2021年江苏省徐州市县区中考数学第一次质检试卷
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一、选择题(本大题共8小题,每小题3分,共24分)
1.(3分)﹣5的倒数是( )
A.﹣5 B.5 C. D.
2.(3分)下列图形中,既是轴对称图形,又是中心对称图形的是( )
A. B.
C. D.
3.(3分)2011年徐州市接待国内外旅游人数约为24 800 000人次,该数据用科学记数法表示为( )
A.2.48×107 B.2.48×106 C.0.248×108 D.248×105
4.(3分)下列运算中,正确的是( )
A.x3+x3=x6 B.x3•x9=x27 C.(x2)3=x5 D.x÷x2=x﹣1
5.(3分)如图,点A,B,C在⊙O上,∠AOB=72°,则∠ACB等于( )
A.54° B.36° C.28° D.18°
6.(3分)某市6月份日平均气温统计如图所示,则在日平均气温这组数据中,众数和中位数分别是( )
A.21,21 B.21,21.5 C.21,22 D.22,22
7.(3分)如图,E是直线CA上一点,∠FEA=40°,射线EB平分∠CEF,GE⊥EF.则∠GEB=( )
A.10° B.20° C.30° D.40°
8.(3分)如图,菱形ABCD的两个顶点B、D在反比例函数y=的图象上,对角线AC与BD的交点恰好是坐标原点O,已知点A(1,1),∠ABC=60°,则k的值是( )
A.﹣5 B.﹣4 C.﹣3 D.﹣2
二、填空题(本大题共10小题,每小题3分,共30分)
9.(3分)4是 的算术平方根.
10.(3分)一个不透明的盒子中装有3个红球,2个黄球和1个绿球,这些球除了颜色外无其他差别,从中随机摸出一个小球,恰好是黄球的概率为 .
11.(3分)使有意义的x的取值范围是 .
12.(3分)若正多边形的一个内角等于140°,则这个正多边形的边数是 .
13.(3分)已知关于x的一元二次方程x2﹣2x﹣a=0有两个相等的实数根,则a的值是 .
14.(3分)如图,在△ABC中,BC=9,AC=4,分别以点A、B为圆心,大于AB的长为半径画弧,两弧相交于点M、N,作直线MN,交BC边于点D,连接AD,则△ACD的周长为 .
15.(3分)如图,AB是⊙O的直径,弦CD⊥AB,垂足为E,连接AC.若∠CAB=22.5°,CD=8cm,则⊙O的半径为 cm.
16.(3分)如图,直线y=x+4与x轴、y轴分别交于A、B两点,把△AOB绕点B逆时针旋转90°后得到△A1O1B,则点A1的坐标是 .
17.(3分)下列图案由边长相等的黑、白两色正方形按一定规律拼接而成,依此规律,第n个图形中白色正方形的个数为 .
18.(3分)如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于点A、B,顶点为C,对称轴为直线x=1,给出下列结论:①abc<0;②若点C的坐标为(1,4),则△ABC的面积可以等于4;③M(x1,y1),N(x2,y2)是抛物线上两点(x1<x2),若x1+x2>2,则y1<y2;④若抛物线经过点(3,﹣1),则方程ax2+bx+c+1=0的两根为﹣1,3.其中正确结论的序号为 .
三、解答题(本大题共有10小题,共86分。请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
19.(10分)计算:
(1)(﹣1)2020﹣;
(2).
20.(10分)(1)解方程:x2﹣2x﹣3=0;
(2)解不等式组:.
21.(7分)为了丰富同学们的课余生活,冬威中学开展以“我最喜欢的课外活动小组”为主题的调查活动,围绕“在绘画、剪纸、舞蹈、书法四类活动小组中,你最喜欢哪一类?(必选且只选一类)”的问题,在全校范围内随机抽取部分学生进行问卷调查,将调查结果整理后绘制成如图所示的不完整的条形统计图,其中最喜欢绘画小组的学生人数占所调查人数的30%.请你根据图中提供的信息回答下列问题:
(1)在这次调查中,一共抽取了多少名学生?
(2)请通过计算补全条形统计图;
(3)若冬威中学共有800名学生,请你估计该中学最喜欢剪纸小组的学生有多少名.
