2021年陕西省宝鸡市高新区中考数学一模试卷
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一、选择题(共10小题,每小题3分,计30分.每小题只有一个选项是符合题意的)
1.(3分)的相反数是( )
A. B. C. D.
2.(3分)已知∠A=75°,则∠A的补角等于( )
A.125° B.105° C.15° D.95°
3.(3分)为了让市民出行更加方便,某市政府大力发展公共交通,2020年该市公共交通客运量约为1582000000人次,将1582000000用科学记数法表示应为( )
A.15.82×108 B.1.582×109 C.1.582×1010 D.158.2×107
4.(3分)若正比例函数y=4x的图象经过点A(2,3﹣m),则m的值为( )
A.6 B.﹣6 C.5 D.﹣5
5.(3分)下列计算正确的是( )
A.a3+a3=a6 B.(xy3)2=x2y5
C.a6÷a2=a4 D.(3m+1)2=9m2+3m+1
6.(3分)如图,在△ABC中,∠A=60°,∠ABC=45°,BD平分∠ABC交AC于点D,BD的垂直平分线EF交AB于点E,交BC于点F,若AD=10,则AE的长为( )
A.5+5 B.5 C.5+6 D.6
7.(3分)在平面直角坐标系中,将函数y=2x﹣1的图象向左平移1个单位长度,则平移后的图象与y轴的交点坐标为( )
A.(0,2) B.(0,﹣2) C.(0,1) D.(0,﹣1)
8.(3分)如图,在矩形ABCD中,AB=9,AD=12,对角线AC,BD相交于点O,过点O作OE⊥AC交AD于点E,则ED的长为( )
A. B. C.2 D.
9.(3分)如图,AB为⊙O的直径,CD为⊙O的弦,若∠CAB=51°,则∠ADC的度数为( )
A.45° B.35° C.42° D.39°
10.(3分)在平面直角坐标系中,有两条抛物线关于原点中心对称,且它们的顶点相距10个单位长度,若其中一条抛物线的函数表达式为y=x2+8x+m,则m的值为( )
A.﹣13或﹣19 B.﹣13或﹣19 C.13或19 D.13或﹣19
二、填空题(共4小题,每小题3分,计12分)
11.(3分)的算术平方根是 .
12.(3分)正八边形一个内角的度数为 .
13.(3分)如图,直线y=﹣x+2与y轴交于点A,与反比例函数y=(k≠0)的图象交于点C,过点C作CB⊥x轴于点B,若AO=2BO,则反比例函数的表达式为 .
14.(3分)如图,在矩形ABCD中,AB=6,BC=9,点P是矩形ABCD内一动点,且S△ABP=S△CDP,则PC+PD的最小值为 .
三、解答题(共11小题,计78分.解答应写出过程)
15.(5分)计算:5×+(3﹣2π)0﹣|﹣2|.
16.(5分)解分式方程:﹣1=.
17.(5分)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,用尺规在BC上求作一点P,使P到边AC,AB的距离相等(不写作法,保留作图痕迹).
18.(5分)如图,四边形ABCD是平行四边形,E,F是对角线BD上的两点,且BE=DF.求证:AF∥CE.
19.(7分)为响应市上的“创卫”号召,某校倡议学生利用双休日在各自社区参加义务劳动,为了了解同学们的劳动情况,学校随机调查了部分同学的劳动时间,并用得到的数据绘制了如图所示的两幅不完整的统计图.
请根据图中信息解答下列问题:
(1)将条形统计图补充完整;
(2)扇形统计图中“2小时”部分圆心角的度数为 ;
(3)求所有被调查的同学劳动时间的中位数和平均数.
20.(7分)如图,新华中学教学楼AC与实验楼BD的水平间距CD为18米,在实验楼顶部B点分别测得教学楼顶部A点的仰角为30°,底部C点的俯角为45°,求教学楼AC的高度.
21.(7分)某工厂每天生产A,B两种款式的布制环保购物袋共5000个,已知A种购物袋成本为2元/个,售价为2.4元/个;B种购物袋成本为2.8元/个,售价为3.4元/个.设该工厂每天生产A种购物袋x个,每天共需成本y元,共获利w元.
