河南省濮阳市第三中学2022-2023学年八年级下学期期中质量检测数学试题
展开2022-2023学年河南省濮阳三中八年级(下)质检数学试卷
一、选择题
1.(3分)下列二次根式中,是最简二次根式的是( )
A. B. C. D.
2.(3分)下列计算正确的是( )
A. B. C. D.
3.(3分)关于x的一元二次方程x2+mx+3=0的一个根是1,则另一个根和m的值分别为( )
A.﹣1,3 B.1,3 C.﹣3,4 D.3,﹣4
4.(3分)若关于x的一元二次方程(k﹣1)x2+x+1=0有实数根,则k的取值范围是( )
A. B.且k≠1 C.k<且k≠1 D.k>
5.(3分)已知a=+,b=,则a与b的关系是( )
A.a=b B.ab=1 C.a=﹣b D.ab=﹣5
6.(3分)如图,矩形ABCD中,对角线AC,BD交于点O.若∠AOB=60°,BD=8,则AB的长为( )
A.4 B. C.3 D.5
7.(3分)下列命题中真命题是( )
A.对角线互相垂直的四边形是菱形
B.矩形的四条边相等
C.对角线相等的四边形是矩形
D.菱形的对角线互相垂直
8.(3分)输入一组数据,按下列程序进行计算,输出结果如表.
x | 20.5 | 20.6 | 20.7 | 20.8 | 20.9 |
输出 | ﹣13.75 | ﹣8.04 | ﹣2.31 | 3.44 | 9.21 |
(x+8)2﹣826=0分析表格中的数据,估计方程的一个正数解x的大致范围( )
A.20.5<x<20.6 B.20.6<x<20.7
C.20.7<x<20.8 D.20.8<x<20.9
9.(3分)如图,菱形ABCD的周长为36,对角线AC,BD相交于点O,E为CD中点,连接OE,则OE的长是( )
A.3 B. C.6 D.9
10.(3分)如图,在菱形ABCD中,AB=4,∠ABC=60°,点P、M分别是BD和BC上的动点,且点M与点B、C不重合,则PM+PC的最小值是( )
A.2 B.3 C. D.4
二、填空题(本题共计5小题,每题3分,共计15分)
11.(3分)要使代数式有意义,则x的取值范围是 .
12.(3分)在二次根式①,②,③,④中,与是同类二次根式的有 (只需要填写前面的序号即可).
13.(3分)在一块长16m、宽12m的矩形土地上,要建造一个花园,使花园所占面积为矩形土地面积的一半,且花园周围的小路宽度相等,则小路的宽度为 .
14.(3分)a是方程2x2=x+4的一个根,则代数式4a2﹣2a的值是 .
15.(3分)以正方形ABCD的边AD作等边△ADE,则∠BEC的度数是 .
三、解答题(本题共计8小题,共计75分)
16.(8分)计算:
(1)﹣(4﹣);
(2)()(2﹣3÷).
17.(10分)解下列方程:
(1)x2﹣5x﹣6=0;
(2)4(x﹣3)2+x(x﹣3)=0.
18.(8分)如图,在平行四边形ABCD中,点O是边BC的中点,连接DO并延长,交AB延长线于点E.连接BD,EC:
(1)求证:四边形BECD是平行四边形;
(2)若∠A=50°,则当∠BOD= °时,四边形BECD是矩形;
19.(9分)受益于国家支持新能源汽车发展和“一带一路”倡议等多重利好因素,我国某汽车零部件生产企业的利润逐年增高,据统计,2019年利润为2亿元,2021年利润为2.88亿元.
(1)求该企业从2019年至2021年利润的年均增长率;
(2)若2022年保持前两年利润的年均增长率不变,该企业2022年的利润能否超过3.4亿元?
20.(9分)已知关于x的一元二次方程x2﹣(2m﹣3)x+m2=0有两个不相等的实数根.
(1)求m的取值范围;
(2)若此方程的两实数根x1,x2满足(x1﹣1)(x2﹣1)=7,求m的值.