22.(7分)全面两孩政策实施后,甲、乙两个家庭有了各自的规划,假定生男生女的概率相同,回答下列问题:
(1)甲家庭已有一个男孩,准备再生一个孩子,则第二个孩子是女孩的概率是 ;
(2)乙家庭没有孩子,准备生两个孩子,求至少有一个孩子是女孩的概率.
23.(8分)如图,在平行四边形ABCD中,点O是边BC的中点,连接DO并延长,交AB的延长线于点E,连接BD,EC.
(1)求证:△BOE≌△COD;
(2)当∠BOD= °时,四边形BECD是菱形.
24.(8分)徐州至上海的铁路里程为650km.从徐州乘“C”字头列车A,“D”字头列车B都可到达上海,已知A车的平均速度为B车的2倍,且行驶时间比B车少2.5h.
(1)设A车的平均速度是xkm/h,根据题意,可列分式方程: ;
(2)求A车的平均速度及行驶时间.
25.(8分)如图,梯子斜靠在与地面垂直(垂足为O)的墙上.当梯子位于AB位置时,它与地面所成的角∠ABO=60°,当梯子底端向右滑动0.5m(即BD=0.5m)到达CD位置时,它与地面所成的角∠CDO=51°18′,求梯子的长.
(参考数据:sin51°18′=0.780,cos51°18′=0.625,tan51°18′=1.248)
26.(8分)小王骑车从甲地到乙地,小李骑车从乙地到甲地,小王的速度小于小李的速度,两人同时出发,沿同一条公路匀速前进.图中的折线表示两人之间的距离y(km)与小王的行驶时间x(h)之间的函数关系.请你根据图象进行探究:
(1)小王的速度是 km/h,小李的速度是 km/h;
(2)求线段BC所表示的y与x之间的函数表达式,并写出自变量x的取值范围.
(3)求当两人相距18千米时,小王行驶多少小时?
27.(10分)如图1,一副直角三角板满足AB=BC,AC=DE,∠ABC=∠DEF=90°,∠EDF=30°.将三角板DEF的直角顶点E放置于三角板ABC的斜边AC上,再将三角板DEF绕点E旋转,并使边DE与边AB交于点P,边EF与边BC于点Q.
(1)如图2,当=1时,= ;
(2)如图3,当=2时,
①EP与EQ满足怎样的数量关系?并说明理由;
②在旋转过程中,连接PQ,若AC=30cm,设EQ的长为xcm,△EPQ的面积为S(cm2).求S关于x的函数表达式,并求出x的取值范围.
28.(10分)如图,已知二次函数y=ax2+bx+3的图象与x轴交于点A(﹣1,0)、B(4,0),与y轴交于点C.
(1)二次函数的表达式为 ;
(2)点M在直线BC上,当△ABM为等腰三角形时,求点M的坐标;
(3)若点E在二次函数的图象上,以E为圆心的圆与直线BC相切于点F,且EF=,请直接写出点E的坐标.
2021年江苏省徐州市县区中考数学第一次质检试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本大题共8小题,每小题3分,共24分)
1.(3分)﹣5的倒数是( )
A.﹣5 B.5 C. D.
【分析】根据倒数的定义可直接解答.
【解答】解:﹣5的倒数是﹣;
故选:D.
2.(3分)下列图形中,既是轴对称图形,又是中心对称图形的是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据中心对称图形和轴对称图形的定义逐个判断即可.
【解答】解:A、是中心对称图形,但不是轴对称图形,故本选项不符合题意;
B、既是中心对称图形,又是轴对称图形,故本选项符合题意;
C、不是中心对称图形,是轴对称图形,故本选项不符合题意;
D、是中心对称图形,但不是轴对称图形,故本选项不符合题意;
故选:B.
3.(3分)2011年徐州市接待国内外旅游人数约为24 800 000人次,该数据用科学记数法表示为( )
A.2.48×107 B.2.48×106 C.0.248×108 D.248×105
【分析】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>1时,n是正数;当原数的绝对值<1时,n是负数.
【解答】解:24 800 000=2.48×107,
故选:A.
4.(3分)下列运算中,正确的是( )
A.x3+x3=x6 B.x3•x9=x27 C.(x2)3=x5 D.x÷x2=x﹣1
【分析】根据合并同类项的法则,同底数幂相乘,底数不变指数相加;幂的乘方,底数不变指数相乘;同底数幂相除,底数不变指数相减,对各选项计算后利用排除法求解.