(1)求y与x之间的函数表达式;
(2)求w与x之间的函数表达式;
(3)如果该工厂每天最多投入成本12000元,那么每天最多获利多少元?
22.(7分)一个不透明的袋子中装有标号分别为2,3,4,5的四个小球,这些小球除标号数字外都相同.
(1)将袋子中的小球摇匀,然后从袋子中随机摸出一个小球,求摸到标号数字为偶数的小球的概率;
(2)小明和小华用这四个小球玩摸球游戏,规则是:将袋子中的小球摇匀,小明从袋子中随机摸出一个小球,记下标号数字后放回袋子里,然后再将袋子中的小球摇匀,小华此时从袋子中随机摸出一个小球,并记下标号数字.若两次摸到小球的标号数字都是奇数,则小明获胜;若两次摸到小球的标号数字都是偶数,则小华获胜;否则,视为平局.若为平局,继续上述游戏,直至分出胜负为止,请用列表法或画树状图的方法说明这个游戏规则对双方是否公平.
23.(8分)如图,△ABC内接于⊙O,AB为⊙O的直径,∠B=∠BAC,过点A作⊙O的切线与OC的延长线交于点P.
(1)求证:△OAC为等边三角形;
(2)若AC=8,求AP的长.
24.(10分)如图,抛物线y=x2+bx+c与y轴交于点C,与x轴交于A,B两点,点A在点B的左侧,点A的坐标为(﹣4,0),AO=4BO.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)若点E在x轴上,点P在抛物线上,是否存在以A,C,E,P为顶点且以AC为一边的平行四边形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
25.(12分)(1)问题发现
如图1,△ACB和△DCE均为等边三角形,点A、D、E在同一条直线上,连接BE.
填空:
①∠AEB的度数为 ;
②线段AD、BE之间的数量关系为 .
(2)拓展研究
如图2,△ACB和△DCE均为等腰直角三角形,∠ACB=∠DCE=90°,点A、D、E在同一条直线上,CM为△DCE中DE边上的高,连接BE,请判断∠AEB的度数及线段CM、AE、BE之间的数量关系,并说明理由.
(3)解决问题
如图3,在正方形ABCD中,CD=2,若点P满足PD=2,且∠BPD=90°,请直接写出点A到BP的距离.
2021年陕西省宝鸡市高新区中考数学一模试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(共10小题,每小题3分,计30分.每小题只有一个选项是符合题意的)
1.(3分)的相反数是( )
A. B. C. D.
【分析】一个数的相反数就是在这个数前面添上“﹣”号.﹣的相反数是.
【解答】解:﹣的相反数是.
故选:D.
2.(3分)已知∠A=75°,则∠A的补角等于( )
A.125° B.105° C.15° D.95°
【分析】根据补角的定义求解即可.
【解答】解:∠A的补角=180°﹣∠A=180°﹣75°=105°.
故选:B.
3.(3分)为了让市民出行更加方便,某市政府大力发展公共交通,2020年该市公共交通客运量约为1582000000人次,将1582000000用科学记数法表示应为( )
A.15.82×108 B.1.582×109 C.1.582×1010 D.158.2×107
【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≥10时,n是正整数;当原数的绝对值<1时,n是负整数.
【解答】解:1582000000=1.582×109.
故选:B.
4.(3分)若正比例函数y=4x的图象经过点A(2,3﹣m),则m的值为( )
A.6 B.﹣6 C.5 D.﹣5
【分析】根据正比例函数y=4x的图象经过点A(2,3﹣m),可以得到3﹣m=4×2,从而可以求得m的值.
【解答】解:∵正比例函数y=4x的图象经过点A(2,3﹣m),
∴3﹣m=4×2,
解得m=﹣5,
故选:D.
5.(3分)下列计算正确的是( )
A.a3+a3=a6 B.(xy3)2=x2y5
C.a6÷a2=a4 D.(3m+1)2=9m2+3m+1
【分析】根据合并同类项的法则判断A;根据积的乘方法则判断B;根据同底数幂的除法法则判断C;根据完全平方公式判断D.
