2020年吉林省长春市第五十二中学中考数学二模试卷 及 解析
展开2020年吉林省长春五十二中中考数学二模试卷
一、单项选择题(每小题3分,共24分)
1.与﹣2的和等于0的数是( )
A. B.0 C.2 D.
2.2019年1月21日,国家统计局对外公布,经初步核算,2018年全年国内生产总值(GDP)为900309亿元,经济总量首次站上90万亿元的历史新台阶,稳居世界第二位.将900309用科学记数法表示为( )
A.0.900309×106 B.9.00309×106
C.9.00309×105 D.90.0309×104
3.如图是由6个完全相同的小正方体组成的几何体,其俯视图为( )
A. B. C. D.
4.不等式组的解集在数轴上表示正确的是( )
A. B.
C. D.
5.如图所示,河堤横断面迎水坡AB的坡比是1:,堤高BC=5m,则坡面AB的长是( )
A.10m B.m C.15m D.m
6.某工厂有工人35人,生产某种由一个螺栓套两个螺母的配套产品,每人每天生产螺栓16个或螺母24个,应分配多少人生产螺栓,多少人生产螺母,才能使生产出的螺栓和螺母刚好配套?设生产螺栓的有x人,生产螺母的有y人,则可以列方程组( )
A. B.
C. D.
7.如图,在△ABC中,∠C=90°,∠A=30°,以点B为圆心,适当长为半径画弧,分别交BA,BC于点M,N;再分别以点M,N为圆心,大于MN的长为半径画弧,两弧交于点P,作射线BP交AC于点D.则下列说法中不正确的是( )
A.BP是∠ABC的平分线 B.AD=BD
C.S△CBD:S△ABD=1:3 D.CD=BD
8.如图,点A的坐标是(﹣2,0),点B的坐标是(0,6),C为OB的中点,将△ABC绕点B逆时针旋转90°后得到△A′BC′.若反比例函数y=的图象恰好经过A′B的中点D,则k的值是( )
A.9 B.12 C.15 D.18
二、填空题(每小题3分,共18分)
9.的算术平方根是 .
10.分解因式:x3﹣9x= .
11.若关于x的方程x2+5x+k=0有实数根,则k的取值范围是 .
12.如图,小明同学测量一个光盘的直径,他只有一把直尺和一块三角板,他将直尺、光盘和三角板如图放置于桌面上,并量出AB=3cm,则此光盘的直径是 cm.
13.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,将△ABC绕顶点C逆时针旋转得到△A'B'C,M是BC的中点,N是A'B'的中点,连接MN,若BC=4,∠ABC=60°,则线段MN的最大值为 .
14.已知二次函数y=﹣x2﹣x+2的图象与x轴分别交于A、B两点,如图所示,与y轴交于点C,点P是其对称轴上一动点,当PB+PC取得最小值时,点P的纵坐标与横坐标之和为 .
三、解答题(本大悬共10小题,共78分解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)
15.(6分)先化简,再求值:,其中x=2020.
16.(6分)经过校园某路口的行人,可能左转,也可能直行或右转.假设这三种可能性相同,现有小明和小亮两人经过该路口,请用列表法或画树状图法,求两人之中至少有一人直行的概率.
17.(6分)某校七年级准备购买一批笔记本奖励优秀学生,在购买时发现,每本笔记本可以打九折,用360元钱购买的笔记本,打折后购买的数量比打折前多10本,求打折前每本笔记本的售价是多少元?
18.(7分)如图,在等腰△ABC中,AB=AC,以AC为直径作⊙O交BC于点D,过点D作DE⊥AB,垂足为E.
(1)求证:DE是⊙O的切线.
(2)若DE=,∠C=30°,求的长.
19.(7分)图①,图②均为4×4的正方形网格,每个小正方形的顶点称为格点.在图①中已画出线段AB,在图②中已画出线段CD,其中A、B、C、D均为格点,按下列要求画图:
(1)在图①中,以AB为对角线画一个菱形AEBF,且E,F为格点;
(2)在图②中,以CD为对角线画一个对边不相等的四边形CGDH,且G,H为格点,∠CGD=∠CHD=90°.
