2023年广东省深圳市中考数学真题(含答案解析)
展开2023年广东省深圳市中考数学真题
1. 如果+10∘C表示零上10度,则零下8度表示( )
A. +8 B. −8 C. +10 D. −10
2. 下列图形中,为轴对称的图形的是( )
A. B. C. D.
3. 深中通道是世界级“桥、岛、隧、水下互通”跨海集群工程,总计用了320000万吨钢材,320000这个数用科学记数法表示为( )
A. 0.32×106 B. 3.2×105 C. 3.2×109 D. 32×108
4. 下表为五种运动耗氧情况,其中耗氧量的中位数是( )
打网球
跳绳
爬楼梯
慢跑
游泳
80L/h
90L/h
105L/h
110L/h
115L/h
A. 80L/h B. 107.5L/h C. 105L/h D. 110L/h
5. 如图,在平行四边形ABCD中,AB=4,BC=6,将线段AB水平向右平移a个单位长度得到线段EF,若四边形ECDF为菱形时,则a的值为( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
6. 下列运算正确的是( )
A. a3⋅a2=a6 B. 4ab−ab=4
C. a+12=a2+1 D. −a32=a6
7. 如图为商场某品牌椅子的侧面图,∠DEF=120∘,DE与地面平行,∠ABD=50∘,则∠ACB=( )
A. 70∘ B. 65∘ C. 60∘ D. 50∘
8. 某运输公司运输一批货物,已知大货车比小货车每辆多运输5吨货物,且大货车运输75吨货物所用车辆数与小货车运输50吨货物所用车辆数相同,设有大货车每辆运输x吨,则所列方程正确的是( )
A. 75x−5=50x B. 75x=50x−5 C. 75x+5=50x D. 75x=50x+5
9. 爬坡时坡角与水平面夹角为α,则每爬1m耗能1.025−cosαJ,若某人爬了1000m,该坡角为30∘,则他耗能(参考数据: 3≈1.732, 2≈1.414)( )
A. 58J B. 159J C. 1025J D. 1732J
10. 如图1,在Rt△ABC中,动点P从A点运动到B点再到C点后停止,速度为2单位/s,其中BP长与运动时间t(单位:s)的关系如图2,则AC的长为( )
A. 15 52 B. 427 C. 17 D. 5 3
11. 小明从《红星照耀中国》,《红岩》,《长征》,《钢铁是怎样炼成的》四本书中随机挑选一本,其中拿到《红星照耀中国》这本书的概率为__________.
12. 已知实数a,b,满足a+b=6,ab=7,则a2b+ab2的值为__________.
13. 如图,在⊙O中,AB为直径,C为圆上一点,∠BAC的角平分线与⊙O交于点D,若∠ADC=20∘,则∠BAD=__________∘.
14. 如图,Rt△OAB与Rt△OBC位于平面直角坐标系中,∠AOB=∠BOC=30∘,BA⊥OA,CB⊥OB,若AB= 3,反比例函数y=kxk≠0恰好经过点C,则k=__________.
15. 如图,在△ABC中,AB=AC,tanB=34,点D为BC上一动点,连接AD,将△ABD沿AD翻折得到△ADE,DE交AC于点G,GE
16. 计算:1+π0+2−−3+2sin45∘.
17. 先化简,再求值:1+1x−1÷x2−1x2−2x+1,其中x=3.
18. 为了提高某城区居民的生活质量,政府将改造城区配套设施,并随机向某居民小区发放调查问卷(1人只能投1票),共有休闲设施,儿童设施,娱乐设施,健身设施4种选项,一共调查了a人,其调查结果如下:
如图,为根据调查结果绘制的扇形统计图和条形统计图,请根据统计图回答下面的问题:
①调查总人数a=______人;
②请补充条形统计图;
③若该城区共有10万居民,则其中愿意改造“娱乐设施”的约有多少人?
