2020-2021学年广东省深圳市中考数学模拟试卷
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一、选择题(每小题3分,共30分)
1.(3分)﹣3的倒数是( )
A.3 B.﹣3 C.﹣ D.
2.(3分)下列计算正确的是( )
A.a3•a4=a12 B.(3x)3=9x3 C.(b3)2=b5 D.a10÷a2=a8
3.(3分)如图所示左边是用八块完全相同的小正方体搭成的几何体,从上面看该几何体得到的图形是( )
A. B.
C. D.
4.(3分)下列图形中,是中心对称图形的是( )
A. B.
C. D.
5.(3分)△ABC中,∠ACB=90°,CD⊥AB于D,已知:cos∠A=,则sin∠DCB的值为( )
A. B. C. D.
6.(3分)如图,小明随意向水平放置的大正方形内部区域抛一个小球,则小球停在小正方形内部(阴影)区域的概率为( )
A. B. C. D.
7.(3分)如图,在已知的△ABC中,按以下步骤作图:
①分别以B,C为圆心,以大于BC的长为半径作弧,两弧相交于两点M,N;
②作直线MN交AB于点D,连接CD.
若CD=AC,∠A=50°,则∠ACB的度数为( )
A.90° B.95° C.100° D.105°
8.(3分)已知二次函数y=ax2+bx+c的图象如图所示,有以下结论:
①a+b+c<0;②a﹣b+c>1;③abc>0;④4a﹣2b+c<0;⑤c﹣a>1,
其中所有正确结论的序号是( )
A.①② B.①③④ C.①②③⑤ D.①②③④⑤
9.(3分)如图,点C为线段AB的中点,E为直线AB上方的一点,且满足CE=CB,连接AE,以AE为腰,A为顶角顶点作等腰Rt△ADE,连接CD,当CD最大时,∠DEC的度数为( )
A.60° B.75° C.67.5° D.90°
10.(3分)如图,AB是⊙O的直径,弦CD⊥AB于点G.点F是CD上一点,且满足=,连接AF并延长交⊙O于点E.连接AD、DE,若CF=2,AF=3.给出下列结论:
①△ADF∽△AED;②FG=2;③tan∠E=;④S△DEF=4.
其中正确的是( )
A.①②④ B.①②③ C.②③④ D.①③④
二.填空题(本大题共5小题,每小题3分,共15分)
11.(3分)因式分解mn2﹣m= .
12.(3分)贾玲导演的《你好,李焕英》创下了51.5亿票房神话,成为全球票房最高女导演,将数据51.5亿用科学记数法表示为 .
13.(3分)如图,在边长为2cm的正六边形ABCDEF中,点P在BC上,则△PEF的面积为 cm2.
14.(3分)如图,在直角坐标系中,▱OABC的边OC落在x轴的正半轴上,且点C(8,0),B(12,4),直线y=2x+1以每秒2个单位的速度向右平移,经过 秒该直线可将▱OABC的面积平分.
15.(3分)如图,点A在反比例函数y=(k≠0)的图象上,且点A是线段OB的中点,点D为x轴上一点,连接BD交反比例函数图象于点C,连接AC,着BC:CD=2:1,S△ADC=,则k的值为 .
三、解答题(本大题共7小题,其中第16题5分,第17题6分,第18题8分,第19题8分,第20题8分,第21题10分,第22题10分,共55分)
16.(5分)计算:﹣12021+|﹣2|+2cos30°+(2﹣tan60)0.
17.(6分)先化简,再求值:(),其中x=+1.
18.(8分)随着初三同学体考的结束,初二年级大课期间开始对跳绳、实心球和立定跳远这三项运动进行专项训练,为了了解同学们对这三项训练技巧的掌握情况,学校体育组抽取了若干名学生进行调查,并将调查结果分为了四类:掌握3项技巧的为A类,掌握2项技巧的为B类,掌握1项技巧的为C类,掌握0项技巧的为D类,并绘制了如图两幅不完整的统计图.请结合统计图中的信息,解决下列问题:
(1)被调查的学生一共有 人;并请补全条形统计图;
(2)若初二年级共有2500名学生,则初二年级大约有 名学生已掌握3项训练技巧;
(3)A类的5名同学中有且仅有2名来自同一个班,现A类的5名同学中随机抽取2名同学来分享经验,用树状图或表格法求抽到的两个人恰好来自同一个班的概率.