【解答】解:A、应为x3+x3=2x3,故本选项错误;
B、应为x3•x9=x12,故本选项错误;
C、应为(x2)3=x6,故本选项错误;
D、x÷x2=x1﹣2=x﹣1,正确.
故选:D.
5.(3分)如图,点A,B,C在⊙O上,∠AOB=72°,则∠ACB等于( )
A.54° B.36° C.28° D.18°
【分析】利用圆周角定理求出所求即可.
【解答】解:∵∠AOB与∠ACB都对弧AB,∠AOB=72°,
∴∠ACB=∠AOB=36°,
故选:B.
6.(3分)某市6月份日平均气温统计如图所示,则在日平均气温这组数据中,众数和中位数分别是( )
A.21,21 B.21,21.5 C.21,22 D.22,22
【分析】根据条形统计图得到各数据的权,然后根据众数和中位数的定义求解.
【解答】解:这组数据中,21出现了10次,出现次数最多,所以众数为21,
第15个数和第16个数都是22,所以中位数是22.
故选:C.
7.(3分)如图,E是直线CA上一点,∠FEA=40°,射线EB平分∠CEF,GE⊥EF.则∠GEB=( )
A.10° B.20° C.30° D.40°
【分析】根据平角的定义得到∠CEF=180°﹣∠FEA=180°﹣40°=140°,由角平分线的定义可得,由GE⊥EF可得∠GEF=90°,可得∠CEG=180°﹣∠AEF﹣∠GEF=180°﹣40°﹣90°=50°,由∠GEB=∠CEB﹣∠CEG可得结果.
【解答】解:∵∠FEA=40°,GE⊥EF,
∴∠CEF=180°﹣∠FEA=180°﹣40°=140°,∠CEG=180°﹣∠AEF﹣∠GEF=180°﹣40°﹣90°=50°,
∵射线EB平分∠CEF,
∴,
∴∠GEB=∠CEB﹣∠CEG=70°﹣50°=20°,
故选:B.
8.(3分)如图,菱形ABCD的两个顶点B、D在反比例函数y=的图象上,对角线AC与BD的交点恰好是坐标原点O,已知点A(1,1),∠ABC=60°,则k的值是( )
A.﹣5 B.﹣4 C.﹣3 D.﹣2
【分析】根据题意可以求得点B的坐标,从而可以求得k的值.
【解答】解:∵四边形ABCD是菱形,
∴BA=BC,AC⊥BD,
∵∠ABC=60°,
∴△ABC是等边三角形,
∵点A(1,1),
∴OA=,
∴BO=,
∵直线AC的解析式为y=x,
∴直线BD的解析式为y=﹣x,
∵OB=,
∴点B的坐标为(,),
∵点B在反比例函数y=的图象上,
∴,
解得,k=﹣3,
故选:C.
二、填空题(本大题共10小题,每小题3分,共30分)
9.(3分)4是 16 的算术平方根.
【分析】如果一个非负数x的平方等于a,那么x是a的算术平方根,由此即可求出结果.
【解答】解:∵42=16,
∴4是16的算术平方根.
故答案为:16.
10.(3分)一个不透明的盒子中装有3个红球,2个黄球和1个绿球,这些球除了颜色外无其他差别,从中随机摸出一个小球,恰好是黄球的概率为 .
【分析】由一个不透明的盒子中装有3个红球,2个黄球和1个绿球,直接利用概率公式求解即可求得答案.
【解答】解:∵一个不透明的盒子中装有3个红球,2个黄球和1个绿球,这些球除了颜色外无其他差别,
∴从中随机摸出一个小球,恰好是黄球的概率为:=.
故答案为:.
11.(3分)使有意义的x的取值范围是 x≥6 .
【分析】直接利用二次根式的定义分析得出答案.
【解答】解:∵有意义,
∴x的取值范围是:x≥6.
故答案为:x≥6.
12.(3分)若正多边形的一个内角等于140°,则这个正多边形的边数是 9 .
【分析】首先根据求出外角度数,再利用外角和定理求出边数.
【解答】解:∵正多边形的一个内角是140°,
∴它的外角是:180°﹣140°=40°,
360°÷40°=9.
故答案为:9.
13.(3分)已知关于x的一元二次方程x2﹣2x﹣a=0有两个相等的实数根,则a的值是 ﹣1 .