21.(10分)如图△ABC,∠B=90°,AB=6,BC=8.点P从A开始沿边AB向点B以1cm/s的速度移动,与此同时,点Q从点B开始沿边BC向点C以2cm/s的速度移动.如果P、Q分别从A、B同时出发,当点Q运动到点C时,两点停止运动,问:
(1)经过几秒,△PBQ的面积等于8cm2?
(2)△PBQ的面积会等于10cm2吗?若会,请求出此时的运动时间;若不会,请说明理由.
22.(10分)阅读理解
阅读下列材料,然后解答问题:在进行二次根式的化简与运算时,我们有时会碰上如:,,一样的式子,其实我们还可以将其进一步化简:
==;(一)
==;(二)
===﹣1;(三)
以上这种化简的步骤叫做分母有理化.
还可以用以下方法化简:
====﹣1.(四)
请解答下列问题:
(1)化简:;
(2)化简:++;
(3)猜想:+++…+的值.(直接写出结果)
23.(11分)下面是一种类比、拓展的探究案例,先阅读再解决后面的问题:
已知正方形ABCD,点M在是直线BC上一个动点,点N在直线DC上,且满足∠MAN=45°,连接MN.
(1)如图1,当点M在边BC上时,求证:MN=BM+DN.
请根据下面的思路分析填空:
延长线段CD至点E,使得DE=BM,连接AE,根据正方形性质和作图可证△ABM≌ ,得到AM=AE,接着可证明△AMN≌ ,可得出MN= ,再由线段的加法可以得出MN=BM+DN.
(2)如图2,当点M在边CB的延长线上,点N在DC的延长线上;
①猜想BM,DN,MN之间有怎样的数量关系?并证明你的猜想.
②若BC=4,BM=1,求CN.
参考答案
一、选择题(本题共计10小题,每题3分,共计30分)
1.(3分)下列二次根式中,是最简二次根式的是( )
A. B. C. D.
【分析】直接利用最简二次根式的定义分析得出答案.
解:A、=3,故此选项错误;
B、无法化简,故此选项正确;
C、=|x|,故此选项错误;
D、==,故此选项错误;
故选:B.
【点评】此题主要考查了最简二次根式,正确把握定义是解题关键.
2.(3分)下列计算正确的是( )
A. B. C. D.
【分析】根据二次根式的加法法则,二次根式的减法法则,二次根式的乘法法则,二次根式的除法法则进行计算,再得出选项即可.
解:A.和不能合并,故本选项不符合题意;
B.2﹣=,故本选项符合题意;
C.÷
=
=
=2,故本选项不符合题意;
D.×==3,故本选项不符合题意;
故选:B.
【点评】本题考查了二次根式的混合运算,能正确根据二次根式的运算法则进行计算是解此题的关键.
3.(3分)关于x的一元二次方程x2+mx+3=0的一个根是1,则另一个根和m的值分别为( )
A.﹣1,3 B.1,3 C.﹣3,4 D.3,﹣4
【分析】设方程的另一个根为t,根据根与系数的关系得1+t=﹣m,1×t=3,然后求出t,再计算m的值.
解:设方程的另一个根为t,
根据根与系数的关系得1+t=﹣m,1×t=3,
解得t=3,m=﹣4,
即另一个根为3,m的值为﹣4.
故选:D.
【点评】本题考查了根与系数的关系:若x1,x2是一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的两根时,x1+x2=﹣,x1x2=.
4.(3分)若关于x的一元二次方程(k﹣1)x2+x+1=0有实数根,则k的取值范围是( )
A. B.且k≠1 C.k<且k≠1 D.k>
【分析】利用一元二次方程的定义和根的判别式的意义得到k﹣1≠0且Δ=12﹣4(k﹣1)≥0,然后求出两不等式的公共部分即可.
解:根据题意得k﹣1≠0且Δ=12﹣4(k﹣1)≥0,
解得k≤且k≠1.
故选:B.
【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.
5.(3分)已知a=+,b=,则a与b的关系是( )
A.a=b B.ab=1 C.a=﹣b D.ab=﹣5
【分析】根据平方差公式,可分母有理化,根据实数的大小比较,可得答案.
解:b===+,a=+,
故选:A.
