2023年浙江省嘉兴市上海外国语大学秀洲外国语学校中考数学一模试卷
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一、选择题(本题有10小题。每小题3分,共30分,每小题只有一个选项是正确的,不选、多选、错选,均不给分)
1.a的相反数为﹣3,则a等于( )
A.﹣3 B.3 C.±3 D.
2.不等式2x﹣1≤3的解集在数轴上表示正确的是( )
A. B.
C. D.
3.在下面的四个几何体中,它们各自的主视图与左视图可能不相同的是( )
A. B.
C. D.
4.某校举行演讲比赛,计划在九年级选取1名主持人,报名情况为:九(1)班有2人报名,九(2)班有4人报名,九(3)班有6人报名.若从这12名同学中随机选取1名主持人,则九(1)班同学当选的概率是( )
A. B. C. D.
5.下列运算一定正确的是( )
A.2a+2a=2a2 B.a2•a3=a6
C.(2a2)3=6a6 D.(a+b)(a﹣b)=a2﹣b2
6.如图,在平面直角坐标系中,第一象限内的点P在射线OA上,OP=13,cosα=,则点P的坐标为( )
A.(5,13) B.(5,12) C.(13,5) D.(12,5)
7.若反比例函数y=(k<0)的图象经过A(﹣2,a),B(﹣3,b),C(2,c)三点,则a,b,c的大小关系正确的是( )
A.a>b>c B.c>b>a C.a>c>b D.c>a>b
8.如图,BC与⊙O相切于点B,CO连接并延长后交⊙O于点A,连接AB,若∠BAC=36°,则∠C的度数为( )
A.36° B.24° C.18° D.15°
9.如图,矩形ABCD的顶点A,B分别在反比例函数y=(x>0)与y=(x<0)的图象上,点C,D在x轴上,AB,BD分别交y轴于点E,F,则阴影部分的面积为( )
A.3 B.5 C.6 D.9
10.如图,分别以正方形ABCD的两条边AD、CD为边向外作两个正三角形,即△ADG与△CDF,然后延长GA,FC交于点E,得到一个“镖型”ABCE.已知正方形ABCD的边长为2,则“镖型”ABCE的周长为( )
A.8+ B.4+4 C.4+4 D.8+4
二、填空题(本题有6小题,每小题4分,共24分)
11.分解因式:2x2﹣2y2= .
12.若一个圆锥底面圆的半径为3,高为4,则这个圆锥的侧面积为 .
13.若一组数据6,x,3,5,4的众数是3,则这组数据的中位数是 .
14.如图,在直角坐标系xOy中,正方形ABCD的边AB在x轴上,点A(﹣2,0),B(3,0).现固定点A,B在x轴上的位置不变,把正方形沿箭头方向推,使点D落在y轴正半轴上的点D′,则点C的对应点C′的坐标为 .
15.已知点A(m+2,y1),B(m﹣2,y2)在反比例函数y=的图象上,且y2<y1.则m的取值范围为 .
16.如图,边长为2的正方形ABCD中,动点F在边CD上,射线BF上取一点G,使∠AGB=30°,当动点F从点C出发向终点D运动时,点G的运动路径长为 ,线段BG的最大值是 .
三、解答题(本题有8小题,共66分。解答需写出必要的文字说明,演算步骤或证明过程)
17.(1)计算:cos60°×()2;
(2)化简:(a+b)(a﹣b)+(a+b)2.
18.如图,点C,E,F,B在同一直线上,点A,D在BC异侧,AB∥CD,AE=DF,∠A=∠D.
(1)求证:AB=CD.
(2)若AB=CF,∠B=30°,求∠D的度数.
19.赵老师为了了解所教班级学生体育锻炼的具体情况,对本班部分学生进行了一个月的跟踪调查,然后将调查结果分成四类,A:优秀;B:良好;C:一般;D:较差,并将调查结果绘制成两幅不完整的统计图.
请根据统计图解答下列问题:
(1)在本次调查中,赵老师一共调查了 名学生.
(2)补全条形统计图和扇形统计图;
(3)在此次调查后,赵老师从被调查的A、D类学生中各选取一名同学,用画树状图求出所选的两名同学恰好都是女生的概率.