④改造完成后,该政府部门向甲、乙两小区下发满意度调查问卷,其结果(分数)如下:
项目
小区
休闲
儿童
娱乐
健身
甲
7
7
9
8
乙
8
8
7
9
若以1:1:1:1进行考核,______小区满意度(分数)更高;
若以1:1:2:1进行考核,______小区满意度(分数)更高.
19. 某商场在世博会上购置A,B两种玩具,其中B玩具的单价比A玩具的单价贵25元,且购置2个B玩具与1个A玩具共花费200元.
(1)求A,B玩具的单价;
(2)若该商场要求购置B玩具的数量是A玩具数量的2倍,且购置玩具的总额不高于20000元,则该商场最多可以购置多少个A玩具?
20. 如图,在单位长度为1的网格中,点O,A,B均在格点上,OA=3,AB=2,以O为圆心,OA为半径画圆,请按下列步骤完成作图,并回答问题:
①过点A作切线AC,且AC=4(点C在A的上方);
②连接OC,交⊙O于点D;
③连接BD,与AC交于点E.
(1)求证:BD为⊙O的切线;
(2)求AE的长度.
21. 蔬菜大棚是一种具有出色的保温性能的框架覆膜结构,它出现使得人们可以吃到反季节蔬菜.一般蔬菜大棚使用竹结构或者钢结构的骨架,上面覆上一层或多层保温塑料膜,这样就形成了一个温室空间.如图,某个温室大棚的横截面可以看作矩形ABCD和抛物线AED构成,其中AB=3m,BC=4m,取BC中点O,过点O作线段BC的垂直平分线OE交抛物线AED于点E,若以O点为原点,BC所在直线为x轴,OE为y轴建立如图所示平面直角坐标系.
请回答下列问题:
(1)如图,抛物线AED的顶点E0,4,求抛物线的解析式;
(2)如图,为了保证蔬菜大棚的通风性,该大棚要安装两个正方形孔的排气装置LFGT,SMNR,若FL=NR=0.75m,求两个正方形装置的间距GM的长;
(3)如图,在某一时刻,太阳光线透过A点恰好照射到C点,此时大棚截面的阴影为BK,求BK的长.
22. (1)如图,在矩形ABCD中,E为AD边上一点,连接BE,
①若BE=BC,过C作CF⊥BE交BE于点F,求证:△ABE≌△FCB;
②若S矩形ABCD=20时,则BE⋅CF=______.
(2)如图,在菱形ABCD中,cosA=13,过C作CE⊥AB交AB的延长线于点E,过E作EF⊥AD交AD于点F,若S菱形ABCD=24时,求EF⋅BC的值.
(3)如图,在平行四边形ABCD中,∠A=60∘,AB=6,AD=5,点E在CD上,且CE=2,点F为BC上一点,连接EF,过E作EG⊥EF交平行四边形ABCD的边于点G,若EF⋅EG=7 3时,请直接写出AG的长.
答案和解析
1.【答案】B
【解析】
【分析】根据“负数是与正数互为相反意义的量”即可得出答案.
【详解】解:因为 +10 ∘C表示零上10度,
所以零下8度表示“ −8 ”.
故选B
【点睛】本题考查正负数的意义,属于基础题,解题的关键在于理解负数的意义.
2.【答案】D
【解析】
【分析】根据轴对称图形的概念对各选项分析判断即可得解.
【详解】解:A、不是轴对称图形,故本选项不符合题意;
B、不是轴对称图形,故本选项不符合题意;
C、不是轴对称图形,故本选项不符合题意;
D、是轴对称图形,故本选项符合题意.
故选:D.
【点睛】本题主要考查了轴对称图形,解决问题的关键是熟练掌握轴对称图形的概念,轴对称图形概念,一个图形沿着一条直线折叠,直线两旁的部分能够互相重合,这个图形就是轴对称图形.
3.【答案】B
【解析】
【分析】根据科学记数法的表示方法求解即可.