20.(7分)某校为了解七、八年级学生英语听力训练情况(七、八年级学生人数相同),某周从这两个年级学生中分别随机抽查了30名同学,调查了他们周一至周五的听力训练情况,根据调查情况得到如下统计图表:
周一至周五英语听力训练人数统计表
年级
参加英语听力训练人数
周一
周二
周三
周四
周五
七年级
15
20
a
30
30
八年级
20
24
26
30
30
合计
35
44
51
60
60
(1)填空:a= ;
(2)根据上述统计图表完成下表中的相关统计量:
年级
平均训练时间的中位数
参加英语听力训练人数的方差
七年级
24
34
八年级
14.4
(3)请你利用上述统计图表对七、八年级英语听力训练情况写出两条合理的评价;
(4)请你结合周一至周五英语听力训练人数统计表,估计该校七、八年级共480名学生中周一至周五平均每天有多少人进行英语听力训练.
21.(8分)甲、乙两地间的直线公路长为400千米.一辆轿车和一辆货车分别沿该公路从甲、乙两地以各自的速度匀速相向而行,货车比轿车早出发1小时,途中轿车出现了故障,停下维修,货车仍继续行驶.1小时后轿车故障被排除,此时接到通知,轿车立刻掉头按原路原速返回甲地(接到通知及掉头时间不计).最后两车同时到达甲地,已知两车距各自出发地的距离y(千米)与轿车所用的时间x(小时)的关系如图所示,请结合图象解答下列问题:
(1)货车的速度是 千米/小时;轿车的速度是 千米/小时;t值为 .
(2)求轿车距其出发地的距离y(千米)与所用时间x(小时)之间的函数关系式并写出自变量x的取值范围;
(3)请直接写出货车出发多长时间两车相距90千米.
22.(9分)我们做如下的规定:如果一个三角形在运动变化时保持形状和大小不变,则把这样的三角形称为三角形板.把两块边长为4的等边三角形板ABC和DEF叠放在一起,使三角形板DEF的顶点D与三角形板ABC的AC边中点O重合,把三角形板ABC固定不动,让三角形板DEF绕点O旋转,设边DE与边AB相交于点M,边DF与边BC相交于点N.
(1)如图1,当边DF经过点B,即点N与点B重合时,易证△ADM∽△CND.此时,AM•CN= .
(2)将三角形板DEF绕点O沿逆时针方向旋转得到图2,问AM•CN的值是否改变?说明你的理由.
(3)在(2)的条件下,设AM=x,两块三角形板重叠面积为y,则y与x的函数关系式为 .
23.(10分)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=8,BC=4,点P从点A出发,以每秒2个单位长度的速度沿AB向点B运动,过点P作PD⊥AB交边AC或边BC于点D,点E是射线PB上的一点,且PE=2PD,以PD、PE为邻边作矩形PEFD.设矩形PEFD与△ABC重叠部分图形的面积为S,点P的运动时间为t(秒).
(1)用含t的代数式表示线段PE的长.
(2)当点F落在BC上时,求t的值.
(3)当矩形PEFD与△ABC重叠部分图形为四边形时,求S与t之间的函数关系式.
(4)若△ABC重心为G,矩形DPEF中心为O,当点O与点G到直线AB距离相同时,请直接写出t的值.
24.(12分)在平面直角坐标系中,抛物线y=(x﹣3)2+n(x>0)的图象记为G1,将G1绕坐标原点顺时针旋转180°得到图象G2,图象G1和G2合起来记为图象G.
(1)若点P(﹣3,1)在图象G上,直接写出n的值.
(2)当n=﹣2时,
①若Q(t,2)在图象G上,求t的值;
②当k≤x≤3(k<3)时,图象G对应函数的最大值为2,最小值为﹣2,求k的取值范围.
(3)若以A(4,2)、B(﹣2,﹣2)、C(4,﹣2)为顶点的直角三角形的三边与图象G有两个公共点时,直接写出n的取值范围.
2020年吉林省长春五十二中中考数学二模试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题(每小题3分,共24分)
1.与﹣2的和等于0的数是( )
A. B.0 C.2 D.
【分析】根据互为相反数的两个数的为0解答即可.
