上海市徐汇区2021-2022学年九年级上学期期中数学【试卷+答案】
展开2021-2022学年上海市徐汇区九年级第一学期期中数学试卷
一、选择题:(本大题共6题,每题4分,满分24分)【下列各题的四个选项中,有且只有一个选项是正确的,选择正确项的代号并填涂在答题纸的相应位置上】
1.在Rt△ABC中,∠C=90°,AB=13,AC=5,则sinA的值为( )
A. B. C. D.
2.如表列出的是二次函数的自变量x与函数y的对应值,下列各选项中正确的是( )
x
…
﹣2
0
1
3
…
y
…
6
﹣4
﹣6
﹣4
…
A.这个函数的图象开口向下
B.这个函数的图象与x轴无交点
C.这个函数的最小值小于﹣6
D.当x>1时,y的值随x值的增大而增大
3.下列命题中是假命题的是( )
A.若=,=,则= B.2(﹣)=2﹣2
C.若=﹣,则∥ D.若||=||,则=
4.一次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象如图所示,点P在x轴的正半轴上,且OP=1,则下列结果不正确的是( )
A.a<0 B.b>0 C.b2﹣4ac>0 D.a+b+c<0
5.如图,△ABC中,DE∥BC,BE交CD于点O,以下结论正确的个数为( )
(1)△BOD∽△COE;(2)S△BOD=S△COE;(3);(4).
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
6.如图,一块矩形木板ABCD斜靠在墙边(OC⊥OB,点A,B,C,D,O在同一平面内),已知AB=a,AD=b,∠BCO=α,则点A到OC的距离等于( )
A.a•sinα+b•sinα B.a•cosα+b•cosα
C.a•sinα+b•cosα D.a•cosα+b•sinα
二、填空题:(本大题共12题,每题4分,满分48分)【请将结果直接填入答题纸的相应位置】
7.如果=,那么的值等于 .
8.上海与南京的实际距离约350千米,在比例尺为1:5 000 000的地图上,上海与南京的图上距离约 厘米.
9.将二次函数y=2(x﹣1)2+3图象向左平移1个单位后,所得图象的解析式是 .
10.某小山坡的坡长为200米,山坡的高度为100米,则该山坡的坡度i= .
11.如果二次函数y=﹣3(x﹣2)2+m的图象经过坐标原点,那么m的值为 .
12.计算:2cos30°+tan45°﹣2sin30°﹣cot30°= .
13.若点A(﹣3,y1)、B(0,y2)是二次函数y=x2﹣2x+5图象上的两点,那么y1与y2的大小关系是 (填y1>y2、y1=y2或y1<y2).
14.已知P为线段MN上一点,且PM为MN、PN比例中项,若MN=4,则PM= .
15.已知在△ABC中,∠BAC=90°,点G是△ABC的重心,若AG=4,则BC的长为 .
16.如图,已知点M是△ABC边BC上一点,设,如果,那么= .
17.如图,在平面直角坐标系中,O为坐标原点,点C的坐标为(0,1),过点C的直线与二次函数y=x2的图象交于A、B两点,且BC=3AC,则点A的坐标为 .
18.定义:如果两条线段将一个三角形分成3个互相没有重合部分的等腰三角形,我们把这两条线段叫做这个三角形的三分线(如图1所示).如图2,已知在△ABC中,AC=2,BC=3,∠C=2∠B,则△ABC的三分线中,较短的那条长为 (只需写出一种情况即可).
三、解答题:(本大题共7题,满分0分)
19.如图,在△ABC中,AB=AC=5,BC=6,求cosA的值.
20.已知抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于点A(1,0),B(3,0),且过点C(0,﹣3).
(1)求抛物线的解析式和顶点坐标;
(2)请你写出一种平移的方法,使平移后抛物线的顶点落在直线y=﹣x上,并写出平移后抛物线的解析式.
21.已知:如图,点D、F在△ABC边AC上,点E在边BC上,且DE∥AB,CD2=CF•CA.
(1)求证:EF∥BD;
(2)如果,求△DEF与△ABD的周长比.
