2021年陕西省西安四校联考中考数学一模试卷
展开1.(3分)的倒数是( )
A.B.﹣2021C.2021D.﹣
2.(3分)如图所示的几何体,其俯视图是( )
A.B.
C.D.
3.(3分)截止北京时间10月5日22点前,全球新冠肺炎累计确诊病例已超过35000000例,这个数字35000000可以用科学记数法表示为( )
A.0.35×108B.3.5×107C.35×108D.3.5×108
4.(3分)如图,将一个直角尺的顶点放在尺子的一边,若∠1=24°,那么∠2的度数是( )
A.24°B.56°C.66°D.76°
5.(3分)下列运算正确的是( )
A.3a2•2a3=6a5B.(﹣a2)3=a6
C.(a﹣b)2=a2﹣b2D.x2+x2=x4
6.(3分)在平面直角坐标系中,若一个正比例函数的图象经过A(m,2),点B(5,n)两点,则m,n一定满足的关系式为( )
A.m﹣n=3B.C.D.mn=10
7.(3分)如图,在等边△ABC中,作点C关于直线AB的对称点P,过点P作PQ⊥BC,交CB的延长线于点Q,BQ=5,则AC的长为( )
A.5B.5C.10D.15
8.(3分)如图,在矩形ABCD中,AB=4,FG=,AE平分∠BAD交BC于点E.点F,G分别是AD,AE的中点,则BC的长为( )
A.3B.5C.7D.8
9.(3分)如图是抛物线形拱桥,当拱顶离水面2m时,水面宽4m,若水面下降2.5m,那么水面宽度为( )m.
A.3B.6C.8D.9
10.(3分)若直线y=n截抛物线y=x2+bx+c所得线段AB=4,且该抛物线与x轴只有一个交点,则n的值为( )
A.﹣1B.2C.25D.4
二、填空题(共4小题,每小题3分,共12分)
11.(3分)把多项式3ax2﹣12a分解因式的结果是 .
12.(3分)如图,以正五边形ABCDE的边CD为边作正方形CDFH,使点F,H在其内部,连接FE,则∠DFE= .
13.(3分)如图,以平行四边形ABCO的顶点O为原点,边OC所在直线为x轴,建立平面直角坐标系,顶点C的坐标是(2,0),tan∠AOC=2,过点A的反比例函数y=的图象过BC边的中点D,则k的值是 .
14.(3分)已知矩形ABCD中有一点P,满足PA=1,PB=2,PC=3,则PD= .
三、解答题(共78分)
15.(5分)计算:﹣2sin60°.
16.(5分)化简:.
17.(5分)如图,已知△ABC,∠BAC=90°,请用尺规过点A作直线AD交BC于点D,使△ABD与△CAD相似(保留作图痕迹,不写作法).
18.(5分)如图,已知正方形ABCD,点E在边BC上,点F在CD的延长线上,且DF=BE,求证:AF⊥AE.
19.(7分)某中学数学兴趣小组为了了解参加数学学科节学生的年龄情况,随机抽取了其中部分学生的年龄,经过数据整理,绘制出不完整的统计图,依据相关信息解答以下问题:
(1)写出被抽取的学生人数 ,并补全条形统计图.
(2)被抽取的学生的年龄的众数是 岁,中位数是 岁.
(3)若共有600名学生参加了本次数学学科节活动,请估计活动中年龄在15岁及以上的学生人数.
20.(7分)如图,AB,CD为两栋建筑物,从建物CD顶端C处测得建筑物AB顶端A的俯角为22°,BM为此时阳光下建筑物AB在地面上的影子,且获知此时刻长为1米的标杆影长为1.1米,建筑物AB顶端A在地面上的影子M与墙角D的距离为10m(B、M、D在同一直线上),建筑物CD的高28米,求建筑物AB的高度.(结果保留一位小数)(参考数据:sin22°≈0.37,cs22°≈0.93,tan22°≈0.40)
21.(7分)早晨六点,小张开车去距出发地路程为150km的A地,车匀速行驶,在行驶过程中,前方发生交通事故,被堵了一些时间,事故处理后,小张提高速度,继续匀速前进;整个过程中小张出发后行驶的路程y(km)与其行驶时间x(h)的函数关系如图所示,根据图象回答下列问题:
(1)求小张提高速度后y与x的函数表达式;
(2)小张能否在早晨九点之前赶到A地?请说明理由.
