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江苏省盐城市亭湖区三年(2020-2022)九年级上学期期末数学试题汇编
展开江苏省盐城市亭湖区三年(2020-2022)九年级上学期期末数学试题汇编-03解答题(提升题)知识点分类
一.抛物线与x轴的交点(共1小题)
1.(2021秋•亭湖区期末)已知二次函数y=x2﹣4x+3.
(1)用配方法求出顶点坐标;
(2)求该二次函数与坐标轴的交点坐标;
(3)在所给坐标系中画出该二次函数的大致图象,并写出当y<0时,x的取值范围.
二.二次函数的应用(共2小题)
2.(2020秋•盐城期末)在2020年新冠肺炎抗疫期间,萌萌决定在淘宝上销售一批口罩,经市场调查,某类型口罩进价每袋为20元,当售价每袋为30元时,销售量为250袋,若销售单价每提高1元,销售量就会减少5袋;
(1)直接写出萌萌销售该类型口罩销售量y(袋)与销售单价x(元)之间的函数关系式;每天所得销售利润w(元)与销售单价x(元)之间的函数关系式;
(2)若每天销售量不少于100袋,且每袋口罩的销售利润至少为17元,则销售单价为多少元时,此时利润最大,最大利润是多少?
3.(2022秋•亭湖区期末)如图,足球场上守门员在O处开出一记手跑高球,球从地面1.4米的A处抛出(A在y轴上),运动员甲在距O点6米的B处发现球在自己头的正上方达到最高点M,距地面3.2米高,球落地点为C点.
(1)求足球开始抛出到第一次落地时,该抛物线的解析式.
(2)足球第一次落地点C距守门员多少米?
三.二次函数综合题(共2小题)
4.(2021秋•亭湖区期末)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+bx+c经过点A(0,﹣3),与x轴的交点为B、C,直线l:y=2x+2与抛物线相交于点C,与y轴相交于点D,P是直线l下方抛物线上一动点.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)过点P作线段PM∥x轴,与直线l相交于点M,当PM最大时,求点P的坐标及PM的最大值;
(3)把抛物线绕点O旋转180°,再向上平移使得新抛物线过(2)中的P点,E是新抛物线与y轴的交点,F为原抛物线对称轴上一点,G为平面直角坐标系中一点,直接写出所有使得以B、E、F、G为顶点、BF为边的四边形是菱形的点G的坐标,并把求其中一个点G的坐标的过程写出来.
5.(2022秋•亭湖区期末)如图1,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于点A(﹣1,0)、B(4,0)两点,与y轴交于点C,连接BC,直线BM:y=2x+m交y轴于点M.P为直线BC上方抛物线上一动点,过点P作x轴的垂线,分别交直线BC、BM于点E、F.
(1)求抛物线的表达式:
(2)当点P落在抛物线的对称轴上时,求△PBC的面积:
(3)①若点N为y轴上一动点,当四边形BENF为矩形时,求点N的坐标;
②在①的条件下,第四象限内有一点Q,满足QN=QM,当△QNB的周长最小时,求点Q的坐标.
四.直线与圆的位置关系(共2小题)
6.(2021秋•亭湖区期末)如图,在△ABC中,∠C=90°,∠BAC的平分线交BC于点D,点O在AB上,以点O为圆心,OA为半径的圆恰好经过点D,分别交AC,AB于E,F.
(1)试判断直线BC与⊙O的位置关系,并说明理由;
(2)若BD=2,∠B=30°,求阴影部分的面积(结果保留π).
7.(2022秋•亭湖区期末)数学活动﹣旋转变换
(1)如图①,在△ABC中,∠ABC=130°,将△ABC绕点C逆时针旋转50°,得到△A′B′C,连接BB′,求∠A′B′B的大小;
(2)如图②,在△ABC中,∠ABC=150°,AB=3,BC=5,将△ABC绕点C逆时针旋转60°得到△A′B′C,连接BB′,以A′为圆心,A′B′长为半径作圆.
(Ⅰ)猜想:直线BB′与⊙A′的位置关系,并证明你的结论;
(Ⅱ)连接A′B,求线段A′B的长度.
五.扇形面积的计算(共1小题)
8.(2021秋•亭湖区期末)《九章算术》是我国古代数学成就的杰出代表.其中《方田》章给出计算弧田面积的公式为:弧田面积=(弦×矢+矢2).如图,弧田由圆弧和其所对弦所围成,公式中“弦”指圆弧所对弦长,“矢”等于半径长与圆心到弦的距离之差.按照上述公式计算所得弧田面积与其实际面积之间存在误差.现有圆心角∠AOB为120°,弦长AB=2m的弧田.
