2023-2024学年重庆市北碚区西南大学附中八年级(下)定时训练数学试卷(含解析)
展开一、选择题:本题共10小题,每小题5分,共50分。在每小题给出的选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.若二次根式 a−1有意义,则a的取值范围为( )
A. a≥1B. a>1C. a≤1D. a≠1
2.图中阴影部分是由4个完全相同的的正方形拼接而成,若要在①,②,③,④四个区域中的某个区域处添加一个同样的正方形,使它与阴影部分组成的新图形是中心对称图形,则这个正方形应该添加在( )
A. 区域①处B. 区域②处C. 区域③处D. 区域④处
3.实数a,b,c在数轴上对应点的位置如图所示,若|a|=|c|,则下列结论中正确的是( )
A. a+c>0B. a−b>0C. |a|>bD. ab>0
4.下列命题中,正确的命题有个.( )
①有一边互为反向延长线,且相等的两个角是对顶角
②在直角三角形中,至少有一个锐角不大于45°
③有理数和数轴上的点一一对应
④若在平面直角坐标系中,点P(x,y)满足xy=0,则点P在原点上
A. 1B. 2C. 3D. 4
5.估计4 2× 7+1的值在( )
A. 14到14.5之间B. 14.5到15之间C. 15到15.5之间D. 15.5到16之间
6.如图,在正方形ABCD中,点E,F,G分别在边AB,BC,AD上,连接BD,DE,FG,若DE=GF,且∠BDE=α,则∠BFG=( )
A. 45°−α
B. 2α
C. 2α−45°
D. 45°+α
7.若x−1x+1=0,则x3+2x2+2024的值为( )
A. 2025B. 2024C. 2023D. 2022
8.观察并找出图形变化的规律,则第2024个图形中黑色正方形的数量是( )
A. 3037B. 3036C. 3035D. 3034
9.如图,在△ABC中,S△ABC=24,BD:CD=2:1,AC=BD,∠ACB的角平分线CE交AB于E,则△ADE的面积为( )
A. 8.2
B. 7.8
C. 6.4
D. 5.6
10.定义“[]”是一种取整运算新符号,即[a]表示不超过a的最大整数.例如:[1.6]=1,[−1.4]=−2,在式子1.1+2.3−1.3−3.1+0.5中,对相邻的两个数字间任意添加一个或两个“[]”,然后得出式子运算结果,称此为“取整操作”.
例如:1.1+2.3−[1.3−3.1]+0.5=1.1+2.3−[−1.8]+0.5=5.9,
[1.1+2.3]−1.3−[3.1+0.5]=[3.4]−1.3−[3.6]=−1.3⋯.
下列说法:
①不存在“取整操作”,使其运算结果与原式运算结果相等;
②存在“取整操作”的运算结果为整数;
③所有的“取整操作”共有6种不同运算结果;
其中正确的个数是( )
A. 0B. 1C. 2D. 3
二、填空题:本题共5小题,每小题5分,共25分。
11.若代数式m2−km+1是一个完全平方式,则实数k= ______.
12.若一次函数y=kx+b(k为常数且k≠0)的图象经过点(−3,0),则关于x的方程k(x−7)−b=0的解为x= ______.
13.若关于x的一元一次不等式组x−m≤−1x+12−x4>−1有解且至多有4个整数解,且关于y的分式方程1y−1=my1−y−3的解是整数解,则所有满足条件的整数m的值之和为______.
14.如图,在△ABC中,AC=7,AB=6,BC=5,点D是线段AB上一点,连接CD,将△BCD沿直线CD翻折,点B的对应点是B′,当点B′恰好落在△ABC的边上时,BD的长是______.
15.有一种把整数分类的方法,指定一个整数n,把所有除以n后得到的余数相等的整数分为一类.例:当n=3时,0,3,6,…除以3,余数为0,这是一类:1,4,7,…余数为1,这也是一类;2,5,8,…是最后一类.定义:一个整数对称位置上的数字为同一类整数(按除以n的余数分类),则称其为“n的对称同余数”.例:整数54340,是“5的对称同余数”,但不是“3的对称同余数”.已知一个四位整数,既是“4的对称同余数”,又是完全平方数(即是某个整数的平方),则满足条件的最小的一个整数与最大的一个整数的和为______.