22.图①为一种平板电脑保护套的支架效果图,AM固定于平板电脑背面,与可活动的MB、CB部分组成支架.平板电脑的下端N保持在保护套CB上.不考虑拐角处的弧度及平板电脑和保护套的厚度,绘制成图②.其中AN表示平板电脑,M为AN上的定点,AN=CB=20cm,AM=8cm,MB=MN.我们把∠ANB叫做倾斜角.
(1)当倾斜角为45°时,求CN的长;
(2)按设计要求,倾斜角能小于30°吗?请说明理由.
23.已知:如图,D为AB边上一点,AC2=AD•AB,AE⊥BC,与CD交于点G,AF⊥CD.
(1)求证:;
(2)联结EF,若AF平分∠DAG,求证:.
24.如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+bx﹣1经过点A(2,﹣1),它的对称轴与x轴相交于点B.
(1)求点B的坐标;
(2)如果直线y=x+1与此抛物线的对称轴交于点C、与抛物线在对称轴右侧交于点D,且∠BDC=∠ACB,求此抛物线的表达式;
(3)在(2)的条件下,若P为抛物线上一点,且∠PDC=∠DBC+45°,直接写出点P坐标.
25.如图,已知Rt△ABC和Rt△CDE,∠ACB=∠CDE=90°,∠CAB=∠CED,AC=8,BC=6,点D在边AB上,射线CE交射线BA于点F.
(1)如图,当点F在边AB上时,联结AE.
①求证:AE∥BC;
②若EF=CF,求BD的长;
(2)设直线AE与直线CD交于点P,若△PCE为等腰三角形,求BF的长.
参考答案
一、选择题:(本大题共6题,每题4分,满分24分)【下列各题的四个选项中,有且只有一个选项是正确的,选择正确项的代号并填涂在答题纸的相应位置上】
1.在Rt△ABC中,∠C=90°,AB=13,AC=5,则sinA的值为( )
A. B. C. D.
【分析】根据勾股定理求出BC,根据正弦的概念计算即可.
解:在Rt△ABC中,由勾股定理得,BC==12,
∴sinA==,
故选:B.
2.如表列出的是二次函数的自变量x与函数y的对应值,下列各选项中正确的是( )
x
…
﹣2
0
1
3
…
y
…
6
﹣4
﹣6
﹣4
…
A.这个函数的图象开口向下
B.这个函数的图象与x轴无交点
C.这个函数的最小值小于﹣6
D.当x>1时,y的值随x值的增大而增大
【分析】设出二次函数的解析式,根据表中数据求出函数解析式即可判断.
解:设二次函数的解析式为y=ax2+bx+c,
由题知,
解得,
∴二次函数的解析式为y=x2﹣3x﹣4=(x﹣4)(x+1)=(x﹣)2﹣,
A.函数图象开口向上,故A选项不符合题意;
B.与x轴的交点为(4,0)和(﹣1,0),故B选项不符合题意;
C.当x=时,函数有最小值为﹣<6,故C选项符合题意;
D.函数对称轴为直线x=,根据图象可知当x>时,y的值随x值的增大而增大,故D选项不符合题意.
故选:C.
3.下列命题中是假命题的是( )
A.若=,=,则= B.2(﹣)=2﹣2
C.若=﹣,则∥ D.若||=||,则=
【分析】根据相等向量,平行向量,向量的乘法等知识,一一判断即可.
解:A、若=,=,则=,正确,本选项不符合题意.
B、2(﹣)=2﹣2,正确,本选项不符合题意.
C,若=﹣,则∥,正确,本选项不符合题意.
D、若||=||,则=,模相等,向量不一定相等,错误,本选项符合题意.
故选:D.
4.一次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象如图所示,点P在x轴的正半轴上,且OP=1,则下列结果不正确的是( )
A.a<0 B.b>0 C.b2﹣4ac>0 D.a+b+c<0
【分析】根据抛物线开口方向即可判断A;根据对称轴的位置即可判断B;根据抛物线与x轴的交点情况即可判断C;结合函数图象,当x=1时,函数值为负,即可判断D.
解:∵抛物线开口向下,
∴a<0;故A正确;
∵对称轴在y轴的左侧,
∴a、b同号,
∴b<0,故B不正确;
∵抛物线与x轴有两个交点,
∴b2﹣4ac>0;故C正确;
由图象观察知,当x=1时,函数值为负,
即a+b+c<0,故D正确;
故选:B.