(1)计算弧田的实际面积;
(2)按照《九章算术》中弧田面积的公式计算所得结果与(1)中计算的弧田实际面积相差多少平方米?(取π近似值为3,近似值为1.7)
六.圆的综合题(共2小题)
9.(2020秋•盐城期末)如图,已知点B的坐标为(7,10),点A的坐标为(7,6),点P为⊙A上一动点,PB的延长线交⊙A于点N,直线CD⊥AP于点C,交PN于点D,交⊙A于E,F两点,且PC:CA=1:4.
(1)当点P运动使得点E为劣弧的中点时,求证:DF=DN;
(2)在(1)的条件下,直接写出CP:DP的值为 .
(3)设⊙A的半径为5,当△APD的面积取得最大值时,求点P的坐标.
10.(2022秋•亭湖区期末)在一次数学兴趣小组活动中,小亮利用同弧所对的圆周角及圆心角的性质探索了一些问题,下面请你和小亮一起进入探索之旅.
【问题探索】
(1)如图1,点A、B、C、D在⊙O上,点E在⊙O外,且∠A=45°.则∠D= °,∠BOC= °,∠E 45°.(填“>”、“<”或“=”).
【操作实践】
(2)如图2,已知线段BC和直线m,用直尺和圆规在直线m上作出所有点P,使∠BPC=30°.(要求:用直尺与圆规作出点P,保留作图痕迹,不写作法.)
【迁移应用】
(3)请运用探索所得的学习经验,解决问题:如图3,已知⊙O的半径为2,BC=2,点A为优弧上一动点,AB⊥BD交AC的延长线于点D.
①求∠D的度数;
②△BCD面积的最大值.
七.作图—复杂作图(共1小题)
11.(2021秋•亭湖区期末)如图,∠ABM=90°,⊙O分别切AB、BM于点D、E.AC切⊙O于点F,交BM于点C(C与B不重合).
(1)用直尺和圆规作出AC;(保留作图痕迹,不写作法)
(2)若⊙O半径为1,AD=4,求AC的长.
八.相似三角形的判定与性质(共1小题)
12.(2020秋•盐城期末)如图,已知△ABC,AB=3,BC=8,且∠ABC=2∠C,为了求边AC的长,小慧想出了一个办法,将边BC反向延长至点D,使DB=AB,连接AD;
(1)求证:△DBA∽△DAC;
(2)求边AC的长.
九.相似三角形的应用(共1小题)
13.(2020秋•盐城期末)如图,小明想测量河对岸建筑物AB的高度,在地面上C处放置了一块平面镜,然后从C点向后退了2.4米至D处,小明的眼睛E恰好看到了镜中建筑物A的像,在D处做好标记,将平面镜移至D处,小明再次从D点后退2.52米至F处,眼睛G恰好又看到了建筑物顶端A的像,已知小明眼睛距地面的高度ED,GF均为1.6米,求建筑物AB的高度.(注:图中的左侧α,β为入射角,右侧的α,β为反射角)
一十.相似形综合题(共1小题)
14.(2020秋•盐城期末)阅读理解:
【问题引入】如图1,已知在Rt△ABC和Rt△DEF中,∠ABC=∠DEF=90°,S△ABC=BC•AB,S△DEF=EF•DE,故有,小敏提出疑问:若将条件∠ABC=∠DEF=90°,改为∠ABC+∠DEF=180°,两三角形变为非直角三角形,如图2,则还成立吗?
【深入探究】于是,小敏过点A作BC边上的高AM,过点D作EF边上的高DN,试在此提示下,将小敏提出的问题的探究过程写出来.
【初步应用】将图1中的B、E两直角顶点重合,连接AD、CF,如图3,若AB:BC=:1,DB:BF=2:3,求的值.
【迁移拓展】将图2中的B、E两顶点重合,如图4,仍有∠ABC+∠DBF=180°,在AC上取一点P,使∠ABP=∠D,在DF上取一点Q,使∠DBQ=∠A,易见△ABP∽△BDQ.
(1)求证:△CPB∽△BQF;
(2)若AB:BD=3:2,BC:BF=5:4,求的值.
一十一.方差(共1小题)
15.(2020秋•盐城期末)聪聪利用暑假到工厂进行社会实践活动,他在跟张师傅学加工某种机器零件,共加工9天,每天加工的机器零件个数如下:1,2,3,4,5,6,7,8,9.
(1)求聪聪这9天加工零件数的平均数;
(2)聪聪问张师傅加工的零件数,张师傅说:我每天加工的零件数是两位数,并且每天加工零件数的个位上数字都与你相同,这9天加工零件数的平均数比你多30但方差和你一样,听完张师傅的话,聪聪笑着说,师傅我知道了,根据上面的信息,请你直接写出张师傅每天加工的零件数.
