2021-2022学年江苏省苏州市姑苏区草桥中学八年级(下)期中数学试卷(解析版)
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八年级(下)期中数学试卷
一.选择题(共8小题)
1.下列图形中既是轴对称图形,又是中心对称图形的是( )
A. B.
C. D.
2.中华汉字,源远流长.某校为了传承中华优秀传统文化,组织了一次全校1000名学生参加的“汉字听写”大赛.为了解本次大赛的成绩,学校随机抽取了其中150名学生的成绩进行统计分析,下列说法正确的是( )
A.这1000名学生的“汉字听写”大赛成绩的全体是总体
B.每个学生是个体
C.150名学生是总体的一个样本
D.样本容量是1000
3.下列函数中,变量y是x的反比例函数的是( )
A.y= B.y= C.y= D.y=3x
4.将方程3x2+1=5x化成ax2+bx+c=0的形式,则a,b,c的值分别为( )
A.3,5,1 B.3,5,﹣1 C.3,﹣5,﹣1 D.3,﹣5,1
5.如图,平行四边形ABCD的对角线交于点O,且AB=6,△OCD的周长为18,则平行四边形ABCD的两条对角线的和是( )
A.12 B.24 C.28 D.40
6.下列说法中正确的是( )
A.有一个角是直角的四边形是矩形
B.两条对角线互相垂直的四边形是菱形
C.两条对角线互相垂直平分的四边形是正方形
D.两条对角线相等的菱形是正方形
7.若点A(﹣1,a)、B(2,b)、C(3,c)在反比例函数y=的图象上,则a、b、c的大小关系是( )
A.a<b<c B.b<a<c C.a<c<b D.c<a<b
8.某学校对教室采用药熏消毒,已知药物燃烧时,室内每立方米空气中的含药量y(毫克)与时间x(分钟)成正比例,药物燃烧完后,y与x成反比例(如图),现测得药物10分钟燃毕,此时室内空气中每立方米含药量为8毫克.研究表明,当空气中每立方米的含药量不低于4毫克才有效,那么此次消毒的有效时间是( )
A.11分钟 B.12分钟 C.15分钟 D.20分钟
二.填空题(共8小题)
9.想了解中央电视台《开学第一课》的收视率,适合的调查方式为 .(填“普查”或“抽样调查”)
10.在一个不透明的盒子里装有红球、白球共30个,这些球除颜色外完全相同.通过多次实验发现,摸出白球的频率稳定在0.4左右,则盒子中白球的个数约为 .
11.如图,把△ABC绕点C按顺时针方向旋转35°后能与△A′B′C′重合,且B′C′交AB于点E,若∠ABC=50°,则∠AEC的度数是 .
12.反比例函数y=的图象位于第二、四象限,则k的取值范围是 .
13.若关于x的方程(k﹣1)x|k|+1+4x﹣5=0是一元二次方程,则k= .
14.已知x=1是方程x2+ax﹣b=0的一个根,则a﹣b+2021= .
15.如图,在△ABC中,点D、E分别是AB、AC的中点,连接BE,若AE=6,DE=5,∠BEC=90°,则△BEC的周长是 .
16.如图,平面直角坐标系中,点A、B分别在函数y=与y=﹣的图象上,点P在x轴上.若AB∥x轴.则△PAB的面积为 .
三.解答题
17.解方程:
(1)x2﹣9=0;
(2)2x2﹣x﹣3=0.
18.某校举行“母亲节暖心特别行动”,从全校随机调查了部分同学的吸心行动,并将其分为A,B,C,D四种类型(分别对应送服务、送鲜花、送红包、送祝愿).现根据调查的数据绘食成如下的条形统计图和扇形统计图.请根据两幅不完整的统计图提供的信息,解答下列问题:
(1)该校共抽查了多少名同学的暖心行动?
(2)求出扇形统计图中扇形B的圆心角度数?
(3)若该校共有2400名同学,请估计该校进行送鲜花行动的同学约有多少名?
19.已知,如图,在菱形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,DE∥AC,AE∥BD.
(1)求证:四边形AODE是矩形:
(2)若AB=10,∠BCD=120°,求四边形AODE的面积.
