2020-2021学年浙江省杭州市上城区八年级(下)期末数学试卷
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一、选择题(本题有10小题,每小题3分,共30分,请选出各题中一个符合题意的正确选项,不选、多选、错选,均不给分)
1.(3分)下列各式中,为最简二次根式的是( )
A. B. C. D.
2.(3分)随机抽取八年级(1)班5名同学的跳绳测试成绩(单位:个)如下:168,170,170,172,185.这组数据的众数是( )
A.168 B.170 C.171 D.173
3.(3分)如图,在平行四边形ABCD中,∠A=150°,则∠B的度数是( )
A.30° B.75° C.100° D.150°
4.(3分)如图,矩形纸片ABCD中,AB=6cm,BC═8cm,现将其沿AE对折,使得点B落在边AD上的点B1处,折痕与边BC交于点E,则CE的长为( )
A.2cm B.3cm C.4cm D.6cm
5.(3分)一元二次方程x2﹣6x﹣5=0配方后可变形为( )
A.(x﹣3)2=14 B.(x﹣3)2=4 C.(x+3)2=14 D.(x+3)2=4
6.(3分)用反证法证明命题:“已知△ABC,AB=AC,求证:∠B<90°.”第一步应先假设( )
A.∠B≥90° B.∠B>90° C.∠B<90° D.AB≠AC
7.(3分)下列方程的根是无理数的是( )
A.(x+)(x﹣)=﹣4 B.(2x﹣1)2=(3x+1)2
C.x2+4x﹣3=0 D.2x2﹣7x=0
8.(3分)方方同学在作线段AB的垂直平分线时,他是这样操作的:分别以A和B为圆心,大于AB的长为半径画弧,两弧相交于点C和点D,则直线CD即为所求,根据他的作图方法可知四边形ADBC一定是( )
A.矩形 B.菱形 C.正方形 D.梯形
9.(3分)如图,在平面直角坐标系中,点O为坐标原点,点A(﹣3,0)和点B(0,2)都在坐标轴上,若反比例函数y=的图象经过矩形AOBC的对称中心,则k的值为( )
A.3 B.﹣3 C.1.5 D.﹣1.5
10.(3分)已知关于x的一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0),下列命题是真命题的有( )
①若a+2b+4c=0,则方程ax2+bx+c=0必有实数根;
②若b=3a+2,c=2a+2,则方程ax2+bx+c=0必有两个不相等的实根;
③若c是方程ax2+bx+c=0的一个根,则一定有ac+b+1=0成立;
④若t是一元二次方程ax2+bx+c=0的根,则b2﹣4ac=(2at+b)2.
A.①② B.②③ C.①④ D.③④
二、填空题(本题有6小题,每小题4分,共24分)
11.(4分)若式子在实数范围内有意义,则x的取值范围是 .
12.(4分)某多边形的每个内角均为120°,则此多边形的边数为 .
13.(4分)某博物馆拟招聘一名优秀志愿讲解员,其中某位志愿者笔试、试讲、面试三轮测试得分分别为90分、94分、92分,综合成绩中笔试占30%,试讲占50%,面试占20%,则该名志愿者的综合成绩为是 分.
14.(4分)关于x的一元二次方程mx2+3x+m2﹣2m=0有一个解是0,则m= .
15.(4分)正比例函数y1=k1x(k1≠0)与反比例函数y2=(k2≠0)的图象的一个交点是M(﹣3,2),若y2<y1,则x的取值范围是 .
16.(4分)在等腰Rt△ABC中,底边BC=2,作矩形BCDE,使其面积为6,分别取AB和BE的中点F和G,连结FG,则线段FG的长为 .
三、解答题(本题有7小题,第17题6分,第18、19题每题8分,第20、21题每题10分,第22、23题每题12分,共66分)
17.(6分)计算和解方程:
(1)计算:﹣+;
(2)解方程:a(a﹣3)﹣a+3=0.