三、解答题:本题共5小题,共75分。解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤。
16.(本小题15分)
如图1,在边长为5的正方形ABCD中,点E是线段BC上一动点,连接AE,以AE为边在直线AE右侧作正方形AEFG.
(1)如图1,若EF与CD交于点H,且∠EHD=125°,求∠BAG的度数;
(2)连接DG,求证:C、D、G三点共线;
(3)如图2,当点E是线段BC中点,连接CF,求线段CF的长.
17.(本小题15分)
阅读材料:
材料一:两个含有二次根式的非零代数式相乘,如果它们的积不含二次根式,那么这两个代数式互为有理化因式.例如:( 6− 2)( 6+ 2)=6−2=4,我们称 6− 2的一个有理化因式是 6+ 2.
材料二:如果一个代数式的分母中含有二次根式,通常可将分子、分母同乘分母的有理化因式,使分母中不含根号,这种变形叫做分母有理化.
例如:4 6− 2=4( 6+ 2)( 6− 2)( 6+ 2)=4( 6+ 2)4= 6+ 2
请你仿照材料中的方法探索并解决下列问题:
(1)计算:(2 5−1)(2 5+1)+4 3−1;
(2)证明: 2025− 2024< 2024− 2023;
(3)已知( a2+1+a)( b2+1+b)=1,探究a与b的关系.
18.(本小题15分)
阅读材料:“哑子来买肉,难言钱数目,一斤少四十,九两多十六,试问能算者,应得多少肉?(所带的钱买16两肉还差40文,买9两肉又多出16文,问所带钱能买多少肉?)”这又是一个歌谣体的古算题,见明程大位《算法统宗》书中.
古算法解盈朒(nǜ,亏损)问题,另立专法,将两次所买肉的两数同两次盈脑的数列成下式:
前所买数后所买数×朒数盈数,交叉相乘,两积相并(相加),得数为被除数,又盈相并,得数为除数,两数相除即得.
前题若依古法计算,列式:
前买肉16两后买肉9两×朒40文盈16文,哑子应得肉6×16+9×4040+16=11两.同新法比较,简易而又别致.
——许莼舫《古算趣味》
(1)将原题改为“十两多八文,十三少十六”(所带的钱买10两肉多出8文,买13两肉还差16文),用古法解决这个问题;
(2)将原题改为“八两多廿四,九两多十六”(所带的钱买8两肉多出24文,买9两肉又多出16文),能否使用上述古算法解决?如果不能,则说明理由;如果能,算出答案,并说明其合理性;
(3)将问题一般化:所带的钱买a两肉还差b文,买c两肉又多出d文,问所带钱能买多少肉?,试用代数方法证明古法公式“能买肉ad+cbb+d两”的正确性.
19.(本小题15分)
定义运算max{a,b}:当a≥b时,max{a,b}=a;当a(1)若max{3x−1,−x+3}=3x−1,求x的取值范围;
(2)过y轴上的动点A(0,a),作平行于x轴的直线,分别与函数y=max{x−3,−x−1}的图象相交于B、C两点(点B在点C的左侧),若BC=3AB,求a的值;
(3)若一次函数y=12x+k图象与函数y=max{x−3,−x−1}的图象相交于D、E两点,DE≤3 5,求k的取值范围.
20.(本小题15分)
直角坐标平面xOy内,有一条曲线C,曲线C上任意一点P的坐标(x,y)满足方程4x−y2=0,平面xOy内,还有一条直线l:x=−1,一个点F(1,0).
(1)如图1,过曲线C上任意一点P,作直线l的垂线段,垂足为H(−1,y),求证:PF=PH;
(2)如图2,动直线y=kx−k为与曲线C相交于A、B两点,过A、B两点分别作直线l的垂线段,垂足分别C、D,作∠BAC的平分线AT,交直线l于T,连接BT,求证:BT平分∠ABD;
(3)如图3,P(x,y)是曲线C上一动点,Q(5,5)是曲线C外部一点,R(−1,y0)是直线l上一动点,直接写出PQ+PR的最小值.
