2021年湖南省永州市中考数学模拟试卷(二)(word版 含答案)
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一.选择题(每小题4分,共40分)
1.|﹣2021|的倒数是( )
A.﹣2021 B.﹣ C. D.2021
2.下列运算正确的是( )
A.(a2)5=a7 B.a2•a4=a6
C.3a2b﹣3ab2=0 D.
3.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.
4.点A(﹣4,y1),B(﹣1,y2)在反比例函数y=的图象上,则y1,y2的大小关系是( )
A.y1>y2 B.y1=y2 C.y1<y2 D.不能确定
5.如图,圆柱体中挖去一个小圆柱,那么这个几何体的主视图和俯视图分别为( )
A. B. C. D.
6.如图,AB为⊙O的直径,点C在⊙O上,若∠OCA=50°,AB=4,则的长为( )
A.π B.π C.π D.π
7.如图,四边形ABCD是平行四边形,点E在BA的延长线上,点F在BC的延长线上,连接EF,分别交AD,CD于点G,H,则下列结论错误的是( )
A.= B.= C.= D.=
8.在同一平面直角坐标系中,函数y=mx+m与y=(m≠0)的图象可能是( )
A. B.
C. D.
9.小明家、公交车站、学校在一条笔直的公路旁(小明家、学校到这条公路的距离忽略不计),一天,小明从家出发去上学,沿这条公路步行到公交车站恰好乘上一辆公交车,公交车沿这条公路匀速行驶,小明下车时发现还有4分钟上课,于是他沿这条公路跑步赶到学校(上、下车时间忽略不计),小明与家的距离s(单位:米)与他所用时间t(单位:分钟)之间的函数关系如图所示,已知小明从家出发7分钟时与家的距离为1200米,从上公交车到他到达学校共用10分钟,下列说法:
①小明从家出发5分钟时乘上公交车;
②公交车的速度为400米/分钟;
③小明下公交车后跑向学校的速度为100米/分钟;
④小明上课没有迟到.
其中正确的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
10.如图,下列图形都是由面积为1的正方形按一定的规律组成,其中,第(1)个图形中面积为1的正方形有2个,第(2)个图形中面积为1的正方形有5个,第(3)个图形中面积为1的正方形有9个,…,按此规律.则第(6)个图形中面积为1的正方形的个数为( )
A.20 B.27 C.35 D.40
二、填空题(每小题4分,共计32分)
11.据统计永州市人口6316100人(数据来源2020年)将6316100用科学记数法表示为 .
12.在函数中,自变量x的取值范围是 .
13.计算:•= .
14.把多项式16a3﹣ab2因式分解的结果是 .
15.美术馆举办的一次画展中,展出的油画作品和国画作品共有100幅,其中油画作品的数量是国画作品数量的2倍多7幅,则展出的油画作品有 幅.
16.在矩形ABCD中,AD=5,AB=4,点E,F在直线AD上,且四边形BCFE为菱形.若线段EF的中点为点M,则线段AM的长为 .
17.如图,点D在△ABC的边BC上,∠C+∠BAD=∠DAC,tan∠BAD=,AD=,CD=13,则线段AC的长为 .
18.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=5cm,BC=12cm,将△ABC绕点B顺时针旋转60°,得到△BDE,连接DC交AB于点F,则△ACF与△BDF的周长之和为 cm.
三.解答题(78分)
19.(9分)先化简,再求代数式:(﹣)÷的值,其中x=2+tan60°,y=4sin30°.
20.(8分)解不等式组请结合题意填空,完成本题的解答:
(Ⅰ)解不等式①,得 ;
(Ⅱ)解不等式②,得 ;
(Ⅲ)把不等式①和②的解集在数轴上表示出来;
(Ⅳ)原不等式组的解集为 .
21.(9分)如图,点D在△ABC的AB边上,且∠ACD=∠A.
(1)作∠BDC的平分线DE,交BC于点E(用尺规作图法,保留作图痕迹,不要求写作法);
(2)在(1)的条件下,判断直线DE与直线AC的位置关系(不要求证明).
