.
(2)在抛物线的对称轴上是否存在一点P,使∠APB=∠ACB?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
25.(12分)(1)问题提出:如图1,已知等边△ABC的边长为2,D为BC的中点,P是AD上一动点,则BP+AP的最小值为 .
(2)问题探究:如图2,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,∠ABC=30°,AC=,在三角形内有一点P满足∠APB=∠BPC=120°,求PA+PB+PC的值.
(3)问题解决:如图3,某地在脱贫攻坚乡村振兴中因地制宜建造了3个特色农产品种植基地A,B,C.现需根据产品中转点P修建通往种植基地A,B,C的道路PA,PB,PC,方便农产品的储藏运输,根据地质设计,PB路段每米造价是PA的倍,PC路段每米造价是PA的2倍.已知AB=BC=2000米,∠ABC=30°,要使修建3条道路费用最小,即求PA+PB+2PC的最小值.
2021年陕西省宝鸡市岐山县中考数学一模试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本大题共10个小题,每小题3分,共30分.在每个小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求,请选出并在答题卡上将该项涂黑)
1.(3分)﹣2021的相反数是( )
A. B. C.2021 D.﹣2021
【分析】根据相反数的概念解答即可.
【解答】解:﹣2021的相反数是2021,
故选:C.
2.(3分)2020年,我省全年生产总值为26181.86亿元,比上年增长2.2%,将数字26181.86用科学记数法表示为( )
A.2.618186×106 B.2.618186×105
C.2.618186×104 D.26.18186×103
【分析】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.当原数绝对值≥10时,n是正整数;当原数的绝对值<1时,n是负整数.
【解答】解:26181.86用科学记数法表示为2.618186×104.
故选:C.
3.(3分)将直线y=x+4向下平移5个单位长度,所得直线的表达式为( )
A.y=x﹣1 B.y=x﹣5 C.y=﹣x+1 D.y=﹣x﹣1
【分析】直接根据“上加下减”的平移规律求解即可.
【解答】解:将直线y=x+4向下平移5个单位所得直线的解析式为y=x+4﹣5,即y=x﹣1.
故选:A.
4.(3分)下列运算中,计算正确的是( )
A.3a•5a=15a B.(﹣2a3)3=﹣8a9
C.a4÷a2=2a D.(a+b)2=a2+ab+b2
【分析】分别根据单项式的乘法法则、积的乘方和同底数幂的除法法则、完全平方公式分别进行计算,选择计算正确的即可得到答案.
【解答】解:选项A:3a•5a=15a2,不符合题意;
选项B:(﹣2a3)3=﹣8a9,符合题意;
选项C:a4÷a2=a2,不符合题意;
选项D:(a+b)2=a2+2ab+b2,不符合题意.
故选:B.
5.(3分)如图,将等边△ABC的顶点B放在一组平行线的直线b上,边AB,AC分别交直线a于D,E两点,若∠1=40°,则∠2的大小为( )
A.24° B.22° C.20° D.18°
【分析】过点C作CF∥a,则CF∥a∥b,再利用平行线的性质和等边三角形的内角是60°可得∠2的度数.
【解答】解:过点C作CF∥a,则CF∥a∥b,
∴∠1=∠ACF=40°,∠2=∠BCF.
∵等边三角形ABC中,∠ACB=60°,
∴∠BCF=60°﹣40°=20°,
∴∠2=∠BCF=20°.
故选:C.
6.(3分)已知正比例函数y=kx的图象与x轴的夹角为30°,且y随x的增大而减小,则k的值为( )
A. B.﹣ C. D.﹣
【分析】画出图象,在图象上取一点,设其到x轴的垂线段长为m,用m表示坐标代入y=kx即可得k值.
【解答】解:∵正比例函数y=kx,y随x的增大而减小,
∴k<0,如图:
在正比例函数y=kx第二象限的图象上取点A,作AB⊥x轴于B,
设AB=m,
∵∠AOB=30°,
∴OA=2m,OB=m,
∴A(﹣m,m),
将A(﹣m,m)代入y=kx得:
m=﹣m•k,
解得k=﹣,
故选:D.