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解:∵二次根式 a−1有意义,
∴a−1≥0,
∴a≥1,
故选:A.
根据二次根式有意义的条件是被开方数大于等于0进行求解即可.
本题主要考查了二次根式有意义的条件,熟知二次根式有意义的条件是解题的关键.
2.【答案】B
【解析】解:在①,②,③,④四个区域中的某个区域处添加一个同样的正方形,使它与阴影部分组成的新图形是中心对称图形,
这个正方形应该添加区域②处,
故选:B.
根据中心对称图形的概念解答.
本题考查的是中心对称图形的概念,掌握中心对称图形是要寻找对称中心,旋转180度后与原图重合是解题的关键.
3.【答案】C
【解析】解:∵|a|=|c|,
∴原点在a,c的中间,
如图:
由图可得:|a|>|b|,
∴a+c=0,a−b<0,|a|>b,ab<0,
故选项C正确.
故选:C.
根据|a|=|c|,确定原点的位置,根据实数与数轴即可解答.
本题考查了实数与数轴,解决本题的关键是确定原点的位置.
4.【答案】A
【解析】解:①如果一个角的两边分别是另一个角两边的反向延长线,且这两个角有公共顶点,那么这两个角是对顶角,故原说法错误;
②在直角三角形中,至少有一个锐角不大于45°,正确;
③实数和数轴上的点一一对应,故原说法错误;
④若在平面直角坐标系中,点P(x,y)满足xy=0,则x=0或y=0,故点P在x轴或y轴上,故原说法错误;
故选:A.
根据对顶角的定义,直角三角形的性质,实数与数轴的关系,数轴上点的特点逐项判断即可.
本题考查了判断命题的正确性,判断每个命题是否正确,即可求解;掌握判定方法及相关知识点是解题的关键.
5.【答案】D
【解析】解:4 2× 7+1=4 14+1,
∵4 14+1= 224+1,14.5= 210.25< 224< 225=15,
则15.5< 224+1<16,
故选:D.
先运算二次根式,得4 14+1,再进行 14的估算,即可作答.
本题考查了二次根式的混合运算以及无理数的估算,解答本题的关键要掌握用有理数逼近无理数,求无理数的近似值.
6.【答案】D
【解析】解:过A作AM//GF交DE于N,交BC于M,
,
∵正方形ABCD,
∴AD//BC,∠DAB=∠ABM=90°,AD=AB,∠ABD=45°,
∴四边形AMFG是平行四边形,
∴GF=AM,
又DE=GF,
∴AM=DE,
∴Rt△ADE≌Rt△BAM(HL),
∴∠AED=∠AMB=45°+α,
∵AM//GF,
∴∠BFG=∠AMB=45°+α,
故选:D.
过A作AM//GF交DE于N,交BC于M,利用平行四边形的判定与性质可得出GF=AM,利用HL证明Rt△ADE≌Rt△BAM,得出∠AED=∠AMB=45°+α,然后利用平行线的性质即可求解.
本题考查了正方形的性质,平行四边形的判定与性质,全等三角形的判定与性质等知识,掌握正方形的性质是关键.
7.【答案】A
【解析】解:∵x−1x+1=0,
∴x+1=1x,1x−x=1,
则x3+2x2+2024=x(x2+2x+1−1)+2024=x(x+1)2−x+2024,
把x+1=1x,1x−x=1代入上式,得x(x+1)2−x+2024=x(1x)2−x+2024=1x−x+2024=1+2024=2025,
故选:A.
先整理x+1=1x,1x−x=1以及把x3+2x2+2024化为x(x+1)2−x+2024,再把x+1=1x,1x−x=1代入计算化简,即可作答.
本题考查了配方法的应用、已知式子的值,求代数式的值,解答本题的关键是整体思想的运用.
8.【答案】B
【解析】解:∵第一个图黑色正方形的数量为1+1+12=2(个);第三个图黑色正方形的数量为3+3+12=5(个);第五个图黑色正方形的数量为5+5+12=8(个);
∴当n为奇数时第n个图形中黑色正方形的数量为(n+n+12)个,
∵第二个图黑色正方形的数量为2+22=3(个);第四个图黑色正方形的数量为4+42=6(个);
∴当n为偶数时第n个图形中黑色正方形的数量为(n+n2)个;
∴当n=2024时,黑色正方形的个数为2024+20242=2024+1012=3036(个),
故选:B.