【解答】解:A、a3+a3=2a3,计算错误,故本选项不符合题意;
B、(xy3)2=x2y6,计算错误,故本选项不符合题意;
C、a6÷a2=a4,计算正确,故本选项符合题意;
D、(3m+1)2=9m2+6m+1,计算错误,故本选项不符合题意;
故选:C.
6.(3分)如图,在△ABC中,∠A=60°,∠ABC=45°,BD平分∠ABC交AC于点D,BD的垂直平分线EF交AB于点E,交BC于点F,若AD=10,则AE的长为( )
A.5+5 B.5 C.5+6 D.6
【分析】过D点作DH⊥AB于H,连接DE,如图,根据线段垂直平分线的性质得到EB=ED,则∠EBD=∠EDB,再证明DE∥BC得到∠DEA=∠ABC=45°,接着计算出AH、DH,然后计算出HE,从而得到AE的长.
【解答】解:过D点作DH⊥AB于H,连接DE,如图,
∵EF垂直平分BD,
∴EB=ED,
∴∠EBD=∠EDB,
∵BD平分∠ABC,
∴∠EBD=∠CBD,
∴∠EDB=∠CBD,
∴DE∥BC,
∴∠DEA=∠ABC=45°,
在Rt△ADH中,∵∠A=60°,
∴AH=AD=×10=5,
∴DH=AH=5,
在Rt△DHE中,∵∠HED=45°,
∴HE=DH=5,
∴AE=AH+EH=5+5.
故选:A.
7.(3分)在平面直角坐标系中,将函数y=2x﹣1的图象向左平移1个单位长度,则平移后的图象与y轴的交点坐标为( )
A.(0,2) B.(0,﹣2) C.(0,1) D.(0,﹣1)
【分析】先求出该函数图象向左平移1个单位长度后的直线解析式,再令x=0,求出y的值即可.
【解答】解:∵将函数y=2x﹣1的图象向左平移1个单位长度的解析式为y=2(x+1)﹣1=2x+1,
∴当x=0时,y=1,
∴平移后与y轴的交点坐标为(0,1),
故选:C.
8.(3分)如图,在矩形ABCD中,AB=9,AD=12,对角线AC,BD相交于点O,过点O作OE⊥AC交AD于点E,则ED的长为( )
A. B. C.2 D.
【分析】连接CE,利用垂直平分线的性质可得EC=AE,设DE=x,利用勾股定理列出方程,结论可得.
【解答】解:连接EC,如图,
∵ABCD是矩形,
∴AO=OC.
∵EO⊥AC,
∴OE为线段AC的垂直平分线.
∴EC=AE.
设DE=x,则AE=12﹣x.
∴EC=12﹣x,
在Rt△ECD中,
∵EC2=DE2+DC2,
∴(12﹣x)2=x2+92.
解得:x=.
∴DE=.
故选:A.
9.(3分)如图,AB为⊙O的直径,CD为⊙O的弦,若∠CAB=51°,则∠ADC的度数为( )
A.45° B.35° C.42° D.39°
【分析】连接BD,由圆周角定理得出∠CDB=∠CAB=51°,∠ADB=90°,根据∠ADC=∠ADB﹣∠CDB求解可得答案.
【解答】解:如图,连接BD,
∴∠CDB=∠CAB=51°,
∵AB是⊙O的直径,
∴∠ADB=90°,
∴∠ADC=90°﹣∠CDB=39°,
故选:D.
10.(3分)在平面直角坐标系中,有两条抛物线关于原点中心对称,且它们的顶点相距10个单位长度,若其中一条抛物线的函数表达式为y=x2+8x+m,则m的值为( )
A.﹣13或﹣19 B.﹣13或﹣19 C.13或19 D.13或﹣19
【分析】根据题意,可以先求出抛物线的对称轴,再根据两条抛物线的顶点相距10个单位长度,即可得到顶点的纵坐标的绝对值,然后即可求得m的值.
