2021年浙江省杭州市中考数学仿真试卷(word版 含答案)
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一、选择题(本大题有10个小题,每小题3分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.下列运算正确的是( )
A.(﹣2a2b﹣1)2=
B.(a+b)2=a2+b2
C.﹣3=﹣2
D.+=
2.已知a+b=2,ab=﹣3,则(3﹣a)(3﹣b)的值为( )
A.2 B.﹣3 C.0 D.﹣1
3.如果x是最大的负整数,y是绝对值最小的整数,则﹣x2017+y的值是( )
A.﹣2017 B.﹣1 C.1 D.2017
4.如图,AB是斜靠在墙上的长梯,AB与地面夹角为α,当梯顶A下滑1m到A′时,梯脚B滑到B′,A'B'与地面的夹角为β,若tanα=,BB'=1m,则cosβ=( )
A. B. C. D.
5.已知x=4是关于x的方程kx+b=0(k≠0,b>0)的解,则关于x的不等式k(x﹣3)+2b>0的解集是( )
A.x>11 B.x<11 C.x>7 D.x<7
6.函数y=|x﹣1|的图象是( )
A. B.
C. D.
7.某校为了解学生的出行方式,通过调查制作了如图所示的条形统计图,由图可知,下列说法错误的是( )
A.步行的人数最少
B.骑自行车的人数为90
C.步行与骑自行车的总人数比坐公共汽车的人数要多
D.坐公共汽车的人数占总人数的50%
8.二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的顶点坐标为(﹣1,n),其部分图象如图所示,下面结论错误的是( )
A.abc>0
B.4ac﹣b2<0
C.关于x的方程ax2+bx+c=n+1无实数根
D.关于x的方程ax2+bx+c=0的正实数根x1取值范围为:1<x1<2
9.如图,AB是⊙O的直径,EF,EB是⊙O的弦,连接OF,若∠AOF=40°,则∠E的度数是( )
A.40° B.50° C.55° D.70°
10.如图,正方形ABCD的边长为5,动点P的运动路线为A→B→C,动点Q的运动路线为B→D.点P与Q以相同的均匀速度分别从A,B两点同时出发,当一个点到达终点且停止运动时,另一个点也随之停止.设点P运动的路程为x,△BPQ的面积为y,则y随x变化的函数图象大致是( )
A. B.
C. D.
二、填空题(本大题有6个小题,每小题4分,共24分)
11.(4分)若关于x的分式方程=2a无解,则a的值为 .
12.(4分)如图,将直尺与30°角的三角尺叠放在一起,若∠1=40°,则∠2= .
13.(4分)若多项式x3+x+m含有因式x2﹣x+2,则m的值是 .
14.(4分)在﹣2,0,1,2这四个数中任取两数m,n,则二次函数y=(x﹣m)2+n的顶点在坐标轴上的概率为 .
15.(4分)如图,⊙O的半径为5,弦AB=6,弦AC⊥弦BD,点P为CD的中点,若点D在圆上逆时针运动的路径长为π,则点P运动的路径长为 .
16.(4分)如图,在第一象限内作与x轴的夹角为30°的射线OC,在射线OC上取点A,过点A作AH⊥x轴于点H,在抛物线y=x2(x>0)上取一点P,在y轴上取一点Q,使得P,O,Q为顶点的三角形与△AOH全等,则符合条件的点A有 个.
三、解答题(本大题有7小题,共66分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
17.(6分)解方程:
(1)2(x+1)=1﹣(x+3).
(2)+1=.
18.(8分)(1)某校招聘教师一名,现有甲、乙、丙三人通过专业知识、讲课、答辩三项测试,他们各自的成绩如下表所示:
应聘者
专业知识
讲课
答辩
甲
70
85
80
乙
90
85
75
丙
80
90
85
按照招聘简章要求,对专业知识、讲课、答辩三项赋权5:4:1.请计算三名应聘者的平均成绩,从成绩看,应该录取谁?
(2)我市举行了某学科实验操作考试,有A、B、C、D四个实验,规定每位学生只参加其中一个实验的考试,并由学生自己抽签决定具体的考试实验.小王,小张,小厉都参加了本次考试.
