08解答题提升题知识点分类-浙江省2022年各地区中考数学真题分类汇编
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一.二次函数的应用(共1小题)
1.(2022•台州)如图1,灌溉车沿着平行于绿化带底部边线l的方向行驶,为绿化带浇水.喷水口H离地竖直高度为h(单位:m).如图2,可以把灌溉车喷出水的上、下边缘抽象为平面直角坐标系中两条抛物线的部分图象;把绿化带横截面抽象为矩形DEFG,其水平宽度DE=3m,竖直高度为EF的长.下边缘抛物线是由上边缘抛物线向左平移得到,上边缘抛物线最高点A离喷水口的水平距离为2m,高出喷水口0.5m,灌溉车到l的距离OD为d(单位:m).
(1)若h=1.5,EF=0.5m.
①求上边缘抛物线的函数解析式,并求喷出水的最大射程OC;
②求下边缘抛物线与x轴的正半轴交点B的坐标;
③要使灌溉车行驶时喷出的水能浇灌到整个绿化带,求d的取值范围.
(2)若EF=1m.要使灌溉车行驶时喷出的水能浇灌到整个绿化带,请直接写出h的最小值.
二.二次函数综合题(共4小题)
2.(2022•嘉兴)已知抛物线L1:y=a(x+1)2﹣4(a≠0)经过点A(1,0).
(1)求抛物线L1的函数表达式.
(2)将抛物线L1向上平移m(m>0)个单位得到抛物线L2.若抛物线L2的顶点关于坐标原点O的对称点在抛物线L1上,求m的值.
(3)把抛物线L1向右平移n(n>0)个单位得到抛物线L3,若点B(1,y1),C(3,y2)在抛物线L3上,且y1>y2,求n的取值范围.
3.(2022•湖州)如图1,已知在平面直角坐标系xOy中,四边形OABC是边长为3的正方形,其中顶点A,C分别在x轴的正半轴和y轴的正半轴上.抛物线y=﹣x2+bx+c经过A,C两点,与x轴交于另一个点D.
(1)①求点A,B,C的坐标;
②求b,c的值.
(2)若点P是边BC上的一个动点,连结AP,过点P作PM⊥AP,交y轴于点M(如图2所示).当点P在BC上运动时,点M也随之运动.设BP=m,CM=n,试用含m的代数式表示n,并求出n的最大值.
4.(2022•舟山)已知抛物线L1:y=a(x+1)2﹣4(a≠0)经过点A(1,0).
(1)求抛物线L1的函数表达式.
(2)将抛物线L1向上平移m(m>0)个单位得到抛物线L2.若抛物线L2的顶点关于坐标原点O的对称点在抛物线L1上,求m的值.
(3)把抛物线L1向右平移n(n>0)个单位得到抛物线L3.已知点P(8﹣t,s),Q(t﹣4,r)都在抛物线L3上,若当t>6时,都有s>r,求n的取值范围.
5.(2022•丽水)如图,已知点M(x1,y1),N(x2,y2)在二次函数y=a(x﹣2)2﹣1(a>0)的图象上,且x2﹣x1=3.
(1)若二次函数的图象经过点(3,1).
①求这个二次函数的表达式;
②若y1=y2,求顶点到MN的距离;
(2)当x1≤x≤x2时,二次函数的最大值与最小值的差为1,点M,N在对称轴的异侧,求a的取值范围.
三.三角形综合题(共2小题)
6.(2022•嘉兴)小东在做九上课本123页习题:“1:也是一个很有趣的比.已知线段AB(如图1),用直尺和圆规作AB上的一点P,使AP:AB=1:.”小东的作法是:如图2,以AB为斜边作等腰直角三角形ABC,再以点A为圆心,AC长为半径作弧,交线段AB于点P,点P即为所求作的点.小东称点P为线段AB的“趣点”.
(1)你赞同他的作法吗?请说明理由.
(2)小东在此基础上进行了如下操作和探究:连结CP,点D为线段AC上的动点,点E在AB的上方,构造△DPE,使得△DPE∽△CPB.
①如图3,当点D运动到点A时,求∠CPE的度数.
②如图4,DE分别交CP,CB于点M,N,当点D为线段AC的“趣点”时(CD<AD),猜想:点N是否为线段ME的“趣点”?并说明理由.
7.(2022•绍兴)如图,在△ABC中,∠ABC=40°,∠ACB=90°,AE平分∠BAC交BC于点E.P是边BC上的动点(不与B,C重合),连结AP,将△APC沿AP翻折得△APD,连结DC,记∠BCD=α.
(1)如图,当P与E重合时,求α的度数.
(2)当P与E不重合时,记∠BAD=β,探究α与β的数量关系.
四.四边形综合题(共2小题)
8.(2022•台州)图1中有四条优美的“螺旋折线”,它们是怎样画出来的呢?如图2,在正方形ABCD各边上分别取点B1,C1,D1,A1,使AB1=BC1=CD1=DA1=AB,依次连接它们,得到四边形A1B1C1D1;再在四边形A1B1C1D1各边上分别取点B2,C2,D2,A2,使A1B2=B1C2=C1D2=D1A2=A1B1,依次连接它们,得到四边形A2B2C2D2;……如此继续下去,得到四条螺旋折线.
