2021年内蒙古鄂尔多斯市杭锦旗中考数学二模试卷 解析版
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一、单项选择题(本大题共10题,每题3分,共30分)
1.(3分)﹣5的相反数是( )
A.﹣5 B.5 C.﹣ D.
2.(3分)截至2021年2月3日24时,全国累计报告重点人群接种新冠病毒疫苗31240000剂次,则数据31240000用科学记数法表示为( )
A.3.124×106 B.3.124×107 C.31.24×106 D.0.3124×108
3.(3分)如图,已知圆锥的三视图所示,则这个圆锥的体积为( )cm3.
A.36π B.24π C.12π D.8π
4.(3分)下列运算正确的是( )
A.x6÷x3=x3 B.2x+3y=5xy C.(2x)3=6x3 D.x2•x2=2x4
5.(3分)将一个有45°角的三角板的直角顶点放在一张宽为3cm的纸带边沿上.另一个顶点在纸带的另一边沿上,测得三角板的一边与纸带的一边所在的直线成30°角,如图,则三角板的最大边的长为( )
A.3cm B.6cm C.cm D.cm
6.(3分)学习全等三角形时,数学兴趣小组设计并组织了“生活中的全等”的比赛,全班同学的比赛结果统计如下表:
得分(分)
60
70
80
90
100
人数(人)
7
12
10
8
3
则得分的众数和中位数分别为( )
A.70分,70分 B.80分,80分 C.70分,80分 D.80分,70分
7.(3分)小军家距学校5千米,原来他骑自行车上学,学校为保障学生安全,新购进校车接送学生,若校车速度是他骑车速度的2倍,现在小军乘校车上学可以从家晚10分钟出发,结果与原来到校时间相同.设小军骑车的速度为x千米/小时,则所列方程正确的为( )
A.+= B.﹣= C.+10= D.﹣10=
8.(3分)利用如图1的二维码可以进行身份识别.某校建立了一个身份识别系统,图2是某个学生的识别图案,黑色小正方形表示1,白色小正方形表示0,将第一行数字从左到右依次记为a,b,c,d,那么可以转换为该生所在班级序号,其序号为a×23+b×22+c×21+d×20,如图2第一行数字从左到右依次为0,1,0,1,序号为0×23+1×22+0×21+1×20=5,表示该生为5班学生.表示6班学生的识别图案是( )
A. B.
C. D.
9.(3分)如图,边长为的正方形ABCD的对角线AC与BD交于点O,将正方形ABCD沿直线DF折叠,点C落在对角线BD上的点E处,折痕DF交AC于点M,则OM的长为( )
A. B. C. D.
10.(3分)如图,矩形ABCD的对角线交于点O,∠BOC=60°,AD=3,动点P从点A出发,沿折线AD﹣DO以每秒1个单位长的速度运动到点O停止.设运动时间为x秒,y=S△POC,则y与x的函数关系大致为( )
A. B.
C. D.
二、填空题(本大题共6题,每题3分,共18分)
11.(3分)函数y=中,自变量x的取值范围是 .
12.(3分)在一个不透明的盒子中,装有除颜色外完全相同的乒乓球共16个,从中随机摸出一个乒乓球,若摸到黄色乒乓球的概率为,则该盒子中装有黄色乒乓球的个数是 .
13.(3分)如图,△ABC中,AB=AC,以点C为圆心,CB长为半径画弧,交AB于点B和点D,再分别以点B、D为圆心,大于BD长为半径画弧,两弧相交于点M,作射线CM交AB于点E.若AD=DE=1,则EC的长度是 .
14.(3分)如图,在菱形ABCD中,BC=4,∠ADC=120°,以A为圆心,AD为半径画弧,交AC于点E,过点E作EF∥AB交AD于点F,则阴影部分的面积为 .(结果保留根号与π)
15.(3分)下列命题正确的是 .(请直接填写序号)
①平行四边形既是轴对称图形又是中心对称图形;
②的算术平方根是6;
③三角形的内心到这个三角形三条边的距离相等;
④若甲数据的方差S甲2=0.05,乙数据的方差S乙2=0.1,则甲数据比乙数据稳定;
⑤如果一个多边形的内角和是外角和的3倍,则这个多边形是六边形.
16.(3分)如图,平面直角坐标系中,已知A点坐标(0,1),反比例函数y=(k>0,x>0)的图象与直线y=x相交于点B,P是x轴的动点,如果PA+PB的最小值是5,那么k的值是 .
三.解答题(本大题共8题,共72分,解答时写出必要的文字说明,演算步骤或推证过程)
17.(9分)(1)计算:.
(2)先化简,再求值:,其中x的值从不等式组的整数解中选取.
18.(9分)据某知名网站调查,2020年网民们最关注的热点话题分别有:消费、教育、环保、反腐及其他共五类.根据调查的部分相关数据,绘制的统计图表如图.
根据所给信息解答下列问题:
(1)求调查的总人数,并补全条形统计图,并在图中标明相应数据;
(2)求出扇形统计图中“环保”对应的圆心角的度数;
(3)在这次调查中,某单位共有甲、乙、丙、丁四人最关注教育问题,现准备从这四人中随机抽取两人进行座谈,试用列表或树形图的方法求抽取的两人恰好是甲和乙的概率.