①小厉参加实验D考试的概率是 ;
②用列表或画树状图的方法求小王、小张抽到同一个实验的概率.
19.(8分)如图,四边形ABCD内接于⊙O,连接AC、BD相交于点E.
(1)如图1,若AC=BD,求证:AE=DE;
(2)如图2,若AC⊥BD,连接OC,求证:∠OCD=∠ACB.
20.(10分)一辆客车从甲地出发前往乙地,平均速度v(千米/小时)与所用时间t(小时)的函数关系如图所示,其中60≤v≤120.
(1)求v与t的函数关系式及t值的取值范围;
(2)客车上午8点从甲地出发.
①客车需在当天14点40分至15点30分(含14点40分与15点30分)间到达乙地,求客车行驶速度v的范围;
②客车能否在当天12点30分前到达乙地?说明理由.
21.(10分)已知,如图,△ABC中,∠ABC=90°,AB=BC,∠ADE=90°,AD=DE=AC,连接BD,CE.
(1)如图1,当点D恰好在AC上时,则= ;
(2)如图2,如果∠ADE绕点A顺时针旋转一周,在旋转的过程中(1)的结论是否仍然成立?若成立,请写出证明过程;若不成立,请说明理由;
(3)若AC=4,在旋转的过程中,请直接写出CE的最大值和最小值.
22.(12分)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,以BC为直径的⊙O交斜边AB于点M,若H是AC的中点,连接MH.
(1)求证:MH为⊙O的切线.
(2)若MH=,tan∠ABC=,求⊙O的半径.
(3)在(2)的条件下分别过点A、B作⊙O的切线,两切线交于点D,AD与⊙O相切于N点,过N点作NQ⊥BC,垂足为E,且交⊙O于Q点,求线段NQ的长度.
23.(12分)已知抛物y=ax2+bx.
(1)若抛物线与一次函数y=﹣x﹣1有且只有一个公共点,求a、b满足的关系式;
(2)设点Q为抛物线上的顶点,点P为平面内一点,若点P坐标为(2,﹣2),S△OPQ=3,且OP>OQ,抛物线经过点A(m,n)和点B(4﹣m,n),直线PB与抛物线的另一交点为C.
①求抛物线的解析式;
②证明:对于任意实数m,直线AC必过一定点.
2021年浙江省杭州市中考数学仿真试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本大题有10个小题,每小题3分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.下列运算正确的是( )
A.(﹣2a2b﹣1)2=
B.(a+b)2=a2+b2
C.﹣3=﹣2
D.+=
【分析】根据积的乘方,完全平方公式,二次根式的加减,分式的加减,分别计算各选项即可.
【解答】解:A选项,原式=4a4b﹣2=,故该选项正确,符合题意;
B选项,(a+b)2=a2+2ab+b2,故该选项错误,不符合题意;
C选项,原式=﹣2,故该选项错误,不符合题意;
D选项,原式===,故该选项错误,不符合题意.
故选:A.
2.已知a+b=2,ab=﹣3,则(3﹣a)(3﹣b)的值为( )
A.2 B.﹣3 C.0 D.﹣1
【分析】利用多项式乘以多项式的计算法则进行计算,然后代入求值即可.
【解答】解:(3﹣a)(3﹣b)=9﹣3a﹣3b+ab=9﹣3(a+b)+ab,
∵a+b=2,ab=﹣3,
∴(3﹣a)(3﹣b)=9﹣3×2+(﹣3)=0,
故选:C.
3.如果x是最大的负整数,y是绝对值最小的整数,则﹣x2017+y的值是( )
A.﹣2017 B.﹣1 C.1 D.2017
【分析】根据有理数的有关概念得出x、y的值,再代入计算即可.
【解答】解:根据题意知x=﹣1,y=0,
则原式=﹣(﹣1)2017+0
=﹣(﹣1)
=1,
故选:C.