【解答】解:因为互为相反数的两个数的为0,
所以与﹣2的和等于0的数是2,
故选:C.
2.2019年1月21日,国家统计局对外公布,经初步核算,2018年全年国内生产总值(GDP)为900309亿元,经济总量首次站上90万亿元的历史新台阶,稳居世界第二位.将900309用科学记数法表示为( )
A.0.900309×106 B.9.00309×106
C.9.00309×105 D.90.0309×104
【分析】用科学记数法表示较大的数时,一般形式为a×10﹣n,其中1≤|a|<10,n为整数,据此判断即可.
【解答】解:900309=9.00309×105.
故选:C.
3.如图是由6个完全相同的小正方体组成的几何体,其俯视图为( )
A. B. C. D.
【分析】根据从上面看得到的图形是俯视图,据此可得答案.
【解答】解:从上面看第一排是三个小正方形,第二排右边是一个小正方形,
故选:B.
4.不等式组的解集在数轴上表示正确的是( )
A. B.
C. D.
【分析】分别求出每一个不等式的解集,根据口诀:同大取大、同小取小、大小小大中间找、大大小小无解了确定不等式组的解集.
【解答】解:解不等式3x<2x+2,得:x<2,
解不等式﹣x≤1,得:x≥﹣1,
则不等式组的解集为﹣1≤x<2,
故选:A.
5.如图所示,河堤横断面迎水坡AB的坡比是1:,堤高BC=5m,则坡面AB的长是( )
A.10m B.m C.15m D.m
【分析】由河堤横断面迎水坡AB的坡比是1:,可得到∠BAC=30°,所以求得AB=2BC,得出答案.
【解答】解:河堤横断面迎水坡AB的坡比是1:,
即tan∠BAC===,
∴∠BAC=30°,
∴AB=2BC=2×5=10m,
故选:A.
6.某工厂有工人35人,生产某种由一个螺栓套两个螺母的配套产品,每人每天生产螺栓16个或螺母24个,应分配多少人生产螺栓,多少人生产螺母,才能使生产出的螺栓和螺母刚好配套?设生产螺栓的有x人,生产螺母的有y人,则可以列方程组( )
A. B.
C. D.
【分析】本题的等量关系为:生产螺栓的工人人数+生产螺母的工人人数=35;生产的螺栓的数量×2=生产的螺母的数量.由此可列出方程组.
【解答】解:设生产螺栓的有x人,生产螺母的有y人.
由题意,得,
故选:D.
7.如图,在△ABC中,∠C=90°,∠A=30°,以点B为圆心,适当长为半径画弧,分别交BA,BC于点M,N;再分别以点M,N为圆心,大于MN的长为半径画弧,两弧交于点P,作射线BP交AC于点D.则下列说法中不正确的是( )
A.BP是∠ABC的平分线 B.AD=BD
C.S△CBD:S△ABD=1:3 D.CD=BD
【分析】利用基本作图可对A选项进行判断;计算出∠ABD=30°=∠A,则可对B选项进行判断;利用∠CBD=∠ABC=30°得到BD=2CD,则可对D选项进行判断;由于AD=2CD,则可根据三角形面积公式对C选项进行判断.
【解答】解:由作法得BD平分∠ABC,所以A选项的结论正确;
∵∠C=90°,∠A=30°,
∴∠ABC=60°,
∴∠ABD=30°=∠A,
∴AD=BD,所以B选项的结论正确;
∵∠CBD=∠ABC=30°,
∴BD=2CD,所以D选项的结论正确;
∴AD=2CD,
∴S△ABD=2S△CBD,所以C选项的结论错误.
故选:C.
8.如图,点A的坐标是(﹣2,0),点B的坐标是(0,6),C为OB的中点,将△ABC绕点B逆时针旋转90°后得到△A′BC′.若反比例函数y=的图象恰好经过A′B的中点D,则k的值是( )
A.9 B.12 C.15 D.18
【分析】作A′H⊥y轴于H.证明△AOB≌△BHA′(AAS),推出OA=BH,OB=A′H,求出点A′坐标,再利用中点坐标公式求出点D坐标即可解决问题.
