2021年江苏省南京市鼓楼区中考数学一模试卷
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一、选择题(本大题共6小题,每小题2分,共12分在每小题所给出的四个选项中,恰有一项是符合题目要求的,请将正确选项的字母代号填涂在答题卡相应位置上)
1.(2分)计算|﹣2×4×0.25|的结果是( )
A.﹣4 B.﹣2 C.2 D.4
2.(2分)计算(ab3)2的结果是( )
A.2ab3 B.ab6 C.a2b5 D.a2b6
3.(2分)根据国家电影局发布的数据显示,2021年2月11日(除夕)至17日(正月初六),全国电影票房达7822000000元,刷新了春节档全国电影票房纪录,用科学记数法表示7822000000是( )
A.78.22×108 B.7.822×109
C.7.822×1010 D.0.7822×1010
4.(2分)已知A=x2+a,B=2x,若对于所有的实数,A的值始终比B的值大,则a的值可能是( )
A.﹣1 B.0 C.1 D.2
5.(2分)数轴上A、B、C三点分别对应实数a、b、c,点A、C关于点B对称,若a=,b=4,则下列各数中,与c最接近的数是( )
A.4 B.4.5 C.5 D.5.5
6.(2分)如图,把直径为60cm的圆形车轮(⊙O)在水平地面上沿直线l无滑动地滚动一周,设初始位置的最低点为P,则下列说法错误的是( )
A.当点P离地面最高时,圆心O运动的路径的长为30πcm
B.当点P再次回到最低点时,圆心O运动的路径的长为60πcm
C.当点P第一次到达距离地面15cm的高度时,圆心O运动的路径的长为7.5πcm
D.当点P第二次到达距离地面30cm的高度时,圆心O运动的路径的长为45πcm
二、填空题(本大题共10小题,每小题2分,共20分。不需写出解答过程,请把答案直接填写在答题卡相应的位置上)
7.(2分)4的平方根是 ,27的立方根是 .
8.(2分)若分式的值为零,则x的值为 .
9.(2分)方程x2=3x的解为: .
10.(2分)已知反比例函数y=的图象经过点(﹣1,4),则k= .
11.(2分)计算的结果是 .
12.(2分)某校国旗护卫队有5名学生,身高(单位:cm)分别为173、174、174、174、175,则这5名学生身高的方差为 cm2.
13.(2分)如图,五边形ABCDE是正五边形,过点B作AB的垂线交CD于点F,则∠C﹣∠1= °.
14.(2分)如图,点O是△ABC的外心,OD⊥AB,OE⊥AC,垂足分别为D、E,点M、N分别是OD、OE的中点,连接MN,若MN=2,则BC= .
15.(2分)如图,在平面直角坐标系中,直线经过点(1,),且与x轴的夹角为30°,则直线l与坐标轴所围成的三角形的周长是 .
16.(2分)已知二次函数y=(x﹣m)2﹣1(m为常数),如果当自变量x分别取﹣3,﹣1,1时,所对应的y值只有一个小于0,那么m的取值范围是 .
三、解答题(本大题共11小题,共88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)
17.(7分)解不等式<1.
18.(7分)计算:.
19.(7分)某车间生产一种零件,该零件由甲乙两种配件组成,现有7名工人,每人每天可制作甲配件900个或者乙配件1200个.应怎样安排人力,才能使每天制作的甲乙配件的个数相等?
20.(7分)如表是某地某个月中午12时的气温(单位:℃)的统计数据.
某地某个月中午12时的气温频数分布表
组别
气温分组
频数
1
12≤x<16
1
2
16≤x<20
5
3
20≤x<24
6
4
24≤x<28
8
5
28≤x<32
10
方法指导
数据分组后,一个小组的组中值是指这个小组的两个端点的数的平均数,例如:第1小组12≤x<16的组中值为=14.根据频数分布表求加权平均数时,统计中常用各组的组中值代表各组的实际数据,把各组的频数看作相应组中值的权.
根据统计的数据,回答下列问题:
(1)该地该月中午12时的气温的中位数落在第 组内;
(2)求该地该月中午12时的平均气温.
21.(7分)一只不透明的袋子中装有1个红球和若干个白球,这些球除颜色外都相同,摇匀后从中任意摸出2个球.
(1)若这个袋子中共有4个球,求摸出红球的概率;
(2)若这个袋子中共有n(n>1且n为正整数)个球,则摸出红球的概率是 (用含n的代数式表示).