【详解】 320000=3.2×105 .
故选:B.
【点睛】本题主要考查科学记数法.科学记数法的表示形式为 a×10n 的形式,其中 1≤a<10 ,n为整数.解题关键是正确确定a的值以及n的值.
4.【答案】C
【解析】
【分析】将数据排序后,中间一个数就是中位数.
【详解】解:由表格可知,处在中间位置的数据为 105L/h ,
∴中位数为 105L/h ,
故选C.
【点睛】本题考查中位数.熟练掌握中位数的确定方法:将数据进行排序后,处在中间位置的一个数据或者两个数据的平均数为中位数,是解题的关键.
5.【答案】B
【解析】
【分析】首先根据平行四边形的性质得到 CD=AB=4 ,然后根据菱形的性质得到 EC=CD=4 ,然后求解即可.
【详解】∵四边形 ABCD 是平行四边形,
∴CD=AB=4 ,
∵四边形 ECDF 为菱形,
∴EC=CD=4 ,
∵BC=6 ,
∴BE=BC−CE=2 ,
∴a=2 .
故选:B.
【点睛】此题考查了平行四边形和菱形的性质,平移的性质等知识,解题的关键是熟练掌握以上知识点.
6.【答案】D
【解析】
【分析】根据同底数幂的乘法法则、合并同类项法则、完全平方公式和幂的乘方的运算法则进行计算即可.
【详解】解:∵a3⋅a2=a5 ,故A不符合题意;
∵4ab−ab=3ab ,故B不符合题意;
∵a+12=a2+2a+1 ,故C不符合题意;
∵−a32=a6 ,故D符合题意;
故选:D.
【点睛】本题考查同底数幂的乘法法则、合并同类项法则、完全平方公式和幂的乘方的运算法则,熟练掌握相关法则是解题的关键.
7.【答案】A
【解析】
【分析】根据平行得到 ∠ABD=∠EDC=50∘ ,再利用外角的性质和对顶角相等,进行求解即可.
【详解】解:由题意,得: DE//AB ,
∴∠ABD=∠EDC=50∘ ,
∵∠DEF=∠EDC+∠DCE=120∘ ,
∴∠DCE=70∘ ,
∴∠ACB=∠DCE=70∘ ;
故选A.
【点睛】本题考查平行线的性质,三角形外角的性质,对顶角.熟练掌握相关性质,是解题的关键.
8.【答案】B
【解析】
【分析】根据特殊角三角函数值计算求解.
【详解】 1000(1.025−cosα)=1000(1.025−cos30∘)=1025−500 3≈1025−500×1.732=159
故选:B.
【点睛】本题考查特殊角三角函数值,掌握特殊角三角函数值是解题的关键.
9.【答案】B
【解析】
【分析】根据特殊角三角函数值计算求解.
【详解】 1000(1.025−cosα)=1000(1.025−cos30∘)=1025−500 3≈1025−500×1.732=159
故选:B.
【点睛】本题考查特殊角三角函数值,掌握特殊角三角函数值是解题的关键.
10.【答案】C
【解析】
【分析】根据图象可知 t=0 时,点 P 与点 A 重合,得到 AB=15 ,进而求出点 P 从点 A 运动到点 B 所需的时间,进而得到点 P 从点 B 运动到点 C 的时间,求出 BC 的长,再利用勾股定理求出 AC 即可.
【详解】解:由图象可知: t=0 时,点 P 与点 A 重合,
∴AB=15 ,
∴点 P 从点 A 运动到点 B 所需的时间为 15÷2=7.5s ;
∴点 P 从点 B 运动到点 C 的时间为 11.5−7.5=4s ,
∴BC=2×4=8 ;
在 Rt△ABC 中: AC= AB2+BC2=17 ;
故选C.
【点睛】本题考查动点的函数图象,勾股定理.从函数图象中有效的获取信息,求出 AB,BC 的长,是解题的关键.