18.(8分)某篮球队对队员进行定点投篮测试,每人每天投篮10次,现对甲、乙两名队员在五天中进球数(单位:个)进行统计,结果如表;
甲
10
6
10
6
8
乙
7
9
7
8
9
经过计算,甲进球的平均数为8,方差为3.2.
(1)求乙进球的平均数和方差;
(2)如果综合考虑平均成绩和成绩稳定性两方面的因素,从甲、乙两名队员中选出一人去参加定点投篮比赛,应选谁?为什么?
19.(8分)如图,在▱ABCD中,点E、F为对角线BD的三等分点,连接AE,CF,AF,CE.
(1)求证:四边形AECF为平行四边形;
(2)若四边形AECF为菱形,且AE=BE,求∠BAD的度数.
20.(10分)圆圆想买一个蓝牙耳机,家边上数码城售卖的某款蓝牙耳机,原来每只售价400元,经过连续两次降价后,现在每只售价256元.
(1)求平均每次降价的百分率;
(2)某电商平台“618”搞活动,同款蓝牙耳机原价是300元,现在7折优惠,包邮到家.同时,数码城按照前两次的平均降价率进行第三次降价.请问:圆圆选择哪种方式购买比较合算?请通过计算说明.
21.(10分)如图,在矩形ABCD中,AD=5,AB=3,E是BC上一点(不包括B,C两端点),连结AE和DE,作DF⊥AE于点F.
(1)若AE=AD,求证:△ADF≌△EAB;
(2)在(1)条件下,求△DEF的面积;
(3)设AE=x,DF=y,请求y关于x的函数关系式及自变量x的取值范围.
22.(12分)为了节能减排,某公司从2018年开始投入技术改进资金,经技术改进后产品的成本不断降低,具体数据如表:
年度
2018
2019
2020
2021
投入技术改进资金x万元
2.5
3
4
4.5
产品成本y万元
14.4
12
9
8
(1)分析表中数据,请从一次函数和反比例函数中确定一个函数表示其变化规律,求出y与x的函数关系式,并说明理由;
(2)若2022年公司打算投入技术改进资金5万元,预计2022年产品成本比2021年降低多少万元?
(3)若2023年公司打算把投入技术改进资金x和产品成本y之和控制在12万元,请分别求出投入技术改进资金和产品成本.
23.(12分)在正方形ABCD中,点E、F分别是边AD和DC上一点,且DE=DF,连结CE和AF,点G是射线CB上一点,连结EG,满足EG=EC,AF交EG于点M,交EC于点N.
(1)证明:∠DAF=∠DCE;
(2)求线段EG与线段AF的关系(位置与数量关系),并说明理由;
(3)是否存在实数m,当AM=mAF时,BC=3BG?若存在,请求出m的值;若不存在,请说明理由.
2020-2021学年浙江省杭州市上城区八年级(下)期末数学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本题有10小题,每小题3分,共30分,请选出各题中一个符合题意的正确选项,不选、多选、错选,均不给分)
1.(3分)下列各式中,为最简二次根式的是( )
A. B. C. D.
【分析】根据最简二次根式的概念判断即可.
【解答】解:A、==2,被开方数中含能开得尽方的因数,不是最简二次根式,不符合题意;
B、=,被开方数含分母,不是最简二次根式,不符合题意;
C、=a,被开方数中含能开得尽方的因式,不是最简二次根式,不符合题意;
D、是最简二次根式,符合题意;
故选:D.
【点评】本题考查的是最简二次根式的概念,掌握被开方数不含分母、被开方数中不含能开得尽方的因数或因式的二次根式,叫做最简二次根式是解题的关键.
2.(3分)随机抽取八年级(1)班5名同学的跳绳测试成绩(单位:个)如下:168,170,170,172,185.这组数据的众数是( )
A.168 B.170 C.171 D.173
【分析】根据众数的定义,找出这组数据中出现次数最多的数,即可求出答案.
【解答】解:在这组数据:168,170,170,172,185中,
170出现了2次,出现的次数最多,
则这组数据的众数是170.
故选:B.
【点评】此题考查了众数,掌握众数的定义是本题的关键,众数是一组数据中出现次数最多的数.