20.如图,在“7×7”的方格中,每个小正方形的边长均为1,线段AB的两个端点均在格点上(在小方格顶点上的点称为格点),按如下要求画图:
(1)在图1中画一个以线段AB为对角线的平行四边形ACBD,要求点C,D在格点上,平行四边形ACBD的面积为6;
(2)在图2中画一个以线段AB为边的平行四边形ABEF,要求点E,F在格点上,平行四边形ABEF有一个内角的度数为45°.
21.如图,直线y=﹣x+b与x轴,y轴分别交于A,B两点,点A的坐标为(6,0).在x轴的负半轴上有一点C(﹣4,0),直线AB上有一点D,且CD=OD.
(1)求b的值及点D的坐标;
(2)在线段AB上有一个动点P,点P的横坐标为a,作点P关于y轴的对称点Q,当点Q落在△CDO内(不包括边界)时,求a的取值范围.
22.小明学了《解直角三角形》内容后,对一条东西走向的隧道AB进行实地测量.如图所示,他在地面上点C处测得隧道一端点A在他的北偏东15°方向上,他沿西北方向前进100米后到达点D,此时测得点A在他的东北方向上,端点B在他的北偏西60°方向上,(点A、B、C、D在同一平面内)
(1)求点D与点A的距离;
(2)求隧道AB的长度.(结果保留根号)
23.某牧场准备利用现成的一堵“7”字型的墙面(如图中粗线A﹣B﹣C表示墙面,已知AB⊥BC,AB=3米,BC=9米)和总长为36米的篱笆围建一个“日”形的饲养场BDEF(细线表示篱笆,饲养场中间GH也是用篱笆隔开),如图,点F可能在线段BC上,也可能在线段BC的延长线上.
(1)当点F在线段BC上时,
①设EF的长为x米,则DE= 米(用含x的代数式表示);
②若要求所围成的饲养场BDEF的面积为66平方米,求饲养场EF的长;
(2)饲养场的宽EF为多少米时,饲养场BDEF的面积最大?最大面积为多少平方米?
24.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=8,BC=6,点P从点C出发,以每秒2个单位长度的速度沿CA方向向点A运动,同时,点Q从点B出发,以每秒1个单位长度的速度沿BC方向向点C运动.当一个点到达终点时,另一个点也随之停止运动.连结PQ,在射线PC上截取PM=PQ,以PQ,PM为邻边作菱形PQNM,设运动时间为t秒(t>0).
(1)当t=3时,求菱形PQNM的面积.
(2)当△PCQ的面积为菱形PQNM面积的时,求t的值.
(3)作点B关于直线PQ的对称点B′.
①当∠BQB'=2∠ABC时,求线段BB'的长.
②当点B′落在菱形PQNM的边上时,请直接写出的值.
参考答案
一、选择题(本题有10小题。每小题3分,共30分,每小题只有一个选项是正确的,不选、多选、错选,均不给分)
1.a的相反数为﹣3,则a等于( )
A.﹣3 B.3 C.±3 D.
【分析】根据相反数的定义解答即可.
解:因为3的相反数是﹣3,所以a=3.
故选:B.
【点评】本题考查了相反数的定义,熟知概念是关键.
2.不等式2x﹣1≤3的解集在数轴上表示正确的是( )
A. B.
C. D.
【分析】先求出不等式的解集,再在数轴上表示出来即可.
解:移项得,2x≤3+1,
合并同类项得,2x≤4,
x的系数化为1得,x≤2.
在数轴上表示为:
.
故选:C.
【点评】本题考查的是在数轴上表示不等式的解集,熟知实心点与空心点的区别是解答此题的关键.
3.在下面的四个几何体中,它们各自的主视图与左视图可能不相同的是( )
A. B.
C. D.
【分析】分别分析四个选项的三视图,然后得出结论.
解:A选项的主视图与左视图分别是正方形和长方形;
B选项的主视图与左视图都是正方形;
C选项的主视图与左视图都是矩形;
D选项的主视图与左视图都是圆.
故选:A.
【点评】本题考查了学生的思考能力和对几何体三种视图的空间想象能力.