19.(6分)如图1,2分别是某款篮球架的实物图与示意图,AB⊥BC于点B,底座BC=1.3米,底座BC与支架AC所成的角∠ACB=60°,点H在支架AF上,篮板底部支架EH∥BC.EF⊥EH于点E,已知AH=米,HF=米,HE=1米.
(1)求篮板底部支架HE与支架AF所成的∠FHE的度数.
(2)求篮板底部点E到地面的距离,(精确到0.01米)(参考数据:≈1.41,≈1.73)
20.(8分)如图,在直角坐标系中,矩形OABC的顶点O与坐标原点重合,顶点A,C分别在坐标轴上,顶点B的坐标为(4,2),过点D(0,3)和E(6,0)的直线分别与AB,BC交于点M,N.
(1)求直线DE的解析式和点M的坐标;
(2)若反比例函数y=的图象经过点M,求该反比例函数的解析式,并通过计算判断点N是否在该函数的图象上;
(3)若反比例函数y=(x>0)的图象与△MNB有公共点,请直接写出k的取值范围;
(4)若将△MNB放置于平面直角坐标系中:使斜边在横轴上,直角顶点B在反比例函数y=的图象上,试求出N点的坐标.
21.(9分)如图,在⊙O中,半径OD⊥直径AB,CD与⊙O相切于点D,连接AC交⊙O于点E,交OD于点G,连接CB并延长交⊙于点F,连接AD,EF.
(1)求证:∠ACD=∠F;
(2)若tan∠F=
①求证:四边形ABCD是平行四边形;
②连接DE,当⊙O的半径为3时,求DE的长.
22.(8分)“互联网+”时代,网上购物备受消费者青睐.某网店专售一款休闲裤,其成本为每条40元,当售价为每条80元时,每月可销售100条.为了吸引更多顾客,该网店采取降价措施.据市场调查反映:销售单价每降1元,则每月可多销售5条.设每条裤子的售价为x元(x为正整数且x≤80),每月的销售量为y条.
(1)直接写出y与x的函数关系式;
(2)设该店每月所获利润为w元,当销售单价降低多少元时,每月所获利润最大,最大利润是多少?
(3)该网店店主热心公益事业,决定每月从出售的每条裤子中捐出5元资助贫困学生.总捐款额不低于750元,求捐款后每月最大利润.
23.(11分)如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与y轴交于点C(0,4),与x轴交于点A和点B,其中点A的坐标为(﹣2,0),抛物线的对称轴x=1与抛物线交于点D,与直线BC交于点E.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点F是直线BC上方的抛物线上的一个动点,是否存在点F使四边形ABFC的面积为17,若存在,求出点F的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)平行于DE的一条动直线l与直线BC相交于点P,与抛物线相交于点Q,若以D、E、P、Q为顶点的四边形是平行四边形,求点P的坐标.
24.(12分)【问题发现】如图1,在Rt△ABC中,AB=AC,D为BC边上一点(不与点B、C重合)将线段AD绕点A顺时针旋转90°得到AE,连接EC,则线段BD与CE的数量关系是 ,位置关系是 ;
【探究证明】如图2,在Rt△ABC和Rt△ADE中,AB=AC,AD=AE,将△ADE绕点A旋转,当点C,D,E在同一直线时,BD与CE具有怎样的位置关系,并说明理由;
【拓展延伸】如图3,在Rt△BCD中,∠BCD=90°,BC=2CD=4,将△ACD绕顺时针旋转,点C对应点E,设旋转角∠CAE为α(0°<α<360°),当点C,D,E在同一直线时,画出图形,并求出线段BE的长度.
2021年内蒙古鄂尔多斯市杭锦旗中考数学二模试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题(本大题共10题,每题3分,共30分)
1.(3分)﹣5的相反数是( )
A.﹣5 B.5 C.﹣ D.
【分析】根据相反数的概念解答即可.
【解答】解:﹣5的相反数是5.
故选:B.
2.(3分)截至2021年2月3日24时,全国累计报告重点人群接种新冠病毒疫苗31240000剂次,则数据31240000用科学记数法表示为( )
A.3.124×106 B.3.124×107 C.31.24×106 D.0.3124×108
【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.
【解答】解:31240000=3.124×107.
故选:B.
3.(3分)如图,已知圆锥的三视图所示,则这个圆锥的体积为( )cm3.
A.36π B.24π C.12π D.8π
【分析】根据三视图确定圆锥的地面半径和高,然后利用圆锥的体积计算公式求得答案即可.
【解答】解:观察三视图得:圆锥的底面半径为3cm,高为4cm,
所以圆锥的体积为πr2h=π×32×4=12πcm2.
故选:C.
4.(3分)下列运算正确的是( )
A.x6÷x3=x3 B.2x+3y=5xy C.(2x)3=6x3 D.x2•x2=2x4
【分析】A:根据同底数的幂相除底数不变指数相减可的结果;
B:2x、3y不是同类项,不能合并,
C:2的立方是8;
D:根据同底数的幂相乘底数不变指数相加可的结果.