19.(8分)如图,△ABC内接于⊙O,∠B=60°,CD是⊙O的直径,点P是CD延长线上的一点且AP=AC.
(1)求证:PA是⊙O的切线;
(2)若AB=2+,BC=4,求⊙O的半径.
20.(8分)由于新冠疫情,市场上防护口罩出现热销,某医药公司每月固定生产甲、乙两种型号的医用口罩20万只,且所有产品当月全部售出,原料成本、销售单价及工人生产提成如表:
型号
价格(元/只)
种类
甲
乙
原料成本
12
8
销售单价
18
12
生产提成
1
0.8
(1)若该公司五月份的销售收入为300万元,求甲、乙两种型号的产品分别是多少万只?
(2)公司实行计件工资制,即工人每生产一只口罩获得一定金额的提成,如果公司六月份投入总成本(原料总成本+生产提成总额)不超过239万元,应怎样安排甲、乙两种型号的产量,可使该月公司所获利润最大?并求出最大利润.(利润=销售收入﹣投入总成本)
21.(10分)【阅读理解】设点P在矩形ABCD内部,当点P到矩形的一条边的两个端点距离相等时,称点P为该边的“和谐点”.例如:如图1,矩形ABCD中,若PA=PD,则称P为边AD的“和谐点”.
【解题运用】已知,点P在矩形ABCD内部,且AB=10,BC=6.
(1)设P是边AD的“和谐点”,则P 边BC的“和谐点”(填“是”或“不是”);
(2)若P是边BC的“和谐点”,连接PA,PB,当△PAB是直角三角形时,求PA的值;
(3)如图2,若P是边AD的“和谐点”,连接PA,PB,PD,求tan∠PAB•tan∠PBA的最小值.
22.(10分)在平面直角坐标系中,二次函数y=x2+bx+c的图象与x轴交于A(﹣2,0),B(4,0)两点,交y轴于点C,点P是第四象限内抛物线上的一个动点.
(1)求二次函数的解析式;
(2)如图甲,连接AC,PA,PC,若S△PAC=,求点P的坐标;
(3)如图乙,过A,B,P三点作⊙M,过点P作PE⊥x轴,垂足为D,交⊙M于点E.点P在运动过程中线段DE的长是否变化,若有变化,求出DE的取值范围;若不变,求DE的长.
2020-2021学年广东省深圳市中考数学模拟试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(每小题3分,共30分)
1.(3分)﹣3的倒数是( )
A.3 B.﹣3 C.﹣ D.
【分析】根据倒数的定义即可得出答案.
【解答】解:﹣3的倒数是﹣.
故选:C.
2.(3分)下列计算正确的是( )
A.a3•a4=a12 B.(3x)3=9x3 C.(b3)2=b5 D.a10÷a2=a8
【分析】分别按照同底数幂的乘法、积的乘方、幂的乘方和同底数幂的除法法则计算验证即可.
【解答】解:A、a3•a4=a7,故A错误;
B、(3x)3=27x3,故B错误;
C、(b3)2=b6,故C错误;
D、a10÷a2=a8,故D正确.
故选:D.
3.(3分)如图所示左边是用八块完全相同的小正方体搭成的几何体,从上面看该几何体得到的图形是( )
A. B.
C. D.
【分析】找到从上面看所得到的图形即可,注意所有的看到的棱都应表现在俯视图中.
【解答】解:从上面看易得上面一层有3个正方形,下面一层有2个正方形.
故选:D.
4.(3分)下列图形中,是中心对称图形的是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据中心对称图形的概念判断即可.
【解答】解:A、是中心对称图形;
B、不是中心对称图形;
C、不是中心对称图形;
D、不是中心对称图形;
故选:A.
5.(3分)△ABC中,∠ACB=90°,CD⊥AB于D,已知:cos∠A=,则sin∠DCB的值为( )
A. B. C. D.
【分析】设AC=4a,则AB=5a,由勾股定理求出BC=3a,由直角三角形的性质得出∠A=∠DCB,由三角函数定义即可得出答案.
【解答】解:∵cos∠A==,
∴设AC=4a,则AB=5a,
∵∠ACB=90°,CD⊥AB,BC===3a,
∴∠A+∠B=90°,∠DCB+∠B=90°,
∴∠A=∠DCB,
∴sin∠DCB=sin∠A===;
故选:C.