4.如图,AB是斜靠在墙上的长梯,AB与地面夹角为α,当梯顶A下滑1m到A′时,梯脚B滑到B′,A'B'与地面的夹角为β,若tanα=,BB'=1m,则cosβ=( )
A. B. C. D.
【分析】在直角△ABC中,由tanα=,可设AC=4x,那么BC=3x,根据勾股定理求出AB=5x,那么A′B′=AB=5x.在直角△A′B′C中,根据勾股定理列出方程(4x﹣1)2+(3x+1)2=(5x)2,求出x=1,然后利用余弦函数的定义即可求解.
【解答】解:如图.∵在直角△ABC中,∠ACB=90°,tanα=,
∴可设AC=4x,那么BC=3x,
∴AB===5x,
∴A′B′=AB=5x.
∵在直角△A′B′C中,∠A′CB′=90°,A′C=4x﹣1,B′C=3x+1,
∴(4x﹣1)2+(3x+1)2=(5x)2,
解得x=1,
∴A′C=3,B′C=4,A′B′=5,
∴cosβ=.
故选:A.
5.已知x=4是关于x的方程kx+b=0(k≠0,b>0)的解,则关于x的不等式k(x﹣3)+2b>0的解集是( )
A.x>11 B.x<11 C.x>7 D.x<7
【分析】将x=4代入方程,求出b=﹣4k>0,求出k<0,把b=﹣4k代入不等式,再求出不等式的解集即可.
【解答】解:∵x=4是关于x的方程kx+b=0(k≠0,b>0)的解,
∴4k+b=0,
即b=﹣4k>0,
∴k<0,
∵k(x﹣3)+2b>0,
∴kx﹣3k﹣8k>0,
∴kx>11k,
∴x<11,
故选:B.
6.函数y=|x﹣1|的图象是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据函数解析式求得该函数的性质,然后再作出选择.
【解答】解:∵函数y=|x﹣1|=,
∴当x>1时,y随x的增大而增大;当x<1时,y随x的增大而减小;
故选:B.
7.某校为了解学生的出行方式,通过调查制作了如图所示的条形统计图,由图可知,下列说法错误的是( )
A.步行的人数最少
B.骑自行车的人数为90
C.步行与骑自行车的总人数比坐公共汽车的人数要多
D.坐公共汽车的人数占总人数的50%
【分析】根据条形统计图中所反映的信息,逐项进行判断即可.
【解答】解:由条形统计图可知,出行方式中步行的有60人,骑自行车的有90人,乘公共汽车的有150人,
因此得出的总人数为60+90+150=300(人),乘公共汽车占×100%=50%,60+90=150(人),
所以选项A、B、D都是正确的,因此不符合题意;
选项C是不正确的,因此符合题意;
故选:C.
8.二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的顶点坐标为(﹣1,n),其部分图象如图所示,下面结论错误的是( )
A.abc>0
B.4ac﹣b2<0
C.关于x的方程ax2+bx+c=n+1无实数根
D.关于x的方程ax2+bx+c=0的正实数根x1取值范围为:1<x1<2
【分析】根据抛物线开口方向,对称轴的位置以及与y轴的交点可以对A进行判断;根据抛物线与x轴的交点情况可对B进行判断;根据抛物线y=ax2+bx+c与直线y=n+1无交点,可对C进行判断;根据抛物线的对称性,可对D进行判断.
【解答】解:A.∵抛物线开口向下,
∴a<0,
∵对称轴为直线x=﹣=﹣1,
∴b=2a<0,
∵抛物线与y轴交于正半轴,
∴c>0,
∴abc>0,
故A正确;
B.∵抛物线与x轴有两个交点,
∴b2﹣4ac>0,即4ac﹣b2<0,
故B正确;
C.∵抛物线开口向下,顶点为(﹣1,n),
∴函数有最大值n,
∴抛物线y=ax2+bx+c与直线y=n+1无交点,
∴一元二次方程ax2+bx+c=n+1无实数根,
故C正确;
D.∵抛物线的对称轴为直线x=﹣1,抛物线与x轴的一个交点在(﹣3,0)和(﹣2,0)之间,
∴抛物线与x轴的另一个交点在(0,0)和(1,0)之间,
∴于x的方程ax2+bx+c=0的正实数根x1取值范围为:0<x1<1,
故D错误;
故选:D.
