2021-2022学年山东省济宁市兖州区九年级(上)期末数学试卷(解析版)
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一、选择题:本大题共10道小题,每小题3分,共30分.每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求.
1.(3分)“一个不透明的袋中装有三个球,分别标有1,2,x这三个号码,这些球除号码外都相同,搅匀后任意摸出一个球,摸出球上的号码小于5”是必然事件,则x的值可能是( )
A.4 B.5 C.6 D.7
2.(3分)如果2是一元二次方程x2﹣c=0的一个根,那么常数c是( )
A.2 B.4 C.﹣2 D.﹣4
3.(3分)下列图形中,既是中心对称图形又是轴对称图形的是( )
A. B.
C. D.
4.(3分)若点(﹣5,y1),(﹣3,y2),(3,y3)都在反比例函数y=的图象上,则( )
A.y1>y2>y3 B.y1>y3>y2 C.y3>y1>y2 D.y2>y1>y3
5.(3分)如图,四边形ABCD∽四边形EFGH,∠A=80°,∠C=90°,∠F=70°,则∠H等于( )
A.70° B.80° C.110° D.120°
6.(3分)如图,在直角坐标系中,△OAB的顶点为O(0,0),A(4,3),B(3,0).以点O为位似中心,在第三象限内作与△OAB的位似比为的位似图形△OCD,则点C的坐标为( )
A.(﹣1,﹣1) B. C. D.(﹣2,﹣1)
7.(3分)如图,△ABC中,∠C=90o,AC=BC=2.将△ABC绕着点A顺时针旋转90度到△AB1C1的位置,则边BC扫过区域的面积为( )
A. B.π C. D.2π
8.(3分)如图,二次函数y=ax2+bx+c的图象经过点A(﹣1,0),B(3,0),与y轴交于点C.下列结论:
①ac>0;
②当x>0时,y随x的增大而增大;
③3a+c=0;
④a+b≥am2+bm.
其中正确的个数有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
9.(3分)如图所示,一动点从半径为2的⊙O上的A0点出发,沿着射线A0O方向运动到⊙O上的点A1处,再向左沿着与射线A1O夹角为60°的方向运动到⊙O上的点A2处;接着又从A2点出发,沿着射线A2O方向运动到⊙O上的点A3处,再向左沿着与射线A2O夹角为60°的方向运动到⊙O上的点A4处;……按此规律运动到点A2022处,则点A2022与点A0间的距离是( )
A.4 B.2 C.2 D.0
10.(3分)如图,正方形ABCD内接于⊙O,线段MN在对角线BD上运动,若⊙O的面积为2π,MN=1,则△AMN周长的最小值是( )
A.3 B.4 C.5 D.6
二、填空题:本大题共5道小题,每小题3分,满分共15分,要求只写出最后结果.
11.(3分)如图,AB∥CD∥EF.若=,BD=5,则DF= .
12.(3分)如图,AB、AC为⊙O的两条弦,延长CA到D,使AD=AB,如果∠ADB=35°,则∠BOC= 度.
13.(3分)参加一次聚会的每两人都握了一次手,所有人共握手10次,有 人参加聚会.
14.(3分)如图,已知点A是反比例函数在第一象限图象上的一个动点,连接OA,以为长,OA为宽作矩形AOCB,且点C在第四象限,随着点A的运动,点C也随之运动,但点C始终在反比例函数的图象上,则k的值为 .
15.(3分)如图,在矩形ABCD中,AB=4,AD=3,以点C为圆心作⊙C与直线BD相切,点P是⊙C上一个动点,连接AP交BD于点T,则的最大值是 .
三、解答题:本大题共7道小题,满分共55分,解答应写出文字说明和推理步骤.
16.(6分)如图,利用标杆DE测量楼高,点A,D,B在同一直线上,DE⊥AC,BC⊥AC,垂足分别为E,C.若测得AE=1m,DE=1.5m,CE=5m,楼高BC是多少?