(1)求证:四边形A1B1C1D1是正方形.
(2)求的值.
(3)请研究螺旋折线BB1B2B3…中相邻线段之间的关系,写出一个正确结论并加以证明.
9.(2022•金华)如图,在菱形ABCD中,AB=10,sinB=,点E从点B出发沿折线B﹣C﹣D向终点D运动.过点E作点E所在的边(BC或CD)的垂线,交菱形其它的边于点F,在EF的右侧作矩形EFGH.
(1)如图1,点G在AC上.求证:FA=FG.
(2)若EF=FG,当EF过AC中点时,求AG的长.
(3)已知FG=8,设点E的运动路程为s.当s满足什么条件时,以G,C,H为顶点的三角形与△BEF相似(包括全等)?
五.圆的综合题(共4小题)
10.(2022•宁波)如图1,⊙O为锐角三角形ABC的外接圆,点D在上,AD交BC于点E,点F在AE上,满足∠AFB﹣∠BFD=∠ACB,FG∥AC交BC于点G,BE=FG,连结BD,DG.设∠ACB=α.
(1)用含α的代数式表示∠BFD.
(2)求证:△BDE≌△FDG.
(3)如图2,AD为⊙O的直径.
①当的长为2时,求的长.
②当OF:OE=4:11时,求cosα的值.
11.(2022•温州)如图1,AB为半圆O的直径,C为BA延长线上一点,CD切半圆于点D,BE⊥CD,交CD延长线于点E,交半圆于点F,已知BC=5,BE=3,点P,Q分别在线段AB,BE上(不与端点重合),且满足=.设BQ=x,CP=y.
(1)求半圆O的半径.
(2)求y关于x的函数表达式.
(3)如图2,过点P作PR⊥CE于点R,连结PQ,RQ.
①当△PQR为直角三角形时,求x的值.
②作点F关于QR的对称点F′,当点F′落在BC上时,求的值.
12.(2022•舟山)如图1,在正方形ABCD中,点F,H分别在边AD,AB上,连结AC,FH交于点E,已知CF=CH.
(1)线段AC与FH垂直吗?请说明理由.
(2)如图2,过点A,H,F的圆交CF于点P,连结PH交AC于点K.求证:=.
(3)如图3,在(2)的条件下,当点K是线段AC的中点时,求的值.
13.(2022•丽水)如图,以AB为直径的⊙O与AH相切于点A,点C在AB左侧圆弧上,弦CD⊥AB交⊙O于点D,连结AC,AD.点A关于CD的对称点为E,直线CE交⊙O于点F,交AH于点G.
(1)求证:∠CAG=∠AGC;
(2)当点E在AB上,连结AF交CD于点P,若=,求的值;
(3)当点E在射线AB上,AB=2,以点A,C,O,F为顶点的四边形中有一组对边平行时,求AE的长.
六.相似形综合题(共1小题)
14.(2022•宁波)【基础巩固】
(1)如图1,在△ABC中,D,E,F分别为AB,AC,BC上的点,DE∥BC,BF=CF,AF交DE于点G,求证:DG=EG.
【尝试应用】
(2)如图2,在(1)的条件下,连结CD,CG.若CG⊥DE,CD=6,AE=3,求的值.
【拓展提高】
(3)如图3,在▱ABCD中,∠ADC=45°,AC与BD交于点O,E为AO上一点,EG∥BD交AD于点G,EF⊥EG交BC于点F.若∠EGF=40°,FG平分∠EFC,FG=10,求BF的长.
七.解直角三角形的应用(共1小题)
15.(2022•舟山)小华将一张纸对折后做成的纸飞机如图1,纸飞机机尾的横截面是一个轴对称图形,其示意图如图2,已知AD=BE=10cm,CD=CE=5cm,AD⊥CD,BE⊥CE,∠DCE=40°.
(1)连结DE,求线段DE的长.
(2)求点A,B之间的距离.
(结果精确到0.1cm.参考数据:sin20°≈0.34,cos20°≈0.94,tan20°≈0.36,sin40°≈0.64,cos40°≈0.77,tan40°≈0.84)
参考答案与试题解析
一.二次函数的应用(共1小题)
1.(2022•台州)如图1,灌溉车沿着平行于绿化带底部边线l的方向行驶,为绿化带浇水.喷水口H离地竖直高度为h(单位:m).如图2,可以把灌溉车喷出水的上、下边缘抽象为平面直角坐标系中两条抛物线的部分图象;把绿化带横截面抽象为矩形DEFG,其水平宽度DE=3m,竖直高度为EF的长.下边缘抛物线是由上边缘抛物线向左平移得到,上边缘抛物线最高点A离喷水口的水平距离为2m,高出喷水口0.5m,灌溉车到l的距离OD为d(单位:m).
(1)若h=1.5,EF=0.5m.
①求上边缘抛物线的函数解析式,并求喷出水的最大射程OC;
②求下边缘抛物线与x轴的正半轴交点B的坐标;
③要使灌溉车行驶时喷出的水能浇灌到整个绿化带,求d的取值范围.
(2)若EF=1m.要使灌溉车行驶时喷出的水能浇灌到整个绿化带,请直接写出h的最小值.