【分析】利用判别式的意义得到△=(﹣2)2﹣4(﹣a)=0,然后解关于a的方程即可.
【解答】解:根据题意得△=(﹣2)2﹣4(﹣a)=0,解得a=﹣1.
故答案为:﹣1.
14.(3分)如图,在△ABC中,BC=9,AC=4,分别以点A、B为圆心,大于AB的长为半径画弧,两弧相交于点M、N,作直线MN,交BC边于点D,连接AD,则△ACD的周长为 13 .
【分析】根据作图过程可得,MN是AB的垂直平分线,所以得AD=BD,进而可得△ACD的周长.
【解答】解:根据作图过程可知:MN是AB的垂直平分线,
∴AD=BD,
∴△ACD的周长=AD+DC+AC=BD+DC+AC=BC+AC=9+4=13.
故答案为:13.
15.(3分)如图,AB是⊙O的直径,弦CD⊥AB,垂足为E,连接AC.若∠CAB=22.5°,CD=8cm,则⊙O的半径为 4 cm.
【分析】连接OC,如图所示,由直径AB垂直于CD,利用垂径定理得到E为CD的中点,即CE=DE,由OA=OC,利用等边对等角得到一对角相等,确定出三角形COE为等腰直角三角形,求出OC的长,即为圆的半径.
【解答】解:连接OC,如图所示:
∵AB是⊙O的直径,弦CD⊥AB,
∴CE=DE=CD=4cm,
∵OA=OC,
∴∠A=∠OCA=22.5°,
∵∠COE为△AOC的外角,
∴∠COE=45°,
∴△COE为等腰直角三角形,
∴OC=CE=4cm,
故答案为:4
16.(3分)如图,直线y=x+4与x轴、y轴分别交于A、B两点,把△AOB绕点B逆时针旋转90°后得到△A1O1B,则点A1的坐标是 (4,) .
【分析】首先根据直线AB来求出点A和点B的坐标,A1的横坐标等于OB,而纵坐标等于OB﹣OA,即可得出答案.
【解答】解:在中,令x=0得,y=4,
令y=0,得,解得x=,
∴A(,0),B(0,4),
由旋转可得△AOB≌△A1O1B,∠ABA1=90°,
∴∠ABO=∠A1BO1,∠BO1A1=∠AOB=90°,OA=O1A1=,OB=O1B=4,
∴∠OBO1=90°,
∴O1B∥x轴,
∴点A1的纵坐标为OB﹣OA的长,即为4=;
横坐标为O1B=OB=4,
故点A1的坐标是(4,),
故答案为:(4,).
17.(3分)下列图案由边长相等的黑、白两色正方形按一定规律拼接而成,依此规律,第n个图形中白色正方形的个数为 3n+2 .
【分析】根据题目中图形,可以发现白色正方形的个数的变化规律,从而可以求得第n个图形中白色正方形的个数.
【解答】解:图(1)中白色正方形的个数为:2+3×1=5,
图(2)中白色正方形的个数为:2+3×2=8,
图(3)中白色正方形的个数为:2+3×3=11,
…,
则第n个图形中白色正方形的个数为:2+3n,
故答案为:3n+2.
18.(3分)如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于点A、B,顶点为C,对称轴为直线x=1,给出下列结论:①abc<0;②若点C的坐标为(1,4),则△ABC的面积可以等于4;③M(x1,y1),N(x2,y2)是抛物线上两点(x1<x2),若x1+x2>2,则y1<y2;④若抛物线经过点(3,﹣1),则方程ax2+bx+c+1=0的两根为﹣1,3.其中正确结论的序号为 ①④ .
【分析】根据函数的图象和性质即可求解.
【解答】解:①抛物线的对称轴在y轴右侧,则ab<0,而c>0,故abc<0,故①正确;
②△ABC的面积=AB•yC=AB×4=4,解得:AB=2,则点A(0,0),即c=0与图象不符,故②错误;
③函数的对称轴为x=1,若x1+x2>2,则(x1+x2)>1,则点N离函数对称轴远,故y1>y2,故③错误;
④抛物线经过点(3,﹣1),则y′=ax2+bx+c+1过点(3,0),
根据函数的对称轴该抛物线也过点(﹣1,0),故方程ax2+bx+c+1=0的两根为﹣1,3,故④正确;
故答案为:①④.