17.(7分)关于x的一元二次方程x2+(2m+1)x+m2﹣1=0有两个不相等的实数根.
(1)求m的取值范围;
(2)写出一个满足条件的m的值,并求此时方程的根.
18.(8分)2021年是中国共产党建党100周年华诞.“五一”后某校组织了八年级学生参加建党100周年知识竞赛,为了了解学生对党史知识的掌握情况,学校随机抽取了部分同学的成绩作为样本,把成绩按不及格、合格、良好、优秀四个等级分别进行统计,并绘制了如下不完整的条形统计图与扇形统计图:
请根据图中提供的信息解答下列问题:
(1)根据给出的信息,将这两个统计图补充完整(不必写出计算过程);
(2)该校八年级有学生650人,请估计成绩未达到“良好”及以上的有多少人?
(3)“优秀”学生中有甲、乙、丙、丁四位同学表现突出,现从中派2人参加区级比赛,求抽到甲、乙两人的概率.
19.(7分)如图,一次函数y=﹣x+b与反比例函数y=﹣(x<0),y=(x>0)图象分别交于A(﹣2,m),B(4,n),与y轴交于点C,连接OA,OB.
(1)求反比例函数y=(x>0)和一次函数y=﹣x+b的表达式;
(2)求△AOB的面积.
20.(8分)如图,在⊙O中,AB为⊙O的直径,直线DE与⊙O相切于点D,割线AC⊥DE于点E且交⊙O于点F,连接DF.
(1)求证:AD平分∠BAC;
(2)求证:DF2=EF•AB.
21.(9分)某商店购进一批单价为16元的日用品,销售一段时间后,为了获得更多利润,商店决定提高销售价格.经试验发现,若按每件20元的价格销售时,每月能卖360件;若按每件25元的价格销售时,每月能卖210件.假定每月销售件数y(件)是价格x(元/件)的一次函数.
(1)试求y与x之间的关系式;
(2)在商品不积压,且不考虑其它因素的条件下,问销售价格定为多少时,才能使每月获得最大利润?每月的最大利润是多少(总利润=总收入﹣总成本)?
22.(10分)已知平面图形S,点P、Q是S上任意两点,我们把线段PQ的长度的最大值称为平面图形S的“宽距”.例如,正方形的宽距等于它的对角线的长度.
(1)写出下列图形的宽距:
①半径为1的圆: ;
②如图1,上方是半径为1的半圆,下方是正方形的三条边的“窗户形“: ;
(2)如图2,在平面直角坐标系中,已知点A(﹣1,0)、B(1,0),C是坐标平面内的点,连接AB、BC、CA所形成的图形为S,记S的宽距为d.
①若d=2,用直尺和圆规画出点C所在的区域并求它的面积(所在区域用阴影表示);
②若点C在⊙M上运动,⊙M的半径为1,圆心M在过点(0,2)且与y轴垂直的直线上.对于⊙M上任意点C,都有5≤d≤8,直接写出圆心M的横坐标x的取值范围.
2021-2022学年山东省济宁市兖州区九年级(上)期末数学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题:本大题共10道小题,每小题3分,共30分.每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求.
1.(3分)“一个不透明的袋中装有三个球,分别标有1,2,x这三个号码,这些球除号码外都相同,搅匀后任意摸出一个球,摸出球上的号码小于5”是必然事件,则x的值可能是( )
A.4 B.5 C.6 D.7
【分析】根据必然事件的意义,进行解答即可.
【解答】解:根据题意可得,x的值可能为4.如果是5、7、6,那么与摸出球上的号码小于5”是必然事件相违背.
故选:A.
2.(3分)如果2是一元二次方程x2﹣c=0的一个根,那么常数c是( )
A.2 B.4 C.﹣2 D.﹣4
【分析】把x=2代入已知方程,列出关于c的新方程,通过解新方程可以求得c的值.
【解答】解:∵如果x=2是一元二次方程x2﹣c=0的一个根,
∴把x=2代入一元二次方程x2﹣c=0中得c=4.