9.如图,AB是⊙O的直径,EF,EB是⊙O的弦,连接OF,若∠AOF=40°,则∠E的度数是( )
A.40° B.50° C.55° D.70°
【分析】连接FB,得到∠FOB=140°,利用同弧所对的圆周角是圆心角的一半求解.
【解答】解:∵∠AOF=40°,
∴∠FOB=180°﹣40°=140°,
∴∠E=∠FOB=70°
故选:D.
10.如图,正方形ABCD的边长为5,动点P的运动路线为A→B→C,动点Q的运动路线为B→D.点P与Q以相同的均匀速度分别从A,B两点同时出发,当一个点到达终点且停止运动时,另一个点也随之停止.设点P运动的路程为x,△BPQ的面积为y,则y随x变化的函数图象大致是( )
A. B.
C. D.
【分析】分两种情况:P点在AB上运动和P点在BC上运动时;分别求出解析式即可.
【解答】解:(1)点P在AB上运动时,0<x≤5,如右图,
∵正方形ABCD的边长为5,点P与Q以相同的均匀速度分别从A,B两点同时出发,
作QE⊥AB交AB于点E,
则有AP=PQ=x,∠EBQ=∠DQC=45°,
∴BP=5﹣x,QE=x,
∴△BPQ的面积为:y=BP•QE==﹣x2+x(0<x≤5),
∴此时图象为抛物线开口方向向下;
(2)点P在BC上运动时,5<x≤5,如右图,
∵正方形ABCD的边长为5,点P与Q以相同的均匀速度分别从A,B两点同时出发,
作QE⊥BC交BC于点E,
则有AP+BP=BQ=x,∠DQC=45°,
∴BP=x﹣5,QE=x,
∴△BPQ的面积为:y=BP•QE=×(x﹣5)×x=x2﹣x(5<x≤5),
∴此时图象是抛物线一部分,开口方向向上,且y随x的增大而增大;
综上,只有选项B的图象符合,
故选:B.
二、填空题(本大题有6个小题,每小题4分,共24分)
11.(4分)若关于x的分式方程=2a无解,则a的值为 0.5或1.5 .
【分析】直接解分式方程,再分类讨论当1﹣2a=0时,当1﹣2a≠0时,分别得出答案.
【解答】解:=2a,
去分母得:x﹣2a=2a(x﹣3),
整理得:(1﹣2a)x=﹣4a,
当1﹣2a=0时,方程无解,故a=0.5;
当1﹣2a≠0时,x==3时,分式方程无解,则a=1.5,
则a的值为0.5或1.5.
故答案为:0.5或1.5.
12.(4分)如图,将直尺与30°角的三角尺叠放在一起,若∠1=40°,则∠2= 80° .
【分析】根据平角的定义和平行线的性质即可得到结论.
【解答】解:如图,
由题意得,∠3=60°,
∵∠1=40°,
∴∠4=180°﹣60°﹣40°=80°,
∵AB∥CD,
∴∠4=∠2=80°,
故答案为:80°.
13.(4分)若多项式x3+x+m含有因式x2﹣x+2,则m的值是 2 .
【分析】设另一个因式是x+a,根据已知得出(x2﹣x+2)(x+a)=x3+x+m,再进行化简,即可求出a、m值.
【解答】解:∵多项式x3+x+m含有因式x2﹣x+2,
∴设另一个因式是x+a,
则(x2﹣x+2)(x+a)=x3+x+m,
∵(x2﹣x+2)(x+a)
=x3+ax2﹣x2﹣ax+2x+2a
=x3+(a﹣1)x2+(﹣a+2)x+2a,
∴a﹣1=0,2a=m,
解得:a=1,m=2,
故答案为:2.
14.(4分)在﹣2,0,1,2这四个数中任取两数m,n,则二次函数y=(x﹣m)2+n的顶点在坐标轴上的概率为 .
【分析】画树状图展示所有12种等可能的结果数,根据二次函数的性质确定顶点在坐标轴上的结果数,然后利用概率公式求解.