【点评】本题考查了分母有理化,利用平方差公式将分母有理化是解题关键.
6.(3分)如图,矩形ABCD中,对角线AC,BD交于点O.若∠AOB=60°,BD=8,则AB的长为( )
A.4 B. C.3 D.5
【分析】先由矩形的性质得出OA=OB,再证明△AOB是等边三角形,得出AB=OB=4即可.
解:∵四边形ABCD是矩形,
∴OA=AC,OB=BD=4,AC=BD,
∴OA=OB,
∵∠AOB=60°,
∴△AOB是等边三角形,
∴AB=OB=4;
故选:A.
【点评】本题考查了矩形的性质、等边三角形的判定与性质;熟练掌握矩形的性质,证明三角形是等边三角形是解决问题的关键.
7.(3分)下列命题中真命题是( )
A.对角线互相垂直的四边形是菱形
B.矩形的四条边相等
C.对角线相等的四边形是矩形
D.菱形的对角线互相垂直
【分析】根据菱形、矩形的性质定理和判定定理逐项判断.
解:A、对角线互相垂直的平行四边形是菱形,故A是假命题,不符合题意;
B、菱形的四条边相等,故B是假命题,不符合题意;
C、对角线相等的平行四边形是矩形,故C是假命题,不符合题意;
D、菱形的对角线互相垂直,故D是真命题,符合题意
故选:D.
【点评】本题考查菱形、矩形的性质及判定,解题的关键是掌握菱形、矩形的性质定理和判定定理.
8.(3分)输入一组数据,按下列程序进行计算,输出结果如表.
x | 20.5 | 20.6 | 20.7 | 20.8 | 20.9 |
输出 | ﹣13.75 | ﹣8.04 | ﹣2.31 | 3.44 | 9.21 |
(x+8)2﹣826=0分析表格中的数据,估计方程的一个正数解x的大致范围( )
A.20.5<x<20.6 B.20.6<x<20.7
C.20.7<x<20.8 D.20.8<x<20.9
【分析】利用表中的对应值得到x=20.7时,(x+8)2﹣826=﹣2.31<0;当x=20.8时,(x+8)2﹣826=3.44>0,所以当x在20.7~20.8之间取某一个数时,(x+8)2﹣826=0,从而根据一元二次方程解的定义可得到方程的一个正数解x的大致范围.
解:∵当x=20.7时,(x+8)2﹣826=﹣2.31;当x=20.8时,(x+8)2﹣826=3.44,
∴当x在20.7~20.8之间取某一个数时,(x+8)2﹣826=0,
∴估计方程的一个正数解x的大致范围为20.7<x<20.8.
故选:C.
【点评】本题考查了估算一元二次方程的近似解:给出一些未知数的值,计算方程两边结果,当两边结果愈接近时,说明未知数的值愈接近方程的根.
9.(3分)如图,菱形ABCD的周长为36,对角线AC,BD相交于点O,E为CD中点,连接OE,则OE的长是( )
A.3 B. C.6 D.9
【分析】由菱形的性质可先求得菱形的边长,再由三角形中位线定理可求得OE的长.
解:∵菱形ABCD的周长为36,
∴CD=BC==9,且O为BD的中点,
∵E为CD的中点,
∴OE为△BCD的中位线,
∴OE=CB=,
故选:B.
【点评】本题主要考查菱形的性质,掌握菱形的四条边都相等、对角线互相垂直平分是解题的关键.
10.(3分)如图,在菱形ABCD中,AB=4,∠ABC=60°,点P、M分别是BD和BC上的动点,且点M与点B、C不重合,则PM+PC的最小值是( )
A.2 B.3 C. D.4
【分析】连接AC,过点A作AM⊥BC,垂足为M,交BD于点P,根据菱形的性质可得BD垂直平分AC,从而可得PA=PC,则PC+PM=PA+PM,当A,P,M三点共线,且AM⊥BC时,PC+PM有最小值,然后在Rt△ABM中,进行计算即可解答.