22.(10分)为增强学生环保意识,某中学组织全校2000名学生参加环保知识大赛,比赛成绩均为整数,从中抽取部分同学的成绩进行统计,并绘制成如图统计图.请根据图中提供的信息,解答下列问题:
(1)若抽取的成绩用扇形图来描述,则表示“第三组(79.5~89.5)”的扇形的圆心角为 度;
(2)若成绩在90分以上(含90分)的同学可以获奖,请估计该校约有多少名同学获奖?
(3)某班准备从成绩最好的4名同学(男、女各2名)中随机选取2名同学去社区进行环保宣传,则选出的同学恰好是1男1女的概率为 .
23.(10分)华昌中学开学初在金利源商场购进A、B两种品牌的足球,购买A品牌足球花费了2500元,购买B品牌足球花费了2000元,且购买A品牌足球数量是购买B品牌足球数量的2倍,已知购买一个B品牌足球比购买一个A品牌足球多花30元.
(1)求购买一个A品牌、一个B品牌的足球各需多少元?
(2)华昌中学响应习总书记“足球进校园”的号召,决定两次购进A、B两种品牌足球共50个,恰逢金利源商场对两种品牌足球的售价进行调整,A品牌足球售价比第一次购买时提高了8%,B品牌足球按第一次购买时售价的9折出售,如果这所中学此次购买A、B两种品牌足球的总费用不超过3260元,那么华昌中学此次最多可购买多少个B品牌足球?
24.(10分)如图,一艘海轮位于灯塔P的北偏东53°方向,距离灯塔100海里的A处,它沿正南方向航行一段时间后,到达位于灯塔P的南偏东45°方向上的B处.
(1)在图中画出点B,并求出B处与灯塔P的距离(结果取整数);
(2)用方向和距离描述灯塔P相对于B处的位置.
(参考数据:sin53°=0.80,cos53°=0.60,tan53°=0.33,=1.41)
25.(10分)如图1,AB为半圆O的直径,D为BA的延长线上一点,DC为半圆O的切线,切点为C.
(1)求证:∠ACD=∠B;
(2)如图2,∠BDC的平分线分别交AC,BC于点E,F;
①求tan∠CFE的值;
②若AC=3,BC=4,求CE的长.
26.(12分)如图,在平面直角坐标系中,点O为坐标原点,直线y=kx+1(k≠0)与x轴交于点A,与y轴交于点C,过点C的抛物线y=ax2﹣(6a﹣2)x+b(a≠0)与直线AC交于另一点B,点B坐标为(4,3).
(1)求a的值;
(2)点P是射线CB上的一个动点,过点P作PQ⊥x轴,垂足为点Q,在x轴上点Q的右侧取点M,使MQ=,在QP的延长线上取点N,连接PM,AN,已知tan∠NAQ﹣tan∠MPQ=,求线段PN的长;
(3)在(2)的条件下,过点C作CD⊥AB,使点D在直线AB下方,且CD=AC,连接PD,NC,当以PN,PD,NC的长为三边长构成的三角形面积是时,在y轴左侧的抛物线上是否存在点E,连接NE,PE,使得△ENP与以PN,PD,NC的长为三边长的三角形全等?若存在,求出E点坐标;若不存在,请说明理由.
2021年湖南省永州市中考数学模拟试卷(二)
参考答案与试题解析
一.选择题(每小题4分,共40分)
1.|﹣2021|的倒数是( )
A.﹣2021 B.﹣ C. D.2021
【分析】利用绝对值的代数意义,以及倒数的性质计算即可.
【解答】解:|﹣2021|=2021,
2021的倒数是.
故选:C.
2.下列运算正确的是( )
A.(a2)5=a7 B.a2•a4=a6
C.3a2b﹣3ab2=0 D.
【分析】先根据幂的乘方,同底数幂的乘法,合并同类项法则,乘方的意义进行计算,再得出选项即可.
【解答】解:A.(a2)5=a10,故本选项不符合题意;
B.a2•a4=a6,故本选项符合题意;
C.3a2b和﹣3ab2不能合并,故本选项不符合题意;
D.()2=,故本选项不符合题意;
故选:B.
3.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】根据轴对称图形和中心对称图形的概念对各选项分析判断即可得解.
【解答】解:A.既是轴对称图形,又是中心对称图形,故本选项符合题意;
B.不是轴对称图形,是中心对称图形,故本选项不符合题意;
C.是轴对称图形,不是中心对称图形,故本选项不符合题意;
D.是轴对称图形,不是中心对称图形,故本选项不符合题意.
