2023-2024学年江苏省南京一中九年级(下)月考数学试卷(3月份)(含解析)
展开1.4的平方根是( )
A. 2B. −2C. 4D. ±2
2.下列式子中,正确的是( )
A. 5−|−5|=10B. (−1)99=−99
C. −102=(−10)×(−10)D. −(−2)2=−4
3.如图,AB//CD//EF,AF//CG,则图中与∠A(不包括∠A)相等的角有( )
A. 1个
B. 2个
C. 3个
D. 4个
4.已知点(−3,y1)、(−1,y2)、(1,y3)在下列某一函数图象上,且y3
5.一元二次方程−14x2+2x+12=−53x+15根的情况是( )
A. 有一个正根,一个负根B. 有两个正根,且有一根大于9小于12
C. 有两个正根,且都小于12D. 有两个正根,且有一根大于12
6.如图,在四边形材料ABCD中,AD//BC,∠A=90°,AD=9cm,AB=20cm,BC=24cm.现用此材料截出一个面积最大的圆形模板,则此圆的半径是( )
A. 11013cm
B. 8cm
C. 6 2cm
D. 10cm
二、填空题:本题共10小题,每小题3分,共30分。
7.去年大连市接待入境旅游者约876000人,这个数可用科学记数法表示为______.
8.若 xx−3有意义,则x的取值范围是 .
9.分解因式:2a3−8a2b+8ab2=______.
10.设x1,x2是方程x2−2x−1=0的两个根,则x1(1+x2)+x2= .
11.一件产品原来每件的成本是100元,由于连接两次降低成本,现在的成本是81元,则平均每次降价成本的百分率是______.
12.已知反比例函数y=kx的图象经过点(1,3)、(m,n),则mn的值为 .
13.如图是由若干个大小相同的小正方体堆砌而成的几何体,那么其三种视图中面积最小的是______.
14.如图,A、B、C、D、E、F是正n边形的六个连续顶点,AE与CF交于点G,若∠EGF=30°,则n=______.
15.如图,在平面直角坐标系中,一个圆与两坐标轴分别交于A、B、C、D四点.已知A(2,0),B(−6,0),C(0,3),则点D的坐标为______.
16.函数y=12x2+1x的图象如图所示,在下列结论中:①该函数自变量x的取值范围是x≠0;②该函数有最小值32;③方程12x2+1x=3有三个根;④如果(x1,y1)和(x2,y2)是该函数图象上的两个点,当x1
17.(本小题8分)
先化简,再求值:(x+4)(x−4)+(x−3)2,其中x2−3x+1=0.
18.(本小题8分)
解不等式组2−x>05x+12+1≥x,并写出不等式组的整数解.
19.(本小题8分)
如图,D是△ABC的边AB的中点,DE//BC,CE//AB,AC与DE相交于点F.求证:△ADF≌△CEF.
20.(本小题8分)
一辆汽车开往距离出发地270km的目的地,出发后按原计划的速度匀速行驶90km,90km后以原来速度的1.5倍匀速行驶,并比原计划提前40分钟到达目的地,求汽车原计划的行驶速度.
21.(本小题8分)
为减少传统塑料袋对生态环境的破坏,国家提倡使用可以在自然环境下(特定微生物、温度、湿度)较快完成降解的环保塑料袋.调查小组就某小区每户家庭1周内环保塑料袋的使用情况进行了抽样调查,使用情况为A(不使用)、B(1~3个)、C(4~6个)、D(7个及以上),以下是根据调查结果绘制的统计图的一部分.
(1)本次调查的样本容量是______,请补全条形统计图;
(2)已知该小区有1500户家庭,调查小组估计:该小区1周内使用7个及以上环保塑料袋的家庭约有225户.调查小组的估计是否合理?请说明理由.
22.(本小题8分)
如图,高铁车厢一排有5个座位,其中A座、F座靠窗,C座、D座被过道隔开.甲、乙两人各买了一张同班次高铁的车票,假设系统已将两人分配到同一排,且在同一排分配各个座位的机会是均等的.
