江苏省各地2023年中考模拟试卷压轴题精选(含解析)
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这是一份江苏省各地2023年中考模拟试卷压轴题精选(含解析),共48页。试卷主要包含了已知二次函数y=ax2﹣bx,如图A等内容,欢迎下载使用。
江苏省各地2023年最新中考模拟试卷压轴题精选
一.选择题(共6小题)
1.如图,已知正方形ABCD的边长为4,G是AD边中点,F在AB边上,且∠GCF=45°,则FB的长是( )A. B. C.1 D.
第1题
2.数学实验是学习数学的一种重要方式,有益于我们深入思考问题.一次,数学兴趣小组的同学拿出如图所示的矩形纸片ABCD,其中,他们将纸片对折使AD,BC重合,展开后得折痕MN;又沿BM折叠使点C落在C'处,展开后又得到折痕BM;再沿BE折叠使点A落在BM上的A′处,大家发现了很多有趣的结论.就这个图形,请你探究的值( )
A. B. C. D.
3.已知二次函数y=ax2﹣bx(a≠0),经过点P(m,2).当y≥﹣1时,x的取值范围为x≤t﹣1或x≥﹣3﹣t.则如下四个值中有可能为m的是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
4.如图,在矩形ABCD中,AB=4,AD=5,AD、AB、BC分别与⊙O相切于E、F、G三点,过点D作⊙O的切线交BC于点M,切点为N,则DM的长为( )
A. B.2 C. D.
第4题 第5题 第6题
5.如图(1),点P为菱形ABCD对角线AC上一动点,点E为边CD上一定点,连接PB,PE,BE.图(2)是点P从点A匀速运动到点C时,△PBE的面积y随AP的长度x变化的关系图象(当点P在BE上时,令y=0),则菱形ABCD的周长为( )A.8 B. C.20 D.24
6.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=与x轴的正半轴交于点A,B点为抛物线的顶点,C点为该抛物线对称轴上一点,则3BC+5AC的最小值为( )
A.24 B.25 C.30 D.36
二.填空题(共7小题)
7.如图,在直径为10的⊙O中,两条弦AB,CD分别位于圆心的异侧,AB∥CD,且,若AB=8,则CD的长为 .
第7题第8题第9题
8.如图,已知△ABC中,∠C=90°,AC=6,BC=8,将△ABC绕点A逆时针旋转得△AB'C',当AB′第一次与BC平行时,连接并延长BC′交AC于点D,则tan∠CBD= .
9.如图,在正方形ABCD中,点E,F分别在BC,AB上,且DE=DF,AC分别交DE,DF于点M,N.设△DMN和△AFN的面积分别为S1和S2,若S2=2S1,则tan∠ADF的值为 .
10.如图①,四边形ABCD中,AB∥DC,AB>AD.动点P,Q均以1cm/s的速度同时从点A出发,其中点P沿折线AD﹣DC﹣CB运动到点B停止,点Q沿AB运动到点B停止,设运动时间为t(s),△APQ的面积为y(cm2),则y与t的函数图象如图②所示,则AB= cm.
第10题第11题
11.如图,在矩形BCDE中,BC=12,CD=8,以BC为直径作⊙O,延长CB到点A,使BA=6,点Q是⊙O上的动点,线段AQ的中点为M,点P为DE上一动点.
(1)直线ED与⊙O的位置关系为 ;
(2)PC+PM的最小值为 .
12.如图,矩形ABCD中,AD=6,DC=8,点E为对角线AC上一动点,BE⊥BF,,BG⊥EF于点G,连接CG,当CG最小时,CE的长为 .
13.如图,正方形ABCD中,点E是BC的中点,连接DE,与以CD为直径的半圆交于点F,
连接AF并延长交BC于点P,则的值 .
第12题第13题
三.解答题(共20小题)
14.如果三角形的两个内角α与β满足2α+β=90°,那么我们称这样的三角形为“准互余三角形”.
(1)若△ABC是“准互余三角形”,∠C>90°,∠A=50°,则∠B= °;
(2)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=4,BC=5,若AD是∠BAC的平分线,
①判断:△ABD (填“是”或“不是”)“准互余三角形”.
②试问在边BC上是否存在点E(异于点D),使得△ABE也是“准互余三角形”?若存在,请求出BE的长,若不存在,请说明理由.
(3)如图,已知抛物线y=ax2+bx+c(a<0)与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,若△ABC为“准互余三角形”,且∠ACB>90°,AB=4,D为BC一点,满足以下条件:
D的横坐标为;S△OCD=c2;
求抛物线的解析式.
15.如果三角形的两个内角α与β满足2α+β=90°,那么我们称这样的三角形为“准互余三角形”.
(1)若△ABC是“准互余三角形”,∠C>90°,∠A=60°,则∠B= °;
(2)如图①,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=4,BC=5.若AD是∠BAC的平分线,不难证明△ABD是“准互余三角形”.试问在边BC上是否存在点E(异于点D),使得△ABE也是“准互余三角形”?若存在,请求出BE的长;若不存在,请说明理由.
(3)如图②,在四边形ABCD中,AB=7,CD=12,BD⊥CD,∠ABD=2∠BCD,且△ABC是“准互余三角形”,求对角线AC的长.
16.如图①,点E为矩形ABCD中较短边AB上一任意点,连接DE,在AD上方以DE为边作正方形DEFG,分别连接CE、CF、CG,F与BC交于点H,若△ECD的面积y1与BE的长度x的函数关系的图象如图②中直线的一部分,正方形DEFG的面积y2与BE的长度x的函数关系的图象如图②中抛物线的一部分.
(1)①矩形ABCD的面积= ;
②求出矩形ABCD的周长;
(2)E、C、G三点能否共线,若能,求出此时x的值,若不能,请说明理由;
(3)连接FB,令△BFE的面积为S1,△CEF的面积为S2,当x为间值时,取得最大值?此时∠FCB和∠CGD是否相等?请说明理由.
17.正方形ABCD,AB=2,点E为线段AC上一点,连接DE,过点E作EF⊥DE,交射线BC于点F,以DE、EF为邻边作矩形DEFG,连接CG.
(1)如图1,求证:矩形DEFG是正方形;
(2)探究:CE+CG的值是否为定值?若是,请求出这个定值;若不是,请说明理由.
变式1 设AE=x,四边形DEFG的面积为S,直接写出S与x的函数关系式.
变式2 当线段DE与正方形ABCD的某条边的夹角是30°时,直接写出∠EFC的度数.
18.在平面直角坐标系xOy中,边长为6的正方形OABC的顶点A,C分别在x轴和y轴的正半轴上,直线y=mx+2与OC,BC两边分别相交于点D,G,以DG为边作菱形DEFG,顶点E在OA边上.
(1)如图1,当CG=OD时,直接写出点D和点G的坐标,并求直线DG的函数表达式;
(2)如图2,连接BF,设CG=a,△FBG的面积为S.
①求S与a的函数关系式;
②判断S的值能否等于等于1?若能,求此时m的值,若不能,请说明理由;
(3)如图3,连接GE,当GD平分∠CGE时,m的值为 .
19.如图,在平面直角坐标系中,直线AB经过点A(4,0),B(0,3),动点C从点O出发,以每秒3个单位长度的速度向点B运动,过点C作CD∥AB于OA于点D,以CD为边向上作正方形CDEF,设正方形CDEF与△AOB重合部分图形的面积为y,运动时间为t.
(1)用含t的式子表示E,F两点的坐标;
(2)求y与t的函数关系式;
(3)过点A,B分别作x轴、y轴的垂线,两垂线交于点H,当正方形的顶点落在AH或BH边上时,求t的值.
(4)在点D向点A运动的过程中,连接AE,BF,分别以CF,DE为对称轴,作△BCF和△ADE的轴对称三角形△B′CF,△A′DE,当1≤A′B′≤4时,直接写出t的取值范围.
20.如图①,在矩形ABCD中,AB=4,BC=10,点Q是BC的中点,点E是折线段PA﹣AD上一点(含端点).
(1)沿EQ所在直线折叠矩形,已知点B的对应点为B′,若点B′恰好落在矩形的边AD上,求出AE的长;
(2)如图②,以EQ为直径,在EQ的右侧作半圆O.当半圆O与边AD相切时,设切点为M,求tan∠OAM的值.
21.定义:若存在实数对坐标(x,y)同时满足一次函数y=px+q和反比例函数,则二次函数y=px2+qx﹣k为一次函数和反比例函数的“生成”函数.
(1)试判断(需要写出判断过程):一次函数y=﹣x+3和反比例函数是否存在“生成”函数,若存在,写出它们的“生成”函数和实数对坐标.
(2)已知:整数m,n,t满足条件t<n<8m,并且一次函数y=(1+n)x+2m+2与反比例函数存在“生成”函数y=(m+t)x2+(10m﹣t)x﹣2015,求m的值.
(3)若同时存在两组实数对坐标(x1,y1)和(x2,y2)使一次函数y=ax+2b和反比例函数为“生成”函数,其中,实数a>b>c,a+b+c=0,设L=|x1﹣x2|,求L的取值范围.(注:一元二次方程ax2+bx+c=0的求根公式为)
22.如图,已知△ABC中,∠ACB=90°,点O是BC边上的动点(不与点B重合),以O为圆心,OB为半径的⊙O与BC交于D,连接并延长AD交⊙O于点E,连接CE.