6.(3分)如图,小明随意向水平放置的大正方形内部区域抛一个小球,则小球停在小正方形内部(阴影)区域的概率为( )
A. B. C. D.
【分析】算出阴影部分的面积及大正方形的面积,这个比值就是所求的概率.
【解答】解:设小正方形的边长为1,则其面积为1.
∵圆的直径正好是大正方形边长,
∴根据勾股定理,其小正方形对角线为,即圆的直径为,
∴大正方形的边长为,
则大正方形的面积为×=2,则小球停在小正方形内部(阴影)区域的概率为.
故选:C.
7.(3分)如图,在已知的△ABC中,按以下步骤作图:
①分别以B,C为圆心,以大于BC的长为半径作弧,两弧相交于两点M,N;
②作直线MN交AB于点D,连接CD.
若CD=AC,∠A=50°,则∠ACB的度数为( )
A.90° B.95° C.100° D.105°
【分析】由CD=AC,∠A=50°,根据等腰三角形的性质,可求得∠ADC的度数,又由题意可得:MN是BC的垂直平分线,根据线段垂直平分线的性质可得:CD=BD,则可求得∠B的度数,继而求得答案.
【解答】解:∵CD=AC,∠A=50°,
∴∠ADC=∠A=50°,
根据题意得:MN是BC的垂直平分线,
∴CD=BD,
∴∠BCD=∠B,
∴∠B=∠ADC=25°,
∴∠ACB=180°﹣∠A﹣∠B=105°.
故选:D.
8.(3分)已知二次函数y=ax2+bx+c的图象如图所示,有以下结论:
①a+b+c<0;②a﹣b+c>1;③abc>0;④4a﹣2b+c<0;⑤c﹣a>1,
其中所有正确结论的序号是( )
A.①② B.①③④ C.①②③⑤ D.①②③④⑤
【分析】由抛物线的开口方向判断a的符号,由抛物线与y轴的交点判断c的符号,然后根据对称轴及抛物线当x=1、x=﹣1和x=﹣2时的情况进行推理,进而对所得结论进行判断.
【解答】解:①当x=1时,y=a+b+c<0,故①正确;
②当x=﹣1时,y=a﹣b+c>1,故②正确;
③由抛物线的开口向下知a<0,与y轴的交点为在y轴的正半轴上,
∴c>0,对称轴为x==﹣1,得2a=b,
∴a、b同号,即b<0,
∴abc>0,故③正确;
④∵对称轴为x==﹣1,
∴点(0,1)的对称点为(﹣2,1),
∴当x=﹣2时,y=4a﹣2b+c=1,故④错误;
⑤∵x=﹣1时,a﹣b+c>1,又﹣=﹣1,即b=2a,
∴c﹣a>1,故⑤正确.
故选:C.
9.(3分)如图,点C为线段AB的中点,E为直线AB上方的一点,且满足CE=CB,连接AE,以AE为腰,A为顶角顶点作等腰Rt△ADE,连接CD,当CD最大时,∠DEC的度数为( )
A.60° B.75° C.67.5° D.90°
【分析】如图1中,将线段CA绕点A逆时针旋转90°得到线段AH,连接CH,DC.首先证明△DAH≌△EAC(SAS),推出DH=CE=定值,由CD≤DH+CH,CH是定值,推出当D,C,H共线时,DC定值最大,如图2中,求出∠CDE=22,5°,∠DCE=90°即可解决问题;
【解答】解:如图1中,将线段CA绕点A逆时针旋转90°得到线段AH,连接CH,DC.
∵∠DAE=∠HAC=90°,
∴∠DAH=∠EAC,
∵DA=EA,HA=CA,
∴△DAH≌△EAC(SAS),
∴DH=CE=定值,
∵CD≤DH+CH,DH是定值,
∴当D,C,H共线时,DC的值最大,如图2中,
此时∠AHD=∠ACE=135°,
∴∠ECB=45°,∠DCE=∠ACE﹣∠ACH=90°,
∵∠ECB=∠CAE+∠CEA,
∵CA=CE,
∴∠CAE=∠CEA=22.5°,
∴∠ADH=∠AEC=22.5°,
∴∠CDE=45°﹣22.5°=22.5°,
∴∠DEC=90°﹣22.5°=67.5°.
故选:C.
10.(3分)如图,AB是⊙O的直径,弦CD⊥AB于点G.点F是CD上一点,且满足=,连接AF并延长交⊙O于点E.连接AD、DE,若CF=2,AF=3.给出下列结论:
①△ADF∽△AED;②FG=2;③tan∠E=;④S△DEF=4.