11.【答案】 14
【解析】
【分析】根据概率公式进行计算即可.
【详解】解:随机挑选一本书共有4种等可能的结果,其中拿到《红星照耀中国》这本书的结果有1种,
∴P=14 ,
故答案为: 14 .
【点睛】本题考查概率.熟练掌握概率公式,是解题的关键.
12.【答案】42
【解析】
【分析】首先提取公因式,将已知整体代入求出即可.
【详解】 a2b+ab2
=aba+b
=7×6
=42 .
故答案为:42.
【点睛】此题考查了求代数式的值,提公因式法因式分解,整体思想的应用,解题的关键是掌握以上知识点.
13.【答案】35
【解析】
【分析】由题意易得 ∠ACB=90∘ , ∠ADC=∠ABC=20∘ ,则有 ∠BAC=70∘ ,然后问题可求解.
【详解】解:∵AB 是 ⊙O 的直径,
∴∠ACB=90∘ ,
∵AC⌢=AC⌢ , ∠ADC=20∘ ,
∴∠ADC=∠ABC=20∘ ,
∴∠BAC=70∘ ,
∵AD 平分 ∠BAC ,
∴∠BAD=12∠BAC=35∘ ;
故答案为35.
【点睛】本题主要考查圆周角的性质,熟练掌握直径所对圆周角为直角是解题的关键.
14.【答案】 4 3
【解析】
【分析】过点C作 CD⊥x 轴于点D,由题意易得 OB=2 3,BC=2,∠COD=30∘ ,然后根据含30度直角三角形的性质可进行求解.
【详解】解:过点C作 CD⊥x 轴于点D,如图所示:
∵∠AOB=∠BOC=30∘ , BA⊥OA , CB⊥OB ,
∴AB=12OB,BC=12OC ,
∵∠AOD=90∘ ,
∴∠COD=30∘ ,
∵AB= 3 ,
∴OB=2AB=2 3 ,
在 Rt△OBC 中, OB= OC2−BC2= 3BC=2 3 ,
∴BC=2 , OC=4 ,
∵∠COD=30∘ , ∠CDO=90∘ ,
∴CD=12OC=2 ,
∴OD= 3CD=2 3 ,
∴点 C2 3,2 ,
∴k=4 3 ,
故答案为: 4 3 .
【点睛】本题主要考查反比例函数的图象与性质及含30度直角三角形的性质,熟练掌握反比例函数的图象与性质及含30度直角三角形的性质是解题的关键.
15.【答案】 4975
【解析】
【分析】 AM⊥BD 于点M, AN⊥DE 于点N,则 AM=AN ,过点G作 GP⊥BC 于点P,设 AM=12a ,根据 tanB=AMBM=34 得出 BM=16a ,继而求得 AB= AM2+BM2=20a , CG=5a , AG=15a ,再利用 tanC=tanB=GPCP=34 ,求得 GP=3a,CP=4a ,利用勾股定理求得 GN= AG2−AN2=9a , EN= AE2−AN2=16a ,故 EG=EN−GN=7a ,
【详解】由折叠的性质可知, DA 是 ∠BDE 的角平分线, AB=AE ,用 HL 证明 △ADM≌△ADN ,从而得到 DM=DN ,设 DM=DN=x ,则 DG=x+9a , DP=12a−x ,利用勾股定理得到 DP2+GP2=DG2 即 12a−x2+3a2=x+9a2 ,化简得 x=127a ,从而得出 DG=757a ,利用三角形的面积公式得到: S三角形AGES三角形ADG=12EG⋅AN12DG⋅AN=EGDG=7a757a=4975 .