5.如图,△ABC中,DE∥BC,BE交CD于点O,以下结论正确的个数为( )
(1)△BOD∽△COE;(2)S△BOD=S△COE;(3);(4).
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【分析】证明△DOE∽△COB,△ADE∽△ABC,由相似三角形的性质可得出答案.
解:①∵DE∥BC,
∴△DOE∽△COB,
∴BO:OE=OC:OD=2:1,
∴对△BOD和△COE来说不存在两组对边成比例,故△BOD和△COE不一定相似,故①错误.
②∵DE∥BC,
∴S△BCD=S△BCE,
∴S△BOD=S△COE,
故②正确;
③∵DE∥BC,
∴△DOE∽△COB,△ADE∽△ABC,
∴,,
∴,
∵,
∴;
故③正确;
④由③可知.
故④错误.
故选:B.
6.如图,一块矩形木板ABCD斜靠在墙边(OC⊥OB,点A,B,C,D,O在同一平面内),已知AB=a,AD=b,∠BCO=α,则点A到OC的距离等于( )
A.a•sinα+b•sinα B.a•cosα+b•cosα
C.a•sinα+b•cosα D.a•cosα+b•sinα
【分析】作AE⊥OB交OB的延长线于点E,在直角三角形ABE和直角三角形BOC中解直角三角形可求出点A到OC的距离.
解:如图,作AE⊥OB交OB的延长线于点E,
∵OC⊥OB,
∴∠AEB=∠BOC=90°,
∵四边形ABCD是矩形,
∴BC=AD=b,∠ABC=90°,
∴∠ABE=90°﹣∠OBC=∠BCO=α,
∵=cos∠ABE=cosα,
∴BE=AB•cosα=a•cosα,
∵=sin∠BCO=sinα,
∴OB=BC•sinα=b•sinα,
∴OE=BE+OB=a•cosα+b•sinα,
∵AE∥OC,
∴点A、点E到OC的距离相等,
∴点A到OC的距离等于a•cosα+b•sinα,
故选:D.
二、填空题:(本大题共12题,每题4分,满分48分)【请将结果直接填入答题纸的相应位置】
7.如果=,那么的值等于 .
【分析】根据比例的性质,可用b表示a,根据分式的性质,可得答案.
解:由=,得a=.
当a=时,===,
故答案为:.
8.上海与南京的实际距离约350千米,在比例尺为1:5 000 000的地图上,上海与南京的图上距离约 7 厘米.
【分析】根据比例尺=图上距离:实际距离,列出比例式,求解即可得出两地的图上距离.
解:设图上距离为x厘米,则
1:5000000=x:35000000,
所以x=7(厘米).
上海与南京的图上距离约7厘米.
故答案为7.
9.将二次函数y=2(x﹣1)2+3图象向左平移1个单位后,所得图象的解析式是 y=2x2+3 .
【分析】根据二次函数图象左加右减,上加下减的平移规律进行求解.
解:二次函数y=2(x﹣1)2+3图象向左平移1个单位后,得:y=2x2+3.
10.某小山坡的坡长为200米,山坡的高度为100米,则该山坡的坡度i= 1: .
【分析】根据坡度的定义,竖直距离与水平距离的比.
解:由勾股定理得:=100米,
∴坡度i==1:.
故答案为:1:.
11.如果二次函数y=﹣3(x﹣2)2+m的图象经过坐标原点,那么m的值为 12 .
【分析】把原点坐标代入二次函数解析式,计算即可.
解:把原点(0,0)代入解析式,得﹣12+m=0,
解得,m=12,
故答案为:12.
12.计算:2cos30°+tan45°﹣2sin30°﹣cot30°= 0 .
【分析】直接利用特殊角的三角函数值代入进而计算得出答案.
解:原式=2×+1﹣2×﹣
=+1﹣1﹣
=0.
故答案为:0.
13.若点A(﹣3,y1)、B(0,y2)是二次函数y=x2﹣2x+5图象上的两点,那么y1与y2的大小关系是 y1>y2 (填y1>y2、y1=y2或y1<y2).
【分析】将x=﹣3和x=0分别代入函数解析式求得y的值,然后比较大小.