解:连接AC,过点A作AM⊥BC,垂足为M,交BD于点P,
∵四边形ABCD是菱形,
∴BD垂直平分AC,
∴PA=PC,
∴PC+PM=PA+PM=AM,此时PM+PC有最小值,
在Rt△ABM中,AB=4,∠ABC=60°,
∴∠BAM=90°﹣∠ABC=30°,
∴BM=AB=2,
∴AM=BM=2,
∴PM+PC的最小值是2,
故选:C.
【点评】本题考查了菱形的性质,轴对称﹣最短路线问题,根据题目的已知条件并结合图形添加适当的辅助线是解题的关键.
二、填空题(本题共计5小题,每题3分,共计15分)
11.(3分)要使代数式有意义,则x的取值范围是 ﹣2≤x<3且x>3 .
【分析】根据二次根式的性质和分式的意义,被开方数大于或等于0,分母不等于0,可以求出x的范围.
解:由代数式有意义,得
.
解得﹣2≤x<3且x>3,
故答案为:﹣2≤x<3且x>3.
【点评】本题考查了二次根式有意义的条件,函数自变量的范围一般从三个方面考虑:当函数表达式是整式时,自变量可取全体实数;当函数表达式是分式时,考虑分式的分母不能为0;当函数表达式是二次根式时,被开方数非负.
12.(3分)在二次根式①,②,③,④中,与是同类二次根式的有 ②④ (只需要填写前面的序号即可).
【分析】结合同类二次根式的概念:一般地,把几个二次根式化为最简二次根式后,如果它们的被开方数相同,就把这几个二次根式叫做同类二次根式.进行求解即可.
解:①、=3,与不是同类二次根式;
②、=4,与是同类二次根式;
③、=,与不是同类二次根式;
④、=,与是同类二次根式.
故答案为:②④.
【点评】本题考查了同类二次根式,解答本题的关键在于熟练掌握该知识点的概念:一般地,把几个二次根式化为最简二次根式后,如果它们的被开方数相同,就把这几个二次根式叫做同类二次根式.
13.(3分)在一块长16m、宽12m的矩形土地上,要建造一个花园,使花园所占面积为矩形土地面积的一半,且花园周围的小路宽度相等,则小路的宽度为 2m .
【分析】设小路的宽度为xm,则花园的长为(16﹣2x)m,宽为(12﹣2x)m,由题意:花园所占面积为矩形土地面积的一半,列出一元二次方程,解方程即可.
解:设小路的宽度为xm,则花园的长为(16﹣2x)m,宽为(12﹣2x)m,
由题意得:(16﹣2x)(12﹣2x)=×16×12,
整理得:x2﹣14x+24=0,
解得:x1=2,x2=12(不符合题意,舍去),
即小路的宽度为2m,
故答案为:2m.
【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.
14.(3分)a是方程2x2=x+4的一个根,则代数式4a2﹣2a的值是 8 .
【分析】直接把a的值代入得出2a2﹣a=4,进而将原式变形得出答案.
解:∵a是方程2x2=x+4的一个根,
∴2a2﹣a=4,
∴4a2﹣2a=2(2a2﹣a)=2×4=8.
故答案为:8.
【点评】此题主要考查了一元二次方程的解,正确将原式变形是解题关键.
15.(3分)以正方形ABCD的边AD作等边△ADE,则∠BEC的度数是 30°或150° .
【分析】分等边△ADE在正方形的内部和外部两种情况分别求解可得.
解:如图1,
∵四边形ABCD为正方形,△ADE为等边三角形,
∴AB=BC=CD=AD=AE=DE,∠BAD=∠ABC=∠BCD=∠ADC=90°,∠AED=∠ADE=∠DAE=60°,
∴∠BAE=∠CDE=150°,又AB=AE,DC=DE,
∴∠AEB=∠CED=15°,
则∠BEC=∠AED﹣∠AEB﹣∠CED=30°.
如图2,
∵△ADE是等边三角形,
∴AD=DE,
∵四边形ABCD是正方形,
∴AD=DC,
∴DE=DC,
∴∠CED=∠ECD,
∴∠CDE=∠ADC﹣∠ADE=90°﹣60°=30°,
∴∠CED=∠ECD=(180°﹣30°)=75°,
∴∠BEC=360°﹣75°×2﹣60°=150°.
