2021年湖南省长沙市岳麓区中考数学模拟试卷
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一、选择题(本大题共计10个小题,每小题3分,共30分)
1.(3分)若二次根式有意义,则x的取值范围是( )
A.x<3 B.x≠3 C.x≤3 D.x≥3
2.(3分)六个大小相同的正方体搭成的几何体如图所示,其俯视图是( )
A. B.
C. D.
3.(3分)下列计算正确的是( )
A.2a2+3a2=5a4 B.(a+b)2=a2+ab+b2
C.(﹣2a2)3=﹣8a6 D.﹣2a2•3a2=﹣6a2
4.(3分)围棋起源于中国,古代称之为“弈”,至今已有4000多年的历史.2017年5月,世界围棋冠军柯洁与人工智能机器人AlphaGo进行围棋人机大战.截取首局对战棋谱中的四个部分,由棋子摆成的图案(不考虑颜色)是中心对称的是( )
A. B.
C. D.
5.(3分)不等式组的解集在数轴上表示为( )
A. B.
C. D.
6.(3分)下列说法正确的是( )
A.一个游戏的中奖概率是 则做10次这样的游戏一定会中奖
B.为了解全国中学生的心理健康情况,应该采用普查的方式
C.一组数据 8,8,7,10,6,8,9 的众数和中位数都是8
D.若甲组数据的方差S2=0.01,乙组数据的方差S2=0.1,则乙组数据比甲组数据稳定
7.(3分)如图,在△ABC中,CD是AB边上的高,BE平分∠ABC,交CD于点E,BC=5,DE=2,则△BCE的的面积等于( )
A.4 B.5 C.7 D.10
8.(3分)随着全球能源危机的逐渐加重,太阳能发电行业发展迅速.全球太阳能光伏应用市场持续稳步增长,2019年全球装机总量约600GW,预计到2021年全球装机总量达到864GW.设全球新增装机量的年平均增长率为x,则可列的方程为( )
A.600(1+2x)=864 B.600+2x=864
C.(600+x)2=864 D.600(1+x)2=864
9.(3分)如图,线段AB是⊙O的直径,CD是⊙O的弦,过点C作⊙O的切线交AB的延长线于点E,∠E=42°,则∠CDB等于( )
A.22° B.24° C.28° D.48°
10.(3分)若点M(m,n)是抛物线y=﹣2x2+2x+m上的点,且抛物线与x轴至多有一个交点,则m﹣n的最小值( )
A.﹣ B. C. D.﹣
二、填空题(本大题共6个小题,每小题3分,共18分)
11.(3分)2021年2月24日,我国首次火星探测任务天问一号探测器成功实施第三次近火制动,进入火星停泊轨道.此次天问一号探测器进入的火星停泊轨道是与火星的最远距离59000000米的椭圆形轨道.将59000000米用科学记数法表示为 米.
12.(3分)如图,已知a∥b,∠1=128°,则∠2= .
13.(3分)当m 时,函数y=的图象在第二、四象限内.
14.(3分)若圆锥的底面直径为6cm,母线长为10cm,则圆锥的侧面积为 cm2.
15.(3分)在一个不透明的布袋中装有除颜色外其他都相同的黄、白两种颜色的球共40个,从中任意摸出一个球,若摸到黄球的概率为,则布袋中黄球的个数为 .
16.(3分)如图,△ABC中,∠BAC=90°,∠ACB=30°,将△ABC绕点A顺时针旋转得到△AB1C1,点C的对应点恰好落在CB的延长线上,连接CB1,则= .
三、解答题(本大题共9个小题第17、18、19题,每小题6分,第20、21题每小题6分,第22、23题每小题6分,第24,25题每小题6分,共72分)
17.(6分)计算:()﹣1+2tan60°﹣(2021+π)0﹣.
18.(6分)先化简,再求值:,其中.
19.(6分)如图,在5×7的正方形网格中,A、B、C都是格点,AB为半圆的直径,C在半圆上,请你仅用无刻度的直尺完成以下作图(保留作图痕迹):
(1)作点A关于直线BC的对称点D;
(2)直接标出弦BC的中点及半圆的圆心O,并作BC弧的中点E;
(3)在射线BC上作点F,使∠AFB=∠BAC.