22.(7分)周天,苗苗准备了5盒外包装完全相同的橡皮泥,准备和好朋友一起做手工,其中2盒红色,2盒黄色,1盒绿色.
(1)若苗苗随机打开一盒橡皮泥,恰巧是红色的概率是 ;
(2)若苗苗同时打开两盒橡皮泥,请你计算两盒颜色恰好相同的概率(请用画树状图或列表的方法求解).
23.(8分)已知二次函数y=x2+bx+c(a≠0)自变量x的值和它对应的函数值y如表所示:
(1)请写出关于该二次函数图象的相关信息:
抛物线解析式为 ;抛物线开口向 (填“上”或“下”);顶点坐标为 ;m的值为 .
(2)设该二次函数图象与x轴的左交点为B,它的顶点为A,该图象上点C的横坐标为4,求△ABC的面积.
24.(10分)如图,已知直线y=x﹣4与坐标轴分别交于点B、点C,二次函数y=﹣x2+2x的图象经过点C.
(1)求直线与抛物线的另一个交点A的坐标及线段AB的长;
(2)若点D在x轴的正半轴上,是否存在以点D,C,B构成的三角形与△OAB相似?若存在,求出点D的坐标;若不存在,请说明理由.
25.(12分)(1)如图1,在四边形ABCD中,已知AD∥BC,点M是CD的中点,连接AM并延长交BC的延长线于点E,若S四边形ABCD=10,那么S△ABE= .
(2)如图2,已知,锐角∠AOB内有一点M,过点M作直线l分别交OA,OB于点P、Q,将直线l绕点M旋转时,发现:当点M恰好是PQ中点时,S△OPQ最小,请证明这个结论.
(3)如图3,已知在直角坐标系中,OA是第一象限的角分线,∠MOx=30°,且OM=3,过点M作直线l交OA于点P,交x轴正半轴于点Q,求S△OPQ的最小值及此时直线l的表达式.
2021年陕西省西安四校联考中考数学一模试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(共10小题,每小题3分,共30分)
1.(3分)的倒数是( )
A.B.﹣2021C.2021D.﹣
【分析】直接利用倒数的定义得出答案.
【解答】解:的倒数是2021.
故选:C.
2.(3分)如图所示的几何体,其俯视图是( )
A.B.
C.D.
【分析】找到从上面看所得到的图形即可,注意所有的看到的棱都应表现在俯视图中.
【解答】解:从上面看是一个矩形,矩形的中间处有两条纵向的实线,实线的两旁有两条纵向的虚线.
故选:A.
3.(3分)截止北京时间10月5日22点前,全球新冠肺炎累计确诊病例已超过35000000例,这个数字35000000可以用科学记数法表示为( )
A.0.35×108B.3.5×107C.35×108D.3.5×108
【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.当原数绝对值大于或等于10时,n是正整数;当原数的绝对值小于1时,n是负整数.
【解答】解:35000000=3.5×107.
故选:B.
4.(3分)如图,将一个直角尺的顶点放在尺子的一边,若∠1=24°,那么∠2的度数是( )
A.24°B.56°C.66°D.76°
【分析】先根据两角互余的性质求出∠3的度数,再由平行线的性质即可得出结论.
【解答】解:如图,
∵∠1=24°,
∴∠3=90°﹣24°=66°,
∵直尺的两边互相平行,
∴∠2=∠3=66°.
故选:C.
5.(3分)下列运算正确的是( )
A.3a2•2a3=6a5B.(﹣a2)3=a6
C.(a﹣b)2=a2﹣b2D.x2+x2=x4
【分析】根据整式的运算法则即可求出答案.
【解答】解:(B)原式=﹣a6,故B错误.
(C)原式=a2﹣2ab+b2,故C错误.
(D)原式=2x2,故D错误.
故选:A.