3.(3分)如图,在平行四边形ABCD中,∠A=150°,则∠B的度数是( )
A.30° B.75° C.100° D.150°
【分析】由平行四边形的性质可得AD∥BC,由平行线的性质可求解.
【解答】解:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BC,
∴∠A+∠B=180°,
∴∠B=180°﹣∠A=30°,
故选:A.
【点评】本题考查了平行四边形的性质,掌握平行四边形的性质是本题的关键.
4.(3分)如图,矩形纸片ABCD中,AB=6cm,BC═8cm,现将其沿AE对折,使得点B落在边AD上的点B1处,折痕与边BC交于点E,则CE的长为( )
A.2cm B.3cm C.4cm D.6cm
【分析】根据翻折的性质可得∠B=∠AB1E=90°,AB=AB1,然后求出四边形ABEB1是正方形,再根据正方形的性质可得BE=AB,然后根据CE=BC﹣BE,代入数据进行计算即可得解.
【解答】解:∵沿AE对折点B落在边AD上的点B1处,
∴∠B=∠AB1E=90°,AB=AB1,
又∵∠BAD=90°,
∴四边形ABEB1是正方形,
∴BE=AB=6cm,
∴CE=BC﹣BE=8﹣6=2cm.
故选:A.
【点评】本题考查了矩形的性质,正方形的判定与性质,翻折变换的性质,判断出四边形ABEB1是正方形是解题的关键.
5.(3分)一元二次方程x2﹣6x﹣5=0配方后可变形为( )
A.(x﹣3)2=14 B.(x﹣3)2=4 C.(x+3)2=14 D.(x+3)2=4
【分析】先把方程的常数项移到右边,然后方程两边都加上32,这样方程左边就为完全平方式.
【解答】解:x2﹣6x﹣5=0,
x2﹣6x=5,
x2﹣6x+9=5+9,
(x﹣3)2=14,
故选:A.
【点评】本题考查了利用配方法解一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0):先把二次系数变为1,即方程两边除以a,然后把常数项移到方程右边,再把方程两边加上一次项系数的一半.
6.(3分)用反证法证明命题:“已知△ABC,AB=AC,求证:∠B<90°.”第一步应先假设( )
A.∠B≥90° B.∠B>90° C.∠B<90° D.AB≠AC
【分析】直接利用反证法的第一步分析得出答案.
【解答】解:用反证法证明命题:“已知△ABC,AB=AC,求证:∠B<90°.”第一步应先假设∠B≥90°.
故选:A.
【点评】此题主要考查了反证法,反证法的一般步骤是:①假设命题的结论不成立;②从这个假设出发,经过推理论证,得出矛盾;③由矛盾判定假设不正确,从而肯定原命题的结论正确.
7.(3分)下列方程的根是无理数的是( )
A.(x+)(x﹣)=﹣4 B.(2x﹣1)2=(3x+1)2
C.x2+4x﹣3=0 D.2x2﹣7x=0
【分析】先求出选项中每个方程的解,再逐个判断即可.
【解答】解:A.(x+)(x﹣)=﹣4,
x2﹣5=﹣4,
x2=1,
x=±1,即方程的根是有理数,不是无理数,故本选项不符合题意;
B.(2x﹣1)2=(3x+1)2,
开方得:2x﹣1=±(3x+1),
解得:x1=﹣2,x2=0,即方程的根是有理数,不是无理数,故本选项不符合题意;
C.x2+4x﹣3=0,
x2+4x=3,
配方,得x2+4x+4=3+4,
(x+2)2=7,
开方,得x+2=,
解得:x1=﹣2+,x2=﹣2﹣,即方程的根是无理数,故本选项符合题意;
D.2x2﹣7x=0,
x(2x﹣7)=0,
x=0或2x﹣7=0,,
解得:x1=0,x2=,即方程的根是有理数,不是无理数,故本选项不符合题意;
故选:C.
【点评】本题考查了解一元二次方程和根的判别式,能选择适当的方法解一元二次方程是解此题的关键,注意:解一元二次方程的方法有:直接开平方法,公式法,配方法,因式分解法等.