故选:A.
4.点A(﹣4,y1),B(﹣1,y2)在反比例函数y=的图象上,则y1,y2的大小关系是( )
A.y1>y2 B.y1=y2 C.y1<y2 D.不能确定
【分析】根据反比例函数的性质,图象在一、三象限,在双曲线的同一支上,y随x的增大而减小.
【解答】解:∵k=4>0,
∴图象在一、三象限,
∵﹣4<﹣1,
∴y1>y2,
故选:A.
5.如图,圆柱体中挖去一个小圆柱,那么这个几何体的主视图和俯视图分别为( )
A. B. C. D.
【分析】直接利用组合体结合主视图以及俯视图的观察角度得出答案.
【解答】解:由几何体所示,可得主视图和俯视图分别为:
和.
故选:B.
6.如图,AB为⊙O的直径,点C在⊙O上,若∠OCA=50°,AB=4,则的长为( )
A.π B.π C.π D.π
【分析】直接利用等腰三角形的性质得出∠A的度数,再利用圆周角定理得出∠BOC的度数,再利用弧长公式求出答案.
【解答】解:∵∠OCA=50°,OA=OC,
∴∠A=50°,
∴∠BOC=2∠A=100°,
∵AB=4,
∴BO=2,
∴的长为:=π.
故选:B.
7.如图,四边形ABCD是平行四边形,点E在BA的延长线上,点F在BC的延长线上,连接EF,分别交AD,CD于点G,H,则下列结论错误的是( )
A.= B.= C.= D.=
【分析】根据相似三角形的判定和性质进行判断即可.
【解答】解:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BF,BE∥DC,AD=BC,
∴,,,
故选:C.
8.在同一平面直角坐标系中,函数y=mx+m与y=(m≠0)的图象可能是( )
A. B.
C. D.
【分析】先根据一次函数的性质判断出m取值,再根据反比例函数的性质判断出m的取值,二者一致的即为正确答案.
【解答】解:A、由函数y=mx+m的图象可知m>0,由函数y=的图象可知m>0,故A选项正确;
B、由函数y=mx+m的图象可知m<0,由函数y=的图象可知m>0,相矛盾,故B选项错误;
C、由函数y=mx+m的图象y随x的增大而减小,则m<0,而该直线与y轴交于正半轴,则m>0,相矛盾,故C选项错误;
D、由函数y=mx+m的图象y随x的增大而增大,则m>0,而该直线与y轴交于负半轴,则m<0,相矛盾,故D选项错误;
故选:A.
9.小明家、公交车站、学校在一条笔直的公路旁(小明家、学校到这条公路的距离忽略不计),一天,小明从家出发去上学,沿这条公路步行到公交车站恰好乘上一辆公交车,公交车沿这条公路匀速行驶,小明下车时发现还有4分钟上课,于是他沿这条公路跑步赶到学校(上、下车时间忽略不计),小明与家的距离s(单位:米)与他所用时间t(单位:分钟)之间的函数关系如图所示,已知小明从家出发7分钟时与家的距离为1200米,从上公交车到他到达学校共用10分钟,下列说法:
①小明从家出发5分钟时乘上公交车;
②公交车的速度为400米/分钟;
③小明下公交车后跑向学校的速度为100米/分钟;
④小明上课没有迟到.
其中正确的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【分析】根据图象可以确定他家与学校的距离,公交车时间是多少,他步行的时间和公交车的速度和小明从家出发到学校所用的时间.
【解答】解:①小明从家出发乘上公交车的时间为7﹣(1200﹣400)÷400=5分钟,①正确;
②公交车的速度为(3200﹣1200)÷(12﹣7)=400米/分钟,②正确;
③小明下公交车后跑向学校的速度为(3500﹣3200)÷3=100米/分钟,③正确;
④上公交车的时间为12﹣5=7分钟,跑步的时间为15﹣12=3分钟,因为3<4,小明上课没有迟到,④正确;
故选:D.