【解答】解:(1)①如图1,由题意得A(2,2)是上边缘抛物线的顶点,
设y=a(x﹣2)2+2,
又∵抛物线过点(0,1.5),
∴1.5=4a+2,
∴a=﹣,
∴上边缘抛物线的函数解析式为y=﹣(x﹣2)2+2,
当y=0时,0=﹣(x﹣2)2+2,
解得x1=6,x2=﹣2(舍去),
∴喷出水的最大射程OC为6cm;
②∵对称轴为直线x=2,
∴点(0,1.5)的对称点为(4,1.5),
∴下边缘抛物线是由上边缘抛物线向左平移4cm得到的,
∴点B的坐标为(2,0);
③∵EF=0.5,
∴点F的纵坐标为0.5,
∴0.5=﹣(x﹣2)2+2,
解得x=2±2,
∵x>0,
∴x=2+2,
当x>2时,y随x的增大而减小,
∴当2≤x≤6时,要使y≥0.5,
则x≤2+2,
∵当0≤x≤2时,y随x的增大而增大,且x=0时,y=1.5>0.5,
∴当0≤x≤6时,要使y≥0.5,则0≤x≤2+2,
∵DE=3,灌溉车行驶时喷出的水能浇灌到整个绿化带,
∴d的最大值为2+2﹣3=2﹣1,
再看下边缘抛物线,喷出的水能浇灌到绿化带底部的条件是OB≤d,
∴d的最小值为2,
综上所述,d的取值范围是2≤d≤2﹣1;
(2)当喷水口高度最低,且恰好能浇灌到整个绿化带时,点D、F恰好分别在两条抛物线上,
故设点D(m,﹣(m+2)2+h+0.5),F(m+3,﹣[(m+3﹣2)2+h+0.5]),
则有﹣(m+3﹣2)2+h+0.5﹣[﹣(m+2)2+h+0.5]=1,
解得m=2.5,
∴点D的纵坐标为h﹣,
∴h﹣=0,
∴h的最小值为.
二.二次函数综合题(共4小题)
2.(2022•嘉兴)已知抛物线L1:y=a(x+1)2﹣4(a≠0)经过点A(1,0).
(1)求抛物线L1的函数表达式.
(2)将抛物线L1向上平移m(m>0)个单位得到抛物线L2.若抛物线L2的顶点关于坐标原点O的对称点在抛物线L1上,求m的值.
(3)把抛物线L1向右平移n(n>0)个单位得到抛物线L3,若点B(1,y1),C(3,y2)在抛物线L3上,且y1>y2,求n的取值范围.
【解答】解:(1)∵y=a(x+1)2﹣4(a≠0)经过点A(1,0),
∴4a﹣4=0,
∴a=1,
∴抛物线L1的函数表达式为y=x2+2x﹣3;
(2)∵y=(x+1)2﹣4,
∴抛物线的顶点(﹣1,﹣4),
将抛物线L1向上平移m(m>0)个单位得到抛物线L2.若抛物线L2的顶点(﹣1,﹣4+m),
而(﹣1,﹣4+m)关于原点的对称点为(1,4﹣m),
把(1,4﹣m)代入y=x2+2x﹣3得到,1+2﹣3=4﹣m,
∴m=4;
(3)抛物线L1向右平移n(n>0)个单位得到抛物线L3,的解析式为y=(x﹣n+1)2﹣4,
∵点B(1,y1),C(3,y2)在抛物线L3上,
∴y1=(2﹣n)2﹣4,y2=(4﹣n)2﹣4,
∵y1>y2,
∴(2﹣n)2﹣4>(4﹣n)2﹣4,
解得n>3,
∴n的取值范围为n>3.
3.(2022•湖州)如图1,已知在平面直角坐标系xOy中,四边形OABC是边长为3的正方形,其中顶点A,C分别在x轴的正半轴和y轴的正半轴上.抛物线y=﹣x2+bx+c经过A,C两点,与x轴交于另一个点D.
(1)①求点A,B,C的坐标;
②求b,c的值.
(2)若点P是边BC上的一个动点,连结AP,过点P作PM⊥AP,交y轴于点M(如图2所示).当点P在BC上运动时,点M也随之运动.设BP=m,CM=n,试用含m的代数式表示n,并求出n的最大值.
【解答】解:(1)①四边形OABC是边长为3的正方形,
∴A(3,0),B(3,3),C(0,3);
②把A(3,0),C(0,3)代入抛物线y=﹣x2+bx+c中得:,
解得:;
(2)∵AP⊥PM,
∴∠APM=90°,
∴∠APB+∠CPM=90°,
∵∠B=∠APB+∠BAP=90°,
∴∠BAP=∠CPM,
∵∠B=∠PCM=90°,
∴△MCP∽△PBA,
∴=,即=,
∴3n=m(3﹣m),
∴n=﹣m2+m=﹣(m﹣)2+(0≤m≤3),
∵﹣<0,
∴当m=时,n的值最大,最大值是.
4.(2022•舟山)已知抛物线L1:y=a(x+1)2﹣4(a≠0)经过点A(1,0).
(1)求抛物线L1的函数表达式.
(2)将抛物线L1向上平移m(m>0)个单位得到抛物线L2.若抛物线L2的顶点关于坐标原点O的对称点在抛物线L1上,求m的值.