其中正确的是( )
A.①②④ B.①②③ C.②③④ D.①③④
【分析】①由AB是⊙O的直径,弦CD⊥AB,根据垂径定理可得:=,DG=CG,继而证得△ADF∽△AED;
②由 =,CF=2,可求得DF的长,继而求得CG=DG=4,则可求得FG=2;
③由勾股定理可求得AG的长,即可求得tan∠ADF的值,继而求得tan∠E=;
④根据三角形面积公式求得△ADF的面积,通过证得△ADF∽△AED,根据相似三角形面积的比等于相似比的平方求得△ADE的面积,进而求得S△DEF=4.
【解答】解:①∵AB是⊙O的直径,弦CD⊥AB,
∴=,DG=CG,
∴∠ADF=∠AED,
∵∠FAD=∠DAE(公共角),
∴△ADF∽△AED;
故①正确;
②∵=,CF=2,
∴FD=6,
∴CD=DF+CF=8,
∴CG=DG=4,
∴FG=CG﹣CF=2;
故②正确;
③∵AF=3,FG=2,
∴AG==,
∴在Rt△AGD中,tan∠ADG==,
∴tan∠E=;
故③错误;
④∵DF=DG+FG=6,AD==,
∴S△ADF=DF•AG=×6×=3 ,
∵△ADF∽△AED,
∴=( )2,
∴=,
∴S△AED=7 ,
∴S△DEF=S△AED﹣S△ADF=4 ;
故④正确.
故选:A.
二.填空题(本大题共5小题,每小题3分,共15分)
11.(3分)因式分解mn2﹣m= m(n+1)(n﹣1) .
【分析】直接提取公因式m,再利用公式法分解因式得出答案.
【解答】解:mn2﹣m
=m(n2﹣1)
=m(n+1)(n﹣1).
故答案为:m(n+1)(n﹣1).
12.(3分)贾玲导演的《你好,李焕英》创下了51.5亿票房神话,成为全球票房最高女导演,将数据51.5亿用科学记数法表示为 5.15×109 .
【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:51.5亿=5150000000=5.15×109.
故答案为:5.15×109.
13.(3分)如图,在边长为2cm的正六边形ABCDEF中,点P在BC上,则△PEF的面积为 2 cm2.
【分析】连接BF,BE,过点A作AT⊥BF于T,证明S△PEF=S△BEF,求出△BEF的面积即可.
【解答】解:连接BF,BE,过点A作AT⊥BF于T
∵ABCDEF是正六边形,
∴CB∥EF,AB=AF,∠BAF=120°,
∴S△PEF=S△BEF,
∵AT⊥BF,AB=AF,
∴BT=FT,∠BAT=∠FAT=60°,
∴BT=FT=AB•sin60°=,
∴BF=2BT=2,
∵∠AFE=120°,∠AFB=∠ABF=30°,
∴∠BFE=90°,
∴S△PEF=S△BEF=•EF•BF=×2×=2,
故答案为2.
14.(3分)如图,在直角坐标系中,▱OABC的边OC落在x轴的正半轴上,且点C(8,0),B(12,4),直线y=2x+1以每秒2个单位的速度向右平移,经过 2.75 秒该直线可将▱OABC的面积平分.
【分析】平分平行四边面积的直线过平行四边形的中心,求出平移前后直线与x轴交点坐标即可得出答案.
【解答】解:如图,连接OB、AC交于E,直线y=2x+1与x轴交于D,
当直线过E时,▱OABC的面积平分,过E作直线y=2x+1的平行线交x轴于F,
在y=2x+1中令y=0得x=﹣0.5,
∴D(﹣0.5,0),
∵▱OABC,
∴E是OB中点,
∵B(12,4),
∴E(6,2)
设直线EF解析式为y=2x+b,
将E(6,2)代入可得:2=12+b,
∴b=﹣10,
∴直线EF解析式为y=2x﹣10,
令y=0得x=5,
∴F(5,0),
∴DF=5.5.
∴移动直线将▱OABC的面积平分所需移动时间是5.5÷2=2.75(s).
故答案为:2.75.
15.(3分)如图,点A在反比例函数y=(k≠0)的图象上,且点A是线段OB的中点,点D为x轴上一点,连接BD交反比例函数图象于点C,连接AC,着BC:CD=2:1,S△ADC=,则k的值为 16 .