10.如图,下列图形都是由面积为1的正方形按一定的规律组成,其中,第(1)个图形中面积为1的正方形有2个,第(2)个图形中面积为1的正方形有5个,第(3)个图形中面积为1的正方形有9个,…,按此规律.则第(6)个图形中面积为1的正方形的个数为( )
A.20 B.27 C.35 D.40
【分析】第(1)个图形中面积为1的正方形有2个,第(2)个图形中面积为1的图象有2+3=5个,第(3)个图形中面积为1的正方形有2+3+4=9个,…,按此规律,第n个图形中面积为1的正方形有2+3+4+…+n+1=,进一步求得第(6)个图形中面积为1的正方形的个数即可.
【解答】解:第(1)个图形中面积为1的正方形有2个,
第(2)个图形中面积为1的图象有2+3=5个,
第(3)个图形中面积为1的正方形有2+3+4=9个,
…,
按此规律,
第n个图形中面积为1的正方形有2+3+4+…+(n+1)=个,
则第(6)个图形中面积为1的正方形的个数为2+3+4+5+6+7=27个.
故选:B.
二、填空题(每小题4分,共计32分)
11.据统计永州市人口6316100人(数据来源2020年)将6316100用科学记数法表示为 6.3161×106 .
【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:6316100=6.3161×106.
故答案为:6.3161×106.
12.在函数中,自变量x的取值范围是 x>3 .
【分析】根据二次根式的被开方数大于或等于0,且分母不等于0,列出不等式,求解即可.
【解答】解:根据题意得:x﹣3≥0,且x﹣3≠0,
∴x>3,
故答案为:x>3.
13.计算:•= x+y .
【分析】原式变形后,约分即可得到结果.
【解答】解:原式=•
=x+y.
故答案为:x+y.
14.把多项式16a3﹣ab2因式分解的结果是 a(4a+b)(4a﹣b) .
【分析】先提取公因式,再用平方差公式分解因式即可.
【解答】解:原式=a(16a2﹣b2)
=a(4a+b)(4a﹣b).
故答案为:
15.美术馆举办的一次画展中,展出的油画作品和国画作品共有100幅,其中油画作品的数量是国画作品数量的2倍多7幅,则展出的油画作品有 69 幅.
【分析】设展出的油画作品的数量是x幅,展出的国画作品是y幅,则根据“展出的油画作品和国画作品共有100幅,其中油画作品的数量是国画作品数量的2倍多7幅”列出方程组并解答.
【解答】解:设展出的油画作品的数量是x幅,展出的国画作品是y幅,依题意得
,
解得,
故答案是:69.
16.在矩形ABCD中,AD=5,AB=4,点E,F在直线AD上,且四边形BCFE为菱形.若线段EF的中点为点M,则线段AM的长为 5.5,或0.5 .
【分析】两种情况:①由矩形的性质得出CD=AB=4,BC=AD=5,∠ADB=∠CDF=90°,由菱形的性质得出CF=EF=BE=BC=5,由勾股定理求出DF,得出MF,即可求出AM;②同①得出AE=3,求出ME,即可得出AM的长.
【解答】解:分两种情况:①如图1所示:
∵四边形ABCD是矩形,
∴CD=AB=4,BC=AD=5,∠ADC=∠CDF=90°,
∵四边形BCFE为菱形,
∴CF=EF=BE=BC=5,
∴DF===3,
∴AF=AD+DF=8,
∵M是EF的中点,
∴MF=EF=2.5,
∴AM=AF﹣DF=8﹣2.5=5.5;
②如图2所示:同①得:AE=3,
∵M是EF的中点,
∴ME=2.5,
∴AM=AE﹣ME=0.5;
综上所述:线段AM的长为:5.5,或0.5;
故答案为:5.5,或0.5.
17.如图,点D在△ABC的边BC上,∠C+∠BAD=∠DAC,tan∠BAD=,AD=,CD=13,则线段AC的长为 4 .
【分析】作∠DAE=∠BAD交BC于E,作DF⊥AE交AE于F,作AG⊥BC交BC于G.根据三角函数设DF=4x,则AF=7x,在Rt△ADF中,根据勾股定理得到DF=4,AF=7,设EF=y,则CE=7+y,则DE=6﹣y,在Rt△DEF中,根据勾股定理得到DE=,AE=,设DG=z,则EG=﹣z,则()2﹣z2=()2﹣(﹣z)2,依此可得CG=12,在Rt△ADG中,据勾股定理得到AG=8,在Rt△ACG中,据勾股定理得到AC=4.