一十二.列表法与树状图法(共2小题)
16.(2020秋•盐城期末)把2颗相同小球放入一个2×2的正方形格子中,每个正方形格子只能放一颗小球,
(1)分析可能出现的所有摆放结果;
(2)求2颗小球既不同行也不同列的概率.
17.(2021秋•亭湖区期末)现有5张除数字外完全相同的卡片,上面分别写有﹣2,﹣1,0,1,2这五个数,将卡片背面朝上洗匀,从中任意抽取两张,将卡片上的数字记为(m,n).
(1)用列表法或画树状图法列举(m,n)的所有可能结果.
(2)若将m,n的值代入二次函数y=(x﹣m)2+n,求二次函数顶点在坐标轴上的概率.
江苏省盐城市亭湖区三年(2020-2022)九年级上学期期末数学试题汇编-03解答题(提升题)知识点分类
参考答案与试题解析
一.抛物线与x轴的交点(共1小题)
1.(2021秋•亭湖区期末)已知二次函数y=x2﹣4x+3.
(1)用配方法求出顶点坐标;
(2)求该二次函数与坐标轴的交点坐标;
(3)在所给坐标系中画出该二次函数的大致图象,并写出当y<0时,x的取值范围.
【答案】(1)(2,﹣1);
(2)(1,0),(3,0);(0,3);
(3)当y<0时,1<x<3.图象见解答部分.
【解答】解:(1)因为y=x2﹣4x+3=x2﹣4x+4﹣1=(x﹣2)2﹣1,
所以抛物线的顶点坐标为(2,﹣1);
(2)当y=0时,x2﹣4x+3=0,
解得x1=1,x2=3,
所以该二次函数与x轴的交点坐标为(1,0),(3,0).
当x=0时,y=3,
所以该二次函数与y轴的交点坐标为(0,3).
(2)函数图象如图:
由图象可知,当y<0时,1<x<3.
二.二次函数的应用(共2小题)
2.(2020秋•盐城期末)在2020年新冠肺炎抗疫期间,萌萌决定在淘宝上销售一批口罩,经市场调查,某类型口罩进价每袋为20元,当售价每袋为30元时,销售量为250袋,若销售单价每提高1元,销售量就会减少5袋;
(1)直接写出萌萌销售该类型口罩销售量y(袋)与销售单价x(元)之间的函数关系式;每天所得销售利润w(元)与销售单价x(元)之间的函数关系式;
(2)若每天销售量不少于100袋,且每袋口罩的销售利润至少为17元,则销售单价为多少元时,此时利润最大,最大利润是多少?
【答案】(1)y=﹣5x+400,w=﹣5x2+500x﹣8000;
(2)销售单价为50元时,利润最大,最大利润是4500元.
【解答】解:(1)根据题意得:
y=250﹣5(x﹣30)
=250﹣5x+150
=﹣5x+400,
∴w=(x﹣20)(﹣5x+400)
=﹣5x2+500x﹣8000,
∴所求的函数关系式为y=﹣5x+400,w=﹣5x2+500x﹣8000;
(2)根据题意得:,
解得:37≤x≤60.
∵函数w=﹣5x2+500x﹣8000的对称轴为x=﹣=50,
∴当x=50时,w最大值=4500.
∴销售单价为50元时,利润最大,最大利润是4500元.
3.(2022秋•亭湖区期末)如图,足球场上守门员在O处开出一记手跑高球,球从地面1.4米的A处抛出(A在y轴上),运动员甲在距O点6米的B处发现球在自己头的正上方达到最高点M,距地面3.2米高,球落地点为C点.
(1)求足球开始抛出到第一次落地时,该抛物线的解析式.
(2)足球第一次落地点C距守门员多少米?
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)设抛物线的解析式为y=a(x﹣6)2+3.2,
将点A(0,1.4)代入,得:36a+3.2=1.4,
解得:a=﹣0.05,
则抛物线的解析式为y=﹣0.05(x﹣6)2+3.2;
(2)当y=0时,﹣0.05(x﹣6)2+3.2=0,
解得:x1=﹣2(舍),x2=14,
所以足球第一次落地点C距守门员14米.