(1)甲的座位靠窗的概率是______;
(2)求甲、乙两人座位相邻(座位C、D不算相邻)的概率.
23.(本小题8分)
图①是一只消毒液喷雾瓶的实物图,其示意图如图②,AB=6cm,BC=4cm,∠ABC=85°,∠BCD=120°.求点A到CD的距离.(精确到三位小数,参考数据:sin65°≈0.905,cs65°≈0.423,tan65°≈2.144, 3≈1.732)
24.(本小题8分)
如图1,公路上依次有A、B、C三个汽车站,AB=250km,BC=60km,一辆汽车8:00从离A站10km的P地出发,向C站匀速行驶,途中休息一段时间后,按原速继续前进,当到达B站时接到通知,要求中午12.00准时到达C站.设汽年出发x小时后离A站y km,图2中折线DEFG表示按到通知前y与x之间的函数关系.
(1)根据图象可知,休息前汽车行驶的速度为______千米/时;
(2)求线段FG所表示的y与x之间的函数关系式;
(3)接到通知后,汽车仍按原速行驶,能否准时到达?请说明理由.
25.(本小题8分)
如图,在矩形ABCD中,E为AD的中点,△EBC的外接圆⊙O分别交AB,CD于点M,N.
(1)求证:AD与⊙O相切;
(2)若DN=1,AD=4,求⊙O的半径r.
26.(本小题8分)
已知二次函数y=x2−2(p+1)x+q的图象经过(1,0)、(0,−5)两点.
(1)求p、q的值;
(2)点A(x1,y1)、B(x2,y2)是该函数图象上两点,若x1+x2=2,求证y1+y2>0.
27.(本小题8分)
【概念认识】
若以三角形某边上任意一点为圆心,所作的半圆上的所有点都在该三角形的内部或边上,则将符合条件且半径最大的半圆称为该边关联的极限内半圆.
如图①,点P是锐角△ABC的边BC上一点,以P为圆心的半圆上的所有点都在△ABC的内部或边上.当半径最大时,半圆P为边BC关联的极限内半圆.
【初步思考】
若等边△ABC的边长为1,则边BC关联的极限内半圆的半径长为______.
如图②,在钝角△ABC中,用直尺和圆规作出边BC关联的极限内半圆(保留作图痕迹,不写作法).
【深入研究】
如图③,∠AOB=30°,点C在射线OB上,OC=6,点Q是射线OA上一动点.在△QOC中,若边OC关联的极限内半圆的半径为r,当1≤r≤2时,求OQ的长的取值范围.
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解:∵(±2)2=4,
∴4的平方根为±2,
故选:D.
根据平方根的定义即可求出答案.
本题考查平方根的定义,解题的关键是找出一个数平方后等于4,从而求出4的平方根,本题属于基础题型.
2.【答案】D
【解析】解:A、原式=5−5=0,错误;
B、原式=−1,错误;
C、原式=−10×10,错误;
D、原式=−4,正确.
故选D.
原式各项计算得到结果,即可做出判断.
此题考查了有理数的乘方,以及有理数的减法,熟练掌握乘方的意义是解本题的关键.
3.【答案】D
【解析】解:∵AB//CD,∴∠A=∠ADC;
∵AB//EF,∴∠A=∠AFE;
∵AF//CG,∴∠EGC=∠AFE=∠A;
∵CD//EF,∴∠EGC=∠DCG=∠A;
所以与∠A相等的角有∠ADC、∠AFE、∠EGC、∠GCD四个,
故选:D.
由平行线的性质,可知与∠A相等的角有∠ADC、∠AFE、∠EGC、∠GCD.
本题考查了平行线的性质,找到相等关系的角是解题的关键.