【解答】解:作A′H⊥y轴于H.
∵∠AOB=∠A′HB=∠ABA′=90°,
∴∠ABO+∠A′BH=90°,∠ABO+∠BAO=90°,
∴∠BAO=∠A′BH,
∵BA=BA′,
∴△AOB≌△BHA′(AAS),
∴OA=BH,OB=A′H,
∵点A的坐标是(﹣2,0),点B的坐标是(0,6),
∴OA=2,OB=6,
∴BH=OA=2,A′H=OB=6,
∴OH=4,
∴A′(6,4),
∵BD=A′D,
∴D(3,5),
∵反比例函数y=的图象经过点D,
∴k=15.
故选:C.
二、填空题(每小题3分,共18分)
9.的算术平方根是 2 .
【分析】首先根据算术平方根的定义求出的值,然后再利用算术平方根的定义即可求出结果.
【解答】解:∵=4,
∴的算术平方根是=2.
故答案为:2.
10.分解因式:x3﹣9x= x(x+3)(x﹣3) .
【分析】根据提取公因式、平方差公式,可分解因式.
【解答】解:原式=x(x2﹣9)
=x(x+3)(x﹣3),
故答案为:x(x+3)(x﹣3).
11.若关于x的方程x2+5x+k=0有实数根,则k的取值范围是 k≤ .
【分析】判断上述方程的根的情况,只要看根的判别式△=b2﹣4ac的值的符号就可以了.关于x的方程x2+5x+k=0有实数根,△=b2﹣4ac≥0.
【解答】解:∵a=1,b=5,c=k,
∴△=b2﹣4ac=52﹣4×1×k=25﹣4k≥0,
∴k≤.
12.如图,小明同学测量一个光盘的直径,他只有一把直尺和一块三角板,他将直尺、光盘和三角板如图放置于桌面上,并量出AB=3cm,则此光盘的直径是 6 cm.
【分析】先画图,根据题意求出∠OAB=60°,再根据直角三角形的性质和勾股定理求得OB,从而得出光盘的直径.
【解答】解:∵∠CAD=60°,
∴∠CAB=120°,
∵AB和AC与⊙O相切,
∴∠OAB=∠OAC,
∴∠OAB=∠CAB=60°
∵AB=3cm,
∴OA=6cm,
∴由勾股定理得OB=3cm,
∴光盘的直径6cm.
故答案为:6.
13.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,将△ABC绕顶点C逆时针旋转得到△A'B'C,M是BC的中点,N是A'B'的中点,连接MN,若BC=4,∠ABC=60°,则线段MN的最大值为 6 .
【分析】连接CN.根据直角三角形斜边中线的性质求出CN=A′B′=4,利用三角形的三边关系即可解决问题.
【解答】解:连接CN.
在Rt△ABC中,∵∠ACB=90°,BC=4,∠B=60°,
∴∠A=30°,
∴AB=A′B′=2BC=8,
∵NB′=NA′,
∴CN=A′B′=4,
∵CM=BM=2,
∴MN≤CN+CM=6,
∴MN的最大值为6,
故答案为6.
14.已知二次函数y=﹣x2﹣x+2的图象与x轴分别交于A、B两点,如图所示,与y轴交于点C,点P是其对称轴上一动点,当PB+PC取得最小值时,点P的纵坐标与横坐标之和为 .
【分析】根据题意和两点之间线段最短,先确定点P所在的位置,然后根据题意和图形求出点P的横坐标和纵坐标,再将横坐标和纵坐标相加,即可解答本题.
【解答】解:连接AC,与对称轴交于点P,则此时PB+PC=AC,PB+PC取得最小值,
∵二次函数y=﹣x2﹣x+2=﹣(x+1)2+,
∴该函数的对称轴为直线x=﹣1,当y=0时,x1=﹣3,x2=1,当x=0时,y=2,
∴点A的坐标为(﹣3,0),点B的坐标为(1,0),点C的坐标为(0,2),
设直线AC的解析式为y=kx+b,
,解得,
即直线AC的解析式为y=x+2,
∵点P在二次函数y=﹣x2﹣x+2的对称轴上的一动点,
∴点P的横坐标为﹣1,
∵点P在直线AC上,
∴点P的纵坐标y=×(﹣1)+2=,
∴点P的纵坐标与横坐标之和为:﹣1+=,
故答案为:.
