河南省平顶山市汝州市2021-2022学年九年级上学期期中数学试卷 (word版含答案)
展开2021-2022学年河南省平顶山市汝州市九年级第一学期期中数学试卷
一、选择题(本大题共10题,每小题3分,共计30分)
1.下列关于菱形的说法中不正确的是( )
A.菱形的四条边相等
B.菱形的面积等于对角线乘积的一半
C.菱形的对角线相等且互相垂直
D.对角线互相垂直且平分的四边形是菱形
2.已知一元二次方程x2+4x﹣3=0,下列配方正确的是( )
A.(x+2)2=3 B.(x﹣2)2=3 C.(x+2)2=7 D.(x﹣2)2=7
3.某小组做“当试验次数很大时,用频率估计概率”的试验时,统计了某一结果出现的频率.表格如下,则符合这一结果的试验最有可能的是( )
次数
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
频率
0.60
0.30
0.50
0.36
0.42
0.38
0.41
0.39
0.40
0.40
A.掷一枚质地均匀的骰子向上面的点数是“5”
B.掷一枚一元的硬币,正面朝上
C.不透明的袋子里有2个红球和3个黄球,除颜色外都相同,从中任取一球是红球
D.三张扑克牌,分别是3、5、5,背面朝上洗匀后,随机抽出一张是5
4.下列结论中,错误的是( )
A.若=,则=
B.若=,则=
C.若==(b﹣d≠0),则=
D.若=,则a=3,b=4
5.如图,顺次连接任意四边形ABCD各边中点,所得的四边形EFGH是中点四边形.下列四个叙述:①中点四边形EFGH一定是平行四边形;②当四边形ABCD是矩形时,中点四边形EFGH也是矩形;③当四边形ABCD的中点四边形EFGH是菱形时,则四边形ABCD也是菱形;④当四边形ABCD是正方形时,中点四边形EFGH也是正方形.其中正确结论的个数有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
6.若方程x2﹣2x+m=0没有实数根,则m的值可以是( )
A.﹣1 B.0 C.1 D.
7.如图,在△ABC中,点D、E、F分别是边AB、AC、BC上的点,DE∥BC,EF∥AB,且AD:DB=3:5,那么CF:CB等于( )
A.3:8 B.3:5 C.5:8 D.2:5
8.如图,△ABC中,∠B=65°,AB=3,BC=6.将△ABC沿图示中的虚线剪开,剪下的阴影三角形与原三角形不相似的是( )
A. B.
C. D.
9.如图,平行于BC的直线DE把△ABC分成面积相等的两部分,则的值为( )
A.1 B. C.﹣1 D.+1
10.已知m是一元二次方程x2﹣x﹣2=0的一个根,则2021﹣m2+m的值为( )
A.2020 B.2019 C.2018 D.2017
二、填空题(本大题共5题,每小题3分,共计15分)
11.我市博览馆有A,B,C三个入口和D,E两个出口,小明入馆游览,他从A口进E口出的概率是 .
12.如图,点D,E分别在△ABC的边AC,AB上,△ADE∽△ABC,M,N分别是DE,BC的中点,若=,则= .
13.“杂交水稻之父”﹣﹣袁隆平先生所率领的科研团队在增产攻坚第一阶段实现水稻亩产量700公斤的目标,第三阶段实现水稻亩产量1008公斤的目标.如果第二阶段、第三阶段亩产量的增长率相同,则亩产量的平均增长率是多少?设亩产量的平均增长率为x,则可列方程 .
14.如图,点E是△ABC内一点,∠AEB=90°,D是边AB的中点,延长线段DE交边BC于点F,点F是边BC的中点,若AB=6,EF=1,则线度AC的长为 .
15.如图,在正方形ABCD中,△BPC是等边三角形,BP、CP的延长线分别交AD于点E、F,连接BD、DP,BD与CF相交于点H.给出下列结论:
①△ABE≌△DCF;②=;③DP2=PH•PB;④=.
其中正确的是 .(写出所有正确结论的序号)
三、解答题(本大题共8个小题,满分75分)
16.解下列方程:
(1)2x2﹣5x+1=0.(公式法)
(2)(x﹣2)2=3(x﹣2).