【解答】解:画树状图为:
共有12种等可能的结果数,其中二次函数y=(x﹣m)2+n的顶点在坐标轴上的结果数为6,
所以二次函数y=(x﹣m)2+n的顶点在坐标轴上的概率==,
故答案为:.
15.(4分)如图,⊙O的半径为5,弦AB=6,弦AC⊥弦BD,点P为CD的中点,若点D在圆上逆时针运动的路径长为π,则点P运动的路径长为 π .
【分析】如图,连接OA,OB,AD,OP,OD,过点O作OH⊥AB于H.证明△OHA≌△CPO(AAS),推出OP=AH=3,推出点P的运动轨迹是以O为圆心,OP为半径的圆,求出点D旋转的角度即可解决问题.
【解答】解:如图,连接OA,OB,AD,OP,OD,过点O作OH⊥AB于H.
∵AC⊥BD,
∴∠DAC+∠ADB=90°,
∵∠DOC=2∠DAC,∠AOB=2∠ADB,
∴∠DOC+∠AOB=180°,
∵OH⊥AB,DP=PC,
∴OP⊥CD,AH=HB=AB=3,
∵OA=OB=OC=OD,
∴∠AOH=∠BOH,∠COP=∠DOP,
∴∠AOH+∠COP=90°,
∵∠AOH+∠OAH=90°,
∴∠COP=∠OAH,
∵∠AHO=∠CPO=90°,OA=OC,
∴△OHA≌△CPO(AAS),
∴OP=AH=3,
∴点P的运动轨迹是以O为圆心,OP为半径的圆,
∵点D在圆上逆时针运动的路径长为π,设圆心角为n,
∴=π,
∴n=60°,
∵OD,OP的旋转角度相等,
∴点P的运动路径的长==π.
故答案为:π.
16.(4分)如图,在第一象限内作与x轴的夹角为30°的射线OC,在射线OC上取点A,过点A作AH⊥x轴于点H,在抛物线y=x2(x>0)上取一点P,在y轴上取一点Q,使得P,O,Q为顶点的三角形与△AOH全等,则符合条件的点A有 4 个.
【分析】此题应分四种情况考虑:
①∠POQ=∠OAH=60°,此时A、P重合,可联立直线OA和抛物线的解析式,即可得A点坐标;
②∠POQ=∠AOH=30°,此时∠POH=60°,即直线OP:y=x,联立抛物线的解析式可得P点坐标,进而可求出OQ、PQ的长,由于△POQ≌△AOH,那么OH=OQ、AH=PQ,由此得到点A的坐标.
③当∠OPQ=90°,∠POQ=∠AOH=30°时,此时△QOP≌△AOH;
④当∠OPQ=90°,∠POQ=∠OAH=60°,此时△OQP≌△AOH;
【解答】解:①当∠POQ=∠OAH=60°,若以P,O,Q为顶点的三角形与△AOH全等,那么A、P重合;
由于∠AOH=30°,设A坐标为(a,b),
在直角三角形OAH中,tan∠AOH=tan30°==,
设直线OA的方程为y=kx,把A的坐标代入得k==,
所以直线OA:y=x,联立抛物线的解析式,
得:,
解得 ,;
故A(,);
②当∠POQ=∠AOH=30°,此时△POQ≌△AOH;
易知∠POH=60°,则直线OP:y=x,联立抛物线的解析式,
得:,
解得 ,;
故P(,3),那么A(3,);
③当∠OPQ=90°,∠POQ=∠AOH=30°时,此时△QOP≌△AOH;
易知∠POH=60°,则直线OP:y=x,联立抛物线的解析式,
得:,
解得 、,
故P(,3),
∴OP=2,QP=2,
∴OH=OP=2,AH=QP=2,
故A(2,2);
④当∠OPQ=90°,∠POQ=∠OAH=60°,此时△OQP≌△AOH;
此时直线OP:y=x,联立抛物线的解析式,
得:,
解得 、,
∴P(,),
∴QP=,OP=,
∴OH=QPQP=,AH=OP=,
故A(,).