(1)当EC=AC时,判断直线EC与⊙O的位置关系并说明理由;
(2)若AB=8,AC=2,⊙O的半径为r,求r为何值时,AD•DE的值最大,这个最大值是多少?
23.如图,已知二次函数y=a(x2﹣2mx﹣8m2)(其中a、m为常数,a<0,m>0),它的图象交x轴于点A,B(点A在B的左侧),交y轴于点C(0,4),直线AC交二次函数图象的对称轴于点E.
(1)用含m的代数式表示a以及点A,B的坐标;
(2)如图1,若二次函数图象的顶点是D,直线BD交AE于F,求m取何值时BF⊥AE;
(3)如图2,直接写出△BCE为锐角三角形时m的取值范围.
24.如图,已知AB是半圆⊙O的直径,点C在半圆上,AC=12,BC=6,点D是上的动点,AC,BD交于E,连接AD,CD.
(1)问题解决:如图1,若E为AC中点,则BD= ;
(2)问题探究:如图2,当AE>CE时,若四边形ABCD的面积为54,求CD的长.
(3)拓展延伸:如图3,作CF⊥CD交BD于点F,当△CEF为等腰三角形时,求CE的长.
25.如图,已知顶点为C(0,﹣6)的抛物线y=ax2+b(a≠0)与x轴交于A,B两点,且OC=OB.
(1)求点B的坐标;
(2)求二次函数y=ax2+b(a≠0)的解析式;
(3)作直线CB,问抛物线y=ax2+b(a≠0)上是否存在点M,使得∠MCB=15°,若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
26.如图,已知△ABC内接于⊙O,AB是该圆的直径,D是AC上的点,线段BD与AC交于点E,若AB=5,,CE=m,.
(1)试用含m的代数式表示k;
(2)若AD∥OC,求k的值;
(3)若CE=CF,求cos∠ABD.
27.如图,在矩形ABCD中,AB=6,AD=2.点P从点A出发以每秒2个单位的速度沿AB﹣BA运动,到点A停止.在点P运动的同时,点Q从点A出发以每秒1个单位的速度沿AD﹣DC运动.当点P回到点A停止时,点Q也随之停止运动.设点P的运动时间为t秒(t>0).
(1)用含t的代数式表示线段AP的长.
(2)以PQ为边作矩形PQMN,使点M与点A在PQ所在直线的两侧,且PQ=2MQ.
①当点Q在边AD上,且点M落在CD上时,求t的值.
②当点M在矩形ABCD内部时,直接写出t的取值范围.
(3)点E在边AB上,且AE=2,在线段PQ上只存在一点F,使∠AFE=90°,直接写出t的取值范围.
28.已知抛物线y=ax2+bx+3,抛物线的顶点的为P(m,n).
(1)若函数图象经过(1,0),对称轴是过(﹣2,0)且垂直于x轴的直线,求a、b的值和顶点坐标;
(2)若a=1,﹣1<b<2,求n关于m的函数表达式,并直接写出n的取值范围;
(3)若b=2,直接写出抛物线的顶点P与原点O的距离的最小值.
29.如图①,矩形ABCD,E是BC上的一点,连接AE,过E作AE的垂线交矩形外角DCF的平分线于点G,.
(1)若E是BC边中点.①求的值(用含k的代数式表示).
②连接AG交CD于点H,连接EH,若∠AHE=90°,求k的值.
(2)若,请直接写出的值(用含k、m的代数式表示).
(3)如图②,P为边CD上一点,连接AP,PG,∠PAE=45°,
若BE=1,EC=2,且PG⊥EG,求PG的长.
30.如图,AB为⊙O的直径,C,D为⊙O上的两点,∠BAC=∠DAC,过点C作直线EF⊥AD,交AD的延长线于点E,连接BC.
(1)求证:EF是⊙O的切线.
(2)若∠CAO=30°,BC=2,求劣弧BC的长.
31.如图,矩形ABCD中,AB=3,AD=4.
(1)点E是边CD上一点,将△ABE沿直线AE翻折,得到△AFE.
①如图1,当AF平分∠EAD时,求BE的长;
②如图2,连接DF,当BE=1时,求△ADF的面积;
(2)点E为射线BC上一动点,将矩形ABCD沿直线AE进行翻折,点C的对应点为C′,当点E,C′,D三点共线时,求BE的长.
32.如图,直线交x轴于点C,交y轴于点A,抛物线过点A,与x轴交于点B、C.
(1)求该抛物线的解析式.
(2)如图1,点P在抛物线上,横坐标为2.Q是抛物线上的动点,且在直线AC上方.若S△QAC>3S△PAC恒成立,求点Q的横坐标xQ的取值范围.
(3)如图2,连接AB,点M(m,0)为x轴上一动点,将△OAB绕点M逆时针旋转90°,得到△O′A′B′,若△O′A′B′的边与抛物线有交点,直接写出m的取值范围.
33.如图1,将矩形AOBC放在平面直角坐标系中,点O是原点,点A坐标为(0,4),点B坐标为(5,0),点P是x轴正半轴上的动点,连接AP,△AQP是由△AOP沿AP翻折所得到的图形.
(1)当点Q落在对角线OC上时,OP= ;
(2)当直线PQ经过点C时,求PQ所在的直线函数表达式;
(3)如图2,点M是BC的中点,连接MP、MQ.
①MQ的最小值为 ;
②当△PMQ是以PM为腰的等腰三角形时,请直接写出点P的坐标.
3.已知二次函数y=ax2﹣bx(a≠0),经过点P(m,2).当y≥﹣1时,x的取值范围为x≤t﹣1或x≥﹣3﹣t.则如下四个值中有可能为m的是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【分析】由当y≥﹣1时,x的取值范围为x≤t﹣1或x≥﹣3﹣t可得抛物线对称轴为直线x=﹣2,从而可得b与a的关系,将P(m,2)代入解析式,用含m代数式表示a,进而求解.
【解答】解:当y≥﹣1时,ax2﹣bx≥﹣1,x的取值范围为x≤t﹣1或x≥﹣3﹣t,
∴(t﹣1,﹣1),(﹣3﹣t,﹣1)为抛物线上的点,
∴抛物线对称轴为直线x==﹣2,∴=﹣2,∴b=﹣4a,
∴y=ax2+4ax=a(x+2)2﹣4a,当a>0时,﹣4a≤﹣1,解得a≥,
将(m,2)代入解析式得am2+4am=2,∴a=≥,∴0<m2+4m≤8,
∴4<(m+2)2≤12,∴﹣2﹣2≤m<﹣4或0<m≤﹣2+2,故选:A.
【点评】本题考查二次函数的性质,解题关键是掌握二次函数与方程及不等式的关系,掌握二次函数图象上点的坐标特征.
4.如图,在矩形ABCD中,AB=4,AD=5,AD、AB、BC分别与⊙O相切于E、F、G三点,过点D作⊙O的切线交BC于点M,切点为N,则DM的长为( )
A. B.2 C. D.
【分析】连接OE,OF,ON,OG,在矩形ABCD中,得到∠A=∠B=90°,CD=AB=4,由于AD,AB,BC分别与⊙O相切于E,F,G三点,得到∠AEO=∠AFO=∠OFB=∠BGO=90°,推出四边形AFOE,FBGO是正方形,得到AF=BF=AE=BG=2,由勾股定理列方程即可求出结果.
题图答图
【解答】解:连接OE,OF,ON,OG,在矩形ABCD中,∵∠A=∠B=90°,CD=AB=4,
∵AD,AB,BC分别与⊙O相切于E,F,G三点,
∴∠AEO=∠AFO=∠OFB=∠BGO=90°,∴四边形AFOE,FBGO是正方形,
∴AF=BF=AE=BG=2,∴DE=3,
∵DM是⊙O的切线,∴DN=DE=3,MN=MG,∴CM=5﹣2﹣MN=3﹣MN,
在Rt△DMC中,DM2=CD2+CM2,∴(3+NM)2=(3﹣NM)2+42,
∴NM=,∴DM=3+=.故选:D.
【点评】本题考查了切线的性质,勾股定理,正方形的性质,正确的作出辅助线是解题的关键.
5.如图(1),点P为菱形ABCD对角线AC上一动点,点E为边CD上一定点,连接PB,PE,BE.图(2)是点P从点A匀速运动到点C时,△PBE的面积y随AP的长度x变化的关系图象(当点P在BE上时,令y=0),则菱形ABCD的周长为( )
A.8 B. C.20 D.24
【分析】根据图象可知,当x=0时,即点P与点A重合,此时S△ABE=12,进而求出菱形的面积,当x=8时,此时点P与点C重合,即AC=8,连接BD,利用菱形的性质,求出边长,即可得出结果.
【解答】解:由图象可知:当x=0时,即点P与点A重合,
此时S△ABE=12,∴S菱形ABCD=2S△ABE=24,
当x=8时,此时点P与点C重合,即AC=8,连接BD,交AC于点O,
则:BD⊥AC,OA=OC=4,OB=OD,
9.如图,在正方形ABCD中,点E,F分别在BC,AB上,且DE=DF,AC分别交DE,DF于点M,N.设△DMN和△AFN的面积分别为S1和S2,若S2=2S1,则tan∠ADF的值为 ﹣1 .