三、解答题(本大悬共10小题,共78分解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)
15.(6分)先化简,再求值:,其中x=2020.
【分析】先根据分式的混合运算顺序和运算法则化简原式,再将x的值代入计算可得.
【解答】解:原式=(﹣)÷
=•
=x﹣1,
当x=2020时,原式=2019.
16.(6分)经过校园某路口的行人,可能左转,也可能直行或右转.假设这三种可能性相同,现有小明和小亮两人经过该路口,请用列表法或画树状图法,求两人之中至少有一人直行的概率.
【分析】画树状图展示所有9种等可能的结果数,找出“至少有一人直行”的结果数,然后根据概率公式求解.
【解答】解:画树状图为:
共有9种等可能的结果数,其中两人之中至少有一人直行的结果数为5,
所以两人之中至少有一人直行的概率为.
17.(6分)某校七年级准备购买一批笔记本奖励优秀学生,在购买时发现,每本笔记本可以打九折,用360元钱购买的笔记本,打折后购买的数量比打折前多10本,求打折前每本笔记本的售价是多少元?
【分析】设打折前售价为x元,则打折后售价为0.9x元,表示出打折前购买的数量及打折后购买的数量,再由打折后购买的数量比打折前多10本,可得出方程,解出即可.
【解答】解:设打折前售价为x元,则打折后售价为0.9x元,
由题意得,+10=,
解得:x=4,
经检验得:x=4是原方程的根,
答:打折前每本笔记本的售价为4元.
18.(7分)如图,在等腰△ABC中,AB=AC,以AC为直径作⊙O交BC于点D,过点D作DE⊥AB,垂足为E.
(1)求证:DE是⊙O的切线.
(2)若DE=,∠C=30°,求的长.
【分析】(1)连接OD,只要证明OD⊥DE即可;
(2)连接AD,根据AC是直径,得到∠ADC=90°,利用AB=AC得到BD=CD,解直角三角形求得BD,在Rt△ABD中,解直角三角形求得AD,根据题意证得△AOD是等边三角形,即可OD=AD,然后利用弧长公式求得即可.
【解答】(1)证明:连接OD;
∵OD=OC,
∴∠C=∠ODC,
∵AB=AC,
∴∠B=∠C,
∴∠B=∠ODC,
∴OD∥AB,
∴∠ODE=∠DEB;
∵DE⊥AB,
∴∠DEB=90°,
∴∠ODE=90°,
即DE⊥OD,
∴DE是⊙O的切线.
(2)解:连接AD,
∵AC是直径,
∴∠ADC=90°,
∵AB=AC,∠C=30°,
∴∠B=∠C=30°,BD=CD,
∴∠OAD=60°,
∵OA=OD,
∴△AOD是等边三角形,
∴∠AOD=60°,
∵DE=,∠B=30°,∠BED=90°,
∴CD=BD=2DE=2,
∴OD=AD=tan30°•CD=×2=2,
∴的长为:=.
19.(7分)图①,图②均为4×4的正方形网格,每个小正方形的顶点称为格点.在图①中已画出线段AB,在图②中已画出线段CD,其中A、B、C、D均为格点,按下列要求画图:
(1)在图①中,以AB为对角线画一个菱形AEBF,且E,F为格点;
(2)在图②中,以CD为对角线画一个对边不相等的四边形CGDH,且G,H为格点,∠CGD=∠CHD=90°.
【分析】(1)根据菱形的判定:对角线互相垂直平分的四边形是菱形,画出图形即可.(答案不唯一).
(2)利用数形结合的思想解决问题即可.
【解答】解:(1)如图,菱形AEBF即为所求.
(2)如图,四边形CGDH即为所求(答案不唯一).