解:当x=﹣3时,y1=(﹣3)2﹣2×(﹣3)+5=20,
当x=0时,y2=5,
∴y1>y2.
故答案为:y1>y2.
14.已知P为线段MN上一点,且PM为MN、PN比例中项,若MN=4,则PM= 2﹣2 .
【分析】根据PM为MN、PN比例中项得出PM2=MN×PN,再把MN=4代入,即可求出答案.
解:∵PM为MN、PN比例中项,
∴PM2=MN×PN,
∵MN=PM+PN=4,
∴PM2=4×(4﹣PM),
解得:PM=2﹣2(负数舍去),
故答案为:2﹣2.
15.已知在△ABC中,∠BAC=90°,点G是△ABC的重心,若AG=4,则BC的长为 12 .
【分析】延长AG交BC于点D,根据重心的性质可知点D为BC的中点,且AG=2DG=4,则AD=6,再根据直角三角形斜边的中线等于斜边的一半即可求解.
解:如图,延长AG交BC于点D.
∵点G是△ABC的重心,AG=4,
∴点D为BC的中点,且AG=2DG=4,
∴DG=2,
∴AD=AG+DG=6,
∵△ABC中,∠BAC=90°,AD是斜边的中线,
∴BC=2AD=12.
故答案为:12.
16.如图,已知点M是△ABC边BC上一点,设,如果,那么= .
【分析】根据三角形法则求得和,结合图形易求,然后求比值.
解:∵,
∴=﹣=﹣.
∵=,,
∴=﹣=+﹣=﹣=(﹣).
∴=﹣=﹣﹣(﹣)=﹣=(﹣).
∴=.
故答案是:.
17.如图,在平面直角坐标系中,O为坐标原点,点C的坐标为(0,1),过点C的直线与二次函数y=x2的图象交于A、B两点,且BC=3AC,则点A的坐标为 (﹣,) .
【分析】过A作AD⊥y轴于D,过B作BE⊥y轴于E,又CB=3AC,得CE=3CD,BE=3AD,设AD=m,则BE=3m,A(﹣m,m2),B(3m,9m2),可得C(0,3m2),即可得到3m2=1,解得m的值,即可求得A的坐标.
解:过A作AD⊥y轴于D,过B作BE⊥y轴于E,如图:
∵AD⊥y轴,BE⊥y轴,
∴AD∥BE,
∴,
∵CB=3AC,
∴CE=3CD,BE=3AD,
设AD=m,则BE=3m,
∵A、B两点在二次函数y=x2的图象上,
∴A(﹣m,m2),B(3m,9m2),
∴OD=m2,OE=9m2,
∴ED=8m2,
而CE=3CD,
∴CD=2m2,OC=3m2,
∴C(0,3m2),
∵点C的坐标为(0,1),
∴3m2=1,
∴m2=,
∴﹣m=﹣,
∴A(﹣,).
故答案为:(﹣,).
18.定义:如果两条线段将一个三角形分成3个互相没有重合部分的等腰三角形,我们把这两条线段叫做这个三角形的三分线(如图1所示).如图2,已知在△ABC中,AC=2,BC=3,∠C=2∠B,则△ABC的三分线中,较短的那条长为 (只需写出一种情况即可).
【分析】根据等腰三角形的判定定理容易画出图形;根据∠B=α,则∠DCB=∠DCA=∠EAC=α,∠ADE=∠AED=2α,则△AEC∽△BDC,△ACD∽△ABC,得出对应边成比例,设AE=AD=x,BD=CD=y,得出方程组,解方程组即可.
解:如图2所示,CD、AE就是所求的三分线.
设∠B=α,则∠DCB=∠DCA=∠EAC=α,∠ADE=∠AED=2α,
此时△AEC∽△BDC,△ACD∽△ABC,
设AE=AD=x,BD=CD=y,
∵△AEC∽△BDC,
∴x:y=2:3,
∵△ACD∽△ABC,
∴2:x=(x+y):2,
所以联立得方程组,
解得,
即较短的那条长为.
故答案为:.
三、解答题:(本大题共7题,满分0分)
19.如图,在△ABC中,AB=AC=5,BC=6,求cosA的值.