8.(3分)方方同学在作线段AB的垂直平分线时,他是这样操作的:分别以A和B为圆心,大于AB的长为半径画弧,两弧相交于点C和点D,则直线CD即为所求,根据他的作图方法可知四边形ADBC一定是( )
A.矩形 B.菱形 C.正方形 D.梯形
【分析】利用作法得到AC=AD=BC=BD,然后根据菱形的判定方法进行判断.
【解答】解:连接AC、AD、BC、BD,如图,
由作法得AC=AD=BC=BD,
所以四边形ADBC为菱形,
所以CD垂直平分AB.
故选:B.
【点评】本题考查了作图﹣复杂作图:解决此类题目的关键是熟悉基本几何图形的性质,结合几何图形的基本性质把复杂作图拆解成基本作图,逐步操作.也考查了线段垂直平分线的性质和特殊四边形的判定方法.
9.(3分)如图,在平面直角坐标系中,点O为坐标原点,点A(﹣3,0)和点B(0,2)都在坐标轴上,若反比例函数y=的图象经过矩形AOBC的对称中心,则k的值为( )
A.3 B.﹣3 C.1.5 D.﹣1.5
【分析】先求出矩形的中心点,然后根据待定系数法即可求得.
【解答】解:∵点A(﹣3,0)和点B(0,2)都在坐标轴上,
∴矩形AOBC的中心点为(﹣,1),
∵反比例函数y=的图象经过矩形AOBC的对称中心,
∴k=﹣×1=﹣,
故选:D.
【点评】本题考查了待定系数法求反比例函数的解析式,求得矩形的中心点是解题的关键.
10.(3分)已知关于x的一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0),下列命题是真命题的有( )
①若a+2b+4c=0,则方程ax2+bx+c=0必有实数根;
②若b=3a+2,c=2a+2,则方程ax2+bx+c=0必有两个不相等的实根;
③若c是方程ax2+bx+c=0的一个根,则一定有ac+b+1=0成立;
④若t是一元二次方程ax2+bx+c=0的根,则b2﹣4ac=(2at+b)2.
A.①② B.②③ C.①④ D.③④
【分析】①正确,利用判别式判断即可.
②错误,a=﹣2时,方程有相等的实数根.
③错误,c=0时,结论不成立.
④正确,利用求根公式,判断即可.
【解答】解:①∵a+2b+4c=0,
∴a=﹣2b﹣4c,
∴方程为(﹣2b﹣4c)x2+bx+c=0,
∴Δ=b2﹣4(﹣2b﹣4c)•c=b2+8bc+16c2=(b+4c)2≥0,
∴方程ax2+bx+c=0必有实数根,故①正确.
②∵b=3a+2,c=2a+2,
∴方程为ax2+(3a+2)x+2a+2=0,
∴Δ=(3a+2)2﹣4a(2a+2)=a2+4a+4=(a+2)2,
当a=﹣2时,Δ=0,方程有相等的实数根,故②错误,
③当c=0时,c是方程ax2+bx=0的根,但是b+1不一定等于0,故③错误.
④∵t是一元二次方程ax2+bx+c=0的根,
∴t=,
∴2at+b=±,
∴b2﹣4ac=(2at+b)2,故④正确,
故选:C.
【点评】本题考查命题与定理,一元二次方程的根的判别式等知识,解题的关键是学会利用参数解决问题,属于中考常考题型.
二、填空题(本题有6小题,每小题4分,共24分)
11.(4分)若式子在实数范围内有意义,则x的取值范围是 x≥﹣1 .
【分析】根据二次根式的定义可知被开方数必须为非负数,列不等式求解.
【解答】解:根据题意得:x+1≥0,
解得x≥﹣1,
故答案为:x≥﹣1.
【点评】主要考查了二次根式的意义和性质.
概念:式子(a≥0)叫二次根式.
性质:二次根式中的被开方数必须是非负数,否则二次根式无意义.
12.(4分)某多边形的每个内角均为120°,则此多边形的边数为 6 .