20.如图所示,一次函数y=kx+b的图象与反比例函数的图象相交于两点A(1,n),B(﹣3,﹣1),与y轴相交于点C.
(1)求反比例函数和一次函数的函数表达式;
(2)直接写出:不等式的解集是 ;
(3)求△AOB的面积.
选做题
21.点P,Q,R在反比例函数(常数k>0,x>0)图象上的位置如图所示,分别过这三个点作x轴、y轴的平行线,图中所构成的三处阴影部分的面积从左到右依次为S1,S2,S3.若OE=ED=DC,S1+S3=15,则S2的值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
22.如图,在矩形ABCD中,AB=6,AD=12,E是AD上一点,AE=2,P是BC上一动点,连接AP,取AP的中点F,连接EF,当线段EF取得最小值时,线段PD的长度是 .
23.在矩形ABCD中,AB=3,BC=4,E、F是直线AC上的两个动点,分别从A,C同时出发相向而行,速度均为每秒1个单位长度,运动时间为t秒,其中0≤t≤7.
(1)如图1,M、N分别是AB,DC中点,当t= s时,四边形EMFN是矩形.
(2)若在点E、F运动的同时,点G以每秒1个单位长度的速度从A出发,沿折线A﹣B﹣C运动,点H以每秒1个单位长度的速度从C出发,沿折线C﹣D﹣A运动.
①如图2,当t为何值时,四边形EGFH为菱形;
②如图3,作AC的垂直平分线交AD、BC于点P、Q,当四边形PGQH的面积是矩形ABCD面积的一半时,则t的值是 .
参考答案
一.选择题(共8小题)
1.下列图形中既是轴对称图形,又是中心对称图形的是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据中心对称图形与轴对称图形的概念,把一个图形绕某一点旋转180°,如果旋转后的图形能够与原来的图形重合,那么这个图形就叫做中心对称图形,如果一个图形沿一条直线折叠,直线两旁的部分能够互相重合,这个图形叫做轴对称图形,进行判断即可.
解:A.不是中心对称图形,是轴对称图形,故此选项不合题意;
B.是中心对称图形,不是轴对称图形,故此选项不合题意;
C.既是轴对称图形,又是中心对称图形,故此选项符合题意;
D.既不是中心对称图形,也不是轴对称图形,故此选项不合题意;
故选:C.
【点评】本题考查的是中心对称图形与轴对称图形的概念,正确掌握相关定义是解题关键.
2.中华汉字,源远流长.某校为了传承中华优秀传统文化,组织了一次全校1000名学生参加的“汉字听写”大赛.为了解本次大赛的成绩,学校随机抽取了其中150名学生的成绩进行统计分析,下列说法正确的是( )
A.这1000名学生的“汉字听写”大赛成绩的全体是总体
B.每个学生是个体
C.150名学生是总体的一个样本
D.样本容量是1000
【分析】解此类题需要注意“考查对象实际应是表示事物某一特征的数据,而非考查的事物.”我们在区分总体、个体、样本、样本容量这四个概念时,首先找出考查的对象,考查对象是组织了一次全校3000名学生参加的“汉字听写”大赛的成绩,再根据被收集数据的这一部分对象找出样本,最后再根据样本确定出样本容量.
解:A.这1000名学生的“汉字听写”大赛成绩的全体是总体,说法正确,故本选项符合题意;
B.每个学生的“汉字听写”大赛成绩是个体,故本选项不符合题意;
C.150名学生的“汉字听写”大赛成绩是总体的一个样本,故本选项不符合题意;
D.样本容量是150,故本选项不符合题意;
故选:A.
【点评】本题考查统计知识的总体,样本,个体等相关知识点,要明确其定义.易错易混点:学生易对总体和个体的意义理解不清而错选.
3.下列函数中,变量y是x的反比例函数的是( )
A.y= B.y= C.y= D.y=3x
【分析】根据反比例函数的定义,反比例函数的一般式(k≠0),即可判定各函数的类型是否符合题意.
解:A、为正比例函数,不符合题意;
B、y与x+1成反比例,不符合题意;
C、符合反比例函数的定义,符合题意;
D、为正比例函数,不符合题意;
故选:C.