【分析】过A作AE⊥BC于E,过B作BD⊥AC于D,利用等腰三角形的性质得出BE,进而利用三角形的面积得出BD,进而解直角三角形即可.
解:过A作AE⊥BC于E,过B作BD⊥AC于D,
∵AB=AC=5,BC=6,
∴BE=3,
∴AE=,
∴三角形ABC的面积=AC•BD=BC•AE,
即,
∴AD=,
∴cosA==.
20.已知抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于点A(1,0),B(3,0),且过点C(0,﹣3).
(1)求抛物线的解析式和顶点坐标;
(2)请你写出一种平移的方法,使平移后抛物线的顶点落在直线y=﹣x上,并写出平移后抛物线的解析式.
【分析】(1)利用交点式得出y=a(x﹣1)(x﹣3),进而得出a的值,再利用配方法求出顶点坐标即可;
(2)根据左加右减得出抛物线的解析式为y=﹣(x+1)2+1,进而得出答案.
解:(1)∵抛物线与x轴交于点A(1,0),B(3,0),
可设抛物线解析式为y=a(x﹣1)(x﹣3),
把C(0,﹣3)代入得:3a=﹣3,
解得:a=﹣1,
故抛物线解析式为y=﹣(x﹣1)(x﹣3),
即y=﹣x2+4x﹣3,
∵y=﹣x2+4x﹣3=﹣(x﹣2)2+1,
∴顶点坐标(2,1);
(2)向左平移2﹣(﹣1)=3个单位,平移后抛物线的顶点为(﹣1,1)落在直线y=﹣x上,得到的抛物线的解析式为y=﹣(x﹣2)2+1.也可以向下平移三个单位得到顶点落在y=﹣x上.
21.已知:如图,点D、F在△ABC边AC上,点E在边BC上,且DE∥AB,CD2=CF•CA.
(1)求证:EF∥BD;
(2)如果,求△DEF与△ABD的周长比.
【分析】(1)根据平行线分线段成比例推出,从而推出,则有EF∥BD;
(2)根据平行线的性质得到∠DFE=∠ADB、△CEF∽△CBD,∠FDE=∠A、△DFE∽△ADB从而根据相似三角形的性质推出,.
【解答】(1)证明:∵DE∥AB,
∴,
∵CD2=CF•CA,
∴,
∴,
∴EF∥BD;
(2)∵EF∥BD,
∴∠DFE=∠ADB,△CEF∽△CBD,
∴,
∵DE∥AB,
∴∠FDE=∠A,
∴△DFE∽△ADB,
∵,
∴.
22.图①为一种平板电脑保护套的支架效果图,AM固定于平板电脑背面,与可活动的MB、CB部分组成支架.平板电脑的下端N保持在保护套CB上.不考虑拐角处的弧度及平板电脑和保护套的厚度,绘制成图②.其中AN表示平板电脑,M为AN上的定点,AN=CB=20cm,AM=8cm,MB=MN.我们把∠ANB叫做倾斜角.
(1)当倾斜角为45°时,求CN的长;
(2)按设计要求,倾斜角能小于30°吗?请说明理由.
【分析】(1)当∠ANB=45°时,根据等腰三角形的性质可得∠NMB=90°.再根据等腰直角三角形的性质和三角函数可得BN的长度,根据CN=CB﹣BN=AN﹣BN即可求解;
(2)当∠ANB=30°时,作ME⊥CB,垂足为E.根据三角函数可得BN=2BE=12cm,CB=AN=20cm,依此即可作出判断.
解:(1)当∠ANB=45°时,
∵MB=MN,
∴∠B=∠ANB=45°,
∴∠NMB=180°﹣∠ANB﹣∠B=90°.
在Rt△NMB中,sin∠B=,
∴BN===12cm.
∴CN=CB﹣BN=AN﹣BN=(20﹣12)cm.
(2)当∠ANB=30°时,作ME⊥CB,垂足为E.
∵MB=MN,
∴∠B=∠ANB=30°
在Rt△BEM中,cos∠B=,
∴BE=MB cos∠B=(AN﹣AM) cos∠B=6cm.
∵MB=MN,ME⊥CB,
∴BN=2BE=12cm.