故答案为:30°或150°.
【点评】本题考查了正方形的性质,等边三角形的性质,等腰三角形的判定与性质,熟记各性质并准确识图是解题的关键.
三、解答题(本题共计8小题,共计75分)
16.(8分)计算:
(1)﹣(4﹣);
(2)()(2﹣3÷).
【分析】(1)直接化简二次根式,进而合并得出答案;
(2)直接利用二次根式的混合运算法则化简,进而得出答案.
解:(1)原式=2﹣3﹣(4×﹣2)
=2﹣3﹣(2﹣2)
=2﹣3﹣2+2
=﹣;
(2)原式=(+2)(2﹣﹣12÷)
=(+2)(2﹣﹣8)
=(+2)(﹣6﹣)
=﹣42﹣24.
【点评】此题主要考查了二次根式的混合运算,正确掌握相关运算法则是解题关键.
17.(10分)解下列方程:
(1)x2﹣5x﹣6=0;
(2)4(x﹣3)2+x(x﹣3)=0.
【分析】(1)利用因式分解法把方程转化为x﹣6=0或x+1=0,然后解两个一次方程即可;
(2)利用因式分解法把方程转化为x﹣3=0或4x﹣12+x=0,然后解两个一次方程即可.
解:(1)x2﹣5x﹣6=0,
(x﹣6)(x+1)=0,
x﹣6=0或x+1=0,
所以x1=6,x2=﹣1;
(2)4(x﹣3)2+x(x﹣3)=0,
(x﹣3)(4x﹣12+x)=0,
x﹣3=0或4x﹣12+x=0,
所以x1=3,x2=.
【点评】本题考查了解一元二次方程﹣因式分解法:因式分解法就是利用因式分解求出方程的解的方法,这种方法简便易用,是解一元二次方程最常用的方法.
18.(8分)如图,在平行四边形ABCD中,点O是边BC的中点,连接DO并延长,交AB延长线于点E.连接BD,EC:
(1)求证:四边形BECD是平行四边形;
(2)若∠A=50°,则当∠BOD= 100 °时,四边形BECD是矩形;
【分析】(1)由AAS证明△BOE≌△COD,得出OE=OD,即可得出结论;
(2)由平行四边形的性质得出∠BCD=∠A=50°,由三角形的外角性质求出∠ODC=∠BCD,得出OC=OD,证出DE=BC,即可得出结论.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD为平行四边形,
∴AB∥DC,AB=CD,
∴∠OEB=∠ODC,
又∵O为BC的中点,
∴BO=CO,
在△BOE和△COD中,
∴△BOE≌△COD(AAS),
∴OE=OD,
∴四边形BECD是平行四边形;
(2)解:若∠A=50°,则当∠BOD=100°时,四边形BECD是矩形.理由如下:
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴∠BCD=∠A=50°,
∵∠BOD=∠BCD+∠ODC,
∴∠ODC=100°﹣50°=50°=∠BCD,
∴OC=OD,
∵BO=CO,OD=OE,
∴DE=BC,
∵四边形BECD是平行四边形,
∴四边形BECD是矩形;
故答案为:100.
【点评】本题主要考查了矩形的判定、平行四边形的判定与性质、全等三角形的判定与性质等知识,熟练掌握平行四边形的判定与性质是解决问题的关键.
19.(9分)受益于国家支持新能源汽车发展和“一带一路”倡议等多重利好因素,我国某汽车零部件生产企业的利润逐年增高,据统计,2019年利润为2亿元,2021年利润为2.88亿元.
(1)求该企业从2019年至2021年利润的年均增长率;
(2)若2022年保持前两年利润的年均增长率不变,该企业2022年的利润能否超过3.4亿元?
【分析】(1)设该企业从2019年至2021年利润的年均增长率为x,根据该企业2021年的利润=该企业2019年利润×(1+该企业从2019年至2021年利润的年均增长率)2,可得出关于x的一元二次方程,解之取其符合题意的值,即可得出结论;
(2)利用该企业2022年的利润=该企业2021年的利润×(1+该企业从2019年至2021年利润的年均增长率),可求出该企业2022年的利润,再将其与3.45亿元比较后,即可得出结论.