【分析】作AE⊥OD于E,CF⊥OD于F.首先证明S△AOC=S△AOE+S梯形AEFC﹣S△OCF=S梯形AEFC,由此构建方程即可解决问题;
【解答】解:作AE⊥OD于E,CF⊥OD于F.
∵BC:CD=2:1,S△ADC=,
∴S△ACB=,
∵OA=AB,
∴B(2m,2n),S△AOC=S△ACB=,
∵A、C在y=上,BC=2CD,
∴C(m,n),
∵S△AOC=S△AOE+S梯形AEFC﹣S△OCF=S梯形AEFC,
∴•(n+n)×m=,
∴mn=16,
∵A(m,n),
∴k=16.
故答案为16
三、解答题(本大题共7小题,其中第16题5分,第17题6分,第18题8分,第19题8分,第20题8分,第21题10分,第22题10分,共55分)
16.(5分)计算:﹣12021+|﹣2|+2cos30°+(2﹣tan60)0.
【分析】直接利用绝对值的性质以及特殊角的三角函数值、零指数幂的性质分别化简得出答案.
【解答】解:原式=﹣1+2﹣+2×+1
=﹣1+2﹣++1
=2.
17.(6分)先化简,再求值:(),其中x=+1.
【分析】根据分式的减法和除法可以化简题目中的式子,然后将x的值代入化简后的式子即可解答本题.
【解答】解:()
=
=
=,
当x=+1时,原式==.
18.(8分)随着初三同学体考的结束,初二年级大课期间开始对跳绳、实心球和立定跳远这三项运动进行专项训练,为了了解同学们对这三项训练技巧的掌握情况,学校体育组抽取了若干名学生进行调查,并将调查结果分为了四类:掌握3项技巧的为A类,掌握2项技巧的为B类,掌握1项技巧的为C类,掌握0项技巧的为D类,并绘制了如图两幅不完整的统计图.请结合统计图中的信息,解决下列问题:
(1)被调查的学生一共有 50 人;并请补全条形统计图;
(2)若初二年级共有2500名学生,则初二年级大约有 250 名学生已掌握3项训练技巧;
(3)A类的5名同学中有且仅有2名来自同一个班,现A类的5名同学中随机抽取2名同学来分享经验,用树状图或表格法求抽到的两个人恰好来自同一个班的概率.
【分析】(1)用D的人数除以所占的百分比,求出调查的学生数,再用总人数减去其他类别的人数,求出C类的人数,从而补全统计图;
(2)用总人数乘以已掌握3项训练技巧的人数所占的百分比即可;
(3)根据题意先列表得出所有等可能结果,从中找到符合条件的结果数,继而根据概率公式计算可得.
【解答】解:(1)被调查的学生一共有:8÷16%=50(人);
C类别的人数有:50﹣5﹣16﹣8=21(人),补全统计图如下:
故答案为:50;
(2)2500×=250(名),
答:初二年级大约有250名学生已掌握3项训练技巧.
故答案为:250;
(3)将同一个班的2名学生均记为A,其他记为B、C、D,
列表如下:
A
A
B
C
D
A
(A,A)
(B,A)
(C,A)
(D,A)
A
(A,A)
(B,A)
(C,A)
(D,A)
B
(A,B)
(A,B)
(C,B)
(D,B)
C
(A,C)
(A,C)
(B,C)
(D,C)
D
(A,D)
(A,D)
(B,D)
(C,D)
由表可知,共有20种等可能结果,其中所抽取的2名学生恰好来自同一个班级的有2种结果,
所以所抽取的2名学生恰好来自同一个班级的概率为=.
19.(8分)如图,△ABC内接于⊙O,∠B=60°,CD是⊙O的直径,点P是CD延长线上的一点且AP=AC.
(1)求证:PA是⊙O的切线;
(2)若AB=2+,BC=4,求⊙O的半径.
【分析】(1)连接OA,根据圆周角定理求出∠AOC,再由OA=OC得出∠ACO=∠OAC=30°,再由AP=AC得出∠P=30°,继而由∠OAP=∠AOC﹣∠P,可得出OA⊥PA,从而得出结论;
(2)过点C作CE⊥AB于点E.在Rt△BCE中,∠B=60°,BC=4,于是得到BE=BC=2,CE=2,根据勾股定理得到AC,解直角三角形即可得到结论.