(3)把抛物线L1向右平移n(n>0)个单位得到抛物线L3.已知点P(8﹣t,s),Q(t﹣4,r)都在抛物线L3上,若当t>6时,都有s>r,求n的取值范围.
【解答】解:(1)把A(1,0)代入y=a(x+1)2﹣4得:
a(1+1)2﹣4=0,
解得a=1,
∴y=(x+1)2﹣4=x2+2x﹣3;
答:抛物线L1的函数表达式为y=x2+2x﹣3;
(2)抛物线L1:y=(x+1)2﹣4的顶点为(﹣1,﹣4),
将抛物线L1向上平移m(m>0)个单位得到抛物线L2,则抛物线L2的顶点为(﹣1,﹣4+m),
而(﹣1,﹣4+m)关于原点的对称点为(1,4﹣m),
把(1,4﹣m)代入y=x2+2x﹣3得:
12+2×1﹣3=4﹣m,
解得m=4,
答:m的值为4;
(3)把抛物线L1向右平移n(n>0)个单位得到抛物线L3,抛物线L3解析式为y=(x﹣n+1)2﹣4,
∵点P(8﹣t,s),Q(t﹣4,r)都在抛物线L3上,
∴s=(8﹣t﹣n+1)2﹣4=(9﹣t﹣n)2﹣4,
r=(t﹣4﹣n+1)2﹣4=(t﹣n﹣3)2﹣4,
∵当t>6时,s>r,
∴s﹣r>0,
∴[(9﹣t﹣n)2﹣4]﹣[(t﹣n﹣3)2﹣4]>0,
整理变形得:(9﹣t﹣n)2﹣(t﹣n﹣3)2>0,
(9﹣t﹣n+t﹣n﹣3)(9﹣t﹣n﹣t+n+3)>0,
(6﹣2n)(12﹣2t)>0,
∵t>6,
∴12﹣2t<0,
∴6﹣2n<0,
解得n>3,
∴n的取值范围是n>3.
5.(2022•丽水)如图,已知点M(x1,y1),N(x2,y2)在二次函数y=a(x﹣2)2﹣1(a>0)的图象上,且x2﹣x1=3.
(1)若二次函数的图象经过点(3,1).
①求这个二次函数的表达式;
②若y1=y2,求顶点到MN的距离;
(2)当x1≤x≤x2时,二次函数的最大值与最小值的差为1,点M,N在对称轴的异侧,求a的取值范围.
【解答】解:(1)①∵二次函数y=a(x﹣2)2﹣1(a>0)经过(3,1),
∴1=a﹣1,
∴a=2,
∴二次函数的解析式为y=2(x﹣2)2﹣1;
②∵y1=y2,
∴M,N关于抛物线的对称轴对称,
∵对称轴是直线x=2,且x2﹣x1=3,
∴x1=,x2=,
当x=时,y1=2×(﹣2)2﹣1=,
∴当y1=y2时,顶点到MN的距离=+1=;
(2)若M,N在对称轴的异侧,y1≥y2,
∴x1+3>2,
∴x1>﹣1,
∵x1﹣x2=3,
∴x1≤,
∴﹣1<x1≤,
∵函数的最大值为y1=a(x1﹣2)2﹣1,最小值为﹣1,
∴y﹣(﹣1)=1,
∴a=,
∴≤(x1﹣2)2<9,
∴<a≤.
若M,N在对称轴的异侧,y1≤y2,x1<2,
∵x1>,
∴<x1<2,
∵函数的最大值为y2=a(x2﹣2)2﹣1,最小值为﹣1,
∴y2﹣(﹣1)=1,
∴a=,
∴≤(x1+1)2<9,
∴<a≤.
综上所述,<a≤.
三.三角形综合题(共2小题)
6.(2022•嘉兴)小东在做九上课本123页习题:“1:也是一个很有趣的比.已知线段AB(如图1),用直尺和圆规作AB上的一点P,使AP:AB=1:.”小东的作法是:如图2,以AB为斜边作等腰直角三角形ABC,再以点A为圆心,AC长为半径作弧,交线段AB于点P,点P即为所求作的点.小东称点P为线段AB的“趣点”.
(1)你赞同他的作法吗?请说明理由.
(2)小东在此基础上进行了如下操作和探究:连结CP,点D为线段AC上的动点,点E在AB的上方,构造△DPE,使得△DPE∽△CPB.
①如图3,当点D运动到点A时,求∠CPE的度数.
②如图4,DE分别交CP,CB于点M,N,当点D为线段AC的“趣点”时(CD<AD),猜想:点N是否为线段ME的“趣点”?并说明理由.
【解答】解:(1)赞同,理由如下:
∵△ABC是等腰直角三角形,
∴AC=BC,∠A=∠B=45°,
∴cos45°=,
∵AC=AP,
∴,
∴点P为线段AB的“趣点”.