17.在一次试验中,每个电子元件的状态有两种可能:在一定时间段内电流可正常通过的状态即“通电”状态;在一定时间段内电流无法通过的状态即“断开”状态,并且这两种状态的可能性相等.如图,请完成下面问题:
(1)在一定时间段内,A、B之间电流能够正常通过的概率为 ;
(2)用树状图或表格计算在一定时间段内C、D之间电流能够正常通过的概率.
18.如图,在平面直角坐标系中,△OAB的顶点坐标分别为O(0,0),A(2,1),B(1,﹣2).
(1)以原点O为位似中心,在y轴的右侧按2:1放大,画出△OAB的一个位似△OA1B1;
(2)画出将△OAB向左平移2个单位,再向上平移1个单位后得到的△O2A2B2;
(3)△OA1B1与△O2A2B2是位似图形吗?若是,请在图中标出位似中心M,并写出点M的坐标.
19.已知:在Rt△ABC中,∠BAC=90°,D是BC的中点,E是AD的中点.过点A作AF∥BC交BE的延长线于点F.
(1)求证:△AEF≌△DEB;
(2)当△ABC满足什么条件时,四边形ADCF是正方形?请说明理由.
20.列方程(组)解应用题
端午节期间,某水果超市调查某种水果的销售情况,下面是调查员的对话:
小王:该水果的进价是每千克22元;
小李:当销售价为每千克38元时,每天可售出160千克;若每千克降低3元,每天的销售量将增加120千克.
根据他们的对话,解决下面所给问题:超市每天要获得销售利润3640元,又要尽可能让顾客得到实惠,求这种水果的销售价为每千克多少元?
21.如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,∠ABC=90°,AD=CD,O是对角线AC的中点,联结BO并延长交边CD于点E.
(1)求证:△DAC∽△OBC;
(2)若BE⊥CD,求的值.
22.如果我们身旁没有量角器或三角尺,又需要作60°,30°,15°等大小的角,该怎么办呢?
小西进行了以下操作研究(如图1):
第1步:对折矩形纸片ABCD,使AD与BC重合,得到折痕EF,把纸片展平.
第2步:再次折叠纸片,使点A落在EF上,并使折痕经过点B,得到折痕BM,同时得到了线段BN.
小雅在小西研究的基础上,再次动手操作(如图2):
将MN延长交BC于点G,将△BMG沿MG折叠,点B刚好落在AD边上点H处,连接GH,把纸片再次展平.
请根据小西和小雅的探究,完成下列问题:
①直接写出BE和BN的数量关系: ;
②根据定理:在直角三角形中,如果一条直角边等于斜边的一半,那么这条直角边所对的锐角是30°,请求出∠ABM的度数;
③求证:四边形BGHM是菱形.
23.问题提出:数学课本上有这样一道题目:如图①,一块材料的形状是锐角三角形ABC,边BC=120mm,高AD=80mm.把它加工成正方形零件,使正方形的一边在BC上,其余两个顶点分别在AB、AC上,这个正方形零件的边长是多少?
初步思考:
(1)试计算出正方形零件的边长;
深入探究:
(2)李华同学通过探究发现如果要把△ABC按照图②加工成三个相同大小的正方形零件,△ABC的边BC与高AD需要满足一定的数量关系.则这一数量关系是: .(直接写出结论,不用说明理由);
(3)若△ABC可以按照图③加工成四个大小相同的正方形,且∠B=30°,求证:AB=BC.
参考答案
一、选择题(本大题共10题,每小题3分,共计30分)
1.下列关于菱形的说法中不正确的是( )
A.菱形的四条边相等
B.菱形的面积等于对角线乘积的一半
C.菱形的对角线相等且互相垂直
D.对角线互相垂直且平分的四边形是菱形
【分析】根据菱形的性质逐一推理分析即可选出正确答案.
解:A、菱形的四条边相等,说法正确;
B、菱形的面积等于对角线乘积的一半,说法正确;
C、菱形的对角线平分且互相垂直,说法错误;
D、对角线互相垂直且平分的四边形是菱形,说法正确;
故选:C.
2.已知一元二次方程x2+4x﹣3=0,下列配方正确的是( )
A.(x+2)2=3 B.(x﹣2)2=3 C.(x+2)2=7 D.(x﹣2)2=7
【分析】方程常数项移到右边,两边加上4配方得到结果,即可做出判断.
解:方程移项得:x2+4x=3,
配方得:x2+4x+4=7,即(x+2)2=7,
故选:C.