22.(8分)已知关于x的方程mx2+(m﹣1)x﹣1=0(m为常数).
(1)求证:不论m为何值,该方程总有实数根;
(2)若该方程有两个实数根x1、x2,求x1+x2+x1x2的值.
23.(8分)如图,矩形ABCD的对角线AC、BD相交于点O,点E与点O关于CD对称.
(1)连接CE、DE,求证:四边形CEDO是菱形;
(2)若AB=2,∠AOB=60°,求点E、O之间的距离.
24.(8分)如图,为测量直立在建筑物AB上的广告牌AC的高度,小莉在地面上D的处测得A的仰角为31°,然后她沿正对建筑物方向前进了10m到达E处,此时测试A、C的仰角分别为45°、52°,求广告牌AC的高度.(参考数据:sin31°≈0.52,cos31°≈0.86,tan31°≈0.60,sin52°≈0.79,cos52°≈0.62,tan52°≈1.28.)
25.(8分)某宾馆有8位旅客要在当日上午10点前到达火车站,他们上午9点出发,唯一可以利用的交通工具只有一辆汽车,但这辆汽车连同司机在内最多能乘坐5人,司机需要分两批接送旅客,接送第一批旅客的同时,让其余旅客步行前往,汽车到达火车站后,立即返回接送第二批步行的旅客.在整个过程中,汽车行驶的速度始终不变,旅客上下车的时间忽略不计.设汽车从宾馆出发xh后,汽车和第二批旅客分别到达离宾馆y1km,y2km的地方,图中的折线OABC表示y1与x之间的函数关系,折线OBC表示y2与x之间的函数关系.
(1)宾馆与火车站相距 km,第二批旅客的步行速度是 km/h;
(2)解释图中点B的实际意义;
(3)第二批旅客能否在上午10点前到达火车站?如果能,请说明理由;如果不能,汽车在接到第二批旅客后至少提速多少才能保证不晚于10点到达?
26.(9分)如图①,△ABC的内切圆⊙与AB、BC、AC分别相切于点D、E、F,DO、EO、FO的延长线分别交⊙O于点G、H、I,过点G、H、I分别作AB、BC、AC的平行线,从△ABC上截得六边形JKMNPQ.通常,在六边形中,我们把相间两个内角的内角称为六边形的对角,把相邻两角的夹边和它们的对角的夹边称为六边形的对边.
(1)求证:六边形JKMNPQ的对角相等;
(2)小明在完成(1)的证明后继续探索,如图②,连接OJ、OM、ON、OQ,他发现△DOM≌△GOQ、△DON≌△GOJ,于是猜想六边形JKMNPQ的对边也相等.请你证明他的发现与猜想.
27.(12分)【问题提出】为了保持室内空气的清新,某仓库的自动换气窗采用了以下设计:
如图①,窗子的形状是一个五边形,它可看作是由一个矩形ABCD和一个△CDE组成,该窗子关闭时可以完全密封,根据室内的温度和湿度也可以自动打开窗子上的通风口换气.通风口是一个矩形形状的联动装置,顶点P、只能在边框AB上滑动,顶点M、N可在其它边框上滑动,联动装置的四边都是长度可自动伸缩的金属杆,当金属杆MN上下移动时,其他金属杆也随之移动,图①、图②是通风口打开时的两种不同情况,试确定金属杆MN的位置,使通风口(矩形PQNM)面积最大.
设窗子的边框AB、AD分别为am,bm,窗子的高度(窗子的最高点到边框AB的距离)为cm.
【初步探究】
(1)若a=2,b=1,c=2(即点E到AB的距离为2),MN与AB之间的距离为xm,通风口的面积为ym2.
①分别求出当0≤x≤1和1≤x≤2时y与x之间的函数表达式;
②金属杆MN移动到什么位置时,通风口面积最大,最大面积是多少?
【深入探究】
(2)若金属杆MN移动到高于CD所在位置的某一处时通风口面积达到最大值.