【解答】解:A:符合题意;
B:2x、3y不是同类项,不能合并,∴不符合题意;
C:原式=8x3,∴不符合题意;
D:原式=x4,∴不符合题意.
故选:A.
5.(3分)将一个有45°角的三角板的直角顶点放在一张宽为3cm的纸带边沿上.另一个顶点在纸带的另一边沿上,测得三角板的一边与纸带的一边所在的直线成30°角,如图,则三角板的最大边的长为( )
A.3cm B.6cm C.cm D.cm
【分析】过另一个顶点C作垂线CD如图,可得直角三角形,根据直角三角形中30°角所对的边等于斜边的一半,可求出有45°角的三角板的直角边,再由等腰直角三角形求出最大边.
【解答】解:过点C作CD⊥AD,∴CD=3,
在直角三角形ADC中,
∵∠CAD=30°,
∴AC=2CD=2×3=6,
又∵三角板是有45°角的三角板,
∴AB=AC=6,
∴BC2=AB2+AC2=62+62=72,
∴BC=6,
故选:D.
6.(3分)学习全等三角形时,数学兴趣小组设计并组织了“生活中的全等”的比赛,全班同学的比赛结果统计如下表:
得分(分)
60
70
80
90
100
人数(人)
7
12
10
8
3
则得分的众数和中位数分别为( )
A.70分,70分 B.80分,80分 C.70分,80分 D.80分,70分
【分析】根据众数的定义,找到该组数据中出现次数最多的数即为众数;根据中位数定义,将该组数据按从小到大依次排列,处于中间位置的两个数的平均数即为中位数.
【解答】解:∵70分的有12人,人数最多,
∴众数为70分;
处于中间位置的数为第20、21两个数,都为80分,中位数为80分.
故选:C.
7.(3分)小军家距学校5千米,原来他骑自行车上学,学校为保障学生安全,新购进校车接送学生,若校车速度是他骑车速度的2倍,现在小军乘校车上学可以从家晚10分钟出发,结果与原来到校时间相同.设小军骑车的速度为x千米/小时,则所列方程正确的为( )
A.+= B.﹣= C.+10= D.﹣10=
【分析】设小军骑车的速度为x千米/小时,则小车速度是2x千米/小时,根据“小军乘小车上学可以从家晚10分钟出发”列出方程解决问题.
【解答】解:设小军骑车的速度为x千米/小时,则小车速度是2x千米/小时,由题意得,
﹣=.
故选:B.
8.(3分)利用如图1的二维码可以进行身份识别.某校建立了一个身份识别系统,图2是某个学生的识别图案,黑色小正方形表示1,白色小正方形表示0,将第一行数字从左到右依次记为a,b,c,d,那么可以转换为该生所在班级序号,其序号为a×23+b×22+c×21+d×20,如图2第一行数字从左到右依次为0,1,0,1,序号为0×23+1×22+0×21+1×20=5,表示该生为5班学生.表示6班学生的识别图案是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据规定的运算法则分别计算出每个选项第一行的数即可作出判断.
【解答】解:A、第一行数字从左到右依次为1、0、1、0,序号为1×23+0×22+1×21+0×20=10,不符合题意;
B、第一行数字从左到右依次为0,1,1,0,序号为0×23+1×22+1×21+0×20=6,符合题意;
C、第一行数字从左到右依次为1,0,0,1,序号为1×23+0×22+0×21+1×20=9,不符合题意;
D、第一行数字从左到右依次为0,1,1,1,序号为0×23+1×22+1×21+1×20=7,不符合题意;
故选:B.
9.(3分)如图,边长为的正方形ABCD的对角线AC与BD交于点O,将正方形ABCD沿直线DF折叠,点C落在对角线BD上的点E处,折痕DF交AC于点M,则OM的长为( )
A. B. C. D.
【分析】正方形ABCD边长为,得出EF=BE=2﹣,借助△DOM∽△DEF,对应边成比例即可求出OM的长.
【解答】解:∵正方形ABCD边长为,
∴AC⊥BD,OC=OD=1,
由折叠知:DE=CD=,∠DEF=∠DCF=90°,
∴,
∵∠DBF=45°,
∴EF=BE=2﹣,
∵AM∥EF,
∴△DOM∽△DEF,
∴,
∴,
∴.
故选:D.
10.(3分)如图,矩形ABCD的对角线交于点O,∠BOC=60°,AD=3,动点P从点A出发,沿折线AD﹣DO以每秒1个单位长的速度运动到点O停止.设运动时间为x秒,y=S△POC,则y与x的函数关系大致为( )
A. B.
C. D.
【分析】如图:根据矩形的性质,∠BOC=60°,AD=3可得OD=OA=AD,再根据直角三角形的性质,可得OF、OE、CG的长,S△POC要分类讨论,当0≤x<3时,y=S△POC=S△ACD﹣S△APO﹣S△PDC,可得y与x的函数关系,当3<x≤6时,y=S△POC,可得y与x的函数关系.