3.某小组做“当试验次数很大时,用频率估计概率”的试验时,统计了某一结果出现的频率.表格如下,则符合这一结果的试验最有可能的是( )
次数
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
频率
0.60
0.30
0.50
0.36
0.42
0.38
0.41
0.39
0.40
0.40
A.掷一枚质地均匀的骰子向上面的点数是“5”
B.掷一枚一元的硬币,正面朝上
C.不透明的袋子里有2个红球和3个黄球,除颜色外都相同,从中任取一球是红球
D.三张扑克牌,分别是3、5、5,背面朝上洗匀后,随机抽出一张是5
【分析】根据利用频率估计概率得到实验的概率在0.4左右,再分别计算出四个选项中的概率,然后进行判断.
解:A、掷一枚质地均匀的 骰子向上面的点数是“5”的概率是;不符合题意,
B、掷一枚一元的硬币,正面朝上的概率是,不符合题意;
C、不透明的袋子里有2个红球和3个黄球,除颜色外都相同,从中任取一球是红球的概率是0.4,符合题意;
D、三张扑克牌,分别是3、5、5,背面朝上洗匀后,随机抽出一张是5的概率是,不符合题意,
故选:C.
4.下列结论中,错误的是( )
A.若=,则=
B.若=,则=
C.若==(b﹣d≠0),则=
D.若=,则a=3,b=4
【分析】分别利用比例的基本性质分析得出答案.
解:A、若=,则=,正确,不合题意;
B、若=,则6(a﹣b)=b,故6a=7b,则=,正确,不合题意;
C、若==(b﹣d≠0),则=,正确,不合题意;
D、若=,无法得出a,b的值,故此选项错误,符合题意.
故选:D.
5.如图,顺次连接任意四边形ABCD各边中点,所得的四边形EFGH是中点四边形.下列四个叙述:①中点四边形EFGH一定是平行四边形;②当四边形ABCD是矩形时,中点四边形EFGH也是矩形;③当四边形ABCD的中点四边形EFGH是菱形时,则四边形ABCD也是菱形;④当四边形ABCD是正方形时,中点四边形EFGH也是正方形.其中正确结论的个数有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【分析】此题应用三角形中位线定理“三角形的中位线等于第三边的一半”,根据平行四边形的判定,菱形的判定,矩形的判定,正方形的判定,求解即可.
解:连接AC,BD,
∵E,F,G,H分别是四边形各边的中点,
∴EF∥AC,HG∥AC,EH∥BD,GF∥BD,
∴EF∥GH,EH∥FG,
∴四边形EFGH是平行四边形;(①正确)
∵四边形ABCD是矩形,
∴AC=BD,
∵EF=AC,EH=BD,
∴EF=EH,
∴四边形EFGH是菱形;(②错误)
∵四边形EFGH是菱形,
∴AC=BD,
∴四边形ABCD不一定是矩形;(③错误)
∵四边形ABCD是正方形,
∴AC=BD,AC⊥BD,
∴四边形EFGH是正方形.(④正确)
∴正确的是①④.
故选:B.
6.若方程x2﹣2x+m=0没有实数根,则m的值可以是( )
A.﹣1 B.0 C.1 D.
【分析】根据根的判别式和已知条件得出Δ=(﹣2)2﹣4×1×m=4﹣4m<0,求出不等式的解集,再得出答案即可.
解:∵关于x的方程x2﹣2x+m=0没有实数根,
∴Δ=(﹣2)2﹣4×1×m=4﹣4m<0,
解得:m>1,
∴m只能为,
故选:D.
7.如图,在△ABC中,点D、E、F分别是边AB、AC、BC上的点,DE∥BC,EF∥AB,且AD:DB=3:5,那么CF:CB等于( )
A.3:8 B.3:5 C.5:8 D.2:5
【分析】由DE∥BC,可得=,再结合EF∥AB可求得,可求得CF:CB.
解:∵DE∥BC,EF∥AB,
∴AE:EC=AD:DB=BF:CF=3:5,
∴CF:CB=5:8,
故选:C.
8.如图,△ABC中,∠B=65°,AB=3,BC=6.将△ABC沿图示中的虚线剪开,剪下的阴影三角形与原三角形不相似的是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据相似三角形的判定定理对各选项进行逐一判定即可.
解:A、阴影部分的三角形与原三角形有两个角相等,故两三角形相似,故本选项错误;
B、阴影部分的三角形与原三角形有两个角相等,故两三角形相似,故本选项错误;
C、两三角形的对应边不成比例,故两三角形不相似,故本选项正确;
D、两三角形对应边成比例(6﹣5):(3﹣1)=1:2=3:6,且夹角相等,故两三角形相似,故本选项错误.