20.(7分)某校为了解七、八年级学生英语听力训练情况(七、八年级学生人数相同),某周从这两个年级学生中分别随机抽查了30名同学,调查了他们周一至周五的听力训练情况,根据调查情况得到如下统计图表:
周一至周五英语听力训练人数统计表
年级
参加英语听力训练人数
周一
周二
周三
周四
周五
七年级
15
20
a
30
30
八年级
20
24
26
30
30
合计
35
44
51
60
60
(1)填空:a= 25 ;
(2)根据上述统计图表完成下表中的相关统计量:
年级
平均训练时间的中位数
参加英语听力训练人数的方差
七年级
24
34
八年级
27
14.4
(3)请你利用上述统计图表对七、八年级英语听力训练情况写出两条合理的评价;
(4)请你结合周一至周五英语听力训练人数统计表,估计该校七、八年级共480名学生中周一至周五平均每天有多少人进行英语听力训练.
【分析】(1)由题意得:a=51﹣26=25;
(2)按照从小到大的顺序排列为:18、25、27、30、30,由中位数的定义即可得出结果;
(3)参加训练的学生人数超过一半;训练时间比较合理;
(4)求出抽查的七、八年级共60名学生中,周一至周五训练人数的平均数为50,用该校七、八年级共480名×周一至周五平均每天进行英语听力训练的人数所占比例即可.
【解答】解:(1)由题意得:a=51﹣26=25;
故答案为:25;
(2)按照从小到大的顺序排列为:18、25、27、30、30,
∴八年级平均训练时间的中位数为:27;
故答案为:27;
(3)参加训练的学生人数超过一半;训练时间比较合理;
(4)抽查的七、八年级共60名学生中,周一至周五训练人数的平均数为(35+44+51+60+60)=50,
∴该校七、八年级共480名学生中周一至周五平均每天进行英语听力训练的人数为480×=400(人).
21.(8分)甲、乙两地间的直线公路长为400千米.一辆轿车和一辆货车分别沿该公路从甲、乙两地以各自的速度匀速相向而行,货车比轿车早出发1小时,途中轿车出现了故障,停下维修,货车仍继续行驶.1小时后轿车故障被排除,此时接到通知,轿车立刻掉头按原路原速返回甲地(接到通知及掉头时间不计).最后两车同时到达甲地,已知两车距各自出发地的距离y(千米)与轿车所用的时间x(小时)的关系如图所示,请结合图象解答下列问题:
(1)货车的速度是 50 千米/小时;轿车的速度是 80 千米/小时;t值为 3 .
(2)求轿车距其出发地的距离y(千米)与所用时间x(小时)之间的函数关系式并写出自变量x的取值范围;
(3)请直接写出货车出发多长时间两车相距90千米.
【分析】(1)观察图象即可解决问题;
(2)分别求出得A、B、C的坐标,运用待定系数法解得即可;
(3)根据题意列方程解答即可.
【解答】解:(1)货车的速度是50千米/小时;
货车所用时间为400÷50=8小时,
∴轿车的速度是:480÷(7﹣1)=80千米/小时;t=240÷80=3.
故答案为:50;80;3;
(2)由题意可知:A(3,240),B(4,240),C(7,0),
设直线OA的解析式为y=k1x(k1≠0),
∴y=80x(0≤x<3),
当3≤x≤4时,y=240,
设直线BC的解析式为y=k2x+b(k≠0),
把B(4,240),C(7,0)代入得:
,解得,
∴y=﹣80x+560(4<x≤7)
∴y=;
(3)设货车出发x小时后两车相距90千米,根据题意得:
50x+80(x﹣1)=400﹣90或80×3﹣(400﹣50x)=90,
解得x=3或5.
答:货车出发3小时或5小时后两车相距90千米.
22.(9分)我们做如下的规定:如果一个三角形在运动变化时保持形状和大小不变,则把这样的三角形称为三角形板.把两块边长为4的等边三角形板ABC和DEF叠放在一起,使三角形板DEF的顶点D与三角形板ABC的AC边中点O重合,把三角形板ABC固定不动,让三角形板DEF绕点O旋转,设边DE与边AB相交于点M,边DF与边BC相交于点N.
