2022届浙江省温州市平阳县重点达标名校中考数学模拟试题含解析
展开2021-2022中考数学模拟试卷
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型(B)填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4.考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题(共10小题,每小题3分,共30分)
1.﹣的绝对值是( )
A.﹣ B.﹣ C. D.
2.如图,把一张矩形纸片ABCD沿EF折叠后,点A落在CD边上的点A′处,点B落在点B′处,若∠2=40°,则图中∠1的度数为( )
A.115° B.120° C.130° D.140°
3.如图,一次函数y=x﹣1的图象与反比例函数的图象在第一象限相交于点A,与x轴相交于点B,点C在y轴上,若AC=BC,则点C的坐标为( )
A.(0,1) B.(0,2) C. D.(0,3)
4.-5的相反数是( )
A.5 B. C. D.
5.一、单选题
小明和小张两人练习电脑打字,小明每分钟比小张少打6个字,小明打120个字所用的时间和小张打180个字所用的时间相等.设小明打字速度为x个/分钟,则列方程正确的是( )
A. B. C. D.
6.若函数y=kx﹣b的图象如图所示,则关于x的不等式k(x﹣3)﹣b>0的解集为( )
A.x<2 B.x>2 C.x<5 D.x>5
7.某居委会组织两个检查组,分别对“垃圾分类”和“违规停车”的情况进行抽查.各组随机抽取辖区内某三个小区中的一个进行检查,则两个组恰好抽到同一个小区的概率是( )
A. B. C. D.
8.由一些大小相同的小正方体组成的几何体的俯视图如图所示,其中正方形中的数字表示在该位置上的小正方体的个数,那么,这个几何体的左视图是 ()
A. B. C. D.
9.下列图案中,是轴对称图形但不是中心对称图形的是( )
A. B. C. D.
10.如图,二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象经过点A,B,C.现有下面四个推断:①抛物线开口向下;②当x=-2时,y取最大值;③当m<4时,关于x的一元二次方程ax2+bx+c=m必有两个不相等的实数根;④直线y=kx+c(k≠0)经过点A,C,当kx+c> ax2+bx+c时,x的取值范围是-4
A.①② B.①③ C.①③④ D.②③④
二、填空题(本大题共6个小题,每小题3分,共18分)
11.如图,在平面直角坐标系xOy中,直线l:y=x-与x轴交于点B1,以OB1为边长作等边三角形A1OB1,过点A1作A1B2平行于x轴,交直线l于点B2,以A1B2为边长作等边三角形A2A1B2,过点A2作A2B3平行于x轴,交直线l于点B3,以A2B3为边长作等边三角形A3A2B3,…,按此规律进行下去,则点A3的横坐标为______;点A2018的横坐标为______.
12.被历代数学家尊为“算经之首”的九章算术是中国古代算法的扛鼎之作九章算术中记载:“今有五雀、六燕,集称之衡,雀俱重,燕俱轻一雀一燕交而处,衡适平并燕、雀重一斤问燕、雀一枚各重几何?”
译文:“今有5只雀、6只燕,分别聚集而且用衡器称之,聚在一起的雀重,燕轻将一只雀、一只燕交换位置而放,重量相等只雀、6只燕重量为1斤问雀、燕毎只各重多少斤?”设每只雀重x斤,每只燕重y斤,可列方程组为______.
13.将一个底面半径为2,高为4的圆柱形纸筒沿一条母线剪开,所得到的侧面展开图形面积为_____.
14.如图,一艘船向正北航行,在A处看到灯塔S在船的北偏东30°的方向上,航行12海里到达B点,在B处看到灯塔S在船的北偏东60°的方向上,此船继续沿正北方向航行过程中距灯塔S的最近距离是_____海里(不近似计算).
15.计算的结果等于______________________.
16.若m是方程2x2﹣3x﹣1=0的一个根,则6m2﹣9m+2016的值为_____.
三、解答题(共8题,共72分)
17.(8分)观察猜想:
在Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,点D在边BC上,连接AD,把△ABD绕点A逆时针旋转90°,点D落在点E处,如图①所示,则线段CE和线段BD的数量关系是 ,位置关系是 .探究证明:
在(1)的条件下,若点D在线段BC的延长线上,请判断(1)中结论是还成立吗?请在图②中画出图形,并证明你的判断.拓展延伸:
如图③,∠BAC≠90°,若AB≠AC,∠ACB=45°,AC=,其他条件不变,过点D作DF⊥AD交CE于点F,请直接写出线段CF长度的最大值.
18.(8分)如图1,定义:在直角三角形ABC中,锐角α的邻边与对边的比叫做角α的余切,记作ctanα,即ctanα==,根据上述角的余切定义,解下列问题:
(1)如图1,若BC=3,AB=5,则ctanB=_____;
(2)ctan60°=_____;
(3)如图2,已知:△ABC中,∠B是锐角,ctan C=2,AB=10,BC=20,试求∠B的余弦cosB的值.