故选:C.
9.如图,平行于BC的直线DE把△ABC分成面积相等的两部分,则的值为( )
A.1 B. C.﹣1 D.+1
【分析】由平行于BC的直线DE把△ABC分成面积相等的两部分,可知△ADE与△ABC相似,且面积比为,则相似比为,即可得出结果.
解:∵DE∥BC,
∴△ADE∽△ABC,
∵DE把△ABC分成面积相等的两部分,
∴S△ADE=S四边形DBCE,
∴=,
∴==,
故选:B.
10.已知m是一元二次方程x2﹣x﹣2=0的一个根,则2021﹣m2+m的值为( )
A.2020 B.2019 C.2018 D.2017
【分析】把x=m代入方程x2﹣x﹣2=0得m2﹣m=2,再把2021﹣m2+m变形为2021﹣(m2﹣m),然后利用整体代入的方法计算.
解:把x=m代入方程x2﹣x﹣2=0得m2﹣m=2,
所以m2﹣m=2,
所以2021﹣m2+m=2021﹣(m2﹣m)=2021﹣2=2019.
故选:B.
二、填空题(本大题共5题,每小题3分,共计15分)
11.我市博览馆有A,B,C三个入口和D,E两个出口,小明入馆游览,他从A口进E口出的概率是 .
【分析】依据题意先用列表法或画树状图法分析所有等可能的出现结果,然后根据概率公式求出该事件的概率.
解:根据题意画树形图:
共有6种等情况数,其中“A口进E口出”有一种情况,
从“A口进E口出”的概率为;
故答案为:.
12.如图,点D,E分别在△ABC的边AC,AB上,△ADE∽△ABC,M,N分别是DE,BC的中点,若=,则= .
【分析】根据相似三角形对应中线的比等于相似比求出,根据相似三角形面积的比等于相似比的平方解答即可.
解:∵M,N分别是DE,BC的中点,
∴AM、AN分别为△ADE、△ABC的中线,
∵△ADE∽△ABC,
∴==,
∴=()2=,
故答案为:.
13.“杂交水稻之父”﹣﹣袁隆平先生所率领的科研团队在增产攻坚第一阶段实现水稻亩产量700公斤的目标,第三阶段实现水稻亩产量1008公斤的目标.如果第二阶段、第三阶段亩产量的增长率相同,则亩产量的平均增长率是多少?设亩产量的平均增长率为x,则可列方程 700(1+x)2=1008 .
【分析】利用第三阶段水稻的亩产量=第一阶段水稻的亩产量×(1+亩产量的平均增长率)2,即可得出关于x的一元二次方程,此题得解.
解:依题意得:700(1+x)2=1008.
故答案为:700(1+x)2=1008.
14.如图,点E是△ABC内一点,∠AEB=90°,D是边AB的中点,延长线段DE交边BC于点F,点F是边BC的中点,若AB=6,EF=1,则线度AC的长为 8. .
【分析】根据直角三角形的性质求出DE,由EF=1,得到DF,再根据三角形中位线定理即可求出线段AC的长.
解:∵∠AEB=90°,D是边AB的中点,AB=6,
∴DE=AB=3,
∵EF=1,
∴DF=DE+EF=3+1=4.
∵D是边AB的中点,点F是边BC的中点,
∴DF是△ABC的中位线,
∴AC=2DF=8.
故答案为:8.
15.如图,在正方形ABCD中,△BPC是等边三角形,BP、CP的延长线分别交AD于点E、F,连接BD、DP,BD与CF相交于点H.给出下列结论:
①△ABE≌△DCF;②=;③DP2=PH•PB;④=.
其中正确的是 ①③④ .(写出所有正确结论的序号)
【分析】根据等边三角形的性质和正方形的性质,得到∠ABE=∠DCF,∠A=∠ADC,AB=CD,证得△ABE≌△DCF,故①正确;由于∠FDP=∠PBD,∠DFP=∠BPC=60°,推出△DFP∽△BPH,得到===故②错误;由于∠PDH=∠PCD=30°,∠DPH=∠DPC,推出△DPH∽△CPD,得到=,PB=CD,等量代换得到PD2=PH•PB,故③正确;根据三角形面积计算公式,结合图形得到△BPD的面积=△BCP的面积+△CDP面积﹣△BCD的面积,得到=,故④正确.
