广东省东莞市2022年中考数学模拟题(一模)精选分层分类汇编-06解答题(提升题)
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一.一元一次不等式的应用(共1小题)
1.(2022•东莞市校级一模)某学校准备购买若干个足球和篮球(每个足球的价格相同,每个篮球的价格相同),若购买2个足球和3个篮球共需340元,购买5个足球和2个篮球共需410元.
(1)购买一个足球、一个篮球各需多少元?
(2)根据学校的实际情况,需购买足球和篮球共96个,并且总费用不超过5720元.问最多可以购买多少个篮球?
二.二次函数综合题(共6小题)
2.(2022•东莞市校级一模)如图,抛物线顶点坐标为点C(1,4),交x轴于点A(3,0),交y轴于点B.
(1)求抛物线和直线AB的解析式;
(2)设点P是抛物线(在第一象限内)上的一个动点,是否存在一点P,使S△PAB面积最大,若存在,求出P点的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)设点Q(异于C点)是抛物线上的一个动点,是否存在一点Q,使S△QAB=S△CAB.若存在,直接写出Q点的坐标;若不存在,请说明理由.
3.(2022•东莞市校级一模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=+bx+c与x轴的正半轴交于点D,与y轴交于点C,点A在抛物线上,AB⊥y轴于点B.△ABC绕点B逆时针旋转90°得到△OBE,连接DE.当+bx+c<0时,x的取值范围是﹣<x<2.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)求证:四边形OBED是矩形;
(3)在线段OD上找一点N,过点N作直线m垂直x轴,交OE于点F,连接DF,当△DNF的面积取得最大值时,求点N的坐标,在此基础上,在直线m上找一点P,连接OP、DP.使得∠OPD+∠DOE=90°,求点P的坐标.
4.(2022•东莞市校级一模)在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=﹣x2+2kx+2k2+1与x轴的左交点为A,右交点为B,与y轴的交点为C,对称轴为直线l,对于抛物线上的两点(x1,y1),(x2,y2)(x1<k<x2),当x1+x2=2时,y1﹣y2=0恒成立.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)点M是第二象限内直线AC上方的抛物线上的一点,过点M作MN⊥AC于点N,求线段MN的最大值,并求出此时点M的坐标;
(3)点P是直线l右侧抛物线上的一点,PQ⊥l于点Q,AP交直线l于点F,是否存在这样的点P,使△PQF与△ACO相似?若存在,请求出点P的坐标,若不存在,请说明理由.
5.(2022•东莞市一模)二次函数y=ax2+bx+3的图象与x轴交于A(2,0),B(6,0)两点,与y轴交于点C,顶点为E.
(1)求这个二次函数的表达式:
(2)如图①,D是该二次函数图象的对称轴上一个动点,当BD的垂直平分线恰好经过点C时,求点D的坐标;
(3)如图②,P是该二次函数图象上的一个动点,连接OP,取OP中点Q,连接QC,QE,CE,当△CEQ的面积为12时,求点P的坐标.
6.(2022•东莞市一模)如图,抛物线y=ax2+x+c与x轴交于点A,B,与y轴交于点C,已知A,C两点坐标分别是A(1,0),C(0,﹣2),连接AC,BC.
(1)求抛物线的表达式和AC所在直线的表达式;
(2)将△ABC沿BC所在直线折叠,得到△DBC,点A的对应点D是否落在抛物线的对称轴上,若点D在对称轴上,请求出点D的坐标;若点D不在对称轴上,请说明理由;
(3)点P是抛物线图象上的一动点,当∠PCB=∠ABC时,直接写出点P的坐标.
7.(2022•东莞市一模)如图,已知直线AB:y=kx+b与抛物线y=tx﹣t相交于点、点B,点B在x轴上,且对于任意实数x,不等式恒成立.
(1)求该抛物线及直线AB的解析式;
(2)点M为该抛物线上的一点,过点M作MN⊥x轴于点N,过点A作AH⊥x轴于点H,当以点M、N、B为顶点的三角形与△AHB相似,直接写出满足条件的全部点M的横坐标,并选取其中两种情况写出解答过程;
(3)试问,在抛物线y=tx﹣t上是否存在点Q,使得△QAB的面积等于△AOB的面积的2倍?如果存在,请直接写出点Q的坐标,如果不存在,请说明理由.
三.四边形综合题(共2小题)
8.(2022•东莞市一模)如图甲,在△ABC中.∠ACB=90°.AC=4.BC=3.如果点P由点B出发沿BA方向向点A匀速运动.同时点Q由点A出发沿AC方向向点C匀速运动.它们的速度均为每秒钟1个单位长度.连接PQ,设运动时间为t秒钟(0<t<4).
(1)设△APQ的面积为S,当实数t为何值时,S取得最大值?S的最大值是多少?