【解答】(1)证明:连接OA,
∵∠B=60°,
∴∠AOC=2∠B=120°,
又∵OA=OC,
∴∠OAC=∠OCA=30°,
又∵AP=AC,
∴∠P=∠ACP=30°,
∴∠OAP=∠AOC﹣∠P=90°,
∴OA⊥PA,
∴PA是⊙O的切线;
(2)解:过点C作CE⊥AB于点E.
在Rt△BCE中,∠B=60°,BC=4,
∴BE=BC=2,CE=2,
∵AB=2+,
∴AE=AB﹣BE=,
在Rt△ACE中,AC==3,
∴AP=AC=3.
在Rt△PAO中,OA=AP=3,
∴⊙O的半径为3.
20.(8分)由于新冠疫情,市场上防护口罩出现热销,某医药公司每月固定生产甲、乙两种型号的医用口罩20万只,且所有产品当月全部售出,原料成本、销售单价及工人生产提成如表:
型号
价格(元/只)
种类
甲
乙
原料成本
12
8
销售单价
18
12
生产提成
1
0.8
(1)若该公司五月份的销售收入为300万元,求甲、乙两种型号的产品分别是多少万只?
(2)公司实行计件工资制,即工人每生产一只口罩获得一定金额的提成,如果公司六月份投入总成本(原料总成本+生产提成总额)不超过239万元,应怎样安排甲、乙两种型号的产量,可使该月公司所获利润最大?并求出最大利润.(利润=销售收入﹣投入总成本)
【分析】(1)根据题意,可以列出相应的二元一次方程组,从而可以得到甲、乙两种型号的产品分别是多少万只;
(2)根据题意,可以得到利润和生产甲种产品数量的函数关系式,再根据公司六月份投入总成本(原料总成本+生产提成总额)不超过239万元,可以得到生产甲种产品数量的取值范围,然后根据一次函数的性质,即可得到应怎样安排甲、乙两种型号的产量,可使该月公司所获利润最大,并求出最大利润.
【解答】解:(1)设甲、乙两种型号的产品分别是a万只,b万只,
,解得,
答:甲、乙两种型号的产品分别是10万只、10万只;
(2)设利润为w元,生产甲种产品x万只,则生产乙种产品(20﹣x)万只,
w=(18﹣12﹣1)x+(12﹣8﹣0.8)×(20﹣x)=1.8x+64,
∵公司六月份投入总成本(原料总成本+生产提成总额)不超过239万元,
∴(12+1)x+(8+0.8)×(20﹣x)≤239,
解得,x≤15,
∵k=1.8,
∴w随着x的增大而增大,
∴当x=15时,w取得最大值,此时w=91,20﹣x=15,
答:当安排生产甲种产品15万只、乙种产品5万只时,可使该月公司所获利润最大,最大利润是91万元.
21.(10分)【阅读理解】设点P在矩形ABCD内部,当点P到矩形的一条边的两个端点距离相等时,称点P为该边的“和谐点”.例如:如图1,矩形ABCD中,若PA=PD,则称P为边AD的“和谐点”.
【解题运用】已知,点P在矩形ABCD内部,且AB=10,BC=6.
(1)设P是边AD的“和谐点”,则P 是 边BC的“和谐点”(填“是”或“不是”);
(2)若P是边BC的“和谐点”,连接PA,PB,当△PAB是直角三角形时,求PA的值;
(3)如图2,若P是边AD的“和谐点”,连接PA,PB,PD,求tan∠PAB•tan∠PBA的最小值.
【分析】(1)连接PB、PC,证△BAP≌△CDP(SAS),得PB=PC,即可得出结论;
(2)先由“和谐点”的定义得PB=PC,PA=PD,则点P在AD和BC的垂直平分线上,过点P作PE⊥AD于E,PF⊥AB于F,求出AE=PF=3,再证△APF∽△PBF,得PF2=AF•BF,设AF=x,则BF=10﹣x,解得x=1或x=9,当AF=1时,PA=;当AF=9时,PA=3;
(3)过点P作PN⊥AB于N,先证出tan∠PAB•tan∠PBA=,设AN=x,则BN=10﹣x,再求出当x=5时,AN•BN有最大值25,即可得出结论.