7.(3分)如图,AB为⊙O的直径,△ABC内接于⊙O,D为AB上一点,且BC=BD,连接CD并延长交⊙O于点E,连接AE,若∠B=70°,则∠CAE的大小为( )
A.60° B.65° C.70° D.75°
【分析】由等腰三角形的性质求出∠BCD=55°,由圆周角定理求出∠BAE=55°,∠BAC=20°,则可得出答案.
【解答】解:∵BC=BD,
∴∠BCD=∠BDC,
∵∠B=70°,
∴∠BCD==55°,
∴∠BAE=55°,
∵AB为⊙O的直径,
∴∠BCA=90°,
∴∠BAC=90°﹣∠B=90°﹣70°=20°,
∴∠CAE=∠BAC+∠BAE=20°+55°=75°.
故选:D.
8.(3分)如图,在△ABC中,BC=2,∠C=45°,若D是AC的三等分点(AD>CD),且AB=BD,则AB的长为( )
A.2 B. C. D.
【分析】过B作BE⊥AC于E,根据等腰三角形的性质求出AE=DE,求出AE=DE=CD,1救出CE=BE=2,求出AE=1,再根据勾股定理求出答案即可.
【解答】解:过B作BE⊥AC于E,
∵AB=BD,BE⊥AC,
∴∠AEB=∠BEC=90°,AE=DE,
∵D是AC的三等分点(AD>CD),
∴AE=DE=DC,
在Rt△BEC中,BC=2,∠C=45°,
∴∠EBC=∠C=45°,
∴BE=CE,
由勾股定理得:2BE2=DC2=(2)2=8,
解得:BE=EC=2,
∴AE=1,
在Rt△AEB中,由勾股定理得:AB===,
故选:B.
9.(3分)如图,在矩形ABCD中,AB=6,BC=3,E是对角线BD上一动点,过E作MN⊥BD于E,交AB于M,交CD于N,当点E在BD上移动时,MN的长是( )
A.3 B. C. D..无法确定
【分析】通过证明△DBC∽△MNH,可得,即可求解.
【解答】解:如图,过点M作MH⊥DC于H,
∴∠MHC=∠C=∠ABC=90°,
∴四边形BCHM是矩形,
∴MH=BC=3,
∵AB=CD=6,BC=AD=3,
∴BD===3,
∵MN⊥BD,
∴∠DEN=∠MHN=∠C=90°,
∴∠MNH+∠BDC=∠BDC+∠DBC=90°,
∴∠DBC=∠MNH,
∴△DBC∽△MNH,
∴,
∴=,
∴MN=,
故选:C.
10.(3分)如图,已知二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象交x轴于点A(﹣1,0)和点B(3,0),与y轴的交点C在(0,3)和(0,4)之间(不含端点),则a的取值范围是( )
A.﹣1<a<0 B.﹣1<a<﹣ C.﹣1<a<﹣ D.﹣<a<﹣1
【分析】设抛物线的解析式为y=a(x+1)(x﹣3),则y=ax2﹣2ax﹣3a,即可得出B(0,3a),根据题意得到3<﹣3a<4,解得即可判断.
【解答】解:设抛物线的解析式为y=a(x+1)(x﹣3),则y=ax2﹣2ax﹣3a,
令x=0得:y=﹣3a.
∵抛物线与y轴的交点C在(0,3)和(0,4)之间(不含端点),
∴3<﹣3a<4.
解得:﹣<a<1,
故选:D.
二、填空题(本大题共4个小题,每小题3分,共12分)
11.(3分)分解因式:a﹣2a2+a3= a(a﹣1)2 .
【分析】原式提取a,再利用完全平方公式分解即可.