题图答图
【分析】(1)过N作NK⊥AD于K,由正方形ABCD,可得KN=AN,证明Rt△ADF≌Rt△CDE(HL),可得∠ADF=∠EDF=∠CDE=30°,有KN=DN,即可得DN:AN=,过N作NH⊥AB于H,设tan∠ADF=tan∠FNH=k,设NH=AH=b,则FH=kb,可知AF=b+kb,AD==b,故S2=AF•HN=b2(1+k),S1=S△ADC﹣2S△ADN=(b)2﹣2וb•b,根据S2=2S1,列方程b2(1+k)=2•[(b)2﹣2וb•b],可解得解得:k=﹣1.
【解答】解:过N作NH⊥AB于H,如图:∵∠FHN=∠FAD=90°,
∴HN∥AD,∴∠ADF=∠HNF,
设tan∠ADF=tan∠FNH=k,设NH=AH=b,则FH=kb,∴AF=b+kb,
∵tan∠ADF=,∴AD==b,
∴S2=AF•HN=b2(1+k),S1=S△ADC﹣2S△ADN=(b)2﹣2וb•b,
∵S2=2S1,∴b2(1+k)=2•[(b)2﹣2וb•b],整理得:k2+2k﹣2=0,
解得:k=﹣1或﹣﹣1(舍弃),∴tan∠ADF=k=﹣1,故答案为:﹣1.
【点评】本题考查正方形性质及应用,涉及全等三角形的判定与性质,解直角三角形等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造直角三角形解决问题,学会利用参数构建方程解决问题,属于中考压轴题.
10.如图①,四边形ABCD中,AB∥DC,AB>AD.动点P,Q均以1cm/s的速度同时从点A出发,其中点P沿折线AD﹣DC﹣CB运动到点B停止,点Q沿AB运动到点B停止,设运动时间为t(s),△APQ的面积为y(cm2),则y与t的函数图象如图②所示,则AB= 15 cm.
题图答图
【分析】结合图象可知当t=13时,点P到达点D,此时y=90,AQ=13cm,从而可求出此时△APQ的高DE=12cm,当t=18时,点P到达点C,点Q已经停止,此时y=90,AQ=AB.由AB∥DC,可知此时△APQ的高也为12cm,再根据三角形的面积公式即可求出AB的长.
【解答】解:过点D作DE⊥AB于E,如图所示:
当t=13时,P到达D点,即AD=AQ=13cm,此时y=78,
∴AQ•DE=×13•DE=78,∴DE=12,
设此时AE=x,∵,∴PG=,∵CG⊥PG,∴∠PCG=∠BPG=∠BAC,
∴,代入PG=,解得CP=x,∵CP=BC•sin∠CBP=BC•sin∠BAC=,
∴x=,∴AE=∴CE=,故答案为:.
【点评】本题考查相似三角形综合,熟练掌握手拉手相似模型是解题关键,掌握“瓜豆原理”则可以快速找到解题思路.
13.如图,正方形ABCD中,点E是BC的中点,连接DE,与以CD为直径的半圆交于点F,
连接AF并延长交BC于点P,则的值 .
题图答图
【分析】连接CF,设正方形的边长是2a,可以证明△DCF∽△DEC,得到CD:DE=FD:DC,因此2a:a=FD:2a,即可求出DF=a,得到EF的长,由△PEF∽△ADF,得到PE:AD=EF:DF=1:4,因此PE=AD=a,得到PB=BE+PE=a,即可求出=.
【解答】解:连接CF,设正方形的边长是2a,∵CD是半圆的直径,∴∠DFC=90°,
∵四边形ABCD是正方形,∴∠DCE=90°,AD=CD=BC=2a,
∵E是BC中点,∴BE=CE=BC=a,∴DE==a,
∵∠CDF=∠CDE,∠DFC=∠DCE,∴△DCF∽△DEC,∴CD:DE=FD:DC,
∴2a:a=FD:2a,∴DF=a,∴EF=DE﹣DF=a,
∵EP∥AD,∴△PEF∽△ADF,∴PE:AD=EF:DF=1:4,∴PE=AD=a,
∴PB=BE+PE=a,∴=.故答案为:.
【点评】本题考查圆周角定理,正方形的性质,相似三角形的判定和性质,勾股定理,关键是由以上知识点证明PE=AD.
三.解答题(共20小题)
14.如果三角形的两个内角α与β满足2α+β=90°,那么我们称这样的三角形为“准互余三角形”.
(1)若△ABC是“准互余三角形”,∠C>90°,∠A=50°,则∠B= 20 °;
(2)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=4,BC=5,若AD是∠BAC的平分线,
①判断:△ABD 是 (填“是”或“不是”)“准互余三角形”.
②试问在边BC上是否存在点E(异于点D),使得△ABE也是“准互余三角形”?若存在,请求出BE的长,若不存在,请说明理由.
(3)如图,已知抛物线y=ax2+bx+c(a<0)与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,若△ABC为“准互余三角形”,且∠ACB>90°,AB=4,D为BC一点,满足以下条件:
D的横坐标为;S△OCD=c2;
求抛物线的解析式.
【分析】(1)由题意得:∠A+2∠B=90°,∠A=50°即可求解;
(2)①是.设∠A=2α,∠B=β,而∠A+∠B=90°,即:2α+β=90°;②存在,如图①,连接AE,利用△CAE∽△CBA,即可求解;
(3)由题意得:D是线段BC的中点,则:S△BOC=2S△OCD=•BO•c,求出BO=c,而OC=c,tan∠CBO==,∴∠CBO=30°,即可求解.
【解答】解:(1)由题意得:∠A+2∠B=90°,∠A=50°,则:∠B=20°,故:答案为20°;
(2)①是.设∠A=2α,∠B=β,而∠A+∠B=90°,即:2α+β=90°;故:答案是:是;
②存在,如图,连接AE,
(2)∵△ABE也是“准互余三角形”,
∴2∠B+∠BAE=90°,∠B=∠EAC,
∴∠EAC=∠BAE,又∵∠C=∠C,
∴△CAE∽△CBA,∴,
即CA2=CB•CE,∵AC=4,BC=5,
∴CE=.∴;
(3)D的横坐标为,而点B横坐标为,即D是线段BC的中点,
则:S△BOC=2S△OCD=c2×2==BO•CO=•BO•c,
则:BO=c,而OC=c,tan∠CBO==,∴∠CBO=30°,
若∠CBO=30°=α,由2α+β=90°得:β=30°,即:∠CAB=30°,
若∠CAB=30°=α,由2α+β=90°得:β=30°,即:∠CBO=30°,
即∠CAB=∠CBA=30°,则:OA=OB=2,OC=2,
即:点A、B、C的坐标分别为(﹣2,0)、(2,0)、(0,2),
设:抛物线的解析式为:y=a(x﹣x1)(x﹣x2),
把点A、B坐标代入上式得:y=a(x+2)(x﹣2),
把点C坐标代入上式,解得:a=﹣,
则抛物线的解析式为:y=﹣(x+2)(x﹣2)=﹣x2+2.
【点评】本题考查的是二次函数知识的综合运用,涉及到三角形相似、一元二次方程解法等相关知识,本题(2)是难点,其核心是确定△CAE∽△CBA.
15.如果三角形的两个内角α与β满足2α+β=90°,那么我们称这样的三角形为“准互余三角形”.
(1)若△ABC是“准互余三角形”,∠C>90°,∠A=60°,则∠B= 15 °;
(2)如图①,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=4,BC=5.若AD是∠BAC的平分线,不难证明△ABD是“准互余三角形”.试问在边BC上是否存在点E(异于点D),使得△ABE也是“准互余三角形”?若存在,请求出BE的长;若不存在,请说明理由.
(3)如图②,在四边形ABCD中,AB=7,CD=12,BD⊥CD,∠ABD=2∠BCD,且△ABC是“准互余三角形”,求对角线AC的长.
【分析】(1)根据“准互余三角形”的定义构建方程即可解决问题;
(2)只要证明△CAE∽△CBA,可得CA2=CE•CB,由此即可解决问题;
(3)如图②中,将△BCD沿BC翻折得到△BCF.只要证明△FCB∽△FAC,可得CF2=FB•FA,设FB=x,则有:x(x+7)=122,推出x=9或﹣16(舍弃),再利用勾股定理求出AC即可;
【解答】解:(1)∵△ABC是“准互余三角形”,∠C>90°,∠A=60°,
∴2∠B+∠A=90°,解得,∠B=15°,故答案为:15°;
(2)如图①中,在Rt△ABC中,∵∠B+∠BAC=90°,∠BAC=2∠BAD,
∴∠B+2∠BAD=90°,∴△ABD是“准互余三角形”,
∵△ABE也是“准互余三角形”,∴只有2∠B+∠BAE=90°,
∵∠B+∠BAE+∠EAC=90°,∴∠CAE=∠B,∵∠C=∠C=90°,
∴△CAE∽△CBA,可得CA2=CE•CB,∴CE=,∴BE=5﹣=.
(3)如图②中,将△BCD沿BC翻折得到△BCF.