(2)在(1)的前提下.当S取得最大值时.把此时的△APQ沿射线AC以每秒钟1个单位长度的速度平移,当点A平移至与点C重合时停止,写出平移过程中,△APQ与△ABC的重叠部分面积y与平移时间x的函数解析式,并写出对应的x的取值范围;
(3)如图乙,连接PC,将△PQC沿QC翻折,得到四边形PQP′C,当四边形PQP′C为菱形时,求实数t的值.
9.(2022•东莞市一模)在矩形ABCD中,AB=12,P是边AB上一点,把△PBC沿直线PC折叠,顶点B的对应点是点G,过点B作BE⊥CG,垂足为E且在AD上,BE交PC于点F.
(1)如图1,若点E是AD的中点,求证:△AEB≌△DEC;
(2)如图2,当AD=25,且AE<DE时,求的值;
(3)如图3,当BE•EF=108时,求BP的值.
四.圆的综合题(共5小题)
10.(2022•东莞市校级一模)如图,AB是圆O的直径,弦CD与AB交于点H,∠BDC=∠CBE.
(1)求证:BE是圆O的切线;
(2)若CD⊥AB,AC=2,BH=3,求劣弧BC的长;
(3)如图,若CD∥BE,作DF∥BC,满足BC=2DF,连接FH、BF,求证:FH=BF.
11.(2022•东莞市校级一模)如图,在直角梯形ABCD中,AB∥CD,∠B=90°,E是BC的中点,连接AC,AE,DE,DE交AC于点F,且此时∠AED=90°.
(1)求证:△ABE∽△ECD;
(2)求证:以BC为直径的⊙E与AD相切;
(3)对角线AC交⊙E于点G,AB=6,BC=8,求AF的长.
12.(2022•东莞市一模)如图1,将矩形纸片ABCD沿直线MN折叠,顶点B恰好与CD边上的动点P重合(点P不与点C,D重合),折痕为MN,点M,N分别在边AD,BC上,连接MB,MP,BP,BP与MN相交于点F.
(1)求证:△BFN∽△BCP;
(2)①在图2中,作出经过M,D,P三点的⊙O(要求保留作图痕迹,不写作法);
②随着点P在CD上运动,当①中的⊙O恰好与BM,BC同时相切,如图3,若AB=4,求DP的长.
(3)在②的条件下,点Q是⊙O上的动点,则AQ的最小值为 .
13.(2022•东莞市校级一模)如图,在等边△ABC中,M是边BC延长线上一点,连接AM交△ABC的外接圆于点D,延长BD至N,使得BN=AM,连接CN、MN,
(1)猜想△CMN的形状,并证明你的结论;
(2)请你证明CN是⊙O的切线;
(3)若AD:AB=3:4,BN=8,求等边△ABC的面积.
14.(2022•东莞市一模)如图,已知点O是△ABC的外接圆的圆心,AB=AC,点D是弧AB上一点,连接并延长BD交过点A且平行于BC的射线于点E.
(1)求证:DA平分∠CDE;
(2)判断直线AE与⊙O的位置关系,并证明;
(3)若DE=3,BD=6,AD=5,求AC的长.
五.相似三角形的判定与性质(共1小题)
15.(2022•东莞市一模)如图,在正方形ABCD中,E是对角线BD上任意一点(BE>DE),CE的延长线交AD于点F,连接AE.
(1)求证:△ABE∽△FDE;
(2)当BE=3DE时,求tan∠1的值.
广东省东莞市2022年中考数学模拟题(一模)精选分层分类汇编-06解答题(提升题)
参考答案与试题解析
一.一元一次不等式的应用(共1小题)
1.(2022•东莞市校级一模)某学校准备购买若干个足球和篮球(每个足球的价格相同,每个篮球的价格相同),若购买2个足球和3个篮球共需340元,购买5个足球和2个篮球共需410元.
(1)购买一个足球、一个篮球各需多少元?
(2)根据学校的实际情况,需购买足球和篮球共96个,并且总费用不超过5720元.问最多可以购买多少个篮球?
【解答】解:(1)设购买一个足球需要x元,购买一个篮球需要y元,
根据题意得:,
解得:,
答:购买一个足球需要50元,购买一个篮球需要80元;
(2)设购买a个篮球,则购买(96﹣a)个足球,
根据题意得:80a+50(96﹣a)≤5720,
解得:a≤,
∵a是整数,
∴a≤30,
答:最多可以购买30个篮球.
二.二次函数综合题(共6小题)
2.(2022•东莞市校级一模)如图,抛物线顶点坐标为点C(1,4),交x轴于点A(3,0),交y轴于点B.
