江苏省南京市秦淮区2022-2023学年九年级上学期期中数学试卷(含答案)
展开2022-2023学年江苏省南京市秦淮区九年级第一学期期中数学试卷
一、选择题(本大题共6小题,每小题2分,共12分.在每小题所给出的四个选项中,恰有一项是符合题目要求的,请将正确选项前的字母代号填涂在答题卡相应位置上)
1.已知⊙O的半径是5cm,线段OP的长为4cm,则点P( )
A.在⊙O外 B.在⊙O上 C.在⊙O内 D.不能确定
2.下列方程中,是一元二次方程的是( )
A.x﹣=0 B.3x2=1 C.2x﹣y=5 D.y2+x+2=0
3.一个圆锥的底面半径为3,母线长为4,其侧面积是( )
A.3π B.6π C.12π D.24π
4.用配方法解方程x2﹣8x+5=0时,原方程应变形为( )
A.(x﹣8)2=21 B.(x﹣8)2=11 C.(x﹣4)2=21 D.(x﹣4)2=11
5.如图,在⊙O中,直径EF与弦CD相交于点M,F为中点.若CD=2,EM=5,则⊙O的半径长为( )
A.4 B.3 C. D.
6.以下列三边长度作出的三角形中,其外接圆半径最小的是( )
A.8,8,8 B.4,10,10 C.4,8,10 D.6,8,10
二、填空题(本大题共10小题,每小题2分,共20分.请把答案直接填写在答题卷相应位置上)
7.方程x2=9的根是 .
8.关于x的一元二次方程(x﹣2)2=a﹣1有实数根,则a的取值范围是 .
9.已知一扇形的半径为2cm,其弧长为3πcm,则该扇形的面积是 cm2.
10.如图,AB是⊙O的直径,点C、D在⊙O上.若∠ABD=55°,则∠BCD的度数为 .
11.已知m是方程x2﹣x﹣1=0的一个根,则代数式m2﹣m﹣2022的值是 .
12.如图,在△ABC中,AB=2,AC=,以A为圆心,1为半径的圆与边BC相切,则BC的长是 .
13.某企业2020年盈利2000万元,2022年盈利2420万元,该企业盈利的年平均增长率不变.设年平均增长率为x,根据题意,可列出方程 .
14.已知正六边形的外接圆半径为2,则它的内切圆半径为 .
15.如图,矩形ABCD中,AB=3,BC=2.若P为矩形内一点,且∠BPC≤45°,则所有符合条件的点P形成的区域的面积是 .
16.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,BC=2,AC=2.⊙C的半径长为1,P是△ABC边上一动点(可以与顶点重合),并且点P到⊙C的切线长为m.若满足条件的点P的位置有4个,则m的取值范围是 .
三、解答题(本大题共11小题,共88分.请在答题卷指定区域内作答,解答时应写出文字说明、说理过程或演算步骤)
17.解方程x2﹣2x﹣1=0.
18.解方程(x+2)2=3(x+2).
19.已知关于x的一元二次方程x2+2kx+k2+k﹣2=0有两个不相等的实数根.
(1)求k的取值范围;
(2)当k为正整数时,求方程的根.
20.如图,四边形ABCD内接于⊙O,BC为⊙O的直径,OA∥CD.
(1)若∠ABC=70°,求∠BAD的度数;
(2)求证:=.
21.如图,等腰△ABC中,AB=AC,⊙O过点B、C且与AB、AC分别相交于点D、E.求证:BD=CE.
22.如图所示,面积为4500m2的矩形广场上修建了两个相邻的正方形休闲区域,剩余区域为绿化区.已知大正方形的边长比小正方形的边长大10m,求绿化区的面积.
23.已知α、β是关于x的一元二次方程(x﹣m)(x﹣n)﹣2(x﹣m)=0的两个实数根.
(1)若α=β,则m与n满足关系 ;
(2)若β<α<0,求m+n的范围.
24.如图,在⊙O中,AB是⊙O的直径,PA与⊙O相切于点A,点C在⊙O上,且PC=PA.