∴CF=CD=12,∠BCF=∠BCD,∠CBF=∠CBD,
∵∠ABD=2∠BCD,∠BCD+∠CBD=90°,
∴∠ABD+∠DBC+∠CBF=180°,∴A、B、F共线,∴∠FAC+∠ACF=90°
∴2∠ACB+∠CAB≠90°,∴只有2∠BAC+∠ACB=90°,∴∠FCB=∠FAC,∵∠F=∠F,
∴△FCB∽△FAC,∴CF2=FB•FA,设FB=x,则有:x(x+7)=122,
∴x=9或﹣16(舍弃),∴AF=7+9=16,
在Rt△ACF中,AC===20.
【点评】本题考查四边形综合题、相似三角形的判定和性质、“准互余三角形”的定义等知识,解题的关键是理解题意,学会利用翻折变换添加辅助线,构造相似三角形解决问题,学会利用已知模型构建辅助线解决问题,属于中考压轴题.
16.如图①,点E为矩形ABCD中较短边AB上一任意点,连接DE,在AD上方以DE为边作正方形DEFG,分别连接CE、CF、CG,F与BC交于点H,若△ECD的面积y1与BE的长度x的函数关系的图象如图②中直线的一部分,正方形DEFG的面积y2与BE的长度x的函数关系的图象如图②中抛物线的一部分.
(1)①矩形ABCD的面积= 12 ;
②求出矩形ABCD的周长;
(2)E、C、G三点能否共线,若能,求出此时x的值,若不能,请说明理由;
(3)连接FB,令△BFE的面积为S1,△CEF的面积为S2,当x为间值时,取得最大值?此时∠FCB和∠CGD是否相等?请说明理由.
【分析】(1)①由图②知△ECD的面积为6,即CD•AD=6,可得矩形ABCD的面积为12;
②由图②知,正方形DEFG的面积最大为25,此时边DE最大,E与B重合,可得AB2+AD2=25,结合AB•AD=CD•AD=12,可得AB+AD==7,故矩形ABCD的周长为14;
(2)由(1)知AB+AD=7,AB•AD=12,得AB=3,AD=4,以A为原点,AD所在直线为x轴建立直角坐标系,过G作GK⊥CD交DC延长线于K,证明△DKG≌△DAE(AAS),得DK=AD=4,KG=AE,设AE=m,则KG=m,可得直线EG函数表达式为y=x+m,将C(4,3)代入得3=×4+m,变形得:m2﹣3m+4=0,由Δ=(﹣3)2﹣4×4=﹣7<0,知C(4,3)不可能满足y=x+m,从而可得C不可能在直线EG上,故E、C、G三点不能共线;
(3)过F作FT⊥y轴于T,FW⊥BC于W,证明△EFT≌△DEA(AAS),得TF=AE,TE=AD=4,有AE=AB﹣BE=3﹣x=TF,可求出BH=﹣+x,即可得==﹣1+,当x2﹣3x+4最小时,最大,从而最大,故当x=时,x2﹣3x+4最小为,此时取得最大值,根据BE=,可证△CFW是等腰直角三角形,∠FCB=45°,由(2)知C不在EG上,即得∠CGD≠∠FCB.
【解答】解:(1)①由图②知,△ECD的面积为6,∴CD•AD=6,∴CD•AD=12,
∴矩形ABCD的面积为12;故答案为:12;
②由图②知,正方形DEFG的面积最大为25,此时边DE最大,E与B重合,∴AB2+AD2=25,
由矩形ABCD,结合①可知AB•AD=CD•AD=12,
∴AB+AD===7,∴矩形ABCD的周长为14;
(2)E、C、G三点不能共线,理由如下:
由(1)知AB+AD=7,AB•AD=12,
∴AB=3,AD=4(AB为矩形ABCD的较短边,AB=4,AD=3已舍去),
以A为原点,AD所在直线为x轴建立直角坐标系,过G作GK⊥CD交DC延长线于K,如图:
∵∠KDG=90°﹣∠EDC=∠EDA,∠K=90°=∠EAD,DE=DG,
∴△DKG≌△DAE(AAS),∴DK=AD=4,KG=AE,
设AE=m,则KG=m,∴E(0,m),G(4+m,4),∴直线EG函数表达式为y=x+m,
若C(4,3)在直线EG上,则3=×4+m,变形整理得:m2﹣3m+4=0,
∵Δ=(﹣3)2﹣4×4=﹣7<0,∴C(4,3)不可能满足y=x+m,
∴C不可能在直线EG上,故E、C、G三点不能共线;
(3)过F作FT⊥y轴于T,FW⊥BC于W,如图:
∵∠TEF=90°﹣∠AED=∠ADE,∠ETF=90°=∠EAD,EF=ED,
∴△EFT≌△DEA(AAS),∴TF=AE,TE=AD=4,
∵BE=x,∴AE=AB﹣BE=3﹣x=TF,∵BH∥TF,∴=即=,
∴BH=﹣+x,∴CH=4﹣BH=﹣x+4,
∴S1=BE•TF=x•(3﹣x)=﹣x2+x,S2=CH•TE=(﹣x+4)×4=﹣x+2,
∴==﹣1+,
当x2﹣3x+4最小时,最大,从而最大,
∵x2﹣3x+4=(x﹣)2+,∴当x=时,x2﹣3x+4最小为,此时取得最大值,
∴BE=,∴AE=TF=3﹣=,TB=TE﹣BE=4﹣=,
∴BW=TF=,FW=TB=,∴CW=BC﹣BW=4﹣=,
∴CW=FW,∴△CFW是等腰直角三角形,∴∠FCB=45°,
∵∠EGD=45°,∴∠FCB=∠EGD,由(2)知C不在EG上,∴∠CGD≠∠FCB.
∴当x=时,取得最大值,此时∠FCB与∠CGD不相等.
【点评】本题考查二次函数综合应用,涉及正方形性质,全等三角形判定与性质,一元二次方程根的判别式等知识,解题的关键是用含字母的式子表示相关点坐标和相关线段的长度.
17.正方形ABCD,AB=2,点E为线段AC上一点,连接DE,过点E作EF⊥DE,交射线BC于点F,以DE、EF为邻边作矩形DEFG,连接CG.
(1)如图1,求证:矩形DEFG是正方形;
(2)探究:CE+CG的值是否为定值?若是,请求出这个定值;若不是,请说明理由.
变式1 设AE=x,四边形DEFG的面积为S,直接写出S与x的函数关系式.
变式2 当线段DE与正方形ABCD的某条边的夹角是30°时,直接写出∠EFC的度数.
【分析】(1)过E作EM⊥BC于M点,过E作EN⊥CD于N点,得到EN=EM,然后判断∠DEN=∠FEM,得到△DEN≌△FEM,则有DE=EF即可;
(2)探究 同(1)的方法证出△ADE≌△CDG得到CG=AE,得出CE+CG=CE+AE=AC=4即可;
变式1 由正方形的性质得到∠DAE=45°,表示出AM=EM,再表示出DM,再用勾股定理求出DE2,即可得出答案;
变式2 分两种情形,由四边形内角和定理和三角形内角和定理即可得出答案.
【解答】(1)证明:过E作EM⊥BC于M点,过E作EN⊥CD于N点,如图1所示:
∵四边形ABCD是正方形,∴∠BCD=90°,∠ECN=45°
∴∠EMC=∠ENC=∠BCD=90°,且NE=NC,∴四边形EMCN为正方形,
∵四边形DEFG是矩形,∴EM=EN,∠DEN+∠NEF=∠MEF+∠NEF=90°,
∴∠DEN=∠MEF,又∠DNE=∠FME=90°,在△DEN和△FEM中,
,∴△DEN≌△FEM(ASA),∴ED=EF,∴矩形DEFG为正方形,
(2)解:探究:CE+CG的值为定值,理由如下:
∵矩形DEFG为正方形,∴DE=DG,∠EDC+∠CDG=90°
∵四边形ABCD是正方形,∵AD=DC,∠ADE+∠EDC=90°,∴∠ADE=∠CDG,
在△ADE和△CDG中,,∴△ADE≌△CDG(SAS),∴AE=CG,
∴AC=AE+CE=AB=×2=4,∴CE+CG=4是定值;
变式1 过点E作EM⊥AD,如图2所示:∴∠DAE=45°,∵AE=x,∴AM=EM=x,
在Rt△DME中,DM=AD﹣AM=2﹣x,EM=x,
根据勾股定理得,DE2=DM2+EM2=(2﹣x)2+(x)2=x2﹣4x+8,
∵四边形DEFG为正方形,∴S=S正方形DEFG=DE2=x2﹣4x+8;
变式2 ①当DE与AD的夹角为30°时,点F在BC边上,∠ADE=30°,如图2所示:
则∠CDE=90°﹣30°=60°,在四边形CDEF中,由四边形内角和定理得:
∠EFC=360°﹣90°﹣90°﹣60°=120°,
②当DE与DC的夹角为30°时,点F在BC的延长线上,∠CDE=30°,如图3所示:
∵∠HCF=∠DEF=90°,∠CHF=∠EHD,∴∠EFC=∠CDE=30°,
综上所述,∠EFC=120°或30°.
②当s=1时,则6﹣a=1.解得:a=5.∴点G的坐标为(5,6).
在△DCG中,由勾股定理可知;DG===.
∵四边形GDEF是菱形,∴DE=DG=.
在Rt△DOE中,由勾股定理可知OE===>6.