6.(3分)在平面直角坐标系中,若一个正比例函数的图象经过A(m,2),点B(5,n)两点,则m,n一定满足的关系式为( )
A.m﹣n=3B.C.D.mn=10
【分析】设正比例函数解析式为y=kx(k≠0),再把A、B点的坐标代入得到mk=2,5k=n,然后消去k得到m、n的关系式.
【解答】解:设正比例函数解析式为y=kx(k≠0),
把A(m,2),点B(5,n)代入得mk=2,5k=n,
所以m•=2,
所以mn=10.
故选:D.
7.(3分)如图,在等边△ABC中,作点C关于直线AB的对称点P,过点P作PQ⊥BC,交CB的延长线于点Q,BQ=5,则AC的长为( )
A.5B.5C.10D.15
【分析】连接BP,根据等腰三角形的性质和轴对称的性质得到平PB=2BQ,从而求得答案.
【解答】解:连接PB,
∵△ABC是等边三角形,点C关于直线AB的对称点P,
∴BP=BC,∠PCB=∠BPC=30°,∠PBC=120°,
∴∠PBQ=60°,
∴∠QPB=30°,
∵PQ⊥BC,BQ=5,
∴BP=2BQ=2×5=10,
∴AC=BC=PB=10,
故选:C.
8.(3分)如图,在矩形ABCD中,AB=4,FG=,AE平分∠BAD交BC于点E.点F,G分别是AD,AE的中点,则BC的长为( )
A.3B.5C.7D.8
【分析】连接DE,由三角形中位线定理求出DE,再根据勾股定理求出CE,角平分线的性质得出△ABE是等腰有直角三角形,求出BE,从而求出BC.
【解答】
解:连接DE,
∵FG=且F、G分别为AD、AE中点,
∴FG是△ADE的中位线,
∴DE=2FG=5,
∵四边形ABCD为矩形,
∴CD=AB=4,
在△CDE中,CE==3,
∵AE平分∠BAD,四边形ABCD为矩形,
∴∠BAD=∠ABE=90°,
∴∠BAE=∠BAD=45°,
在△ABE中,∠AEB=90°﹣∠AEB=45°,
∴∠BAE=∠AEB=45°,
△ABE为等腰直角三角形,
∴BE=AB=4,
又∵CE=3,
∴BC=BE+CE=4+3=7.
故选:C.
9.(3分)如图是抛物线形拱桥,当拱顶离水面2m时,水面宽4m,若水面下降2.5m,那么水面宽度为( )m.
A.3B.6C.8D.9
【分析】根据已知确定平面直角坐标系,进而求出二次函数解析式,再通过把y=﹣2.5代入抛物线解析式得出水面宽度,即可得出答案.
【解答】解:建立平面直角坐标系,设横轴x通过AB,纵轴y通过AB中点O且通过C点,则通过画图可得知O为原点,
抛物线以y轴为对称轴,且经过A,B两点,OA和OB可求出为AB的一半2米,抛物线顶点C坐标为(0,2),
设顶点式y=ax2+2,把A点坐标(﹣2,0)代入得a=﹣0.5,
∴抛物线解析式为y=﹣0.5x2+2,
当水面下降2.5米,通过抛物线在图上的观察可转化为:
当y=﹣2.5时,对应的抛物线上两点之间的距离,也就是直线y=﹣2.5与抛物线相交的两点之间的距离,
可以通过把y=﹣2.5代入抛物线解析式得出:
﹣2.5=﹣0.5x2+2,
解得:x=±3,
∴水面宽度为3﹣(﹣3)=6(m).
故选:B.
10.(3分)若直线y=n截抛物线y=x2+bx+c所得线段AB=4,且该抛物线与x轴只有一个交点,则n的值为( )
A.﹣1B.2C.25D.4
【分析】由抛物线与x轴只有一个交点,得出b2﹣4c=0,设A、B的交点的横坐标为x1、x2,则x1+x2=﹣b,x1x2=c﹣n,由AB=4,即可得出(x1﹣x2)2=(x1+x2)﹣4x1x2=16,即可得出4n=16,解得n=4.