故选:B.
3.(3分)下列图形中,既是中心对称图形又是轴对称图形的是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据轴对称图形和中心对称图形的概念,对各选项分析判断即可得解.
【解答】解:A.既是轴对称图形,又是中心对称图形,故本选项符合题意;
B.是轴对称图形,不是中心对称图形,故本选项不合题意;
C.不是轴对称图形,是中心对称图形,故本选项不合题意;
D.是轴对称图形,不是中心对称图形,故本选项不合题意.
故选:A.
4.(3分)若点(﹣5,y1),(﹣3,y2),(3,y3)都在反比例函数y=的图象上,则( )
A.y1>y2>y3 B.y1>y3>y2 C.y3>y1>y2 D.y2>y1>y3
【分析】根据反比例函数的增减性进行判断即可.
【解答】解:
在反比例函数y=中,k=3>0,
∴在每个象限内y随x的增大而减小,
∵﹣5<﹣3,
∴点(﹣5,y1),(﹣3,y2)在第三象限,
∴0>y1>y2,
∵点(3,y3)在第一象限,
∴y3>0,
∴y3>y1>y2,
故选:C.
5.(3分)如图,四边形ABCD∽四边形EFGH,∠A=80°,∠C=90°,∠F=70°,则∠H等于( )
A.70° B.80° C.110° D.120°
【分析】利用相似多边形的对应角相等求得答案即可.
【解答】解:∵四边形ABCD∽四边形EFGH,∠A=80°,∠C=90°,∠F=70°,
∴∠E=∠A=80°,∠G=∠C=90°,
∴∠H=360°﹣∠E﹣∠F﹣∠G=360°﹣80°﹣70°﹣90°=120°,
故选:D.
6.(3分)如图,在直角坐标系中,△OAB的顶点为O(0,0),A(4,3),B(3,0).以点O为位似中心,在第三象限内作与△OAB的位似比为的位似图形△OCD,则点C的坐标为( )
A.(﹣1,﹣1) B. C. D.(﹣2,﹣1)
【分析】作AH⊥x轴于H,CG⊥x轴于G,由△OCG∽△OAH,得,从而得出OG,CG的长.
【解答】解:作AH⊥x轴于H,CG⊥x轴于G,
∴△OCG∽△OAH,
∴,
∵A(4,3),
∴OH=4,AH=3,
∵△BOA∽△DOC,且OA:OC=3,
∴OG=,CG=1,
∴C(﹣,﹣1),
故选:B.
7.(3分)如图,△ABC中,∠C=90o,AC=BC=2.将△ABC绕着点A顺时针旋转90度到△AB1C1的位置,则边BC扫过区域的面积为( )
A. B.π C. D.2π
【分析】根据勾股定理求出AB,根据旋转求出∠CAC1=90°,根据图形得出阴影部分的面积S=S+S﹣S△ACB﹣S,再求出答案即可.
【解答】解:在Rt△ACB中,∠C=90o,AC=BC=2,由勾股定理得:AB==2,
∵将△ABC绕着点A顺时针旋转90度到△AB1C1的位置,
∴∠CAC1=90°,
∴阴影部分的面积S=S+S﹣S△ACB﹣S
=+2×2﹣2×2﹣
=π,
故选:B.
8.(3分)如图,二次函数y=ax2+bx+c的图象经过点A(﹣1,0),B(3,0),与y轴交于点C.下列结论:
①ac>0;
②当x>0时,y随x的增大而增大;
③3a+c=0;
④a+b≥am2+bm.
其中正确的个数有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【分析】把点A(﹣1,0),B(3,0)代入二次函数y=ax2+bx+c,可得二次函数的解析式为:y=ax2﹣2ax﹣3a,由图象可知,函数图象开口向下,所以a<0,可得b和c的符号,及a和c的数量关系;由函数解析式可得抛物线对称轴为直线:x=﹣=1,根据函数的增减性和最值,可判断②和④的正确性.