根据图形的变化规律归纳出第n个图形中黑色正方形的数量即可.
本题考查了图形的变化规律,解题的关键是仔细的观察图形并正确的找到规律,解决问题.
9.【答案】C
【解析】解:如图:分别过点E作EM⊥BC,EN⊥AC,△BED,△EDC,△AEC的面积分别记S1,S2,S3,
∵∠ACB的角平分线CE交AB于E,
∴EM=EN=ℎ,
∵S△ABC=24,BD:CD=2:1,AC=BD,
则S1S2=12BD×ℎ12DC×ℎ=BDDC=21,S3=12AC×ℎ,S△ADC+S△ADB=S△ADC+2S△ADC=24(同高,底边比就是面积比),
∴S3=S1=2S2,S3+S2+S1=24,S△ADC=8,
∴S2=245,S3=S1=485,
则△ADE的面积=24−S1−S△ADC=24−485−8=6.4,
故选:C.
先根据角平分线的性质,得EM=EN=ℎ,通过同高,底边比就是面积比得S3=S1=2S2,S3+S2+S1=24,S△ADC=8,运用割补法得△ADE的面积=24−S1−S△ADC,进行代入数值计算,即可作答.
本题考查了角平分线的性质,以及运用三角形的高求面积,正确掌握相关性质内容是解题的关键.
10.【答案】B
【解析】解:依题意,原式:1.1+2.3−1.3−3.1+0.5=−0.5,
[1.1+2.3]−1.3−3.1+0.5=3−1.3−3.1+0.5=−0.9,
1.1+[2.3−1.3]−3.1+0.5=1.1+1−3.1+0.5=−0.5,
1.1+2.3−1.3−[3.1+0.5]=1.1+2.3−1.3−3=−0.9,
[1.1+2.3]−[1.3−3.1]+0.5=3−(−2)+0.5=5.5,
1.1+[2.3−1.3]−[3.1+0.5]=1.1+1−3=−2.9,
∴存在“取整操作”,使其运算结果与原式运算结果相等;故①是错误的;
∴不存在“取整操作”的运算结果为整数;故②是错误的;
∴所有的“取整操作”共有6种不同运算结果,分别是5.9,−1.3,−0.5,−0.9,5.5,−2.9;故③是正确的;
故选:B.
先根据题意,把所有的情况列式并运算出来,再逐项分析,即可作答.
本题考查了新定义运算,关键是正确理解题意列式计算.
11.【答案】±2
【解析】解:∵代数式m2−km+1是一个完全平方式,
∴−k=±2×1=±2,
∴k=±2,
故答案为:±2.
利用平方项来确定这两个数.利用完全平方公式进行求解.
本题是完全平方公式的应用,两数的平方和,解答本题的关键是利用平方项来确定这两个数.
12.【答案】10
【解析】解:依题意,把(−3,0)代入y=kx+b,
得0=−3k+b,
∴0=3k−b,
∵0=k(x−7)−b,
即x−7=3,
∴x=10,
故答案为:10.
先把(−3,0)代入y=kx+b,得0=−3k+b,整理得0=3k−b,与方程0=k(x−7)−b作比较,即可作答.
本题考查一次函数与x轴的交点问题、与一元一次方程的解的关系,解答本题的关键是熟练掌握一次函数的性质.
13.【答案】−6
【解析】解:解关于x的一元一次不等式组x−m≤−1x+12−x4>−1,得x≤m−1x>−6,
∵关于x的一元一次不等式组x−m≤−1x+12−x4>−1有解且至多有4个整数解,
∴−6
∵分式方程的解为整数,−5
∴所有满足条件的整数m的值之和是−4−2=−6.
故答案为:−6.
根据关于x的一元一次不等式组的解的情况求出m的取值范围,根据关于y的方程的解的情况求出m的取值范围,然后求出满足条件的m的值,即可得出答案.
本题考查一元一次不等式组和分式方程,掌握一元一次不等式组和分式方程的解法是解决问题的前提.
