2022届湖北省武汉市部分校十校联考最后数学试题含解析
展开2021-2022中考数学模拟试卷
请考生注意:
1.请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上,请用0.5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。
2.答题前,认真阅读答题纸上的《注意事项》,按规定答题。
一、选择题(本大题共12个小题,每小题4分,共48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.如图,小明同学用自制的直角三角形纸板DEF测量树的高度AB,他调整自己的位置,设法使斜边DF保持水平,并且边DE与点B在同一直线上.已知纸板的两条边DF=50cm,EF=30cm,测得边DF离地面的高度AC=1.5m,CD=20m,则树高AB为( )
A.12m B.13.5m C.15m D.16.5m
2.下列命题中,真命题是( )
A.如果第一个圆上的点都在第二个圆的外部,那么这两个圆外离
B.如果一个点即在第一个圆上,又在第二个圆上,那么这两个圆外切
C.如果一条直线上的点到圆心的距离等于半径长,那么这条直线与这个圆相切
D.如果一条直线上的点都在一个圆的外部,那么这条直线与这个圆相离
3.已知抛物线y=ax2+bx+c的图象如图所示,顶点为(4,6),则下列说法错误的是( )
A.b2>4ac B.ax2+bx+c≤6
C.若点(2,m)(5,n)在抛物线上,则m>n D.8a+b=0
4.在半径等于5 cm的圆内有长为cm的弦,则此弦所对的圆周角为
A.60° B.120° C.60°或120° D.30°或120°
5.如图,小巷左右两侧是竖直的墙,一架梯子斜靠在左墙时,梯子底端到左墙角的距离为0.7米,顶端距离地面2.4米,如果保持梯子底端位置不动,将梯子斜靠在右墙时,顶端距离地面2米,那么小巷的宽度为( )
A.0.7米 B.1.5米 C.2.2米 D.2.4米
6.已知x+=3,则x2+=( )
A.7 B.9 C.11 D.8
7.抛物线经过第一、三、四象限,则抛物线的顶点必在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
8.如图,直线l1、l2、l3表示三条相互交叉的公路,现要建一个货物中转站,要求它到三条公路的距离相等,则供选择的地址有( )
A.1处 B.2处 C.3处 D.4处
9.如图,AD是⊙O的弦,过点O作AD的垂线,垂足为点C,交⊙O于点F,过点A作⊙O的切线,交OF的延长线于点E.若CO=1,AD=2,则图中阴影部分的面积为
A.4-π B.2-π
C.4-π D.2-π
10.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
11.老师在微信群发了这样一个图:以线段AB为边作正五边形ABCDE和正三角形ABG,连接AC、DG,交点为F,下列四位同学的说法不正确的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
12.3点40分,时钟的时针与分针的夹角为( )
A.140° B.130° C.120° D.110°
二、填空题:(本大题共6个小题,每小题4分,共24分.)
13.一个多边形的每个内角都等于150°,则这个多边形是_____边形.
14.一个多项式与的积为,那么这个多项式为 .
15.如图,⊙O的直径AB=8,C为的中点,P为⊙O上一动点,连接AP、CP,过C作CD⊥CP交AP于点D,点P从B运动到C时,则点D运动的路径长为_____.
16.如图,两个三角形相似,AD=2,AE=3,EC=1,则BD=_____.
17.设△ABC的面积为1,如图①,将边BC、AC分别2等分,BE1、AD1相交于点O,△AOB的面积记为S1;如图②将边BC、AC分别3等分,BE1、AD1相交于点O,△AOB的面积记为S2;…,依此类推,则Sn可表示为________.(用含n的代数式表示,其中n为正整数)
18.我们知道,四边形具有不稳定性.如图,在平面直角坐标系中,边长为2的正方形ABCD的边AB在x轴上,AB的中点是坐标原点O,固定点A,B,把正方形沿箭头方向推,使点D落在y轴正半轴上点D'处,则点C的对应点C'的坐标为_____.