(1)求抛物线和直线AB的解析式;
(2)设点P是抛物线(在第一象限内)上的一个动点,是否存在一点P,使S△PAB面积最大,若存在,求出P点的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)设点Q(异于C点)是抛物线上的一个动点,是否存在一点Q,使S△QAB=S△CAB.若存在,直接写出Q点的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)如图1,设抛物线的解析式为:y=a(x﹣1)2+4,
把A(3,0)代入解析式求得a=﹣1,
∴y=﹣(x﹣1)2+4=﹣x2+2x+3,
当x=0时,y=3,
∴B(0,3),
设直线AB的解析式为:y=kx+b,
把A(3,0),B(0,3)代入y=kx+b中,得:,
解得:,
∴直线AB的解析式为:y=﹣x+3;
(2)存在,
如图2,连接OP,
设P(x,﹣x2+2x+3)(0<x<3),
S△PAB=S△OBP+S△AOP﹣S△AOB
=•3x+•3(﹣x2+2x+3)﹣×3×3
=﹣x2+x
=﹣(x2﹣3x+﹣)
=﹣(x﹣)2+,
∵﹣<0,
∴当x=时,△PAB的面积最大,此时P(,);
(3)存在,
分两种情况:
①当Q在AB的上方时,如图3,过点C作CD∥AB,交抛物线于Q,连接QB,QA,此时S△ACB=S△QAB,
设CD的解析式为:y=﹣x+m,
把C(1,4)代入得:4=﹣1+m,
∴m=5,
∴﹣x2+2x+3=﹣x+5,
解得:x1=1,x2=2,
∵点Q与点C不重合,
∴Q(2,3);
②当Q在AB的下方时,
由①知:直线CD与y轴的交点为(0,5),即直线AB向上平移2个单位,
∴将直线AB向下平移2个单位得到y=﹣x+1,
∴﹣x2+2x+3=﹣x+1,
解得:x1=,x2=,
∴Q(,)或(,).
综上,点Q的坐标是(2,3)或(,)或(,).
3.(2022•东莞市校级一模)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=+bx+c与x轴的正半轴交于点D,与y轴交于点C,点A在抛物线上,AB⊥y轴于点B.△ABC绕点B逆时针旋转90°得到△OBE,连接DE.当+bx+c<0时,x的取值范围是﹣<x<2.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)求证:四边形OBED是矩形;
(3)在线段OD上找一点N,过点N作直线m垂直x轴,交OE于点F,连接DF,当△DNF的面积取得最大值时,求点N的坐标,在此基础上,在直线m上找一点P,连接OP、DP.使得∠OPD+∠DOE=90°,求点P的坐标.
【解答】(1)解:∵当+bx+c<0时,x的取值范围是﹣<x<2,
∴抛物线与x轴的两个交点为(2,0),(﹣,0),
∴,
解得,
∴y=﹣x﹣1;
(2)证明:由(1)可知D(2,0),C(0,﹣1),
∴OD=2,OC=1,
∵AB⊥y轴,
∴△ABC是直角三角形,
∵△ABC绕点B逆时针旋转90°得到△OBE,
∴OB⊥BE,AB=OB,
设A(﹣m,m),
∴m=m2﹣m﹣1,
解得m=﹣1或m=,
∴A(﹣1,1),
∴BO=1,
∴BC=BE=2,
∴BE=OD,
∵∠BOD=90°,
∴BE∥OD,
∴四边形OBED是矩形;
(3)∵E(2,1),
∴直线OE的解析式为y=x,
设N(n,0),则F(n,n),
∴S=×DN×FN=×(2﹣n)×n=﹣(n﹣1)2+,
∵N在线段OD上,
∴0≤n≤2,
∴当n=1时,S有最大值,
此时N(1,0),F(1,),
∵∠PNO=90°,
∴∠EOD+∠POE=90°,
∵∠OPD+∠DOE=90°,
∴∠POE+∠OPN=∠OPD,
∵O点与D点关于l对称,
∴∠OPN=∠NPD,
∴∠OPN=∠POE,
∴PF=OF,
设P(1,t),
∴|t﹣|=,
∴t=+或t=﹣+,
∴P点坐标为(1,+)或(1,﹣+).
4.(2022•东莞市校级一模)在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=﹣x2+2kx+2k2+1与x轴的左交点为A,右交点为B,与y轴的交点为C,对称轴为直线l,对于抛物线上的两点(x1,y1),(x2,y2)(x1<k<x2),当x1+x2=2时,y1﹣y2=0恒成立.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)点M是第二象限内直线AC上方的抛物线上的一点,过点M作MN⊥AC于点N,求线段MN的最大值,并求出此时点M的坐标;
(3)点P是直线l右侧抛物线上的一点,PQ⊥l于点Q,AP交直线l于点F,是否存在这样的点P,使△PQF与△ACO相似?若存在,请求出点P的坐标,若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)∵(x1,y1),(x2,y2)在抛物线y=﹣x2+2kx+2k2+1上,
∴x1+x2=2k,x1x2=﹣2k2﹣1,y1=﹣x12+2kx1+2k2+1,y2=﹣x22+2kx2+2k2+1,
∴y1﹣y2=(﹣x12+2kx1+2k2+1)﹣(﹣x22+2kx2+2k2+1)=(x2﹣x1)(x1+x2﹣2k),
∵当x1+x2=2时,y1﹣y2=0恒成立,
∴(x2﹣x1)(2﹣2k)=0,
∵x1<k<x2,
∴2﹣2k=0,
∴k=1,
∴该抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3;
(2)由(1)知:y=﹣x2+2x+3,
令y=0,得﹣x2+2x+3=0,
解得:x1=﹣1,x2=3,
∴A(﹣1,0),B(3,0),
令x=0,得y=3,
∴C(0,3),
在Rt△AOC中,AC===,
设直线AC的解析式为y=mx+n,则,
解得:,
∴直线AC的解析式为y=3x+3,
如图1,过点M作MD∥y轴交AC于点D,
设M(t,﹣t2+2t+3)(﹣1<t<0),则D(t,3t+3),
∴MD=﹣t2+2t+3﹣(3t+3)=﹣t2﹣t,
∵MN⊥AC,
∴∠MND=90°=∠AOC,
∵MD∥OC,
∴∠MDN=∠ACO,
∴△MDN∽△ACO,
∴=,即=,
∴MN=﹣(t+)2+,
∵<0,
∴当t=﹣时,线段MN取得最大值,此时,M(﹣,);
(3)存在.