∵CB=AN=20cm,且12>20,
∴此时N不在CB边上,与题目条件不符.
随着∠ANB度数的减小,BN长度在增加,
∴倾斜角不可以小于30°.
23.已知:如图,D为AB边上一点,AC2=AD•AB,AE⊥BC,与CD交于点G,AF⊥CD.
(1)求证:;
(2)联结EF,若AF平分∠DAG,求证:.
【分析】(1)先由AC2=AD•AB得到△ADC∽△ACB,从而得到∠ADC=∠ACB,然后结合AE⊥BC,AF⊥CD得到∠AFD=∠AEC=90°,从而得证△AFD∽△AEC,最后利用相似三角形的性质得证结果;
(2)先由AF⊥CD、AF平分∠DAG得到DF=FG,然后得到△GFA∽△GEC,得到EG:FG=EC:FA,结合(1)中的△AEC∽△AFD得到AE:AF=EC:FD,从而得证结果.
【解答】证明:(1)∵AC2=AD•AB,
∴AC:AB=AD:AC,
∵∠DAC=∠CAB,
∴△ADC∽△ACB,
∴∠ADC=∠ACB,=,
∵AE⊥BC,AF⊥CD,
∴∠AEC=∠AFD=90°,
∴△AFD∽△AEC,
∴=,
∵=,
∴=.
(2)∵AF⊥CD,AF平分∠DAG,
∴DF=GF,∠AFG=∠GEC=90°,
∵∠AGF=∠AGE=90°,
∴△CGE∽△AGF,
∴=,
∵由(1)得,△AEC∽△AFD,
∴=,
∴:=:,
化简得,=,
∵DF=GF,
∴.
24.如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+bx﹣1经过点A(2,﹣1),它的对称轴与x轴相交于点B.
(1)求点B的坐标;
(2)如果直线y=x+1与此抛物线的对称轴交于点C、与抛物线在对称轴右侧交于点D,且∠BDC=∠ACB,求此抛物线的表达式;
(3)在(2)的条件下,若P为抛物线上一点,且∠PDC=∠DBC+45°,直接写出点P坐标.
【分析】(1)由点A(2,﹣1)在抛物线y=ax2+bx﹣1,代入即可;
(2)由于点C是直线y=x+1和抛物线对称轴x=1的交点,确定出点C的坐标,再根据△BCD∽△ABC得到BC2=CD×AB,CD的长,从而求出点D坐标即可;
(3)设直线DE交y轴于F,连接BF,先证明∠OBF=∠CBF=45°,即∠PDC=∠DBC+45°=∠DBF,再证明tan∠DBF==3,接下来连接PD交y轴于G,过G作GH⊥DF于H,设HD=x,则GH=3x,由DF=4x=3得x=,可求G(0,),此时求出DG解析式,再与抛物线联立即可求得P的坐标.
解:(1)∵点A(2,﹣1)在抛物线y=ax2+bx﹣1上,
∴4a+2b﹣1=﹣1,
∴=1,
∴对称轴为x=1,
∴B(1,0);
(2)∵直线y=x+1与此抛物线的对称轴x=1交于点C,
∴C(1,2),
∴BC=2,
∵∠DEB=45°,∠xBA=45°,
∴∠BCD=∠CBA=135°,
∵∠BDC=∠ACB,
∴△BCD∽△ABC,
∴BC2=CD×AB,
∴CD=2,
设点D(m,m+1),
∵C(1,2),
∴(m﹣1)2+(m+1﹣2)2=(2)2,
∴m=3或m=﹣1(舍),
∴D(3,4),
∵点D在抛物线y=ax2+bx﹣1上,
∴9a+3b﹣1=4,
∵4a+2b﹣1=﹣1,
∴a=,b=﹣,
∴抛物线解析式为y=x2﹣x﹣1;
(3)如图,设直线DE交y轴于F,连接BF,
∵直线CD:y=x+1,当x=0时,y=1,当y=0时,x=﹣1,
∴F(0,1),E(﹣1,0),
∴OF=1=OB,OE=OF=1,
∴∠OBF=∠CBF=45°,∠OEF=∠OFE=45°,
∴∠PDC=∠DBC+45°=∠DBF,
∵∠CFB=∠OEF+∠OBF,
∴∠CFB=90°,
∵BF==,FD==3,
∴tan∠DBF==3,
∴tan∠PDC=3,
连接PD交y轴于G,过G作GH⊥DF于H,
∴tan∠PDC==3,
设HD=x,则GH=3x,
∵∠GFH=∠OFE=45°,
∴GH=FH=3x,
∴DF=4x=3,
解得x=,
∵GF==3x,
∴GF=,
∴GO=+1=,
∴G(0,),
设直线PD:y=kx+,
代入点D(3,4),
得k=,
∴直线PD:y=x+,
令y=x+=x2﹣x﹣1,
整理得10x2﹣17x﹣39=0,
解得x=3或,
∴P的坐标为(,).