4.【答案】D
【解析】【分析】
本题主要考查一次函数的性质,反比例函数的性质及二次函数的性质,掌握相关函数的性质是解题关键,也可直接代入各个选项的函数解析中,再判断y的大小,根据所学知识可判断每个选项中对应的函数的增减性,进而判断y3,y1,y2之间的关系,再判断即可.
【解答】
解:A.y=3x,因为3>0,所以y随x的增大而增大,所以y1
C.y=3x,当x<0时,y随x的增大而减小,x>0时,y随x的增大而减小,所以y2
5.【答案】D
【解析】解:
由题意函数y=−14x2+2x+12,与y交与点(0,12)与x轴交与(−4,0)(12,0)
函数y=−53x+15,与y交与点(0,15)与x轴交与(9,0)
因此,两函数图象交点一个在第一象限,一个在第四象限,所以两根都大于0,且有一根大于12
故选:D.
画出函数图象,找准图象与坐标轴的交点,结合图象可选出答案.
本题考查了抛物线与x轴的交点,利用数形结合的思想,画图象时找准关键点,与坐标轴的交点,由图象得结果.
6.【答案】B
【解析】解:如图,当AB,BC,CD相切于⊙O于点E,F,G时时,⊙O的面积最大.
连接OA,OB,OC,OD,OE,OF,OG,过点D作DH⊥BC于点H.
∵AD//CB,∠BAD=90°,
∴∠ABC=90°,
∵∠DHB=90°,
∴四边形ABHD是矩形,
∴AB=DH=20cm,AD=BH=9cm,
∵BC=24cm,
∴CH=BC−BH=24−9=15(cm),
∴CD= DH2+CH2= 202+152=25(cm),
设OE=OF=OG=r cm,
则有12×(9+24)×20=12×20×r+12×24×r+12×25×r+12×9×(20−r),
∴r=8,
故选:B.
如图,当AB,BC,CD相切于⊙O于点E,F,G时,⊙O的面积最大.连接OA,OB,OC,OD,OE,OF,OG,过点D作DH⊥BC于点H.利用面积法构建方程求解.
本题考查切线的性质,直角梯形的性质,勾股定理等知识,解题的关键是理解题意,学会利用面积法构建方程解决问题.
7.【答案】8.76×105
【解析】解:将876000用科学记数法表示为8.76×105.
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.确定n的值时,要看把原数变成a时,小数点移动了多少位,n的绝对值与小数点移动的位数相同.当原数绝对值大于1时,n是正数;当原数的绝对值小于1时,n是负数.
此题考查科学记数法的表示方法.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,表示时关键要正确确定a的值以及n的值.
8.【答案】x≥0且x≠3
【解析】解:由题意得,x≥0且x−3≠0,
解得x≥0且x≠3.
故答案为:x≥0且x≠3.
根据被开方数大于等于0,分母不等于0列式计算即可得解.
本题考查的是二次根式以及分式有意义的条件,掌握二次根式中的被开方数必须是非负数是解题的关键.
9.【答案】2a(a−2b)2
【解析】解:原式=2a(a2−4ab+4b2)
=2a(a−2b)2.
故答案为:2a(a−2b)2.
原式提取公因式,再利用完全平方公式分解即可.
此题考查了提公因式法与公式法的综合运用,熟练掌握因式分解的方法是解本题的关键.
10.【答案】1
【解析】【分析】
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=−ba,x1⋅x2=ca.
根据根与系数的关系得到x1+x2=2,x1x2=−1,然后利用整体代入的方法计算x1(1+x2)+x2的值.
【解答】
解:根据题意得x1+x2=2,x1x2=−1,
所以x1(1+x2)+x2=x1+x2+x1x2=2+(−1)=1.
故答案为:1.
11.【答案】10%
【解析】解:设该产品成本平均每次降价的百分率为x,
依题意,得:100(1−x)2=81,
解得:x1=0.1=10%,x2=1.9(不合题意,舍去).
故答案为:10%.
设该产品成本平均每次降价的百分率为x,根据该产品的原来成本价及经过两次降低成本后的成本价,即可得出关于x的一元二次方程,解之取其较小值即可得出结论.