综上可知:符合条件的点A有四个,且坐标为:(,)或(3,)或(2,2)或(,).
故答案为:4.
三、解答题(本大题有7小题,共66分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
17.(6分)解方程:
(1)2(x+1)=1﹣(x+3).
(2)+1=.
【分析】(1)方程去括号,移项合并,把x系数化为1,即可求出解;
(2)方程去分母,去括号,移项合并,把x系数化为1,即可求出解.
【解答】解:(1)去括号得:2x+2=1﹣x﹣3,
移项合并得:3x=﹣4,
解得:x=﹣;
(2)去分母得:10x﹣14+12=9x﹣3,
移项合并得:x=﹣1.
18.(8分)(1)某校招聘教师一名,现有甲、乙、丙三人通过专业知识、讲课、答辩三项测试,他们各自的成绩如下表所示:
应聘者
专业知识
讲课
答辩
甲
70
85
80
乙
90
85
75
丙
80
90
85
按照招聘简章要求,对专业知识、讲课、答辩三项赋权5:4:1.请计算三名应聘者的平均成绩,从成绩看,应该录取谁?
(2)我市举行了某学科实验操作考试,有A、B、C、D四个实验,规定每位学生只参加其中一个实验的考试,并由学生自己抽签决定具体的考试实验.小王,小张,小厉都参加了本次考试.
①小厉参加实验D考试的概率是 ;
②用列表或画树状图的方法求小王、小张抽到同一个实验的概率.
【分析】(1)根据加权平均数分别计算三人的平均成绩,比较大小即可得;
(2)①根据概率公式即可得;②列表得出所有等可能的情况数,找出两位同学抽到同一实验的情况数,即可求出所求概率.
【解答】解:(1)==77(分),
==86.5(分),
==84.5(分),
因为乙的平均成绩最高,
所以应该录取乙;
(2)①小厉参加实验D考试的概率是,
故答案为:;
②解:列表如下:
A
B
C
D
A
AA
BA
CA
DA
B
AB
BB
CB
DB
C
AC
BC
CC
DC
D
AD
BD
CD
DD
所有等可能的情况有16种,其中两位同学抽到同一实验的情况有AA,BB,CC,DD,4种情况,
所以小王、小张抽到同一个实验的概率为=.
19.(8分)如图,四边形ABCD内接于⊙O,连接AC、BD相交于点E.
(1)如图1,若AC=BD,求证:AE=DE;
(2)如图2,若AC⊥BD,连接OC,求证:∠OCD=∠ACB.
【分析】(1)利用AC=BD得到=,则=,然后根据圆周角定理得到∠ADB=∠CAD,从而得到结论;
(2)作直径CF,连接DF,如图2,先利用垂直定义得到∠ADE+∠CAD=90°,再利用圆周角定理得到∠ACB=∠ADE,∠F=∠CAD,∠CDF=90°,然后根据等角的余角相等得到结论.
【解答】证明:(1)∵AC=BD,
∴=,
即+=+,
∴=,
∴∠ADB=∠CAD,
∴AE=DE;
(2)作直径CF,连接DF,如图2,
∵AC⊥BD,
∴∠AED=90°,
∴∠ADE+∠CAD=90°,
∵∠ACB=∠ADE,∠F=∠CAD,
∴∠ACB+∠F=90°,
∵CF为直径,
∴∠CDF=90°,
∴∠F+∠FCD=90°,
∴∠ACB=∠FCD,
即∠OCD=∠ACB.
20.(10分)一辆客车从甲地出发前往乙地,平均速度v(千米/小时)与所用时间t(小时)的函数关系如图所示,其中60≤v≤120.
(1)求v与t的函数关系式及t值的取值范围;
(2)客车上午8点从甲地出发.
①客车需在当天14点40分至15点30分(含14点40分与15点30分)间到达乙地,求客车行驶速度v的范围;
②客车能否在当天12点30分前到达乙地?说明理由.
【分析】(1)用待定系数法即可求解;
(2)①当t=(8点到下午14点40分)时,v==600÷=90(千米/小时),当t=时,v==600÷=80(千米/小时),即可求解;
②当天12点30分到达时,t=4.5小时<5,而5≤t≤10,即可求解.