20.(8分)九(1)班针对“你最向往的研学目标”的问题对全班学生进行了调查(共提供A、B、C、D四个研学目标,每名学生从中分别选一个目标),并根据调查结果列出统计表绘制扇形统计图.
男、女生最向往的研学目标人数统计表
目标
A
B
C
D
男生(人数)
7
m
2
5
女生(人数)
9
4
2
n
根据以上信息解决下列问题:
(1)m= ,n= ;
(2)扇形统计图中A所对应扇形的圆心角度数为 ;
(3)从最向往的研学目标为C的4名学生中随机选取2名学生参加竞标演说,求所选取的2名学生中恰好有一名男生、一名女生的概率.
21.(8分)如图,AD平分∠BAC,AB=AC,且AB∥CD,点E在线段AD.上,BE的延长线交CD于点F,连接CE.
(1)求证:△ACE≌△ABE.
(2)当AC=AE,∠CAD=38°时,求∠DCE的度数.
22.(9分)为进一步提升摩托车、电动自行车骑乘人员和汽车驾乘人员安全防护水平,公安部交通管理局部署在全国开展“一盔一带”安全守护行动.某商店销售A,B两种头盔,批发价和零售价格如表所示,请解答下列问题.
名称
A种头盔
B种头盔
批发价(元/个)
60
40
零售价(元/个)
80
50
(1)第一次,该商店批发A,B两种头盔共120个,用去5600元钱,求A,B两种头盔各批发了多少个?
(2)第二次,该商店用7200元钱仍然批发这两种头盔(批发价和零售价不变),要想将第二次批发的两种头盔全部售完后,所获利润率不低于30%,则该超市第二次至少批发A种头盔多少个?
23.(9分)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AD平分∠BAC交BC于点D,O为AB上一点,经过点A,D的ʘO分别交AB,AC于点E,F,连接OF交AD于点G.
(1)求证:BC是ʘO的切线;
(2)求证:AD2=AB•AF;
(3)若BE=12,tanB=,求AD的长.
24.(10分)设点P在矩形ABCD内部,当点P到矩形的一条边的两个端点距离相等时,称点P为该边的“中轴点”.例如:若点P在矩形ABCD内部,且PA=PD,则称P为边AD的“中轴点”.已知点P是矩形ABCD边AD的“中轴点”,且AB=10,BC=8,如图1.
(1)求证:P是矩形ABCD边BC的“中轴点”;
(2)如图2,连接PA,PB,若△PAB是直角三角形,求PA的值;
(3)如图3,连接PA,PB,PD,求tan∠PDC•tan∠PBA的最小值.
25.(10分)抛物线y=ax2+c与x轴交于A,B两点,顶点为C,点P为抛物线上一点,且位于x轴下方.
(1)如图1,若P(1,﹣3),B(4,0).
①求该抛物线的解析式;
②若D是抛物线上一点,满足∠DPO=∠POB,求点D的坐标;
(2)如图2,已知直线PA,PB与y轴分别交于E、F两点.当点P运动时,是否为定值?若是,试求出该定值;若不是,请说明理由.
2021年湖南省长沙市岳麓区中考数学模拟试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本大题共计10个小题,每小题3分,共30分)
1.(3分)若二次根式有意义,则x的取值范围是( )
A.x<3 B.x≠3 C.x≤3 D.x≥3
【分析】根据二次根式有意义的条件即可求出答案.
【解答】解:由题意可知:x﹣3≥0,
∴x≥3
故选:D.
2.(3分)六个大小相同的正方体搭成的几何体如图所示,其俯视图是( )
A. B.
C. D.
【分析】俯视图有3列,从左到右正方形个数分别是2,1,2.
【解答】解:俯视图从左到右分别是2,1,2个正方形,如图所示:.
故选:B.
3.(3分)下列计算正确的是( )
A.2a2+3a2=5a4 B.(a+b)2=a2+ab+b2
C.(﹣2a2)3=﹣8a6 D.﹣2a2•3a2=﹣6a2
【分析】根据各个选项中的式子可以计算出正确的结果,从而可以解答本题.
【解答】解:2a2+3a2=5a2,故选项A错误;
(a+b)2=a2+2ab+b2,故选项B错误;
(﹣2a2)3=﹣8a6,故选项C正确;
﹣2a2•3a2=﹣6a4,故选项D错误;
故选:C.