三、解答题(本大题共有10小题,共86分。请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
19.(10分)计算:
(1)(﹣1)2020﹣;
(2).
【分析】(1)利用乘方、负整式指数幂的法则及立方根的性质分别求解,再进行加减运算即可;
(2)将除法变乘法,再对分子、分母进行因式分解,最后约分即可.
【解答】解:(1)原式=1﹣3+2=0;
(2)原式=
=
=x.
20.(10分)(1)解方程:x2﹣2x﹣3=0;
(2)解不等式组:.
【分析】(1)利用因式分解法求解即可;
(2)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、大大小小无解了确定不等式组的解集.
【解答】解:(1)∵x2﹣2x﹣3=0,
∴(x﹣3)(x+1)=0,
则x﹣3=0或x+1=0,
解得x1=3,x2=﹣1;
(2)解不等式2x>1﹣x,得:x>,
解不等式2(2x+1)<x+4,得:x<,
则不等式组的解集为<x<.
21.(7分)为了丰富同学们的课余生活,冬威中学开展以“我最喜欢的课外活动小组”为主题的调查活动,围绕“在绘画、剪纸、舞蹈、书法四类活动小组中,你最喜欢哪一类?(必选且只选一类)”的问题,在全校范围内随机抽取部分学生进行问卷调查,将调查结果整理后绘制成如图所示的不完整的条形统计图,其中最喜欢绘画小组的学生人数占所调查人数的30%.请你根据图中提供的信息回答下列问题:
(1)在这次调查中,一共抽取了多少名学生?
(2)请通过计算补全条形统计图;
(3)若冬威中学共有800名学生,请你估计该中学最喜欢剪纸小组的学生有多少名.
【分析】(1)最喜欢绘画小组的学生人数15人,占所调查人数的30%.可求出调查人数;
(2)求出“舞蹈”的人数,即可补全条形统计图;
(3)样本估计总体,样本中“喜欢剪纸”占调查人数的,因此估计总体800名的是最喜欢“剪纸”的人数.
【解答】解:(1)15÷30%=50(名),
答:在这次调查中,一共抽取了50名学生;
(2)50﹣15﹣20﹣5=10(名),补全条形统计图如图所示:
(3)800×=320(名),
答:冬威中学800名学生中最喜欢剪纸小组的学生有320名.
22.(7分)全面两孩政策实施后,甲、乙两个家庭有了各自的规划,假定生男生女的概率相同,回答下列问题:
(1)甲家庭已有一个男孩,准备再生一个孩子,则第二个孩子是女孩的概率是 ;
(2)乙家庭没有孩子,准备生两个孩子,求至少有一个孩子是女孩的概率.
【分析】(1)直接利用概率公式求解;
(2)画树状图展示所有4种等可能的结果数,再找出至少有一个孩子是女孩的结果数,然后根据概率公式求解.
【解答】解:(1)第二个孩子是女孩的概率=;
故答案为;
(2)画树状图为:
共有4种等可能的结果数,其中至少有一个孩子是女孩的结果数为3,
所以至少有一个孩子是女孩的概率=.
23.(8分)如图,在平行四边形ABCD中,点O是边BC的中点,连接DO并延长,交AB的延长线于点E,连接BD,EC.
(1)求证:△BOE≌△COD;
(2)当∠BOD= 90 °时,四边形BECD是菱形.
【分析】(1)由AAS证明△BOE≌△COD,得出OE=OD,即可得出结论;
(2)对角线互相垂直平分的平行四边形是菱形.
【解答】证明:(1)∵四边形ABCD为平行四边形,
∴AB∥DC,AB=CD,
∴∠OEB=∠ODC,
又∵O为BC的中点,
∴BO=CO,
在△BOE和△COD中,
,
∴△BOE≌△COD(AAS);
∴OE=OD,
∴四边形BECD是平行四边形;
(2)当∠BOD=90°时,四边形BECD是菱形;
理由:∵四边形BECD是平行四边形,
∴当∠BOD=90°时,四边形BECD是菱形.
故答案为:90.
24.(8分)徐州至上海的铁路里程为650km.从徐州乘“C”字头列车A,“D”字头列车B都可到达上海,已知A车的平均速度为B车的2倍,且行驶时间比B车少2.5h.