【解答】解:作OE⊥DC,作OF⊥AD,作CG⊥DB,
∵矩形ABCD,AD=3,
∴BC=3,
∵矩形ABCD的对角线交于点O,∠BOC=60°,
∴△BOC是等边三角形,OB=OC=BC=3,
∵△BOC≌△AOD,
∴∠ADO=∠AOD=60°,DO=AO=3,
在Rt△OAF中,∠AOF=30°,OA=3,AF=,
∴由勾股定理得OF=,
在Rt△DOE中,∠ODE=30°,OD=3,
∴OE=,
由勾股定理得DE=,
∴DC=2DE=3,
在Rt△DCG中,∠CDG=30°,DC=3,
∴CG=,
当0≤x<3时,y=S△POC=S△ACD﹣S△APO﹣S△PDC
=×3×﹣וx﹣×(3﹣x)
=x,
即y是x的正比例函数,
当3<x≤6时,y=S△POC=(6﹣x)•,
即y是x的一次函数,
故选:A.
二、填空题(本大题共6题,每题3分,共18分)
11.(3分)函数y=中,自变量x的取值范围是 x≥﹣ .
【分析】根据被开方数大于等于0列式进行计算即可得解.
【解答】解:根据题意得,2x+5≥0,
解得x≥﹣.
故答案为:x≥﹣.
12.(3分)在一个不透明的盒子中,装有除颜色外完全相同的乒乓球共16个,从中随机摸出一个乒乓球,若摸到黄色乒乓球的概率为,则该盒子中装有黄色乒乓球的个数是 6 .
【分析】直接利用摸到黄色乒乓球的概率为,利用总数乘以概率即可得出该盒子中装有黄色乒乓球的个数.
【解答】解:∵装有除颜色外完全相同的乒乓球共16个,从中随机摸出一个乒乓球,若摸到黄色乒乓球的概率为,
∴该盒子中装有黄色乒乓球的个数是:16×=6.
故答案为:6.
13.(3分)如图,△ABC中,AB=AC,以点C为圆心,CB长为半径画弧,交AB于点B和点D,再分别以点B、D为圆心,大于BD长为半径画弧,两弧相交于点M,作射线CM交AB于点E.若AD=DE=1,则EC的长度是 .
【分析】利用基本作图得到CE⊥AB,且BE=DE,由AD=DE=1再根据等腰三角形的性质得到AC=3,然后利用勾股定理计算EC的长.
【解答】解:由作图可知:CE⊥AB,且BE=DE,
∵AD=DE=1,
∴BE=1,AE=2,
∴AC=AB=3,
在Rt△ACE中,EC=.
14.(3分)如图,在菱形ABCD中,BC=4,∠ADC=120°,以A为圆心,AD为半径画弧,交AC于点E,过点E作EF∥AB交AD于点F,则阴影部分的面积为 ﹣ .(结果保留根号与π)
【分析】过F作FH⊥AC于H,根据菱形的性质和已知条件得出∠DAC=∠BAC,DC∥AB,AB=BC=4,求出∠DAC=∠BAC=30°,求出AE=4,解直角三角形求出FH,再根据阴影部分的面积S=S扇形DAE﹣S△FAE求出答案即可.
【解答】解:过F作FH⊥AC于H,
∵四边形ABCD是菱形,BC=4,
∴∠DAC=∠BAC,DC∥AB,AB=BC=4,
∴∠ADC+∠DAB=180°,
∵∠ADC=120°,
∴∠DAB=60°,
∴∠DAC=∠BAC=30°,
∵以A为圆心,AD为半径画弧,交AC于点E,AB=4,
∴AE=4,
∵EF∥AB,
∴∠FEA=∠BAC,
∵∠DAC=∠BAC,
∴∠DAC=∠FEA,
∴AF=EF,
∵FH⊥AE,AE=4,
∴AH=EH=2,
∵∠DAC=30°,∠AHF=90°,
∴AF=2EF,
∴(2EF)2=EF2+22,
解得:EF=,
∴阴影部分的面积S=S扇形DAE﹣S△FAE
=﹣
=﹣,
故答案为:﹣.
15.(3分)下列命题正确的是 ③④ .(请直接填写序号)
①平行四边形既是轴对称图形又是中心对称图形;
②的算术平方根是6;
③三角形的内心到这个三角形三条边的距离相等;
④若甲数据的方差S甲2=0.05,乙数据的方差S乙2=0.1,则甲数据比乙数据稳定;
⑤如果一个多边形的内角和是外角和的3倍,则这个多边形是六边形.
【分析】利用平行四边形的对称性、算术平方根的定义、三角形的内心的性质、方差的意义及多边形的内角和定理分别判断后即可确定正确的选项.
【解答】解:①平行四边形是中心对称图形但不是轴对称图形,故错误,不符合题意;
②的算术平方根是,故错误,不符合题意;
③三角形的内心到这个三角形三条边的距离相等,正确,符合题意;
④若甲数据的方差S甲2=0.05,乙数据的方差S乙2=0.1,则甲数据比乙数据稳定,正确,符合题意;
⑤如果一个多边形的内角和是外角和的3倍,则这个多边形是八边形,故原命题错误,不符合题意,
故答案为:③④.