(1)如图1,当边DF经过点B,即点N与点B重合时,易证△ADM∽△CND.此时,AM•CN= 4 .
(2)将三角形板DEF绕点O沿逆时针方向旋转得到图2,问AM•CN的值是否改变?说明你的理由.
(3)在(2)的条件下,设AM=x,两块三角形板重叠面积为y,则y与x的函数关系式为 y= .
【分析】(1)可通过证△ADM∽△CND来求解.
(2)不会改变,关键是还是证△ADM∽△CND,已知一组60°角,关键是证(1)中的∠ADM=∠CND,由于图2由图1旋转而得,根据旋转的性质可设旋转角为α,则∠DNC=∠DBN+∠BDN=30°+α,∠ADM=30°+α,因此两角相等.由此可证得两三角形相似.因此结论不变.
(3)本题分类两种情况进行讨论:①当0°<α<60°时;②当60°≤α<90°时.
【解答】解:(1)∵∠A=∠C=∠EDB=60°,
∴∠ADM+∠CDN=120°,∠ADM+∠AMD=120°,
∴∠CDN=∠AMD,
∴△ADM∽△CND,
∴,
∴AM•CN=AD•CD,
∵顶点D与三角形板ABC的AC边中点O重合,
∴AD=CD=2,
∴AM•CN=AD•CD=2×2=4,
故答案为:4;
(2)AM•CN的值不会改变.
在△ADM与△CND中,
∵∠A=∠C=60°,∠DNC=∠DBN+∠BDN=30°+α,∠ADM=30°+α,
∴∠ADM=∠CND,
∴△ADM∽△CND
∴,
∴AM•CN=AD•CD=2×2=4,
∴AM•CN的值不会改变;
(3)情形1,当0°<α<60°时,1<AM<4,即1<x<4,此时两三角形板重叠部分为四边形DMBN,
如图2,过D作DQ⊥AB于Q,DG⊥BC于G,
∴DQ=DG=,
由(2)知,AM•CN=4,得CN=,
于是y=AB2﹣AM•DQ﹣CN•DQ=4﹣x﹣(1<x<4);
情形2,当60°≤α<90°时,AM≥4时,即x≥4,此时两三角形板重叠部分为△DPN,
如图3,过点D作DH∥BC交AM于H,易证△MBP∽△MHD,
∴,
又∵MB=x﹣4,MH=x﹣2,DH=2,
∴BP=,
∴PN=4﹣﹣,
于是y=PN•DG=••(4﹣﹣)=﹣,
综上所述,y=.
故答案为:y=.
23.(10分)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=8,BC=4,点P从点A出发,以每秒2个单位长度的速度沿AB向点B运动,过点P作PD⊥AB交边AC或边BC于点D,点E是射线PB上的一点,且PE=2PD,以PD、PE为邻边作矩形PEFD.设矩形PEFD与△ABC重叠部分图形的面积为S,点P的运动时间为t(秒).
(1)用含t的代数式表示线段PE的长.
(2)当点F落在BC上时,求t的值.
(3)当矩形PEFD与△ABC重叠部分图形为四边形时,求S与t之间的函数关系式.
(4)若△ABC重心为G,矩形DPEF中心为O,当点O与点G到直线AB距离相同时,请直接写出t的值.
【分析】(1)分两种情况:D在AC和BC上,根据三角函数列式先求PD的长,可得结论;
(2)如图4,根据EF=2BE,列方程可得结论;
(3)存在两种情况,先求边界点时t的值,分别画图根据面积公式可得结论;
(4)分两种情况,根据点O与点G到直线AB距离相同时列方程可得t的值.