【解答】解:作∠DAE=∠BAD交BC于E,作DF⊥AE交AE于F,作AG⊥BC交BC于G.
∵∠C+∠BAD=∠DAC,
∴∠CAE=∠ACB,
∴AE=EC,
∵tan∠BAD=,
∴设DF=4x,则AF=7x,
在Rt△ADF中,AD2=DF2+AF2,即()2=(4x)2+(7x)2,
解得x1=﹣1(不合题意舍去),x2=1,
∴DF=4,AF=7,
设EF=y,则CE=7+y,则DE=6﹣y,
在Rt△DEF中,DE2=DF2+EF2,即(6﹣y)2=42+y2,
解得y=,
∴DE=6﹣y=,AE=,
∴设DG=z,则EG=﹣z,则
()2﹣z2=()2﹣(﹣z)2,
解得z=1,
∴CG=12,
在Rt△ADG中,AG==8,
在Rt△ACG中,AC==4.
故答案为:4.
18.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=5cm,BC=12cm,将△ABC绕点B顺时针旋转60°,得到△BDE,连接DC交AB于点F,则△ACF与△BDF的周长之和为 42 cm.
【分析】根据将△ABC绕点B顺时针旋转60°,得到△BDE,可得△ABC≌△BDE,∠CBD=60°,BD=BC=12cm,从而得到△BCD为等边三角形,得到CD=BC=CD=12cm,在Rt△ACB中,利用勾股定理得到AB=13,所以△ACF与△BDF的周长之和=AC+AF+CF+BF+DF+BD=AC+AB+CD+BD,即可解答.
【解答】解:∵将△ABC绕点B顺时针旋转60°,得到△BDE,
∴△ABC≌△BDE,∠CBD=60°,
∴BD=BC=12cm,
∴△BCD为等边三角形,
∴CD=BC=CD=12cm,
在Rt△ACB中,AB==13,
△ACF与△BDF的周长之和=AC+AF+CF+BF+DF+BD=AC+AB+CD+BD=5+13+12+12=42(cm),
故答案为:42.
三.解答题(78分)
19.(9分)先化简,再求代数式:(﹣)÷的值,其中x=2+tan60°,y=4sin30°.
【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,约分得到最简结果,把x与y的值代入计算即可求出值.
【解答】解:原式=•=,
当x=2+,y=4×=2时,原式=.
20.(8分)解不等式组请结合题意填空,完成本题的解答:
(Ⅰ)解不等式①,得 x≥0 ;
(Ⅱ)解不等式②,得 x≤1 ;
(Ⅲ)把不等式①和②的解集在数轴上表示出来;
(Ⅳ)原不等式组的解集为 0≤x≤1 .
【分析】分别求出各不等式的解集,再在数轴上表示出来,写出不等式组的解集即可.
【解答】解:(I)解不等式①,得x≥0.
故答案为:x≥0;
(II)解不等式②,得x≤1.
故答案为:x≤1;
(III)把不等式①和②的解集在数轴上表示为:
;
(IV)原不等式组的解集为:0≤x≤1.
故答案为:0≤x≤1.
21.(9分)如图,点D在△ABC的AB边上,且∠ACD=∠A.
(1)作∠BDC的平分线DE,交BC于点E(用尺规作图法,保留作图痕迹,不要求写作法);
(2)在(1)的条件下,判断直线DE与直线AC的位置关系(不要求证明).
【分析】(1)根据角平分线基本作图的作法作图即可;
(2)根据角平分线的性质可得∠BDE=∠BDC,根据三角形内角与外角的性质可得∠A=∠BDC,再根据同位角相等两直线平行可得结论.
【解答】解:(1)如图所示:
(2)DE∥AC
∵DE平分∠BDC,
∴∠BDE=∠BDC,
∵∠ACD=∠A,∠ACD+∠A=∠BDC,
∴∠A=∠BDC,
∴∠A=∠BDE,
∴DE∥AC.
22.(10分)为增强学生环保意识,某中学组织全校2000名学生参加环保知识大赛,比赛成绩均为整数,从中抽取部分同学的成绩进行统计,并绘制成如图统计图.请根据图中提供的信息,解答下列问题:
(1)若抽取的成绩用扇形图来描述,则表示“第三组(79.5~89.5)”的扇形的圆心角为 144 度;
(2)若成绩在90分以上(含90分)的同学可以获奖,请估计该校约有多少名同学获奖?