∴OE>OA.∴点E不在OA上.∴S≠1.
(3)如图2所示:连接DF交EG于点M,过点M作MN⊥y轴,垂足为N.
又∵四边形DEFG为菱形,∴DM⊥GM,点M为DF的中点.
∵GD平分∠CGE,DM⊥GM,GC⊥OC,∴MD=CD=4.
∵由(2)可知点F的坐标为4,点D的纵坐标为2,∴点M的纵坐标为3.∴ND=1.
在Rt△DNM中,MN==.∴点M的坐标为(,3).
设直线DM的解析式为y=kx+2.将(,3)代入得:k+2=3.解得:k=.
∴设直线MG的解析式为y=x+b.将(,3)代入得:﹣15+b=3.解得:b=18.
∴直线MG的解析式为y=﹣x+18.将y=6代入得:.解得:x=.
∴点G的坐标为(,6).将(,6)代入y=mx+2得:m+2=6.
解得:m=.故答案为:.
【点评】本题考查的是一次函数的综合应用,解答本题主要应用了菱形的性质、全等三角形的性质和判定、待定系数法求一次函数的解析式、角平分线的性质,求得点M的坐标是解题的关键.
19.如图,在平面直角坐标系中,直线AB经过点A(4,0),B(0,3),动点C从点O出发,以每秒3个单位长度的速度向点B运动,过点C作CD∥AB于OA于点D,以CD为边向上作正方形CDEF,设正方形CDEF与△AOB重合部分图形的面积为y,运动时间为t.
(1)用含t的式子表示E,F两点的坐标;
(2)求y与t的函数关系式;
(3)过点A,B分别作x轴、y轴的垂线,两垂线交于点H,当正方形的顶点落在AH或BH边上时,求t的值.
(4)在点D向点A运动的过程中,连接AE,BF,分别以CF,DE为对称轴,作△BCF和△ADE的轴对称三角形△B′CF,△A′DE,当1≤A′B′≤4时,直接写出t的取值范围.
题图答图
【分析】(1)如图1中,作EM⊥OA于M,EN⊥OB于N,只要证明△CNF≌△DOC,△DOC≌△EMD,推出CN=OD=EM=4t,FN=OC=DM=3t,由此即可解决问题.
(2)分两种情形①当0<t≤时,重叠部分就是正方形CDEF,如图1,②当<t<1时,重叠部分是四边形CDGH,如图2中,分别求解即可.
(3)分三种情形①如图3中,当点F在BH上时,由△CBF≌△DOC可知BC=OD=4t,列方程求解.②如图4中,当点E在AH上时,由△ADE≌△OCD可得AD=OC=3t,
列方程求解.③当C、D在AH、BH上时,t=1.
(4)分两种情形讨论①当A′在B′上方时,如图5中,②当A′在B′下方时,如图6中,分别列出不等式组即可解决问题.
【解答】解:(1)如图1中,作EM⊥OA于M,EN⊥OB于N.
∵四边形ABCD是正方形,∴CD=CF,∠FCD=90°,
∴∠FCN+∠DCO=90°,∠DCO+∠CDO=90°,
∴∠FCN=∠CDO,∵∠CNF=∠DOC=90°,∴△CNF≌△DOC,同理可证△DOC≌△EMD,
∴CN=OD=EM,FN=OC=DM,
∵CD∥AB,∴=,∴=,∴OD=4t,
∴CN=OD=EM=4t,FN=OC=DM=3t,∴F(3t,7t),E(7t,4t).
(2)设直线AB的解析式为y=kx+b,则有,解得,
∴直线AB解析式为y=﹣x+3,当点E在AB上时,4t=﹣×7t+3,解得t=,
∴当0<t≤时,重叠部分就是正方形CDEF,如图1,S=25t2.
当<t<1时,重叠部分是四边形CDGH,如图2中,
∵∠A=∠A,∠DGA=∠AOB,∴△ADG∽△ABO,∴=,∴=,
∴DG=(4﹣4t),∴S=5t×(4﹣4t)=﹣12t2=12t,
综上所述,S=.
(3)如图3中,当点F在BH上时,由△CBF≌△DOC可知BC=OD=4t,
∴3t+4t=3,∴t=,时点F在BH上.
如图4中,当点E在AH上时,由△ADE≌△OCD可得AD=OC=3t,
∴4t+3t=4,∴t=时,点E在AH上.
当C、D在AH、BH上时,t=1
综上所述,t=或或1秒时,正方形的顶点落在AH或BH边上.
(4)当A′在B′上方时,如图5中,
A′B′=AA′﹣5+BB′=(4﹣4t)+(3﹣3t)﹣5=5﹣10t,
由题意:1≤5﹣10t≤4,解得≤t≤.
当A′在B′下方时,如图6中,
A′B′=5﹣AA′﹣BB′=10t﹣5,由题意1≤10t﹣5≤4,解得≤t,
综上所述,≤t≤或≤t时,1≤A′B′≤4.
【点评】本题考查四边形综合题、正方形的性质、矩形的性质、全等三角形的判定和性质、翻折变换等知识,解题的关键是学会分类讨论,学会画好图象解决问题,学会把问题转化为方程或不等式组解决,属于中考压轴题.
20.如图①,在矩形ABCD中,AB=4,BC=10,点Q是BC的中点,点E是折线段PA﹣AD上一点(含端点).
(1)沿EQ所在直线折叠矩形,已知点B的对应点为B′,若点B′恰好落在矩形的边AD上,求出AE的长;
(2)如图②,以EQ为直径,在EQ的右侧作半圆O.当半圆O与边AD相切时,设切点为M,求tan∠OAM的值.
【分析】(1)分当点E在AP上时和当点E在AD边上时,利用勾股定理和等腰三角形与矩形的性质可求解;
(2)根据题意分情况作图,利用矩形的性质、勾股定理解直角三角形的应用分别求解.
【解答】解:(1)情况一:如图当点E在AP上时,AB'=2,
在Rt△AB'E中,(4﹣AE)2=22+AE2,解得:AE=;
情况二:如图,当点E在AD边上时,连接BE、BB',
可得BE=B'E,∠BEQ=∠B'EQ,
∵AD∥BC,∴∠B'EQ=∠BQE,∴∠BEQ=∠BQE,∴BE=BQ=5,
∵AB=4,∴AE=3.综上所述,AE=或3;
(2)情况一:如图,当点E在线段PA上时,连接OM,延长MO交BC于点N,
∵AD与半圆相切于点M,∴∠AMN=90°,∵四边形ABCD是矩形,∴∠BAD=∠B=90°,
∴四边形AMNB是矩形,∴MN∥AB,MN=AB=4,∵OE=OQ,∴BN=NQ=,
在Rt△NOQ中,设OQ=r,∵QO2=ON2+NQ2,∴r2=(4﹣r)2+()2,解得r=,
∴OM=OQ=,∵AM=BN=,∴tan∠OAM=,
情况二:如图,当点E在边AD上时,点M与点E重合,∴∠AEO=90°,
∴四边形AEQB是矩形,∴AE=BQ=5,OE=EQ=AB=2,∴tan∠OAM=,
综上所述,tan∠OAM的值为或.
【点评】此题考查的是圆的综合题目,熟练掌握矩形性质、圆的性质、勾股定理及解三角形是解决此题的关键.
21.定义:若存在实数对坐标(x,y)同时满足一次函数y=px+q和反比例函数,则二次函数y=px2+qx﹣k为一次函数和反比例函数的“生成”函数.
(1)试判断(需要写出判断过程):一次函数y=﹣x+3和反比例函数是否存在“生成”函数,若存在,写出它们的“生成”函数和实数对坐标.
(2)已知:整数m,n,t满足条件t<n<8m,并且一次函数y=(1+n)x+2m+2与反比例函数存在“生成”函数y=(m+t)x2+(10m﹣t)x﹣2015,求m的值.
(3)若同时存在两组实数对坐标(x1,y1)和(x2,y2)使一次函数y=ax+2b和反比例函数为“生成”函数,其中,实数a>b>c,a+b+c=0,设L=|x1﹣x2|,求L的取值范围.(注:一元二次方程ax2+bx+c=0的求根公式为)
【分析】(1)只需将y=﹣x+3与y=组成方程组,并求出该方程组的解即可解决问题;
(2)根据题意得,解得.然后根据t<n<8m求出n的取值范围,进而求出m的取值范围,就可求出整数m的值;
(3)由a>b>c,a+b+c=0可得a>0,c<0,a>﹣a﹣c,﹣a﹣c>c,即可得到(2b)2﹣4ac>0,﹣2<<﹣,由题可得x1+x2=﹣,x1•x2=,从而得到L====2,利用二次函数的增减性并结合﹣2<<﹣即可得到L的取值范围.
【解答】解:(1)联立,解得或.
则一次函数y=﹣x+3和反比例函数y=存在“生成”函数,
它们的“生成”函数为y=﹣x2+3x﹣2,实数对坐标为(1,2),(2,1);
(2)根据题意得:,解得:.
∵t<n<8m,∴,解得6<n<24,∴9<n+3<27,∴1<<3,∴1<m<3.
∵m是整数,∴m=2;
(3)∵a>b>c,a+b+c=0,∴a>0,c<0,a>﹣a﹣c,﹣a﹣c>c,
∴(2b)2﹣4ac>0,﹣2<<﹣,∴方程ax2+2bx+c=0有两个不相等的实根.