【解答】解:∵y=x2+8x+m=(x+4)2﹣16+m,
∴该抛物线的对称轴是直线x=﹣4,
∵有两条抛物线关于原点中心对称,且它们的顶点相距10个单位长度,
∴顶点到原点的距离是5,
∴顶点的纵坐标的绝对值是:=3,
∴=±3,
解得m1=13,m2=19,
故选:C.
二、填空题(共4小题,每小题3分,计12分)
11.(3分)的算术平方根是 2 .
【分析】首先根据算术平方根的定义求出的值,然后再利用算术平方根的定义即可求出结果.
【解答】解:∵=4,
∴的算术平方根是=2.
故答案为:2.
12.(3分)正八边形一个内角的度数为 135° .
【分析】首先根据多边形内角和定理:(n﹣2)•180°(n≥3且n为正整数)求出内角和,然后再计算一个内角的度数.
【解答】解:正八边形的内角和为:(8﹣2)×180°=1080°,
每一个内角的度数为×1080°=135°.
故答案为:135°.
13.(3分)如图,直线y=﹣x+2与y轴交于点A,与反比例函数y=(k≠0)的图象交于点C,过点C作CB⊥x轴于点B,若AO=2BO,则反比例函数的表达式为 y=﹣ .
【分析】先求出点A的坐标,然后表示出AO、BO的长度,根据AO=2BO,求出点C的横坐标,代入直线解析式求出纵坐标,用待定系数法求出反比例函数解析式.
【解答】解:∵直线y=﹣x+2与y轴交于点A,
∴A(0,2),即OA=2,
∵AO=2BO,
∴OB=1,
∴点C的横坐标为﹣1,
∵点C在直线y=﹣x+2上,
∴点C(﹣1,3),
∴反比例函数的解析式为:y=﹣.
故答案为y=﹣.
14.(3分)如图,在矩形ABCD中,AB=6,BC=9,点P是矩形ABCD内一动点,且S△ABP=S△CDP,则PC+PD的最小值为 3 .
【分析】依据S△PAB=S△PCD,即可得出点P在BC的垂直平分线上,进而得到PB=PC,当点B,P,D在同一直线上时,BP+PD的最小值等于对角线BD的长,依据勾股定理求得BD的长,即可得到PC+PD的最小值为3.
【解答】解:∵点P是矩形ABCD内一动点,且S△PAB=S△PCD,AB=CD,
∴点P到AB的距离等于点P到CD的距离,
∴点P在BC的垂直平分线上,
∴PB=PC,
∴PC+PD=BP+PD,
当点B,P,D在同一直线上时,BP+PD的最小值等于对角线BD的长,
又∵AB=CD=6,BC=9,
∴对角线BD===3,
∴PC+PD的最小值为3,
故答案为:3.
三、解答题(共11小题,计78分.解答应写出过程)
15.(5分)计算:5×+(3﹣2π)0﹣|﹣2|.
【分析】直接利用零指数幂的性质以及绝对值的性质、立方根的性质分别化简得出答案.
【解答】解:原式=5×(﹣2)+1﹣(2﹣)
=﹣10+1﹣2+
=﹣11.
16.(5分)解分式方程:﹣1=.
【分析】分式方程去分母转化为整式方程,求出整式方程的解得到x的值,经检验即可得到分式方程的解.
【解答】解:去分母得:(x﹣3)2﹣x(x﹣3)=2x,
整理得:x2﹣6x+9﹣x2+3x=2x,
解得:x=,
检验:把x=代入得:x(x﹣3)=×(﹣)=﹣≠0,
则x=是分式方程的解.
17.(5分)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,用尺规在BC上求作一点P,使P到边AC,AB的距离相等(不写作法,保留作图痕迹).
【分析】根据角平分线的性质定理,作出∠CAB的角平分线即可.
【解答】解:如图,点P即为所求作.
18.(5分)如图,四边形ABCD是平行四边形,E,F是对角线BD上的两点,且BE=DF.求证:AF∥CE.
【分析】由SAS证明△ABF≌△CDE,由全等三角形的对应角相等得到∠AFB=∠CED,即可得出结论.