①c需要满足的条件是 ,通风口的最大面积是 m2.(用含a、b、c的代数式表示)
②用直尺和圆规在图③中作出通风口面积最大金属杆MN所在的位置.(保留作图痕迹,不写作法)
(3)若将窗子的上部分边框改为以AB的中点O为圆心的圆弧(CD)形状(如图④所示),其他条件不变,金属杆MN移动到什么位置时,通风口面积最大.(直接写出答案,不必说明理由)
2021年江苏省南京市鼓楼区中考数学一模试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本大题共6小题,每小题2分,共12分在每小题所给出的四个选项中,恰有一项是符合题目要求的,请将正确选项的字母代号填涂在答题卡相应位置上)
1.(2分)计算|﹣2×4×0.25|的结果是( )
A.﹣4 B.﹣2 C.2 D.4
【分析】利用有理数的乘法法则,以及绝对值的代数意义计算即可求出值.
【解答】解:原式=|﹣2×4×|=|﹣2|=2.
故选:C.
2.(2分)计算(ab3)2的结果是( )
A.2ab3 B.ab6 C.a2b5 D.a2b6
【分析】根据积的乘方等于乘方的积,可得答案.
【解答】解:原式=a2b6,
故选:D.
3.(2分)根据国家电影局发布的数据显示,2021年2月11日(除夕)至17日(正月初六),全国电影票房达7822000000元,刷新了春节档全国电影票房纪录,用科学记数法表示7822000000是( )
A.78.22×108 B.7.822×109
C.7.822×1010 D.0.7822×1010
【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:7822000000=7.822×109.
故选:B.
4.(2分)已知A=x2+a,B=2x,若对于所有的实数,A的值始终比B的值大,则a的值可能是( )
A.﹣1 B.0 C.1 D.2
【分析】本题只需根据题意列出一元二次不等式,解出不等式即可.
【解答】解:由题可得:∵A的值始终比B的值大,
∴有x2+a>2x,
即x2﹣2x+a>0,∀x∈R,
即y=x2﹣2x+a的函数图像与x轴无交点,
∴△=4﹣4a<0,
∴a>1.
故选:D.
5.(2分)数轴上A、B、C三点分别对应实数a、b、c,点A、C关于点B对称,若a=,b=4,则下列各数中,与c最接近的数是( )
A.4 B.4.5 C.5 D.5.5
【分析】先求得AB的长度,根据点A、C关于点B对称,即可得出BC的长,再用BC的长度加上4可得出点C所对应的实数.
【解答】解:∵A、B两点对应的实数是和4,
∴AB=4﹣,
∵点A与点C关于点B对称,
∴BC=4﹣,
∴点C所对应的实数是4+4﹣=8﹣≈4.
故选:A.
6.(2分)如图,把直径为60cm的圆形车轮(⊙O)在水平地面上沿直线l无滑动地滚动一周,设初始位置的最低点为P,则下列说法错误的是( )
A.当点P离地面最高时,圆心O运动的路径的长为30πcm
B.当点P再次回到最低点时,圆心O运动的路径的长为60πcm
C.当点P第一次到达距离地面15cm的高度时,圆心O运动的路径的长为7.5πcm
D.当点P第二次到达距离地面30cm的高度时,圆心O运动的路径的长为45πcm
【分析】圆心O运动的路径等于圆上的点滚动的距离,利用弧长公式即可得到答案.
【解答】解:直径为60cm的圆,周长为60πcm,
A、当点P离地面最高时,圆心O运动的路径的长为60π×=30π(cm),故A不符合题意;
B、当点P再次回到最低点时,圆心O运动的路径的长即是圆的周长60πcm,故B不符合题意;
C、当点P第一次到达距离地面15cm的高度时,圆上的点滚动的距离是60°圆心角所对的弧长,即60π×=10π(cm),故C符合题意;
D、当点P第二次到达距离地面30cm的高度时,圆上的点滚动的距离是270°圆心角所对的弧长,即60π×=45π(cm),故D不符合题意.
故选:C.
二、填空题(本大题共10小题,每小题2分,共20分。不需写出解答过程,请把答案直接填写在答题卡相应的位置上)
7.(2分)4的平方根是 ±2 ,27的立方根是 3 .
【分析】利用平方根、立方根定义计算即可求出值.
【解答】解:4的平方根是±2,27的立方根是3.
故答案为:±2,3.
8.(2分)若分式的值为零,则x的值为 1 .
【分析】分式的值为0的条件是分子为0,分母不能为0,据此可以解答本题.
【解答】解:,
则x﹣1=0,x+1≠0,
解得x=1.
故若分式的值为零,则x的值为1.
9.(2分)方程x2=3x的解为: x1=0,x2=3 .