(1)设A车的平均速度是xkm/h,根据题意,可列分式方程: ﹣=2.5 ;
(2)求A车的平均速度及行驶时间.
【分析】设A车的平均速度是xkm/h,根据徐州至上海的铁路里程为650km.从徐州乘“C”字头列车A,“D”字头列车B都可到达上海,已知A车的平均速度为B车的2倍,且行驶时间比B车少2.5h可列出方程求出解.
【解答】解:(1)设A车的平均速度是xkm/h,
﹣=2.5;
(2)﹣=2.5,
解得x=260,
经检验,x=260是分式方程的根,
=2.5小时,
故A车的平均速度是260千米每小时,行驶的时间2.5小时.
故答案为:﹣=2.5.
25.(8分)如图,梯子斜靠在与地面垂直(垂足为O)的墙上.当梯子位于AB位置时,它与地面所成的角∠ABO=60°,当梯子底端向右滑动0.5m(即BD=0.5m)到达CD位置时,它与地面所成的角∠CDO=51°18′,求梯子的长.
(参考数据:sin51°18′=0.780,cos51°18′=0.625,tan51°18′=1.248)
【分析】设梯子的长为xm,在Rt△ABO中,根据三角函数得到OD,在Rt△CDOR中,用含x的式子表示出OD,再根据BD=OD﹣OB,得到关于x的方程,解方程即可.
【解答】解:设梯子的长为xm,
在Rt△ABO中,cos∠ABO=
∴OB=AB⋅cos∠ABO=x⋅cos60°=x
在Rt△CDO中,
cos∠CDO=
∴OD=CD⋅cos∠CDO=x⋅cos51°18′≈0.625x.
∵BD=OD﹣OB,BD=0.5m
∴0.625x﹣x=0.5,
解得x=4.
故梯子的长是4米.
26.(8分)小王骑车从甲地到乙地,小李骑车从乙地到甲地,小王的速度小于小李的速度,两人同时出发,沿同一条公路匀速前进.图中的折线表示两人之间的距离y(km)与小王的行驶时间x(h)之间的函数关系.请你根据图象进行探究:
(1)小王的速度是 10 km/h,小李的速度是 20 km/h;
(2)求线段BC所表示的y与x之间的函数表达式,并写出自变量x的取值范围.
(3)求当两人相距18千米时,小王行驶多少小时?
【分析】(1)根据题意和函数图象中的数据可以分别求得王和小李的速度;
(2)根据(1)中的结果和图象中的数据可以求得点C的坐标,从而可以解答本题;
(3)根据题意列式计算即可解答.
【解答】解:(1)由图可得,
小王的速度为:30÷3=10(km/h),
小李的速度为:(30﹣10×1)÷1=20(km/h),
答:小王和小李的速度分别是10km/h、20km/h,
故答案为:10,20;
(2)小李从乙地到甲地用的时间为:30÷20=1.5(h),
当小李到达甲地时,两人之间的距离为:10×1.5=15km,
∴点C的坐标为(1.5,15),
设线段BC所表示的y与x之间的函数解析式为y=kx+b,
,解得,
即线段BC所表示的y与x之间的函数解析式是y=30x﹣30(1≤x≤1.5);
(3)①(30﹣18)÷(20+10)=0.4(小时);
②18÷10=1.8(小时).
答:当两人相距18千米时,小王行驶0.4小时或1.8小时.
27.(10分)如图1,一副直角三角板满足AB=BC,AC=DE,∠ABC=∠DEF=90°,∠EDF=30°.将三角板DEF的直角顶点E放置于三角板ABC的斜边AC上,再将三角板DEF绕点E旋转,并使边DE与边AB交于点P,边EF与边BC于点Q.
(1)如图2,当=1时,= 1 ;
(2)如图3,当=2时,
①EP与EQ满足怎样的数量关系?并说明理由;
②在旋转过程中,连接PQ,若AC=30cm,设EQ的长为xcm,△EPQ的面积为S(cm2).求S关于x的函数表达式,并求出x的取值范围.
【分析】(1)连接BE,根据已知条件得到E是AC的中点,根据等腰直角三角形的性质可以证明DE=CE,∠PBE=∠C,根据等角的余角相等可以证明∠BEP=∠CEQ,即可得到全等三角形,从而证明结论;
(2)①作EM⊥AB于点M,EN⊥BC于点N,证明△MEP∽△NEQ,发现EP:EQ=ME﹣NE=AE:CE,继而得出结果;
②设EQ=x,根据上述结论,可用x表示出S,确定EQ的最大值,及最小值后,可得出x的取值范围.