【解答】解:原式=a(1﹣2a+a2)=a(a﹣1)2,
故答案为:a(a﹣1)2
12.(3分)如图,正八边形ABCDEFGH中,延长对角线BF与边DE交于点M,则∠M的大小为 22.5° .
【分析】根据正求出多边形的内角和公式∠DEF,根据等腰三角形的性质、三角形内角和定理求出∠BFE,计算即可.
【解答】解:∵八边形ABCDEFGH是正八边形,
∴∠DEF=(8﹣2)×180°÷8=135°,
∴∠FEM=45°,
∴∠DEF=∠EFG,
∵BF平分∠EFG,
∴∠EFB=∠BFE==67.5°,
∵∠BFE=∠FEM+∠M,
∴∠M=∠BFE﹣∠FEM,
∴∠M=22.5°.
故答案为:22.5°.
13.(3分)如图,在第二象限的双曲线y=﹣上有一点A,过A作AB∥x轴交第二象限的另一条双曲线y=﹣于点B,连接OA,OB,则△AOB的面积为 10 .
【分析】延长AB交y轴于C,通过S△ABO=S△ABC﹣S△BOC反比例函数系数k的几何意义求解.
【解答】解:延长AB交y轴于C,
∵AB∥x轴,
∴S△ABO=S△ABC﹣S△BOC=﹣=10.
故答案为:10.
14.(3分)如图,在△ABC中,∠ABC=90°,AB=BC=4,D是斜边AC的中点,E,F分别是AB,BC上的动点,且AE=BF,连接EF,G为EF的中点,则点E,F在运动过程中,DG的最小值为 2 .
【分析】根据等腰直角三角形的斜边中线性质得出∠A=∠C=45°,∠ABD=∠CBD=45°,AC=8,AD=BD,BD⊥AC,进而证得△ADE≌△BDF(SAS),得到DE=DF,∠ADE=∠BDF,∠EDF=90°,从而证得点G在BD的垂直平分线上,证得点E,F运动过程中,点G经过的路线是△ABC的中位线,根据三角形中位线定理求得结果.
【解答】解:在△ABC中,∠ABC=90°,AB=BC,
∴∠A=∠C=45°,
如图1,连接BD,BGAB=BC=4,D是斜边AC的中点,
∴∠ABD=∠CBD=45°,AC=8,AD=BD,BD⊥AC,
在△ADE和△BDF中,
,
∴△ADE≌△BDF(SAS),
∴DE=DF,∠ADE=∠BDF,
∴∠EDF=∠EDB+∠BDF=∠EDB+∠ADE=90°,
∵G为EF的中点,
∴BG=DG=EF,
∴点G在BD的垂直平分线上,
∴在点E,F运动过程中,点G经过的路线是△ABC的中位线,如图2,
∴DG最小值为DG=BG=BD=2,
故答案为2.
三、解答题(本大题共11个小题,共78分解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
15.(5分)计算:﹣12021+()﹣2﹣|2﹣3|+(﹣π)0.
【分析】直接利用零指数幂的性质以及绝对值的性质、负整数指数幂的性质分别化简得出答案.
【解答】解:原式=﹣1+4﹣(3﹣2)+1
=﹣1+4﹣3+2+1
=1+2.
16.(5分)化简:÷(x+2﹣).
【分析】原式括号中两项通分并利用同分母分式的减法法则计算,同时利用除法法则变形,约分即可得到结果.
【解答】解:原式=﹣÷
=﹣•
=﹣.
17.(5分)如图,已知△ABC的边BC在直线MN上,若将△ABC绕点A按逆时针方向旋转,使点C落在直线MN上的C′处,请用尺规作图法,作出△AB'C'.(保留作图痕迹,不写作法)
【分析】分别作出B,C的对应点B′,C′,连接B′C′,即可.
【解答】解:如图,△AB'C'即为所求作.
18.(5分)如图,在菱形ABCD中,点E是边AD上一点,延长AB至点F,使BF=AE,连接BE、CF.