【解答】解:把点A(﹣1,0),B(3,0)代入二次函数y=ax2+bx+c,
可得二次函数的解析式为:y=ax2﹣2ax﹣3a,
∵该函数图象开口方向向下,
∴a<0,
∴b=﹣2a>0,c=﹣3a>0,
∴ac<0,3a+c=0,①错误,③正确;
∵对称轴为直线:x=﹣=1,
∴x<1时,y随x的增大而增大,x>1时,y随x的增大而减小;②错误;
∴当x=1时,函数取得最大值,即对于任意的m,有a+b+c≥am2+bm+c,
∴a+b≥am2+bm,故④正确.
综上,正确的个数有2个,
故选:B.
9.(3分)如图所示,一动点从半径为2的⊙O上的A0点出发,沿着射线A0O方向运动到⊙O上的点A1处,再向左沿着与射线A1O夹角为60°的方向运动到⊙O上的点A2处;接着又从A2点出发,沿着射线A2O方向运动到⊙O上的点A3处,再向左沿着与射线A2O夹角为60°的方向运动到⊙O上的点A4处;……按此规律运动到点A2022处,则点A2022与点A0间的距离是( )
A.4 B.2 C.2 D.0
【分析】分别求出A0A1,A0A2,A0A3......的值,找出循环规律计算即可.
【解答】解:∵半径为2,
由题意知,A0A1=4,A0A2=2,A0A3=2,A0A4=2,A0A5=2,A0A6=0,A0A7=4,......
∵2022÷6=337,
∴点A2022与点A6重合,
即点A2022与点A0间的距离是0,
故选:D.
10.(3分)如图,正方形ABCD内接于⊙O,线段MN在对角线BD上运动,若⊙O的面积为2π,MN=1,则△AMN周长的最小值是( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【分析】由正方形的性质,知点C是点A关于BD的对称点,过点C作CA′∥BD,且使CA′=1,连接AA′交BD于点N,取NM=1,连接AM、CM,则点M、N为所求点,进而求解.
【解答】解:⊙O的面积为2π,则圆的半径为,则BD=2=AC,
由正方形的性质,知点C是点A关于BD的对称点,
过点C作CA′∥BD,且使CA′=1,
连接AA′交BD于点N,取NM=1,连接AM、CM,则点M、N为所求点,
理由:∵A′C∥MN,且A′C=MN,则四边形MCA′N为平行四边形,
则A′N=CM=AM,
故△AMN的周长=AM+AN+MN=AA′+1为最小,
则A′A==3,
则△AMN的周长的最小值为3+1=4,
故选:B.
二、填空题:本大题共5道小题,每小题3分,满分共15分,要求只写出最后结果.
11.(3分)如图,AB∥CD∥EF.若=,BD=5,则DF= 10 .
【分析】利用平行线分线段成比例定理得到=,然后根据比例性质求DF的长.
【解答】解:∵AB∥CD∥EF,
∴==,
∴DF=2BD=2×5=10.
故答案为10.
12.(3分)如图,AB、AC为⊙O的两条弦,延长CA到D,使AD=AB,如果∠ADB=35°,则∠BOC= 140 度.
【分析】在等腰△ABD中,根据三角形的外角性质可求出外角∠BAC的度数;而∠BAC、∠BOC是同弧所对的圆周角和圆心角,可根据圆周角和圆心角的关系求出∠BOC的度数.
【解答】解:△ABD中,AB=AD,则:∠ABD=∠D=35°;
∴∠BAC=2∠D=70°;
∴∠BOC=2∠BAC=140°.
13.(3分)参加一次聚会的每两人都握了一次手,所有人共握手10次,有 5 人参加聚会.
【分析】设有 x人参加聚会,每个人都与另外的人握手一次,则每个人握手x﹣1次,且其中任何两人的握手只有一次,因而共有
x(x﹣1)次,设出未知数列方程解答即可.
【解答】解:设有 x人参加聚会,根据题意列方程得,
=10,
解得x1=5,x2=﹣4(不合题意,舍去);
答:有 5人参加聚会.