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.
12.【答案】3
【解析】【分析】
本题考查了反比例函数图象上点的坐标特点.
先将(1,3)代入y=kx,求得k,则mn=k,即可得出答案.
【解答】
解:∵反比例函数y=kx的图象经过点(1,3),
∴k=1×3=3,
∴mn=3,
故答案为:3.
13.【答案】左视图
【解析】【分析】
本题考查的是三视图的知识以及学生对该知识点的巩固,难度属简单.解题关键是找到三种视图的正方形的个数.
如图可知该几何体的正视图由5个小正方形组成,左视图是由3个小正方形组成,俯视图是由5个小正方形组成,易得解.
【解答】
解:如图,该几何体正视图是由5个小正方形组成,
左视图是由3个小正方形组成,
俯视图是由5个小正方形组成,
故三种视图面积最小的是左视图.
故答案为:左视图.
14.【答案】18
【解析】解:连接CE,
正n边形的中心角的度数为:360°n,
则∠ECF=360°n×12,∠AEC=360°n,
∵∠EGF=30°,
∴∠ECF+∠AEC=30°,
∴360°n×12+360°n=30°,
解得:n=18,
故答案为:18.
连接CE,用n表示出正n边形的中心角,根据三角形的外角性质列出方程,解方程求出n.
本题考查的是正多边形和圆,掌握正多边形的中心角的计算公式、三角形的外角性质是解题的关键.
15.【答案】(0,−4)
【解析】解:设圆心为P,作PE⊥x轴于E,PF⊥y轴于F,连接PB、PC,如图
∴EA=EB,FC=FD,
∵A点坐标为(2,0),B点坐标为(−6,0),
∴E点坐标为(−2,0),
设P点坐标为(−2,t),C点坐标为(0,3),
在Rt△PBE中,PB2=PE2+BE2=t2+42,
在Rt△PCF中,PC2=PF2+CF2=22+(3−t)2,
∵PB=PC,
∴t2+42=22+(3−t)2,解得t=−12,
∴F点坐标为(0,−12),
∴FD=FC=3+12=72,
∴OD=12+72=4,
∴D点坐标为(0,−4).
故答案为(0,−4).
设圆心为P,作PE⊥x轴于E,PF⊥y轴于F,连接PB、PC,根据垂径定理得EA=EB,FC=FD,利用A(2,0),B(−6,0)易得E点坐标为(−2,0),
设P点坐标为(−2,t),C点坐标为(0,3),利用勾股定理有PB2=PE2+BE2=t2+42,PC2=PF2+CF2=22+(3−t)2,利用半径相等得到t2+42=22+(3−t)2,解得t=−12,
则F点坐标为(0,−12),然后根据F点为C、D的中点即可得到D点坐标.
本题考查了垂径定理:垂直于弦的直径平方弦,并且平分弦所对的弧.也考查了坐标与图形的性质以及勾股定理.
16.【答案】①③
【解析】解:如图:
①函数y=12x2+1x中,分母不能为0,所以函数自变量x的取值范围是x≠0,故①符合题意.
②如图所示,函数没有最大值,没有最小值,故②不符合题意.
③如图所示,函数y=12x2+1x的图象与直线y=3有3个交点,所以方程12x2+1x=3有三个根,故③符合题意.
④如图所示,当x<0时,y随x的增大而减小,故④不符合题意.
综上所述,正确的结论有①③.
故答案为:①③.
根据函数解析式,结合函数图象进行判断.
本题考查了根据函数图象和性质,函数与方程的关系,数形结合是解题的关键.
17.【答案】解:原式=x2−16+x2−6x+9
=2x2−6x−7,
∵x2−3x+1=0,
∴x2−3x=−1,
∴2x2−6x=−2,
∴原式=−2−7=−9.
【解析】本题考查的是整式的化简求值,掌握平方差公式、完全平方公式、合并同类项法则、灵活运用整体思想是解题的关键.