由题意可知:x1、x2是方程ax2+2bx+c=0的两个不等实根,
∴x1+x2=﹣,x1•x2=,∴L===
===,
∵﹣2<<﹣,∴<L<.
【点评】本题属于二次函数综合题,主要考查解方程组、解不等式组、根与系数的关系、完全平方公式等知识,有一定的难度,运用配方法及二次函数的增减性是解决第(3)小题的关键.
22.如图,已知△ABC中,∠ACB=90°,点O是BC边上的动点(不与点B重合),以O为圆心,OB为半径的⊙O与BC交于D,连接并延长AD交⊙O于点E,连接CE.
(1)当EC=AC时,判断直线EC与⊙O的位置关系并说明理由;
(2)若AB=8,AC=2,⊙O的半径为r,求r为何值时,AD•DE的值最大,这个最大值是多少?
题图答图
【分析】(1)连接OE,由OE=OD得∠OED=∠ODE,证出∠ADC=∠OED,由EC=AC得∠CAD=∠CEA,由∠CAD+∠ADC=90°得∠CAD+∠ADC=90°,从而∠CEA+∠OED=90°,即可得到结论.
(2)利用勾股定理求出BC=6,证明△ADC∽△BDE,可得,AD•DE=CD•BD,设CD=x,则BD=6﹣x,AD•DE=x(6﹣x),利用二次函数的性质即可得到最大值.
【解答】解(1)EC是⊙O的切线,
理由如下:如图,连接OE,∵OE=OD,∴∠OED=∠ODE,
∵∠ADC=∠ODE,∴∠ADC=∠OED,∵EC=AC,∴∠CAD=∠CEA,
∵∠ACB=90°,∴∠CAD+∠ADC=90°,∴∠CEA+∠OED=90°,∴∠OEC=90°,
又∵OE是⊙O的半径,∴EC是⊙O的切线,E是切点.
(2)如图,连接BE,∵∠ACB=90°,∴BC===6,
∵BD是⊙O的直径,∴∠BED=90°,∴∠ACB=∠BED=90°,
又∵∠ADC=∠BDE,∴△ADC∽△BDE,∴,∴AD•DE=CD•BD,
设CD=x,则BD=6﹣x,∴AD•DE=x(6﹣x)=﹣x2+6x=﹣(x﹣3)2+9,
∴当x=3时,r=BD=,AD•BD的值最大,最大值是9.
【点评】本题主要考查了直线与圆的位置关系,相似三角形的判定与性质,勾股定理,二次函数求最值等知识,熟练掌握切线的判定和相似三角形的判定是解题的关键.
23.如图,已知二次函数y=a(x2﹣2mx﹣8m2)(其中a、m为常数,a<0,m>0),它的图象交x轴于点A,B(点A在B的左侧),交y轴于点C(0,4),直线AC交二次函数图象的对称轴于点E.
(1)用含m的代数式表示a以及点A,B的坐标;
(2)如图1,若二次函数图象的顶点是D,直线BD交AE于F,求m取何值时BF⊥AE;
(3)如图2,直接写出△BCE为锐角三角形时m的取值范围.
【分析】(1)当x=0时,y=a(x2﹣2mx﹣8m2)=﹣8am2=4,则a=﹣,令y=a(x2﹣2mx﹣8m2)=0,解得:x=﹣2m或4m,即可求解;
(2)当BF⊥AE时,则∠FAB+∠FBA=90°,即tan∠FAB•tan∠FBA=1,即可求解;
(3)根据函数的对称性,AE=BE,故CE<BE,则∠EBC为锐角,故存在∠CEB、∠ECB可能为钝角,然后分类求解即可.
【解答】解:(1)当x=0时,y=a(x2﹣2mx﹣8m2)=﹣8am2=4,则a=﹣,
令y=a(x2﹣2mx﹣8m2)=0,解得:x=﹣2m或4m,
即点A、B的坐标分别为:(﹣2m,0)、(4m,0);
(2)当BF⊥AE时,则∠FAB+∠FBA=90°,即tan∠FAB•tan∠FBA=1,
由抛物线的表达式知,点D(m,),在Rt△AOC中,tan∠FAB==,
同理可得:tan∠FBA==,则=,
解得:m=(不合题意的值已舍去);
(3)由函数对称性,AE=BE,故CE<BE,则∠EBC为锐角,故存在∠CEB、∠ECB可能为钝角.
①当∠ECB为锐角时,则∠ACB为钝角,当∠ACB为直角时,
∵∠ACO+∠BCO=90°,∠CAO+∠CAO=90°,∴∠BCO=∠CAO,
∴tan∠BCO=tan∠CAO,即,即,解得:m=(不合题意的值已舍去);
则∠ACB为钝角时,m>;
②当∠AEB为锐角时,当∠AEB为直角时,则△ABE为等腰直角三角形,
则∠CAO=45°,则CO=AO,即2m=4,则m=2,故当∠AEB为锐角时,m<2;
综上,△BCE为锐角三角形时m的取值范围为:<m<2.
【点评】本题是二次函数综合题,主要考查了一次函数的性质、等腰直角三角形的性质、解直角三角形、三角形相似等,其中(3),要注意分类求解,避免遗漏.
24.如图,已知AB是半圆⊙O的直径,点C在半圆上,AC=12,BC=6,点D是上的动点,AC,BD交于E,连接AD,CD.
(1)问题解决:如图1,若E为AC中点,则BD= 9 ;
(2)问题探究:如图2,当AE>CE时,若四边形ABCD的面积为54,求CD的长.
(3)拓展延伸:如图3,作CF⊥CD交BD于点F,当△CEF为等腰三角形时,求CE的长.
【分析】(1)由圆周角定理得出∠ACB=∠ADB=90°,证出∠CEB=∠CBE=45°,则可得出答案;
(2)过点D作DH⊥AC于点H,由四边形ABCD的面积求出DH=3,证明△AHD∽△DHE,由相似三角形的性质得出,求出HE=3,则可得出答案;
(3)分三种情况:①若CE=CF,②若CE=EF,③若CF=EF,由相似三角形的性质及勾股定理可得出答案.
【解答】解:(1)∵AB是半圆⊙O的直径,∴∠ACB=∠ADB=90°,
∵AC=12,E为AC的中点,∴AE=CE=6,又∵BC=6,∴CE=BC,BE=BC=6,
∴∠CEB=∠CBE=45°,∴∠DAE=45°,∴DE=AE=3,
∴BD=DE+BE=3+6=9,故答案为:9;
(2)过点D作DH⊥AC于点H,
∵S四边形ABCD=S△ADC+S△ABC=54,
∴=54,∴DH=3,
∵∠ADB=∠AHD=∠DHE=90°,
∴∠HDE+∠ADH=∠DAH+∠ADH=90°,
∴∠HDE=∠DAH,∴△AHD∽△DHE,∴,
∴DH2=AH•HE,∴32=(12﹣3a)•a,
解得a=1或a=3(不合题意,舍去),∴HE=3,∴CD==3;
(3)分三种情况:
①若CE=CF,∴∠CEF=∠CFE,又∵CF⊥CD,∴∠DCF=90°,∴∠DCF=∠ACB,
∴△DCF≌△BCE(ASA),∴DC=BC=6,
∵∠CDB=∠CAB,∴tan∠CDB=tan∠CAB,∴,∴,∴CF=3,∴CE=3;
②若CE=EF,此时∠ECF=∠EFC,∵∠ECF+∠ECD=90°,∠EFC+∠CDF=90°,
∴∠CDF=∠ECD,∴DE=CE=EF,在△DEA和△CEB中,,
∴△DEA≌△CEB(ASA),∴AD=BC=6,设CE=x,则DE=CE=x,AE=12﹣x,
∵AD2+DE2=EA2,∴62+x2=(12﹣x)2,∴x=,∴CE=;
③若CF=EF,此时∠FCE=∠FEC,∵∠FCE+∠FCB=90°,∠FEC+∠CBE=90°,
∴∠FCB=∠CBE,∴CF=BF=EF,∴F为BE的中点,设CF=EF=BF=y,
∵∠CDF=∠CAB,∠ACB=∠DCF=90°,∴△ACB∽△DCF,∴,∴CD=2y,
∴DF==y,
∵∠DCE=∠DBA,∠DCE+∠ECF=90°,∠CEB+∠CBE=90°,∠ECF=∠CEF,
∴∠DBA=∠CBD,∴CD=AD=2y,∵AD2+BD2=AB2,∴,
解得y2=,∴CE==3﹣3.
综上所述,CE的长为3或或3﹣3.
【点评】本题是圆的综合题,主要考查了圆周角定理,勾股定理,相似三角形的判定与性质,等腰三角形的判定与性质等知识,熟练掌握相似三角形的判定与性质是解题的关键,属于中考压轴题.
25.如图,已知顶点为C(0,﹣6)的抛物线y=ax2+b(a≠0)与x轴交于A,B两点,且OC=OB.