作 AM⊥BD 于点M, AN⊥DE 于点N,则 AM=AN ,
过点G作 GP⊥BC 于点P,
∵AM⊥BD 于点M,
∴tanB=AMBM=34 ,
设 AM=12a ,则 BM=16a , AB= AM2+BM2=20a ,
又∵AB=AC , AM⊥BD ,
∴CM=AM=12a , AB=AC=20a , ∠B=∠C ,
∵AG:CG=3:1 ,即 CG=14AC ,
∴CG=5a , AG=15a ,
在 Rt△PCG 中, CG=5a , tanC=tanB=GPCP=34 ,
设 GP=3m ,则 CP=4m,CG= GP2+CP2=5m
∴m=a
∴GP=3a,CP=4a ,
∵AG=15a , AM=AN=12a , AN⊥DE ,
∴GN= AG2−AN2=9a ,
∵AB=AE=20a , AN=12a , AN⊥DE
∴EN= AE2−AN2=16a ,
∴EG=EN−GN=7a ,
∵AD=AD , AM=AN , AM⊥BD , AN⊥DE ,
∴△ADM≌△ADNHL ,
∴DM=DN ,
设 DM=DN=x ,则 DG=DN+GN=x+9a , DP=CM−CP−DM=16a−4a−x=12a−x ,
在 Rt△PDG 中, DP2+GP2=DG2 ,即 12a−x2+3a2=x+9a2 ,
化简得: x=127a ,
∴DG=x+9a=757a ,
∴S三角形AGES三角形ADG=12EG⋅AN12DG⋅AN=EGDG=7a757a=4975
故答案是: 4975 .
【点睛】本题考查解直角三角形,折叠的性质,全等三角形的判定与性质,角平分线的性质,勾股定理等知识,正确作出辅助线并利用勾股定理列出方程是解题的关键.
16.【答案】 2
【解析】
【分析】根据零次幂及特殊三角函数值可进行求解.
【详解】解:原式 =1+2−3+2× 22
= 2 .
【点睛】本题主要考查零次幂及特殊三角函数值,熟练掌握各个运算是解题的关键.
17.【答案】 xx+1 , 34
【解析】
【分析】先根据分式混合运算的法则把原式进行化简,再把x的值代入进行计算即可.
【详解】 1+1x−1÷x2−1x2−2x+1
=xx−1÷x+1x−1x−12
=xx−1×x−1x+1
=xx+1
∵x=3
∴原式 =33+1=34 .
【点睛】本题考查了分式的化简求值,熟知分式混合运算的法则是解答此题的关键.
18.【答案】①100;②见解析;③愿意改造“娱乐设施”的约有3万人;④乙;甲.
【解析】
【分析】①根据健身的人数和所占的百分比即可求出总人数;
②用总数减去其他3项的人数即可求出娱乐的人数;
③根据样本估计总体的方法求解即可;
④根据加权平均数的计算方法求解即可.
【详解】① a=40÷40%=100 (人),
调查总人数 a=100 人;
故答案为:100;
② 100−17−13−40=30 (人)
∴娱乐的人数为30(人)
∴补充条形统计图如下:
③ 100000×30100×100%=30000 (人)
∴愿意改造“娱乐设施”的约有3万人;
④若以 1:1:1:1 进行考核,
甲小区得分为 14×7+7+9+8=7.75 ,
乙小区得分为 14×8+8+7+9=8 ,
∴若以 1:1:1:1 进行考核,乙小区满意度(分数)更高;
若以 1:1:2:1 进行考核,
甲小区得分为 7×14+7×14+9×25+8×14=9.1 ,
乙小区得分为 8×14+8×14+7×25+9×14=9.05 ,
∴若以 1:1:1:1 进行考核,甲小区满意度(分数)更高;
故答案为:乙;甲.
【点睛】本题考查条形统计图、扇形统计图,加权平均数,样本估计总体等知识,理解两个统计图中数量之间的关系是正确解答的关键
19.【答案】(1)A、B玩具的单价分别为50元、75元;
(2)最多购置100个A玩具.