根据平方差公式、完全平方公式、合并同类项法则把原式化简,再将已知条件变形后整体代入即可.
18.【答案】解:由2−x>0得:x<2,
由5x+12+1≥x得:x≥−1,
则不等式组的解集为−1≤x<2,
所以不等式组的整数解为−1、0、1.
【解析】分别求出每一个不等式的解集,根据口诀:同大取大、同小取小、大小小大中间找、大大小小找不到确定不等式组的解集.
本题考查的是解一元一次不等式组,正确求出每一个不等式解集是基础,熟知“同大取大;同小取小;大小小大中间找;大大小小找不到”的原则是解答此题的关键.
19.【答案】【分析】
依据四边形DBCE是平行四边形,即可得出BD=CE,依据CE//AD,即可得出∠A=∠ECF,∠ADF=∠E,即可判定△ADF≌△CEF.
本题主要考查了平行四边形的判定与性质以及全等三角形的判定,两角及其夹边分别对应相等的两个三角形全等
【证明】
∵DE//BC,CE//AB,
∴四边形DBCE是平行四边形,
∴BD=CE,
∵D是AB的中点,
∴AD=BD,
∴AD=EC,
∵CE//AD,
∴∠A=∠ECF,∠ADF=∠E,
∴△ADF≌△CEF(ASA).
【解析】依据四边形DBCE是平行四边形,即可得出BD=CE,依据CE//AB,即可得出∠A=∠ECF,∠ADF=∠E,即可判定△ADF≌△CEF.
20.【答案】解:设汽车原计划的行驶速度是x km/h,则提速后的速度为1.5x km/h,
根据题意得:270−90x−270−901.5x=4060,
解得:x=90,
经检验,x=90是所列方程的解,且符合题意.
答:汽车原计划的行驶速度为90km/h.
【解析】设汽车原计划的行驶速度是x km/h,则提速后的速度为1.5x km/h,利用时间=路程÷速度,结合实际比原计划提前40分钟到达目的地,可列出关于x的分式方程,解之经检验后,即可得出结论.
本题考查了分式方程的应用,找准等量关系,正确列出分式方程是解题的关键.
21.【答案】解:(1)100;
C类户数为100×25%=25(户),B类户数为100−20−25−15=40(户),
补全条形统计图为:
(2)调查小组的估计合理.
理由如下:
因为1500×15100=225(户),
所以根据该小区1周内使用7个及以上环保塑料袋的家庭约有225户.
【解析】【分析】
本题考查了条形统计图:条形统计图是用线段长度表示数据,根据数量的多少画成长短不同的矩形直条,然后按顺序把这些直条排列起来.从条形图可以很容易看出数据的大小,便于比较.也考查了样本估计总体.
(1)用A类户数除以它所占的百分比得到样本容量:20÷20%=100,所以本次调查的样本容量为100;C类户数为100×25%=25(户),B类户数为100−20−25−15=40(户),然后补全条形统计图;
(2)利用样本估计作图,由于1500×15100=225(户),则可估计该小区1周内使用7个及以上环保塑料袋的家庭约有225户,从而可判断调查小组的估计合理.
【解答】
解:
(1)本次调查的样本容量是:20÷20%=100,
所以本次调查的样本容量为100;
条形统计图见答案;
故答案为:100.
(2)见答案.
22.【答案】解:(1)25;
(2)根据题意画树状图如下:
由树状图可知,共有20种等可能情况,其中甲、乙两人座位相邻的情况有6种,
∴甲、乙两人座位相邻的概率为620=310.
【解析】【分析】
本题考查的是用树状图法求概率.树状图法可以不重复不遗漏的列出所有可能的结果,适合于两步或两步以上完成的事件.用到的知识点为:概率=所求情况数与总情况数之比.
(1)直接由概率公式求解即可;
(2)画树状图,共有20种等可能情况,其中甲、乙两人座位相邻的情况有6种,再由概率公式求解即可.