【解答】证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB∥CD,AB=CD,AD∥BC,AD=BC,
∴∠ABE=∠CDF,
在△ABF和△CDE中,
,
∴△ABF≌△CDE(SAS),
∴∠AFB=∠CED,
∴AF∥CE.
19.(7分)为响应市上的“创卫”号召,某校倡议学生利用双休日在各自社区参加义务劳动,为了了解同学们的劳动情况,学校随机调查了部分同学的劳动时间,并用得到的数据绘制了如图所示的两幅不完整的统计图.
请根据图中信息解答下列问题:
(1)将条形统计图补充完整;
(2)扇形统计图中“2小时”部分圆心角的度数为 64.8° ;
(3)求所有被调查的同学劳动时间的中位数和平均数.
【分析】(1)根据劳动1小时的人数和所占的百分比,可以计算出本次调查的人数,然后即可计算出劳动1.5小时的人数,然后即可将条形统计图补充完整;
(2)根据条形统计图中的数据,可以计算出扇形统计图中“2小时”部分圆心角的度数;
(3)根据条形统计图中的数据,可以得到所有被调查的同学劳动时间的中位数和平均数.
【解答】解:(1)本次调查的学生有:30÷30%=100(人),
劳动1.5小时的有:100﹣12﹣30﹣18=40(人),
补全的条形统计图如右图所示;
(2)扇形统计图中“2小时”部分圆心角的度数为:360°×=64.8°,
故答案为:64.8°;
(3)由统计图可知,
所有被调查的同学劳动时间的中位数是1.5小时,
平均数是:=1.32(小时),
即所有被调查的同学劳动时间的中位数是1.5小时,平均数是1.32小时.
20.(7分)如图,新华中学教学楼AC与实验楼BD的水平间距CD为18米,在实验楼顶部B点分别测得教学楼顶部A点的仰角为30°,底部C点的俯角为45°,求教学楼AC的高度.
【分析】过点B作BE⊥AC于点E,可得四边形ECDB是矩形,根据特殊角三角函数即可求出结果.
【解答】解:如图,过点B作BE⊥AC于点E,
则四边形ECDB是矩形,
∴EB=CD=18米,
在Rt△AEB中,∠ABE=30°,
∴AE=BE•tan30°=18×=6(米),
在Rt△BCE中,∠EBC=45°,
∴EC=EB=18米,
∴AC=AE+EC=(6+18)米.
答:教学楼AC的高度为(6+18)米.
21.(7分)某工厂每天生产A,B两种款式的布制环保购物袋共5000个,已知A种购物袋成本为2元/个,售价为2.4元/个;B种购物袋成本为2.8元/个,售价为3.4元/个.设该工厂每天生产A种购物袋x个,每天共需成本y元,共获利w元.
(1)求y与x之间的函数表达式;
(2)求w与x之间的函数表达式;
(3)如果该工厂每天最多投入成本12000元,那么每天最多获利多少元?
【分析】(1)根据题意,可以写出y与x的函数表达式;
(2)根据题意和题目中的数据,可以写出w与x的函数表达式;
(3)根据该厂每天最多投入成本12000元,可以得到x的取值范围,再根据一次函数的性质,即可得到每天最多获利多少元.
【解答】解:(1)由题意可得,
y=2x+2.8×(5000﹣x)=﹣0.8x+14000,
即y与x的函数关系式为y=﹣0.8x+14000;
(2)由题意可得,
w=(2.4﹣2)x+(3.4﹣2.8)×(5000﹣x)=﹣0.2x+3000,
即w关于x的函数关系式为w=﹣0.2x+3000;
(3)∵该厂每天最多投入成本10000元,
∴﹣0.8x+14000≤12000,
解得,x≥2500,
∵w=﹣0.2x+3000,k=﹣0.2,
∴w随x的增大而减小,
∴当x=2500时,w取得最大值,此时w=2500,
即每天最多获利2500元.
22.(7分)一个不透明的袋子中装有标号分别为2,3,4,5的四个小球,这些小球除标号数字外都相同.