(1)求点B的坐标;
(2)求二次函数y=ax2+b(a≠0)的解析式;
(3)作直线CB,问抛物线y=ax2+b(a≠0)上是否存在点M,使得∠MCB=15°,若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)由条件可知OC=6,根据OB=OC,可求出点B的坐标;
(2)将B,C两点的坐标代入y=ax2+b,求出a,b的值,即可求得二次函数的解析式;
(3))根据题意,分M在BC上方和下方两种情况进行解答,画出相应的图形,然后根据二次函数的性质和锐角三角函数可以求得点M的坐标.
【解答】解:(1)∵C(0,﹣6),∴OC=6,∵OC=OB,∴OB=6,∴点B的坐标为(6,0);
(2)∵抛物线y=ax2+b过点B(6,0),点C(0,﹣6),
∴,解得,∴二次函数的解析式为;
题图答图
(3)存在,如图,分以下两种情况:
①若M在B上方,设MC交x轴于点D,则∠ODC=45°+15°=60°,
∴OD=OC•tan30°=6×,∴点D的坐标为(2,0),
设DC为y=kx﹣6,代入(2,0),可得:k=,∴直线DC的函数解析式为y=x﹣6,
联立两个方程可得,解得(舍去),,∴M,
②若M在B下方,设MC交x轴于点E,则∠OEC=45°﹣15°=30°,
∴∠OCE=60°,∴OE=OC•tan60°=6,
设EC为y=kx﹣6,代入(6,0)可得:k=,
∴直线EC的解析式为y=x﹣6,联立两个方程可得,
解得:(舍去),,∴,
综上所述M的坐标为或.
【点评】此题主要考查了二次函数的综合题,需要掌握待定系数法求二次函数解析式,二次函数的性质、锐角三角函数等知识.熟练运用方程思想是解题的关键.
26.如图,已知△ABC内接于⊙O,AB是该圆的直径,D是AC上的点,线段BD与AC交于点E,若AB=5,,CE=m,.
(1)试用含m的代数式表示k;
(2)若AD∥OC,求k的值;
(3)若CE=CF,求cos∠ABD.
【分析】(1)根据直径所对的圆周角是直角可得∠ACB=90°,从而在Rt△ABC中,利用锐角三角函数的定义求出BC,再利用勾股定理求出AC,然后再证明△DEA∽△CEB,从而利用相似三角形的性质可得DE⋅BE=m(4﹣m),再结合,BE2=m2+32=m2+9,即可得解;
(2)根据平行线的性质可得∠DAC=∠ACO根据等腰三角形的性质可得∠OAC=∠ACO,进而可得∠DBC=∠OAC,然后证明△CBE∽△CAB,从而利用相似三角形的性质可求出m的值,再代入(1)的结论进行计算即可解答;
(3)如图2,在线段AC上取一点G,使得∠DBG=∠DBC,先证明△CBG∽△CAB得得,从而由勾股定理求得,再由求得CE=1=m,,再根据,即可求解.
题图答图
【解答】解:(1)如图1,连接BC,CD,
∵AB是的⊙O直径,∴∠ACB=90°,∵,
∴BC=AB•sin∠CAB=5×=3,∴,
∵∠ADE=∠ECB,∠DEA=∠CEB,∴△DEA∽△CEB,∴,∴,
∴DE⋅BE=m(4﹣m),∵,BE2=m2+32=m2+9,∴k===;
(2)解:∵AD∥OC,∴∠DAC=∠ACO,∵OA=OC,∴∠OAC=∠ACO,
∵∠DAC=∠DBC,∴∠DBC=∠OAC,∵∠ACB=∠BCE,∴△CBE∽△CAB,
∴,∴,∴,∴.
(3)解:如图2,在线段AC上取一点G,使得∠DBG=∠DBC,
∵CE=CF,∴∠CEF=∠CFE,
∵∠CEF+∠CFE+∠ECF=180°,
∴,
∵AB是⊙O的直径,∴∠ECB=90°,∴∠CEB+∠CBD=90°,∴,
∵OA=OC,∴∠CAB=∠ACO=2∠DBC=∠CBG,
∵∠BCE=∠ACB,∴△CBG∽△CAB,∴,∴CB2=CG•CA,
∵AC=4,BC=3,∴,∴,
∵∠DBG=∠DBC,∴,∴,∴CE=1=m,∴,
∵,∴,∴,∴,
∴.
【点评】本题考查了三角形的外接圆与外心,圆周角定理,锐角三角函数的定义,相似三角形的判定与性质,熟练掌握相似三角形的判定与性质是解题的关键.
27. 如图,在矩形ABCD中,AB=6,AD=2.点P从点A出发以每秒2个单位的速度沿AB﹣BA运动,到点A停止.在点P运动的同时,点Q从点A出发以每秒1个单位的速度沿AD﹣DC运动.当
28. ∴当点M在矩形ABCD内部时,<t<6,
综上所述,当点M在矩形ABCD内部时,0<t<1或<t<6.
(3)以AE为直径作⊙O,则点Q在⊙O外,当0<t≤2时,如图5,点P在⊙内或点P与点E重合,则线段PQ上只存在一点F,使∠AFE=90°,∴0<2t≤2,解得0<t≤1;
如图6,PQ与⊙O相切于F,此时线段PQ上只存在一点F,使∠AFE=90°,
连接OF,则PQ⊥OF,OF=OA=OE=1,
∵∠BAD=90°,AQ=t,AP=2t,∴PQ===t,
∵∠OFP=90°,∴==tan∠APQ==,∴OP=OF,
∴2t﹣1=,解得t=,
当2<t≤3时,如图2,PQ与⊙O没有公共点,此时线段PQ上不存在一点F,使∠AFE=90°;
当3<t≤6时,如图7,点P在⊙O内或点P与点A重合,则线段PQ上只存在一点F,使∠AFE=90°,∴0≤12﹣2t<2,解得5<t≤6,
综上所述,t的取值范围是0<t≤1或t=或5<t≤6.
【点评】此题重点考查矩形的性质、相似三角形的判定与性质、勾股定理、锐角三角函数与解直角三角形、直线与圆的位置关系、数形结合与分类讨论数学思想的运用等知识与方法,此题综合性强,难度较大,属于考试压轴题.
28.已知抛物线y=ax2+bx+3,抛物线的顶点的为P(m,n).
(1)若函数图象经过(1,0),对称轴是过(﹣2,0)且垂直于x轴的直线,求a、b的值和顶点坐标;
(2)若a=1,﹣1<b<2,求n关于m的函数表达式,并直接写出n的取值范围;
(3)若b=2,直接写出抛物线的顶点P与原点O的距离的最小值.
【分析】(1)利用待定系数法即可求得a、b,从而求得抛物线的解析式,把解析式化成顶点式即可求得顶点坐标;
(2)由抛物线的顶点的为P(m,n),即可得到m=﹣,n=,从而得到b=﹣2m,n=3﹣m2,由﹣1<b<2得出﹣1<m,利用二次函数的性质和二次函数的最值即可求得n的取值范围;
(3)由抛物线的顶点为P(m,n),即可得到m=﹣=﹣,n=a•﹣+3=﹣+3=m+3,即P(m,m+3),利用勾股定理得到OP2=m2+(m+3)2=2m2+6m+9=2(m+)2+,则OP2的最小值为,从而求得顶点P与原点O的距离的最小值为.
【解答】解:(1)∵函数图象经过(1,0),对称轴是过(﹣2,0)且垂直于x轴的直线,
∴,解得,∴抛物线为y=﹣x2﹣x+3,
∴y=﹣x2﹣x+3=﹣(x+2)2+,∴顶点坐标为(﹣2,);
(2)∵a=1,∴抛物线为y=x2+bx+3,
∵抛物线的顶点的为P(m,n),∴m=﹣,n=,∴b=﹣2m,∴n=3﹣m2,
∵﹣1<b<2,∴﹣1<﹣2m<2,∴﹣1<m,∴m=0时,n=3;m=﹣1时,n=2,
∴n的取值范围是2<n≤3;
(3)∵b=2,∴抛物线为y=ax2+2x+3,∴m=﹣=﹣,
∴n=a•﹣+3=﹣+3=m+3,∴P(m,m+3),
∴OP2=m2+(m+3)2=2m2+6m+9=2(m+)2+,∴OP2的最小值为,
∴顶点P与原点O的距离的最小值为.
(2)解:由(1)可知,在AB上取BR=BE,可得△ARE∽△ECG,∴,
∵,∴BE=BR=mEC,∴AR=AB﹣BR=kBE﹣BR=kmEC﹣mEC=(km﹣m)EC,
∴;
(3)解:如图所示,延长AP,EG交于点Q,过点Q作QM⊥CF于点M,过点Q作QN⊥DC于点N,
∵∠PAE=45°,AE⊥EG,∴△AEQ为等腰直角三角形,∴AE=EQ,
∴∠QME=∠EBA=90°,四边形CMQN为矩形,
∵∠AEB+∠QEM=90°,∠AEB+∠BAE=90°,∴∠QEM=∠EAB,
在△ABE与△EMQ中,,∴△ABE≌△EMQ(AAS),∴QM=BE=1,EM=AB,
∵,BE=1,CE=2,BC=3,BE=BC,∴BC=BE+EC=3,AB=kBE,
∴EM=AB=kBE=k=3,MC=EM﹣EC=k﹣2,
∵四边形CMQN是矩形,∴NQ=CM=AD=3,
∵∠APD=∠NPQ,∠ADP=∠QNP,∴△ADP≌△QNP(AAS),∴AP=PQ=AQ,
∵,∴EG=AE=EQ,∴PG为△AEQ的中线,
在Rt△ABE中,BE=1,AB=5,∴AE=,∴PG=AE,即PG=.