4.(3分)围棋起源于中国,古代称之为“弈”,至今已有4000多年的历史.2017年5月,世界围棋冠军柯洁与人工智能机器人AlphaGo进行围棋人机大战.截取首局对战棋谱中的四个部分,由棋子摆成的图案(不考虑颜色)是中心对称的是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据中心对称图形的定义:把一个图形绕某一点旋转180°,如果旋转后的图形能够与原来的图形重合,那么这个图形就叫做中心对称图形可得答案.
【解答】解:A、是中心对称图形,故本选项符合题意;
B、不是中心对称图形,故本选项不合题意;
C、不是中心对称图形,故本选项不合题意;
D、不是中心对称图形,故本选项不合题意.
故选:A.
5.(3分)不等式组的解集在数轴上表示为( )
A. B.
C. D.
【分析】首先解出不等式的解集,然后再根据不等式组解集的规律:大小小大中间找,确定不等式组的解集,再在数轴上表示即可.
【解答】解:不等式组,
由①得:x≥1,
由②得:x<2,
∴不等式组的解集为1≤x<2.
数轴上表示如图:
,
故选:D.
6.(3分)下列说法正确的是( )
A.一个游戏的中奖概率是 则做10次这样的游戏一定会中奖
B.为了解全国中学生的心理健康情况,应该采用普查的方式
C.一组数据 8,8,7,10,6,8,9 的众数和中位数都是8
D.若甲组数据的方差S2=0.01,乙组数据的方差S2=0.1,则乙组数据比甲组数据稳定
【分析】利用概率的意义、全面调查与抽样调查、中位数、众数及概率的意义逐项判断即可得到正确的答案.
【解答】解:A、一个游戏的中奖概率是,则做10次这样的游戏可能中奖,故本选项错误;
B、了解全国中学生的心理健康情况,范围比较广,应采用抽查的反思调查,故本选项错误;
C、数据 8,8,7,10,6,8,9 中8出现的次数最多的为8,故众数为8,排序后中位数为8,故本选项正确;
D、根据方差越小越稳定可知乙组数据比甲组数据稳定,故本选项错误.
故选:C.
7.(3分)如图,在△ABC中,CD是AB边上的高,BE平分∠ABC,交CD于点E,BC=5,DE=2,则△BCE的的面积等于( )
A.4 B.5 C.7 D.10
【分析】过E作EF⊥BC于点F,由角平分线的性质可求得EF=DE,则可求得△BCE的面积.
【解答】解:过E作EF⊥BC于点F,
∵CD是AB边上的高,BE平分∠ABC,
∴EF=DE=2,
∴S△BCE=BC•EF=×5×2=5,
故选:B.
8.(3分)随着全球能源危机的逐渐加重,太阳能发电行业发展迅速.全球太阳能光伏应用市场持续稳步增长,2019年全球装机总量约600GW,预计到2021年全球装机总量达到864GW.设全球新增装机量的年平均增长率为x,则可列的方程为( )
A.600(1+2x)=864 B.600+2x=864
C.(600+x)2=864 D.600(1+x)2=864
【分析】根据题意可得等量关系:2019年的装机总量×(1+增长率)2=2021年的装机总量,根据等量关系列出方程即可.
【解答】解:设全球新增装机量的年平均增长率为x,
由题意得:600(1+x)2=864,
故选:D.
9.(3分)如图,线段AB是⊙O的直径,CD是⊙O的弦,过点C作⊙O的切线交AB的延长线于点E,∠E=42°,则∠CDB等于( )
A.22° B.24° C.28° D.48°
【分析】连接OC,根据切线的性质可知∠OCE=90°,再由直角三角形的性质得出∠COE的度数,由圆周角定理即可得出结论.
【解答】解:连接OC,
∵CE是⊙O的切线,
∴∠OCE=90°,
∵∠E=42°,
∴∠COE=90°﹣42°=48°,
∴∠CDB=∠COE=24°.
故选:B.
10.(3分)若点M(m,n)是抛物线y=﹣2x2+2x+m上的点,且抛物线与x轴至多有一个交点,则m﹣n的最小值( )
A.﹣ B. C. D.﹣
【分析】根据题意求得m的取值,然后把点M(m,n)代入y=﹣2x2+2x+m,得到n=﹣2m2+2m+m,进一步得到m﹣n=2m2﹣2m=2(m﹣)2﹣,结合m的取值,根据二次函数的性质即可求得结果.