【分析】首先可求得每个外角为60°,然后根据外角和为360°即可求得多边形的边数.
【解答】解:180°﹣120°=60°,
360°÷60°=6.
即此多边形的边数为6.
故答案为:6.
【点评】本题主要考查的是正多边形的内角和与外角和,掌握正多边形的一个内角与它相邻的一个外角互补,边数×一个外角=360°是解题的关键.
13.(4分)某博物馆拟招聘一名优秀志愿讲解员,其中某位志愿者笔试、试讲、面试三轮测试得分分别为90分、94分、92分,综合成绩中笔试占30%,试讲占50%,面试占20%,则该名志愿者的综合成绩为是 92.4 分.
【分析】根据加权平均数的定义列式计算即可.
【解答】解:该名志愿者的综合成绩为90×30%+94×50%+92×20%=92.4(分),
故答案为:92.4.
【点评】本题主要考查加权平均数,解题的关键是掌握加权平均数的定义.
14.(4分)关于x的一元二次方程mx2+3x+m2﹣2m=0有一个解是0,则m= 2 .
【分析】将方程的解0代入,求出m的值,然后将m的值代入求出方程的解.
【解答】解:将x=0代入得:m2﹣2m=0,
解得:m1=0,m2=2.
∵方程为一元二次方程,
∴m≠0.
故答案为:2.
【点评】本题考查了一元二次方程的解,解答本题的关键是将方程的解代入求出m的值.
15.(4分)正比例函数y1=k1x(k1≠0)与反比例函数y2=(k2≠0)的图象的一个交点是M(﹣3,2),若y2<y1,则x的取值范围是 x<﹣3或0<x<3 .
【分析】如图,一次函数y1=k1x(k1≠0)与反比例函数y2=(k2≠0)的图象相交于点M、N,则N(3,﹣2),然后结合函数图象,写出y2<y1对应的x的取值范围.
【解答】解:如图,一次函数y1=k1x(k1≠0)与反比例函数y2=(k2≠0)的图象相交于点M、N,
∴M、N点关于原点对称,
∴N(3,﹣2),
∴若y2<y1,则x的取值范围是x<﹣3或0<x<3.
故答案为:x<﹣3或0<x<3.
【点评】本题考查了反比例函数与一次函数的交点问题:求反比例函数与一次函数的交点坐标,把两个函数关系式联立成方程组求解;两交点坐标满足两函数解析式.
16.(4分)在等腰Rt△ABC中,底边BC=2,作矩形BCDE,使其面积为6,分别取AB和BE的中点F和G,连结FG,则线段FG的长为 或 .
【分析】分两种情况讨论,利用矩形的性质和等腰直角三角形的性质可求EN,AN的长,在Rt△AEN中,由勾股定理可求AE,由三角形的中位线定理可求解.
【解答】解:如图1,连接AE,过点A作AH⊥BC,交BC于H,交DE于N,
∵四边形BCDE是矩形,
∴∠EBC=∠BED=90°,
又∵NH⊥BC,
∴四边形EBHN是矩形,
∴EN=BH,BE=HN,∠ANE=90°,
∵S矩形BCDE=BC×BE=6,BC=2,
∴BE=3,
∵AB=AC,∠BAC=90°,AH⊥BC,
∴AH=BH=HC=1,
∴EN=BH=1,AN=HN﹣AN=2,
∴AE===,
∵点F是AB的中点,点G是BE的中点,
∴AE=2GF,
∴GF=;
如图2,连接AE,过点A作AH⊥BC,交BC于H,交DE于N,
同理可求GF=,
综上所述:GF=或,
故答案为:或.
【点评】本题考查了矩形的判定和性质,勾股定理,三角形中位线定理,利用分类讨论思想解决问题是解题的关键.
三、解答题(本题有7小题,第17题6分,第18、19题每题8分,第20、21题每题10分,第22、23题每题12分,共66分)
17.(6分)计算和解方程:
(1)计算:﹣+;
(2)解方程:a(a﹣3)﹣a+3=0.