解:(1)设该企业从2019年至2021年利润的年均增长率为x,
根据题意得:2(1+x)2=2.88,
解得:x1=0.2=20%,x2=﹣2.2(不符合题意,舍去).
答:该企业从2019年至2021年利润的年均增长率为20%;
(2)∵2.88×(1+20%)=3.456(亿元),3.456>3.4,
∴该企业2022年的利润能超过3.4亿元.
【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.
20.(9分)已知关于x的一元二次方程x2﹣(2m﹣3)x+m2=0有两个不相等的实数根.
(1)求m的取值范围;
(2)若此方程的两实数根x1,x2满足(x1﹣1)(x2﹣1)=7,求m的值.
【分析】(1)利用判别式的意义得到Δ=(2m﹣3)2﹣4m2>0,然后解不等式即可;
(2)根据根与系数的关系得到x1+x2=2m﹣3,x1x2=m2,再根据(x1﹣1)(x2﹣1)=7得到m2﹣(2m﹣3)+1=7,然后解关于m的方程,最后利用m的范围确定m的值.
解:(1)根据题意得Δ=(2m﹣3)2﹣4m2>0,
解得m<;
(2)根据题意得x1+x2=2m﹣3,x1x2=m2,
∵(x1﹣1)(x2﹣1)=7,
∴x1x2﹣(x1+x2)+1=7,
即m2﹣(2m﹣3)+1=7,
整理得m2﹣2m﹣3=0,解得m1=﹣1,m2=3,
∵m<,
∴m=﹣1.
【点评】本题考查了根与系数的关系:若x1,x2是一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的两根时,x1+x2=﹣,x1x2=.也考查了根的判别式.
21.(10分)如图△ABC,∠B=90°,AB=6,BC=8.点P从A开始沿边AB向点B以1cm/s的速度移动,与此同时,点Q从点B开始沿边BC向点C以2cm/s的速度移动.如果P、Q分别从A、B同时出发,当点Q运动到点C时,两点停止运动,问:
(1)经过几秒,△PBQ的面积等于8cm2?
(2)△PBQ的面积会等于10cm2吗?若会,请求出此时的运动时间;若不会,请说明理由.
【分析】(1)设经过x秒,△PBQ的面积等于8cm2.先用含x的代数式分别表示BP和BQ的长度,再代入三角形面积公式,列出方程,即可将时间求出;
(2)设经过y秒,△PBQ的面积等于10cm2.根据三角形的面积公式,列出关于y的一元二次方程,根据Δ=b2﹣4ac进行判断.
解:(1)设经过x秒,△PBQ的面积等于8cm2.
∵AP=1•x=x,BQ=2x,
∴BP=AB﹣AP=6﹣x,
∴S△PBQ=×BP×BQ=×(6﹣x)×2x=8,
∴x2﹣6x+8=0,
解得:x=2或4,
即经过2秒或4秒,△PBQ的面积等于8cm2;
(2)设经过y秒,△PBQ的面积等于10cm2,
则S△PBQ=×(6﹣y)×2y=10,
即y2﹣6y+10=0,
因为Δ=b2﹣4ac=36﹣4×10=﹣4<0,
所以△PBQ的面积不会等于10cm2.
【点评】本题考查了一元二次方程的应用.关键是用含时间的代数式准确表示BP和BQ的长度,再根据三角形的面积公式列出一元二次方程,进行求解.
22.(10分)阅读理解
阅读下列材料,然后解答问题:在进行二次根式的化简与运算时,我们有时会碰上如:,,一样的式子,其实我们还可以将其进一步化简:
==;(一)
==;(二)
===﹣1;(三)
以上这种化简的步骤叫做分母有理化.
还可以用以下方法化简:
====﹣1.(四)
请解答下列问题:
(1)化简:;
(2)化简:++;
(3)猜想:+++…+的值.(直接写出结果)
【分析】(1)利用分母有理化的方法进行运算即可;
(2)对各分母进行分母有理化运算,从而可求解;
(3)对分母进行分母有理化运算,从而可求解.