19.(8分)如图,⊙O的直径AD长为6,AB是弦,CD∥AB,∠A=30°,且CD=.
(1)求∠C的度数;
(2)求证:BC是⊙O的切线.
20.(8分)某农场用2台大收割机和5台小收割机同时工作2小时共收割小麦3.6公顷,3台大收割机和2台小收割机同时工作5小时共收割小麦8公顷.1台大收割机和1台小收割机每小时各收割小麦多少公顷?
21.(8分)如图,在平行四边形ABCD中,BD为对角线,AE⊥BD,CF⊥BD,垂足分别为E、F,连接AF、CE,求证:AF=CE.
22.(10分)如图,某大楼的顶部竖有一块广告牌CD,小李在山坡的坡脚A处测得广告牌底部D的仰角为60°沿坡面AB向上走到B处测得广告牌顶部C的仰角为45°,已知山坡AB的倾斜角∠BAH=30°,AB=20米,AB=30米.
(1)求点B距水平面AE的高度BH;
(2)求广告牌CD的高度.
23.(12分)如图,在△ABC中,AB=AC,以AB为直径作半圆⊙O,交BC于点D,连接AD,过点D作DE⊥AC,垂足为点E,交AB的延长线于点F.
(1)求证:EF是⊙O的切线.
(2)如果⊙O的半径为5,sin∠ADE=,求BF的长.
24.如图1,△ABC与△CDE都是等腰直角三角形,直角边AC,CD在同一条直线上,点M、N分别是斜边AB、DE的中点,点P为AD的中点,连接AE,BD,PM,PN,MN.
(1)观察猜想:
图1中,PM与PN的数量关系是 ,位置关系是 .
(2)探究证明:
将图1中的△CDE绕着点C顺时针旋转α(0°<α<90°),得到图2,AE与MP、BD分别交于点G、H,判断△PMN的形状,并说明理由;
(3)拓展延伸:
把△CDE绕点C任意旋转,若AC=4,CD=2,请直接写出△PMN面积的最大值.
参考答案
一、选择题(共10小题,每小题3分,共30分)
1、C
【解析】
根据负数的绝对值是它的相反数,可得答案.
【详解】
│-│=,A错误;
│-│=,B错误;││=,D错误;
││=,故选C.
【点睛】
本题考查了绝对值,解题的关键是掌握绝对值的概念进行解题.
2、A
【解析】
解:∵把一张矩形纸片ABCD沿EF折叠后,点A落在CD边上的点A′处,点B落在点B′处,∴∠BFE=∠EFB',∠B'=∠B=90°.∵∠2=40°,∴∠CFB'=50°,∴∠1+∠EFB'﹣∠CFB'=180°,即∠1+∠1﹣50°=180°,解得:∠1=115°,故选A.
3、B
【解析】
根据方程组求出点A坐标,设C(0,m),根据AC=BC,列出方程即可解决问题.
【详解】
由,解得 或,
∴A(2,1),B(1,0),
设C(0,m),
∵BC=AC,
∴AC2=BC2,
即4+(m-1)2=1+m2,
∴m=2,
故答案为(0,2).
【点睛】
本题考查了反比例函数与一次函数的交点坐标问题、勾股定理、方程组等知识,解题的关键是会利用方程组确定两个函数的交点坐标,学会用方程的思想思考问题.
4、A
【解析】
由相反数的定义:“只有符号不同的两个数互为相反数”可知-5的相反数是5.
故选A.
5、C
【解析】
解:因为设小明打字速度为x个/分钟,所以小张打字速度为(x+6)个/分钟,根据关系:小明打120个字所用的时间和小张打180个字所用的时间相等,
可列方程得,
故选C.
【点睛】
本题考查列分式方程解应用题,找准题目中的等量关系,难度不大.
6、C
【解析】
根据函数图象知:一次函数过点(2,0);将此点坐标代入一次函数的解析式中,可求出k、b的关系式;然后将k、b的关系式代入k(x﹣3)﹣b>0中进行求解即可.
【详解】
解:∵一次函数y=kx﹣b经过点(2,0),
∴2k﹣b=0,b=2k.
函数值y随x的增大而减小,则k<0;
解关于k(x﹣3)﹣b>0,
移项得:kx>3k+b,即kx>1k;
两边同时除以k,因为k<0,因而解集是x<1.
故选C.
【点睛】
本题考查一次函数与一元一次不等式.
7、C
【解析】
分析:将三个小区分别记为A、B、C,列举出所有情况即可,看所求的情况占总情况的多少即可.