故答案为:5.
14.(3分)如图,已知点A是反比例函数在第一象限图象上的一个动点,连接OA,以为长,OA为宽作矩形AOCB,且点C在第四象限,随着点A的运动,点C也随之运动,但点C始终在反比例函数的图象上,则k的值为 ﹣3 .
【分析】设A(a,b),则ab=,分别过A,C作AM⊥y轴于M,CN⊥y轴于N,根据相似三角形的判定证得△AOM∽△CNO,由相似三角形的性质得到ON=AM=a,CN=OM=b,则k=﹣ON•CN=﹣3.
【解答】解:设A(a,b),
∴AM=a,OM=b,
∵在点A在反比例函数上,
∴ab=,
分别过A,C作AM⊥y轴于M,CN⊥y轴于N,
∴∠AOM+∠OAM=90°,
∵矩形AOCB,
∴∠AOM+∠CON=90°,
∴∠OAM=∠CON,
∴△AOM∽△CNO,
∵OC=OA,
∴=,
∴ON=AM=a,CN=OM=b,
∵C在反比例函数y=的图象上,且点C在第四象限,
∴k=﹣ON•CN=﹣a•b=﹣3ab=﹣3,
故答案为﹣3.
15.(3分)如图,在矩形ABCD中,AB=4,AD=3,以点C为圆心作⊙C与直线BD相切,点P是⊙C上一个动点,连接AP交BD于点T,则的最大值是 3 .
【分析】方法1、先判断出AP的最大值为3R,即可得出结论;
方法2、过点A作BD的垂线AG,AG为定值;过点P作BD的垂线PE,只要PE最大即可,进而求出PE最大,即可得出结论;
方法3、先判断出最大时,BE最大,再用相似三角形的性质求出BG,HG,CH,进而判断出HM最大时,BE最大,而点M在⊙C上时,HM最大,即可HP',即可得出结论.
【解答】方法1、解:设⊙C的半径为R,
如图,作BD的平行线P'E,使P'E切⊙C于P',
则PE与BD的最大距离为2R,
∵BD与⊙C相切,
∴点C到BD的距离为R,
∴四边形ABCD是矩形,
∴点A到BD的距离为R,
∴点A到PE的最大距离为3R,
∴的最大值为=3;
方法2、解:如图,过点A作AG⊥BD于G,
∵BD是矩形的对角线,
∴∠BAD=90°,
∴BD==5,
∵AB•AD=BD•AG,
∴AG=,
∵BD是⊙C的切线,
∴⊙C的半径为
过点P作PE⊥BD于E,
∴∠AGT=∠PET,
∵∠ATG=∠PTE,
∴△AGT∽△PET,
∴,
∴=×PE
∵==1+,
要最大,则PE最大,
∵点P是⊙C上的动点,BD是⊙C的切线,
∴PE最大为⊙C的直径,即:PE最大=,
∴最大值为1+=3,
故答案为3.
方法3、解:如图,
过点P作PE∥BD交AB的延长线于E,
∴∠AEP=∠ABD,△APE∽△ATB,
∴,
∵AB=4,
∴AE=AB+BE=4+BE,
∴,
∴BE最大时,最大,
∵四边形ABCD是矩形,
∴BC=AD=3,CD=AB=4,
过点C作CH⊥BD于H,交PE于M,并延长交AB于G,
∵BD是⊙C的切线,
∴∠GME=90°,
在Rt△BCD中,BD==5,
∵∠BHC=∠BCD=90°,∠CBH=∠DBC,
∴△BHC∽△BCD,
∴,
∴,
∴BH=,CH=,
∵∠BHG=∠BAD=90°,∠GBH=∠DBA,
∴△BHG∽△BAD,
∴=,
∴,
∴HG=,BG=,
在Rt△GME中,GM=EG•sin∠AEP=EG×=EG,
而BE=GE﹣BG=GE﹣,
∴GE最大时,BE最大,
∴GM最大时,BE最大,
∵GM=HG+HM=+HM,
即:HM最大时,BE最大,
延长MC交⊙C于P',此时,HM最大=HP'=2CH=,
∴GP'=HP'+HG=,
过点P'作P'F∥BD交AB的延长线于F,
∴BE最大时,点E落在点F处,
即:BE最大=BF,
在Rt△GP'F中,FG====,
∴BF=FG﹣BG=8,
∴最大值为1+=3,
故答案为:3.