三.二次函数综合题(共2小题)
4.(2021秋•亭湖区期末)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+bx+c经过点A(0,﹣3),与x轴的交点为B、C,直线l:y=2x+2与抛物线相交于点C,与y轴相交于点D,P是直线l下方抛物线上一动点.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)过点P作线段PM∥x轴,与直线l相交于点M,当PM最大时,求点P的坐标及PM的最大值;
(3)把抛物线绕点O旋转180°,再向上平移使得新抛物线过(2)中的P点,E是新抛物线与y轴的交点,F为原抛物线对称轴上一点,G为平面直角坐标系中一点,直接写出所有使得以B、E、F、G为顶点、BF为边的四边形是菱形的点G的坐标,并把求其中一个点G的坐标的过程写出来.
【答案】(1)抛物线的函数表达式y=x2﹣2x﹣3.
(2)当a=2时PM最大,最大值PM=,此时P点坐标(2,﹣3).
(3)G(﹣2,+5)或(﹣2,﹣+5)或(2,).
【解答】解:(1)∵直线1:y=2x+2与抛物线相交于点C,
∴C点坐标为(﹣1,0),
把4(0,﹣3),C (﹣1,0)代入函数解析式y=x2+bx+c得:
,解得,
∴抛物线的函数表达式y=x2﹣2x﹣3.
(2)设P(a,a2﹣2a﹣3),
∵PM∥x轴,
∴M纵坐标为a2﹣2a﹣3,
∵点M在直线l:y=2x+2上,
∴M(a2﹣a﹣,a2﹣2a﹣3),
∴PM=a﹣(a2﹣a﹣)=﹣a2+2a+=﹣(x﹣2)2+,
∴当a=2时PM最大,最大值PM=,此时P点坐标(2,﹣3).
(3)∵抛物线的函数表达式y=x2﹣2x﹣3,
∴顶点坐标(1,﹣4),与x轴的交点B (3,0),C (﹣1,0),
∵把抛物线绕点O旋转180°,
∴旋转前后对应点关于原点对称,
∴新抛物线的项点为(﹣1,4),与x轴的交点为(﹣3,0),(1,0),
∴设新抛物线解析式为y=﹣(x+1)2+4,
∴向上平移使得新抛物线过(2)中的P (2,﹣3)点,
设平移后解析式为y=﹣(x+1)2+4+k,
∴3=﹣(2+1)2+4+k,解得k=2,
∴平移后解析式为y=﹣(x+1)2+4+2=﹣x2﹣2x+5,
∵E是平移后抛物线与y轴的交点,
∴E (0,5),
∵F为原抛物线对称轴上一点,G为平面直角坐标系中一点,
∴设F(1,t),G(m,n),
∵以B、E、F、G为顶点,BF为边的四边形是菱形,
∴线段BE可能是对角线也可能是边,
①当BE是对角线时,
∵菱形BFEG对角线BE,FG互相垂直平分,
∵E (0,5),B (3,0),
∴BE的中点坐标为(,),
∵BE的中点坐标也是FG的中点,
∴G (2,5﹣t),
∵GE=GB,
∴(2﹣0)2+(5﹣t﹣5)2=(2﹣3)2+(5﹣t﹣0)2,
解得:t=,即G点坐标(2,);
②当BE为边长时,BE=BF,
由距离公式得,(3﹣0)2+(0﹣5)2=(3﹣1)2+(0﹣t)2,
解得:t=±,
∵菱形BFGE对角线互相垂直平分,
∴由中点坐标公式可得,G(﹣2,+5)或(﹣2,﹣+5);
综上,满足题意的点G的坐标为:(﹣2,+5)或(﹣2,﹣+5)或(2,).
5.(2022秋•亭湖区期末)如图1,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于点A(﹣1,0)、B(4,0)两点,与y轴交于点C,连接BC,直线BM:y=2x+m交y轴于点M.P为直线BC上方抛物线上一动点,过点P作x轴的垂线,分别交直线BC、BM于点E、F.
(1)求抛物线的表达式:
(2)当点P落在抛物线的对称轴上时,求△PBC的面积:
(3)①若点N为y轴上一动点,当四边形BENF为矩形时,求点N的坐标;
②在①的条件下,第四象限内有一点Q,满足QN=QM,当△QNB的周长最小时,求点Q的坐标.
【答案】(1)y=﹣x2+x+2;
(2)△PBC的面积是;
(3)①N(0,﹣3);
②Q(,﹣).