【解答】解:∵抛物线y=﹣2x2+2x+m与x轴至多有一个交点,
∴△=4﹣4×(﹣2)m≤0,
解得m≤﹣,
∴点M(m,n)是抛物线y=﹣2x2+2x+m上的点,
∴n=﹣2m2+2m+m,
∴m﹣n=2m2﹣2m=2(m﹣)2﹣,
∵m≤﹣,
∴当m=﹣时,m﹣n有最小值,最小值为2×(﹣﹣)2﹣=,
故选:B.
二、填空题(本大题共6个小题,每小题3分,共18分)
11.(3分)2021年2月24日,我国首次火星探测任务天问一号探测器成功实施第三次近火制动,进入火星停泊轨道.此次天问一号探测器进入的火星停泊轨道是与火星的最远距离59000000米的椭圆形轨道.将59000000米用科学记数法表示为 5.9×107 米.
【分析】用科学记数法表示较大的数时,一般形式为a×10n,其中1≤|a|<10,n为整数,且n比原来的整数位数少1,据此判断即可.
【解答】解:59000000米=5.9×107米.
故答案为:5.9×107.
12.(3分)如图,已知a∥b,∠1=128°,则∠2= 52° .
【分析】由平行线的性质得出∠3=∠1=128°,再结合∠2,∠3互补,即可求出∠2的度数.
【解答】解:如图所示:
∵a∥b,
∴∠3=∠1=128°.
又∵∠2+∠3=180°,
∴∠2=180°﹣∠3=180°﹣128°=52°.
故答案为:52°.
13.(3分)当m <2 时,函数y=的图象在第二、四象限内.
【分析】由双曲线在第二、四象限,可知k<0即可解答.
【解答】解:∵函数y=的图象在第二、四象限内.
∴m﹣2<0,
∴m<2.
14.(3分)若圆锥的底面直径为6cm,母线长为10cm,则圆锥的侧面积为 30π cm2.
【分析】利用圆锥的侧面展开图为一扇形,这个扇形的弧长等于圆锥底面的周长,扇形的半径等于圆锥的母线长和扇形的面积公式计算.
【解答】解:圆锥的侧面积=×6π×10=30π(cm2).
故答案为30π.
15.(3分)在一个不透明的布袋中装有除颜色外其他都相同的黄、白两种颜色的球共40个,从中任意摸出一个球,若摸到黄球的概率为,则布袋中黄球的个数为 18 .
【分析】利用摸到黄球的概率为,然后根据概率公式计算即可.
【解答】解:设袋子中黄球有x个,根据题意,得:
=,
解得:x=18,
即布袋中黄球可能有18个,
故答案为:18.
16.(3分)如图,△ABC中,∠BAC=90°,∠ACB=30°,将△ABC绕点A顺时针旋转得到△AB1C1,点C的对应点恰好落在CB的延长线上,连接CB1,则= .
【分析】由直角三角形的性质可求CB=2AB,由旋转的性质可得BC=B1C1,AC=AC1,由等腰三角形的判定和性质可得AB=BC1,即可求解.
【解答】解:如图,延长CA交B1C1于H,
设AB=x,
∵∠BAC=90°,∠ACB=30°,
∴CB=2AB=2x,AC=x,
∵将△ABC绕点A顺时针旋转得到△AB1C1,
∴BC=B1C1,AC=AC1,
∴∠ACB=∠AC1B=30°,
∵∠ABC=∠BAC1+∠AC1B=60°,
∴∠BAC1=∠AC1B1=30°,
∴AB∥B1C1,
∴∠CAB=∠CHC1=90°,
∴∠B1AH=30°,
∴B1H=AB1=,AH=x,
∴CH=x,
∴B1C==x,
∴=,
故答案为.
三、解答题(本大题共9个小题第17、18、19题,每小题6分,第20、21题每小题6分,第22、23题每小题6分,第24,25题每小题6分,共72分)
17.(6分)计算:()﹣1+2tan60°﹣(2021+π)0﹣.
【分析】直接利用特殊角的三角函数值以及负整数指数幂的性质、零指数幂的性质、二次根式的性质分别化简得出答案.