三、解答题:本大题共7道小题,满分共55分,解答应写出文字说明和推理步骤.
16.(6分)如图,利用标杆DE测量楼高,点A,D,B在同一直线上,DE⊥AC,BC⊥AC,垂足分别为E,C.若测得AE=1m,DE=1.5m,CE=5m,楼高BC是多少?
【分析】根据平行线的判定得到DE∥BC,然后,根据相似三角形的判定和性质即可得到结论.
【解答】解:∵DE⊥AC,BC⊥AC,
∴DE∥BC,
∴△ADE∽△ABC,
∴=,
∴=,
∴BC=9(m),
答:楼高BC是9m.
17.(7分)关于x的一元二次方程x2+(2m+1)x+m2﹣1=0有两个不相等的实数根.
(1)求m的取值范围;
(2)写出一个满足条件的m的值,并求此时方程的根.
【分析】(1)由方程有两个不相等的实数根即可得出Δ>0,代入数据即可得出关于m的一元一次不等式,解不等式即可得出结论;
(2)结合(1)结论,令m=1,将m=1代入原方程,利用因式分解法解方程即可得出结论.
【解答】解:(1)∵关于x的一元二次方程x2+(2m+1)x+m2﹣1=0有两个不相等的实数根,
∴Δ=(2m+1)2﹣4×1×(m2﹣1)=4m+5>0,
解得:m>﹣.
(2)m=1,此时原方程为x2+3x=0,
即x(x+3)=0,
解得:x1=0,x2=﹣3.
18.(8分)2021年是中国共产党建党100周年华诞.“五一”后某校组织了八年级学生参加建党100周年知识竞赛,为了了解学生对党史知识的掌握情况,学校随机抽取了部分同学的成绩作为样本,把成绩按不及格、合格、良好、优秀四个等级分别进行统计,并绘制了如下不完整的条形统计图与扇形统计图:
请根据图中提供的信息解答下列问题:
(1)根据给出的信息,将这两个统计图补充完整(不必写出计算过程);
(2)该校八年级有学生650人,请估计成绩未达到“良好”及以上的有多少人?
(3)“优秀”学生中有甲、乙、丙、丁四位同学表现突出,现从中派2人参加区级比赛,求抽到甲、乙两人的概率.
【分析】(1)由“不及格”的学生人数除以所占百分比去抽取的人数,即可解决问题;
(2)由该校八年级学生人数乘以成绩未达到“良好”及以上的学生所占的百分比即可;
(3)画树状图,共有12种等可能的结果,抽到甲、乙两人的结果有2种,再由概率公式求解即可.
【解答】解:(1)抽取的学生人数为:2÷5%=40(人),
则达到“良好”的学生人数为:40×40%=16(人),达到“合格”的学生所占的百分比为:10÷40×100%=25%,
达到“优秀”的学生所占的百分比为:12÷40×100%=30%,
将两个统计图补充完整如下:
(2)650×(5%+25%)=195(人),
答:估计成绩未达到“良好”及以上的有195人;
(3)画树状图如图:
共有12种等可能的结果,抽到甲、乙两人的结果有2种,
∴抽到甲、乙两人的概率为=.
19.(7分)如图,一次函数y=﹣x+b与反比例函数y=﹣(x<0),y=(x>0)图象分别交于A(﹣2,m),B(4,n),与y轴交于点C,连接OA,OB.
(1)求反比例函数y=(x>0)和一次函数y=﹣x+b的表达式;
(2)求△AOB的面积.