解:∵△BPC是等边三角形,
∴BP=PC=BC,∠PBC=∠PCB=∠BPC=60°,
在正方形ABCD中,
∵AB=BC=CD,∠A=∠ADC=∠BCD∠ABC=90°,
∴∠ABE=∠DCF=30°,
在△ABE与△CDF中,
,
∴△ABE≌△DCF(ASA),故①正确;
∵PC=CD,∠PCD=30°,
∴∠PDC=75°,
∴∠FDP=15°,
∵∠DBA=45°,
∴∠PBD=15°,
∴∠FDP=∠PBD,
∵∠DFP=∠BPC=60°,
∴△DFP∽△BPH,
∴===,故②错误;
∵∠PDH=∠PCD=30°,
∵∠DPH=∠DPC,
∴△DPH∽△CDP,
∴=,
∴PD2=PH•CD,
∵PB=CD,
∴PD2=PH•PB,故③正确;
如图,过P作PM⊥CD,PN⊥BC,
设正方形ABCD的边长是4,△BPC为正三角形,
∴∠PBC=∠PCB=60°,PB=PC=BC=CD=4,
∴∠PCD=30°
∴PN=PB•sin60°=4×=2,PM=PC•sin30°=2,
S△BPD=S四边形PBCD﹣S△BCD=S△PBC+S△PDC﹣S△BCD=×4×2+×2×4﹣×4×4=4+4﹣8=4﹣4,
∴=.
故答案为:①③④.
三、解答题(本大题共8个小题,满分75分)
16.解下列方程:
(1)2x2﹣5x+1=0.(公式法)
(2)(x﹣2)2=3(x﹣2).
【分析】(1)利用公式法求解即可;
(2)先移项,再利用提公因式法将方程的左边因式分解后求解可得.
解:(1)∵a=2,b=﹣5,c=1,
∴Δ=(﹣5)2﹣4×2×1=17>0,
则x==,
∴x1=,x2=;
(2)∵(x﹣2)2=3(x﹣2),
∴(x﹣2)2﹣3(x﹣2)=0,
则(x﹣2)(x﹣5)=0,
∴x﹣2=0或x﹣5=0,
解得x1=2,x2=5.
17.在一次试验中,每个电子元件的状态有两种可能:在一定时间段内电流可正常通过的状态即“通电”状态;在一定时间段内电流无法通过的状态即“断开”状态,并且这两种状态的可能性相等.如图,请完成下面问题:
(1)在一定时间段内,A、B之间电流能够正常通过的概率为 ;
(2)用树状图或表格计算在一定时间段内C、D之间电流能够正常通过的概率.
【分析】(1)画树状图,共有4种等可能的结果,A、B之间电流能够正常通过的结果有1种,再由概率公式求解即可;
(2)画树状图,共有4种等可能的结果,C、D之间电流能够正常通过的结果有3种,再由概率公式求解即可.
解:(1)画树状图如下:
共有4种等可能的结果,A、B之间电流能够正常通过的结果有1种,
∴A、B之间电流能够正常通过的概率为,
故答案为:;
(2)画树状图如下:
共有4种等可能的结果,在一定时间段内C、D之间电流能够正常通过的结果有3种,
∴在一定时间段内C、D之间电流能够正常通过的概率为.
18.如图,在平面直角坐标系中,△OAB的顶点坐标分别为O(0,0),A(2,1),B(1,﹣2).
(1)以原点O为位似中心,在y轴的右侧按2:1放大,画出△OAB的一个位似△OA1B1;
(2)画出将△OAB向左平移2个单位,再向上平移1个单位后得到的△O2A2B2;
(3)△OA1B1与△O2A2B2是位似图形吗?若是,请在图中标出位似中心M,并写出点M的坐标.
【分析】(1)把A、B的横纵坐标都乘以2得到A1、B1的坐标,然后描点即可;
(2)利用点平移的坐标规律写出O2、A2、B2的坐标,然后描点即可;
(3)延长A1A2、OO2、B1B2,它们相交于M点,则可判断△OA1B1与△O2A2B2是位似图形.
解:(1)如图,△OA1B1为所作;
(2)如图,△O2A2B2为所作;
(3)△OA1B1和△O2A2B2是位似图形;如图,点M为所求,坐标为(﹣4,2).