解:(1)
=
=
=;
(2)++
=+
=
=;
(3)+++…+
=+…+
=.
【点评】本题主要考查二次根式的混合运算,解答的关键是理解清楚分母有理化的方法.
23.(11分)下面是一种类比、拓展的探究案例,先阅读再解决后面的问题:
已知正方形ABCD,点M在是直线BC上一个动点,点N在直线DC上,且满足∠MAN=45°,连接MN.
(1)如图1,当点M在边BC上时,求证:MN=BM+DN.
请根据下面的思路分析填空:
延长线段CD至点E,使得DE=BM,连接AE,根据正方形性质和作图可证△ABM≌ △ADE ,得到AM=AE,接着可证明△AMN≌ △AEN ,可得出MN= EN ,再由线段的加法可以得出MN=BM+DN.
(2)如图2,当点M在边CB的延长线上,点N在DC的延长线上;
①猜想BM,DN,MN之间有怎样的数量关系?并证明你的猜想.
②若BC=4,BM=1,求CN.
【分析】(1)延长线段CD至点E,使得DE=BM,连接AE,根据正方形性质和作图可证△ABM≌△ADE(SAS),得到AM=AE,接着可证明△AMN≌△AEN(SAS),可得出MN=EN,再由线段的加法可以得出MN=BM+DN;
(2)①在CD上截取DF,使得DF=BM,连接AF,由SAS证得△ABM≌△ADF,得出AM=AF,∠BAM=∠DAF,证明∠FAN=∠MAN,由SAS证得△AMN≌△AFN,得出MN=FN,即可得出MN=DN﹣BM;
②由正方形的性质得CD=BC=4,由①得BM=DF=1,则CM=5,CF=3,设CN=x,由①得MN=FN=x+3,在Rt△MCN中,由勾股定理得CM2+CN2=MN2,解方程即可得出结果.
解:(1)延长线段CD至点E,使得DE=BM,连接AE,
∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=AD,∠ABM=∠ADE=∠BAD=90°,
在△ABM和△ADE中,,
∴△ABM≌△ADE(SAS),
∴AM=AE,∠BAM=∠DAE,
∵∠MAN=45°,
∴∠BAM+∠NAD=∠BAD﹣∠MAN=90°﹣45°=45°,
∴∠DAE+∠NAD=45°,即∠EAN=45°,
∴∠MAN=∠EAN,
在△AMN和△AEN中,,
∴△AMN≌△AEN(SAS),
∴MN=EN,
∴MN=DE+DN=BM+DN;
故答案为:△ADE,△AEN,EN;
(2)①猜想BM,DN,MN之间的数量关系为:MN=DN﹣BM;理由如下:
在CD上截取DF,使得DF=BM,连接AF,如图2所示:
∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=AD,∠ABM=∠ADF=∠BAD=90°,
在△ABM和△ADF中,,
∴△ABM≌△ADF(SAS),
∴AM=AF,∠BAM=∠DAF,
∵∠MAN=45°,
∴∠FAN=∠BAD﹣∠DAF﹣∠BAN=90°﹣∠BAM﹣∠BAN=90°﹣∠MAN=90°﹣45°=45°,
∴∠FAN=∠MAN,
在△AMN和△AFN中,,
∴△AMN≌△AFN(SAS),
∴MN=FN,
∵FN=DN﹣DF=DN﹣BM,
∴MN=DN﹣BM;
②∵四边形ABCD是正方形,
∴CD=BC=4,
由①得:BM=DF=1,
∴CM=BC+BM=4+1=5,CF=CD﹣DF=4﹣1=3,
设CN=x,
由①得:MN=FN=x+3,
在Rt△MCN中,由勾股定理得:CM2+CN2=MN2,
即:52+x2=(x+3)2,
解得:x=,即CN=.
【点评】本题是四边形综合题,主要考查了正方形的性质、全等三角形的判定与性质、勾股定理等知识;熟练掌握正方形的性质和全等三角形的判定与性质是解题的关键.
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