【解答】解:(1)∵抛物线与x轴交于点A(﹣1,0)、B(4,0)两点,
∴抛物线的表达式为:y=﹣(x+1)(x﹣4),即y=﹣x2+x+2;
(2)如图:
∵点P落在抛物线y=﹣x2+x+2的对称轴上,
∴P为抛物线y=﹣x2+x+2的顶点,
∵y=﹣x2+x+2=﹣(x﹣)2+,
∴P(,),
在y=﹣x2+x+2中,令x=0得y=2,
∴C(0,2)
由B(4,0),C(0,2)得直线BC的表达式为y=﹣x+2,
把x=代入y=﹣x+2得y=,
∴E(,),
∴PE=﹣=,
∴S△PBC=PE•|xB﹣xC|=××4=,
答:△PBC的面积是;
(3)①过点N作NG⊥EF于点G,如图:
∵y=2x+m过点B(4,0),
∴0=2×4+m,
解得m=﹣8,
∴直线BM的表达式为:y=2x﹣8,
∴M(0,﹣8),
设E(a,﹣a+2),则F(a,2a﹣8),
∵四边形BENF为矩形,
∴∠NEG=∠BFH,NE=BF,
又∠NGE=90°=∠BHF,
∴△NEG≌△BFH(AAS),
∴NG=BH,EG=FH,
而NG=a,BH=OB﹣OH=4﹣a,
∴a=4﹣a,
解得a=2,
∴F(2,﹣4),E(2,1),
∴EH=1,
∵EG=FH,
∴EF﹣EG=EF﹣FH,即GF=EH=1,
∵F(2,﹣4),
∴G(2,﹣3),
∴N(0,﹣3);
②取MN的中点D,如图:
∵QN=QM,
∴点Q在MN的垂直平分线上,
又∵B(4,0),N(0,﹣3),
∴BN=5,
∴C△QNB=BQ+NQ+BN=BQ+NQ+5=BQ+MQ+5,
∴要使C△QNB最小,只需BQ+MQ最小,
∴当点B、Q、M共线时,△QNB的周长最小,
此时,点Q即为MN的垂直平分线与直线BM的交点,
∵N(0,﹣3),M(0,﹣8),
∴D(0,﹣),
在y=2x﹣8中,令y=﹣得:
﹣=2x﹣8,
解得x=,
∴Q(,﹣).
四.直线与圆的位置关系(共2小题)
6.(2021秋•亭湖区期末)如图,在△ABC中,∠C=90°,∠BAC的平分线交BC于点D,点O在AB上,以点O为圆心,OA为半径的圆恰好经过点D,分别交AC,AB于E,F.
(1)试判断直线BC与⊙O的位置关系,并说明理由;
(2)若BD=2,∠B=30°,求阴影部分的面积(结果保留π).
【答案】(1)见解析;
(2)2﹣π.
【解答】解:(1)直线BC与⊙O相切;
理由如下:
连接OD,如图,
∵AD平分∠BAC,
∴∠BAD=∠CAD,
∵OA=OD,
∴∠OAD=∠ODA,
∴∠ODA=∠CAD,
∴OD∥AC,
∴∠ODB=∠C=90°,
∴OD⊥BC,
而OD为半径,
∴BC为⊙O的切线;
(2)∵∠ODB=90°,∠B=30°,
∴∠BOD=60°,
在Rt△BOD中,OD=BD=×2=2,
∴阴影部分的面积=S△BOD﹣S扇形DOF
=×2×2﹣
=2﹣π.
7.(2022秋•亭湖区期末)数学活动﹣旋转变换
(1)如图①,在△ABC中,∠ABC=130°,将△ABC绕点C逆时针旋转50°,得到△A′B′C,连接BB′,求∠A′B′B的大小;
(2)如图②,在△ABC中,∠ABC=150°,AB=3,BC=5,将△ABC绕点C逆时针旋转60°得到△A′B′C,连接BB′,以A′为圆心,A′B′长为半径作圆.
(Ⅰ)猜想:直线BB′与⊙A′的位置关系,并证明你的结论;
(Ⅱ)连接A′B,求线段A′B的长度.
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)由旋转变换的性质可知,∠A′B′C=∠ABC=130°,∠BCB′=50°,CB=CB′,
∴∠CB′B=65°,
∴∠A′B′B=∠A′B′C﹣∠CB′B=65°;
(2)(Ⅰ)直线BB′与⊙A′相切,
∵∠A′B′C=∠ABC=150°,∠BCB′=60°,CB=CB′,
∴∠CB′B=60°,
∴∠A′B′B=∠A′B′C﹣∠CB′B=90°,
∴直线BB′与⊙A′相切;
(Ⅱ)在Rt△A′B′B中,∠A′B′B=90°,BB′=BC=5,AB′=AB=3,
由勾股定理得,A′B==.
五.扇形面积的计算(共1小题)
8.(2021秋•亭湖区期末)《九章算术》是我国古代数学成就的杰出代表.其中《方田》章给出计算弧田面积的公式为:弧田面积=(弦×矢+矢2).如图,弧田由圆弧和其所对弦所围成,公式中“弦”指圆弧所对弦长,“矢”等于半径长与圆心到弦的距离之差.按照上述公式计算所得弧田面积与其实际面积之间存在误差.现有圆心角∠AOB为120°,弦长AB=2m的弧田.