【分析】首先把方程移项,把方程的右边变成0,然后对方程左边分解因式,根据几个式子的积是0,则这几个因式中至少有一个是0,即可把方程转化成一元一次方程,从而求解.
【解答】解:移项得:x2﹣3x=0,
即x(x﹣3)=0,
于是得:x=0或x﹣3=0.
则方程x2=3x的解为:x1=0,x2=3.
故答案是:x1=0,x2=3.
10.(2分)已知反比例函数y=的图象经过点(﹣1,4),则k= ﹣4 .
【分析】坐标代入函数关系式即可.
【解答】解:∵反比例函数y=的图象经过点(﹣1,4),
∴k=﹣4.
故答案为:﹣4.
11.(2分)计算的结果是 .
【分析】先分母有理化,然后合并即可.
【解答】解:原式=﹣
=﹣
=.
故答案为.
12.(2分)某校国旗护卫队有5名学生,身高(单位:cm)分别为173、174、174、174、175,则这5名学生身高的方差为 0.4 cm2.
【分析】先求出这组数据的平均数,再根据方差公式进行计算即可.
【解答】解:这组数据的平均数是:(173+174+174+174+175)=174(cm),
则这5名学生身高的方差为×[(173﹣174)2+3×(174﹣174)2+(175﹣174)2]=0.4(cm2).
故答案为:0.4.
13.(2分)如图,五边形ABCDE是正五边形,过点B作AB的垂线交CD于点F,则∠C﹣∠1= 54 °.
【分析】利用多边形的内角和定理可得∠A=∠ABC=∠C=∠D=∠E==108°,由BF⊥AB,可得∠CBF的度数,利用三角形的内角和定理可得∠1,易得结果.
【解答】解:∵五边形ABCDE是正五边形,
∴∠A=∠ABC=∠C=∠D=∠E==108°,
∵BF⊥AB,
∴∠ABF=90°,
∴∠CBF=∠ABC﹣∠ABF=108°﹣90°=18°,
∴∠1=180°﹣∠C﹣∠CBF=180°﹣108°﹣18°=54°,
∴∠C﹣∠1=108°﹣54°=54°,
故答案为:54.
14.(2分)如图,点O是△ABC的外心,OD⊥AB,OE⊥AC,垂足分别为D、E,点M、N分别是OD、OE的中点,连接MN,若MN=2,则BC= 8 .
【分析】连接DE,由点O是△ABC的外心,OD⊥AB,OE⊥AC得到DE是△ABC的中位线,根据三角形中位线定理即可求得BC.
【解答】解:连接DE,
∵O是△ABC的外心,OD⊥AB,OE⊥AC,
∴AD=BD,AE=CE,
∴DE=BC,
∴BC=2DE,
∵M、N分别是OD、OE的中点,
∴MN=DE,
∴DE=2MN,
∴BC=4MN,
∵MN=2,
∴BC=8,
故答案为:8.
15.(2分)如图,在平面直角坐标系中,直线经过点(1,),且与x轴的夹角为30°,则直线l与坐标轴所围成的三角形的周长是 4+4 .
【分析】先求得直线l的解析式,即可求得直线与坐标轴的交点坐标,解直角三角形求得AB,进而即可求得直线l与坐标轴所围成的三角形的周长.
【解答】解:∵直线经过点(1,),且与x轴的夹角为30°,
∴y=﹣x+b,
∴=﹣+b,
∴b=,
∴直线l为:y=﹣x+,
令x=0,则y=;令y=0,则x=4,
∴直线与坐标轴的交点为A(4,0),B(0,),
∴AB===,
∴直线l与坐标轴所围成的三角形的周长=4++=4+4,
故答案为4+4.
16.(2分)已知二次函数y=(x﹣m)2﹣1(m为常数),如果当自变量x分别取﹣3,﹣1,1时,所对应的y值只有一个小于0,那么m的取值范围是 ﹣4<m<2且m≠﹣2,m≠0 .
【分析】根据题意得到或,解不等式组即可求得.
【解答】解:由题意得或,
由解得0<m<2,由解得﹣4<m<0且m≠﹣2.
∴m的取值范围是﹣4<m<2且m≠﹣2,m≠0,
故答案为:﹣4<m<2且m≠﹣2,m≠0.
三、解答题(本大题共11小题,共88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)
17.(7分)解不等式<1.