【解答】解:原式=2+2﹣1﹣2
=1.
18.(6分)先化简,再求值:,其中.
【分析】先根据分式的混合运算顺序和运算法则化简原式,再将x的值代入计算即可.
【解答】解:原式=÷
=•
=,
当x=+2时,
原式==.
19.(6分)如图,在5×7的正方形网格中,A、B、C都是格点,AB为半圆的直径,C在半圆上,请你仅用无刻度的直尺完成以下作图(保留作图痕迹):
(1)作点A关于直线BC的对称点D;
(2)直接标出弦BC的中点及半圆的圆心O,并作BC弧的中点E;
(3)在射线BC上作点F,使∠AFB=∠BAC.
【分析】(1)根据轴对称的性质解决问题即可.
(2)取AB,BC的中点O,T,作射线OT交⊙O于点E,点O,T,E即为所求作.
(3)取格点R,连接AR交直线BC于点F,点F即为所求作.
【解答】解:(1)如图,点D即为所求作.
(2)如图,点O,点T,点E即为所求作.
(3)如图,点F即为所求作.
20.(8分)九(1)班针对“你最向往的研学目标”的问题对全班学生进行了调查(共提供A、B、C、D四个研学目标,每名学生从中分别选一个目标),并根据调查结果列出统计表绘制扇形统计图.
男、女生最向往的研学目标人数统计表
目标
A
B
C
D
男生(人数)
7
m
2
5
女生(人数)
9
4
2
n
根据以上信息解决下列问题:
(1)m= 8 ,n= 3 ;
(2)扇形统计图中A所对应扇形的圆心角度数为 144° ;
(3)从最向往的研学目标为C的4名学生中随机选取2名学生参加竞标演说,求所选取的2名学生中恰好有一名男生、一名女生的概率.
【分析】(1)先根据C组男女生人数及其所占百分比求出样本容量,再根据B组对应百分比及女生B组人数求解可得m的值,最后根据各组人数之和等于总人数求出n的值;
(2)用360°乘以A组人数所占比例即可;
(3)应用列表法的方法,求出恰好选到1名男生和1名女生的概率是多少即可.
【解答】解:(1)样本容量=(2+2)÷30%=40,
依据题意得:(4+m)=40×30%,
解得:m=8;
n=40﹣7﹣8﹣2﹣5﹣9﹣4﹣2=3;
故答案为:8、3;
(2)(7+9)÷40×360°=144°;
故答案为:144°.
(3)列表得:
男1
男2
女1
女2
男1
﹣﹣
男2男1
女1男1
女2男1
男2
男1男2
﹣﹣
女1男2
女2男2
女1
男1女1
男2女1
﹣﹣
女2女1
女2
男1女2
男2女2
女1女2
﹣﹣
由表格可知,共有12种等可能的结果数,其中恰好选中1男1女的结果数为8,
所以恰好选中1男1女的概率P=.
21.(8分)如图,AD平分∠BAC,AB=AC,且AB∥CD,点E在线段AD.上,BE的延长线交CD于点F,连接CE.
(1)求证:△ACE≌△ABE.
(2)当AC=AE,∠CAD=38°时,求∠DCE的度数.
【分析】(1)先由角平分线的性质可得∠CAE=∠BAE,再根据已知条件即可用SAS证明方法进行证明即可得出答案;
(2)现根据等腰三角形的性质可得出∠ACE=∠AEC=71°,再根据平行线的性质,∠DCA+∠BAC=180°,求解即可得出答案.
【解答】证明:(1)∵AD平分∠BAC,
∴∠CAE=∠BAE,
在△ACE和△ABE中,
,
∴△ACE≌△ABE(SAS);
(2)∵AC=AE,∠CAD=38°,
∴∠ACE=∠AEC=71°,
又∵∠CAD=∠BAD=38°,
∴∠CAB=∠CAD+BAD=38°+38°=76°,
∵AB∥CD,
∴∠DCA+∠BAC=180°,
∴∠DCE+∠ACE+∠BAD=180°,
∴∠DCE=180°﹣71°﹣76°=33°.
22.(9分)为进一步提升摩托车、电动自行车骑乘人员和汽车驾乘人员安全防护水平,公安部交通管理局部署在全国开展“一盔一带”安全守护行动.某商店销售A,B两种头盔,批发价和零售价格如表所示,请解答下列问题.