【分析】(1)先根据二次根式的性质进行计算,再合并同类二次根式即可;
(2)先把方程的左边分解因式,再得出两个一元一次方程,最后求出方程的解即可.
【解答】解:(1)原式=3﹣+3
=2+3;
(2)a(a﹣3)﹣a+3=0,
a(a﹣3)﹣(a﹣3)=0,
(a﹣3)(a﹣1)=0,
a﹣3=0或a﹣1=0,
解得:a1=3,a2=1.
【点评】本题考查了二次根式的加减和解一元二次方程,能正确根据二次根式的加减法则进行计算是解(1)的关键,能把一元二次方程转化成一元一次方程是解(2)的关键.
18.(8分)某篮球队对队员进行定点投篮测试,每人每天投篮10次,现对甲、乙两名队员在五天中进球数(单位:个)进行统计,结果如表;
甲
10
6
10
6
8
乙
7
9
7
8
9
经过计算,甲进球的平均数为8,方差为3.2.
(1)求乙进球的平均数和方差;
(2)如果综合考虑平均成绩和成绩稳定性两方面的因素,从甲、乙两名队员中选出一人去参加定点投篮比赛,应选谁?为什么?
【分析】(1)根据平均数、方差的计算公式计算即可;
(2)根据平均数相同时,方差越大,波动越大,成绩越不稳定;方差越小,波动越小,成绩越稳定进行解答.
【解答】解:(1)乙进球的平均数为:(7+9+7+8+9)÷5=8,
乙进球的方差为:[(7﹣8)2+(9﹣8)2+(7﹣8)2+(8﹣8)2+(9﹣8)2]=0.8;
(2)∵二人的平均数相同,而S甲2=3.2,S乙2=0.8,
∴S甲2>S乙2,
∴乙的波动较小,成绩更稳定,
∴应选乙去参加定点投篮比赛.
【点评】本题考查方差的定义:一般地设n个数据,x1,x2,…xn的平均数为,则方差S2=[(x1﹣)2+(x2﹣)2+…+(xn﹣)2],它反映了一组数据的波动大小,方差越大,波动性越大,反之也成立.也考查了平均数.
19.(8分)如图,在▱ABCD中,点E、F为对角线BD的三等分点,连接AE,CF,AF,CE.
(1)求证:四边形AECF为平行四边形;
(2)若四边形AECF为菱形,且AE=BE,求∠BAD的度数.
【分析】(1)由平行四边形的性质可得AB=CD,AB∥CD,由“SAS”可证△ABE≌△CDF,可得AE=CF,∠AEB=∠CFD,由平行四边形的判定可得结论;
(2)由菱形的性质可得AE=BE=EF=AF=DF,可证△AEF是等边三角形,由等边三角形的性质可求解.
【解答】证明:(1)∵四边形AECF是平行四边形,
∴AB=CD,AB∥CD,
∴∠ABD=∠CDB,
∵点E、F为对角线BD的三等分点,
∴BE=EF=DF,
在△ABE和△CDF中,
,
∴△ABE≌△CDF(SAS),
∴AE=CF,∠AEB=∠CFD,
∴∠AEF=∠CFE,
∴AE∥CF,
∴四边形AECF是平行四边形;
(2)∵四边形AECF是菱形,
∴AE=AF=CF=CE,
又∵AE=BE,
∴AE=BE=EF=AF=DF,
∴∠EAB=∠EBA,∠EAF=∠EFA,∠FAD=∠FDA,△AEF是等边三角形,
∴∠EAF=∠AFE=∠AEF=60°,
∴∠BAE=30°,∠FAD=30°,
∴∠BAD=120°.
【点评】本题考查了平行四边形的性质,菱形的性质,全等三角形的判定和性质,证明△AEF是等边三角形是解题的关键.
20.(10分)圆圆想买一个蓝牙耳机,家边上数码城售卖的某款蓝牙耳机,原来每只售价400元,经过连续两次降价后,现在每只售价256元.