【分析】先去分母,再去括号,移项、合并同类项即可.
【解答】解:去分母,得3(x+1)﹣2x<6.
去括号,得3x+3﹣2x<6.
移项,得3x﹣2x≤6﹣3.
合并同类项,得x<3.
18.(7分)计算:.
【分析】根据分式的运算法则即可求出答案.
【解答】解:原式=﹣•
=﹣
=.
19.(7分)某车间生产一种零件,该零件由甲乙两种配件组成,现有7名工人,每人每天可制作甲配件900个或者乙配件1200个.应怎样安排人力,才能使每天制作的甲乙配件的个数相等?
【分析】设安排x名工制作甲配件,安排(7﹣x)名工制作乙配件,由题意可得等量关系:每天制作的甲乙配件的个数相等,得出方程,求出即可.
【解答】解:设安排x名工制作甲配件,安排(7﹣x)名工制作乙配件,
900x=1200(7﹣x),
解得:x=4,
7﹣4=3(名),
答:安排4名工制作甲配件,安排3名工制作乙配件,才能使每天制作的甲乙配件的个数相等.
20.(7分)如表是某地某个月中午12时的气温(单位:℃)的统计数据.
某地某个月中午12时的气温频数分布表
组别
气温分组
频数
1
12≤x<16
1
2
16≤x<20
5
3
20≤x<24
6
4
24≤x<28
8
5
28≤x<32
10
方法指导
数据分组后,一个小组的组中值是指这个小组的两个端点的数的平均数,例如:第1小组12≤x<16的组中值为=14.根据频数分布表求加权平均数时,统计中常用各组的组中值代表各组的实际数据,把各组的频数看作相应组中值的权.
根据统计的数据,回答下列问题:
(1)该地该月中午12时的气温的中位数落在第 4 组内;
(2)求该地该月中午12时的平均气温.
【分析】(1)根据中位数的定义计算即可求解;
(2)根据加权平均数的定义计算即可求解.
【解答】解:(1)该地该月中午12时的气温的中位数落在第4组内.
故答案为:4;
(2)(12+16)÷2=14,
(16+20)÷2=18,
(20+24)÷2=22,
(24+28)÷2=26,
(28+32)÷2=30,
14×+18×+22×+30×=24.8(℃).
故该地该月中午12时的平均气温为24.8℃.
21.(7分)一只不透明的袋子中装有1个红球和若干个白球,这些球除颜色外都相同,摇匀后从中任意摸出2个球.
(1)若这个袋子中共有4个球,求摸出红球的概率;
(2)若这个袋子中共有n(n>1且n为正整数)个球,则摸出红球的概率是 (用含n的代数式表示).
【分析】(1)根据题意列出所有等可能的结果数,找出符合条件的情况数,然后根据概率公式即可得出答案;
(2)直接根据概率公式求解即可.
【解答】解:(1)记袋中的3个白球分别为白1,白2,白3,从袋中随机摸出2个球,共有6种等可能的情况,
分别是(红,白1)(红,白2)(红,白3)(白1,白2)(白1,白3)(白2,白3),
满足摸出红球的结果有3种,因此摸出红球的概率是=;
(2)这个袋子中共有n(n>1且n为正整数)个球,则摸出红球的概率是.
故答案为:.
22.(8分)已知关于x的方程mx2+(m﹣1)x﹣1=0(m为常数).
(1)求证:不论m为何值,该方程总有实数根;
(2)若该方程有两个实数根x1、x2,求x1+x2+x1x2的值.
【分析】(1)分两种情况讨论.①当m=0时,方程为x﹣1=0求出方程的解x=1;②当m≠0,则得到一个一元二次方程,求出方程的根的判别式△=(m+1)2得出不论m为何实数,△≥0成立,即可得到答案;
(2)由根与系数的关系得出“x1+x2=m+3,x1•x2=m﹣4”,整体代入即可得出结论.
【解答】(1)证明:分两种情况讨论.
①当m=0时,方程为﹣x﹣1=0,
∴x=﹣1,
∴方程有实数根;
②当m≠0,△=(m﹣1)2﹣4m(﹣1)=m2﹣2m+1+4m=m2+2m+1=(m+1)2≥0,
∴方程恒有实数根;
因此,不论m为何值,该方程总有实数根;
(2)解:∵x1,x2是方程的两个实数根,
∴x1+x2=﹣,x1•x2=﹣,
∴x1+x2+x1x2=﹣﹣=﹣1.