(2)①由题意得:∠CAB=∠B=45°,
∠ACB=90°,AC=AP=BC,
∴=67.5°,
∴∠BCP=90°﹣67.5°=22.5°,
∴∠CPB=180°﹣45°﹣22.5°=112.5°,
∵△DPE∽△CPB,D,A重合,
∴∠DPE=∠CPB=112.5°,
∴∠CPE=∠DPE+∠CPB﹣180°=45°;
②点N是线段ME的趣点,理由如下:
当点D为线段AC的趣点时(CD<AD),
∴,
∵AC=AP,
∴,
∵,∠A=∠A,
∴△ADP∽△ACB,
∴∠ADP=∠ACB=90°,
∴∠APD=45°,DP∥CB,
∴∠DPC=∠PCB=22.5°=∠PDE,
∴DM=PM,
∴∠MDC=∠MCD=90°﹣22.5°=67.5°,
∴MD=MC,
同理可得MC=MN,
∴MP=MD=MC=MN,
∵∠MDP=∠MPD=22.5°,∠E=∠B=45°,
∴∠EMP=45°,∠MPE=90°,
∴=,
∴点N是线段ME的“趣点”.
7.(2022•绍兴)如图,在△ABC中,∠ABC=40°,∠ACB=90°,AE平分∠BAC交BC于点E.P是边BC上的动点(不与B,C重合),连结AP,将△APC沿AP翻折得△APD,连结DC,记∠BCD=α.
(1)如图,当P与E重合时,求α的度数.
(2)当P与E不重合时,记∠BAD=β,探究α与β的数量关系.
【解答】解:(1)∵∠B=40°,∠ACB=90°,
∴∠BAC=50°,
∵AE平分∠BAC,P与E重合,
∴D在AB边上,AC=AD,
∴∠ACD=∠ADC=(180°﹣∠BAC)÷2=65°,
∴α=∠ACB﹣∠ACD=25°;
答:α的度数为25°;
(2)①当点P在线段BE上时,如图:
∵将△APC沿AP翻折得△APD,
∴AC=AD,
∵∠BCD=α,∠ACB=90°,
∴∠ADC=∠ACD=90°﹣α,
又∵∠ADC+∠BAD=∠B+∠BCD,∠BAD=β,∠B=40°,
∴(90°﹣α)+β=40°+α,
∴2α﹣β=50°,
②如图2,当点P在线段CE上时,延长AD交BC于点F,如图:
∵将△APC沿AP翻折得△APD,
∴AC=AD,
∵∠BCD=α,∠ACB=90°,
∴∠ADC=∠ACD=90°﹣α,
又∵∠ADC=∠AFC+∠BCD,∠AFC=∠ABC+∠BAD,
∴∠ADC=∠ABC+∠BAD+∠BCD=40°+β+α,
∴90°﹣α=40°+α+β,
∴2α+β=50°;
综上所述,当点P在线段BE上时,2α﹣β=50°;当点P在线段CE上时,2α+β=50°.
四.四边形综合题(共2小题)
8.(2022•台州)图1中有四条优美的“螺旋折线”,它们是怎样画出来的呢?如图2,在正方形ABCD各边上分别取点B1,C1,D1,A1,使AB1=BC1=CD1=DA1=AB,依次连接它们,得到四边形A1B1C1D1;再在四边形A1B1C1D1各边上分别取点B2,C2,D2,A2,使A1B2=B1C2=C1D2=D1A2=A1B1,依次连接它们,得到四边形A2B2C2D2;……如此继续下去,得到四条螺旋折线.
(1)求证:四边形A1B1C1D1是正方形.
(2)求的值.
(3)请研究螺旋折线BB1B2B3…中相邻线段之间的关系,写出一个正确结论并加以证明.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD为正方形,
∴AB=BC=CD=DA,∠A=∠B=90°,
∵AB1=BC1=CD1=DA1=AB,
∴AA1=BB1=AB,
在△A1AB1和△B1BC1中,
,
∴△A1AB1≌△B1BC1(SAS),
∴A1B1=B1C1,∠AB1A1=∠BC1B1,
∵∠BB1C1+∠BC1B1=90°,
∴∠AB1A1+∠BB1C1=90°,
∴∠A1B1C1=90°,
同理可证:B1C1=C1D1=D1A1,
∴四边形A1B1C1D1是正方形.
(2)解:设AB=a,
则AB1=4a,AA1=a,
由勾股定理得:A1B1=a,
∴==;
(3)相邻线段的比为或.
证明如下:∵BB1=AB,B1B2=A1B1,
∴==,
同理可得:=,
∴相邻线段的比为或(答案不唯一).
9.(2022•金华)如图,在菱形ABCD中,AB=10,sinB=,点E从点B出发沿折线B﹣C﹣D向终点D运动.过点E作点E所在的边(BC或CD)的垂线,交菱形其它的边于点F,在EF的右侧作矩形EFGH.
(1)如图1,点G在AC上.求证:FA=FG.
(2)若EF=FG,当EF过AC中点时,求AG的长.
(3)已知FG=8,设点E的运动路程为s.当s满足什么条件时,以G,C,H为顶点的三角形与△BEF相似(包括全等)?
【解答】解:(1)如图1中,
∵四边形ABCD是菱形,
∴BA=BC,
∴∠BAC=∠BCA,
∵FG∥BC.
∴∠AGF=∠ACB,
∴∠AGF=∠FAG,
∴FA=FG;
(2)设AO的中点为O.
①如图2中,当点E在BC上时,过点A作AM⊥CB于点M.
在Rt△ABM中,AM=AB•sinB=10×=6,
∴BM===8,
∴FG=EF=AM=6,CM=BC﹣BM=2,
∵OA=OC,OE∥AM,
∴CE=EM=CM=1,
∴AF=EM=1,
∴AG=AF+FG=7.