【解答】
解:(1)甲的座位靠窗的概率是25,
故答案为:25;
(2)见答案.
23.【答案】解:过点A作AE⊥CD,垂足为E,过点B作BF⊥DC,交DC的延长线于点F,过点A作AG⊥BF,交FB于点G,则AE=FG,∠BFC=∠AGB=90°,
∵∠BCD=120°.
∴∠BCF=180°−∠BCD=60°,
∴∠FBC=90°−∠BCF=30°,
在Rt△BCF中,BC=4cm,
∴BF=BC⋅sin60°=4× 32=2 3(cm),
∵∠ABC=85°,
∴∠ABG=180°−∠ABC−∠FBC=65°,
在Rt△ABG中,AB=6cm,
∴BG=AB⋅cs65°≈6×0.423=2.538(cm),
∴AE=FG=BG+BF=2.538+2 3≈6.002(cm),
∴点A到CD的距离约为6.002cm.
【解析】本题考查了解直角三角形的应用,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.
过点A作AE⊥CD,垂足为E,过点B作BF⊥DC,交DC的延长线于点F,过点A作AG⊥BF,交FB于点G,根据题意可得AE=FG,∠BFC=∠AGB=90°,先利用平角定义求出∠BCF的度数,从而求出∠FBC的度数,然后在Rt△BCF中,利用锐角三角函数定义求出BF的长,再利用平角定义求出∠ABG的度数,最后在Rt△ABG中,利用锐角三角函数的定义求出BG的长,进行计算即可解答.
24.【答案】80
【解析】解:(1)由图象可知,休息前汽车行驶的速度为:90−10=80(千米/小时);
故答案为:80;
(2)休息后按原速继续前进行驶的时间为:(250−90)÷80=2(小时),
1.5+2=3.5(小时),
∴点G的坐标为(3.5,250),
设线段FG所表示的y与x之间的函数关系式为y=kx+b,则:
1.5k+b=903.5k+b=250,解得k=80b=−30,
∴线段FG所表示的y与x之间的函数关系式为:y=80x−30(1.5≤x≤3.5);
(3)接到通知后,汽车仍按原速行驶,则全程所需时间为:(250−10+60)÷80+(1.5−1)=4.25(小时),
12:00−8:00=4(小时),
4.25>4,
所以接到通知后,汽车仍按原速行驶不能准时到达.
(1)观察图象即可得出休息前汽车行驶的速度;
(2)根据题意求出点G的横坐标,再利用待定系数法解答即可;
(3)求出到达C地所行驶的时间即可解答.
本题考查一次函数的应用,解答本题的关键是明确题意,利用一次函数的性质和数形结合的思想解答.
25.【答案】(1)证明:连接EO并延长交BC于点F,连接OB、OC,
∵四边形ABCD是矩形,
∴AB=CD,AD//BC,∠A=∠D=90°,
∵E为AD的中点,
∴AE=DE.
∴△ABE≌△DCE(SAS),
∴EB=EC,
∵OB=OC,
∴EF垂直平分BC,即∠EFC=90°,
∴∠DEF+∠EFC=180°,
∴∠DEF=180°−∠EFC=180°−90°=90°,
即EF⊥AD.
∵点E在⊙O上,OE是⊙O的半径,
∴AD与⊙O相切;
(2)解:过点O作OP⊥CD,垂足为P,连接OC、ON,
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠D=90°.
∵AD切⊙O于点E,
∴∠OED=90°.
∵∠OPD=90°,
∴四边形OEDP是矩形,
∴OP=ED,DP=OE=r,
∵E是AD的中点,
∴OP=ED=12AD=2.
在Rt△OPN中,由勾股定理得:OP2+NP2=ON2,
即22+(r−1)2=r2.
∴解得r=2.5,
故⊙O的半径r为2.5.
【解析】本题考查了切线的判定和性质,全等三角形的判定和性质,勾股定理,正确地作出辅助线是解题的关键.