(1)求证:PC是⊙O的切线;
(2)过点C作CD⊥AB于点E,交⊙O于点D,若CD=PA=2,
①求图中阴影部分面积;
②连接AC,若△PAC的内切圆圆心为I,则线段IE的长为 .
25.商店购进某种玩具的价格为30元.根据一段时间的市场调查发现,按销售单价50元每件出售时,能卖600件,而销售单价每涨价0.5元,销售量就会减少5件.为获得15000元的利润,销售单价应为多少元?
26.【习题再现】
(教材P74第10题)如图①,I是△ABC的内心,AI的延长线交△ABC的外接圆于点D.BD和ID相等吗?为什么?
(1)完成原习题;
【逆向思考】
(2)如图②,I为△ABC内一点,AI的延长线交△ABC的外接圆于点D.若DB=DI=DC,求证:I为△ABC的内心.
【迁移运用】
(3)如图③,利用无刻度直尺和圆规,作出△ABC的内心I.(保留作图痕迹,写出必要的文字说明.)
27.在Rt△ABC中,∠ACB=90°,点D是AB边上的动点,AC=6,BC=8,经过 C、D的⊙O交AC边于点M,交BC边于点N,且点M、N不与点C重合.
(1)若点D运动到AB的中点.
①如图①,当点M与点A重合时,求线段MN的长;
②如图②,连接MN,若MN∥AB,求线段MN的长;
(2)如图③,点D在运动过程中,⊙O半径r的范围为 .
参考答案
一、选择题(本大题共6小题,每小题2分,共12分.在每小题所给出的四个选项中,恰有一项是符合题目要求的,请将正确选项前的字母代号填涂在答题卡相应位置上)
1.已知⊙O的半径是5cm,线段OP的长为4cm,则点P( )
A.在⊙O外 B.在⊙O上 C.在⊙O内 D.不能确定
【分析】根据点到圆心的距离和圆的半径之间的数量关系,即可判断点和圆的位置关系.点到圆心的距离小于圆的半径,则点在圆内;点到圆心的距离等于圆的半径,则点在圆上;点到圆心的距离大于圆的半径,则点在圆外.
解:∵⊙O的半径是5cm,线段OP的长为4cm,
∴点P到圆心的距离小于圆的半径,
∴点P在⊙O内.
故选:C.
【点评】本题考查了点与圆的位置关系:设⊙O的半径为r,点P到圆心的距离OP=d,则有:点P在圆外⇔d>r;点P在圆上⇔d=r;点P在圆内⇔d<r.
2.下列方程中,是一元二次方程的是( )
A.x﹣=0 B.3x2=1 C.2x﹣y=5 D.y2+x+2=0
【分析】一元二次方程的定义,含有一个未知数,未知数的指数最高次是2的整式方程.
解:A.该方程是分式方程,故本选项不合题意;
B.该方程是一元二次方程,故本选项符合题意;
C.该方程是二元一次方程,故本选项不合题意;
D.该方程是二元二次方程,故本选项不合题意.
故选:B.
【点评】本题考查一元二次方程的判定,掌握一元二次方程的定义是解答本题的关键.
3.一个圆锥的底面半径为3,母线长为4,其侧面积是( )
A.3π B.6π C.12π D.24π
【分析】圆锥的侧面积=底面周长×母线长÷2.
解:圆锥的侧面积=2π×3×4÷2=12π.
故选:C.
【点评】本题考查了圆锥的计算,解题的关键是知道圆锥的侧面积的计算方法.
4.用配方法解方程x2﹣8x+5=0时,原方程应变形为( )
A.(x﹣8)2=21 B.(x﹣8)2=11 C.(x﹣4)2=21 D.(x﹣4)2=11
【分析】利用解一元二次方程﹣配方法,进行计算即可解答.
解:x2﹣8x+5=0,
x2﹣8x=﹣5,
x2﹣8x+16=﹣5+16,
(x﹣4)2=11,
故选:D.
【点评】本题考查了解一元二次方程﹣配方法,熟练掌握解一元二次方程﹣配方法是解题的关键.
5.如图,在⊙O中,直径EF与弦CD相交于点M,F为中点.若CD=2,EM=5,则⊙O的半径长为( )
A.4 B.3 C. D.