∵y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,
∴抛物线的对称轴为直线x=1,
设P(m,﹣m2+2m+3)(m>1),则Q(1,﹣m2+2m+3),过点P作PH⊥x轴于点H,则H(m,0),
∵PQ⊥l,l⊥x轴,
∴PQ∥x轴,
∴∠FPQ=∠PAH,
∵∠PQF=∠AHP,
∴△PFQ∽△APH,
当点P在x轴上方时,如图2,PH=﹣m2+2m+3,AH=m+1,又OA=1,OC=3,
若△PFQ∽△CAO,则△APH∽△CAO,
∴=,即=,
解得:m=﹣1(舍去)或m=,
当m=时,﹣m2+2m+3=﹣()2+2×+3=,
∴P(,);
若△PFQ∽△ACO,则△APH∽△ACO,
∴=,即=,
解得:m=﹣1(舍去)或m=0(不符合题意,舍去);
当点P在x轴下方时,如图3,PH=m2﹣2m﹣3,AH=m+1,
若△PFQ∽△CAO,则△APH∽△CAO,
∴=,即=,
解得:m=﹣1(舍去)或m=,
当m=时,﹣m2+2m+3=﹣()2+2×+3=﹣,
∴P(,﹣);
若△PFQ∽△ACO,则△APH∽△ACO,
∴=,即=,
解得:m=﹣1(舍去)或m=6,
当m=6时,﹣m2+2m+3=﹣62+2×6+3=﹣21,
∴P(6,21);
综上所述,点P的坐标为(,)或(,﹣)或(6,21).
5.(2022•东莞市一模)二次函数y=ax2+bx+3的图象与x轴交于A(2,0),B(6,0)两点,与y轴交于点C,顶点为E.
(1)求这个二次函数的表达式:
(2)如图①,D是该二次函数图象的对称轴上一个动点,当BD的垂直平分线恰好经过点C时,求点D的坐标;
(3)如图②,P是该二次函数图象上的一个动点,连接OP,取OP中点Q,连接QC,QE,CE,当△CEQ的面积为12时,求点P的坐标.
【解答】解:(1)将A(2,0),B(6,0)代入y=ax2+bx+3,得,
解得,
∴二次函数的解析式为y=x2﹣2x+3;
(2)如图1,图2,连接CB,CD,由点C在线段BD的垂直平分线CN上,得CB=CD.
设D(4,m),
∵C(0,3),由勾股定理可得:42+(m﹣3)2=62+32.
解得m=3±.
∴满足条件的点D的坐标为(4,3+)或(4,3﹣);
(3)如图3,设CQ交抛物线的对称轴于点M,
设点P(n,n2﹣2n+3),则点Q(n,n2﹣n+),
设直线CQ的解析式为y=kx+3,则n2﹣n+=nk+3,
解得k=n﹣2﹣,于是CQ:y=(n﹣2﹣)x+3,
当x=4时,y=4(n﹣2﹣)+3=5﹣,
∴M(4,n﹣5﹣),ME=n﹣4﹣.
∵S△CQE=S△CEM+S△QEM=n•ME=n•(n﹣4﹣)=12,
∴n2﹣4n﹣60=0,
解得n=10或n=﹣6,
当n=10时,P(10,8),当n=﹣6时,P(﹣6,24).
综合以上可得,满足条件的点P的坐标为(10,8)或(﹣6,24).
6.(2022•东莞市一模)如图,抛物线y=ax2+x+c与x轴交于点A,B,与y轴交于点C,已知A,C两点坐标分别是A(1,0),C(0,﹣2),连接AC,BC.
(1)求抛物线的表达式和AC所在直线的表达式;
(2)将△ABC沿BC所在直线折叠,得到△DBC,点A的对应点D是否落在抛物线的对称轴上,若点D在对称轴上,请求出点D的坐标;若点D不在对称轴上,请说明理由;
(3)点P是抛物线图象上的一动点,当∠PCB=∠ABC时,直接写出点P的坐标.