(1)计算弧田的实际面积;
(2)按照《九章算术》中弧田面积的公式计算所得结果与(1)中计算的弧田实际面积相差多少平方米?(取π近似值为3,近似值为1.7)
【答案】(1)(﹣)m2;
(2)0.1(m2).
【解答】解:(1)∵OD⊥AB,OD为半径,
∴AC=AB=×2=(m),
∠AOC=∠AOB=×120°=60°,
在Rt△ACO中,∠OAC=30°,
∴设OC=x,则AO=2x,
∴x2+=(2x)2,
解得:x=1或﹣1(不符合题意,舍去),
∴OA=2m,
∴弧田的实际面积=S扇形AOB﹣S△OAB
=﹣×2×1
=(﹣)m2,
∴弧田的实际面积为(﹣)m2;
(2)∵圆心到弦的距离等于1,
∴矢长为1,
∴弧田面积=(2×1+12)
=(+)m2,
∴两者之差为:﹣﹣(+)
≈﹣1.7﹣1.7﹣
=0.1(m2).
六.圆的综合题(共2小题)
9.(2020秋•盐城期末)如图,已知点B的坐标为(7,10),点A的坐标为(7,6),点P为⊙A上一动点,PB的延长线交⊙A于点N,直线CD⊥AP于点C,交PN于点D,交⊙A于E,F两点,且PC:CA=1:4.
(1)当点P运动使得点E为劣弧的中点时,求证:DF=DN;
(2)在(1)的条件下,直接写出CP:DP的值为 3:5 .
(3)设⊙A的半径为5,当△APD的面积取得最大值时,求点P的坐标.
【答案】(1)证明见解析部分.
(2)3:5.
(3)点P的坐标为(4,10),或(10,10).
【解答】(1)证明:如图,连接NF,
∵CD⊥AP,
∴弧PE=弧PF,
又∵点E为劣弧PN的中点,
∴弧PE=弧NE,
∴弧EN=弧PF,
∴∠PNF=∠EFN,
∴DF=DN.
(2)解:如图1,连接AE、AN,AE交PN于Q点,
∵弧PE=弧NE,
∴AE⊥PN,
∵CD⊥AP,
∴∠DCP=∠AQP=90°,
∴∠QAP=∠CDP,
∵PC:CA=1:4,不妨设⊙A的半径为5k,则CA=4k,AE=5k,
在Rt△ACE中,EC===3k,
∴sin∠CDP=sin∠EAC,
∴===.
故答案为:3:5.
(3)解:如图2,过点A作AQ⊥PB于Q,
∵⊙A的半径为5,PC:CA=1:4,
∴PC=1,
∵∠PCD=∠PQA=90°,
∴Rt△PCD∽Rt△PQA,
∴PD:PA=PC:PQ,
∴PD==,
当PQ最小时,PD最大,
∵AQ≤AB,
∴AQ=AB时,AQ最大,此时AB⊥PB,
而PQ=,
此时PQ最小,则PD最大,
又∵CD=,
∴此时CD最大,
即AB⊥PB时,CD最大,如图3,
而S△APD=AP•DC,
∴此时△APD的面积也达到最大,
∵点B的坐标为(7,10),点A的坐标为(7,6),
∴AB=4,
∴PB==3,
∴点P的坐标为(4,10),或(10,10).
10.(2022秋•亭湖区期末)在一次数学兴趣小组活动中,小亮利用同弧所对的圆周角及圆心角的性质探索了一些问题,下面请你和小亮一起进入探索之旅.
【问题探索】
(1)如图1,点A、B、C、D在⊙O上,点E在⊙O外,且∠A=45°.则∠D= 45 °,∠BOC= 90 °,∠E < 45°.(填“>”、“<”或“=”).
【操作实践】
(2)如图2,已知线段BC和直线m,用直尺和圆规在直线m上作出所有点P,使∠BPC=30°.(要求:用直尺与圆规作出点P,保留作图痕迹,不写作法.)
【迁移应用】
(3)请运用探索所得的学习经验,解决问题:如图3,已知⊙O的半径为2,BC=2,点A为优弧上一动点,AB⊥BD交AC的延长线于点D.
①求∠D的度数;
②△BCD面积的最大值.
【答案】(1)45,90,<;
(2)作图见解答;
(3)①∠D的度数是45°;
②△BCD的面积的最大值为2+2.