【解答】解:∵抛物线与x轴只有一个交点,
∴b2﹣4c=0,
设A、B的交点的横坐标为x1、x2,
∴x1、x2是方程x2+bx+c=n的两个根,
∴x1+x2=﹣b,x1x2=c﹣n,
∵AB=4,
∴|x1﹣x2|=4,
∴(x1﹣x2)2=(x1+x2)﹣4x1x2=16,
∴(﹣b)2﹣4(c﹣n)=16,即b2﹣4c+4n=16,
∴4n=16,
∴n=4,
故选:D.
二、填空题(共4小题,每小题3分,共12分)
11.(3分)把多项式3ax2﹣12a分解因式的结果是 3a(x+2)(x﹣2) .
【分析】先提公因式,再利用公式法进行因式分解.
【解答】解:3ax2﹣12a=3a(x2﹣4)=3a(x+2)(x﹣2),
故答案为:3a(x+2)(x﹣2).
12.(3分)如图,以正五边形ABCDE的边CD为边作正方形CDFH,使点F,H在其内部,连接FE,则∠DFE= 81° .
【分析】根据多边形的内角和公式可得∠CDE的度数,根据正方形的性质可得∠CDF=90°,再根据角的和差关系计算即可.
【解答】解:∠CDE=(5﹣2)×180°÷5=108°,
∠CDF=90°,
∴∠FDE=108°﹣90°=18°.
∵DE=DF,
∴∠DEF=∠DFE===81°.
故答案为:81°.
13.(3分)如图,以平行四边形ABCO的顶点O为原点,边OC所在直线为x轴,建立平面直角坐标系,顶点C的坐标是(2,0),tan∠AOC=2,过点A的反比例函数y=的图象过BC边的中点D,则k的值是 .
【分析】作AM⊥x轴于M,DN⊥x轴于N,解直角三角形表示出A、D的坐标,根据反比例函数图象上点的坐标特征得到k=a•2a=(2+)•a,解得a=,进而即可求得k的值.
【解答】解:∵四边形ABCO是平行四边形,
∴OA∥BC,OA=BC,
∴∠DCN=∠AOC,
∵tan∠AOC=2,
∴=2,=2,
∴设A(a,2a),
∴OM=a,AM=2a,
∵D是BC的中点,
∴DN=a,
∵CN=a,
∵顶点C的坐标是(2,0),
∴ON=2+a,
∴D(2+,a),
∵过点A的反比例函数y=的图象过BC边的中点D,
∴k=a•2a=(2+)•a,
解得a=或a=0(舍去),
∴k=a•2a=,
故答案为.
14.(3分)已知矩形ABCD中有一点P,满足PA=1,PB=2,PC=3,则PD= .
【分析】由ABCD是矩形,过P作GH∥BC交AB、CD于点G、H,过P作EF∥AB交AD、BC于点E、F,在所形成的直角三角形中,由勾股定理得出AP2+CP2=BP2+DP2,从而求出DP.
【解答】解:过点P作GH∥BC交AB、CD于点G、H,
过P作EF∥AB交AD、BC于点E、F,
设AE=BF=c,AG=DH=a,
GB=HC=b,ED=FC=d,
∴AP2=a2+c2,
CP2=b2+d2,
BP2=b2+c2,
DP2=d2+a2,
∵AP=1,BP=2,CP=3,
∴AP2+CP2=BP2+DP2,
1+9=4+DP2,
DP2=6,
DP=.
故答案为:.
三、解答题(共78分)
15.(5分)计算:﹣2sin60°.
【分析】要根据实数的运算法则进行计算.
【解答】解:原式=2+2﹣2×
=2+2﹣
=+2.
16.(5分)化简:.
【分析】原式括号中两项通分并利用同分母分式的减法法则计算,同时利用除法法则变形,约分即可得到结果.
【解答】解:原式=[﹣]•
=•
=﹣•
=﹣.
17.(5分)如图,已知△ABC,∠BAC=90°,请用尺规过点A作直线AD交BC于点D,使△ABD与△CAD相似(保留作图痕迹,不写作法).
【分析】过点A作AD⊥BC于D,直线AD即为所求作.
【解答】解:如图,直线AD即为所求作.
18.(5分)如图,已知正方形ABCD,点E在边BC上,点F在CD的延长线上,且DF=BE,求证:AF⊥AE.