三、解答题:(本大题共9个小题,共78分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
19.(6分)解分式方程:=
20.(6分)阅读下列材料:
数学课上老师布置一道作图题:
已知:直线l和l外一点P.
求作:过点P的直线m,使得m∥l.
小东的作法如下:
作法:如图2,
(1)在直线l上任取点A,连接PA;
(2)以点A为圓心,适当长为半径作弧,分别交线段PA于点B,直线l于点C;
(3)以点P为圆心,AB长为半径作弧DQ,交线段PA于点D;
(4)以点D为圆心,BC长为半径作弧,交弧DQ于点E,作直线PE.所以直线PE就是所求作的直线m.
老师说:“小东的作法是正确的.”
请回答:小东的作图依据是________.
21.(6分)某校初三进行了第三次模拟考试,该校领导为了了解学生的数学考试情况,抽样调查了部分学生的数学成绩,并将抽样的数据进行了如下整理.
(1)填空_______,_______,数学成绩的中位数所在的等级_________.
(2)如果该校有1200名学生参加了本次模拟测,估计等级的人数;
(3)已知抽样调查学生的数学成绩平均分为102分,求A级学生的数学成绩的平均分数.
①如下分数段整理样本
等级等级
分数段
各组总分
人数
4
843
574
171
2
②根据上表绘制扇形统计图
22.(8分)已知二次函数.
(1)该二次函数图象的对称轴是;
(2)若该二次函数的图象开口向上,当时,函数图象的最高点为,最低点为,点的纵坐标为,求点和点的坐标;
(3)对于该二次函数图象上的两点,,设,当时,均有,请结合图象,直接写出的取值范围.
23.(8分)如图,AB为⊙O的直径,点C在⊙O上,AD⊥CD于点D,且AC平分∠DAB,求证:
(1)直线DC是⊙O的切线;
(2)AC2=2AD•AO.
24.(10分)如图,抛物线y=ax2+2x+c与x轴交于A、B(3,0)两点,与y轴交于点C(0,3).
(1)求该抛物线的解析式;
(2)在抛物线的对称轴上是否存在一点Q,使得以A、C、Q为顶点的三角形为直角三角形?若存在,试求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
25.(10分)全民学习、终身学习是学习型社会的核心内容,努力建设学习型家庭也是一个重要组成部分.为了解“学习型家庭”情况,对部分家庭五月份的平均每天看书学习时间进行了一次抽样调查,并根据收集的数据绘制了下面两幅不完整的统计图,请根据图中提供的信息,解答下列问题:
本次抽样调查了 个家庭;将图①中的条形图补充完整;学习时间在2~2.5小时的部分对应的扇形圆心角的度数是 度;若该社区有家庭有3000个,请你估计该社区学习时间不少于1小时的约有多少个家庭?
26.(12分)从一幢建筑大楼的两个观察点A,B观察地面的花坛(点C),测得俯角分别为15°和60°,如图,直线AB与地面垂直,AB=50米,试求出点B到点C的距离.(结果保留根号)
27.(12分)如图,已知正方形ABCD的边长为4,点P是AB边上的一个动点,连接CP,过点P作PC的垂线交AD于点E,以 PE为边作正方形PEFG,顶点G在线段PC上,对角线EG、PF相交于点O.
(1)若AP=1,则AE= ;
(2)①求证:点O一定在△APE的外接圆上;
②当点P从点A运动到点B时,点O也随之运动,求点O经过的路径长;
(3)在点P从点A到点B的运动过程中,△APE的外接圆的圆心也随之运动,求该圆心到AB边的距离的最大值.
参考答案
一、选择题(本大题共12个小题,每小题4分,共48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、D
【解析】
利用直角三角形DEF和直角三角形BCD相似求得BC的长后加上小明同学的身高即可求得树高AB.