【分析】(1)先求出点A坐标,再求出一次函数解析式,再求出B点坐标,最后求出反比例函数解析式;
(2)由一次函数解析式求出C点坐标,再把三角形AOB的面积转化为三角形AOC和三角形BOC面积之和,由面积公式求解即可.
【解答】解:(1)∵点A(﹣2,m)在y=﹣的图象上,
∴m==5,
∴A(﹣2,5),
∵点A(﹣2,5)在y=﹣x+b上,
∴5=﹣×(﹣2)+b,
∴b=4,
∴一次函数的表达式为y=﹣x+4,
∵点B(4,n)在y=﹣x+4的图象上,
∴n=﹣×4=2,
∴B(4,2),
∵点B在y=的图象上,
∴k=4×2=8,
∴反比例函数的表达式为y=(x>0);
(2)∵直线y=﹣x+4与y轴交于C点,
∴当x=0时,y=4,
∴点C(0,4),
即OC=4,
∴S△AOB=S△AOC+S△BOC=OC•(|xA|+|xB|)=×4×(2+4)=12.
∴△AOB的面积为12.
20.(8分)如图,在⊙O中,AB为⊙O的直径,直线DE与⊙O相切于点D,割线AC⊥DE于点E且交⊙O于点F,连接DF.
(1)求证:AD平分∠BAC;
(2)求证:DF2=EF•AB.
【分析】(1)连接OD,然后根据切线的性质和平行线的性质,可以得到∠ODA=∠DAC,再根据OA=OD,可以得到∠OAD=∠ODA,从而可以得到∠DAC=∠OAD,结论得证;
(2)方法一:根据相似三角形的判定和性质,可以得到DB•DF=EF•AB,再根据等弧所对的弦相等,即可证明结论成立.
方法二:作OM⊥DF于点M,连接OF、OD,然后根据题目中的条件,可以证明△DEF∽△ODM,然后即可得到,然后进行变形,即可得到结论成立.
【解答】(1)证明:连接OD,如右图1所示,
∵直线DE与⊙O相切于点D,AC⊥DE,
∴∠ODE=∠DEA=90°,
∴∠ODE+∠DEA=180°,
∴OD∥AC,
∴∠ODA=∠DAC,
∵OA=OD,
∴∠OAD=∠ODA,
∴∠DAC=∠OAD,
∴AD平分∠BAC;
(2)方法一:证明:连接BD,如右图1所示,
∵AC⊥DE,垂足为E,AB是⊙O的直径,
∴∠DEF=∠ADB=90°,
∵∠EFD+∠AFD=180°,∠AFD+∠DBA=180°,
∴∠EFD=∠DBA,
∴△EFD∽△DBA,
∴,
∴DB•DF=EF•AB,
由(1)知,AD平分∠BAC,
∴∠FAD=∠DAB,
∴DF=DB,
∴DF2=EF•AB.
方法二:作OM⊥DF于点M,连接OF、OD,如右图2所示,
∵OD=OF,OM⊥DF,
∴DM=MF=DF,
∵∠ODE=90°,∠DEF=90°,
∴∠ODM+∠EDF=90°,∠EDF+∠DFE=90°,
∴∠DEF=∠OMD,
又∵∠DEF=∠OMD,
∴△DEF∽△OMD,
∴,
∴EF•OD=DF•MD,
∵OD=AB,DM=DF,
∴EF•AB=DF•DF,
∴DF2=EF•AB.
21.(9分)某商店购进一批单价为16元的日用品,销售一段时间后,为了获得更多利润,商店决定提高销售价格.经试验发现,若按每件20元的价格销售时,每月能卖360件;若按每件25元的价格销售时,每月能卖210件.假定每月销售件数y(件)是价格x(元/件)的一次函数.
(1)试求y与x之间的关系式;
(2)在商品不积压,且不考虑其它因素的条件下,问销售价格定为多少时,才能使每月获得最大利润?每月的最大利润是多少(总利润=总收入﹣总成本)?