【点评】本题考查反比例函数的定义,熟记反比例函数解析式的一般式(k≠0),是解决此类问题的关键.
4.将方程3x2+1=5x化成ax2+bx+c=0的形式,则a,b,c的值分别为( )
A.3,5,1 B.3,5,﹣1 C.3,﹣5,﹣1 D.3,﹣5,1
【分析】任何一个关于x的一元二次方程经过整理,都能化成如下形式ax2+bx+c=0(a≠0),其中ax2叫做二次项,a叫做二次项系数;bx叫做一次项,b是一次项系数;c叫做常数项.
解:将方程3x2+1=5x化成ax2+bx+c=0的形式,可得3x2﹣5x+1=0,
则a,b,c的值分别为3,﹣5,1,
故选:D.
【点评】此题主要考查了一元二次方程的一般形式,关键是掌握要确定二次项系数,一次项系数和常数项,必须先把一元二次方程化成一般形式.
5.如图,平行四边形ABCD的对角线交于点O,且AB=6,△OCD的周长为18,则平行四边形ABCD的两条对角线的和是( )
A.12 B.24 C.28 D.40
【分析】根据平行四边形的性质解得即可.
解:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB=CD=6,
∵△OCD的周长为18,
∴OD+OC=18﹣6=12,
∵BD=2OD,AC=2OC,
∴▱ABCD的两条对角线的和BD+AC=2(OD+OC)=24.
故选:B.
【点评】此题考查平行四边形的性质,关键是根据平行四边形的对边相等解答.
6.下列说法中正确的是( )
A.有一个角是直角的四边形是矩形
B.两条对角线互相垂直的四边形是菱形
C.两条对角线互相垂直平分的四边形是正方形
D.两条对角线相等的菱形是正方形
【分析】依据矩形、菱形和正方形的判定方法,即可得到正确结论.
解:A.有一个角是直角的四边形不一定是矩形,故本选项错误;
B.两条对角线互相垂直的四边形不一定是菱形,故本选项错误;
C.两条对角线互相垂直平分的四边形是菱形,故本选项错误;
D.两条对角线相等的菱形是正方形,故本选项正确.
故选:D.
【点评】本题主要考查了矩形、菱形和正方形的判定,正方形的判定没有固定的方法,只要判定既是矩形又是菱形就可以判定.
7.若点A(﹣1,a)、B(2,b)、C(3,c)在反比例函数y=的图象上,则a、b、c的大小关系是( )
A.a<b<c B.b<a<c C.a<c<b D.c<a<b
【分析】根据反比例函数的性质可以判断a、b、c的大小,本题得以解决.
解:∵反比例函数y=中,k2+1>0,
∴函数的图象在第一、三象限,且在每个象限y随x的增大而减小,
∵点A(﹣1,a)、B(2,b)、C(3,c)在反比例函数y=的图象上,
∴点A(﹣1,a)在第三象限,B(2,b)、C(3,c)在第一象限,
∴a<c<b,
故选:C.
【点评】本题考查反比例函数图象上点的坐标特征,解答本题的关键是明确题意,利用反比例函数的性质解答.
8.某学校对教室采用药熏消毒,已知药物燃烧时,室内每立方米空气中的含药量y(毫克)与时间x(分钟)成正比例,药物燃烧完后,y与x成反比例(如图),现测得药物10分钟燃毕,此时室内空气中每立方米含药量为8毫克.研究表明,当空气中每立方米的含药量不低于4毫克才有效,那么此次消毒的有效时间是( )
A.11分钟 B.12分钟 C.15分钟 D.20分钟
【分析】首先根据题意确定一次函数与反比例函数的解析式,然后代入y=4确定两个自变量的值,差即为有效时间.
解:(1)设药物燃烧时y关于x的函数关系式为y=k1x(k1>0)代入(10,8)为8=10k1,
∴k1=;
设药物燃烧后y关于x的函数关系式为y=(k2>0)代入(10,8)为8=,
∴k2=80,
∴药物燃烧时y关于x的函数关系式为y=x(0≤x≤10);药物燃烧后y关于x的函数关系式为y=(x>10),
把y=4代入y=x,得:x=5,
把y=4代入y=,得:x=20,
∵20﹣5=15,
∴那么此次消毒的有效时间是15分钟,
故选:C.