【详解】
∵∠DEF=∠BCD=90°,∠D=∠D,
∴△DEF∽△DCB,
∴,
∵DF=50cm=0.5m,EF=30cm=0.3m,AC=1.5m,CD=20m,
∴由勾股定理求得DE=40cm,
∴,
∴BC=15米,
∴AB=AC+BC=1.5+15=16.5(米).
故答案为16.5m.
【点睛】
本题考查了相似三角形的应用,解题的关键是从实际问题中整理出相似三角形的模型.
2、D
【解析】
根据两圆的位置关系、直线和圆的位置关系判断即可.
【详解】
A.如果第一个圆上的点都在第二个圆的外部,那么这两个圆外离或内含,A是假命题;
B.如果一个点即在第一个圆上,又在第二个圆上,那么这两个圆外切或内切或相交,B是假命题;
C.如果一条直线上的点到圆心的距离等于半径长,那么这条直线与这个圆相切或相交,C是假命题;
D.如果一条直线上的点都在一个圆的外部,那么这条直线与这个圆相离,D是真命题;
故选:D.
【点睛】
本题考查了两圆的位置关系:设两圆半径分别为R、r,两圆圆心距为d,则当d>R+r时两圆外离;当d=R+r时两圆外切;当R-r<d<R+r(R≥r)时两圆相交;当d=R-r(R>r)时两圆内切;当0≤d<R-r(R>r)时两圆内含.
3、C
【解析】
观察可得,抛物线与x轴有两个交点,可得 ,即 ,选项A正确;抛物线开口向下且顶点为(4,6)可得抛物线的最大值为6,即,选项B正确;由题意可知抛物线的对称轴为x=4,因为4-2=2,5-4=1,且1<2,所以可得m
4、C
【解析】
根据题意画出相应的图形,由OD⊥AB,利用垂径定理得到D为AB的中点,由AB的长求出AD与BD的长,且得出OD为角平分线,在Rt△AOD中,利用锐角三角函数定义及特殊角的三角函数值求出∠AOD的度数,进而确定出∠AOB的度数,利用同弧所对的圆心角等于所对圆周角的2倍,即可求出弦AB所对圆周角的度数.
【详解】
如图所示,
∵OD⊥AB,
∴D为AB的中点,即AD=BD=,
在Rt△AOD中,OA=5,AD=,
∴sin∠AOD=,
又∵∠AOD为锐角,
∴∠AOD=60°,
∴∠AOB=120°,
∴∠ACB=∠AOB=60°,
又∵圆内接四边形AEBC对角互补,
∴∠AEB=120°,
则此弦所对的圆周角为60°或120°.
故选C.
【点睛】
此题考查了垂径定理,圆周角定理,特殊角的三角函数值,以及锐角三角函数定义,熟练掌握垂径定理是解本题的关键.
5、C
【解析】
在直角三角形中利用勾股定理计算出直角边,即可求出小巷宽度.
【详解】
在Rt△A′BD中,∵∠A′DB=90°,A′D=2米,BD2+A′D2=A′B′2,∴BD2+22=6.25,∴BD2=2.25,∵BD>0,∴BD=1.5米,∴CD=BC+BD=0.7+1.5=2.2米.故选C.
【点睛】
本题考查勾股定理的运用,利用梯子长度不变找到斜边是关键.
6、A
【解析】
根据完全平方公式即可求出答案.
【详解】
∵(x+)2=x2+2+
∴9=2+x2+,
∴x2+=7,
故选A.
【点睛】
本题考查完全平方公式,解题的关键是熟练运用完全平方公式.
7、A
【解析】
根据二次函数图象所在的象限大致画出图形,由此即可得出结论.
【详解】
∵二次函数图象只经过第一、三、四象限,∴抛物线的顶点在第一象限.
故选A.
【点睛】
本题考查了二次函数的性质以及二次函数的图象,大致画出函数图象,利用数形结合解决问题是解题的关键.