【解析】
【分析】(1)设A玩具的单价为x元每个,则B玩具的单价为 x+25 元每个;根据“购置2个B玩具与1个A玩具共花费200元”列出方程即可求解;
(2)设A玩具购置y个,则B玩具购置 2y 个,根据“购置玩具的总额不高于20000元”列出不等式即可得出答案.
【详解】(1)解:设A玩具的单价为x元,则B玩具的单价为 x+25 元;
由题意得: 2x+25+x=200 ;
解得: x=50 ,
则B玩具单价为 x+25=75 (元);
答:A、B玩具的单价分别为50元、75元;
(2)设A玩具购置y个,则B玩具购置 2y 个,
由题意可得: 50y+75×2y≤20000 ,
解得: y≤100 ,
∴最多购置100个A玩具.
【点睛】本题考查一元一次方程和一元一次不等式的应用,属于中考常规考题,解题的关键在于读懂题目,找准题目中的等量关系或不等关系.
20.【答案】(1)画图见解析,证明见解析
(2)AE=32
【解析】
【分析】(1)根据题意作图,首先根据勾股定理得到 OC= OA2+AC2=5 ,然后证明出 △AOC≌△DOBSAS ,得到 ∠OAC=∠ODB=90∘ ,即可证明出 BD 为 ⊙O 的切线;
(2)首先根据全等三角形的性质得到 BD=AC=4 ,然后证明出 △BAE∽△BDO ,利用相似三角形的性质求解即可.
【详解】(1)如图所示,
∵AC 是 ⊙O 的切线,
∴OA⊥AC ,
∵OA=3 , AC=4 ,
∴OC= OA2+AC2=5 ,
∵OA=3 , AB=2 ,
∴OB=OA+AB=5 ,
∴OB=OC ,
又∵OD=OA=3 , ∠AOC=∠DOB ,
∴△AOC≌△DOBSAS ,
∴∠OAC=∠ODB=90∘ ,
∴OD⊥BD ,
∵点D在 ⊙O 上,
∴BD 为 ⊙O 的切线;
(2)∵△AOC≌△DOB ,
∴BD=AC=4 ,
∵∠ABE=∠DBO , ∠BAE=∠BDO ,
∴△BAE∽△BDO ,
∴AEOD=ABBD ,即 AE3=24 ,
∴解得 AE=32 .
【点睛】此题考查了格点作图,圆切线的性质和判定,全等三角形的性质和判定,相似三角形的性质和判定等知识,解题的关键是熟练掌握以上知识点.
21.【答案】(1)y=−14x2+4
(2)0.5m
(3)9712m
【解析】
【分析】(1)根据顶点坐标,设函数解析式为 y=ax2+4 ,求出 A 点坐标,待定系数法求出函数解析式即可;
(2)求出 y=3.75 时对应的自变量的值,得到 FN 的长,再减去两个正方形的边长即可得解;
(3)求出直线 AC 的解析式,进而设出过点 K 的光线解析式为 y=−34x+m ,利用光线与抛物线相切,求出 m 的值,进而求出 K 点坐标,即可得出 BK 的长.