(1)将袋子中的小球摇匀,然后从袋子中随机摸出一个小球,求摸到标号数字为偶数的小球的概率;
(2)小明和小华用这四个小球玩摸球游戏,规则是:将袋子中的小球摇匀,小明从袋子中随机摸出一个小球,记下标号数字后放回袋子里,然后再将袋子中的小球摇匀,小华此时从袋子中随机摸出一个小球,并记下标号数字.若两次摸到小球的标号数字都是奇数,则小明获胜;若两次摸到小球的标号数字都是偶数,则小华获胜;否则,视为平局.若为平局,继续上述游戏,直至分出胜负为止,请用列表法或画树状图的方法说明这个游戏规则对双方是否公平.
【分析】(1)根据四个球中偶数的个数,除以总个数得到所求概率即可;
(2)列表得出所有等可能的情况数,找出两次摸出标号数字同为奇数或偶数的情况数,分别求出两人获胜的概率,比较即可.
【解答】解:(1)∵不透明的袋子中装有标号分别为2,3,4,5的四个小球,摸到标号数字为偶数的小球有2种,
∴摸到标号数字为偶数的小球的概率是=;
(2)列表如下:
2
3
4
5
2
(2,2)
(2,3)
(2,4)
(2,5)
3
(3,2)
(3,3)
(3,4)
(3,5)
4
(4,2)
(4,3)
(4,4)
(4,5)
5
(5,2)
(5,3)
(5,4)
(5,5)
所有等可能的情况数有16种,其中小明、小华获胜的结果各有4种,
则小明获胜的概率是=,
小华获胜的概率是=,
∵=,
∴这个游戏规则对双方是公平的.
23.(8分)如图,△ABC内接于⊙O,AB为⊙O的直径,∠B=∠BAC,过点A作⊙O的切线与OC的延长线交于点P.
(1)求证:△OAC为等边三角形;
(2)若AC=8,求AP的长.
【分析】(1)先根据圆周角定理得到∠ACB=90°,再计算出∠BAC=60°,然后根据等边三角形的判定方法得到结论;
(2)先利用等边三角形的性质得到∠AOC=60°,OA=AC=8,再根据切线的性质得到∠OAP=90°,然后利用含30度的直角三角形三边的关系得到PA的长.
【解答】(1)证明:∵AB为⊙O的直径,
∴∠ACB=90°,
∴∠B+∠BAC=90°,
∵∠B=∠BAC,
∴∠BAC+∠BAC=90°,解得∠BAC=60°,
∵OA=OC,
∴△OAC为等边三角形;
(2)解:∵△OAC为等边三角形,
∴∠AOC=60°,OA=AC=8,
∵PA为切线,
∴OA⊥PA,
∴∠OAP=90°,
∴PA=OA=8.
24.(10分)如图,抛物线y=x2+bx+c与y轴交于点C,与x轴交于A,B两点,点A在点B的左侧,点A的坐标为(﹣4,0),AO=4BO.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)若点E在x轴上,点P在抛物线上,是否存在以A,C,E,P为顶点且以AC为一边的平行四边形?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)由A(﹣4,0),AO=4BO求出点B的坐标,再将A、B的坐标代入函数表达式列方程组,求待定系数b、c的值;
(2)存在以A,C,E,P为顶点且以AC为一边的平行四边形,且顶点P到x轴的距离等于点C到x轴的距离,由此列方程求出点P的纵坐标.
【解答】解:(1)∵A(﹣4,0),且AO=4BO,
∴OB=OA=1,
∴B(1,0).
把A(﹣4,0)、B(1,0)代入y=x2+bx+c,
得,解得,
∴抛物线的函数表达式为y=x2+x﹣3;
(2)存在.
由抛物线y=x2+x﹣3与y轴交于点C,得C(0,﹣3);
∵以A,C,E,P为顶点的平行四边形以AC为一边,
∴点P到x轴的距离与点C到x轴的距离相等.
如图1,点P在x轴的下方,
则x2+x﹣3=﹣3,
解得x1=﹣3,x2=0(不符合题意,舍去),
∴点P的坐标为(﹣3,﹣3),
如图2,点P在x轴的上方,
则x2+x﹣3=3,
解得x1=,x2=.