8、D
【解析】
到三条相互交叉的公路距离相等的地点应是三条角平分线的交点.把三条公路的中心部位看作三角形,那么这个三角形两个内角平分线的交点以及三个外角两两平分线的交点都满足要求.
【详解】
满足条件的有:
(1)三角形两个内角平分线的交点,共一处;
(2)三个外角两两平分线的交点,共三处.
如图所示,
故选D.
【点睛】
本题考查了角平分线的性质;这是一道生活联系实际的问题,解答此类题目时最直接的判断就是三角形的角平分线,很容易漏掉外角平分线,解答时一定要注意,不要漏解.
9、B
【解析】
由S阴影=S△OAE-S扇形OAF,分别求出S△OAE、S扇形OAF即可;
【详解】
连接OA,OD
∵OF⊥AD,
∴AC=CD=,
在Rt△OAC中,由tan∠AOC=知,∠AOC=60°,
则∠DOA=120°,OA=2,
∴Rt△OAE中,∠AOE=60°,OA=2
∴AE=2,S阴影=S△OAE-S扇形OAF=×2×2-.
故选B.
【点睛】
考查了切线的判定和性质;能够通过作辅助线将所求的角转移到相应的直角三角形中,是解答此题的关键要证某线是圆的切线,对于切线的判定:已知此线过圆上某点,连接圆心与这点(即为半径),再证垂直即可.
10、C
【解析】
【分析】由DE∥BC可得出△ADE∽△ABC,利用相似三角形的性质结合S△ADE=S四边形BCED,可得出,结合BD=AB﹣AD即可求出的值.
【详解】∵DE∥BC,
∴∠ADE=∠B,∠AED=∠C,
∴△ADE∽△ABC,
∴,
∵S△ADE=S四边形BCED,S△ABC=S△ADE+S四边形BCED,
∴,
∴,
故选C.
【点睛】本题考查了相似三角形的判定与性质,牢记相似三角形的面积比等于相似比的平方是解题的关键.
11、B
【解析】
利用对称性可知直线DG是正五边形ABCDE和正三角形ABG的对称轴,再利用正五边形、等边三角形的性质一一判断即可;
【详解】
∵五边形ABCDE是正五边形,△ABG是等边三角形,
∴直线DG是正五边形ABCDE和正三角形ABG的对称轴,
∴DG垂直平分线段AB,
∵∠BCD=∠BAE=∠EDC=108°,∴∠BCA=∠BAC=36°,
∴∠DCA=72°,∴∠CDE+∠DCA=180°,∴DE∥AC,
∴∠CDF=∠EDF=∠CFD=72°,
∴△CDF是等腰三角形.
故丁、甲、丙正确.
故选B.
【点睛】
本题考查正多边形的性质、等边三角形的性质、轴对称图形的性质等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,属于中考常考题型.
12、B
【解析】
根据时针与分针相距的份数乘以每份的度数,可得答案.
【详解】
解:3点40分时针与分针相距4+=份,
30°×=130,
故选B.
【点睛】
本题考查了钟面角,确定时针与分针相距的份数是解题关键.
二、填空题:(本大题共6个小题,每小题4分,共24分.)
13、1
【解析】
根据多边形的内角和定理:180°•(n-2)求解即可.
【详解】
由题意可得:180°•(n-2)=150°•n,
解得n=1.
故多边形是1边形.
14、
【解析】
试题分析:依题意知
=
考点:整式运算
点评:本题难度较低,主要考查学生对整式运算中多项式计算知识点的掌握。同底数幂相乘除,指数相加减。
15、
【解析】
分析:以AC为斜边作等腰直角三角形ACQ,则∠AQC=90°,依据∠ADC=135°,可得点D的运动轨迹为以Q为圆心,AQ为半径的,依据△ACQ中,AQ=4,即可得到点D运动的路径长为=2π.