【分析】如图,连接OC,设OC=OE=OF=r.利用垂径定理,勾股定理解决问题即可.
解:如图,连接OC,设OC=OE=OF=r.
∵EF⊥CD,EF是直径,
∴CM=MD=1,
在Rt△COM中,OC2=OM2+CM2,
∴r2=12+(5﹣r)2,
∴r=,
故选:C.
【点评】本题考查垂径定理,勾股定理等知识,解题的关键是学会利用参数构建方程解决问题,属于中考常考题型.
6.以下列三边长度作出的三角形中,其外接圆半径最小的是( )
A.8,8,8 B.4,10,10 C.4,8,10 D.6,8,10
【分析】分别求出各三角形的外接圆半径,比较即可.
解:A、∵△ABC是等边三角形,设O是外心,
∴BF=CF=4,AF⊥BC,BE平分∠ABC,
∴∠OBF=∠ABC=30°,
∴OB===,
∴△ABC的外接圆的半径为;
B、∵△ABC是等腰三角形,
过A作AD⊥BC于D,延长AD交⊙O于E,
∵AB=AC=10,
∴=,BD=CD=BC=2,
∴AE是⊙O的直径,AD===4,
∴∠ABE=∠ADB=90°,
∵∠BAD=∠EAB,
∴△ADB∽△ABE,
∴=,
∴=,
∴AE=,
∴外接圆半径为;
C、作AD⊥BC于点D,作直径AE,连接CE,
在Rt△ABD中,AB2﹣BD2=AD2,
在Rt△ACD中,AC2﹣CD2=AD2,
∴AB2﹣BD2=AC2﹣CD2,即42﹣BD2=82﹣(10﹣BD)2,
解得BD=,
由勾股定理得,AD==,
∵AE为圆的直径,
∴∠ACE=90°,
∴∠ADB=∠ACE,又∠B=∠E,
∴△ADB∽△ACE,
∴=,即=,
解得AE=,
则外接圆半径=,
D、∵62+82=102,
∴此三角形是直角三角形,
∴此三角形外接圆的半径为5,
∴其外接圆半径最小的是A选项,
故选:A.
【点评】本题考查的是三角形的外接圆与外心、相似三角形的判定和性质、勾股定理,掌握圆周角定理、相似三角形的判定定理和性质定理是解题的关键.
二、填空题(本大题共10小题,每小题2分,共20分.请把答案直接填写在答题卷相应位置上)
7.方程x2=9的根是 x1=3,x2=﹣3 .
【分析】利用直接开平方法解方程即可.
解:x2=9,
x=±3,
所以x1=3,x2=﹣3.
故答案为:x1=3,x2=﹣3.
【点评】本题考查了解一元二次方程﹣直接开平方法:形如x2=p或(nx+m)2=p(p≥0)的一元二次方程可采用直接开平方的方法解一元二次方程.
8.关于x的一元二次方程(x﹣2)2=a﹣1有实数根,则a的取值范围是 a≥1 .
【分析】根据平方的意义得出关于a的一元一次不等式,解之即可得出结论.
解:∵关于x的一元二次方程(x﹣2)2=a﹣1有实数根,
∴a﹣1≥0,
解得a≥1,
故答案为:a≥1.
【点评】本题考查了一元二次方程根的条件,列出关于a的一元一次不等式组是解题的关键.
9.已知一扇形的半径为2cm,其弧长为3πcm,则该扇形的面积是 3π cm2.
【分析】扇形的面积=弧长×半径.
解:利用扇形面积公式可知该扇形的面积是=3πcm2.
【点评】本题主要考查了扇形的面积公式.
10.如图,AB是⊙O的直径,点C、D在⊙O上.若∠ABD=55°,则∠BCD的度数为 35° .
【分析】先根据圆周角定理求出∠ADB的度数,再由直角三角形的性质求出∠A的度数,进而可得出结论.
解:连接AD,
∵AB是⊙O的直径,
∴∠ADB=90°.
∵∠ABD=55°,
∴∠DAB=90°﹣55°=35°,
∴∠BCD=∠DAB=35°.
故答案为:35°.