4.某校举行演讲比赛,计划在九年级选取1名主持人,报名情况为:九(1)班有2人报名,九(2)班有4人报名,九(3)班有6人报名.若从这12名同学中随机选取1名主持人,则九(1)班同学当选的概率是( )
A. B. C. D.
【分析】用一班的学生数除以所有报名学生数的和即可求得答案.
解:∵九(1)班有2人报名,九(2)班有4人报名,九(3)班有6人报名,
∴共有12名同学,
∵九(1)班有2名,
∴P==;
故选:D.
【点评】此题考查了概率公式的应用.注意用到的知识点为:概率=所求情况数与总情况数之比.
5.下列运算一定正确的是( )
A.2a+2a=2a2 B.a2•a3=a6
C.(2a2)3=6a6 D.(a+b)(a﹣b)=a2﹣b2
【分析】利用同底数幂的乘法,幂的乘方与积的乘法法则,平方差公式解题即可;
解:2a+2a=4a,A错误;
a2•a3=a5,B错误;
(2a2)3=8a6,C错误;
故选:D.
【点评】本题考查整式的运算;熟练掌握同底数幂的乘法,幂的乘方与积的乘法法则,平方差公式是解题的关键.
6.如图,在平面直角坐标系中,第一象限内的点P在射线OA上,OP=13,cosα=,则点P的坐标为( )
A.(5,13) B.(5,12) C.(13,5) D.(12,5)
【分析】过点P作PE⊥x轴于点E.根据a的余弦值和OP,先求出OE,再利用勾股定理求出PE即可.
解:如图,过点P作PE⊥x轴于点E.
设点P的坐标为(x,y),
则OE=x,PE=y.
在Rt△OPE中,
∵cosα==,OP=13,
∴OE=5.
∴PE==12.
∴P点的坐标为(5,12).
故选:B.
【点评】本题考查了解直角三角形和勾股定理,掌握直角三角形的边角间关系是解决本题的关键.
7.若反比例函数y=(k<0)的图象经过A(﹣2,a),B(﹣3,b),C(2,c)三点,则a,b,c的大小关系正确的是( )
A.a>b>c B.c>b>a C.a>c>b D.c>a>b
【分析】先根据反比例函数的解析式判断出函数图象所在的象限,再根据A、B、C三点横坐标的特点判断出三点所在的象限,由函数的增减性及四个象限内点的横纵坐标的特点即可解答.
解:∵反比例函数y=的系数k<0,
∴反比例函数的图象经过二、四象限,且y随x的增大而增大,
∵﹣3<﹣2,
∴a>b>0,
∵2>0,
∴c<0,
∴c<b<a.
故选:A.
【点评】本题主要考查的是反比例函数图象上点的坐标特点,解答此题的关键是熟知反比例函数的增减性.
8.如图,BC与⊙O相切于点B,CO连接并延长后交⊙O于点A,连接AB,若∠BAC=36°,则∠C的度数为( )
A.36° B.24° C.18° D.15°
【分析】连接OB,如图,先根据切线的性质得到∠OBC=90°,再根据圆周角定理得到∠BOC=2∠BAC=72°,然后利用互余计算∠C的度数.
解:连接OB,如图,
∵BC与⊙O相切于点B,
∴OB⊥BC,
∴∠OBC=90°,
∵∠BOC=2∠BAC=2×36°=72°,
∴∠C=90°﹣∠BOC=90°﹣72°=18°.
故选:C.
【点评】本题考查了切线的性质:圆的切线垂直于经过切点的半径.也考查了圆周角定理.
9.如图,矩形ABCD的顶点A,B分别在反比例函数y=(x>0)与y=(x<0)的图象上,点C,D在x轴上,AB,BD分别交y轴于点E,F,则阴影部分的面积为( )
A.3 B.5 C.6 D.9
【分析】设A(a,),a>0,根据题意,利用函数关系式表示出线段OD,OE,OC,OF,EF,利用三角形的面积公式,结论可求.
解:设点A的坐标为(a,),a>0.
则OD=a,OE=.
∴点B的纵坐标为.
∴点B的横坐标为﹣.
∴OC=.
∴BE=.
∵AB∥CD,
∴=.
∴EF=OE=,OF=OE=.