【解答】解:(1)设v与t的函数关系式为v=,
将(5,120)代入v=,得:120=,
解得:k=600,
∴v与t的函数关系式为v=(5≤t≤10);
(2)①当t=(8点到下午14点40分)时,v==600÷=90(千米/小时),
当t=时,v==600÷=80(千米/小时),
∴客车行驶速度v的范围为80千米/小时≤v≤90千米/小时;
②当天12点30分到达时,t=4.5小时<5,
而5≤t≤10,
故客车不能在当天12点30分前到达乙地.
21.(10分)已知,如图,△ABC中,∠ABC=90°,AB=BC,∠ADE=90°,AD=DE=AC,连接BD,CE.
(1)如图1,当点D恰好在AC上时,则= ;
(2)如图2,如果∠ADE绕点A顺时针旋转一周,在旋转的过程中(1)的结论是否仍然成立?若成立,请写出证明过程;若不成立,请说明理由;
(3)若AC=4,在旋转的过程中,请直接写出CE的最大值和最小值.
【分析】(1)由等腰三角形的性质可求BD=CD,CE=CD,即可求解;
(2)通过证明△DAB∽△EAC,可得结论;
(3)由点D在以点A为圆心,AD为半径的圆上,可得当点D在线段AB上时,BD有最小值为2﹣2,当点D在BA的延长线上时,BD有最大值为2+2,即可求解.
【解答】解:(1)当点D恰好在AC上时,
∵AD=AC,
∴AD=DC=AC=DE,
∵∠ABC=90°=∠ADE,
∴BD=CD,CE=CD,
∴=,
故答案为:;
(2)结论仍然成立,理由如下:
连接AE,
∵AD=DE,∠ADE=90°,
∴∠DAE=45°,
∴,
∵AB=BC,∠ABC=90°,
∴∠BAC=45°,
∴,
∴,∠DAE=∠BAC,
∴∠DAB=∠EAC,,
∴△DAB∽△EAC,
∴;
(3)∵AD=AC,AC=4,
∴AD=2,
∵AB=BC,∠ABC=90°,AC=4,
∴AB=BC=2,
∵∠ADE绕点A顺时针旋转一周,
∴点D在以点A为圆心,AD为半径的圆上,如图3,
∴当点D在线段AB上时,BD有最小值为2﹣2,
当点D在BA的延长线上时,BD有最大值为2+2,
∵=,
∴CE的最大值为4+2,最小值为4﹣2.
22.(12分)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,以BC为直径的⊙O交斜边AB于点M,若H是AC的中点,连接MH.
(1)求证:MH为⊙O的切线.
(2)若MH=,tan∠ABC=,求⊙O的半径.
(3)在(2)的条件下分别过点A、B作⊙O的切线,两切线交于点D,AD与⊙O相切于N点,过N点作NQ⊥BC,垂足为E,且交⊙O于Q点,求线段NQ的长度.
【分析】(1)连接OH、OM,易证OH是△ABC的中位线,利用中位线的性质可证明△COH≌△MOH,所以∠HCO=∠HMO=90°,从而可知MH是⊙O的切线;
(2)由切线长定理可知:MH=HC,再由点M是AC的中点可知AC=3,由tan∠ABC=,所以BC=4,从而可知⊙O的半径为2;
(3)连接CN,AO,CN与AO相交于I,由AC、AN是⊙O的切线可知AO⊥CN,利用等面积可求出可求得CI的长度,设CE为x,然后利用勾股定理可求得CE的长度,利用垂径定理即可求得NQ.