16.(3分)如图,平面直角坐标系中,已知A点坐标(0,1),反比例函数y=(k>0,x>0)的图象与直线y=x相交于点B,P是x轴的动点,如果PA+PB的最小值是5,那么k的值是 3 .
【分析】首先解直线y=x与反比例函数解析式组成的方程组,求得B的坐标,然后求得A关于x轴的对称点坐标,PA+PB的最小值就是A的对称点与B之间的距离,据此列方程求得k的值.
【解答】解:根据题意得:,
解得或(舍去),则B的坐标是(k,k).
A关于x轴的对称点是(0,﹣1).
则根据题意得k2+(k+1)2=52,
解得:k=3或﹣4(舍去).
故答案是:3.
三.解答题(本大题共8题,共72分,解答时写出必要的文字说明,演算步骤或推证过程)
17.(9分)(1)计算:.
(2)先化简,再求值:,其中x的值从不等式组的整数解中选取.
【分析】(1)根据零指数幂、特殊角的三角函数值、算术平方根、去绝对值的方法可以解答本题;
(2)根据分式的减法和除法可以化简题目中的式子,然后求出的整数解,再将使得原分式有意义的整数值代入化简后的式子即可.
【解答】解:(1)
=1+4×﹣2+3﹣
=1+2﹣2+3﹣
=4﹣;
(2)
=
=,
由,得﹣2≤x<,
∴x可以取的整数时﹣2,﹣1,0,
∵x=﹣1或﹣2时,原分式无意义,
∴x=0,
当x=0时,原式==1.
18.(9分)据某知名网站调查,2020年网民们最关注的热点话题分别有:消费、教育、环保、反腐及其他共五类.根据调查的部分相关数据,绘制的统计图表如图.
根据所给信息解答下列问题:
(1)求调查的总人数,并补全条形统计图,并在图中标明相应数据;
(2)求出扇形统计图中“环保”对应的圆心角的度数;
(3)在这次调查中,某单位共有甲、乙、丙、丁四人最关注教育问题,现准备从这四人中随机抽取两人进行座谈,试用列表或树形图的方法求抽取的两人恰好是甲和乙的概率.
【分析】(1)根据消费类人数及其所占百分比求出总人数,总人数乘以教育类对应百分比求出其人数即可补全图形;
(2)用360°乘以关注环保问题的人数所占百分比即可得出答案;
(3)画树状图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)调查的总人数是:420÷30%=1400(万人),
关注教育的人数是:1400×25%=350(万人).
补全统计图如下:
(2)扇形统计图中“环保”对应的圆心角的度数是360°×10%=36°;
(3)画树形图得:
由树状图知,共有12种等可能结果,其中抽取的两人恰好是甲和乙的有2种结果,
所以抽取的两人恰好是甲和乙的概率为=.
19.(6分)如图1,2分别是某款篮球架的实物图与示意图,AB⊥BC于点B,底座BC=1.3米,底座BC与支架AC所成的角∠ACB=60°,点H在支架AF上,篮板底部支架EH∥BC.EF⊥EH于点E,已知AH=米,HF=米,HE=1米.
(1)求篮板底部支架HE与支架AF所成的∠FHE的度数.
(2)求篮板底部点E到地面的距离,(精确到0.01米)(参考数据:≈1.41,≈1.73)
【分析】(1)由cos∠FHE==可得答案;
(2)延长FE交CB的延长线于M,过点A作AG⊥FM于G,过点H作HN⊥AG于N,据此知GM=AB,HN=EG,Rt△ABC中,求得AB=BCtan60°=1.3;Rt△ANH中,求得HN=AHsin45°=;根据EM=EG+GM可得答案.
【解答】解:(1)在Rt△EFH中,cos∠FHE===,
∴∠FHE=45°.
答:篮板底部支架HE与支架AF所成的角∠FHE的度数为45°;
(2)延长FE交CB的延长线于M,过点A作AG⊥FM于G,过点H作HN⊥AG于N,
则四边形ABMG和四边形HNGE是矩形,
∴GM=AB,HN=EG,
在Rt△ABC中,∵tan∠ACB=,
∴AB=BCtan60°=1.3×=1.3(米),
∴GM=AB=1.3(米),
在Rt△ANH中,∠FAN=∠FHE=45°,
∴HN=AHsin45°=×=(米),
∴EM=EG+GM=+1.3≈2.75(米).
答:篮板底部点E到地面的距离大约是2.75米.
20.(8分)如图,在直角坐标系中,矩形OABC的顶点O与坐标原点重合,顶点A,C分别在坐标轴上,顶点B的坐标为(4,2),过点D(0,3)和E(6,0)的直线分别与AB,BC交于点M,N.
(1)求直线DE的解析式和点M的坐标;
(2)若反比例函数y=的图象经过点M,求该反比例函数的解析式,并通过计算判断点N是否在该函数的图象上;
(3)若反比例函数y=(x>0)的图象与△MNB有公共点,请直接写出k的取值范围;
(4)若将△MNB放置于平面直角坐标系中:使斜边在横轴上,直角顶点B在反比例函数y=的图象上,试求出N点的坐标.