(3)某班准备从成绩最好的4名同学(男、女各2名)中随机选取2名同学去社区进行环保宣传,则选出的同学恰好是1男1女的概率为 .
【分析】(1)由第三组(79.5~89.5)的人数即可求出其扇形的圆心角;
(2)首先求出50人中成绩在90分以上(含90分)的同学可以获奖的百分比,进而可估计该校约有多少名同学获奖;
(3)列表得出所有等可能的情况数,找出选出的两名主持人“恰好为一男一女”的情况数,即可求出所求的概率.
【解答】解:(1)由直方图可知第三组(79.5~89.5)所占的人数为20人,
所以“第三组(79.5~89.5)”的扇形的圆心角==144°,
故答案为:144;
(2)估计该校获奖的学生数=×2000=640(人);
(3)列表如下:
男
男
女
女
男
﹣﹣﹣
(男,男)
(女,男)
(女,男)
男
(男,男)
﹣﹣﹣﹣
(女,男)
(女,男)
女
(男,女)
(男,女)
﹣﹣﹣
(女,女)
女
(男,女)
(男,女)
(女,女)
﹣﹣﹣
所有等可能的情况有12种,其中选出的两名主持人“恰好为一男一女”的情况有8种,
则P(选出的两名主持人“恰好为一男一女”)==.
故答案为:.
23.(10分)华昌中学开学初在金利源商场购进A、B两种品牌的足球,购买A品牌足球花费了2500元,购买B品牌足球花费了2000元,且购买A品牌足球数量是购买B品牌足球数量的2倍,已知购买一个B品牌足球比购买一个A品牌足球多花30元.
(1)求购买一个A品牌、一个B品牌的足球各需多少元?
(2)华昌中学响应习总书记“足球进校园”的号召,决定两次购进A、B两种品牌足球共50个,恰逢金利源商场对两种品牌足球的售价进行调整,A品牌足球售价比第一次购买时提高了8%,B品牌足球按第一次购买时售价的9折出售,如果这所中学此次购买A、B两种品牌足球的总费用不超过3260元,那么华昌中学此次最多可购买多少个B品牌足球?
【分析】(1)设一个A品牌的足球需x元,则一个B品牌的足球需(x+30)元,根据购买A品牌足球数量是购买B品牌足球数量的2倍列出方程解答即可;
(2)设此次可购买a个B品牌足球,则购进A牌足球(50﹣a)个,根据购买A、B两种品牌足球的总费用不超过3260元,列出不等式解决问题.
【解答】解:(1)设一个A品牌的足球需x元,则一个B品牌的足球需(x+30)元,由题意得
=×2
解得:x=50
经检验x=50是原方程的解,
x+30=80
答:一个A品牌的足球需50元,则一个B品牌的足球需80元.
(2)设此次可购买a个B品牌足球,则购进A牌足球(50﹣a)个,由题意得
50×(1+8%)(50﹣a)+80×0.9a≤3260
解得a≤31
∵a是整数,
∴a最大等于31,
答:华昌中学此次最多可购买31个B品牌足球.
24.(10分)如图,一艘海轮位于灯塔P的北偏东53°方向,距离灯塔100海里的A处,它沿正南方向航行一段时间后,到达位于灯塔P的南偏东45°方向上的B处.
(1)在图中画出点B,并求出B处与灯塔P的距离(结果取整数);
(2)用方向和距离描述灯塔P相对于B处的位置.
(参考数据:sin53°=0.80,cos53°=0.60,tan53°=0.33,=1.41)
【分析】(1)根据方向角的定义结合已知条件在图中画出点B,作PC⊥AB于C,先解Rt△PAC,得出PC=PA•sin∠PAC=80,再解Rt△PBC,得出PB=PC=1.41×80≈113海里;
(2)由∠CBP=45°,PB≈113海里,即可得到灯塔P位于B处北偏西45°方向,且距离B处约113海里.