【解答】解:(1)∵∠C=90°,AC=8,BC=4,
∴AB=,
如图2,当D与C重合时,CP⊥AB,
cos∠A=,即,
AP=,
tan∠A=,即,
∴PD=t,
∴当0<t≤时,如图1,PE=2PD=2×t=2t,
如图3,AP=2t,
∴PB=4﹣2t,
tan∠DBP=,即,
PD=8﹣4t,
当<t≤2时,如图3,PE=2PD=2(8﹣4t)=16﹣8t;
(2)当点F落在BC上时,如图4,
BE=4﹣4t,EF=PD=t,
∵EF=2BE,
∴t=2×(4﹣4t),
t=(秒);
(3)当0<t≤时,如图1,矩形PEFD与△ABC重叠部分图形是矩形PEFD,
S=PD•PE=t•2t=10t2;
如图5,当E与B重合时,PB=2PD,则4﹣2t=2×,t=1,
当1<t≤时,如图6,
cos∠A=,即,
AD=5t,
∴CD=8﹣5t,
∵DM∥AB,
∴∠CDM=∠A,
∴cos∠A=cos∠CDM=,即,
DM=4﹣t,
S=(4﹣t+4﹣2t)•t=﹣t2+20t;
综上,S与t之间的函数关系式是:S=.
(4)
∵AQ=QB,G是△ABC的重心,
∴QG:GC=1:2,
∵AC=8,BC=4,
∴AB=,
∴CK=,
∵GJ∥CK,
∴△QGJ∽△QCK,
∴,
∴,
∴GJ=,
当点O与点G到直线AB距离相同时,当0<t≤时,PD=,
解得:t=,
当<t≤4时,PD=,
解得:t=,
综上所述,当点O与点G到直线AB距离相同时,t的值为或.
24.(12分)在平面直角坐标系中,抛物线y=(x﹣3)2+n(x>0)的图象记为G1,将G1绕坐标原点顺时针旋转180°得到图象G2,图象G1和G2合起来记为图象G.
(1)若点P(﹣3,1)在图象G上,直接写出n的值.
(2)当n=﹣2时,
①若Q(t,2)在图象G上,求t的值;
②当k≤x≤3(k<3)时,图象G对应函数的最大值为2,最小值为﹣2,求k的取值范围.
(3)若以A(4,2)、B(﹣2,﹣2)、C(4,﹣2)为顶点的直角三角形的三边与图象G有两个公共点时,直接写出n的取值范围.
【分析】(1)通过中心对称求出G2解析式,再将点P代入求解.
(2)①分类讨论t>0,t<0两种情况.分别代入对应解析式求解.
②求出y=2及y=﹣2所对应的x值再通过图象求解.
(3)画出图象,根据n增大减小移动图象求解.
【解答】解:(1)G1:y=(x﹣3)2+n(x>0)关于原点对称图象解析式为:G2:y=﹣(x+3)2﹣n(x<0).
将点P(﹣3,1)代入y=﹣(x+3)2﹣n(x<0)解得n=﹣1.
(2)①当n=﹣2时,t>0时将Q(t,2)代入y=(x﹣3)2﹣2,解得t=3+2或t=3﹣2(舍).
t<0时,将Q(t,2)代入y=﹣(x+3)2+2,解得t=﹣3.
∴t=3+2或﹣3.
②如图,当x=3时,G1的函数值为y=﹣2,x=﹣3时G2所对函数值为y=2.
∴k≤﹣3,
当G2:y=﹣(x+3)2+2=﹣2时解得x=﹣3+2(舍)或x=﹣3﹣2,
∴k≥﹣3﹣2,
∴﹣3﹣2≤k≤﹣3.
(3)如图,
G1的解析式为y=(x﹣3)2+n,G2的解析式为:y=﹣(x+3)2﹣n(x<0).
G1的顶点坐标为(3,n),与y轴交点坐标为(0,3+n),
G2的顶点坐标为(﹣3,﹣n),与y轴交点坐标为(0,﹣3﹣n),
AB所在直线解析式为y=x﹣,两图象随n变化上下移动.
抛物线G1与y轴交点落在AB上时,3+n=﹣,解得n=﹣.
抛物线G2与y轴交点落在AB上时,﹣3﹣n=﹣,解得n=﹣.
抛物线G1经过点C(4,﹣2)时,n=﹣.
∴﹣<n<﹣满足题意.
n增大,抛物线G1经过点A(4,2)时n=,抛物线G2过点B(﹣2,﹣2)时n=,
∴n=满足题意.
综上所述,n=或﹣<﹣.
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