【分析】(1)先根据题意设y=kx+b,分别把对应的x=20,y=360;x=25,y=210代入利用待定系数法求解即可;
(2)根据“总利润=总收入﹣总成本”列出关于每月获得利润P与x之间的函数关系式,整理得出二次函数P=﹣30(x﹣24)2+1920,求其最大值即可.
【解答】解:(1)依题意设y=kx+b,则有
解得
∴y=﹣30x+960(16≤x≤32)(4分)
(2)每月获得利润P=(﹣30x+960)(x﹣16)
=30(﹣x+32)(x﹣16)(5分)
=30(﹣x2+48x﹣512)
=﹣30(x﹣24)2+1920(7分)
∴在16≤x≤32范围内,当x=24时,P有最大值,最大值为1920.(8分)
答:当价格为24元时,才能使每月获得最大利润,最大利润为1920元.(9分)
22.(10分)已知平面图形S,点P、Q是S上任意两点,我们把线段PQ的长度的最大值称为平面图形S的“宽距”.例如,正方形的宽距等于它的对角线的长度.
(1)写出下列图形的宽距:
①半径为1的圆: 2 ;
②如图1,上方是半径为1的半圆,下方是正方形的三条边的“窗户形“: 1+ ;
(2)如图2,在平面直角坐标系中,已知点A(﹣1,0)、B(1,0),C是坐标平面内的点,连接AB、BC、CA所形成的图形为S,记S的宽距为d.
①若d=2,用直尺和圆规画出点C所在的区域并求它的面积(所在区域用阴影表示);
②若点C在⊙M上运动,⊙M的半径为1,圆心M在过点(0,2)且与y轴垂直的直线上.对于⊙M上任意点C,都有5≤d≤8,直接写出圆心M的横坐标x的取值范围.
【分析】(1)①平面图形S的“宽距”的定义即可解决问题.
②如图1,正方形ABCD的边长为2,设半圆的圆心为O,点P是⊙O上一点,连接OP,PC,OC.求出PC的最大值即可解决问题.
(2)①如图2﹣1中,连接AB、BC、CA所形成的图形是图中阴影部分S1和S2,点C所在的区域的面积是S1+S2.
②如图2﹣2中,当点M在y轴的右侧时,连接AM,作MT⊥x轴于T.求出d=5或8时,点M的坐标,即可判断,再根据对称性求出点M在y轴左侧的情形即可.
【解答】解:(1)①半径为1的圆的宽距为2,
故答案为:2.
②如图1,正方形ABCD的边长为2,
设半圆的圆心为O,点P是⊙O上一点,连接OP,PC,OC.
在Rt△ODC中,根据勾股定理得:,
根据两点之间线段最短得:OP+OC≥PC,
∴,
∴上方是半径为1的半圆,下方是正方形的三条边的“窗户形“的宽距为:.
故答案为:.
(2)①如图2﹣1中,连接AB、BC、CA所形成的图形是图中阴影部分S1和S2(分别以A、B为圆心,以AB为半径所作的圆心角为120°的两条弧所围成的阴影部分即为点C所在的区域).
∴点C所在的区域的面积为:.
②如图2﹣2,当点M在y轴的右侧时,连接AM,作MT⊥x轴于T.
设M点坐标为(x,2)(x>0),
根据题意可得:AC=d,MC=1,
由图可知:AM﹣MC≤AC≤AM+MC,
又∵对于⊙M上任意点C,5≤d≤8恒成立,
∴AM﹣MC=5,AM+MC=8,
∴AM=6或AM=7.
在Rt△AMT中,AM2=MT2+AT2=22+(x+1)2,
∴22+(x+1)2=6或22+(x+1)2=72,
∴(x+1)2=32,(x+1)2=45,
∵x>0,
∴,,
∴满足条件的点M的横坐标的范围为:.
当点M在y轴的左侧时,同理可得,满足条件的点M的横坐标的范围为:.
满足条件的点M的横坐标的范围为:或.
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