∴=1.
=4.
∴S阴影=S△BEF+S△ODF=1+4=5.
故选:B.
【点评】本题主要考查了反比例函数的比例系数的几何意义,反比例函数的图象上点的坐标的特征,矩形的性质,利用点的坐标表示相应线段的长度是解题的关键.
10.如图,分别以正方形ABCD的两条边AD、CD为边向外作两个正三角形,即△ADG与△CDF,然后延长GA,FC交于点E,得到一个“镖型”ABCE.已知正方形ABCD的边长为2,则“镖型”ABCE的周长为( )
A.8+ B.4+4 C.4+4 D.8+4
【分析】连接BE,过E作EH⊥CB,交CB的延长线于H,根据直角三角形的三角函数和正方形的性质解答.
【解答】方法一:解:连接BE,过E作EH⊥CB,交CB的延长线于H,
易得,△ABE≌△CBE,即∠ABE=∠CBE==135°,
∵四边形ABCD为正方形,
∴∠ABH=90°,∠HBE=135°﹣90°=45°
设HE=HB=x,则,
解得:x=,
∴CE=2x=,
同理,AE=,
∴四边形ABCE的周长=AE+CE+AB+BC=2+2+=8+4,
方法二:解:延长CB交AE于点N,
∵ABCD为正方形,
∴AB=BC=AD=CD=2,∠ABC=∠BCD=∠CDA=∠DAB=90°,
∴∠ABN=180°﹣∠ABC=90°,
∵△CDF,△ADG是以AD,CD为边的等边三角形,
∴∠GAD=∠DCF=60°,
∴∠BAN=∠180°﹣∠GAD﹣∠DAB=30°,
∠BCE=180°﹣∠DCF﹣∠BCD=30°,
在四边形ADCE中,
∠E=360°﹣∠CDA﹣∠DAE﹣∠DCE=30°,
∴∠E=NCE=30°,
∴NC=NE,
在Rt△ABN中,∠BAN=30°,
设BN=x,AN=2x,
∴AB2+BN2=AN2,
即22+x2=4x2,解得,x=,
CN=NE=2+,
∴AE=AN+NE=2+2,
同理CE=2+2,
∴镖形周长=AE+CE+BC+BA=2(2+2)+2+2=8+.
故选:D.
【点评】此题考查正方形的性质,关键是根据正方形的性质和三角函数解答.
二、填空题(本题有6小题,每小题4分,共24分)
11.分解因式:2x2﹣2y2= 2(x+y)(x﹣y) .
【分析】先提取公因式2,再根据平方差公式进行二次分解即可求得答案.
解:2x2﹣2y2=2(x2﹣y2)=2(x+y)(x﹣y).
故答案为:2(x+y)(x﹣y).
【点评】本题考查了提公因式法,公式法分解因式,提取公因式后利用平方差公式进行二次分解,注意分解要彻底.
12.若一个圆锥底面圆的半径为3,高为4,则这个圆锥的侧面积为 15π .
【分析】首先根据底面半径和高利用勾股定理求得母线长,然后直接利用圆锥的侧面积公式代入求出即可.
解:∵圆锥的底面半径为3,高为4,
∴母线长为5,
∴圆锥的侧面积为:πrl=π×3×5=15π,
故答案为:15π.
【点评】此题主要考查了圆锥侧面展开扇形与底面圆之间的关系,圆锥的侧面展开图是一个扇形,此扇形的弧长等于圆锥底面周长,扇形的半径等于圆锥的母线长,解决本题的关键是应用半圆的弧长=圆锥的底面周长
13.若一组数据6,x,3,5,4的众数是3,则这组数据的中位数是 4 .
【分析】根据一组数据6,x,3,5,4的众数是3,可以得到x的值,从而可以求得这组数据的中位数,本题得以解决.
解:∵一组数据6,x,3,5,4的众数是3,
∴x=3,
∴这组数据从小到大排列是:3,3,4,5,6,
∴这组数据的中位数是:4,
故答案为:4.
【点评】本题考查众数、中位数,解答本题的关键是明确众数和中位数的含义,会求一组数据的中位数.