【解答】解:(1)如图1,设BE交⊙O于点F,连接CF,
∵点A、B、C、D、F在⊙O上,且∠A=45°,
∴∠D=∠BFC=∠A=45°,
∴∠BOC=2∠A=90°,
∵∠E<∠BFC,
∴∠E<45°,
故答案为:45,90,<.
(2)作法:1.分别以点B、C为圆心,BC长为半径作弧,两弧在BC上方交于点O,
2.连接OB,以点O为圆心,OB长为半径作圆,交直线m于点P和点P′,
点P、点P′就是所求得点.
理由:连接OC、PB、PC、P′B、P′C,
根据作图得OC=OB=BC,
∴点C在⊙O上,∠BOC=60°,
∴∠BPC=∠BP′C=∠BOC=30°,
∴点P、点P′就是所求得点.
(3)①如图3,连接OB、OC,则OB=OC=2,
∵BC=2,
∴OB2+OC2=BC2=8,
∴△BOC是直角三角形,且∠BOC=90°,
∵∠A=∠BOC=45°,
∵AB⊥BD,
∴∠ABD=90°,
∴∠D=90°﹣∠A=45°,
∴∠D的度数是45°.
②如图4,作△BCD的外接圆H,连接HB、HC,则HB=HC,∠BHC=2∠BDC=90°,
作HL⊥BC于点L,交⊙H于点G,使点G与点H在BC的同侧,连接BG、CG,
∴BL=CL,
∴HL=BL=BC=,
∴HG=HB===2,
∴GL=HG+HL=2+,
∴S△BCG=×2×(2+)=2+2,
作DK⊥BC交BC的延长线于点K,连接LD、HD,则HD=HG=2,
∵BC=2为定值,
∴当DK的值最大时,则△BCD的面积最大,
∵DK≤DL,DL≤HD+HL,
∴DK≤2+,
∴当点D与点G重合时,DK=GL=2+,此时DK的值最大,
∴S△BCD=S△BCG=2+2,
∴△BCD的面积的最大值为2+2.
七.作图—复杂作图(共1小题)
11.(2021秋•亭湖区期末)如图,∠ABM=90°,⊙O分别切AB、BM于点D、E.AC切⊙O于点F,交BM于点C(C与B不重合).
(1)用直尺和圆规作出AC;(保留作图痕迹,不写作法)
(2)若⊙O半径为1,AD=4,求AC的长.
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)如图,直线AC即为所求.
(2)连接OE,OD.
∵⊙O是△ABC的内切圆,D,E,F是切点,
∴∠OEB=∠ODB=∠B=90°,
∴四边形OEBD是矩形,
∵OE=OD=1,
∴四边形OEBD是正方形,
∴BD=BE=1,
∵AF=AD=4,设CF=CE=x,
在Rt△ABC中,∵AC2=AB2+BC2,
∴(4+x)2=52+(1+x)2,
∴x=,
∴AC=AF+CF=4+=.
八.相似三角形的判定与性质(共1小题)
12.(2020秋•盐城期末)如图,已知△ABC,AB=3,BC=8,且∠ABC=2∠C,为了求边AC的长,小慧想出了一个办法,将边BC反向延长至点D,使DB=AB,连接AD;
(1)求证:△DBA∽△DAC;
(2)求边AC的长.
【答案】(1)证明过程见解析;
(2)AC=.
【解答】解:(1)证明:∵DB=AB,
∴∠D=∠DAB=∠ABC,
∵∠ABC=2∠C,
∴∠D=∠DAB=∠C,
∴DA=AC,
∵∠D=∠D,∠DAB=∠C,
∴△DBA∽△DAC;
(2)∵AB=3,BC=8,DB=AB,
∴DB=3,CD=BC+DB=11,
∵△DBA∽△DAC,
∴DB:DA=DA:DC,
∴3:DA=DA:11,
解得DA=,
∵DA=AC,
∴AC=.
九.相似三角形的应用(共1小题)
13.(2020秋•盐城期末)如图,小明想测量河对岸建筑物AB的高度,在地面上C处放置了一块平面镜,然后从C点向后退了2.4米至D处,小明的眼睛E恰好看到了镜中建筑物A的像,在D处做好标记,将平面镜移至D处,小明再次从D点后退2.52米至F处,眼睛G恰好又看到了建筑物顶端A的像,已知小明眼睛距地面的高度ED,GF均为1.6米,求建筑物AB的高度.(注:图中的左侧α,β为入射角,右侧的α,β为反射角)
【答案】建筑物AB的高度为32m.
【解答】解:设AB为xm,BC为ym,
根据题意知,△ABC∽△DEC,有=①.
△ABD∽△GFD,有=②.
联立①②,得x=32.
答:建筑物AB的高度为32m.