【详解】(1)解:∵抛物线 AED 的顶点 E0,4 ,
设抛物线的解析式为 y=ax2+4 ,
∵四边形 ABCD 为矩形, OE 为 BC 的中垂线,
∴AD=BC=4m , OB=2m ,
∵AB=3m ,
∴点 A−2,3 ,代入 y=ax2+4 ,得:
3=4a+4 ,
∴a=−14 ,
∴抛物线的解析式为 y=−14x2+4 ;
(2)∵四边形 LFGT ,四边形 SMNR 均为正方形, FL=NR=0.75m ,
∴MG=FN=FL=NR=0.75m ,
延长 LF 交 BC 于点 H ,延长 RN 交 BC 于点 J ,则四边形 FHJN ,四边形 ABFH 均为矩形,
∴FH=AB=3m,FN=HJ ,
∴HL=HF+FL=3.75m ,
∵y=−14x2+4 ,当 y=3.75 时, 3.75=−14x2+4 ,解得: x=±1 ,
∴H−1,0 , J1,0 ,
∴FN=HJ=2m ,
∴GM=FN−FG−MN=0.5m ;
(3)∵BC=4m , OE 垂直平分 BC ,
∴OB=OC=2m ,
∴B−2,0,C2,0 ,
设直线 AC 的解析式为 y=kx+b ,
则: 2k+b=0−2k+b=3 ,解得: k=−34b=32 ,
∴y=−34x+32 ,
∵太阳光为平行光,
设过点 K 平行于 AC 的光线的解析式为 y=−34x+m ,
由题意,得: y=−34x+m 与抛物线相切,
联立 y=−14x2+4y=−34x+m ,整理得: x2−3x+4m−16=0 ,
则: Δ=−32−44m−16=0 ,解得: m=7316 ;
∴y=−34x+7316 ,当 y=0 时, x=7312 ,
∴K7312,0 ,
∵B−2,0 ,
∴BK=2+7312=9712m .
【点睛】本题考查二次函数的实际应用.读懂题意,正确的求出二次函数解析式,利用数形结合的思想,进行求解,是解题的关键.
22.【答案】(1)①见解析;② 20 ;(2)32 ;(3)3 或 4 或 32
【解析】
【分析】(1)①根据矩形的性质得出 ∠ABE+∠CBF=90∘ , ∠CFB=∠A=90∘ ,进而证明 ∠FCB=∠ABE 结合已知条件,即可证明 △ABE≌△FCB ;
②由①可得 ∠FCB=∠ABE , ∠CFB=∠A=90∘ ,证明 △ABE∽△FCB ,得出 ABCF=BEBC ,根据 S矩形ABCD=AB⋅CD=20 ,即可求解;
(2)根据菱形的性质得出 AD//BC , AB=BC ,根据已知条件得出 BE=13BC,AE=43AB ,证明 △AFE∽△BEC ,根据相似三角形的性质即可求解;
(3)分三种情况讨论,①当点 G 在 AD 边上时,如图所示,延长 FE 交 AD 的延长线于点 M ,连接 GF ,过点 E 作 EH⊥DM 于点 H ,证明 △EDM∽△ECF ,解 Rt△DEH ,进而得出 MG=7 ,根据 tan∠MEH=tan∠HGE ,得出 HE2=HM⋅HG ,建立方程解方程即可求解;②当 G 点在 AB 边上时,如图所示,连接 GF ,延长 GE 交 BC 的延长线于点 M ,过点 G 作 GN//AD ,则 GN//BC ,四边形 ADNG 是平行四边形,同理证明 △ENG∽△ECM ,根据 tan∠FEH=tan∠M 得出 EH2=FH⋅HM ,建立方程,解方程即可求解;③当 G 点在 BC 边上时,如图所示,过点 B 作 BT⊥DC 于点 T ,求得 8 ,而 S△EFG=72 3 ,得出矛盾,则此情况不存在.
【详解】解:(1)①∵四边形 ABCD 是矩形,则 ∠A=∠ABC=90∘ ,
∴∠ABE+∠CBF=90∘ ,
又∵CF⊥BC ,
∴∠FCB+∠CBF=90∘ , ∠CFB=∠A=90∘ ,
∴∠FCB=∠ABE ,
又∵BC=BE ,
∴△ABE≌△FCB ;
②由①可得 ∠FCB=∠ABE , ∠CFB=∠A=90∘
∴△ABE∽△FCB
∴ABCF=BEBC ,
又∵S矩形ABCD=AB⋅CD=20
∴BE⋅CF=AB⋅BC=20 ,
故答案为: 20 .