14.【答案】1或52
【解析】解:当点B′在AB上时,
此时CD⊥AB,
设BD=x,
∵AC2−AD2=BC2−BD2,
∴72−(6−x)2=52−x2,
解得x=1,即BD=1;
当点B′在AC上时,过B作BH⊥AC于H,过点D作DG⊥AC于点G,做DN⊥BC于点N,
∵AB2−AH2=BC2−CH2,
∴62−(7−CH)2=52−CH2,
解得CH=197,
∴BH= BC2−CH2=12 67,
依据翻折的性质,且点B′在AC上,得∠BCD=∠B′CD,BD=B′D,
∴DG=DN,
∵12AC⋅DG+12BC⋅DN=12AC⋅BH,
∴12×7DG+12×5DG=12×7×12 67,
解得DG= 6,
设BD=x,B′G=y,
∵AD2−AG2=DG2=DB′2−B′G2,
∴(6−x)2−(2+y)2=( 6)2=x2−y2,
化简得y=8−3x,
∴( 6)2=x2−(8−3x)2,
解得x1=52,x2=72,即BD=52或72(不合题意,舍去).
综上,BD的值为1或52,
故答案为:1或52.
分点B′在AB,AC讨论,添加合适辅助线BC,构造直角三角形求解即可.
本题考查勾股定理,翻折等知识,明确题意,添加合适辅助线,构造直角三角形求解是解题的关键.
15.【答案】10890
【解析】解:∵一个完全平方数(即是某个整数的平方)四位整数,完全平方数(即是某个整数的平方),
∴31×31=961,32×32=1024,33×33=1089,
∵961<1000,32×32=1024不满足“4的对称同余数”这个条件,(1除以4的余数是1;4除以4的余数是0,不对称,故舍去),
∴33×33=1089满足“4的对称同余数”这个条件,(1除以4的余数是1;9除以4的余数是0,0除以4的余数0;8除以4的余数是0,对称),
∴最小的四位数为1089;
同理100×100=10000不是4位数,故舍去;
99×99=9801满足“4的对称同余数”这个条件,(1除以4的余数是1;9除以4的余数是0,0除以4的余数0;8除以4的余数是0,对称),
∴最大的四位数是9801,
∴满足条件的最小的一个整数与最大的一个整数的和为9801+1089=10890,
故答案为:10890.
先根据完全平方数(即是某个整数的平方),得到最小满足一个四位整数,是“4的对称同余数”,即33×33=1089,因为100×100=10000,99×99=9801,且最大的数:9801满足一个四位整数,是“4的对称同余数”,即可作答.
本题考查了新定义以及完全平方数的应用,解答本题的关键要明确应用完全平方公式时,①公式中的a,b可是单项式,也可以是多项式;②对形如两数和(或差)的平方的计算,都可以用这个公式;③对于三项的可以把其中的两项看作一项后,也可以用完全平方公式.
16.【答案】(1)解:∵四边形AEFG是正方形,
∴∠AEF=∠EAG=90°,
∵四边形ABCD是正方形,
∴∠ADC=90°,
∴∠DAE=360°−∠ADC−∠AEH−∠EHD=360°−90°−90°−125°=55°,
∴∠BAE=90°−55°=35°,
∴∠BAG=∠EAG+∠BAE=90°+35°=125°;
(2)证明:连接DG,
∵四边形ABCD,AEFG都是正方形,
∴AB=AD,AE=AG,∠BAD=∠EAG=90°,∠B=∠ADC=90°,
∴∠BAE=∠DAG,
∴△BAE≌△DAG(SAS),
∴∠B=∠ADG=90°,
∴∠ADC+∠ADG=180°,
∴C、D、G三点共线;
(3)解:过点F作FK⊥BC,交BC的延长线于点K,连接CF,
则∠EKF=90°,
∵四边形ABCD和四边形AEFG是正方形,
∴AE=EF,∠B=∠AEF=90°,
∴∠B=∠EKF,
∵∠BAE+∠AEB=∠AEB+∠FEK=90°,
∴∠BAE=∠FEK,
∴△AEB≌△EFK(AAS),
∴BE=FK,AB=EK=5,
∵点E是线段BC的中点,
∴BE=EC=12×5=52,
∴FK=CK=52,
∵∠CKF=90°,
∴△CFK是等腰直角三角形,
∴CF= 2FK=52 2.