名称
A种头盔
B种头盔
批发价(元/个)
60
40
零售价(元/个)
80
50
(1)第一次,该商店批发A,B两种头盔共120个,用去5600元钱,求A,B两种头盔各批发了多少个?
(2)第二次,该商店用7200元钱仍然批发这两种头盔(批发价和零售价不变),要想将第二次批发的两种头盔全部售完后,所获利润率不低于30%,则该超市第二次至少批发A种头盔多少个?
【分析】(1)设第一次A种头盔批发了x个,B种头盔批发了y个.根据题意列出二元一次方程组,解方程组即可得出答案;
(2)设第二次批发A种头盔a个,则批发B种头盔个.根据题意列出一元一次不等式,则可得解.
【解答】解:(1)设第一次A种头盔批发了x个,B种头盔批发了y个.
根据题意,得,
解得:,
答:第一次A种头盔批发了40个,B种头盔批发了80个.
(2)设第二次批发A种头盔x个,则批发B种头盔个.
由题意,得(80﹣60)a+(50﹣40)×≥7200×30%,
解得:a≥72,
答:第二次该商店至少批发72个A种头盔.
23.(9分)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AD平分∠BAC交BC于点D,O为AB上一点,经过点A,D的ʘO分别交AB,AC于点E,F,连接OF交AD于点G.
(1)求证:BC是ʘO的切线;
(2)求证:AD2=AB•AF;
(3)若BE=12,tanB=,求AD的长.
【分析】(1)先判断出OD∥AC,得出∠ODB=90°,即可得出结论;
(2)先判断出∠AEF=∠B,再判断出∠AEF=∠ADF,进而得出∠B=∠ADF,进而判断出△ABD~△ADF,即可得出结论;
(3)连接EF,在直角三角形BOD中,根据勾股定理可得BO的长度用BD和OD表示,进而得sinB==,设圆的半径为r,由sinB的值,利用锐角三角函数定义求出r的值,由直径所对的圆周角为直角,得到EF与BC平行得到sin∠AEF=sin∠B,进而求出AF的长,再根据(2)的结论可求出AD的长.
【解答】解:(1)如图1,
连接OD,则OA=OD,
∴∠ODA=∠OAD,
∵AD是∠BAC的平分线,
∴∠OAD=∠CAD,
∴∠ODA=∠CAD,
∴OD∥AC,
∴∠ODB=∠C=90°,
∵点D在⊙O上,
∴BC是⊙O的切线;
(2)如图2,
连接OD,DF,EF,
∵AE是⊙O的直径,
∴∠AFE=90°=∠C,
∴EF∥BC,
∴∠B=∠AEF,
∵∠AEF=∠ADF,
∴∠B=∠ADF,
由(1)知,∠BAD=∠DAF,
∴△ABD~△ADF,
∴=,
∴AD2=AB•AF;
(3)如图3,
连接EF,
在Rt△BOD中,tanB==,
∵OD2+BD2=OB2,设OD为5x,则BD为12x,
由勾股定理得BO==13x,
∴sinB==,
设半径为r,
则=,
得r=,
∴AE=15,AB=AE+BE=27,
∵AE为直径,
∴∠AFE=∠C=90°,
∴EF∥BC,
∴∠AEF=∠B,
∴sin∠AEF==,
∴AF=AE×=15×=,
∵AD2=AB•AF,
∴AD===.
24.(10分)设点P在矩形ABCD内部,当点P到矩形的一条边的两个端点距离相等时,称点P为该边的“中轴点”.例如:若点P在矩形ABCD内部,且PA=PD,则称P为边AD的“中轴点”.已知点P是矩形ABCD边AD的“中轴点”,且AB=10,BC=8,如图1.
(1)求证:P是矩形ABCD边BC的“中轴点”;
(2)如图2,连接PA,PB,若△PAB是直角三角形,求PA的值;
(3)如图3,连接PA,PB,PD,求tan∠PDC•tan∠PBA的最小值.
【分析】(1)连接PB、PC,通过求证△CDP≌△BAP即可求证P是矩形ABCD边BC的“中轴点“;
(2)连接PD,过点P作PE⊥DA于点E,过点P作PF⊥AB于点F,设AF=x,利用三角形相似找到关系式,即可算出AP的长;
(3)过点P作PF'⊥AB于点F',利用(1)(2)中所求,将∠PDC进行转换,再结合二次函数最值即可找到tan∠PDC•tan∠PBA的最小值.