【分析】(1)设直线DE的解析式是y=kx+b,把D、E的坐标代入即可求出直线的解析式,把y=2代入即可求出M的坐标.
(2)把M的坐标代入反比例函数解析式求出即可,把x=4代入直线的解析式即可求出N的坐标.
(3)求出反比例函数的图象过B点的k值,即可求出答案.
(4)求出直角三角形MBN的斜边上的高BL,根据相似求出LN,即可求出N的坐标.
【解答】解:(1)设直线DE的解析式是y=kx+b,
把D、E的坐标代入得:,
解得:k=﹣,b=3,
∴直线DE的解析式是:y=﹣x+3,
∵矩形AOCB,B(4,2),
∴把y=2代入y=﹣x+3得:x=2,
∴M的坐标是(2,2).
(2)把M(2,2)代入y=得:k=4,
即反比例函数的解析式是y=,
∵B(4,2),
∴把x=4代入y=﹣x+3得:y=1,
∴N的坐标是(4,1),
把N的坐标代入y=得:左边=4,右边=4,左边=右边,
即点N在反比例函数的图象上.
(3)把B(4,2)代入y=得:k=8,
∵反比例函数y=过M、N点,
∴若反比例函数y=(x>0)的图象与△MNB有公共点,k的取值范围是4≤k≤8.
(4)过B作BL⊥MN于L,
在△MNB中,BM=4﹣2=2,BN=2﹣1=1,
由勾股定理得:NM==,
S△MNB=BM×BN=MN×BL,
∴2×1=×BL,
∴BL=,
如图所示:
∵直角顶点B在反比例函数图象上,
∴B的纵坐标是,代入y=得:横坐标是2,
∴OL=2,
∵△MNB是直角三角形,BL⊥MN于L,
∴△BLN∽△MBN,
∴=,
∴=,
∴LN=,
∴ON=OL+LN=2+=或ON=OL﹣LN=2﹣=(此时N在M的左边),
∴N的坐标是(,0)或(,0).
21.(9分)如图,在⊙O中,半径OD⊥直径AB,CD与⊙O相切于点D,连接AC交⊙O于点E,交OD于点G,连接CB并延长交⊙于点F,连接AD,EF.
(1)求证:∠ACD=∠F;
(2)若tan∠F=
①求证:四边形ABCD是平行四边形;
②连接DE,当⊙O的半径为3时,求DE的长.
【分析】(1)先利用切线的性质得到OD⊥CD,再证明AB∥CD,然后利用平行线的性质和圆周角定理得到结论;
(2)①设⊙O的半径为r,利用正切的定义得到OG=r,则DG=r,则CD=3DG=2r,然后根据平行线的判定得到结论;
②作直径DH,连接HE,如图,先计算出AG=,CG=2,再证明△CDE∽△CAD,然后利用相似比计算DE的长.
【解答】(1)证明:∵CD与⊙O相切于点D,
∴OD⊥CD,
∵半径OD⊥直径AB,
∴AB∥CD,
∴∠ACD=∠CAB,
∵∠EAB=∠F,
∴∠ACD=∠F;
(2)①证明:∵∠ACD=∠CAB=∠F,
∴tan∠GCD=tan∠GAO=tan∠F=,
设⊙O的半径为r,
在Rt△AOG中,tan∠GAO==,
∴OG=r,
∴DG=r﹣r=r,
在Rt△DGC中,tan∠DCG==,
∴CD=3DG=2r,
∴DC=AB,
而DC∥AB,
∴四边形ABCD是平行四边形;
②延长DO交⊙O于点H,连接HE,如图,OG=1,AG==,
CD=6,DG=2,CG==2,
∵DH为直径,
∴∠HED=90°,
∴∠H+∠HDE=90°,
∵DH⊥DC,
∴∠CDE+∠HDE=90°,
∴∠H=∠CDE,
∵∠H=∠DAE,
∴∠CDE=∠DAC,
而∠DCE=∠ACD,
∴△CDE∽△CAD,
∴=,即=,
∴DE=.
22.(8分)“互联网+”时代,网上购物备受消费者青睐.某网店专售一款休闲裤,其成本为每条40元,当售价为每条80元时,每月可销售100条.为了吸引更多顾客,该网店采取降价措施.据市场调查反映:销售单价每降1元,则每月可多销售5条.设每条裤子的售价为x元(x为正整数且x≤80),每月的销售量为y条.
(1)直接写出y与x的函数关系式;
(2)设该店每月所获利润为w元,当销售单价降低多少元时,每月所获利润最大,最大利润是多少?
(3)该网店店主热心公益事业,决定每月从出售的每条裤子中捐出5元资助贫困学生.总捐款额不低于750元,求捐款后每月最大利润.
【分析】(1)直接利用销售单价每降1元,则每月可多销售5条得出y与x的函数关系式;
(2)利用销量×每件利润=总利润进而得出函数关系式,根据二次函数的性质求出最值;
(3)根据x为正整数且x≤80和总捐款额不低于750元确定x的取值范围,再根据二次函数的性质即可得到答案.