23.(8分)如图,矩形ABCD的对角线AC、BD相交于点O,点E与点O关于CD对称.
(1)连接CE、DE,求证:四边形CEDO是菱形;
(2)若AB=2,∠AOB=60°,求点E、O之间的距离.
【分析】(1)连接OE,根据点E与点O关于CD对称.可得CD垂直平分OE,可得DO=DE=CO=CE,进而可以证明结论;
(2)关键矩形性质和∠AOB=60°证明△ODC是等边三角形,进而可得点E、O之间的距离.
【解答】(1)证明:如图,连接OE交DC于点F,
∵四边形ABCD是矩形,
∴AC=BD,OC=AC,OD=BD,
∴OC=OD,
∵点E与点O关于CD对称.
∴CD垂直平分OE,
∴DO=DE,CO=CE,
∴DO=DE=CO=CE,
∴四边形CEDO是菱形;
(2)∵四边形ABCD是矩形,
∴AB=CD=2,
∵OD=OC,
∴△ODC是等腰三角形,
∵∠AOB=∠COD=60°,
∴△ODC是等边三角形,
∴∠ODC=60°,
∴∠DOE=30°,
∴OD=DC=2,
∵CD垂直平分OE,
∴DF=1,
∴OF=
∴OE=2OF=2,
∴点E、O之间的距离为2.
24.(8分)如图,为测量直立在建筑物AB上的广告牌AC的高度,小莉在地面上D的处测得A的仰角为31°,然后她沿正对建筑物方向前进了10m到达E处,此时测试A、C的仰角分别为45°、52°,求广告牌AC的高度.(参考数据:sin31°≈0.52,cos31°≈0.86,tan31°≈0.60,sin52°≈0.79,cos52°≈0.62,tan52°≈1.28.)
【分析】由锐角三角函数定义得BD≈AB,BE=AB,再由BD﹣BE=DE=10m,得AB﹣AB=10m,解得AB=15m,则BE=15m,然后由锐角三角函数定义求出BC的长,即可解决问题.
【解答】解:在Rt△ABD中,∠D=31°,tanD==tan31°≈0.6,
∴BD≈=AB,
在Rt△ABE中,∠AEB=45°,tan∠AEB==tan45°=1,
∴BE=AB,
∵BD﹣BE=DE=10m,
∴AB﹣AB=10m,
解得:AB=15m,
∴BE=15m,
在Rt△CBE中,∠CEB=52°,tan∠CEB=≈1.28,
∴BC≈1.28BE=19.2(m),
∴AC=BC﹣AB=19.2﹣15=4.2(m),
答:广告牌AC的高度为4.2m.
25.(8分)某宾馆有8位旅客要在当日上午10点前到达火车站,他们上午9点出发,唯一可以利用的交通工具只有一辆汽车,但这辆汽车连同司机在内最多能乘坐5人,司机需要分两批接送旅客,接送第一批旅客的同时,让其余旅客步行前往,汽车到达火车站后,立即返回接送第二批步行的旅客.在整个过程中,汽车行驶的速度始终不变,旅客上下车的时间忽略不计.设汽车从宾馆出发xh后,汽车和第二批旅客分别到达离宾馆y1km,y2km的地方,图中的折线OABC表示y1与x之间的函数关系,折线OBC表示y2与x之间的函数关系.
(1)宾馆与火车站相距 20 km,第二批旅客的步行速度是 5 km/h;
(2)解释图中点B的实际意义;
(3)第二批旅客能否在上午10点前到达火车站?如果能,请说明理由;如果不能,汽车在接到第二批旅客后至少提速多少才能保证不晚于10点到达?
【分析】(1)根据图象,结合题意解答即可;
(2)根据图象,结合题意解答即可;
(3)根据题意求出汽车的速度,进而判断第二批旅客能否在上午10点前到达火车站,再根据“路程÷时间=速度”可得汽车的提速.
【解答】解:(1)根据题意可知宾馆与火车站相距20km,
第二批旅客的步行速度是:4÷0.8=5(km/h),
故答案为:20;5;
(2)图中点B的实际意义为:汽车从宾馆出发后到达旅店4km处于第二批旅客相遇;
(3)汽车原来的速度为:(km/h),
∵,
∴第二批旅客不能在上午10点前到达火车站,
(km/h),
80﹣45=35(km/h),
∴至少提速35km/h.