14.如图,在直角坐标系xOy中,正方形ABCD的边AB在x轴上,点A(﹣2,0),B(3,0).现固定点A,B在x轴上的位置不变,把正方形沿箭头方向推,使点D落在y轴正半轴上的点D′,则点C的对应点C′的坐标为 (5,) .
【分析】由已知条件得到AD′=AD=5,根据勾股定理得到OD′,于是得到结论.
解:∵点A(﹣2,0),B(3,0),
∴AB=5,
∵四边形ABCD是正方形,
∴AD′=AD=AB=5,
∵AO=2,
∴OD′===,
∵C′D′=5,C′D′∥AB,
∴C′(5,),
故答案为:(5,).
【点评】本题考查了正方形的性质,坐标与图形的性质,勾股定理,熟练掌握正方形的性质是解题的关键.
15.已知点A(m+2,y1),B(m﹣2,y2)在反比例函数y=的图象上,且y2<y1.则m的取值范围为 ﹣2<m<2 .
【分析】由于y=的图象在一、三象限,根据反比例函数的性质得出不等式组,解不等式组即可求解.
解:由y=可知图象位于一、三象限,y随x的增大而减小.
∵点A(m+2,y1),B(m﹣2,y2)在反比例函数y=的图象上,且y2<y1.
∴点A(m+2,y1)、B(m﹣2,y2)不在同一象限,则点A(m+2,y1)在第一象限,点B(m﹣2,y2)在第三象限.
∴,解得﹣2<m<2.
故答案为﹣2<m<2.
【点评】本题主要考查的是反比例函数的图象和性质,熟练掌握反比例函数的图象和性质是解题的关键.
16.如图,边长为2的正方形ABCD中,动点F在边CD上,射线BF上取一点G,使∠AGB=30°,当动点F从点C出发向终点D运动时,点G的运动路径长为 π ,线段BG的最大值是 4 .
【分析】以AB为边在正方形ABCD内作等边三角形ABO,点O为圆心,OA为半径作圆,可知圆的半径为2,延长AO,BC交于点K,延长BO,AD交于点H,连接BD并延长交⊙O于点M,连接OM,可知G点的运动路径为,根据弧长公式求解,BG的最大值为BH,根据圆的直角即可求解.
解:如图,以AB为边在正方形ABCD内作等边三角形ABO,点O为圆心,OA为半径作圆,
则点G在⊙O上,延长AO,BC交于点K,延长BO,AD交于点H,连接BD并延长交⊙O于点M,连接OM,
∵四边形ABCD是正方形,
∴∠ABC=∠BAD=90°,
∴点K、H、M在⊙O上,
∴∠BKA=∠AHB=∠AGB=∠AMB=30°,
∵F从点C运动到点D,则G点从K运动到M,
即G点的运动路径为,
∵四边形ABCD是正方形,
∴∠MBK=∠DBK=45°,∠MOK=90°,
∴的长为,
∵圆内最长的弦为直径,由图可知BG最大值为BH,
∵BH为⊙O的直径,即BH=2r=4,
∴BG最大值为4.
故答案为:π;4.
【点评】本题考查了点的运动,圆周角,弧长公式等知识,正确作出辅助线,找出点G的运动路径是解题的关键.
三、解答题(本题有8小题,共66分。解答需写出必要的文字说明,演算步骤或证明过程)
17.(1)计算:cos60°×()2;
(2)化简:(a+b)(a﹣b)+(a+b)2.
【分析】(1)分别根据算术平方根的定义,特殊角的三角函数值以及有理数的乘方的定义计算即可;
(2)根据平方差公式和完全平方公式化简即可.
解:(1)原式=2+
=2+
=;
(2)原式=a2﹣b2+a2+2ab+b2
=2a2+2ab.
【点评】本题主要考查了实数的运算以及整式的混合运算,熟记相关定义与运算法则是解答本题的关键.
18.如图,点C,E,F,B在同一直线上,点A,D在BC异侧,AB∥CD,AE=DF,∠A=∠D.
(1)求证:AB=CD.
(2)若AB=CF,∠B=30°,求∠D的度数.
【分析】(1)易证得△ABE≌△DCF,即可得AB=CD;
(2)易证得△ABE≌△DCF,即可得AB=CD,又由AB=CF,∠B=30°,即可证得△ABE是等腰三角形,解答即可.