【解答】解:(1)连接PB、PC,如图所示:
∵点P为该边的“中轴点”,
∴PA=PD,∠PDA=∠PAD,
又∵∠CDA=∠DAB=90°,
∴∠CDP=∠BAP,
在△CDP和△BAP中,
,
∴△CDP≌△BAP(SAS),
∴PC=PB,
∴P是矩形ABCD边BC的“中轴点“;
(2)解:连接PD,过点P作PE⊥DA于点E,过点P作PF⊥AB于点F,
由(1)得PD=PA,故△PDA为等腰三角形,
∴DE=EA=AD===4,
∵在四边形PEAF中,∠PEA=∠EAF=∠AFP=90°,
∴四边形PEAF为矩形,
∴EA=PF=4,
又∵△PAB是直角三角形,∠PFA=PFB=90°,
∴∠PAF=90°﹣∠PBA,∠FPB=90°﹣∠PBF,
即∠PAF=∠FPB,
∴△FAP∽△FPB,
∴,
∴PF2=AF•BF,
即16=AF•BF,
设AF=x,则BF=10﹣x,可得方程:
x(10﹣x)=16,
解得:x1=2,x2=8,
当AF=2时,PA===2,
当AF=8时,PA==,
综上,当△PAB是直角三角形时,PA的值为2或4;
(3)过点P作PF'⊥AB于点F',如图所示:
由(1)(2)可知,∠PDC=∠PAF',PF'=4,
∴tan=∠PDC=tan∠PAF'=,tan∠PBA=,
∴tan∠PDC•tan∠PBA=,
设AF'=x,则BF'=10﹣x,
∴tan∠PDC•tan∠PBA=,
观察易知,当x(10﹣x)取得最大值时,tan∠PDC•tan∠PBA取得最小值,
令y=x(10﹣x)=﹣x2+10x=﹣(x﹣5)2+25,
∵﹣1<0,
∴当x=5时,y取得最大值25,
∴存在最小值:,
故tan∠PDC•tan∠PBA的最小值为.
25.(10分)抛物线y=ax2+c与x轴交于A,B两点,顶点为C,点P为抛物线上一点,且位于x轴下方.
(1)如图1,若P(1,﹣3),B(4,0).
①求该抛物线的解析式;
②若D是抛物线上一点,满足∠DPO=∠POB,求点D的坐标;
(2)如图2,已知直线PA,PB与y轴分别交于E、F两点.当点P运动时,是否为定值?若是,试求出该定值;若不是,请说明理由.
【分析】(1)①根据待定系数法求函数解析式,可得答案;②根据平行线的判定,可得PD∥OB,根据函数值相等两点关于对称轴对称,可得D点坐标;
(2)根据待定系数法,可得E、F点的坐标,根据分式的性质,可得答案.
【解答】解:(1)①将P(1,﹣3),B(4,0)代入y=ax2+c,得
,解得,
抛物线的解析式为y=x2﹣;
②如图1,
当点D在OP左侧时,
由∠DPO=∠POB,得
DP∥OB,
D与P关于y轴对称,P(1,﹣3),
得D(﹣1,﹣3);
当点D在OP右侧时,延长PD交x轴于点G.
作PH⊥OB于点H,则OH=1,PH=3.
∵∠DPO=∠POB,
∴PG=OG.
设OG=x,则PG=x,HG=x﹣1.
在Rt△PGH中,由x2=(x﹣1)2+32,得x=5.
∴点G(5,0).
∴直线PG的解析式为y=x﹣
解方程组得,.
∵P(1,﹣3),
∴D(,﹣).
∴点D的坐标为(﹣1,﹣3)或(,﹣).
(2)点P运动时,是定值,定值为2,理由如下:
作PQ⊥AB于Q点,设P(m,am2+c),A(﹣t,0),B(t,0),则at2+c=0,c=﹣at2.
∵PQ∥OF,
∴,
∴OF==﹣==amt+at2.
同理OE=﹣amt+at2.
∴OE+OF=2at2=﹣2c=2OC.
∴=2.
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