【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+x+c经过A(1,0),C(0,﹣2)两点,
∴,
解得:,
∴抛物线的表达式为y=x2+x﹣2,
设直线AC的表达式为y=kx+b,
则,
解得:,
∴直线AC的表达式为y=2x﹣2;
(2)点D不在抛物线的对称轴上,理由是:
∵抛物线的表达式为y=x2+x﹣2,
∴点B坐标为(﹣4,0).
∵OA=1,OC=2,
∴=.
又∵∠AOC=∠COB=90°,
∴△AOC∽△COB.
∴∠ACO=∠CBO.
∴∠ACO+∠BCO=∠OBC+∠BCO=90°,
∴AC⊥BC.
∴将△ABC沿BC所在直线折叠,点D一定落在直线AC上,
延长AC至D,使DC=AC,过点D作DE⊥y轴交y轴于点E,如图1.
又∵∠ACO=∠DCE,
∴△ACO≌△DCE(AAS).
∴DE=AO=1,则点D横坐标为﹣1,
∵抛物线的对称轴为直线x=﹣.
故点D不在抛物线的对称轴上.
(3)当点P在x轴下方时,如图2,
∵∠PCB=∠ABC,
∴CP∥AB,
∴点P的纵坐标为﹣2,
令y=﹣2,得x2+x﹣2=﹣2,
解得:x=0(舍去)或x=﹣3,
∴P1(﹣3,﹣2);
当点P在x轴上方时,如图2,设CP交x轴于点G,设G(t,0),
则OG=﹣t,BG=t+4,
由勾股定理得:CG2=OG2+OC2=t2+4,
∵∠PCB=∠ABC,
∴BG=CG,即(t+4)2=t2+4,
解得:t=﹣,
∴G(﹣,0),
设直线CG的解析式为y=mx+n,
则,
解得:,
∴直线CG的解析式为y=﹣x﹣2,
联立方程组得,
解得:,,
∴P2(﹣,),
综上所述,点P的坐标为(﹣3,﹣2)或(﹣,).
7.(2022•东莞市一模)如图,已知直线AB:y=kx+b与抛物线y=tx﹣t相交于点、点B,点B在x轴上,且对于任意实数x,不等式恒成立.
(1)求该抛物线及直线AB的解析式;
(2)点M为该抛物线上的一点,过点M作MN⊥x轴于点N,过点A作AH⊥x轴于点H,当以点M、N、B为顶点的三角形与△AHB相似,直接写出满足条件的全部点M的横坐标,并选取其中两种情况写出解答过程;
(3)试问,在抛物线y=tx﹣t上是否存在点Q,使得△QAB的面积等于△AOB的面积的2倍?如果存在,请直接写出点Q的坐标,如果不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)由题意可知,抛物线y=tx﹣t=t(x﹣1)2﹣t,
∵不等式恒成立,
∴当x=1时,﹣t=﹣,解得t=1,
∴抛物线的解析为:y=x﹣1.
当y=﹣,则x﹣1=﹣,解得x=1.即a=1,
令y=0,则x﹣1=0,解得x=﹣1或x=3;
∴B(3,0),
将B(3,0),A(1,﹣)代入y=kx+b,
∴,解得.
∴直线AB的解析式为:y=x﹣2.
(2)∵AH⊥x轴,
∴H(1,0),
∴AH=,BH=2.
设点M的横坐标为m,
则M(m,m﹣1),N(m,0),
∴MN=|m﹣1|,BN=|m﹣3|,
若△MNB与△AHB相似,则MN:BN=2:3或MN:BN=3:2,
∴|m﹣1|:|m﹣3|=2:3或|m﹣1|:|m﹣3|=3:2,
解得m=1或m=﹣3或m=或m=﹣.
综上,当以点M、N、B为顶点的三角形与△AHB相似时,点M的横坐标为1或﹣3或或﹣.
(3)存在,理由如下:
如图,作点B关于点O的对称点E,
∴BE=2OB=6,
∴△ABE的面积等于△AOB的面积的2倍,
过点E作AB的平行线,与抛物线的交点即为点Q,
∵EQ∥AB,
∴直线EQ的解析式为:y=x+2,
令x+2=x﹣1,解得x=2+或x=2﹣.
∴Q(2+,+)或(2﹣,﹣).
作直线EQ关于直线AB的对称直线E′Q′,则直线E′Q′的解析式为:y=x﹣6,
令x﹣6=x﹣1,无解.
综上,使得△QAB的面积等于△AOB的面积的2倍的点Q的坐标为(2+,+)或(2﹣,﹣).
三.四边形综合题(共2小题)
8.(2022•东莞市一模)如图甲,在△ABC中.∠ACB=90°.AC=4.BC=3.如果点P由点B出发沿BA方向向点A匀速运动.同时点Q由点A出发沿AC方向向点C匀速运动.它们的速度均为每秒钟1个单位长度.连接PQ,设运动时间为t秒钟(0<t<4).
(1)设△APQ的面积为S,当实数t为何值时,S取得最大值?S的最大值是多少?