(2)∵在菱形 ABCD 中, cosA=13 ,
∴AD//BC , AB=BC ,
则 ∠CBE=∠A ,
∵CE⊥AB ,
∴∠CEB=90∘ ,
∵cos∠CBE=BECB
∴BE=BC⋅cos∠CBE=BC×cos∠A=13BC ,
∴AE=AB+BE=AB+13BC=AB+13AB=43AB ,
∵EF⊥AD , CE⊥AB
∴∠AFE=∠BEC=90∘ ,
又 ∠CBE=∠A ,
∴△AFE∽△BEC ,
∴AEBC=EFCE=AFBE ,
∴EF⋅BC =AE⋅CE=43AB×CE=43S菱形ABCD=43×24=32 ;
(3)①当点 G 在 AD 边上时,如图所示,延长 FE 交 AD 的延长线于点 M ,连接 GF ,过点 E 作 EH⊥DM 于点 H ,
∵平行四边形 ABCD 中, AB=6 , CE=2 ,
∴CD=AB=6 , DE=DC−EC=6−2=4 ,
∵DM//FC ,
∴△EDM∽△ECF
∴EMEF=EDEC=42=2 ,
∴S△MGES△FEG=EMEF=2
∴S△MGE=2S△EFG= EF⋅EG=7 3
在 Rt△DEH 中, ∠HDE=∠A=60∘ ,
则 EH= 32DE= 32×4=2 3 , DH=12DE=2 ,
∴12MG×HE=7 3
∴MG=7 ,
∵GE⊥EF,EH⊥MG ,
∴∠MEH=90∘−∠HEG=∠HGE
∴tan∠MEH=tan∠HGE
∴HEHG=HMHE
∴HE2=HM⋅HG
设 AG=a ,则 GD=AD−AG=5−a , GH=GD+HD=5−a+2=7−a , HM=GM−GH=7−7−a=a ,
∴2 32=x7−x
解得: a=3 或 a=4 ,
即 AG=3 或 AG=4 ,
②当 G 点在 AB 边上时,如图所示,
连接 GF ,延长 GE 交 BC 的延长线于点 M ,过点 G 作 GN//AD ,则 GN//BC ,四边形 ADNG 是平行四边形,
设 AG=x ,则 DN=AG=x , EN=DE−DN=4−x ,
∵GN//CM
∴△ENG∽△ECM
∴EGEM=ENEC=GNCM=4−x2 ,
∴CM=2GN4−x=104−x
∴S△GEFS△MEF=EGEM=4−x2 ,
∵EF⋅EG=7 3
∴S△MEF=2S△GEF4−x=7 34−x
过点 E 作 EH⊥BC 于点 H ,
在 Rt△EHC 中, EC=2,∠ECH=60∘ ,
∴EH= 3 , CH=1 ,
∴S△MEF=12×MF×EH ,则 12× 3×MF=7 34−x ,
∴MF=144−x ,
∴FH=MF−CM−CH=144−x−104−x−1=x4−x , MH=CM+CH=104−x+1=14−x4−x
∵∠MEF=∠EHM=90∘ ,
∴∠FEH=90∘−∠MEH=∠M
∴tan∠FEH=tan∠M ,
即 FHEH=EHHM ,
∴EH2=FH⋅HM
即 32=x4−x×14−x4−x
解得: x1=32,x2=8 (舍去)
即 AG=32 ;
③当 G 点在 BC 边上时,如图所示,
过点 B 作 BT⊥DC 于点 T ,
在 Rt△BTC 中, CT=12BC=52 , BT= 3TC=5 32 ,
∴2 ,
∵EF⋅EG=7 3 ,
∴S△EFG=72 3 ,
∵258 3<72 3 ,
∴G 点不可能在 BC 边上,
综上所述, AG 的长为 3 或 4 或 32 .
【点睛】本题考查了相似三角形的性质与判定,平行四边形的性质,解直角三角形,矩形的性质,熟练掌握相似三角形的性质与判定,分类讨论是解题的关键.
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