求证:BE=CF.
【分析】由菱形的性质得出AD∥BC,AB=BC,得出∠A=∠CBF,证明△ABE≌△BCF(SAS),即可得出BE=CF.
【解答】证明:∵四边形ABCD是菱形,
∴AD∥BC,AB=BC,
∴∠A=∠CBF,
在△ABE和△BCF中,,
∴△ABE≌△BCF(SAS),
∴BE=CF.
19.(7分)散步被世界卫生组织认定为“世界上最好的运动”,适当的散步对身体的健康有很多益处,现在的人工智能穿戴软件APP很多都能自动统计每天的运动步数以便人们科学合理地运动锻炼、统计以及交流分享排名,小美随机调查统计了某运动软件部分好友每天运动步数(单位:千步),根据所得数据绘制了如下两个统计图(单位:千步)(横轴上每组数据包含最小值不包含最大值).请根据所给信息,解答下列问题:
(1)每天运动步数调查属于 抽样 调查(填“全面”或“抽样”),样本容量是 50 ,请补全条形统计图中空缺的部分.
(2)此次被调查的好友每天运动步数的中位数落在第 组.(填字母序号)
(3)据科学研究证明每天运动步数在8千步~1万步最适宜,若小美的运动软件好友共有300人,请估计每天运动步数为8千步~1万步的人数.
【分析】(1)根据抽样调查的意义可得答案,A组的频数为14人,占调查人数的28%,可求出调查人数,即样本容量,求出C组的频数即可补全频数分布直方图;
(2)根据中位数的意义求解即可;
(3)求出每天运动步数为8千步~1万步的人数所占得百分比即可.
【解答】解:(1)抽样,14÷28%=50(人),50×20%=10(人),补全频数分布直方图如下:
故答案为:抽样,50;
(2)将样本中50人的运动步数从小到大排列,处在中间位置的两个数都落在B组,因此中位数在B组,
故答案为:B;
(3)300×=96(人),
答:每天运动步数为8千步~1万步的人数约为96人.
20.(7分)在陕西宝鸡陈仓区的渭河北岸,有一座何尊造型的“陈仓印象”景观塔吸引了众多游人,何尊是第一尊记录“中国”一词的青铜器.如图,周末赵凯和同学游览时想测量景观塔AB的高度,由于受地形限制,他们站在河堤上的点F处测得AB底端B处的俯角∠2为20°,然后在观景台点D处测得AB顶端A的仰角∠1为70°,已知AB⊥BE,CD⊥BE,EF⊥BE,B,C,E在一条直线上,BC=EF,BE=22米,观景台CD=2米,请根据以上信息求出景观塔AB的高度.
【分析】作DG⊥AB于点G,可得四边形BCDG为矩形,然后证明△AGD≌△BEF可得AG=BE,进而可得景观塔AB的高度.
【解答】解:如图,作DG⊥AB于点G,
∵AB⊥BE,CD⊥BE,
∴四边形BCDG为矩形,
∴CD=BG,BC=DG,
∵BC=EF,
∴DG=EF,
∵∠1+∠2=70°+20°=90°,
又∵∠BFE+∠2=90°,
∴∠1=∠BFE,
在△AGD和△BEF中,
,
∴△AGD≌△BEF(ASA),
∴AG=BE,
∴AB=AG+BG=BE+CD=22+2=24(米).
答:景观塔AB的高度为24米.
21.(7分)2020年,“地摊经济”成为了社会关注的热门话题.小亮从市场得知如下信息:
甲商品
乙商品
进价(元/件)
35
5
售价(元/件)
45
8
小亮计划购进甲、乙商品共100件进行销售,设小亮购进乙商品x件,甲、乙商品全部销售完后获得利润为y元.
(1)求出y与x之间的函数关系式.
(2)小亮用不超过2000元资金一次性购进甲、乙两种商品,求x的取值范围.