详解:如图所示,以AC为斜边作等腰直角三角形ACQ,则∠AQC=90°.∵⊙O的直径为AB,C为的中点,∴∠APC=45°.又∵CD⊥CP,∴∠DCP=90°,∴∠PDC=45°,∠ADC=135°,∴点D的运动轨迹为以Q为圆心,AQ为半径的.又∵AB=8,C为的中点,∴AC=4,∴△ACQ中,AQ=4,∴点D运动的路径长为=2π.
故答案为2π.
点睛:本题考查了轨迹,等腰直角三角形的性质,圆周角定理以及弧长的计算,正确作出辅助线是解题的关键.
16、1
【解析】
根据相似三角形的对应边的比相等列出比例式,计算即可.
【详解】
∵△ADE∽△ACB,∴=,即=,
解得:BD=1.
故答案为1.
【点睛】
本题考查的是相似三角形的性质,掌握相似三角形的对应边的比相等是解题的关键.
17、
【解析】
试题解析:如图,连接D1E1,设AD1、BE1交于点M,
∵AE1:AC=1:(n+1),
∴S△ABE1:S△ABC=1:(n+1),
∴S△ABE1=,
∵,
∴,
∴S△ABM:S△ABE1=(n+1):(2n+1),
∴S△ABM:=(n+1):(2n+1),
∴Sn=.
故答案为.
18、(2,)
【解析】
过C作CH于H,由题意得2AO=AD’,所以∠D’AO=60°,AO=1,AD’=2,勾股定理知OD’=,BH=AO所以C’(2,).
故答案为(2,).
三、解答题:(本大题共9个小题,共78分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
19、x=1
【解析】
分式方程去分母转化为整式方程,求出整式方程的解得到x的值,经检验即可得到分式方程的解.
【详解】
方程两边都乘以x(x﹣2),得:x=1(x﹣2),
解得:x=1,
检验:x=1时,x(x﹣2)=1×1=1≠0,
则分式方程的解为x=1.
【点睛】
本题考查了解分式方程,利用了转化的思想,解分式方程注意要检验.
20、内错角相等,两直线平行
【解析】
根据内错角相等,两直线平行即可判断.
【详解】
∵∠EPA=∠CAP,∴m∥l(内错角相等,两直线平行).
故答案为:内错角相等,两直线平行.
【点睛】
本题考查了作图﹣复杂作图,平行线的判定等知识,解题的关键是熟练掌握五种基本作图,属于中考常考题型.
21、(1)6;8;B;(2)120人;(3)113分.
【解析】
(1)根据表格中的数据和扇形统计图中的数据可以求得本次抽查的人数,从而可以得到m、n的值,从而可以得到数学成绩的中位数所在的等级;
(2)根据表格中的数据可以求得D等级的人数;
(3)根据表格中的数据,可以计算出A等级学生的数学成绩的平均分数.
【详解】
(1)本次抽查的学生有:(人),
,
数学成绩的中位数所在的等级B,
故答案为:6,11,B;
(2)120(人),
答:D等级的约有120人;
(3)由表可得,
A等级学生的数学成绩的平均分数:(分),
即A等级学生的数学成绩的平均分是113分.
【点睛】
本题考查了扇形统计图、中位数、加权平均数,解答本题的关键是明确题意,利用数形结合的思想解答.
22、 (1)x=1;(2),;(3)
【解析】
(1)二次函数的对称轴为直线x=-,带入即可求出对称轴,
(2)在区间内发现能够取到函数的最低点,即为顶点坐标,当开口向上是,距离对称轴越远,函数值越大,所以当x=5时,函数有最大值.
(3)分类讨论,当二次函数开口向上时不满足条件,所以函数图像开口只能向下,且应该介于-1和3之间,才会使,解不等式组即可.
【详解】
(1)该二次函数图象的对称轴是直线;
(2)∵该二次函数的图象开口向上,对称轴为直线,,
∴当时,的值最大,即.