【分析】根据正方形的性质得到∠B=∠ADF=90°,AD=AB,求出∠ADF,根据SAS即可推出答案,再利用全等三角形的性质解答即可.
【解答】证明:由正方形ABCD,得 AB=AD,∠B=∠ADF=∠BAD=90°.
在△ABE和△ADF中,
.
∴△ABE≌△ADF(SAS).
∴∠BAE=∠FAD,AE=AF.
∴∠BAD=∠BAE+∠EAD=∠FAD+∠EAD=90°.
即∠EAF=90°.
∴AF⊥AE.
19.(7分)某中学数学兴趣小组为了了解参加数学学科节学生的年龄情况,随机抽取了其中部分学生的年龄,经过数据整理,绘制出不完整的统计图,依据相关信息解答以下问题:
(1)写出被抽取的学生人数 50 ,并补全条形统计图.
(2)被抽取的学生的年龄的众数是 15 岁,中位数是 14 岁.
(3)若共有600名学生参加了本次数学学科节活动,请估计活动中年龄在15岁及以上的学生人数.
【分析】(1)根据12岁的人数和所占的百分比,可以计算出本次被抽查的学生人数,然后即可计算出户14岁和16岁的人数,从而可以将条形统计图补充完整;
(2)根据条形统计图中的数据,可以得到被抽取的学生的年龄的众数和中位数;
(3)根据统计图中的数据,可以计算出活动中年龄在15岁及以上的学生人数.
【解答】解:(1)被抽取的学生人数:6÷12%=50,
故答案为:50,
14岁的学生有:50×28%=14(人),
16岁的学生有50﹣6﹣10﹣14﹣18=2(人),
补全的条形统计图如右图所示;
(2)由条形统计图可知,
被抽取的学生的年龄的众数是15岁,中位数是14岁,
故答案为:15,14;
(3)600×=240(人),
即估计活动中年龄在15岁及以上的学生有240人.
20.(7分)如图,AB,CD为两栋建筑物,从建物CD顶端C处测得建筑物AB顶端A的俯角为22°,BM为此时阳光下建筑物AB在地面上的影子,且获知此时刻长为1米的标杆影长为1.1米,建筑物AB顶端A在地面上的影子M与墙角D的距离为10m(B、M、D在同一直线上),建筑物CD的高28米,求建筑物AB的高度.(结果保留一位小数)(参考数据:sin22°≈0.37,cs22°≈0.93,tan22°≈0.40)
【分析】过点A作AN⊥CD于点N,则四边形ABDN是矩形,设AB=x,则DN=x,根据此时刻长为1米的标杆影长为1.1米,可得AB:BM=1:1.1,所以BM=1.1x(米),可得AN=BD=BM+MD=(1.1x+10)米,CN=CD﹣DN=(28﹣x)米,根据锐角三角函数即可求出x的值.
【解答】解:如图,过点A作AN⊥CD于点N,
则四边形ABDN是矩形,
∴AB=DN,AN=BD,
设AB=x,
则DN=x,
∵此时刻长为1米的标杆影长为1.1米,
∴AB:BM=1:1.1,
∴BM=1.1x(米),
∴AN=BD=BM+MD=(1.1x+10)米,
CN=CD﹣DN=(28﹣x)米,
在Rt△ACN中,
tan∠CAN=,
∴≈0.40,
解得x≈16.7,
∴AB≈16.7(米).
答:建筑物AB的高度约为16.7米.
21.(7分)早晨六点,小张开车去距出发地路程为150km的A地,车匀速行驶,在行驶过程中,前方发生交通事故,被堵了一些时间,事故处理后,小张提高速度,继续匀速前进;整个过程中小张出发后行驶的路程y(km)与其行驶时间x(h)的函数关系如图所示,根据图象回答下列问题:
(1)求小张提高速度后y与x的函数表达式;
(2)小张能否在早晨九点之前赶到A地?请说明理由.
【分析】(1)根据函数图象中的数据,可以得到小张提高速度后y与x的函数表达式;
(3)将y=150代入(1)中的函数解析式,求出对应的x的值,然后即可得到小张能否在九点之前赶到A地.