【分析】(1)由y=甲商品利润+乙商品利润,可得解析式;
(2)由用不超过2000元资金一次性购进甲,乙两种商品,列出不等式组,即可求解.
【解答】解:(1)由题意可得:y=(45﹣35)(100﹣x)+(8﹣5)x=﹣7x+1000,
∴y与x之间的函数关系式为y=﹣7x+1000;
(2)由题意可得:5x+35(100﹣x)≤2000,
∴x≥50,
又∵x≤100,
∴50≤x≤100.
22.(7分)甲、乙、丙三位同学进行足球传球训练,球从一个人脚下随机传到另一个人脚下,且每位传球人传给其余两人的机会是均等的,由甲开始传球,共传三次.
(1)求三次传球后,球回到甲脚下的概率;
(2)三次传球后,球回到甲脚下的概率大还是传到乙脚下的概率大?
【分析】(1)画出树状图,根据树形图,利用概率公式列式求出球回到甲脚下的概率即可得解;
(2)计算出传到乙脚下的概率,比较大小即可.
【解答】解:(1)根据题意画出树状图如下:
由树形图可知三次传球有8种等可能结果;
三次传球后,球回到甲脚下的概率==;
(2)由(1)可知球回到乙脚下的概率=,
所以球回到乙脚下的概率大.
23.(8分)如图,⊙O经过Rt△ABC的顶点A,与BC相切于点D,交AC于E,交AB于F,连接AD,DE,DF,EF,∠C=90°.
(1)求证:DE=DF.
(2)若AE=3,CD=2,求BD的长.
【分析】(1)如图,连接OD交EF于G,根据切线的性质得到∠ODB=90°,根据平行线的性质得到∠ODA=∠EAD,根据等腰三角形的性质得到∠ODA=∠OAD,求得∠OAD=∠EAD,于是得到结论;
(2)根据矩形的性质得到EG=CD=2,∠AEF=90°,求得EF=2EG=4,由勾股定理AF==5,根据三角形的中位线定理得到OG=AE=,根据平行线分线段成比例定理即可得到结论.
【解答】(1)证明:如图,连接OD交EF于G,
∵BC是⊙O的切线,
∴∠ODB=90°,
∵∠C=90°,
∴OD∥AC,
∴∠ODA=∠EAD,
∵OA=OD,
∴∠ODA=∠OAD,
∴∠OAD=∠EAD,
∴=,
∴DE=DF;
(2)解:∵=,
∴OD垂直平分EF,
∵∠C=∠CDG=∠DGE=90°,
∴四边形CDGE为矩形,
∴EG=CD=2,∠AEF=90°,
∴EF=2EG=4,
在R△AEF中,AF==5,
∵O是AF的中点,G是EF的中点,
∴OG=AE=,
∴CE=DG=OD﹣OG==1,
∴AC=AE+CE=4,
∵OD∥AC,
∴△BOD∽△ABC,
∴,
∴,
∴BD=.
24.(10分)如图,已知抛物线y=a(x﹣2)2+k(a<0)与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,已知点B(3,0),C(0,﹣3),连接AC,BC.
(1)求抛物线的表达式.
(2)在抛物线的对称轴上是否存在一点P,使∠APB=∠ACB?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)代入B、C坐标即可;
(2)借助圆中同弧所对的圆周角相等,画△ABC的外接圆与直线x=2在x轴下方交点即为P,求出圆心的坐标即可求出P的坐标.
【解答】解:(1)把B(3,0),C(0,﹣3)代入y=a(x﹣2)2+k得:
,
解得a=﹣1,k=1,
∴抛物线的表达式为y=﹣(x﹣2)2+1,即y=﹣x2+4x﹣3,
(2)存在.
抛物线y=﹣x2+4x﹣3的对称轴为直线x=2,
∵点B(3,0),
∴A(1,0).