【解析】(1)由正方形的性质求出∠DAE=55°,得出∠BAE=90°−55°=35°,则可得出答案;
(2)连接DG,证明△BAE≌△DAG(SAS),得出∠B=∠ADG=90°,证出∠ADC+∠ADG=180°,则可得出结论;
(3)过点F作FK⊥BC,交BC的延长线于点K,连接CF,证明△AEB≌△EFK(AAS),得出BE=FK,AB=EK=5,由等腰直角三角形的性质可得出答案.
本题是四边形综合题,考查了正方形的性质,等腰直角三角形的性质,全等三角形的判定和性质,四边形内角和定理等,熟练掌握全等三角形的性质是解题关键.
17.【答案】解:(1)原式=(2 5)2−12+4( 3+1)( 3−1)( 3+1)
=20−1+2( 3+1)
=20−1+2 3+2
=21+2 3,
(2)∵1 2025− 2024= 2025+ 2024( 2025− 2024)( 2025+ 2024)= 2025+ 2024,
1 2024− 2023= 2024+ 2023( 2024− 2023)( 2024+ 2023)= 2024+ 2023,
∴1 2025− 2024>1 2024− 2023,
∴ 2025− 2024< 2024− 2023;
(3)∵( a2+1+a)( b2+1+b)=1,
∴( a2+1+a)( a2+1−a)( b2+1+b)= a2+1−a,
∴[( a2+1)2−a2]( b2+1+b)= a2+1−a,
∴(a2+1−a2)( b2+1+b)= a2+1−a,
∴ b2+1+b= a2+1−a,
同理 a2+1+a= b2+1−b,
两式相加,得a+b=−a−b,
∴a+b=0.
【解析】(1)利用平方差公式和分母有理化计算即可;
(2)分别取倒数,然后把两数分母有理化,然后比较即可;
(3)等式两边分别乘以 a2+1−a, b2+1−b,然后两式相加即可得出结论.
本题考查了二次根式的混合运算,熟练掌握二次根式的性质、二次根式的乘法和平方差公式是解决问题的关键.
18.【答案】解:(1)依古法计算,列式:
哑子应得肉前买肉10两后买肉13两×朒8文盈16文=10×16+13×88+16=11(两).
(2)能,将所带的钱买8两肉多出24文,看作所带的钱买8两肉少−24文,
列式为:前买肉8两后买肉9两×朒−24文盈16文=9×(−24)+16×8−24+16=11;
(3)列式为前买肉a两后买肉c两×朒b文盈d文=ad+bcb+d,
设肉价为每两x文,他所带钱数为y文,
依题意得,ax=y+bcx=y−d,
解得:x=−b+dc−ay=−ad+bcc−a,
∴yx=ad+bcb+d.
【解析】(1)根据公式进行计算即可求解;
(2)根据公式进行计算即可求解;
(3)设肉价为每两x文,他所带钱数为y文,解关于x,y的二元一次方程组,即可求解.