【解答】解:(1)连接OH、OM,
∵H是AC的中点,O是BC的中点,
∴OH是△ABC的中位线,
∴OH∥AB,
∴∠COH=∠ABC,∠MOH=∠OMB,
又∵OB=OM,
∴∠OMB=∠MBO,
∴∠COH=∠MOH,
在△COH与△MOH中,
,
∴△COH≌△MOH(SAS),
∴∠HCO=∠HMO=90°,
∴MH是⊙O的切线;
(2)∵MH、AC是⊙O的切线,
∴HC=MH=,
∴AC=2HC=3,
∵tan∠ABC=,
∴=,
∴BC=4,
∴⊙O的半径为2;
(3)连接OA、CN、ON,OA与CN相交于点I,
∵AC与AN都是⊙O的切线,
∴AC=AN,AO平分∠CAD,
∴AO⊥CN,
∵AC=3,OC=2,
∴由勾股定理可求得:AO=,
∵AC•OC=AO•CI,
∴CI=,
∴由垂径定理可求得:CN=,
设OE=x,
由勾股定理可得:CN2﹣CE2=ON2﹣OE2,
∴﹣(2+x)2=4﹣x2,
∴x=,
∴OE=,
由勾股定理可求得:EN=,
∴由垂径定理可知:NQ=2EN=.
另解:先证明:△AOC∽△CNE,
∴,
由勾股定理可知:OA2=4+9=13,
∴OA=,
在△AOC中,CI⊥OA,
CI×OA=2×3,
∴CI=,
∴CN=,
∴=,
∴NE=,
∴NQ=2EN=.
23.(12分)已知抛物y=ax2+bx.
(1)若抛物线与一次函数y=﹣x﹣1有且只有一个公共点,求a、b满足的关系式;
(2)设点Q为抛物线上的顶点,点P为平面内一点,若点P坐标为(2,﹣2),S△OPQ=3,且OP>OQ,抛物线经过点A(m,n)和点B(4﹣m,n),直线PB与抛物线的另一交点为C.
①求抛物线的解析式;
②证明:对于任意实数m,直线AC必过一定点.
【分析】(1)根据题意,列出一元二次方程后,根据根的判别式等于0,列方程即可;
(2)①由抛物线经过点A(m,n)和点B(4﹣m,n),可求得对称轴为x=2,根据S△OPQ=3,可求得点Q的坐标,进而可求得抛物线解析式;
②运用待定系数法和根与系数关系表示出AC解析式,根据解析式即可判断经过的定点.
【解答】解:(1)由题意得,方程ax2+bx=﹣x﹣1有两个相等的实数根,
∴(b+1)2﹣4a=0,
∴a=;
(2)①∵抛物线经过点A(m,n)和点B(4﹣m,n),
∴抛物线对称轴为直线x==2,
设Q(2,q),
∵P(2,﹣2),
∴PQ∥y轴,
∵S△OPQ=PQ×2=PQ,S△OPQ=3,
∴PQ=3,
∵OP>OQ,
∴Q点的坐标为(2,1),
设抛物线解析式为y=a(x﹣2)2+1,把(0,0)代入得:a=﹣,
∴抛物线解析式为y=﹣(x﹣2)2+1,即y=﹣x2+x;
②证明:设直线PB的解析式为y=kx+b,把P(2,﹣2)代入得:﹣2=2k+b,
∴b=﹣2﹣2k,
∴直线PB的解析式为y=kx﹣2﹣2k,
∵直线PB与抛物线y=﹣x2+x交于B,C,
∴﹣x2+x=kx﹣2﹣2k,
化简得:x2+(k﹣1)x﹣2﹣2k=0,
∴xB+xC=﹣4(k﹣1),xB•xC=﹣8﹣8k,
设直线AC的解析式为y=fx+d,与抛物线交于点B,C,
∴﹣x2+x=fx+d,
化简得:x2+(f﹣1)x+d=0,
∴xA+xC=﹣4(f﹣1),xA•xC=4d,
∴xB+xC+xA+xC=﹣4(k﹣1)﹣4(f﹣1),xB•xC+xA•xC=﹣8﹣8k+4d,
∵xA+xB=4,
∴xC=﹣2k﹣2f+2,xC=d﹣2﹣2k,
∴﹣2k﹣2f+2=d﹣2﹣2k,
∴﹣2f+4=d,
∴直线AC的解析式为y=fx﹣2f+4=f(x﹣2)+4,
当x=2时,y=4,
∴直线AC必过定点(2,4).
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