【解答】解:(1)如图,作PC⊥AB于C,
在Rt△PAC中,∵PA=100海里,∠PAC=53°,
∴PC=PA•sin∠PAC=100×0.80=80海里,
在Rt△PBC中,∵PC=80海里,∠PBC=∠BPC=45°,
∴PB=PC=1.41×80≈113海里,
即B处与灯塔P的距离约为113海里;
(2)∵∠CBP=45°,PB≈113海里,
∴灯塔P位于B处北偏西45°方向,且距离B处约113海里.
25.(10分)如图1,AB为半圆O的直径,D为BA的延长线上一点,DC为半圆O的切线,切点为C.
(1)求证:∠ACD=∠B;
(2)如图2,∠BDC的平分线分别交AC,BC于点E,F;
①求tan∠CFE的值;
②若AC=3,BC=4,求CE的长.
【分析】(1)利用等角的余角相等即可证明.
(2)①只要证明∠CEF=∠CFE即可.
②由△DCA∽△DBC,得===,再由△DCE∽△DBF,得=,设EC=CF=x,列出方程即可解决问题.
【解答】(1)证明:如图1中,连接OC.
∵OA=OC,
∴∠1=∠2,
∵CD是⊙O切线,
∴OC⊥CD,
∴∠DCO=90°,
∴∠3+∠2=90°,
∵AB是直径,
∴∠1+∠B=90°,
∴∠3=∠B.
(2)解:①∵∠CEF=∠ECD+∠CDE,∠CFE=∠B+∠FDB,
∵∠CDE=∠FDB,∠ECD=∠B,
∴∠CEF=∠CFE,∵∠ECF=90°,
∴∠CEF=∠CFE=45°,
∴tan∠CFE=tan45°=1.
②在RT△ABC中,∵AC=3,BC=4,
∴AB==5,
∵∠CDA=∠BDC,∠DCA=∠B,
∴△DCA∽△DBC,
∴===,
∵∠CDE=∠BDF,∠DCE=∠B,
∴△DCE∽△DBF,
∴==,设EC=CF=x,
∴=,
∴x=.
∴CE=.
26.(12分)如图,在平面直角坐标系中,点O为坐标原点,直线y=kx+1(k≠0)与x轴交于点A,与y轴交于点C,过点C的抛物线y=ax2﹣(6a﹣2)x+b(a≠0)与直线AC交于另一点B,点B坐标为(4,3).
(1)求a的值;
(2)点P是射线CB上的一个动点,过点P作PQ⊥x轴,垂足为点Q,在x轴上点Q的右侧取点M,使MQ=,在QP的延长线上取点N,连接PM,AN,已知tan∠NAQ﹣tan∠MPQ=,求线段PN的长;
(3)在(2)的条件下,过点C作CD⊥AB,使点D在直线AB下方,且CD=AC,连接PD,NC,当以PN,PD,NC的长为三边长构成的三角形面积是时,在y轴左侧的抛物线上是否存在点E,连接NE,PE,使得△ENP与以PN,PD,NC的长为三边长的三角形全等?若存在,求出E点坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)易得点C的坐标为(0,1),然后把点B、点C的坐标代入抛物线的解析式,即可解决问题;
(2)把B(4,3)代入y=kx+1中,即可得到k的值,从而可求出点A的坐标,就可求出tan∠CAO=(即tan∠PAQ=),设PQ=m,则QA=2m,根据条件tan∠NAQ﹣tan∠MPQ=,即可求出PN的值;
(3)由条件CD⊥AB,CD=AC,想到构造全等三角形,过点D作DF⊥CO于点F,易证△ACO≌△CDF,从而可以求出FD、CF、OF.作PH∥CN,交y轴于点H,连接DH,易证四边形CHPN是平行四边形,从而可得CN=HP,CH=PN,通过计算可得DH=PN,从而可得△PHD是以PN、PD、NC的长为三边长的三角形,则有S△PHD=.延长FD、PQ交于点G,易得∠G=90°.由点P在y=x+1上,可设P(t,t+1),根据S四边形HFGP=S△HFD+S△PHD+S△PDG,可求出t的值,从而得到点P、N的坐标及tan∠DPG的值,从而可得tan∠DPG=tan∠HDF,则有∠DPG=∠HDF,进而可证到∠HDP=90°.若△ENP与△PDH全等,已知PN=DH,可分以下两种情况(①∠ENP=∠PDH=90°,EN=PD,②∠NPE=∠HDP=90°,BE=PD)进行讨论,即可解决问题.