【解答】解:(1)由题意可得:y=100+5(80﹣x),
整理得 y=﹣5x+500(x为正整数且x≤80);
(2)由题意,得:
w=(x﹣40)(﹣5x+500)
=﹣5x2+700x﹣20000
=﹣5(x﹣70)2+4500,
∵a=﹣5<0,
∴w有最大值,
即当x=70时,w最大值=4500,
∴应降价80﹣70=10(元),
答:当降价10元时,每月获得最大利润为4500元;
(3)由题意,得:w=(x﹣40﹣5)(﹣5x+500)
=﹣5(x﹣72.5)2+3781.25,
由题意得,
解得x≤70,
∵﹣5<0,
∴x>72.5时,w随x的增大而减小,
∴x=70时,w最大值=﹣5(x﹣72.5)2+3781.25=3750,
答:捐款后每月最大利润是3750元.
23.(11分)如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与y轴交于点C(0,4),与x轴交于点A和点B,其中点A的坐标为(﹣2,0),抛物线的对称轴x=1与抛物线交于点D,与直线BC交于点E.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点F是直线BC上方的抛物线上的一个动点,是否存在点F使四边形ABFC的面积为17,若存在,求出点F的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)平行于DE的一条动直线l与直线BC相交于点P,与抛物线相交于点Q,若以D、E、P、Q为顶点的四边形是平行四边形,求点P的坐标.
【分析】方法一:
(1)先把C(0,4)代入y=ax2+bx+c,得出c=4①,再由抛物线的对称轴x=﹣=1,得到b=﹣2a②,抛物线过点A(﹣2,0),得到0=4a﹣2b+c③,然后由①②③可解得,a=﹣,b=1,c=4,即可求出抛物线的解析式为y=﹣x2+x+4;
(2)假设存在满足条件的点F,连接BF、CF、OF,过点F作FH⊥x轴于点H,FG⊥y轴于点G.设点F的坐标为(t,﹣t2+t+4),则FH=﹣t2+t+4,FG=t,先根据三角形的面积公式求出S△OBF=OB•FH=﹣t2+2t+8,S△OFC=OC•FG=2t,再由S四边形ABFC=S△AOC+S△OBF+S△OFC,得到S四边形ABFC=﹣t2+4t+12.令﹣t2+4t+12=17,即t2﹣4t+5=0,由△=(﹣4)2﹣4×5=﹣4<0,得出方程t2﹣4t+5=0无解,即不存在满足条件的点F;
(3)先运用待定系数法求出直线BC的解析式为y=﹣x+4,再求出抛物线y=﹣x2+x+4的顶点D(1,),由点E在直线BC上,得到点E(1,3),于是DE=﹣3=.若以D、E、P、Q为顶点的四边形是平行四边形,因为DE∥PQ,只须DE=PQ,设点P的坐标是(m,﹣m+4),则点Q的坐标是(m,﹣m2+m+4).分两种情况进行讨论:①当0<m<4时,PQ=(﹣m2+m+4)﹣(﹣m+4)=﹣m2+2m,解方程﹣m2+2m=,求出m的值,得到P1(3,1);②当m<0或m>4时,PQ=(﹣m+4)﹣(﹣m2+m+4)=m2﹣2m,解方程m2﹣2m=,求出m的值,得到P2(2+,2﹣),P3(2﹣,2+).
方法二:
(1)略.
(2)利用水平底与铅垂高乘积的一半,可求出△BCF的面积函数,进而求出点F坐标,因为,所以无解.
(3)因为PQ∥DE,所以只需PQ=AC即可,求出PQ的参数长度便可列式求解.
【解答】方法一:
解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)过点C(0,4),
∴c=4 ①.
∵对称轴x=﹣=1,
∴b=﹣2a②.
∵抛物线过点A(﹣2,0),
∴0=4a﹣2b+c③,
由①②③解得,a=﹣,b=1,c=4,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+x+4;
(2)假设存在满足条件的点F,如图所示,连接BF、CF、OF,过点F作FH⊥x轴于点H,FG⊥y轴于点G.
设点F的坐标为(t,﹣t2+t+4),其中0<t<4,
则FH=﹣t2+t+4,FG=t,
∴S△OBF=OB•FH=×4×(﹣t2+t+4)=﹣t2+2t+8,
S△OFC=OC•FG=×4×t=2t,
∴S四边形ABFC=S△AOC+S△OBF+S△OFC=4﹣t2+2t+8+2t=﹣t2+4t+12.
令﹣t2+4t+12=17,
即t2﹣4t+5=0,
则△=(﹣4)2﹣4×5=﹣4<0,
∴方程t2﹣4t+5=0无解,
故不存在满足条件的点F;
(3)设直线BC的解析式为y=kx+n(k≠0),
∵B(4,0),C(0,4),
∴,
解得,
∴直线BC的解析式为y=﹣x+4.