【点评】本题考查的是圆周角定理,熟知直径所对的圆周角是直角是解答此题的关键.
11.已知m是方程x2﹣x﹣1=0的一个根,则代数式m2﹣m﹣2022的值是 ﹣2021 .
【分析】先根据一元二次方程根的定义得到m2﹣m=1,然后利用整体代入的方法计算m2﹣m﹣2的值.
解:∵m是方程x2﹣x﹣1=0的一个根,
∴m2﹣m﹣1=0,
∴m2﹣m=1,
∴m2﹣m﹣2022=1﹣2022=﹣2021.
故答案为:﹣2021.
【点评】本题考查了一元二次方程的解:能使一元二次方程左右两边相等的未知数的值是一元二次方程的解.
12.如图,在△ABC中,AB=2,AC=,以A为圆心,1为半径的圆与边BC相切,则BC的长是 1+ .
【分析】如图,连接AD.在Rt△ABD与Rt△ACD中,利用勾股定理分别求得BD、CD的长度,然后易求BC=BD+CD.
解:如图,设线段BC与⊙O相切于点D,连接AD.
∵BC是⊙O的切线,D是切点,
∴AD⊥BC,AD=1.
∴在Rt△ABD中,AB=2,AD=1,∠ADB=90°,BD===.
在Rt△ACD中,AC=,AD=1,∠ADC=90°,CD===1.
∴BC=BD+CD=1+.
故答案是:1+.
【点评】本题考查了切线的性质,勾股定理.运用切线的性质来进行计算或论证,常通过作辅助线连接圆心和切点,利用垂直构造直角三角形解决有关问题.
13.某企业2020年盈利2000万元,2022年盈利2420万元,该企业盈利的年平均增长率不变.设年平均增长率为x,根据题意,可列出方程 2000(1+x)2=2420 .
【分析】设年平均增长率为x,则2021年人均收入为20000(1+x)万元,2022年则为20000(1+x)(1+x)万元,再由条件“2022年盈利2420万元”进而可得方程.
解:设年平均增长率为x,
根据题意:2000(1+x)2=2420,
故答案为:2000(1+x)2=2420.
【点评】此题主要考查了由实际问题抽象出一元二次方程,关键是正确理解题意,找出题目中的等量关系.
14.已知正六边形的外接圆半径为2,则它的内切圆半径为 .
【分析】根据题意画出图形,利用正六边形中的等边三角形的性质求解即可.
解:如图,连接OA、OB,OG;
∵六边形ABCDEF是边长为2的正六边形,
∴△OAB是等边三角形,
∴∠OAB=60°,
∴OG=OA•sin60°=2×=,
∴半径为2的正六边形的内切圆的半径为.
故答案为:.
【点评】本题考查了正多边形和圆、等边三角形的判定与性质;熟练掌握正多边形的性质,证明△OAB是等边三角形是解决问题的关键.
15.如图,矩形ABCD中,AB=3,BC=2.若P为矩形内一点,且∠BPC≤45°,则所有符合条件的点P形成的区域的面积是 3﹣ .
【分析】在AB、CD上分别截取BE=CF=BC=2,连接CE、BF,两线交于点O,连接EF,则四边形BCFE为正方形,作四边形BCFE的外接圆⊙O,则所有符合条件的点P形成的区域为边AD、AE、DF、围成的封闭图形,根据矩形的面积公式,扇形面积公式,弓形面积公式进行计算便可.
解:在AB、CD上分别截取BE=CF=BC=2,连接CE、BF,两线交于点O,连接EF,则四边形BCFE为正方形,作四边形BCFE的外接圆⊙O,
∴∠BOC=90°,
当点P在上时,∠BPC=45°,
∵P为矩形内一点,且∠BPC≤45°,
∴所有符合条件的点P形成的区域为边AD、AE、DF、围成的封闭图形,
∴所有符合条件的点P形成的区域的面积为:S矩形ADFE﹣S弓形EPF=2×1﹣()=3﹣.
故答案为:3﹣.
【点评】本题主要考查了矩形的性质,圆的性质,扇形的面积公式,弓形面积公式,关键是构造辅助圆确定P点运动区域.