25.如图,已知Rt△ABC和Rt△CDE,∠ACB=∠CDE=90°,∠CAB=∠CED,AC=8,BC=6,点D在边AB上,射线CE交射线BA于点F.
(1)如图,当点F在边AB上时,联结AE.
①求证:AE∥BC;
②若EF=CF,求BD的长;
(2)设直线AE与直线CD交于点P,若△PCE为等腰三角形,求BF的长.
【分析】(1)①先证明△ABC∽△ECD,再证明△CAF∽△DEF,△AFE∽△CFD,推导出∠FAE=∠B,得AE∥BC;
②由△AFE∽△BFC,得,依次求出AB、AE、AF、BF的长,再根据勾股定理求出CE的长,再求出BD的长;
(2)分三种情况讨论,一是PE=CE,可证明△PAD≌△CBD,求出AP的长,在Rt△EAC中根据勾股定理求出AE的长,再根据相似三角形的性质求出BF的长;二是PC=EC,可证明BD=BC=6,则AE=AP=AD=4,根据相似三角形的性质可求出BF的长;三是PE=PC,可证明CE∥AB,此时射线CE与射线BA没有交点.
【解答】(1)①证明:如图1,∵∠ACB=∠CDE=90°,∠CAB=∠CED,
∴△ABC∽△ECD,
∴∠B=∠ECD,
∵∠CAF=∠DEF,∠AFC=∠EFD,
∴△CAF∽△DEF,
∴,
∴AF•DF=EF•CF,,
∵∠AFE=∠EFD,
∴△AFE∽△CFD,
∴∠FAE=∠ECD,
∴∠FAE=∠B,
∴AE∥BC.
②如图1,∵EF=CF,
∴,
∵△AFE∽△BFC,
∴,
∵AC=8,BC=6,
∴AB==10,
∴AE=BC=×6=3,AF=AB=×10=,BF=AB=×10=,
∵∠EAC=180°﹣∠ACB=90°,
∴CE==,
∴EF=CE=,CF=CE=,
∴DF=×,
解得DF=,
∴BD=BF﹣DF=﹣=.
(2)如图2,PE=CE,
∵DE⊥PC,
∴PD=CD,
∵AP∥BC,
∴∠P=∠BCD,∠PAD=∠B,
∴△PAD≌△CBD(AAS),
∴AP=BC=6,
∴CE=PE=AE+6,
∵AE2+AC2=CE2,
∴AE2+82=(AE+6)2,
∴AE=,
∵AE∥BC,
∴,
∴,
∴BF=;
如图3,PC=EC,
∵AC⊥PE,
∴AP=AE,∠ACE=∠ACP,
设DE交AC于点G,
∵∠CEG=∠DAG,∠CGE=∠DGA,
∴△CEG∽△DAG,
∴∠ACE=∠ADE=∠ACP,
∵∠BDC+∠ADE=90°,∠BCD+∠ACP=90°,
∴∠BDC=∠BCD,
∴BD=BC=6,
∵∠ADP=∠BDC,∠P=∠BCD,
∴∠ADP=∠P,
∴AE=AP=AD=10﹣6=4,
∵△FAE∽△FBC,
∴,
∴,
∴BF=30;
如图4,PE=PC,则∠AEC=∠DCE,
∵∠CAE=∠EDC=90°,CE=EC,
∴△ACE≌△DEC,
∴∠ACE=∠DEC=∠BAC,
∴CE∥AB,
∴射线CE与射线BA没有交点,
综上所述,BF的长为或30.
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