(1)求平均每次降价的百分率;
(2)某电商平台“618”搞活动,同款蓝牙耳机原价是300元,现在7折优惠,包邮到家.同时,数码城按照前两次的平均降价率进行第三次降价.请问:圆圆选择哪种方式购买比较合算?请通过计算说明.
【分析】(1)设平均每次降价的百分率为x,理由经过两次降价后的价格=原售价×(1﹣降价率)2,即可得出关于x的一元二次方程,解之取其符合题意的值即可得出结论;
(2)利用在电商平台购买所需费用=原售价×折扣率可求出在电商平台购买所需费用,利用在数码城购买所需费用=经过两次降价后的价格×(1﹣下降率)可求出在数码城购买所需费用,再比较后即可得出结论.
【解答】解:(1)设平均每次降价的百分率为x,
依题意得:400(1﹣x)2=256,
解得:x1=0.2=20%,x2=1.8(不合题意,舍去).
答:平均每次降价的百分率为20%.
(2)选择在数码城购买比较合算,理由如下:
在电商平台购买所需费用为300×0.7=210(元),
在数码城购买所需费用为256×(1﹣20%)=204.8(元).
∵210>204.8,
∴选择在数码城购买比较合算.
【点评】本题考查了一元二次方程的应用,解题的关键是:(1)找准等量关系,正确列出一元二次方程;(2)根据各数量之间的关系,列式计算.
21.(10分)如图,在矩形ABCD中,AD=5,AB=3,E是BC上一点(不包括B,C两端点),连结AE和DE,作DF⊥AE于点F.
(1)若AE=AD,求证:△ADF≌△EAB;
(2)在(1)条件下,求△DEF的面积;
(3)设AE=x,DF=y,请求y关于x的函数关系式及自变量x的取值范围.
【分析】(1)由矩形的性质得∠B=90°,AD∥BC,则∠DAF=∠AEB,再由AAS即可证明△ADF≌△EAB;
(2)由全等三角形的性质得DF=AB=3,再由勾股定理求出AF=4,则EF=AE﹣AF=1,然后由三角形面积公式求解即可;
(3)由三角形面积公式得S△ADE=AD•CD=AE•DF,则AE•DF=AD•CD,得出y=,再由AB<AE<得3<x<即可.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是矩形,
∴∠B=90°,AD∥BC,
∴∠DAF=∠AEB,
∵DF⊥AE,
∴∠AFD=∠B=90°,
在△ADF和△EAB中,
,
∴△ADF≌△EAB(AAS);
(2)解:∵△ADF≌△EAB,
∴DF=AB=3,
在Rt△ADF中,由勾股定理得:AF===4,
∵AE=AD=5,
∴EF=AE﹣AF=5﹣4=1,
∴S△DEF=DF•EF=×3×1=;
(3)解:∵四边形ABCD是矩形,
∴CD=AB=3,BC=AD=5,∠CDA=90°,AD∥BC,
∴S△ADE=AE•DF=AD•CD,
则AE•DF=AD•CD,
即xy=5×3=15
∴y=,
∵E是BC上一点(不包括B,C两端点),
∴AB<AE<,
∵==,
∴自变量x的取值范围:3<x<.
【点评】本题是四边形综合题目,考查了矩形的性质、全等三角形的判定与性质、平行线的性质、勾股定理以及三角形面积等知识;本题综合性强,熟练掌握矩形的性质和勾股定理,证明△ADF≌△EAB是解题的关键,属于中考常考题型.
22.(12分)为了节能减排,某公司从2018年开始投入技术改进资金,经技术改进后产品的成本不断降低,具体数据如表:
年度
2018
2019
2020
2021
投入技术改进资金x万元
2.5
3
4
4.5
产品成本y万元
14.4
12
9
8
(1)分析表中数据,请从一次函数和反比例函数中确定一个函数表示其变化规律,求出y与x的函数关系式,并说明理由;
(2)若2022年公司打算投入技术改进资金5万元,预计2022年产品成本比2021年降低多少万元?
(3)若2023年公司打算把投入技术改进资金x和产品成本y之和控制在12万元,请分别求出投入技术改进资金和产品成本.