【解答】解:(1)当x=0时,由y=kx+1得y=1,则C(0,1).
∵抛物线y=ax2﹣(6a﹣2)x+b(a≠0)经过C(0,1),B(4,3),
∴,
解得:,
∴a=;
(2)把B(4,3)代入y=kx+1中,得
3=4k+1,解得:k=,
∴直线AB的解析式为y=x+1.
由y=0得0=x+1,
解得:x=﹣2,
∴A(﹣2,0),OA=2,
∵C(0,1),
∴OC=1,
∴tan∠CAO==.
∵PQ⊥x轴,
∴tan∠PAQ==,
设PQ=m,则QA=2m,
∵tan∠NAQ﹣tan∠MPQ=,
∴=,
∵MQ=,
∴﹣=,
∴PN=;
(3)方法一:
在y轴左侧抛物线上存在E,使得△ENP与以PN,PD,NC的长为三边长的三角形全等.
过点D作DF⊥CO于点F,如图2,
∵DF⊥CF,CD⊥AB,
∴∠CDF+∠DCF=90°,∠DCF+∠ACO=90°,
∴∠CDF=∠ACO,
∵CO⊥x轴,DF⊥CO,
∴∠AOC=∠CFD=90°,
在△ACO和△CDF中,
,
∴△ACO≌△CDF(AAS),
∴CF=AO=2,DF=CO=1,
∴OF=CF﹣CO=1,
作PH∥CN,交y轴于点H,连接DH,
∵CH∥PN,
∴四边形CHPN是平行四边形,
∴CN=HP,CH=PN=,
∴HF=CF﹣CH=,DH==,
∴DH=PN.
∴△PHD是以PN,PD,NC的长为三边长的三角形,
∴S△PHD=.
延长FD、PQ交于点G,
∵PQ∥y轴,
∴∠G=180°﹣∠CFD=90°,
∴S四边形HFGP=S△HFD+S△PHD+S△PDG,
∴(HF+PG)FG=HF•FD++DG•PG.
∵点P在y=x+1上,∴可设P(t,t+1),
∴(+t+1+1)•t=××1++(t﹣1)•(t+1+1),
∴t=4,P(4,3),
∴N(4,),tan∠DPG==.
∵tan∠HDF==,
∴∠DPG=∠HDF.
∵∠DPG+∠PDG=90°,
∴∠HDF+∠PDG=90°,
∴∠HDP=90°.
∵PN=DH,若△ENP与△PDH全等,则有两种情况:
①当∠ENP=∠PDH=90°,EN=PD时,
∵PD==5,∴EN=5,
∴E(﹣1,).
由(1)得:抛物线y=x2﹣x+1.
当x=﹣1时,y=,所以点E在此抛物线上.
②当∠NPE=∠HDP=90°,BE=PD时,
则有E(﹣1,3),此时点E不在抛物线上,
∴存在点E,满足题中条件,点E的坐标为(﹣1,).
方法二:
作BF∥CN交y轴于点F,如图3,
∴NC=PF,PN=CF=,F(0,﹣),
∵CD⊥AB,且CD=AC,
∴点D可视为点A绕点C逆时针旋转90°而成,将点C(0,1)平移至原点C′(0,0),则点A′(﹣2,﹣1),
将点A′绕原点逆时针旋转90°,则D′(1,﹣2),将C′(0,0)平移至点C(0,1),
则D′平移后即为点D(1,﹣1),
∴lDF:y=﹣x﹣,
过点P作x轴垂线交FD的延长线于H,
∵P(t,t+1),∴H(t,﹣t﹣),
∴S△PDF=,
∴,
∴t=4,∴P(4,3),D(1,﹣1),F(0,﹣),
∴PD2=25,PN2=,
∴PD2+PN2=,PF2=42+(3+)2=,
∴PD2+PN2=PF2,
∴以PN,PD,NC的长为三边长的三角形为直角三角形,欲使△ENP全等于上述三角形,则必有直角
①过点P作PE⊥PN交抛物线于点E,∴E(﹣,3)(舍)
②过点N作PE⊥PN交抛物线于点E,∴E(﹣1,).
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