16.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,BC=2,AC=2.⊙C的半径长为1,P是△ABC边上一动点(可以与顶点重合),并且点P到⊙C的切线长为m.若满足条件的点P的位置有4个,则m的取值范围是 <m< .
【分析】作CE⊥AB于点E,作EF切⊙C于点F,连接CF,先由勾股定理求得AB=4,列面积等式×4CE=×2×2=S△ABC,求得CE=,再根据勾股定理求得EF=,作BD切⊙C于点D,连接BD,求得BD=,观察图形可知,点P的位置有4个需要满足的条件是EF<m<BD,即可求得<m<.
解:作CE⊥AB于点E,作EF切⊙C于点F,连接CF,则CF=1,
∵∠ACB=90°,BC=2,AC=2,
∴AB===4,
∴×4CE=×2×2=S△ABC,
∴CE=,
∵EF⊥OF,
∴∠CFE=90°,
∴EF===;
作BD切⊙C于点D,连接BD,则CD=1,
∵BD⊥CD,
∴∠CDB=90°,
∴BD===,
观察图形可知,点P的位置有4个需要满足的条件是EF<m<BD,
∴m的取值范围是<m<,
故答案为:<m<.
【点评】此题重点考查圆的切线的判定与性质、勾股定理、根据面积等式求线段的长度等知识与方法,正确地作出所需要的辅助线是解题的关键.
三、解答题(本大题共11小题,共88分.请在答题卷指定区域内作答,解答时应写出文字说明、说理过程或演算步骤)
17.解方程x2﹣2x﹣1=0.
【分析】先把常数项﹣1移到方程右边,再把方程两边加上1,然后把方程左边写成完全平方的形式即可.
解:x2﹣2x﹣1=0,
移项,得x2﹣2x=1,
配方,得x2﹣2x+1=2,
(x﹣1)2=2,
,
∴,.
【点评】本题考查了解一元二次方程﹣配方法:熟练掌握用配方法解一元二次方程的步骤是解决问题的关键.
18.解方程(x+2)2=3(x+2).
【分析】提公因式法因式分解解方程即可.
解:(x+2)2=3(x+2),
移项,得(x+2)2﹣3(x+2)=0,
(x+2)(x+2﹣3)=0,
(x+2)(x﹣1)=0,
x+2=0或x﹣1=0,
解得x1=﹣2,x2=1.
【点评】本题考查一元二次方程﹣因式分解法,解题的关键是掌握因式分解法解方程.
19.已知关于x的一元二次方程x2+2kx+k2+k﹣2=0有两个不相等的实数根.
(1)求k的取值范围;
(2)当k为正整数时,求方程的根.
【分析】(1)根据根的判别式的意义得到Δ=(2k)2﹣4(k2+k﹣2)>0,然后解不等式即可;
(2)利用k的取值范围得到k的正整数为1,则方程化为x2+2x=0,然后利用因式分解法解方程即可.
解:(1)根据题意得Δ=(2k)2﹣4(k2+k﹣2)>0,
解得k<2,
所以k的取值范围为k<2;
(2)∵k为正整数,
∴k=1,
此时方程化为x2+2x=0,
x(x+2)=0,
x=0或x+2=0,
所以x1=0,x2=﹣2.
【点评】本题考查了根的判别式:一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根与Δ=b2﹣4ac有如下关系:当Δ>0时,方程有两个不相等的实数根;当Δ=0时,方程有两个相等的实数根;当Δ<0时,方程无实数根.
20.如图,四边形ABCD内接于⊙O,BC为⊙O的直径,OA∥CD.
(1)若∠ABC=70°,求∠BAD的度数;
(2)求证:=.
【分析】(1)根据OA=OB,∠ABC=70°可得∠ABO=∠BAO=70°,根据三角形的内角和定理得出∠BOA=40°,根据平行线的性质求出∠C=∠BOA=40°,根据圆内接四边形的性质求出∠BAD的度数即可;
(2)连接OD,根据OC=OD,可得∠ODC=∠OCD,根据平行线的性质可得∠AOB=∠AOD,从而证得结论.