19.已知:在Rt△ABC中,∠BAC=90°,D是BC的中点,E是AD的中点.过点A作AF∥BC交BE的延长线于点F.
(1)求证:△AEF≌△DEB;
(2)当△ABC满足什么条件时,四边形ADCF是正方形?请说明理由.
【分析】(1)根据平行线的性质得到∠AFE=∠DBE,根据全等三角形的判定即可得到结论;
(2)根据全等三角形的性质得到AF=DB,推出四边形ADCF是平行四边形,根据直角三角形的性质得到AD=DC=BC,求得四边形ADCF是菱形,由正方形的判定定理即可得到结论.
【解答】(1)证明:∵AF∥BC,
∴∠AFE=∠DBE,
∵E是AD的中点,
∴AE=DE,
在△AEF和△DEB中,
,
∴△AEF≌△DEB(AAS);
(2)解:当AB=AC时,四边形ADCF是正方形,
理由:由(1)知,△AEF≌△DEB,
∴AF=DB,
∵D是BC的中点,
∴DB=DC,
∴AF=DC,
∵AF∥BC,
∴四边形ADCF是平行四边形,
∵∠BAC=90°,D是BC的中点,
∴AD=DC=BC,
∴四边形ADCF是菱形,
∵AB=AC,D是BC的中点,
∴AD⊥BC,
∴四边形ADCF是正方形.
20.列方程(组)解应用题
端午节期间,某水果超市调查某种水果的销售情况,下面是调查员的对话:
小王:该水果的进价是每千克22元;
小李:当销售价为每千克38元时,每天可售出160千克;若每千克降低3元,每天的销售量将增加120千克.
根据他们的对话,解决下面所给问题:超市每天要获得销售利润3640元,又要尽可能让顾客得到实惠,求这种水果的销售价为每千克多少元?
【分析】设降低x元,超市每天可获得销售利润3640元,由题意列出一元二次方程,解之即可得出答案.
解:设降低x元,超市每天可获得销售利润3640元,由题意得,
(38﹣x﹣22)(160+×120)=3640,
整理得x2﹣12x+27=0,
∴x=3或x=9.
∵要尽可能让顾客得到实惠,
∴x=9,
∴售价为38﹣9=29元/千克.
答:水果的销售价为每千克29元时,超市每天可获得销售利润3640元.
21.如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,∠ABC=90°,AD=CD,O是对角线AC的中点,联结BO并延长交边CD于点E.
(1)求证:△DAC∽△OBC;
(2)若BE⊥CD,求的值.
【分析】(1)由AD=CD,AD∥BC,以及BO是Rt△ABC斜边AC上的中线,可得∠DAC=∠DCA=∠ACB=∠OBC,即可得出结论;
(2)由(1)知,∠OCE=∠OCB=∠EBC,由BE⊥CD可得∠OCE=∠OCB=∠EBC=30°,过点D作DH⊥BC于点H,设AD=CD=2a,则BH=AD=2a,根据30度角所对的边是斜边的一半得CH=a,从而得出BC的长,即可得出结果.
【解答】(1)证明:∵AD=CD,
∴∠DAC=∠DCA,
∵AD∥BC,
∴∠DAC=∠ACB,
∵O是AC的中点,∠ABC=90°,
∴OB=OC,
∴∠OBC=∠OCB,
∴∠DAC=∠DCA=∠ACB=∠OBC,
∴△DAC∽△OBC;
(2)解:∵BE⊥CD,
∴∠BEC=90°,
∵∠OCE=∠OCB=∠EBC,
∴∠OCE=∠OCB=∠EBC=30°,
过点D作DH⊥BC于点H,
设AD=CD=2a,则BH=AD=2a,
在Rt△DCH中,DC=2a,CH=a,BC=BH+CH=3a,
∴=.
22.如果我们身旁没有量角器或三角尺,又需要作60°,30°,15°等大小的角,该怎么办呢?
小西进行了以下操作研究(如图1):
第1步:对折矩形纸片ABCD,使AD与BC重合,得到折痕EF,把纸片展平.
第2步:再次折叠纸片,使点A落在EF上,并使折痕经过点B,得到折痕BM,同时得到了线段BN.
小雅在小西研究的基础上,再次动手操作(如图2):
将MN延长交BC于点G,将△BMG沿MG折叠,点B刚好落在AD边上点H处,连接GH,把纸片再次展平.