【解答】解:(1)连接BE,如图2:
证明:∵点E是AC的中点,△ABC是等腰直角三角形,
∴BE=EC=AE,∠PBE=∠C=45°,
∵∠PEB+∠BEQ=∠QEC+∠BEQ=90°,
∴∠PEB=∠QEC,
在△BEP和△CEQ中,
,
∴△BEP≌△CEQ(ASA),
∴EP=EQ,
∴,
故答案为:1.
(2)①作EM⊥AB于点M,EN⊥BC于点N,如图3:
∵∠A=∠C=45°,
∴EM=AM,EN=CN,
∵∠MEP+∠PEN=∠NEQ+∠PEN=90°,
∴∠MEP=∠NEQ,
又∵∠EMP=∠ENQ=90°,
∴△MEP∽△NEQ,
∴EP:EQ=ME:NE=ME:CN=AE:CE=1:2,
故EQ=2EP.
②设EQ=x,由①得,EP=x,
∴S△EPQ=EP×EQ=x2,
当EQ=EF时,EQ取得最大,此时EQ=DE×tan30°=30×=10;
当EQ⊥BC时,EQ取得最小,此时EQ=EC×sin45°=20×=10;
即,
综上可得:S=x2().
28.(10分)如图,已知二次函数y=ax2+bx+3的图象与x轴交于点A(﹣1,0)、B(4,0),与y轴交于点C.
(1)二次函数的表达式为 y=﹣x2+x+3 ;
(2)点M在直线BC上,当△ABM为等腰三角形时,求点M的坐标;
(3)若点E在二次函数的图象上,以E为圆心的圆与直线BC相切于点F,且EF=,请直接写出点E的坐标.
【分析】(1)根据AB两点的坐标,应用待定系数法即可求出二次函数的表达式;
(2)首先通过BC两点坐标,求出直线BC的解析式,再根据三角形△ABM是等腰三角形,分3种情况考虑,得到关于M点横坐标x的方程,解之即可得到x的值,进而得到M点坐标;
(3)利用面积法求出O到直线BC的距离,结合EF的长度可知P1为线段OC中点,可得P1的坐标,进而可得P2坐标,结合直线BC的表达式,可求出直线EP的表达式,联立直线EP和抛物线的函数表达式,组成方程组,即可解得点E的坐标.
【解答】解:(1)将A(﹣1,0),B(4,0)代入y=ax2+bx+3得:
,
∴a=﹣,b=,
∴y=﹣x2+x+3,
故二次函数表达式为:y=﹣x2+x+3;
(2)当x=0时,y=3,
∴点C的坐标是(0,3),
设直线BC的表达式为:y=kx+c(k≠0),
将B(4,0),C(0,3)代入y=kx+c得:
,
∴,
∴直线BC的解析式为:y=﹣x+3,
使得△ABM为等腰三角形,存在如图所示的三种情况:
过点M1作M1D⊥AB,
∵A(﹣1,0),B(4,0),
∴AD=AB=,
∴OD=,
设M1(x,﹣x+3),
∴M1(,),
∵△ABM为等腰三角形,
∴AB=BM2=5或AB=BM3=5,
设M2(x1,﹣x1+3),
∴BM2==5,
解得x1=8或0,
当x1=0时,y=3,
当x1=8时,y=﹣3,
∴点M为(0,3)或(8,﹣3)或(,);
(3)过点E作EP∥BC,交y轴于点P,这样的点有两个,分别记为P1,P2如图所示:
∵OB=4,OC=3,
∴BC==5,
∴点O到直线BC的距离为:=,
∵以E为圆心的圆与直线BC相切于点F,且EF=,
∴点E到直线BC的距离是,
∴点P1为线段OC的中点,
∴CP1=CP2,
∴P2(0,),
∵直线BC的函数表达式为y=﹣x+3,
∴直线EP的函数表达式为y=﹣x+或y=﹣x+,
联立直线EP和抛物线的表达式方程组,得:
或,
得或或或,
∴点E的坐标为(2﹣,)或(2+,﹣)或(2﹣,3+)或(2+,3﹣).
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