②如图3中,当点E在CD上时,过点A作AN⊥CD于N.
同法FG=EF=AN=6,CN=2,AF=EN=CN,
∴AG=FG﹣AF=6﹣1=5,
综上所述,满足条件的AG的长为5或7;
(3)过点A作AM⊥BC于点M,AN⊥CD于点N.
①当点E在线段BM上时,0<s≤8,设EF=3x,则BE=4x,GH=EF=3x.
a、若点H值点C的左侧,x+8≤10,即0<x≤2,如图4,
CH=BC﹣BH=10﹣(4x+8)=2﹣4x,
由△GHC∽△FEB,可得=,即=,
∴=,解得x=,
经检验x=是分式方程的解,
∴s=4x=1.
由△GHC∽△BEF,可得=,即=,
∴=,解得x=,
∴s=4x=.
b、若点H在点C的右侧,s+8>10,即2<s≤8,如图5,
CH=BH﹣BC=(4x+8)﹣10=4x﹣2,
由△GHC∽△FEB,可得=,即=,
∴=,方程无解,
由△GHC∽△BEF,可得=,即=,
∴=,解得x=,
∴s=4x=.
②当点E在线段MC上时,8<s≤10,如图6,
EF=6,EH=8,BE=s,
∴BH=BE+EH=s=8,CH=BH﹣BC=s﹣2,
由△GHC∽△FEB,可得=,即=,
∴=,方程无解,
由△GHC∽△FEB,可得=,即=,
∴=,解得s=1±(舍弃)
③当点E在线段CN上时,10≤x≤12,如图7,过点C作CJ⊥AB于点J,
在Rt△BJC中,BC=10,CJ=6,BJ=8,
∵EH=BJ=8,JF=CE,
∴BJ+JF=EH+CE,即CH=BF,
∴△GHC≌△EFB,符合题意,此时10≤s≤12.
④当点E值线段DN上时,12<s<20,
∵∠EFB>90°,
∴△GHC与△BEF不相似.
综上所述.满足条件的s的值为1或或或10≤s≤12.
五.圆的综合题(共4小题)
10.(2022•宁波)如图1,⊙O为锐角三角形ABC的外接圆,点D在上,AD交BC于点E,点F在AE上,满足∠AFB﹣∠BFD=∠ACB,FG∥AC交BC于点G,BE=FG,连结BD,DG.设∠ACB=α.
(1)用含α的代数式表示∠BFD.
(2)求证:△BDE≌△FDG.
(3)如图2,AD为⊙O的直径.
①当的长为2时,求的长.
②当OF:OE=4:11时,求cosα的值.
【解答】解:(1)∵∠AFB﹣∠BFD=∠ACB=α,①
又∵∠AFB+∠BFD=180°,②
②﹣①,得2∠BFD=180°﹣α,
∴∠BFD=90°﹣;
(2)由(1)得∠BFD=90°﹣,
∵∠ADB=∠ACB=α,
∴∠FBD=180°﹣∠ADB﹣∠BFD=90°﹣,
∴DB=DF,
∵FG∥AC,
∴∠CAD=∠DFG,
∵∠CAD=∠DBE,
∴∠DFG=∠DBE,
在△BDE和△FDG中,
,
∴△BDE≌△FDG(SAS);
(3)①∵△BDE≌△FDG,
∴∠FDG=∠BDE=α,
∴∠BDG=∠BDF+∠EDG=2α,
∵DE=DG,
∴∠DGE=(180°﹣∠FDG)=90°﹣,
∴∠DBG=180°﹣∠BDG﹣∠DGE=90°﹣,
∵AD是⊙O的直径,
∴∠ABD=90°,
∴∠ABC=∠ABD﹣∠DBG=,
∴与所对的圆心角度数之比为3:2,
∴与的长度之比为3:2,
∵=2,
∴=3;
②如图,连接BO,
∵OB=OD,
∴∠OBD=∠ODB=α,
∴∠BOF=∠OBD+∠ODB=2α,
∵∠BDG=2α,
∴∠BOF=∠BDG,
∵∠BGD=∠BFO=90°﹣,
∴△BDG∽△BOF,
设△BDG与△BOF的相似比为k,
∴,
∵,
∴设OF=4x,则OE=11x,DE=DG=4kx,
∴OB=OD=OE+DE=11x+4kx,BD=DF=OF+OD=15x+4kx,
∴==,
由=k,得4k2+7k﹣15=0,
解得k=或﹣3(舍去),
∴OD=11x+4kx=16x,BD=15x+4kx=20x,
∴AD=2OD=32x,
在Rt△ABD中,cos∠ADB==,
∴cosα=.
11.(2022•温州)如图1,AB为半圆O的直径,C为BA延长线上一点,CD切半圆于点D,BE⊥CD,交CD延长线于点E,交半圆于点F,已知BC=5,BE=3,点P,Q分别在线段AB,BE上(不与端点重合),且满足=.设BQ=x,CP=y.
(1)求半圆O的半径.
(2)求y关于x的函数表达式.
(3)如图2,过点P作PR⊥CE于点R,连结PQ,RQ.
①当△PQR为直角三角形时,求x的值.