如图,设直线x=2与x轴的交点为D,作△ABC的外接圆⊙E,
⊙E与直线x=2位于x轴下方的部分交点为P,
∵∠APB=∠ACB,
∵圆心E必在AB边的垂直平分线上,
∴点E的横坐标为2,
又∵OB=OC=3,
BC边的垂直平分线是直线y=﹣x,
∴圆心E也在直线y=﹣x上,
∴E(2,﹣2),
在Rt△ADE中,
DE=2,AD=AB=1,
∴EA=,
∴EP=EA=,
∴DP=DE+EP=2+,
∴P(2,﹣2﹣),
由对称性得x轴上方的点P为(2,2+),
综上所述:点P的坐标为P(2,﹣2﹣)或(2,2+).
25.(12分)(1)问题提出:如图1,已知等边△ABC的边长为2,D为BC的中点,P是AD上一动点,则BP+AP的最小值为 .
(2)问题探究:如图2,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,∠ABC=30°,AC=,在三角形内有一点P满足∠APB=∠BPC=120°,求PA+PB+PC的值.
(3)问题解决:如图3,某地在脱贫攻坚乡村振兴中因地制宜建造了3个特色农产品种植基地A,B,C.现需根据产品中转点P修建通往种植基地A,B,C的道路PA,PB,PC,方便农产品的储藏运输,根据地质设计,PB路段每米造价是PA的倍,PC路段每米造价是PA的2倍.已知AB=BC=2000米,∠ABC=30°,要使修建3条道路费用最小,即求PA+PB+2PC的最小值.
【分析】(1)如图1,过点P作PM⊥AC于M,当B,P,M三点共线时,PB+PA的值最小,最小值是垂线段BM的长;
(2)如图2,把△BPC绕点B顺时针旋转60°得到△BEF,连接PE,先证明A,P,E,F四点共线,利用勾股定理和含30度角的直角三角形的性质分别计算BC,AB,AF的长,可得结论;
(3)如图3,把△BPC绕点B顺时针旋转60°并扩大2倍得到△BED,连接AD,取BE的中点F,连接PF,PE,证明PA+PB+2PC=PA+PE+DE≥AD(当点A,P,E,D共线时取等号),计算AD的长可得结论.
【解答】解:(1)如图1,过点P作PM⊥AC于M,
∵△ABC是等边三角形,D是BC的中点,
∴∠DAC=∠BAC=30°,
∴PM=PA,
∴PB+PA=PB+PM,
∴当B,P,M三点共线时,PB+PA的值最小,
此时,BM⊥AC,
∵AB=2,∠BAC=60°,
∴BM==,
故答案为:;
(2)如图2,把△BPC绕点B顺时针旋转60°得到△BEF,连接PE,
由旋转得:PB=BE,∠CBF=∠PBE=60°,∠BPC=∠BEF=120°,PC=EF,
∴△PBE是等边三角形,
∴∠BPE=∠BEP=60°,PB=PE,
∴∠ABF=∠ABC+∠CBF=30°+60°=90°,
∵∠APB=∠BPC=120°,
∴∠APB+∠BPE=∠BEF+∠BEP=120°+60°=180°,
∴A,P,E,F四点共线,
在Rt△ABC中,∵∠ABC=30°,AC=,
∴BC=BF=2,AB=AC=,
在Rt△ABF中,AF===7,
∴PA+PB+PC=PA+PE+FE=AF=7;
(3)如图3,把△BPC绕点B顺时针旋转60°并扩大2倍得到△BED,连接AD,取BE的中点F,连接PF,PE,
由旋转得:∠PBE=∠CBD=60°,BE=2PB,DE=2PC,BD=2BC=4000,
∴∠ABD=∠ABC+∠CBD=30°+60°=90°,
∵BF=BP,
∴△BPF是等边三角形,
∴BF=EF=PF,
∴∠BPE=90°,PE=PB,
∴PA+PB+2PC=PA+PE+DE≥AD(当点A,P,E,D共线时取等号),
在Rt△ABD中,AD===2000(米);
∴PA+PB+2PC的最小值是2000米.
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