【点评】本题考查了函数的应用,现实生活中存在大量成反比例函数的两个变量,解答该类问题的关键是确定两个变量之间的函数关系,然后利用待定系数法求出它们的关系式.
二.填空题(共8小题)
9.想了解中央电视台《开学第一课》的收视率,适合的调查方式为 抽样调查 .(填“普查”或“抽样调查”)
【分析】由普查得到的调查结果比较准确,但所费人力、物力和时间较多,而抽样调查得到的调查结果比较近似.
解:想了解中央电视台《开学第一课》的收视率,适合的调查方式为抽样调查.
故答案为:抽样调查.
【点评】本题考查了抽样调查和全面调查的区别,选择普查还是抽样调查要根据所要考查的对象的特征灵活选用,一般来说,对于具有破坏性的调查、无法进行普查、普查的意义或价值不大,应选择抽样调查,对于精确度要求高的调查,事关重大的调查往往选用普查.
10.在一个不透明的盒子里装有红球、白球共30个,这些球除颜色外完全相同.通过多次实验发现,摸出白球的频率稳定在0.4左右,则盒子中白球的个数约为 12个 .
【分析】用球的总个数乘以摸出白球的频率稳定值即可.
解:根据题意,盒子中白球的个数约为30×0.4=12(个),
故答案为:12个.
【点评】本题主要考查利用频率估计概率,大量重复实验时,事件发生的频率在某个固定位置左右摆动,并且摆动的幅度越来越小,根据这个频率稳定性定理,可以用频率的集中趋势来估计概率,这个固定的近似值就是这个事件的概率.
11.如图,把△ABC绕点C按顺时针方向旋转35°后能与△A′B′C′重合,且B′C′交AB于点E,若∠ABC=50°,则∠AEC的度数是 85° .
【分析】先根据旋转的性质得到∠BCB′=35°,然后根据三角形外角性质计算出∠AEC的度数.
解:∵△ABC绕点C按顺时针方向旋转35°后能与△A′B′C′重合,
∴∠BCB′=35°,
∴∠AEC=∠ABC+∠ECB=50°+35°=85°.
故答案为85°.
【点评】本题考查了旋转的性质:对应点到旋转中心的距离相等;对应点与旋转中心所连线段的夹角等于旋转角;旋转前、后的图形全等.
12.反比例函数y=的图象位于第二、四象限,则k的取值范围是 k<3 .
【分析】由反比例函数所在的象限可得到关于k的不等式,可求得答案.
解:
∵反比例函数y=的图象位于第二、四象限,
∴k﹣3<0,解得k<3,
故答案是:k<3.
【点评】本题主要考查反比例函数的性质,掌握在y=(k≠0)中,当k>0时,图象在第一、三象限,当k<0时,图象在第二、四象限是解题的关键.
13.若关于x的方程(k﹣1)x|k|+1+4x﹣5=0是一元二次方程,则k= ﹣1 .
【分析】根据一元二次方程的定义得出k﹣1≠0且|k|+1=2,再求出k即可.
解:∵关于x的方程(k﹣1)x|k|+1+4x﹣5=0是一元二次方程,
∴k﹣1≠0且|k|+1=2,
解得:k=﹣1,
故答案为:﹣1.
【点评】本题考查了一元二次方程的定义,能熟记一元一次方程的定义是解此题的关键,只含有一个未知数,并且所含未知数的项的最高次数是2的整式方程,叫一元二次方程.
14.已知x=1是方程x2+ax﹣b=0的一个根,则a﹣b+2021= 2020 .
【分析】把x=1代入方程得到1+a﹣b=0易得a﹣b=﹣1,然后整体代入求值即可.
解:根据题意,得1+a﹣b=0,则a﹣b=﹣1.
∴a﹣b+2021
=﹣1+2021
=2020.
故答案是:2020.
【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.
15.如图,在△ABC中,点D、E分别是AB、AC的中点,连接BE,若AE=6,DE=5,∠BEC=90°,则△BEC的周长是 24 .