【解答】证明:(1)∵AB∥CD,
∴∠B=∠C,
在△ABE和△DCF中,
,
∴△ABE≌△DCF(AAS),
∴AB=CD;
(2)∵△ABE≌△DCF,
∴AB=CD,BE=CF,
∵AB=CF,∠B=30°,
∴AB=BE,
∴△ABE是等腰三角形,
∴∠D=.
【点评】此题考查全等三角形问题,关键是根据AAS证明三角形全等,再利用全等三角形的性质解答.
19.赵老师为了了解所教班级学生体育锻炼的具体情况,对本班部分学生进行了一个月的跟踪调查,然后将调查结果分成四类,A:优秀;B:良好;C:一般;D:较差,并将调查结果绘制成两幅不完整的统计图.
请根据统计图解答下列问题:
(1)在本次调查中,赵老师一共调查了 20 名学生.
(2)补全条形统计图和扇形统计图;
(3)在此次调查后,赵老师从被调查的A、D类学生中各选取一名同学,用画树状图求出所选的两名同学恰好都是女生的概率.
【分析】(1)由A类别人数及其所占百分比可得总人数;
(2)用总人数乘以C类别百分比,再减去其中男生人数可得女生人数,同理求得D类别男生人数,可补全图形;
(3)画出树状图,根据概率公式计算可得.
解:(1)赵老师调查的学生总人数为(1+2)÷15%=20(人),
故答案为:20;
(2)C类女生人数为20×25%﹣3=2(人),
D类男生人数为20×(1﹣15%﹣20%﹣25%)﹣1=1(人),
补全图形如下:
(3)画树状图如下:
所有等可能结果:男女、男女、女男、女女、女男、女女,所选的两名同学恰好都是女生的有2种结果,
所以所选的两名同学恰好都是女生的概率为=.
【点评】本题考查了概率公式的应用以及条形统计图与扇形统计图的知识.用到的知识点为:概率=所求情况数与总情况数之比.
20.如图,在“7×7”的方格中,每个小正方形的边长均为1,线段AB的两个端点均在格点上(在小方格顶点上的点称为格点),按如下要求画图:
(1)在图1中画一个以线段AB为对角线的平行四边形ACBD,要求点C,D在格点上,平行四边形ACBD的面积为6;
(2)在图2中画一个以线段AB为边的平行四边形ABEF,要求点E,F在格点上,平行四边形ABEF有一个内角的度数为45°.
【分析】(1)作底为2,高为3的平行四边形即可.
(2)利用数形结合的思想作出图形即可.
解:(1)如图,四边形ACBD即为所求作.
(2)如图,四边形ABEF即为所求作.
【点评】本题考查作图﹣应用与设计作图,平行四边形的判定和性质等知识,解题的关键是理解题意,灵活运用所学知识解决问题.
21.如图,直线y=﹣x+b与x轴,y轴分别交于A,B两点,点A的坐标为(6,0).在x轴的负半轴上有一点C(﹣4,0),直线AB上有一点D,且CD=OD.
(1)求b的值及点D的坐标;
(2)在线段AB上有一个动点P,点P的横坐标为a,作点P关于y轴的对称点Q,当点Q落在△CDO内(不包括边界)时,求a的取值范围.
【分析】(1)待定系数法求解.
(2)求出点Q所在直线解析式,通过与CD,OD交点求解.
解:(1)将点A的坐标为(6,0)代入y=﹣x+b,
解得b=3.y=﹣x+3,
∵CD=OD,点C坐标为(﹣4,0),
∴点D横坐标为﹣2,
当x=﹣2时,y=4,
∴点D坐标为(﹣2,4).
(2)∵点P所在直线解析式为:y=﹣x+3(0≤x≤6),
点P关于y轴的对称点Q,且点Q落在△CDO内(不包括边界),
∴点Q所在直线解析式为:y=x+3(﹣6<x<0).
设CD所在直线解析式为:y=kx+b,将C(﹣4,0),D(﹣2,4)代入解析式得k=2,b=8,
即y=2x+8.