【点评】此题是几何综合题,考查矩形、全等三角形的判定和性质,含特殊角的直角三角形的综合,关键是掌握矩形的性质,全等三角形的判定和性质,含特殊角的直角三角形的解答.
30.如图,AB为⊙O的直径,C,D为⊙O上的两点,∠BAC=∠DAC,过点C作直线EF⊥AD,交AD的延长线于点E,连接BC.
(1)求证:EF是⊙O的切线.
(2)若∠CAO=30°,BC=2,求劣弧BC的长.
题图答图
【分析】(1)连接OC,根据等腰三角形的性质得到∠OAC=∠DAC,求得∠DAC=∠OCA,推出AD∥OC,得到∠OCF=∠AEC=90°,于是得到结论;
(2)根据圆周角定理和弧长公式即可得到结论.
【解答】(1)证明:连接OC,∵OA=OC,∴∠OAC=∠DAC,∴∠DAC=∠OCA,∴AD∥OC,
∵∠AEC=90°,∴∠OCF=∠AEC=90°,∴EF是⊙O的切线;
(2)解:∵AB为⊙O的直径,∴∠ACB=90°,
∵∠CAO=30°,BC=2,∴∠BOC=60°,AB=2BC=4,
∴OB=AB=2,∴的长==π.
【点评】本题考查了切线的判定和性质,解直角三角形,正确的作出辅助线是解题的关键.
31.如图,矩形ABCD中,AB=3,AD=4.
(1)点E是边CD上一点,将△ABE沿直线AE翻折,得到△AFE.
①如图1,当AF平分∠EAD时,求BE的长;
②如图2,连接DF,当BE=1时,求△ADF的面积;
(2)点E为射线BC上一动点,将矩形ABCD沿直线AE进行翻折,点C的对应点为C′,当点E,C′,D三点共线时,求BE的长.
【分析】(1)①根据折叠的性质以及F平分∠EAD,得出∠BAE=30°,根据勾股定理,含30度角的直角三角形的性质,得出BE=,即可求解;
②延长EF交AD的延长线于点G,根据折叠的性质以及矩形的性质得出FG=GA,进而在Rt△AFG中,勾股定理求得DG的长,等面积法求得AD边上的高,进而根据三角形的面积公式即可求解;
(2)分两种情况,①当E在BC的延长线上时,证明△CDE≌△B'AD,②当E在线段BC上时,分别讨论即可求解.
【解答】解:(1)①∵四边形ABCD是矩形,∴∠BAD=90°,
∵将△ABE沿直线AE翻折,得到△AFE,∴∠BAE=∠FAE,
∵AF平分∠EAD,∴∠DAF=∠FAE,
∴∠BAE=∠DAF=∠FAE=∠BAD=×90°=30°,
∴2BE=AE,AB==BE,∴BE=AB=×3=;
②如图所示,延长EF交AD的延长线于点G,
∵四边形ABCD是矩形,∴AD∥BC,∴∠GAE=∠AEB,
∵将△ABE沿直线AE翻折,得到△AFE,
∴AF=AB=3,BE=EF=1,∠AEB=∠AEF,∴∠GAE=∠AEG,∴AG=GE,
∵AD=4,∴AG=AD+DG=4+DG=FG+EF=FG+1,∴FG=DG+3,
在Rt△AFG中,AF2+FG2=AG2,即32+(DG+3)2=(DG+4)2,解得:DG=1,
∴FG=DG+3=4,AG=4+1=5,
设AG边上的高为h,则,∴,
∴△ADF的面积=;
(2)当点E、C′、D三点共线时,分两种情况:
①当E在BC的延长线上时,∵四边形ABCD是矩形,
∴∠ABC=∠BCD=90°,AD=BC=4,CD=AB=3,AD∥BC,
∴∠DCE=90°,∠CED=∠B'DA,
由折叠的性质得:AB'=AB=3,∠B'=∠ABC=90°,
∴∠DCE=∠B',DC=AB',∴△CDE≌△B'AD(AAS),∴DE=AD=4,
∴,∴;
②当E在线段BC上时,由折叠的性质得:∠AEC'=∠AEC,
∵∠BEC'=∠DEC,∴∠AEB=∠AED,∵AD∥BC,
∴∠AEB=∠DAE,∴∠DAE=∠AED,∴DE=AD=4,
在Rt△CDE中,由勾股定理得:,
∴;综上所述,BE的长为或.
【点评】本题主要考查了矩形的性质、折叠的性质、全等三角形的判定与性质、等边三角形的判定与性质、勾股定理等知识,熟练掌握矩形的性质和折叠的性质,证明三角形全等是解题的关键.
32.如图,直线交x轴于点C,交y轴于点A,抛物线过点A,与x轴交于点B、C.
(1)求该抛物线的解析式.
(2)如图1,点P在抛物线上,横坐标为2.Q是抛物线上的动点,且在直线AC上方.若S△QAC>3S△PAC恒成立,求点Q的横坐标xQ的取值范围.
(3)如图2,连接AB,点M(m,0)为x轴上一动点,将△OAB绕点M逆时针旋转90°,得到△O′A′B′,若△O′A′B′的边与抛物线有交点,直接写出m的取值范围.
【分析】(1)根据待定系数法求解析式即可求解;
(2)过点B作AC的平行线l,根据A,B,C,P的坐标得出S△ABC=3S△APC,结合题意,求得l与抛物线的另一个交点,结合图形即可求解;
(3)根据题意得出O′在直线y=﹣x上运动,分别求得对应顶点落在抛物线上时的m的值,结合函数图象即可求解.
【解答】解:(1)由,当x=0时,得y=﹣2,当y=0时,x=4,
∴C(4,0),A(0,﹣2),代入,得,
,解得:,解得:,
(2)如图所示,过点B作AC的平行线,
∵P点的横坐标为2,当x=2时,,则P(2,﹣2)
∵A(0,﹣2),C(4,0),∴
设直线AC的解析式为y=kx﹣2,将点C(4,0)代入得,则4k﹣2=0,解得
∵B(﹣2,0),∴,∴S△ABC=3S△APC,
设过点B的直线l的解析式为,将点B(﹣2,0)代入,得,
解得:b=1,∴线l的解析式为,
联立,解得:或,则直线l与抛物线的另一个交点为(6,4),
依题意,S△QAC>3S△PAC恒成立,∴点Q的横坐标xQ的取值范围为x<﹣2或x>6.
(3)解:如图所示,
∵OA=OB=2,则△OAB是等腰直角三角形,∴△O′A′B′是等腰直角三角形,
∵点M(m,0)为x轴上一动点,将△OAB绕点M逆时针旋转90°,得到△O′A′B′,
∴OM=O′M,根据图象可知,O′在直线y=﹣x上运动,
∴当O′与点P重合时,△O′A′B′的顶点与抛物线有交点,此时MO′=AP=2,
即m=2,当B′与点A重合时,此时m=0,∴0≤m≤2时,△O′A′B′的边与抛物线有交点,
当B′与点B重合时,此时m=﹣2,当A′在抛物线上,此时MO′=MO=m,A′(m+2,m),
代入抛物线解析式即:,解得:或(舍去),
∴当时,△O′A′B′的边与抛物线有交点,
综上所述,3﹣≤m≤﹣2或0≤m≤2时,△O′A′B′的边与抛物线有交点.
【点评】本题考查了二次函数的综合运用,待定系数法求解析式,面积问题,旋转的性质,熟练掌握二次函数的性质是解题的关键.
33.如图1,将矩形AOBC放在平面直角坐标系中,点O是原点,点A坐标为(0,4),点B坐标为(5,0),点P是x轴正半轴上的动点,连接AP,△AQP是由△AOP沿AP翻折所得到的图形.
(1)当点Q落在对角线OC上时,OP= ;
(2)当直线PQ经过点C时,求PQ所在的直线函数表达式;
(3)如图2,点M是BC的中点,连接MP、MQ.
①MQ的最小值为 ;
②当△PMQ是以PM为腰的等腰三角形时,请直接写出点P的坐标.
②如图,设OP=PQ=x,BP=5﹣x,∴PM²=(5﹣x)²+2²=x²﹣10x+29,
当PM=PQ时,PM²=PQ²,∴x²﹣10x+29=x²,x=,∴P(,0),
当MP=MQ时,如图,点Q在AC上,则AQ=OA=4,
∵MP=MQ,MB=MC,∠PBM=∠QCM,
∴△PMB≌△QMC(HL),∴PB=QC,QC=AC﹣AQ=5﹣4=1,
∴PB=1,∴OP=BO﹣PB=5﹣1=4,∴P(4,0),
当PM=MQ时,设OP=PQ=x,CP=x﹣5,CM=2,
∴MP=MQ,则M点在AP上,则有MQ=OM=MP,∴PC=CO=5,P(10,0);
当MQ=PQ时,不符合题意,不成立,
故P点坐标为P(,0)或P(4,0)或P(10,0).
【点评】本题考查一次函数的图象及应用,通过一次函数坐标图象的性质,三角函数的性质,全等三角形的性质和勾股定理,来求得对应的解.
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