∴点P的坐标为(,3)或(,0).
综上所述,点P的坐标为(﹣3,﹣3)或(,3)或(,0).
25.(12分)(1)问题发现
如图1,△ACB和△DCE均为等边三角形,点A、D、E在同一条直线上,连接BE.
填空:
①∠AEB的度数为 60° ;
②线段AD、BE之间的数量关系为 AD=BE .
(2)拓展研究
如图2,△ACB和△DCE均为等腰直角三角形,∠ACB=∠DCE=90°,点A、D、E在同一条直线上,CM为△DCE中DE边上的高,连接BE,请判断∠AEB的度数及线段CM、AE、BE之间的数量关系,并说明理由.
(3)解决问题
如图3,在正方形ABCD中,CD=2,若点P满足PD=2,且∠BPD=90°,请直接写出点A到BP的距离.
【分析】问题发现:
(1)①由等边三角形的性质可得AC=BC,DC=CE,∠ACB=∠DCE=∠CDE=60°=∠CED,由“SAS”可证△ACD≌△BCE,可得AD=BE,∠ADC=∠CEB=120°
即可求∠AEB的度数;
(2)由全等三角形的性质可得AD=BE;
拓展研究:
(2)仿照(1)中的解法可求出∠AEB的度数,证出AD=BE;由△DCE为等腰直角三角形及CM为△DCE中DE边上的高可得CM=DM=ME,可得AE=2CH+BE;
解决问题:
(3)由题意可得点P在以D为圆心,2为半径的圆上,同时点P也在以BD为直径的圆上,即点P是两圆的交点,分两种情况讨论,由勾股定理可求BP,AH的长,即可求点A到BP的距离.
【解答】解:问题发现
(1)①∵△ACB和△DCE均为等边三角形,
∴AC=BC,DC=CE,∠ACB=∠DCE=∠CDE=60°=∠CED
∵点A、D、E在同一条直线上,
∴∠ADC=120°
∵∠ACB﹣∠DCB=∠DCE﹣∠DCB
∴∠ACD=∠BCE,且AC=BC,DC=CE
∴△ACD≌△BCE(SAS)
∴∠ADC=∠CEB=120°
∴∠ABE=∠CEB﹣∠CED=60°
②∵△ACD≌△BCE
∴AD=BE
故答案为:60°,AD=BE
(2)拓展研究:
猜想:①∠AEB=90°,②AE=BE+2CM.
理由:如图2,
∵△ACB和△DCE均为等腰直角三角形,
∴CA=CB,CD=CE,∠ACB=∠DCE=90°.
∴∠ACD=∠BCE.且AC=BC,CD=CE
∴△ACD≌△BCE(SAS).
∴AD=BE,∠ADC=∠BEC.
∵△DCE为等腰直角三角形,
∴∠CDE=∠CED=45°.
∵点A,D,E在同一直线上,
∴∠ADC=135°.
∴∠BEC=135°.
∴∠AEB=∠BEC﹣∠CED=90°.
∵CD=CE,CM⊥DE,
∴DM=ME.
∵∠DCE=90°,
∴DM=ME=CM.
∴AE=AD+DE=BE+2CM.
解决问题:
(3)∵点P满足PD=2,
∴点P在以D为圆心,2为半径的圆上,
∵∠BPD=90°,
∴点P在以BD为直径的圆上,
∴如图,点P是两圆的交点,
若点P在AD上方,连接AP,过点A作AH⊥BP,
∵CD=2=BC,∠BCD=90°
∴BD=4,
∵∠BPD=90°
∴BP==2
∵∠BPD=90°=∠BAD
∴点A,点B,点D,点P四点共圆
∴∠APB=∠ADB=45°,且AH⊥BP
∴∠HAP=∠APH=45°
∴AH=HP
在Rt△AHB中,AB2=AH2+BH2,
∴8=AH2+(2﹣AH)2,
∴AH=+1(不合题意),或AH=﹣1
若点P在CD的右侧,
同理可得AH=+1
综上所述:点A到BP的距离为:+1或﹣1
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