【分析】(1)利用已知数据可得横纵坐标的积为定值,进而得出答案;
(2)利用所求函数解析式进而利用x=6时求出y的值即可得出答案;
(3)结合(1)的关系式列方程组解答即可.
【解答】解:(1)根据已知数据可得:xy=36,
∴y与x的函数关系式是:y=;
(2)当x=5时,y==7.2,
则8﹣7.2=0.8(万元),
答:预计2022年产品成本比2021年降低0.8万元;
(3)由题意,
得,
解得,
答:投入技术改进资金为6万元,产品成本为6万元.
【点评】此题主要考查了反比例函数的应用,正确得出反比例函数解析式是解题关键.
23.(12分)在正方形ABCD中,点E、F分别是边AD和DC上一点,且DE=DF,连结CE和AF,点G是射线CB上一点,连结EG,满足EG=EC,AF交EG于点M,交EC于点N.
(1)证明:∠DAF=∠DCE;
(2)求线段EG与线段AF的关系(位置与数量关系),并说明理由;
(3)是否存在实数m,当AM=mAF时,BC=3BG?若存在,请求出m的值;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)根据正方形的性质得到对应边相等,证明△ADF≌△CDE即可得到∠DAF=∠DCE;
(2)作BH∥EG,交AF于点K,交AD于点H,则BH=EG,通过证明△ABH≌△DAF,得到∠ABH=∠DAF,可推导出∠AMG=90°,从而证得结论;
(3)存在,作EL⊥BC于点L,连结EF,分两种情况,即点G在BC边上、点G在CB边的延长线上,分别设BG=a和BG=n,将AE、DE、DF用a或n表示出来,再将AF、AM用a或n表示出来,即可求出m的值.
【解答】(1)证明:如图1,∵四边形ABCD是正方形,
∴AD=CD,
∵∠D=∠D,DE=DF,
∴△ADF≌△CDE(SAS),
∴∠DAF=∠DCE.
(2)EG⊥AF,EG=AF,理由如下:
如图2(或图3),作BH∥EG,交AF于点K,交AD于点H,
∵AD∥BC,
∴EH∥BG,
∴四边形BGEH是平行四边形,
∴BH=EG;
由(1)得,△ADF≌△CDE,
∴AF=EC,
∵EG=EC,
∴EG=AF,BH=AF,
∵BA=AD,∠BAH=∠D=90°,
∴Rt△ABH≌Rt△DAF(HL),
∴∠ABH=∠DAF,
∴∠ABH+∠BAK=∠DAF+∠BAK=∠BAD=90°,
∴∠AKB=90°,
∴∠AMG=∠AKB=90°,
∴EG⊥AF,
∴EG⊥AF,EG=AF.
(3)存在,作EL⊥BC于点L,连结EF,
∵∠ELC=∠LCD=∠D=90°,
∴四边形ELCD是矩形,
∴CL=DE,
∴CL=DE=DF,
如图4,点G在边BC上,设CL=DE=DF=a,
∵EG=EC,
∴CL=GL,
∵BC=3BG,
∴CG=2BG=2CL=2GL,
∴BG=CL=GL,
∴AD=BC=3a,
∴AE=2a,
∴AF==a,
∵EG⊥AF,
∴∠AMF=90°,
由AF•EM=AE•DF=S△AEF得,AF•EM=AE•DF,
∴a•EM=2a•a,
∴EM=a,
∴AM==,
∵AM=mAF,
∴m===;
如图5,点G在边CB的延长线上,设BG=n,
则AD=BC=3n,
∴CG=4n,
∴CL=DE=DF=CG=2n,
∴AF==n,AE=3n﹣2n=n,
由AF•EM=AE•DF得,n•EM=2n•n,
∴EM=n,
∴AM==,
∴m===,
综上所述,m=或m=.
【点评】此题重点考查正方形的性质、平行四边形的判定与性质、全等三角形的判定与性质、勾股定理以及二次根式等知识,第(3)题要分类讨论,求出所有符合条件的值,此题难度较大,属于考试压轴题.
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