由y=﹣x2+x+4=﹣(x﹣1)2+,
∴顶点D(1,),
又点E在直线BC上,则点E(1,3),
于是DE=﹣3=.
若以D、E、P、Q为顶点的四边形是平行四边形,因为DE∥PQ,只须DE=PQ,
设点P的坐标是(m,﹣m+4),则点Q的坐标是(m,﹣m2+m+4).
①当0<m<4时,PQ=(﹣m2+m+4)﹣(﹣m+4)=﹣m2+2m,
由﹣m2+2m=,
解得:m=1或3.
当m=1时,线段PQ与DE重合,m=1舍去,
∴m=3,P1(3,1).
②当m<0或m>4时,PQ=(﹣m+4)﹣(﹣m2+m+4)=m2﹣2m,
由m2﹣2m=,
解得m=2±,经检验适合题意,
此时P2(2+,2﹣),P3(2﹣,2+).
综上所述,满足题意的点P有三个,分别是P1(3,1),P2(2+,2﹣),P3(2﹣,2+).
方法二:
(1)略.
(2)∵B(4,0),C(0,4),
∴lBC:y=﹣x+4,
过F点作x轴垂线,交BC于H,设F(t,﹣t2+t+4),
∴H(t,﹣t+4),
∵S四边形ABFC=S△ABC+S△BCF=17,
∴(4+2)×4+(﹣t2+t+4+t﹣4)×4=17,
∴t2﹣4t+5=0,
∴△=(﹣4)2﹣4×5<0,
∴方程t2﹣4t+5=0无解,故不存在满足条件的点F.
(3)∵DE∥PQ,
∴当DE=PQ时,以D、E、P、Q为顶点的四边形是平行四边形,
∵y=﹣x2+x+4,
∴D(1,),
∵lBC:y=﹣x+4,
∴E(1,3),
∴DE=﹣3=,
设点F的坐标是(m,﹣m+4),则点Q的坐标是(m,﹣m2+m+4),
∴|﹣m+4+m2﹣m﹣4|=,
∴m2﹣2m=或m2﹣2m=﹣,
∴m=1,m=3,m=2+,m=2﹣,
经检验,当m=1时,线段PQ与DE重合,故舍去.
∴P1(3,1),P2(2+,2﹣),P3(2﹣,2+).
24.(12分)【问题发现】如图1,在Rt△ABC中,AB=AC,D为BC边上一点(不与点B、C重合)将线段AD绕点A顺时针旋转90°得到AE,连接EC,则线段BD与CE的数量关系是 BD=CE ,位置关系是 BD⊥CE ;
【探究证明】如图2,在Rt△ABC和Rt△ADE中,AB=AC,AD=AE,将△ADE绕点A旋转,当点C,D,E在同一直线时,BD与CE具有怎样的位置关系,并说明理由;
【拓展延伸】如图3,在Rt△BCD中,∠BCD=90°,BC=2CD=4,将△ACD绕顺时针旋转,点C对应点E,设旋转角∠CAE为α(0°<α<360°),当点C,D,E在同一直线时,画出图形,并求出线段BE的长度.
【分析】(1)证明△BAD≌△CAE,根据全等三角形的性质解答;
(2)连接BD,根据全等三角形的判定和性质以及垂直的定义即可得到结论;
(3)如图3,过A作AF⊥EC,根据相似三角形的判定和性质以及勾股定理即可得到结论.
【解答】解:(1)在Rt△ABC中,AB=AC,
∴∠B=∠ACB=45°,
∵∠BAC=∠DAE=90°,
∴∠BAC﹣∠DAC=∠DAE﹣∠DAC,即∠BAD=∠CAE,
在△BAD和△CAE中,,
∴△BAD≌△CAE(SAS),
∴BD=CE,∠B=∠ACE=45°,
∵∠ACB=45°,
∴∠BCE=45°+45°=90°,
故答案为:BD=CE,BD⊥CE;
(2)BD⊥CE,
理由:如图2,连接BD,
∵在Rt△ABC和Rt△ADE中,AB=AC,AD=AE,∠AEC=45°,
∵∠CAB=∠DAE=90°,
∴∠BAD=∠CAE,
∵AC=AB,AE=AD,
∴△CEA≌△BDA(SAS),
∴∠BDA=∠AEC=45°,
∴∠BDE=∠ADB+∠ADE=90°,
∴BD⊥CE;
(3)如图3,过A作AF⊥EC,由题意可知Rt△ABC∽Rt△AED,∠BAC=∠EAD=90°,
∴=,即,
∵∠BAC=∠EAD=90°,
∴∠BAE=∠CAD,
∴△BAE∽△CAD,
∴∠ABE=∠ACD,
∵∠BEC=180°﹣(∠CBE+∠BCE)=180°﹣(∠CBA+∠ABE+∠BCE)=180°﹣(∠CBA+∠ACD+∠BCE)=90°,
∴BE⊥CE,
在Rt△BCD中,BC=2CD=4,
∴BD===2,
∵AC⊥BD,
∴S△BCD=AC•BD=BC•AC,
∴AC=AE=,AD=,
∴AF=,CE=2CF=2×=,
∴BE===.
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