把代入,解得.
∴该二次函数的表达式为.
当时,,
∴.
(3)易知a0,
∵当时,均有,
∴,解得
∴的取值范围.
【点睛】
本题考查了二次函数的对称轴,定区间内求函数值域,以及二次函数图像的性质,难度较大,综合性强,熟悉二次函数的单调性是解题关键.
23、(1)证明见解析.(2)证明见解析.
【解析】
分析:(1)连接OC,由OA=OC、AC平分∠DAB知∠OAC=∠OCA=∠DAC,据此知OC∥AD,根据AD⊥DC即可得证;
(2)连接BC,证△DAC∽△CAB即可得.
详解:(1)如图,连接OC,
∵OA=OC,
∴∠OAC=∠OCA,
∵AC平分∠DAB,
∴∠OAC=∠DAC,
∴∠DAC=∠OCA,
∴OC∥AD,
又∵AD⊥CD,
∴OC⊥DC,
∴DC是⊙O的切线;
(2)连接BC,
∵AB为⊙O的直径,
∴AB=2AO,∠ACB=90°,
∵AD⊥DC,
∴∠ADC=∠ACB=90°,
又∵∠DAC=∠CAB,
∴△DAC∽△CAB,
∴,即AC2=AB•AD,
∵AB=2AO,
∴AC2=2AD•AO.
点睛:本题主要考查圆的切线,解题的关键是掌握切线的判定、圆周角定理及相似三角形的判定与性质.
24、 (1) y=﹣x2+2x+3;(2)见解析.
【解析】
(1)将B(3,0),C(0,3)代入抛物线y=ax2+2x+c,可以求得抛物线的解析式;
(2) 抛物线的对称轴为直线x=1,设点Q的坐标为(1,t),利用勾股定理求出AC2、AQ2、CQ2,然后分AC为斜边,AQ为斜边,CQ时斜边三种情况求解即可.
【详解】
解:(1)∵抛物线y=ax2+2x+c与x轴交于A、B(3,0)两点,与y轴交于点C(0,3),
∴,得,
∴该抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3;
(2)在抛物线的对称轴上存在一点Q,使得以A、C、Q为顶点的三角形为直角三角形,
理由:∵抛物线y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,点B(3,0),点C(0,3),
∴抛物线的对称轴为直线x=1,
∴点A的坐标为(﹣1,0),
设点Q的坐标为(1,t),则
AC2=OC2+OA2=32+12=10,
AQ2=22+t2=4+t2,
CQ2=12+(3﹣t)2=t2﹣6t+10,
当AC为斜边时,
10=4+t2+t2﹣6t+10,
解得,t1=1或t2=2,
∴点Q的坐标为(1,1)或(1,2),
当AQ为斜边时,
4+t2=10+t2﹣6t+10,
解得,t=,
∴点Q的坐标为(1,),
当CQ时斜边时,
t2﹣6t+10=4+t2+10,
解得,t=,
∴点Q的坐标为(1,﹣),
由上可得,当点Q的坐标是(1,1)、(1,2)、(1,)或(1,﹣)时,使得以A、C、Q为顶点的三角形为直角三角形.
【点睛】
本题考查了待定系数法求函数解析式,二次函数的图像与性质,勾股定理及分类讨论的数学思想,熟练掌握待定系数法是解(1)的关键,分三种情况讨论是解(2)的关键.
25、 (1)200;(2)见解析;(3)36;(4)该社区学习时间不少于1小时的家庭约有2100个.
【解析】
(1)根据1.5~2小时的圆心角度数求出1.5~2小时所占的百分比,再用1.5~2小时的人数除以所占的百分比,即可得出本次抽样调查的总家庭数;
(2)用抽查的总人数乘以学习0.5-1小时的家庭所占的百分比求出学习0.5-1小时的家庭数,再用总人数减去其它家庭数,求出学习2-2.5小时的家庭数,从而补全统计图;
(3)用360°乘以学习时间在2~2.5小时所占的百分比,即可求出学习时间在2~2.5小时的部分对应的扇形圆心角的度数;
(4)用该社区所有家庭数乘以学习时间不少于1小时的家庭数所占的百分比即可得出答案.