(2)在(1)的前提下.当S取得最大值时.把此时的△APQ沿射线AC以每秒钟1个单位长度的速度平移,当点A平移至与点C重合时停止,写出平移过程中,△APQ与△ABC的重叠部分面积y与平移时间x的函数解析式,并写出对应的x的取值范围;
(3)如图乙,连接PC,将△PQC沿QC翻折,得到四边形PQP′C,当四边形PQP′C为菱形时,求实数t的值.
【解答】解:(1)如答图1,过点P作PH⊥AC于H,
∵∠C=90°,
∴AC⊥BC,
∴PH∥BC,
∴△APH∽△ABC,
∴=,
∵AC=4cm,BC=3cm,
∴AB=5cm,
∴=,
∴PH=3﹣t,
∴△AQP的面积为:
S=×AQ×PH=×t×(3﹣t)=﹣(t﹣)2+,
∴当t为秒时,S最大值为cm2.
(2)①当0≤x<时,y=;
②当≤x<2时,y=﹣x+3.
③如答图2,当2≤x≤4时,△A′P′C∽△A′PQ,则=,即=,
解得P′C=(4﹣x),
则y=(4﹣x)×(4﹣x)=(4﹣x)2,
综上所述,y=;
(3)如答图3,连接PP′,PP′交QC于E,
当四边形PQP′C为菱形时,PE垂直平分QC,即PE⊥AC,QE=EC,
∴△APE∽△ABC,
∴=,
∴AE===﹣t+4
QE=AE﹣AQ=﹣t+4﹣t=﹣t+4,
QE=QC=(4﹣t)=﹣t+2,
∴﹣t+4=﹣t+2,
解得:t=,
∵0<<4,
∴当四边形PQP′C为菱形时,t的值是s.
9.(2022•东莞市一模)在矩形ABCD中,AB=12,P是边AB上一点,把△PBC沿直线PC折叠,顶点B的对应点是点G,过点B作BE⊥CG,垂足为E且在AD上,BE交PC于点F.
(1)如图1,若点E是AD的中点,求证:△AEB≌△DEC;
(2)如图2,当AD=25,且AE<DE时,求的值;
(3)如图3,当BE•EF=108时,求BP的值.
【解答】解:(1)在矩形ABCD中,∠A=∠D=90°,AB=DC,
∵E是AD中点,
∴AE=DE,
在△AEB和△DEC中,
,
∴△AEB≌△DEC(SAS);
(2)∵BE⊥CG,
∴∠BEC=90°,
∴∠AEB+∠CED=90°,
∵∠AEB+∠ABE=90°,
∴∠CED=∠ABE,
∵∠A=∠D=90°,
∴△ABE∽△DEC,
∴,
设AE=x,
∴DE=25﹣x,
∴,
∴x=9或x=16,
∵AE<DE,
∴AE=9,DE=16,
∴CE=20,BE=15,
由折叠得,BC=CG=25,
在矩形ABCD,∠ABC=90°,
∵△BPC沿PC折叠得到△GPC,
∴∠PGC=∠PBC=90°,∠BPC=∠GPC,
∵BE⊥CG,
∴BE∥PG,
∴△ECF∽△GCP,
∴,
∴=.
(3)如图,连接FG,
∵BE∥PG,
∴∠GPF=∠PFB,
∴∠BPF=∠BFP,
∴BP=BF;
∵BP=PG,
∴▱BPGF是菱形,
∴BP∥GF,
∴∠GFE=∠ABE,
∴△GEF∽△EAB,
∴,
∴BE•EF=AB•GF,
∵BE•EF=108,AB=12,
∴GF=9,
∴BP=GF=9.
四.圆的综合题(共5小题)
10.(2022•东莞市校级一模)如图,AB是圆O的直径,弦CD与AB交于点H,∠BDC=∠CBE.
(1)求证:BE是圆O的切线;
(2)若CD⊥AB,AC=2,BH=3,求劣弧BC的长;
(3)如图,若CD∥BE,作DF∥BC,满足BC=2DF,连接FH、BF,求证:FH=BF.
【解答】(1)证明:∵AB是直径,
∴∠ACB=90°,
∴∠CAB+∠ABC=90°,
∵∠CAB=∠CDB,∠CDB=∠CBE,
∴∠CBE=∠CAB,
∴∠CBE+∠ABC=90°,
∴AB⊥BE,
∵AB是直径,
∴BE是⊙O的切线;
(2)解:∵CD⊥AB,
∴∠AHC=∠ACB=90°,
∵∠CAH=∠CAB,
∴△CAH∽△BAC,
∴=,
∴CA2=AH•AB,
设AH=x,则4=x(x+3),
解得x=1或﹣4(﹣4舍去),
∴AH=A,AB=4,
∴AC=2AH,
∴∠ACH=30°,
∴∠CAH=60°,
∴∠BOC=2∠A=120°,
∴的长==π;
(3)证明:如图,取BC的中点G,连接DG,GH,过点G作GM⊥BD于点M,过点H作HK⊥DB于点K过点F作FN⊥BD于点N,作FT∥BD交CD的延长线于点T.