【解答】(1)解:∵OA=OB,∠ABC=70°,
∴∠ABO=∠BAO=70°,
∴∠BOA=40°,
∵OA∥CD,
∴∠C=∠BOA=40°,
∵四边形ABCD是O的内接四边形,
∴∠C+∠BAD=180°,
∴∠BAD=140°;
(2)证明:连接OD,
∵OC=OD,
∴∠ODC=∠OCD,
∵OA∥CD,
∴∠AOD=∠ODC,∠AOB=∠OCD,
∴∠AOB=∠AOD,
∴.
【点评】本题考查了圆心角、弦、弧之间的关系定理以及平行线的性质,解题的关键是掌握相关定理并灵活运用.
21.如图,等腰△ABC中,AB=AC,⊙O过点B、C且与AB、AC分别相交于点D、E.求证:BD=CE.
【分析】利用等腰三角形的性质可得∠B=∠C,从而可得=,然后利用等式的性质可得=,即可解答.
【解答】证明:∵AB=AC,
∴∠B=∠C,
∴=,
∴﹣=﹣,
∴=,
∴BD=EC.
【点评】本题考查了圆周角定理,等腰三角形的性质,熟练掌握圆周角定理是解题的关键.
22.如图所示,面积为4500m2的矩形广场上修建了两个相邻的正方形休闲区域,剩余区域为绿化区.已知大正方形的边长比小正方形的边长大10m,求绿化区的面积.
【分析】设小正方形的边长为xm,则大正方形的边长为(x+10)m,绿化区的面积为10xm2,根据矩形广场的面积为4500m2,即可得出关于x的一元二次方程,解之即可得出x的值,再将其正值代入10x中即可求出绿化区的面积.
解:设小正方形的边长为xm,则大正方形的边长为(x+10)m,绿化区的面积为10xm2,
依题意得:(x+10+x)(x+10)=4500,
整理得:x2+15x﹣2200=0,
解得:x1=40,x2=﹣55(不符合题意,舍去),
∴10x=10×40=400.
答:绿化区的面积为400m2.
【点评】本题考查了一元二次方程的应用,找准等量关系,正确列出一元二次方程是解题的关键.
23.已知α、β是关于x的一元二次方程(x﹣m)(x﹣n)﹣2(x﹣m)=0的两个实数根.
(1)若α=β,则m与n满足关系 m=n+2 ;
(2)若β<α<0,求m+n的范围.
【分析】(1)利用因式分解法解一元二次方程,可得出方程的两根分别为m,n+2,结合方程的两根相等,即可得出m=n+2;
(2)由(1)可得出方程的两根分别为m,n+2,结合方程的两根α,β满足β<α<0,可得出m+n+2<0,解之即可得出结论.
解:(1)∵(x﹣m)(x﹣n)﹣2(x﹣m)=0,
∴(x﹣m)(x﹣n﹣2)=0,
∴方程的两根分别为m,n+2.
∵α、β是关于x的一元二次方程(x﹣m)(x﹣n)﹣2(x﹣m)=0的两个实数根,且α=β,
∴m=n+2.
故答案为:m=n+2.
(2)由(1)可知:方程的两根分别为m,n+2,
∵方程的两根α,β满足β<α<0,
∴m+n+2<0,
∴m+n<﹣2.
【点评】本题考查了因式分解法解一元二次方程,利用因式分解法,求出原方程的两个实数根是解题的关键.
24.如图,在⊙O中,AB是⊙O的直径,PA与⊙O相切于点A,点C在⊙O上,且PC=PA.
(1)求证:PC是⊙O的切线;
(2)过点C作CD⊥AB于点E,交⊙O于点D,若CD=PA=2,
①求图中阴影部分面积;
②连接AC,若△PAC的内切圆圆心为I,则线段IE的长为 .
【分析】(1)连接OC、OP,由切线的性质得出∠PAO=90°,证明△PCO≌△PAO得出∠PCO=∠PAO=90°,得出PC⊥OC.即可得出结论;
(2)①作CM⊥AP于点M,连接OD、AC;证出四边形CMAE是矩形.得出AM=证出△PCA是等边三角形.由三角函数求出OC=2.由直角三角形的性质得出OE=OC=1,
S阴影=扇形OCBD的面积﹣△OCD的面积,即可得出结果;
②由等边三角形的性质得出PM=AM=,求出CM=PM=3,由等边三角形的性质得出CI=CM=2,在Rt△CEI中,由勾股定理得:IE==即可.