【详解】
解:(1)本次抽样调查的家庭数是:30÷=200(个);
故答案为200;
(2)学习0.5﹣1小时的家庭数有:200×=60(个),
学习2﹣2.5小时的家庭数有:200﹣60﹣90﹣30=20(个),
补图如下:
(3)学习时间在2~2.5小时的部分对应的扇形圆心角的度数是:360×=36°;
故答案为36;
(4)根据题意得:
3000×=2100(个).
答:该社区学习时间不少于1小时的家庭约有2100个.
【点睛】
本题考查条形统计图、扇形统计图及相关计算.在扇形统计图中,每部分占总部分的百分比等于该部分所对应的扇形圆心角的度数与360°的比.
26、
【解析】
试题分析:根据题意构建图形,结合图形,根据直角三角形的性质可求解.
试题解析:作AD⊥BC于点D,∵∠MBC=60°,
∴∠ABC=30°,
∵AB⊥AN,∴∠BAN=90°,∴∠BAC=105°,
则∠ACB=45°,
在Rt△ADB中,AB=1000,则AD=500,BD=,
在Rt△ADC中,AD=500,CD=500, 则BC=.
答:观察点B到花坛C的距离为米.
考点:解直角三角形
27、(1);(2)①证明见解析;②;(3).
【解析】
试题分析:(1)由正方形的性质得出∠A=∠B=∠EPG=90°,PF⊥EG,AB=BC=4,∠OEP=45°,由角的互余关系证出∠AEP=∠PBC,得出△APE∽△BCP,得出对应边成比例即可求出AE的长;
(2)①A、P、O、E四点共圆,即可得出结论;
②连接OA、AC,由勾股定理求出AC=,由圆周角定理得出∠OAP=∠OEP=45°,周长点O在AC上,当P运动到点B时,O为AC的中点,即可得出答案;
(3)设△APE的外接圆的圆心为M,作MN⊥AB于N,由三角形中位线定理得出MN=AE,设AP=x,则BP=4﹣x,由相似三角形的对应边成比例求出AE的表达式,由二次函数的最大值求出AE的最大值为1,得出MN的最大值=即可.
试题解析:(1)∵四边形ABCD、四边形PEFG是正方形,
∴∠A=∠B=∠EPG=90°,PF⊥EG,AB=BC=4,∠OEP=45°,
∴∠AEP+∠APE=90°,∠BPC+∠APE=90°,
∴∠AEP=∠PBC,∴△APE∽△BCP,
∴,即,解得:AE=,
故答案为:;
(2)①∵PF⊥EG,∴∠EOF=90°,
∴∠EOF+∠A=180°,∴A、P、O、E四点共圆,
∴点O一定在△APE的外接圆上;
②连接OA、AC,如图1所示:
∵四边形ABCD是正方形,∴∠B=90°,∠BAC=45°,∴AC==,
∵A、P、O、E四点共圆,∴∠OAP=∠OEP=45°,
∴点O在AC上,当P运动到点B时,O为AC的中点,OA=AC=,
即点O经过的路径长为;
(3)设△APE的外接圆的圆心为M,作MN⊥AB于N,如图2所示:
则MN∥AE,∵ME=MP,∴AN=PN,∴MN=AE,
设AP=x,则BP=4﹣x,由(1)得:△APE∽△BCP,
∴,即,解得:AE= =,
∴x=2时,AE的最大值为1,此时MN的值最大=×1=,
即△APE的圆心到AB边的距离的最大值为.
【点睛】本题考查圆、二次函数的最值等,正确地添加辅助线,根据已知证明△APE∽△BCP是解题的关键.
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