设OD所在直线解析式为:y=mx,将D(﹣2,4)代入解析式得m=﹣2,
即y=﹣2x.
联立方程,解得.
联立方程,解得.
∵点Q横坐标为﹣a,
∴﹣<﹣a<﹣,解得<a<.
【点评】本题考查一次函数与图形综合问题,解题关键是将点转化为直线通过交点求解.
22.小明学了《解直角三角形》内容后,对一条东西走向的隧道AB进行实地测量.如图所示,他在地面上点C处测得隧道一端点A在他的北偏东15°方向上,他沿西北方向前进100米后到达点D,此时测得点A在他的东北方向上,端点B在他的北偏西60°方向上,(点A、B、C、D在同一平面内)
(1)求点D与点A的距离;
(2)求隧道AB的长度.(结果保留根号)
【分析】(1)根据方位角图,易知∠ACD=60°,∠ADC=90°,解Rt△ADC即可求解;
(2)过点D作DE⊥AB于点E.分别解Rt△ADE,Rt△BDE求出AE和BE,即可求出隧道AB的长.
【解答】解;(1)由题意可知:∠ACD=15°+45°=60°,∠ADC=180°﹣45°﹣45°=90°,
在Rt△ADC中,
∴(米),
答:点D与点A的距离为300米.
(2)过点D作DE⊥AB于点E,
∵AB是东西走向,
∴∠ADE=45°,∠BDE=60°,
在Rt△ADE中,
∴(米),
在Rt△BDE中,
∴(米),
∴(米),
答:隧道AB的长为米.
【点评】本题考查了解直角三角形的应用﹣方向角问题,掌握方向角的概念,掌握特殊角的三角函数值是解题的关键.
23.某牧场准备利用现成的一堵“7”字型的墙面(如图中粗线A﹣B﹣C表示墙面,已知AB⊥BC,AB=3米,BC=9米)和总长为36米的篱笆围建一个“日”形的饲养场BDEF(细线表示篱笆,饲养场中间GH也是用篱笆隔开),如图,点F可能在线段BC上,也可能在线段BC的延长线上.
(1)当点F在线段BC上时,
①设EF的长为x米,则DE= (39﹣3x)(x≥10) 米(用含x的代数式表示);
②若要求所围成的饲养场BDEF的面积为66平方米,求饲养场EF的长;
(2)饲养场的宽EF为多少米时,饲养场BDEF的面积最大?最大面积为多少平方米?
【分析】(1)①根据题意结合图形即可求解;
②根据矩形的面积公式列方程求解即可;
(2)设饲养场BDEF的面积为S,求出关于EF的长x的函数关系式,根据二次函数的性质及即可解答.
解:(1)①设EF的长为x米,
∵点F在线段BC上,
∴DE=36﹣2x﹣(x﹣3)=(39﹣3x)(米).
∵BC≤9,即DE≤9,
∴x≥10,
故答案为:(39﹣3x)(x≥10);
②设EF的长为x米,
x(39﹣3x)=66,
3x2﹣39x+66=0,
(x﹣11)(3x﹣6)=0,
x1=11,x2=2(不合题意,舍去),
答:饲养场的长EF为11米;
(2)设饲养场BDEF的面积为S,EF的长为x米,
①点F在线段BC上,
则S=x(39﹣3x)=﹣3x2+39x=﹣3(x﹣)2+,
∵a=﹣3<0,
∴x=时,S有最大值,S最大值=,x≥时,S随x的增大而减小,
∵BC=9米,
∴BF=39﹣3x≤9,解得:x≥10,
∴x=10时,S有最大值,S最大值=﹣3×102+39×10=90(平方米);
②点F在线段BC的延长线上,
则S=(39﹣3x+9)x=﹣x2+24x=﹣(x﹣8)2+96,
∵a=﹣<0,
∴x=8时,S有最大值,S最大值=96,BF=(39﹣3x+9)=12,
∴x=8时,S最大值=96(平方米);
∵96>90,
∴饲养场的宽EF为8米时,饲养场BDEF的面积最大,最大面积为96平方米.
答:饲养场的宽EF为8米时,饲养场BDEF的面积最大,最大面积为96平方米.