一十.相似形综合题(共1小题)
14.(2020秋•盐城期末)阅读理解:
【问题引入】如图1,已知在Rt△ABC和Rt△DEF中,∠ABC=∠DEF=90°,S△ABC=BC•AB,S△DEF=EF•DE,故有,小敏提出疑问:若将条件∠ABC=∠DEF=90°,改为∠ABC+∠DEF=180°,两三角形变为非直角三角形,如图2,则还成立吗?
【深入探究】于是,小敏过点A作BC边上的高AM,过点D作EF边上的高DN,试在此提示下,将小敏提出的问题的探究过程写出来.
【初步应用】将图1中的B、E两直角顶点重合,连接AD、CF,如图3,若AB:BC=:1,DB:BF=2:3,求的值.
【迁移拓展】将图2中的B、E两顶点重合,如图4,仍有∠ABC+∠DBF=180°,在AC上取一点P,使∠ABP=∠D,在DF上取一点Q,使∠DBQ=∠A,易见△ABP∽△BDQ.
(1)求证:△CPB∽△BQF;
(2)若AB:BD=3:2,BC:BF=5:4,求的值.
【答案】【深入探究】结论成立;
【初步应用】;
【迁移拓展】(1)证明见解答;
(2).
【解答】解:【深入探究】∵∠ABC+∠DEF=180°,∠ABC+∠ABM=180°,
∴∠ABM=∠DEF,
∵∠M=∠DNE=90°,
∴△ABM∽△DEN,
∴,
∴,
即结论成立;
【初步应用】∵∠ABC=∠DBF=90°,
∴∠ABD+∠CBF=180°,
由探究知:,
【迁移拓展】(1)∵∠ABP=∠D,∠A=∠DBQ,
∴∠CPB=∠BQF,
∵∠ABC+∠DBF=180°,
∵∠ABC+∠A+∠C=180°,
∴∠A+∠C=∠DBF,
∵∠A=∠DBQ,
∴∠C=∠QBF,
∵∠CPB=∠BQF,
∴△CPB∽△BQF;
(2)∵△ABP∽△BDQ,
∴,
∵△CPB∽△BQF,
∴,
∴.
一十一.方差(共1小题)
15.(2020秋•盐城期末)聪聪利用暑假到工厂进行社会实践活动,他在跟张师傅学加工某种机器零件,共加工9天,每天加工的机器零件个数如下:1,2,3,4,5,6,7,8,9.
(1)求聪聪这9天加工零件数的平均数;
(2)聪聪问张师傅加工的零件数,张师傅说:我每天加工的零件数是两位数,并且每天加工零件数的个位上数字都与你相同,这9天加工零件数的平均数比你多30但方差和你一样,听完张师傅的话,聪聪笑着说,师傅我知道了,根据上面的信息,请你直接写出张师傅每天加工的零件数.
【答案】(1)5;(2)张师傅每天加工的零件个数为:31、32、33、34、35、36、37、38、39.
【解答】解:(1)聪聪这9天加工零件数的平均数=5;
(2)∵每天加工零件数的个位上数字都与聪聪相同,这9天加工零件数的平均数比聪聪多30,且方差和聪聪一样,
∴张师傅每天加工的零件个数为:31、32、33、34、35、36、37、38、39.
一十二.列表法与树状图法(共2小题)
16.(2020秋•盐城期末)把2颗相同小球放入一个2×2的正方形格子中,每个正方形格子只能放一颗小球,
(1)分析可能出现的所有摆放结果;
(2)求2颗小球既不同行也不同列的概率.
【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)在4个方格中标上字母A、B、C、D,如图:
画树状图如下:
共有12个等可能的情况,可能出现的所有摆放结果有6个:AB(BA)、AC(CA)、AD(DA)、BC(CB)、BD(DB)、CD(DC);
(2)可能出现的所有摆放结果有6个,其中不同行且不同列的有AD、BC,2个,
∴2颗小球既不同行也不同列的概率为=.
17.(2021秋•亭湖区期末)现有5张除数字外完全相同的卡片,上面分别写有﹣2,﹣1,0,1,2这五个数,将卡片背面朝上洗匀,从中任意抽取两张,将卡片上的数字记为(m,n).
(1)用列表法或画树状图法列举(m,n)的所有可能结果.
(2)若将m,n的值代入二次函数y=(x﹣m)2+n,求二次函数顶点在坐标轴上的概率.
【答案】(1)见解析;
(2).
【解答】解:(1)画树状图如下:
共有20种可能的结果;
(2)共有20种可能的结果,其中二次函数顶点在坐标轴上的结果有8种,
∴二次函数顶点在坐标轴上的概率为=.
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