【分析】本题运用了三角形的中位线的性质可求BC的长,运用勾股定理可求BE的长,进而求出△BEC的周长.
解:∵点D、E分别是AB、AC的中点,AE=6,DE=5,
∴BC=10,CE=6,
∵∠BEC=90°,
∴BE2+62=102,
∴BE=8,
∴△BEC的周长=6+8+10=24.
故答案是:24.
【点评】本题运用了三角形的中位线和勾股定理的知识点,关键是结合图形准确计算.
16.如图,平面直角坐标系中,点A、B分别在函数y=与y=﹣的图象上,点P在x轴上.若AB∥x轴.则△PAB的面积为 5 .
【分析】连接OA、OB,如图,利用反比例函数的比例系数k的几何意义得到S△OAE=1.5,S△OBE=3.5,所以S△OAB=5,进而得出结果.
解:连接OA、OB,设AB交y轴于点E,如图,
∵AB∥x轴,
∴S△OAE=×|3|=1.5,S△OBE=×|﹣7|=3.5,
∴S△ABP=S△OAB=S△OAE=1.5+3.5=5.
故答案为:5.
【点评】本题考查了反比例函数比例系数k的几何意义:在反比例函数y=图象中任取一点,过这一个点向x轴和y轴分别作垂线,与坐标轴围成的矩形的面积是定值|k|,在反比例函数的图象上任意一点向坐标轴作垂线,这一点和垂足以及坐标原点所构成的三角形的面积是 |k|,且保持不变.
三.解答题
17.解方程:
(1)x2﹣9=0;
(2)2x2﹣x﹣3=0.
【分析】(1)利用因式分解法把方程转化为x+3=0或x﹣3=0,然后解一次方程即可;
(2)利用因式分解法把方程转化为2x﹣3=0或x+1=0,然后解一次方程即可.
解:(1)x2﹣9=0,
(x+3)(x﹣3)=0,
x+3=0或x﹣3=0,
所以x1=﹣3,x2=3;
(2)2x2﹣x﹣3=0,
(2x﹣3)(x+1)=0,
2x﹣3=0或x+1=0,
所以x1=,x2=﹣1.
【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.某校举行“母亲节暖心特别行动”,从全校随机调查了部分同学的吸心行动,并将其分为A,B,C,D四种类型(分别对应送服务、送鲜花、送红包、送祝愿).现根据调查的数据绘食成如下的条形统计图和扇形统计图.请根据两幅不完整的统计图提供的信息,解答下列问题:
(1)该校共抽查了多少名同学的暖心行动?
(2)求出扇形统计图中扇形B的圆心角度数?
(3)若该校共有2400名同学,请估计该校进行送鲜花行动的同学约有多少名?
【分析】(1)从两个统计图可以得到,“A送服务”的有20人,占调查人数的25%,可求出调查总人数;
(2)用360°×“B送鲜花”所占比例即可;
(3)样本中“B送鲜花”的占,因此全校2400人的是送鲜花的人数.
解:(1)20÷25%=80(人),
答:该校共抽查了80名同学的暖心行动;
(2)送红包人数:80×30%=24(人),
1﹣5%﹣25%﹣30%=40%,
扇形统计图中扇形B的圆心角度数为:360×40%=144°;
(3)2400×40%=960(人),
答:该校2400名同学中进行送鲜花行动的约有960名.
【点评】本题考查了条形统计图和扇形统计图,从条形图可以很容易看出数据的大小,从扇形图上可以清楚地看出各部分数量和总数量之间的关系.也考查了用样本估计总体.
19.已知,如图,在菱形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,DE∥AC,AE∥BD.
(1)求证:四边形AODE是矩形:
(2)若AB=10,∠BCD=120°,求四边形AODE的面积.
【分析】(1)先证四边形AODE为平行四边形,再由菱形的性质得∠AOD=90°,即可得出结论;
(2)证△ABC是等边三角形,得AC=AB=10,则AO=CO=5,再由勾股定理得OD=OB=5,然后由矩形面积公式即可得出结论.