【解答】解:(1)P是边BC的“和谐点”,理由如下:
连接PB、PC,如图1所示:
∵P是边AD的“和谐点”,
∴PA=PD,
∴∠PDA=∠PAD,
∵四边形ABCD是矩形,
∴AB=CD,∠CDA=∠BAD=90°,
∴∠BAP=∠CDP,
在△BAP和△CDP中,
,
∴△BAP≌△CDP(SAS),
∴PB=PC,
∴P是边BC的“和谐点”,
故答案为:是;
(2)∵P是边BC的“和谐点”,
由(1)可知:P也是边AD的“和谐点”,
∴PB=PC,PA=PD,
∴点P在AD和BC的垂直平分线上,
过点P作PE⊥AD于E,PF⊥AB于F,如图3所示:
则AE=AD,∠PEA=∠PFA=90°,
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠BAD=90°,BC=AD=6,
∴四边形AEPF是矩形,AE=3,
∴AE=PF=3,
∵△PAB为直角三角形,且P在矩形内部,
∴只有∠APB=90°,
∴∠APF+∠BPF=90°,
∵PF⊥AB,
∴∠AFP=∠PFB=90°,
∴∠APF+∠PAF=90°,
∴∠PAF=∠BPF,
∴△APF∽△PBF,
∴AF:PF=PF:BF,
∴PF2=AF•BF,
∴PF2=AF(AB﹣AF),
设AF=x,
则BF=10﹣x,
∴x(10﹣x)=32,
解得:x=1或x=9,
当AF=1时,PA===;
当AF=9时,PA===3;
∴PA的值为或3;
(3)过点P作PN⊥AB于N,如图2所示:
由(2)知:点P在AD和BC的垂直平分线上,
∴PN=BC=3,
∵tan∠PAB=,tan∠PBA=,
∴tan∠PAB•tan∠PBA=×===,
设AN=x,则BN=10﹣x,
∴AN•BN=x(10﹣x)=﹣x2+10x=﹣(x﹣5)2+25,
当x=5时,AN•BN有最大值25,
∴有最小值,
∴tan∠PAB•tan∠PBA的最小值是.
22.(10分)在平面直角坐标系中,二次函数y=x2+bx+c的图象与x轴交于A(﹣2,0),B(4,0)两点,交y轴于点C,点P是第四象限内抛物线上的一个动点.
(1)求二次函数的解析式;
(2)如图甲,连接AC,PA,PC,若S△PAC=,求点P的坐标;
(3)如图乙,过A,B,P三点作⊙M,过点P作PE⊥x轴,垂足为D,交⊙M于点E.点P在运动过程中线段DE的长是否变化,若有变化,求出DE的取值范围;若不变,求DE的长.
【分析】(1)由二次函数y=x2+bx+c的图象与x轴交于A(﹣2,0),B(4,0)两点,可得二次函数的解析式为y=(x+2)(x﹣4),由此即可解决问题.
(2)根据S△PAC=S△AOC+S△OPC﹣S△AOP,构建方程即可解决问题.
(3)结论:点P在运动过程中线段DE的长是定值,DE=2.根据AM=MP,根据方程求出t,再利用中点坐标公式,求出点E的纵坐标即可解决问题.
【解答】解:(1)∵二次函数y=x2+bx+c的图象与x轴交于A(﹣2,0),B(4,0)两点,
∴二次函数的解析式为y=(x+2)(x﹣4),
即y=x2﹣x﹣4.
(2)如图甲中,连接OP.设P(m,m2﹣m﹣4).
由题意,A(﹣2,0),C(0,﹣4),
∵S△PAC=S△AOC+S△OPC﹣S△AOP,
∴=×2×4+×4×m﹣×2×(﹣m2+m+4),
整理得,m2+2m﹣15=0,
解得m=3或﹣5(舍弃),
∴P(3,﹣).
(3)结论:点P在运动过程中线段DE的长是定值,DE=2.
理由:如图乙中,连接AM,PM,EM,设M(1,t),P[m,(m+2)(m﹣4)],E(m,n).
由题意A(﹣2,0),AM=PM,
∴32+t2=(m﹣1)2+[(m+2)(m﹣4)﹣t]2,
解得t=1+(m+2)(m﹣4),
∵ME=PM,PE⊥AB,
∴t=,
∴n=2t﹣(m+2)(m﹣4)=2[1+(m+2)(m﹣4)]﹣(m+2)(m﹣4)=2,
∴DE=2,
另解:∵PD•DE=AD•DB,∴DE===2,为定值.
∴点P在运动过程中线段DE的长是定值,DE=2.
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