【解答】(1)证明:连接OC、OP,如图1所示:
∵点C在⊙O上,
∴OC为半径.
∵PA与⊙O相切于点A,
∴OA⊥PA.
∴∠PAO=90°.
在△PCO和△PAO中,
∴△PCO≌△PAO(SSS),
∴∠PCO=∠PAO=90°,
∴PC⊥OC.
∴PC是⊙O的切线.
(2)解:①作CM⊥AP于点M,连接OD、AC;如图2所示:
∵CD⊥AB,
∴CE=DE=,∠CEA=90°.
∴四边形CMAE是矩形.
∴AM=,
∴PM=AM.
∴PC=AC.
∵PC=PA,
∴△PCA是等边三角形.
∴∠PAC=60°.
∴∠CAB=30°.
∴∠COE=60°.
∴∠COD=120°.
在Rt△COE中,sin60°=,
∴OC=2.
∵OC=OD,
∴∠OCD=∠ODC=30°,
∴OE=OC=1,
∴S阴影=﹣×2×1=π﹣.
②如图3所示:
∵△PCA是等边三角形,
∴PM=AM=,
∴CM=PM=3,
∵△PAC的内切圆圆心为I,则CI=CM=2,
在Rt△CEI中,由勾股定理得:IE==;
故答案为:.
【点评】本题考查了三角形的内切圆、切线的性质与判定、等边三角形的判定与性质、勾股定理、扇形面积公式、等腰三角形的性质、垂径定理、直角三角形的性质等知识;熟练掌握等边三角形的性质和切线的判定与性质是解题的关键.
25.商店购进某种玩具的价格为30元.根据一段时间的市场调查发现,按销售单价50元每件出售时,能卖600件,而销售单价每涨价0.5元,销售量就会减少5件.为获得15000元的利润,销售单价应为多少元?
【分析】设销售单价应为x元,根据按销售单价50元每件出售时,能卖600件,而销售单价每涨价0.5元,销售量就会减少5件.为获得15000元的利润,列方程即可得到结论.
解:设销售单价应为x元,
根据题意得,(x﹣30)[600﹣(x﹣50)]=15000,
解得x1=60,x2=80,
答:销售单价应为60元或80元;
【点评】本题考查了一元二次方程的应用,根据单件利润×销售数量=总利润列出关于x的一元二次方程是解题的关键.
26.【习题再现】
(教材P74第10题)如图①,I是△ABC的内心,AI的延长线交△ABC的外接圆于点D.BD和ID相等吗?为什么?
(1)完成原习题;
【逆向思考】
(2)如图②,I为△ABC内一点,AI的延长线交△ABC的外接圆于点D.若DB=DI=DC,求证:I为△ABC的内心.
【迁移运用】
(3)如图③,利用无刻度直尺和圆规,作出△ABC的内心I.(保留作图痕迹,写出必要的文字说明.)
【分析】(1)连接BI,根据I是△ABC的内心可得出∠BAD=∠CAD,∠ABI=∠IBC,再由圆周角定理可知∠DBC=∠DAC,BID是△ABI的一个外角可知∠BID=∠BAD+∠ABI,故可得出∠IBD=∠BID,由等腰三角形的性质可得出结论;
(2)连接BI,由BD=CD可得出=,故可得出AD平分∠BAC.再由BD=DI可知∠IBD=∠BID,根据∠BID是△ABI的一个外角可知∠BID=∠BAD+∠ABI.再由∠IBD=∠DBC+∠CBI得出∠ABI=∠CBI,即BI平分∠ABC,故可得出结论.
(3)先做出△ABC的外接圆,再做BC的垂直平分线与圆相交与点D,在垂直平分线上截取DI=DB,且使点I在△ABC的内部即可.