请根据小西和小雅的探究,完成下列问题:
①直接写出BE和BN的数量关系: BE=BN ;
②根据定理:在直角三角形中,如果一条直角边等于斜边的一半,那么这条直角边所对的锐角是30°,请求出∠ABM的度数;
③求证:四边形BGHM是菱形.
【分析】①根据折叠的性质可得BE=AB,AB=BN,即可得BE=BN;
②根据折叠的性质可得∠BEN=∠AEN=90°,由BE=BN可得∠BNE=30°,根据直角三角形的两锐角互余得∠ABN=60°,根据折叠的性质即可得出∠ABM=∠ABN=30°;
③由②得∠ABM=30°,根据矩形的性质∠A=∠ABC=90°,∠AMB=∠BMN=60°,∠MBG=60°,可得△BMG是等边三角形,则BM=BG,由折叠得BM=MH,BG=GH,可得出BM=MH=BG=GH,即可得出四边形BGHM是菱形.
【解答】①解:∵对折矩形纸片ABCD,使AD与BC重合,得到折痕EF,
∴BE=AB,
∵再次折叠纸片,使点A落在EF上,并使折痕经过点B,得到折痕BM,同时得到了线段BN.
∴AB=BN,
∴BE=BN,
故答案为:BE=BN;
②解:∵由折叠的性质得:∠BEN=∠AEN=90°,
∵BE=BN,
∴∠BNE=30°,
∴∠ABN=60°,
由折叠的性质得:∠ABM=∠ABN=30°;
③证明:由②得∠ABM=30°,
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠A=∠ABC=90°,
∴∠AMB=∠BMN=60°,∠MBG=60°,
∴△BMG是等边三角形,
∴BM=BG,
由折叠得BM=MH,BG=GH,
∴BM=MH=BG=GH,
∴四边形BGHM是菱形.
23.问题提出:数学课本上有这样一道题目:如图①,一块材料的形状是锐角三角形ABC,边BC=120mm,高AD=80mm.把它加工成正方形零件,使正方形的一边在BC上,其余两个顶点分别在AB、AC上,这个正方形零件的边长是多少?
初步思考:
(1)试计算出正方形零件的边长;
深入探究:
(2)李华同学通过探究发现如果要把△ABC按照图②加工成三个相同大小的正方形零件,△ABC的边BC与高AD需要满足一定的数量关系.则这一数量关系是: AD=BC .(直接写出结论,不用说明理由);
(3)若△ABC可以按照图③加工成四个大小相同的正方形,且∠B=30°,求证:AB=BC.
【分析】(1)设正方形零件的边长为xmm,则KD=EF=x,AK=80﹣x,根据EF∥BC,得到△AEF∽△ABC,根据相似三角形的性质得到比例式,解方程即可得到结果;
(2)BC=AD,如图2由已知条件得:EF∥GH∥BC,通过△GBN≌△EGM,得到EG=BG,根据△AEF∽△AGH,得到比例式,证得AE=EG,于是得到AE=EG=GB,再由△AEF∽△ABC,得到比例式,即可得到结论.
(3)如图3,过点A作AD⊥BC于D,分别交EF、GH于点M、N,设每个正方形的边长为a,根据EF∥GH∥BC,推出△AEF∽△AGH∽△ABC,于是得到,列方程即可得到结论.
解:(1)设正方形零件的边长为x mm,则KD=EF=x,AK=80﹣x,
∵EF∥BC,
∴△AEF∽△ABC,
∵AD⊥BC,
∴,
∴,
解得x=48.
答:正方形零件的边长为48mm.
(2)BC=AD,
如图2由已知条件得:EF∥GH∥BC,
在△GBN与△EGM中,
,
∴△GBN≌△EGM,
∴EG=BG,
∵△AEF∽△AGH,
∴,
∴AE=EG,
∴AE=EG=GB,
∴△AEF∽△ABC,
∴,
∵PD=2x,
∴AD=3x,BC=3x,
∴AD=BC,
故答案为:AD=BC;
(3)如图3,过点A作AD⊥BC于D,分别交EF、GH于点M、N,
设每个正方形的边长为a,
∵EF∥GH∥BC,
∴△AEF∽△AGH∽△ABC,
∴,
∴,
解得AD=2.5a,BC=5a,
∴BC=2AD.
∵∠B=30°,AD⊥BC,
∴AB=2AD,
∴AB=BC.
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