②作点F关于QR的对称点F′,当点F′落在BC上时,求的值.
【解答】解:(1)如图1,连接OD,设半径为r,
∵CD切半圆于点D,
∴OD⊥CD,
∵BE⊥CD,
∴OD∥BE,
∴△COD∽△CBE,
∴,
∴,
解得r=,
∴半圆O的半径为;
(2)由(1)得,CA=CB﹣AB=5﹣2×=,
∵=,BQ=x,
∴AP=,
∴CP=AP+AC,
∴y=;
(3)①显然∠PRQ<90°,所以分两种情形,
当∠RPQ=90°时,则四边形RPQE是矩形,
∴PR=QE,
∵PR=PC×sinC=,
∴,
∴x=,
当∠PQR=90°时,过点P作PH⊥BE于点H,如图,
则四边形PHER是矩形,
∴PH=RE,EH=PR,
∵CR=CP•cosC=,
∴PH=RE=3﹣x=EQ,
∴∠EQR=∠ERQ=45°,
∴∠PQH=45°=∠QPH,
∴HQ=HP=3﹣x,
由EH=PR得:(3﹣x)+(3﹣x)=,
∴x=,
综上,x的值为或;
②如图,连接AF,QF',由对称可知QF=QF',∠F'QR=∠EQR=45°,
∴∠BQF'=90°,
∴QF=QF'=BQ•tanB=,
∵AB是半圆O的直径,
∴∠AFB=90°,
∴BF=AB•cosB=,
∴,
∴x=,
∴.
12.(2022•舟山)如图1,在正方形ABCD中,点F,H分别在边AD,AB上,连结AC,FH交于点E,已知CF=CH.
(1)线段AC与FH垂直吗?请说明理由.
(2)如图2,过点A,H,F的圆交CF于点P,连结PH交AC于点K.求证:=.
(3)如图3,在(2)的条件下,当点K是线段AC的中点时,求的值.
【解答】(1)解:线段AC与FH垂直,理由如下:
在正方形ABCD中,CD=CB,∠D=∠B=90°,∠DCA=∠BCA=45°,
在Rt△DCF和Rt△BCH中
,
∴Rt△DCF≌Rt△BCH(HL),
∴∠DCF=∠BCH,
∴∠FCA=∠HCA,
又∵CF=CH,
∴AC⊥FH;
(2)证明:∵∠DAB=90°,
∴FH为圆的直径,
∴∠FPH=90°,
又∵CF=CH,AC⊥FH,
∴点E为FH的中点,
∴∠CFD=∠KHA,
又∵Rt△DCF≌Rt△BCH,
∴∠CFD=∠CHB,
∴∠KHA=∠CHB,
过点K作KM⊥AH,交AH于点M,
∴∠KMH=∠B=90°,
∴△KMH∽△CBH,KM∥BC,
∴,,
∴.
(3)解:设∠FHP=α,则∠FCA=∠HCA=∠FHP=α,
设⊙E的半径为r,则EF=AE=EH=r,
在Rt△EHK中,=cosα,即KH==,
在Rt△ECH中,=sinα,即CH=,
又∵点K是AC的中点,
∴=tanα=,
∴cosα=,sinα=,
在Rt△CPK中,=cosα,即CP=CK•cosα,
在Rt△FPH中,=sinα,即PF=2r•sinα,
∵点K是线段AC的中点,
∴CK=AK==(AE+CE),
∴r+r•tanα=(r+),
解得:tana=,
在Rt△EHK中,=tanα,即EK=r•tanα,
CK=AK=AE+EK=r+r•tanα=r,
∴CP=CK•cosα=r=r,PF=2r•sinα=2r=r,
∴=.
13.(2022•丽水)如图,以AB为直径的⊙O与AH相切于点A,点C在AB左侧圆弧上,弦CD⊥AB交⊙O于点D,连结AC,AD.点A关于CD的对称点为E,直线CE交⊙O于点F,交AH于点G.
(1)求证:∠CAG=∠AGC;
(2)当点E在AB上,连结AF交CD于点P,若=,求的值;
(3)当点E在射线AB上,AB=2,以点A,C,O,F为顶点的四边形中有一组对边平行时,求AE的长.
【解答】(1)证明:∵AH是⊙O的切线,
∴AH⊥AB,
∴∠GAB=90°,
∵A,E关于CD对称,AB⊥CD,
∴点E在AB上,CE=CA,
∴∠CEA=∠CAE,
∵∠CAE+∠CAG=90°,∠AEC+∠AGC=90°,
∴∠CAG=∠AGC;
(2)解:∵AB是直径,AB⊥CD,
∴=,
∴AC=AD,
∴∠ACD=∠ADC,
∵∠ACD=∠ECD,
∴∠ADC=∠ECD,
∴CF∥AD,
∴=,
∵CE=AC=AD,
∴=,
∵=,
∴=,
∴=;
(3)解:如图1中,当OC∥AF时,连接OC,OF.设∠AGF=α,则∠CAG=∠ACD=∠DCF=∠AFG=α,
∵OC∥AF,
∴∠OCF=∠AFC=α,
∵OC=OA,
∴∠OCA=∠OAC=3α,
∵∠OAG=45°,
∴4α=90°,
∴α=22.5°,
∵OC=OF,OA=OF,
∴∠OFC=∠OCF﹣∠AFC=22.5°,
∴∠OFA=∠OAF=45°,
∴AF=OF=OC,
∵OC∥AF,
∴==,
∵OA=1,
∴AE=×1=2﹣.