26.(9分)如图①,△ABC的内切圆⊙与AB、BC、AC分别相切于点D、E、F,DO、EO、FO的延长线分别交⊙O于点G、H、I,过点G、H、I分别作AB、BC、AC的平行线,从△ABC上截得六边形JKMNPQ.通常,在六边形中,我们把相间两个内角的内角称为六边形的对角,把相邻两角的夹边和它们的对角的夹边称为六边形的对边.
(1)求证:六边形JKMNPQ的对角相等;
(2)小明在完成(1)的证明后继续探索,如图②,连接OJ、OM、ON、OQ,他发现△DOM≌△GOQ、△DON≌△GOJ,于是猜想六边形JKMNPQ的对边也相等.请你证明他的发现与猜想.
【分析】(1)由∠A+∠AJQ=180°,∠A+∠ANP=180°,可得∠AJQ=∠ANP,同理可得∠BMK=∠BQJ,∠CKM=∠CPN,故六边形JKMNPQ的对角相等;
(2)证明△EQO≌△GQO可得∠EOQ=∠GOQ=∠EOG,同理∠DOM=∠HOM=∠DOH,从而可得∠DOM=∠GOQ,△DOM≌△GOQ,同理△DON≌△GOJ,可得DM=GQ,DN=GJ,故MN=JQ,同理JK=NP,KM=PQ,即可得到证明.
【解答】(1)证明:∵JQ∥AB,
∴∠A+∠AJQ=180°,
∵NP∥AC,
∴∠A+∠ANP=180°,
∴∠AJQ=∠ANP,
同理可得:∠BMK=∠BQJ,∠CKM=∠CPN,
即六边形JKMNPQ的对角相等;
(2)∵⊙O与AB切于D,
∴OD⊥AB,
∴∠ADO=90°,
∵AB∥JQ,
∴∠ADO=∠QGO=90°,
∵⊙O与BC切于E,
∴OE⊥BC,
∴∠QEO=90°,
∴∠QEO=∠QGO=90°,
又OQ=OQ,OE=OG,
∴Rt△EQO≌Rt△GQO(HL),
∴∠EOQ=∠GOQ=∠EOG,
同理∠DOM=∠HOM=∠DOH,
∵∠DOH=∠EOG,
∴∠DOM=∠GOQ,
∵OD=OG,∠ODM=∠OGQ,
∴△DOM≌△GOQ(ASA),
同理△DON≌△GOJ,
∴DM=GQ,DN=GJ,
∴DM+DN=GQ+GJ,
即MN=JQ,
同理JK=NP,KM=PQ,
即六边形JKMNPQ的对边相等.
27.(12分)【问题提出】为了保持室内空气的清新,某仓库的自动换气窗采用了以下设计:
如图①,窗子的形状是一个五边形,它可看作是由一个矩形ABCD和一个△CDE组成,该窗子关闭时可以完全密封,根据室内的温度和湿度也可以自动打开窗子上的通风口换气.通风口是一个矩形形状的联动装置,顶点P、只能在边框AB上滑动,顶点M、N可在其它边框上滑动,联动装置的四边都是长度可自动伸缩的金属杆,当金属杆MN上下移动时,其他金属杆也随之移动,图①、图②是通风口打开时的两种不同情况,试确定金属杆MN的位置,使通风口(矩形PQNM)面积最大.
设窗子的边框AB、AD分别为am,bm,窗子的高度(窗子的最高点到边框AB的距离)为cm.
【初步探究】
(1)若a=2,b=1,c=2(即点E到AB的距离为2),MN与AB之间的距离为xm,通风口的面积为ym2.
①分别求出当0≤x≤1和1≤x≤2时y与x之间的函数表达式;
②金属杆MN移动到什么位置时,通风口面积最大,最大面积是多少?
【深入探究】
(2)若金属杆MN移动到高于CD所在位置的某一处时通风口面积达到最大值.