∵DF∥CB,BC=2DF,CG=BG,
∴DF=BG,
∴四边形DFBG是平行四边形,
∴BF=DG,BF∥DG,
∴∠GDM=∠FBN,
∵∠GMD=∠FNB=90°,
∴△GMD≌△FNC(AAS),
∴GM=FN,
∵AB是直径,AB⊥CD,
∴DH=HC,=,
∴DB=DC,
∴∠BDC=∠BCD,
∵CG=GM,
∴HG∥DB,
∵HK⊥DB,GM⊥DB,
∴KH=GM=FN,
∵∠HKJ=∠FNJ=90°,∠KJH=∠NJF,
∴△HKJ≌△FNJ(AAS),
∴HJ=JF,
∵FT∥JD,
∴DT=DH=CH,
∴CD=HT,
∵DF∥CB,FT∥BD,
∴∠FDT=∠BCD,∠BDC=∠T,
∴∠T=∠FDT,
∴FT=FD,
∴FT=CG,
∵∠T=∠C,
∴△DCG≌△HTF(SAS),
∴DG=HF,
∴HF=BF.
11.(2022•东莞市校级一模)如图,在直角梯形ABCD中,AB∥CD,∠B=90°,E是BC的中点,连接AC,AE,DE,DE交AC于点F,且此时∠AED=90°.
(1)求证:△ABE∽△ECD;
(2)求证:以BC为直径的⊙E与AD相切;
(3)对角线AC交⊙E于点G,AB=6,BC=8,求AF的长.
【解答】(1)证明:∵AB∥CD,∠B=90°,
∴∠DCE=180°﹣∠B=90°,
∴∠DCE=∠B,
∵∠AED=90°,
∴∠DCE=90°﹣∠AEB=∠BAE,
∴△ABE∽△ECD;
(2)证明:过E作EH⊥AD于H,延长DE、AB交于G,如图:
∵E是BC的中点,
∴BE=CE,
∵AB∥CD,
∴∠GBE=∠DCE,∠BGE=∠CDE,
∴△BGE≌△CDE(AAS),
∴GE=DE,
∵∠AED=90°,
∴AE是DG的垂直平分线,
∴AD=AG,
∴∠GAE=∠DAE,
∵∠B=90°,EH⊥AD,
∴BE=HE,即EH是⊙E的半径,
∴AD经过半径EH外端,且EH⊥AD,
∴以BC为直径的⊙E与AD相切;
(3)解:以B为原点,BC所在直线为x轴,建立直角坐标系,如图:
由(1)得△ABE∽△ECD,
∴=,
∵AB=6,BC=8,BE=CE,
∴CD==,
∴D(8,),
由A(0,6),C(8,0)可得直线AC解析式为y=﹣x+6,
由E(4,0),D(8,)可得直线DE解析式为y=x﹣,
解得,
∴F(,),
∴AF==.
12.(2022•东莞市一模)如图1,将矩形纸片ABCD沿直线MN折叠,顶点B恰好与CD边上的动点P重合(点P不与点C,D重合),折痕为MN,点M,N分别在边AD,BC上,连接MB,MP,BP,BP与MN相交于点F.
(1)求证:△BFN∽△BCP;
(2)①在图2中,作出经过M,D,P三点的⊙O(要求保留作图痕迹,不写作法);
②随着点P在CD上运动,当①中的⊙O恰好与BM,BC同时相切,如图3,若AB=4,求DP的长.
(3)在②的条件下,点Q是⊙O上的动点,则AQ的最小值为 .
【解答】(1)证明:∵将矩形纸片ABCD沿直线MN折叠,顶点B恰好与CD边上的动点P重合,
∴∠BFN=∠PFN=90°,
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠C=90°=∠BFN,
又∠FBN=∠CBP,
∴△BFN∽△BCP;
(2)解:①作出经过M,D,P三点的⊙O如下:
②设⊙O与BC相切于K,连接OK,过P作PH⊥OK于H,如图:
∵∠D=90°,
∴O在PM上,
∵⊙O与BM相切,
∴∠BMP=90°,
∴∠DMP=90°﹣∠AMB=∠ABM,
∵将矩形纸片ABCD沿直线MN折叠,顶点B恰好与CD边上的动点P重合,
∴BM=BP,
∵∠A=∠D=90°,
∴△ABM≌△DMP(AAS),
∴AB=DM=4,AM=DP,
设AM=DP=x,则CP=4﹣x,
∴PM==,
∴OM=OK=OP=,
∵⊙O与BC相切,
∴∠OKC=90°=∠C=∠PHK,
∴四边形HKCP是矩形,
∴HK=CP=4﹣x,
∴OH=OK﹣HK=﹣(4﹣x)=﹣4+x,
∵sin∠DMP=sin∠HPO,
∴=,
∵PM=2OP,
∴DP=2OH,即x=2(﹣4+x),
解得x=3,
∴DP的长是3;
(3)解:过O作OR⊥AD于R,连接OA交⊙O于Q,如图:
由(2)知AM=DP=3,AB=DM=4,
∴AD=7,PM===5,
∴⊙O半径为,
∵O为PM中点,OR∥CD,
∴OR是△MDP的中位线,
∴OR=DP=,DR=DM=2,
∴AR=AD﹣DR=5,
在Rt△AOR中,OA===,
当Q为OA与⊙O交点时,AQ最小,此时AQ=OA﹣OQ=,
故答案为:.