【解答】解:(1)由图可知,
设小张提速后y与x的函数表达式为y=kx+b(k≠0),
∴,
解得:,
即小张提速后y与x的函数表达式为y=60x﹣40;
(3)小张不能在九点前赶到A地,
理由:当y=150时,
150=60x﹣40,
解得,x=,
∵>9﹣6,
∴小张不能在九点前赶到某地.
22.(7分)周天,苗苗准备了5盒外包装完全相同的橡皮泥,准备和好朋友一起做手工,其中2盒红色,2盒黄色,1盒绿色.
(1)若苗苗随机打开一盒橡皮泥,恰巧是红色的概率是 ;
(2)若苗苗同时打开两盒橡皮泥,请你计算两盒颜色恰好相同的概率(请用画树状图或列表的方法求解).
【分析】(1)利用概率公式求解即可;
(2)列表得出所有等可能结果,从中找到符合条件的结果数,再根据概率公式求解即可.
【解答】解:(1)若苗苗随机打开一盒橡皮泥,恰巧是红色的概率是,
故答案为:;
(2)列表如下:
由表知,共有20种等可能结果,其中两盒颜色恰好相同的有4种结果,
所以两盒颜色恰好相同的概率为=.
23.(8分)已知二次函数y=x2+bx+c(a≠0)自变量x的值和它对应的函数值y如表所示:
(1)请写出关于该二次函数图象的相关信息:
抛物线解析式为 y=x2﹣4x+3 ;抛物线开口向 上 (填“上”或“下”);顶点坐标为 (2,﹣1) ;m的值为 3 .
(2)设该二次函数图象与x轴的左交点为B,它的顶点为A,该图象上点C的横坐标为4,求△ABC的面积.
【分析】(1)根据表格中的数据和二次函数的性质,可以得到该二次函数图象的开口方向、对称轴、顶点坐标和m的值;
(2)根据表格中的数据和题意,可以写出点B、点A和点C的坐标,再求出直线AC和x轴的交点,即可得到△ABC的面积.
【解答】解:(1)由表格可知,x=1和x=3时的函数值相同,都是0,
∴对称轴为直线x==2,
∴当x=4和x=0时的函数值相等,则m=3,顶点为(2,﹣1),
设抛物线的解析式为y=a(x﹣2)2﹣1,
把(0,3)代入得,3=4a﹣1,则a=1,
∴抛物线解析式为y=x2﹣4x+3,
即该二次函数图象的开口方向向上,
故答案为y=x2﹣4x+3,上,(2,﹣1),3;
(2)由题意可得,
点B的坐标为(1,0),点A的坐标为(2,﹣1),点C的坐标为(4,3),
设直线AC的函数解析式为y=kx+b,
∴,得,
所以直线AC的函数解析式为y=2x﹣5,
当y=0时,0=2x﹣5,得x=2.5,
则直线AC与x轴的交点为(2.5,0),
故△ABC的面积是:=3.
24.(10分)如图,已知直线y=x﹣4与坐标轴分别交于点B、点C,二次函数y=﹣x2+2x的图象经过点C.
(1)求直线与抛物线的另一个交点A的坐标及线段AB的长;
(2)若点D在x轴的正半轴上,是否存在以点D,C,B构成的三角形与△OAB相似?若存在,求出点D的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)由直线y=x﹣4与坐标轴分别交于点B、点C,求出点B、C的坐标,由y=x﹣4与y=﹣x2+2x组成方程组,求得方程组的解即可求得点A的坐标,再由点A、B的坐标根据勾股定理,求出线段AB的长;
(2)由OB=OC=4,∠BOC=90°,可得∠BCD=∠ABO=135°,若△BCD与△OAB相似,则∠BCD与∠ABO一定是对应角,点D一定在OC的延长线上,再根据相似三角形的对应边成比例列出方程,即可求出线段CD的长,从而求得点D的坐标.
【解答】解:(1)∵直线y=x﹣4与y轴、x轴分别交于点B、点C,
∴B(0,﹣4),C(4,0).
由,得,,
∴A(﹣2,﹣6),
∴AB==2;
(2)存在.