①c需要满足的条件是 c>2b ,通风口的最大面积是 m2.(用含a、b、c的代数式表示)
②用直尺和圆规在图③中作出通风口面积最大金属杆MN所在的位置.(保留作图痕迹,不写作法)
(3)若将窗子的上部分边框改为以AB的中点O为圆心的圆弧(CD)形状(如图④所示),其他条件不变,金属杆MN移动到什么位置时,通风口面积最大.(直接写出答案,不必说明理由)
【分析】(1)①过E作EF⊥AB,垂足为F,EF分别与CD、MN相交于点G、H,当0≤x≤1时,y=2x;当1≤x≤2时,由四边形ABCD是矩形,可得四边形PQNM是矩形,再证明△EMN∽△EDC,运用相似三角形性质即可得出结论.
②根据①的结论进行分析计算即可;
(2)①在△ABC中有内接矩形,易证当MN为中位线时,矩形PQNM的面积最大,且最大面积为△ABC面积的一半;延长ED、EG交直线AB于F、G,则MN为△EFG的中位线时,矩形PQNM的面积最大;要想金属杆MN移动到高于CD所在位置的某一处时通风口面积达到最大值,只需△EFG与FG边平行的中位线在CD上方即可,作ES⊥FG于S交CD于J,证明△EDC∽△EFG,利用相似三角形性质即可得到结论;
②按要求尺规作图即可;
(3)画出图形,结合图形进行分析计算.
【解答】解:(1)①如图1,过E作EF⊥AB,垂足为F,EF分别与CD、MN相交于点G、H,
当0≤x≤1时,y=2x,
当1≤x≤2时,
∵四边形ABCD是矩形,
∴AB=CD=2m,∠A=∠ADC=90°,
∵EF⊥AB,
∴∠AFG=90°,
∴四边形ADGF是矩形,
∴AD=GF=1m,∠DGF=90°,
∵四边形PQNM是矩形,
∴MN∥PQ,
∴∠EFA=∠EHM=90°,
由题意可知,EF=2m,HF=xm,
∴EG=1m,EH=(2﹣x) m,
∵MN∥PQ∥CD,
∴△EMN∽△EDC,
又EH、EG分别是△EMN、△EDC的对应高,
∴=,即=,
化简,得:MN=(4﹣2x) m.
∴y=x(4﹣2x)=﹣2x2+4x.
②当0≤x≤1时,y=2x,
因此,当x=1时,y最大,最大值是2.
当1≤x≤2时,y=﹣2x2+4x=﹣2(x﹣1)2+2,
因此,当x=1时,y最大,最大值是2.
综上所述,当x=1时,y最大,最大值是2.
因此,金属杆MN移动到CD所在的位置时,通风口面积最大,最大面积是2m2.
(2)①如图2,已知在△ABC中有内接矩形,其中M、N在AB、AC边上,P、Q在BC边上,
易证当MN为中位线时,矩形PQNM的面积最大,且最大面积为△ABC面积的一半,
即:•底•高,
在图②中,延长ED、EG交直线AB于F、G,
则MN为△EFG的中位线时,矩形PQNM的面积最大,
所以要想金属杆MN移动到高于CD所在位置的某一处时通风口面积达到最大值,
只需△EFG与FG边平行的中位线在CD上方即可,
即c>2b,此时的最大,面积为△EFG的面积的一半.
作ES⊥FG于S交CD于J,
∵CD∥FG,
∴△EDC∽△EFG,
∴=,即=,
∴FG=(m),
∴矩形PQNM面积的最大值=△EFG面积的一半=FG•ES=(m2).
故答案为:c>2b;.
②如图4,线段MN即为所求.
(3)当0<a≤2b (等同于b<c≤b)时,金属杆MN移动到CD所在位置时,通风口面积最大;
当a>2b(等同于c>b)时,金属杆MN移动到与AB相距cm时,通风口面积最大.
易知当M在AD上时,y随x增大而增大,
当M在CD上时,如图5,
OP==(m),
则y=2MP•OP=2x=2=2,
则当x2<c2即b≤x<c时,y随x增大而增大,
当x≥c时,y随x增大而减小.
∴当c≤b,即b<c≤b时:当0<x≤b时,y随x增大而增大;
当x>b时,x>c,
∴y随x增大而减小,
∴在0<x<c中,当x=b时,y最大.
当c>b,即c>b时:当0<x≤b时,y随x增大而增大:当b<x<c时,y随x增大而增大:当c≤x<c时,y随x增大而减小,
∴在0<x<c中,当x=c时,y最大.
∵∠A=90°,
∴AD2+AO2=DO2,
∴b2+()2=c2,
∴b<c≤b等同于0<a≤2b,c>b等同于a>2b.
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