(1)连接EO并延长交BC于点F,连接OB、OC,根据矩形的性质得到,AD//BC,∠A=∠D=90°,根据全等三角形的性质得到EB=EC,求得∠EFC=90°,得到EF⊥AD.根据切线的判定定理即可得到结论;
(2)过点O作OP⊥CD,垂足为P,连接OC、ON,先证明四边形OEDP是矩形.求得OF=ED,DF=OE=r,得到OF=ED=12AD=2.在Rt△OPN中,根据勾股定理即可得到结论.
26.【答案】解:(1)将(1,0)、(0,−5)代入y=x2−2(p+1)x+q得,
0=1−2(p+1)+q−5=q,解得p=−3q=−5.
(2)由(1)得y=x2+4x−5,
∵点A(x1,y1)、B(x2,y2)是该函数图象上两点,
∴y1=x12+4x1−5,y2=x22+4x2−5,
∴y1+y2=x12+x22+4(x1+x2)−10,
∵x1+x2=2,
∴x2=2−x1,y1+y2=x12+x22−2,
∴y1+y2=x12+(2−x1)2−2=2x12−4x1+2=2(x1−1)2,
∵点A,B是图象上两点,
∴x1≠x2≠1,
∴y1+y2=2(x1−1)2>0.
【解析】本题考查二次函数图象上点的坐标特征,偶次方的非负性,待定系数法求函数解析式.
(1)将(1,0)、(0,−5)代入函数解析式求解.
(2)由抛物线解析式及x1+x2=2,可得y1+y2=2(x1−1)2>0.
27.【答案】解:(1) 34.
(2)如图,半圆O即为所求.
(3)当 r=1 时,OQ 取得最小值.
如图③中,半圆P与OQ、QC 分别相切于点 M、N,连接 PQ.
设 QM=x,则 QN=QM=x.
在 Rt△OPM 中,∵∠OMP=90°,∠AOB=30°,PM=1,
∴OP═2PM=2,OM= 3PM= 3,
在 Rt△PCN 中,∠PNC=90°,PN=1,PC=4,
∴CN= PC2−PN2= 15,
∴OQ=OM+MQ= 3+x,CQ=CN+NQ= 15+x.
∵S△OPQ:S△CPQ=OP:PC=1:2,且 PM=PN,
∴OQ:QC=1:2.
∴QC=2OQ.
∴ 15+x=2( 3+x),解 得 x= 15−2 3.
∴OQ= 15− 3.
当 r=2 时,半圆P经过点 C.
如图②,过点 C 作 OB 的垂线交 OA 于点 D.
由(2)知,当 Q 在射线 DA 上时,
∵OD=2CD=4 3,
∴OQ≥4 3,均符合题意.
综上所述,当 1≤r≤2 时,OQ≥ 15− 3.
【解析】【分析】
本题考查作图−复杂作图,等边三角形的性质,直线与圆的位置关系,解题的关键是理解题意,灵活运用所学知识解决问题,属于中考压轴题.
(1)如图1中,设边BC关联的极限内半圆与AC相切于点T,连接OT,AO,求出OT即可.
(2)过C作CT⊥BC交AB于T,作∠BTC的角平分线交BC于点O,以O为圆心,OC为半径作半圆O即可.
(3)当 r=1 时,OQ 取得最小值.如图③中,半圆P与OQ、QC 分别相切于点 M、N,连接 PQ. 设 QM=x,则 QN=QM=x.构建方程求出OQ.当 r=2 时,半圆P经过点 C.如图③−1中,过点 C 作 OB 的垂线交 OA 于点 D.利用(2)中结论求解即可.
【解答】
解:(1)如图,设边BC关联的极限内半圆与AC相切于点T,连接OT,AO.
∵OB=OC=12,∠C=60°,∠OTC=90°,
∴CT=14,
∴OT= 34,
故答案为 34.
(2)(3)见答案.
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