本题考查了二元一次方程组的应用,分式的除法,有理数的混合运算;
19.【答案】解:(1)∵max{3x−1,−x+3}=3x−1,
∴3x−1≥−x+3,
解得x≥1;
(2)当x−3<−x−1时,解得x<1,
∴y=−x−1;
当x−3≥−x−1时,x≥1时,
∴y=x−3;
过y轴上的动点A(0,a),作平行于x轴的直线,
∴B(−1−a,a),C(a+3,a),
∵BC=3AB,
∴(a+3+1+a)=3|−1−a|,
解得a=−75或a=1;
(3)画出函数y=max{x−3,−x−1}的图象如图,
∵一次函数y=12x+k图象与函数y=max{x−3,−x−1}的图象相交于D、E两点,
∴12x+k=−x−1,12x+k=x−3,
解得x1=−23k−23,x2=2k+6,
设D(x1,−x1−1),E(x2,x2−3),
∴DE= (x1−x2)+2(y1−y2)2= (x1−x2)2+(x1+x2−2)2≤3 5,
∵x1+x2−2=43k+103,x1−x2=−83k−203,
∴49(2k+5)2+169(2k+5)2≤45,
∴−92≤2k+5≤92,
∴−194≤k≤−14,
把点(1,−2)代入y=12x+k得,k=−52,
∵一次函数y=12x+k图象与函数y=max{x−3,−x−1}的图象相交于D、E两点,
∴k>−52,
∴−52
(1)根据新定义的意义分类讨论,再表示出B、C的坐标,由BC=3AB,得到(a+3+1+a)=3|−1−a|,即可a=−75或a=1;
(3)联立两个函数解析式,求得D、E的坐标,利用两点间距离公式表示出DE,由DE≤3 5,得到DE= (x1−x2)2+(y1−y2)2= (x1−x2)2+(x1+x2−2)2≤3 5,两边平方得到49(2k+5)2+169(2k+5)2≤45,进而求得−194≤k≤−14,由一次函数y=12x+k图象与函数y=max{x−3,−x−1}的图象相交于D、E两点,把点(1,−2)代入求得k的值,利用图象可得答案.
本题是两条直线相交或平行问题,考查了新定义,求不等式的解集,一次函数图象上点的坐标特征,两点间的距离,表示出B、C、D、E的坐标是解题的关键.
20.【答案】解:(1)∵曲线C上任意一点P的坐标(x,y)满足方程4x−y2=0,平面xOy内,还有一条直线l:x=−1,一个点F(1,0),
∴PF2=(x−1)2+y2=(x−1)2+4x=(x+1)2,
∵过曲线C上任意一点P,作直线l的垂线段,垂足为H(−1,y),
∴PH2=(x+1)2+(y−y)2=(x+1)2,
∴PF=PH;
(2)连接TF,如图2,
∵∠BAC的平分线AT,
∴∠CAT=∠FAT,
由(1)知,设点B(n,m),
∴BF2=(n−1)2+m2=(n−1)2+4n=(n+1)2,
∵过曲线C上一点B,作直线l的垂线段,垂足为D(−1,y),
∴DB2=(n+1)2+(m−m)2=(n+1)2,
∴AF=AH,
∵TA=TA,
∴△ACT≌△AFT(SAS),
∴∠AFT=∠ACT=90°,
∵过A、B两点分别作直线l的垂线段,垂足分别C、D,
∴∠BDT=90°,∠BFT=180°−∠AFT=90°,
由(1)的结论可知PF=PH,同理得BD=BF,
∵TB=TB,
∴Rt△TDB≌Rt△TFB(HL),
∴∠DBT=∠FBT,
∴BT平分∠ABD;
(3)连接PF,连接FQ且交曲线C于一点P1,如图3,
由(1)的结论可知,
∵曲线C上任意一点P的坐标(x,y)满足方程4x−y2=0,平面xOy内,还有一条直线l:x=−1,一个点F(1,0),
∴PF2=(x−1)2+y2=(x−1)2+4x=(x+1)2,
∵过曲线C上任意一点P,作直线l的垂线段,垂足为H(−1,y),
∴PR=(x+1)2+(y−y)2=(x+1)2,
∴PF=PR,
∴PQ+PR=PQ+PF>QF,
当PQ+PR的最小值,即P1Q+P1F=QF,
∵Q(5,5),F(1,0),
∴QF= (5−1)2+52= 41,
即PQ+PR的最小值为 41.
【解析】(1)根据定义,根据两点间的距离公式分别计算出PF2,PH2,再进行比较,即可作答;
(2)根据角平分线的定义,且结合(1)的结论,则证明△ACT≌△AFT(SAS),再通过HL证明Rt△TDB≌Rt△TFB,得∠DBT=∠FBT,即可作答;
(3)结合(1)的结论,得PR=PF,有PQ+PR=PQ+PF>QF,当Q,P1,F共线时,则有最小值,再结合两点间的距离公式列式计算,即可作答.
本题考查了新定义以及两点间的距离公式、角平分线的性质与判定、全等三角形的判定与性质,难度适中,综合性较强,正确掌握相关性质内容是解题的关键.
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