∵OB=OC=4,∠BOC=90°,
∴BC==2,∠OBC=∠OCB=45°,
∴∠BCD=∠ABO=135°,
如图1,当∠CBD=∠BOA时,则△CBD∽△BOA,
∴,
∴,
解得CD=4,
∴OD=4+4=8,
∴D(8,0);
如图2,当∠CBD=∠BAO时,则△CBD∽△BAO,
∴,
∴,
解得DC=8,
∴OD=4+8=12,
∴D(12,0).
综上所述,点D的坐标为(8,0)或(12,0).
25.(12分)(1)如图1,在四边形ABCD中,已知AD∥BC,点M是CD的中点,连接AM并延长交BC的延长线于点E,若S四边形ABCD=10,那么S△ABE= 10 .
(2)如图2,已知,锐角∠AOB内有一点M,过点M作直线l分别交OA,OB于点P、Q,将直线l绕点M旋转时,发现:当点M恰好是PQ中点时,S△OPQ最小,请证明这个结论.
(3)如图3,已知在直角坐标系中,OA是第一象限的角分线,∠MOx=30°,且OM=3,过点M作直线l交OA于点P,交x轴正半轴于点Q,求S△OPQ的最小值及此时直线l的表达式.
【分析】(1)根据可以求得△ADE≌△FCE,就可以得出S△ADE=S△FCE就可以得出结论.
(2)过点M作EF交AO于点E,交BO于点F,过点P作PG∥OB交EF于点G,利用(1)中结论可说明当M为PQ中点时S△OPQ最小.
(3)由(2)可知,当点M为PQ中点时,S△OPQ值最小.过点M作MR⊥x轴于点R,过点P作PS⊥x轴于点S,由∠MOx=30°,可求点M坐标.由MQ∥PS,可证△MQR~△PQS,则,得PS=3,由直线y=x可求得点P坐标为(3,3),进而可得直线l的解析式,最后求出OQ的长利用三角形面积公式即可求S△OPQ的最小值.
【解答】解:(1)∵AD∥BC,
∴∠ADE=∠FCE,
在△ADE与△FCE中,
,
∴△ADE≌△FCE(ASA),
∴S△ADE=S△FCE,
∴S四边形ABCD=S四边形ABCE+S△ADE=S四边形ABCE+S△FCE=S△ABF,
∵S四边形ABCD=10,
∴S△ABE=10,
故答案为:10.
(2)过点M作EF交AO于点E,交BO于点F,过点P作PG∥OB交EF于点G,如答图1.
设MF<ME,由(1)可得,
当M为PQ中点时,可证明△MPG≌△MQF.
∴S四边形POFG=S△OPQ,
∵S四边形POFG<S△EOF,
∴S△OPQ<S△EOF.
故结论得证.
(3)由(2)可知,当点M为PQ中点时,S△OPQ值最小.
过点M作MR⊥x轴于点R,过点P作PS⊥x轴于点S,如答图2.
∵∠MOx=30°,OM=3.
∴MR=OM=,
OR=cs30°•OM=.
∴点M坐标为(,).
∵MQ∥PS,
∴△MQR~△PQS,
∴,
∴PS=2MR=3.
又直线OA表达式为y=x,把y=3代入得x=3,
∴点P坐标为(3,3).
设直线l的表达式为y=kx+b,
∴,解得.
∴直线l的表达式为y=(2+)x﹣3﹣3.
令y=0,则x=3﹣3.
即OQ=3﹣3.
∴S△OPQ=•OQ•PS
=
=.
故S△OPQ的面积最小为,此时直线l的表达式为y=(2+)x﹣3﹣3.
x
…
0
1
2
3
4
…
y
…
3
0
﹣1
0
m
…
红
红
黄
黄
绿
红
(红,红)
(黄,红)
(黄,红)
(绿,红)
红
(红,红)
(黄,红)
(黄,红)
(绿,红)
黄
(红,黄)
(红,黄)
(黄,黄)
(绿,黄)
黄
(红,黄)
(红,黄)
(黄,黄)
(绿,黄)
绿
(红,绿)
(红,绿)
(黄,绿)
(黄,绿)
x
…
0
1
2
3
4
…
y
…
3
0
﹣1
0
m
…
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