【解答】(1)证明:∵DE∥AC,AE∥BD,
∴四边形AODE是平行四边形,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,
∴∠AOD=90°,
∴平行四边形AODE是矩形;
(2)解:∵四边形ABCD是菱形,
∴BC=AB=10,AO=CO,BO=DO,AC⊥BD,AB∥CD,
∴∠ABC+∠BCD=180°,
∵∠BCD=120°,
∴∠ABC=180°﹣∠BCD=60°,
∴△ABC是等边三角形,
∴AC=AB=10,
∴AO=CO=5,
∴OD=OB===5,
由(1)得:四边形AODE是矩形,
∴矩形AODE的面积=AO•OD=5×5=25.
【点评】本题考查了矩形的判定与性质、菱形的性质、平行四边形的判定与性质、等边三角形的判定与性质、勾股定理等知识,熟练掌握矩形的判定与性质是解题的关键.
20.如图所示,一次函数y=kx+b的图象与反比例函数的图象相交于两点A(1,n),B(﹣3,﹣1),与y轴相交于点C.
(1)求反比例函数和一次函数的函数表达式;
(2)直接写出:不等式的解集是 ﹣3<x<0或x>1 ;
(3)求△AOB的面积.
【分析】(1)用待定系数法先求出反比例函数的解析式,再求出A点坐标,再将A,B点坐标代入一次函数求解即可;
(2)根据图象即可得出不等式的解集;
(3)先求出C点坐标,再分别求出△AOC和△BOC的面积即可求出△AOB的面积.
解:(1)∵反比例函数的图象过B(﹣3,﹣1),
∴m=(﹣3)×(﹣1)=3,
∴反比例函数的解析式为:y=,
∵点A(1,n)在反比例函数图象上,
∴1×n=3,
∴n=3,
∴点A的坐标为(1,3),
将点A,B坐标代入一次函数y=kx+b中,
得,
解得,
∴一次函数的解析式为:y=x+2.
(2)根据图象可知,不等式的解集是:﹣3<x<0或x>1.
故答案为:﹣3<x<0或x>1;
(3)过点A作AG⊥y轴于点G,过点B作BH⊥y轴于点H,如下图所示:
∵一次函数y=x+2与y轴相交于点C,
∴C点坐标为(0,2),
∴OC=2,
∵A点坐标为(1,3),
∴AG=1,
∵B点坐标为(﹣3,﹣1),
∴BH=3,
∴S△AOB=S△AOC+S△BOC=+×3=4.
【点评】本题是反比例函数与一次函数的交点问题,考查了待定系数法求函数的解析式,反比例函数图象上点的坐标特征,三角形面积,数形结合是解决本题的关键.
选做题
21.点P,Q,R在反比例函数(常数k>0,x>0)图象上的位置如图所示,分别过这三个点作x轴、y轴的平行线,图中所构成的三处阴影部分的面积从左到右依次为S1,S2,S3.若OE=ED=DC,S1+S3=15,则S2的值为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【分析】设CD=DE=OE=a,则P(,3a),Q(,2a),R(,a),推出CP=,DQ=,ER=,推出OG=AG,OF=2FG,OF=GA,推出S1=2S2,S3=3S2,根据S1+S3=15,求出S1,S3,S2即可.
解:∵CD=DE=OE,
∴可以假设CD=DE=OE=a,
则P(,3a),Q(,2a),R(,a),
∴CP=,DQ=,ER=,
∴OG=AG,OF=2FG,OF=GA,
∴S1=S3=2S2,
∵S1+S3=15,
∴S3=9,S1=6,S2=3,
故选:B.
【点评】本题考查反比例函数系数k的几何意义,矩形的性质等知识,解题的关键是学会利用参数解决问题,属于中考常考题型.
22.如图,在矩形ABCD中,AB=6,AD=12,E是AD上一点,AE=2,P是BC上一动点,连接AP,取AP的中点F,连接EF,当线段EF取得最小值时,线段PD的长度是 10 .
【分析】过点P作PM∥FE交AD于M,则FE为△APM的中位线,PM=2EF,当PM⊥AD时,PM最短,EF最短,在Rt△PMD中可求得PD的长度.