如图2中,当OC∥AF时,连接OC,设CD交AE点M.
设∠OAC=α,
∵OC∥AF,
∴∠FAC=∠OCA=α,
∴∠COE=∠FAE=2α,
∵∠AFG=∠D,∠AGF=∠D,
∴∠AG=C∠AFG=∠AEC+∠FAE=3α,
∵∠AGC+∠AEC=90°,
∴4α=90°,
∴α=22.5°,2α=45°,
∴△COM是等腰直角三角形,
∴OC=OM,
∴OM=,AM=+1,
∴AE=2AM=2+;
如图3中,当AC∥OF时,连接OC,OF.
设∠AGF=α,
∵∠ACF=∠ACD+∠DCF=2α,
∵AC∥OF,
∴∠CFO=∠ACF=2α,
∴∠CAO=∠ACO=4α,
∵∠AOC+∠OAC+∠ACO=180°,
∴10α=180°,
∴α=18°,
∴∠COE=∠ECO=∠CFO=36°,
∴△OCE∽△FCO,
∴OC2=CE×CF,
∴1=CE(CE+1),
∴CE=AC=OE=,
∴AE=OA﹣OE=.
如图4中,当AC∥OF时,连接OC,OF,BF.
设∠FAO=α,
∵AC∥OF,
∴∠CAF=∠OFA=α,
∴∠COF=∠BOF=2α,
∵AC=AE,
∴∠AEC=∠CAE=∠EFB,
∴BF=BE,
由△OCF≌△OBF,
∴CF=BF=BE,
∵∠E=∠COF,
∴△COF∽△CEO,
∴OC2=CE•CF,
∴BE=CF=,
∴AE=AB+BE=.
综上所述,满足条件的AE的长为2﹣或2+或或,
六.相似形综合题(共1小题)
14.(2022•宁波)【基础巩固】
(1)如图1,在△ABC中,D,E,F分别为AB,AC,BC上的点,DE∥BC,BF=CF,AF交DE于点G,求证:DG=EG.
【尝试应用】
(2)如图2,在(1)的条件下,连结CD,CG.若CG⊥DE,CD=6,AE=3,求的值.
【拓展提高】
(3)如图3,在▱ABCD中,∠ADC=45°,AC与BD交于点O,E为AO上一点,EG∥BD交AD于点G,EF⊥EG交BC于点F.若∠EGF=40°,FG平分∠EFC,FG=10,求BF的长.
【解答】(1)证明:∵DE∥BC,
∴△AGD∽△AFB,△AFC∽△AGE,
∴=,=,
∴=,
∵BF=CF,
∴DG=EG;
(2)解:∵DG=EG,CG⊥DE,
∴CE=CD=6,
∵DE∥BC,
∴△ADE∽△ABC,
∴===;
(3)解:延长GE交AB于M,连接MF,过点M作MN⊥BC于N,
∵四边形ABCD为平行四边形,
∴OB=OD,∠ABC=∠ADC=45°,
∵MG∥BD,
∴ME=GE,
∵EF⊥EG,
∴FM=FG=10,
在Rt△GEF中,∠EGF=40°,
∴∠EFG=90°﹣40°=50°,
∵FG平分∠EFC,
∴∠GFC=∠EFG=50°,
∵FM=FG,EF⊥GM,
∴∠MFE=∠EFG=50°,
∴∠MFN=30°,
∴MN=MF=5,
∴NF==5,
∵∠ABC=45°,
∴BN=MN=5,
∴BF=BN+NF=5+5.
七.解直角三角形的应用(共1小题)
15.(2022•舟山)小华将一张纸对折后做成的纸飞机如图1,纸飞机机尾的横截面是一个轴对称图形,其示意图如图2,已知AD=BE=10cm,CD=CE=5cm,AD⊥CD,BE⊥CE,∠DCE=40°.
(1)连结DE,求线段DE的长.
(2)求点A,B之间的距离.
(结果精确到0.1cm.参考数据:sin20°≈0.34,cos20°≈0.94,tan20°≈0.36,sin40°≈0.64,cos40°≈0.77,tan40°≈0.84)
【解答】解:(1)如图,过点C作CF⊥DE于点F,
∵CD=CE=5cm,∠DCE=40°.
∴∠DCF=20°,
∴DF=CD•sin20°≈5×0.34≈1.7(cm),
∴DE=2DF≈3.4cm,
∴线段DE的长约为3.4cm;
(2)∵横截面是一个轴对称图形,
∴延长CF交AD、BE延长线于点G,
连接AB,
∴DE∥AB,
∴∠A=∠GDE,
∵AD⊥CD,BE⊥CE,
∴∠GDF+∠FDC=90°,
∵∠DCF+∠FDC=90°,
∴∠GDF=∠DCF=20°,
∴∠A=20°,
∴DG=≈≈1.8(cm),
∴AG=AD+DG=10+1.8=11.8(cm),
∴AB=2AG•cos20°≈2×11.8×0.94≈22.2(cm).
∴点A,B之间的距离22.2cm.
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