13.(2022•东莞市校级一模)如图,在等边△ABC中,M是边BC延长线上一点,连接AM交△ABC的外接圆于点D,延长BD至N,使得BN=AM,连接CN、MN,
(1)猜想△CMN的形状,并证明你的结论;
(2)请你证明CN是⊙O的切线;
(3)若AD:AB=3:4,BN=8,求等边△ABC的面积.
【解答】(1)解:△CMN的形状是等边三角形,理由:
∵△ABC是等边三角形,
∴AC=BC,∠ACB=60°,
∵,
∴∠CAM=∠CBN.
在△CAM和△CBN中,
,
∴△CAM≌△CBN(SAS),
∴CM=CN,∠AMC=∠BNC.
∴△CMN是等腰三角形.
∵∠NCM=∠CBN+∠CNB,∠CAM=∠CBN,
∴∠NCM=∠CAM+∠CMA.
∵∠ACB=CAM+∠CMA,
∴∠NCM=∠ACB=60°,
∴△CMN的形状是等边三角形;
(2)证明:连接CO并延长交AB于点E,如图,
∵△ABC是等边三角形,
∴AC=BC,∠ACB=60°.
∴,
∴CE⊥AB,
∴∠ACE=∠BCE=∠ACB=30°.
由(1)知:∠NCM=60°,
∴∠ACN=180°﹣∠ACB﹣∠NCM=60°,
∴∠OCN=∠ACE+∠ACN=90°,
∴OC⊥CN.
∵OC为⊙O的半径,
∴CN是⊙O的切线;
(3)解:∵△ABC是等边三角形,
∴AC=BC,∠ABC=∠ACB=60°.
∵∠ADB=∠ACB=60°,
∴∠ADB=∠ABC.
∵∠BAD=∠MAB,
∴△ABD∽△AMB.
∴,
∵AD:AB=3:4,AM=BN=8,
∴,
∴AB=6.
∴BC=AC=AB=6.
连接CO并延长交AB于点E,如图,
∴CE⊥AB,
∴AE=BE=AB=3,
∴CE==3,
∴等边△ABC的面积=AB•CE=9.
14.(2022•东莞市一模)如图,已知点O是△ABC的外接圆的圆心,AB=AC,点D是弧AB上一点,连接并延长BD交过点A且平行于BC的射线于点E.
(1)求证:DA平分∠CDE;
(2)判断直线AE与⊙O的位置关系,并证明;
(3)若DE=3,BD=6,AD=5,求AC的长.
【解答】(1)证明:∵AB=AC,
∴∠ACB=∠ABC,
∵∠ACB+∠ADB=180°,
∴∠ACB=∠ADE.
又∵∠CAB=∠CDB,
∴∠EDA+∠ADC+∠CDB=180°,
∴∠ADC=∠ABC
∴∠EDA=∠CDA
∴DA平分∠CDE
(2)解:相切,理由如下:
如图,作OP⊥BC,连接AO,BO,CO,
∵△ABO≌△ACO,
∴∠BAO=∠CAO,
∴AO为∠BAC的角平分线,
∵等腰三角形平分线和垂线重合,
∴A、O、P共线,
∵EA∥BC且∠APC=90°,
∴∠EAO=90°,
∵OA是半径,
∴AE与⊙O相切,
(3)解:由(1)可知∠BAE=∠EBC=∠ADE,
又∠AEB=∠DEB,
∴△AED∽△BEA,
∴ED:EA=EA:BE,
∴3:EA=EA:9,
∴AE=3,
∵AD:AB=AE:BE,
∴AB=5,
∴AC=AB=5.
五.相似三角形的判定与性质(共1小题)
15.(2022•东莞市一模)如图,在正方形ABCD中,E是对角线BD上任意一点(BE>DE),CE的延长线交AD于点F,连接AE.
(1)求证:△ABE∽△FDE;
(2)当BE=3DE时,求tan∠1的值.
【解答】(1)证明:在正方形ABCD中,
∵AB=BC,
∠ABE=∠CBE=∠FDE=45°,
在△ABE与△CBE中,
,
∴△ABE≌△CBE,
∴∠BAE=∠ECB,
∵AD∥BC,∴∠DFE=∠BCE,
∴∠BAE=∠DFE,
∴△ABE∽△FDE;
(2)连接AC交BD于O,
设正方形ABCD的边长为a,
∴BD=a,BO=OD=OC=a,
∵BE=3DE,
∴OE=OD=a,
∴tan∠1=tan∠OEC==2.
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