解:过点P作PM∥FE交AD于M,如图,
∵F为AP的中点,PM∥FE,
∴FE为△APM的中位线,
∴AM=2AE=4,PM=2EF,
当EF取最小值时,即PM最短,
当PM⊥AD时,PM最短,
此时PM=AB=6,
∵MD=AD﹣AM=8,
在Rt△PMD中,PD===10,
∴当线段EF取得最小值时,线段PD的长度是10,
故答案为:10.
【点评】本题考查了矩形的性质,垂线段的性质和三角形中位线定理,构造三角形中位线,利用垂线段最短是解决本题的关键.
23.在矩形ABCD中,AB=3,BC=4,E、F是直线AC上的两个动点,分别从A,C同时出发相向而行,速度均为每秒1个单位长度,运动时间为t秒,其中0≤t≤7.
(1)如图1,M、N分别是AB,DC中点,当t= 或 s时,四边形EMFN是矩形.
(2)若在点E、F运动的同时,点G以每秒1个单位长度的速度从A出发,沿折线A﹣B﹣C运动,点H以每秒1个单位长度的速度从C出发,沿折线C﹣D﹣A运动.
①如图2,当t为何值时,四边形EGFH为菱形;
②如图3,作AC的垂直平分线交AD、BC于点P、Q,当四边形PGQH的面积是矩形ABCD面积的一半时,则t的值是 .
【分析】(1)先证四边形EMFN是平行四边形,则当EF=MN=4时,四边形EMFN是矩形,即可求解;
(2)①由菱形的性质可得GH⊥AC,由勾股定理可求解;
②由线段垂直平分线和勾股定理可求CQ的长,由面积和差关系可求解.
解:(1)∵四边形ABCD是矩形,
∴AB∥CD,AB=CD,
∴∠MAE=∠NCF,
∵M、N分别是AB,DC中点,
∴AM=CN,
∵E、F分别从A、C同时出发相向而行,速度均为每秒1个单位长度,
∴AE=CF,
∴△AME≌△CNF(SAS),
∴ME=FN,∠AEM=∠CFN,
∴∠MEF=∠EFN,
∴ME∥FN,
∴四边形EMFN是平行四边形,
如图1,连接MN,
∵四边形ABCD是矩形,M,N分别是AB,DC中点,
∴四边形MBCN是矩形,
∵AB=3,BC=4,
∴MN=BC=4,AC==5,
∵四边形EMFN是平行四边形,
∴当EF=MN=4时,四边形EMFN是矩形,
∴5﹣2t=4或2t﹣5=4,
解得t=或,
故答案为:或;
(2)①∵E、F分别从A、C同时出发相向而行,速度均为每秒1个单位长度,
∴AE=CF,
∴四边形EGFH的对角线EF的中点即是AC中点,
若四边形EGFH为菱形,则对角线垂直,且GH必经过AC中点,
过AC的中点O作GH⊥AC交BC于G,交AD于H,连接CH,如图2:
∵AO=CO,GH⊥AC,
∴AH=HC,
∵HC2=CD2+DH2,
∴AH2=9+(4﹣AH)2,
∴AH=CH=,
∴DH=,
∴CD+DH=3+=,
∴t==;
②如图3,连接AQ,
∵PQ垂直平分AC,
∴AQ=QC,
∵QA2=AB2+BQ2,
∴AQ2=9+(4﹣AQ)2,
∴AQ=CQ=,
∴BQ=,
由①可得:AP=,
∴AP=CQ,
∵G、H分别从点A、C沿折线A﹣B﹣C,C﹣D﹣A运动,
∴AG=CH,
又∵∠GAP=∠QCH=90°,
∴△APG≌△CQH(SAS),
∴GP=QH,
同理可证PH=GQ,
∴四边形GQHP是平行四边形,
∵四边形PGQH的面积是矩形ABCD面积的一半,
∴S△PGQ=×S平行四边形PGQH=S矩形ABCD=3,
∴S△AGP+S△GBQ=S△GPQ=3,
∴×AG×+×(3﹣AG)×=3,
∴AG=,
∴t=.
故答案为:.
【点评】本题是四边形综合题,考查了矩形的性质,全等三角形的判定和性质,勾股定理等知识,灵活运用这些性质解决问题是解题的关键.
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