【解答】(1)证明:如图①,连接BI,
∵I是△ABC的内心,
∴∠BAD=∠CAD,∠ABI=∠IBC.
∵∠DBC,∠DAC是所对的圆周角,
∴∠DBC=∠DAC,
∴∠DBC=∠BAD.
根据角之间的关系可知∠IBD=∠DBC+∠IBC.
又∵∠BID是△ABI的一个外角,
∴∠BID=∠BAD+∠ABI,
∴∠IBD=∠BID,
∴BD=BI.
(2)证明:连接BI,
∵BD=CD,
∴=,
∴∠BAD=∠DBC=∠CAD,即AD平分∠BAC.
∵BD=DI,
∴∠IBD=∠BID.
∵∠BID是△ABI的一个外角,
∴∠BID=∠BAD+∠ABI.
∵∠IBD=∠DBC+∠CBI,
∴∠ABI=∠CBI,即BI平分∠ABC,
∴I为△ABC的内心.
(3)如图②,点I即为△ABC的内心.
【点评】本题考查的是圆的综合题,涉及到圆的内心,三角形外角的性质及角平分线的性质,尺规作图等知识综合性较强,难度较大.
27.在Rt△ABC中,∠ACB=90°,点D是AB边上的动点,AC=6,BC=8,经过 C、D的⊙O交AC边于点M,交BC边于点N,且点M、N不与点C重合.
(1)若点D运动到AB的中点.
①如图①,当点M与点A重合时,求线段MN的长;
②如图②,连接MN,若MN∥AB,求线段MN的长;
(2)如图③,点D在运动过程中,⊙O半径r的范围为 2.4≤r≤5 .
【分析】(1)①连接AN,DN,证明MN=NB,在RtACN中,设MN=NA=x,根据勾股定理列出方程求解即可;
②连接CD,MN于E,证明,MN是直径,点E与点O重合,可得CD为直径,即可求出MN的长;
(2)D在AB上运动时,当CF⊥AB,且以CF为直径时,出现⊙O半径r最小值,当以AB为直径时,出现⊙O半径r最大值,分别求出CF和AB的值,即可求出⊙O半径r的范围.
解:(1)①如图①所示:连接AN,DN,
∵∠C=90°,
∴AN是⊙O的直径,
∴∠NDA=90°,
∴ND⊥AB,
∵D是AB的中点,
∴MN=NB,
设MN=NA=x,则CN=BC﹣NB=8﹣x,
在RtACN中,∠C=90°,根据勾股定理列方程可得,
62+(8﹣x)2=x2,解得:x=6.25,
∴MN=6.25,
∴线段MN的长为6.25;
②如图②所示:连接CD,MN于E,
∵∠C=90°,AC=6,BC=8,
∴AB==10,
∵在Rt△ABC中,∠C=90°,D是AB的中点,
∴CD=AB,
∴CD=AD=BD,
∴∠A=∠ACD,∠DCN=∠B,
∵MN∥AB,
∴∠A=∠CMN,∠B=∠CNM,
∴∠ACD=∠CMN,∠DCN=∠CNM,
∴ME=CE,CE=NE,
∴ME=NE=CE,
∵∠C=90°,
∴MN是直径,
∴点E与点O重合,
∴CD是直径,
∴MN=CD=AB=×10=5;
(2)如图③所示:①D在AB上运动时,当CF⊥AB,且以CF为直径时,出现⊙O半径r最小值,2r=CF,
∵∠C=90°,AC=6,BC=8,
∴AB==10,
∵S△ABC=AC•BC,S△ABC=AB•BCF,
∴AC•BC=AB•CF,
∴AC•BC=AB•CF,
∴CF===4.8,
∴2r=CF=4.8,
∴r=2.4;
②D在AB上运动时,当以AB为直径时,出现⊙O半径r最大值,2r=AB,
∵∠C=90°,AC=6,BC=8,
∴AB==10,
∴2r=AB=10,
∴r=5;
综上所述,⊙O半径r的范围为:2.4≤r≤5.
故答案为:2.4≤r≤5.
【点评】本题考查了圆的性质、勾股定理等知识点,用分类讨论方法是解本题的关键,综合性较强,难度较大.
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