【点评】此题主要考查的是二次函数的应用,一元二次方程的应用,掌握矩形的面积计算方法是解题的关键.
24.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=8,BC=6,点P从点C出发,以每秒2个单位长度的速度沿CA方向向点A运动,同时,点Q从点B出发,以每秒1个单位长度的速度沿BC方向向点C运动.当一个点到达终点时,另一个点也随之停止运动.连结PQ,在射线PC上截取PM=PQ,以PQ,PM为邻边作菱形PQNM,设运动时间为t秒(t>0).
(1)当t=3时,求菱形PQNM的面积.
(2)当△PCQ的面积为菱形PQNM面积的时,求t的值.
(3)作点B关于直线PQ的对称点B′.
①当∠BQB'=2∠ABC时,求线段BB'的长.
②当点B′落在菱形PQNM的边上时,请直接写出的值.
【分析】(1)根据题意,PC=2t,BQ=t,BC=6,当t=3时,可分别求出PC、QC的长,再由勾股定理求出PQ的长,即可求出菱形PQNM的面积;
(2)先证明当△PCQ的面积为菱形PQNM面积的时,则点C为PM的中点,可知PQ=2PC,导出QC=PC,再列方程求出此时t的值;
(3)①可证明当∠BQB'=2∠ABC时,则PQ∥AB,再由相似三角形的性质列方程求出此时t的值,进而求出BB′的长;
②延长PQ交BB′于点D,有两种情况,点B′落在QN边上,可导出△QBB′和△CPQ都是等腰直角三角形;点B′落在MN边上,可证明CQ=B′D=BB′.
解:(1)如图1,∵∠ACB=90°,
∴CQ⊥PM,
∵PC=2t,BQ=t,BC=6,
∴当t=3时,则PC=6,QC=6﹣t=3,
∵四边形PQNM是菱形,
∴PM=PQ===,
∴S菱形PQNM=×3=.
(2)如图2,∵PQ=NQ,PM=NM,MQ=MQ,
∴△PQM≌△NQM(SSS),
∴S△PQM=S△NQM=S菱形PQNM,
∵S△PCQ=S菱形PQNM,
∴2S△PCQ=S菱形PQNM,
∴2S△PCQ=S△PQM,
∴S△PCQ=S△PQM=S△MCQ,
∴PC•QC=MC•QC,
∴PC=MC,
∴PQ=PM=2PC,
∴QC==PC,
∴6﹣t=×2t,
∴t=.
(3)①如图3,连接QB′,延长PQ交BB′于点D,
∵点B′与点B关于直线PQ对称,
∴PQ垂直平分BB′,
∴BD=B′D,BQ=B′Q,∠BDQ=90°,
∴∠BQD=∠B′QD=∠BQB',
∵∠BQB'=2∠ABC,
∴∠ABC=∠BQB',
∴∠BQD=∠ABC,
∴PQ∥AB,
∴△PQC∽△ABC,
∴,
∴PC=•QC=QC=QC,
∴2t=(6﹣t),
∴t=,
∴BQ=t=,
∵∠ACB=90°,AC=8,BC=6,
∴AB===10,
∵=sin∠BQD=sin∠ABC===,
∴BD=BQ=×=,
∴BB′=2×=.
②如图4,点B′落在QN边上,延长PQ交BB′于点D,
∵QN∥PM,
∴∠BQB′=∠QCM=90°,
∴∠BQD=∠B′QD=∠BQB'=45°,
∴∠CPQ=∠CQP=∠BQD=45°,
∴PC=QC,
∴2t=6﹣t,
∴t=2,
∴BQ=BQ′=2,CQ=6﹣2=4,
∴BB′===2,
∴==;
如图5,点B′落在MN边上,延长PQ交BB′于点D,则BD=B′D,
∵PQ垂直平分BB′,
∴B′D⊥PQ,
∵PM•CQ=MN•B′D=S菱形PQNM,且PM=MN,
∴CQ=B′D=BB′,
∴=,
综上所述,的值为或.
【点评】此题重点考查相似三角形的判定与性质、菱形的性质、轴对称的性质、勾股定理、锐角三角函数以及分类讨论数学思想的运用等知识与方法,此题难度较大,属于考试压轴题.
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