详解:将三个小区分别记为A、B、C,
列表如下:
A
B
C
A
(A,A)
(B,A)
(C,A)
B
(A,B)
(B,B)
(C,B)
C
(A,C)
(B,C)
(C,C)
由表可知,共有9种等可能结果,其中两个组恰好抽到同一个小区的结果有3种,
所以两个组恰好抽到同一个小区的概率为.
故选:C.
点睛:此题主要考查了列表法求概率,列表法可以不重复不遗漏的列出所有可能的结果,适合于两步完成的事件;树状图法适用于两步或两步以上完成的事件;解题时还要注意是放回实验还是不放回实验.用到的知识点为:概率=所求情况数与总情况数之比.
8、A
【解析】
从左面看,得到左边2个正方形,中间3个正方形,右边1个正方形.故选A.
9、D
【解析】
分析:根据轴对称图形与中心对称图形的概念分别分析得出答案.
详解:A.是轴对称图形,也是中心对称图形,故此选项错误;
B.不是轴对称图形,也不是中心对称图形,故此选项错误;
C.不是轴对称图形,是中心对称图形,故此选项错误;
D.是轴对称图形,不是中心对称图形,故此选项正确.
故选D.
点睛:本题考查了轴对称图形和中心对称图形的概念.轴对称图形的关键是寻找对称轴,图形沿对称轴折叠后可重合;
中心对称图形是要寻找对称中心,图形旋转180°后与原图形重合.
10、B
【解析】
结合函数图象,利用二次函数的对称性,恰当使用排除法,以及根据函数图象与不等式的关系可以得出正确答案.
【详解】
解:①由图象可知,抛物线开口向下,所以①正确;
②若当x=-2时,y取最大值,则由于点A和点B到x=-2的距离相等,这两点的纵坐标应该相等,但是图中点A和点B的纵坐标显然不相等,所以②错误,从而排除掉A和D;
剩下的选项中都有③,所以③是正确的;
易知直线y=kx+c(k≠0)经过点A,C,当kx+c>ax2+bx+c时,x的取值范围是x<-4或x>0,从而④错误.
故选:B.
【点睛】
本题考查二次函数的图象,二次函数的对称性,以及二次函数与一元二次方程,二次函数与不等式的关系,属于较复杂的二次函数综合选择题.
二、填空题(本大题共6个小题,每小题3分,共18分)
11、
【解析】
利用一次函数图象上点的坐标特征可求出点B1的坐标,根据等边三角形的性质可求出点A1的坐标,同理可得出点B2、A2、A3的坐标,根据点An坐标的变化即可得出结论.
【详解】
当y=0时,有x-=0,
解得:x=1,
∴点B1的坐标为(1,0),
∵A1OB1为等边三角形,
∴点A1的坐标为(,).
当y=时.有x-=,
解得:x=,
∴点B2的坐标为(,),
∵A2A1B2为等边三角形,
∴点A2的坐标为(,).
同理,可求出点A3的坐标为(,),点A2018的坐标为(,).
故答案为;.
【点睛】
本题考查了一次函数图象上点的坐标特征、等边三角形的性质以及规律型中点的坐标,根据一次函数图象上点的坐标特征结合等边三角形的性质找出点An横坐标的变化是解题的关键.
12、
【解析】
设雀、燕每1只各重x斤、y斤,根据等量关系:今有5只雀、6只燕,分别聚集而且用衡器称之,聚在一起的雀重,燕轻.将一只雀、一只燕交换位置而放,重量相等.5只雀、6只燕重量为1斤,列出方程组求解即可.
【详解】
设雀、燕每1只各重x斤、y斤,根据题意,得
整理,得
故答案为
【点睛】
考查二元一次方程组得应用,解题的关键是分析题意,找出题中的等量关系.
13、
【解析】
试题分析:先根据勾股定理求得圆锥的母线长,再根据圆锥的侧面积公式求解即可.
由题意得圆锥的母线长
则所得到的侧面展开图形面积.
考点:勾股定理,圆锥的侧面积公式
点评:解题的关键是熟记圆锥的侧面积公式:圆锥的侧面积底面半径母线.
14、6
【解析】
试题分析:过S作AB的垂线,设垂足为C.根据三角形外角的性质,易证SB=AB.在Rt△BSC中,运用正弦函数求出SC的长.
解:过S作SC⊥AB于C.
∵∠SBC=60°,∠A=30°,
∴∠BSA=∠SBC﹣∠A=30°,
即∠BSA=∠A=30°.
∴SB=AB=1.
Rt△BCS中,BS=1,∠SBC=60°,
∴SC=SB•sin60°=1×=6(海里).
即船继续沿正北方向航行过程中距灯塔S的最近距离是6海里.
故答案为:6.
15、
【解析】
根据完全平方式可求解,完全平方式为
【详解】
【点睛】
此题主要考查二次根式的运算,完全平方式的正确运用是解题关键
16、2.
【解析】
把x=m代入方程,求出2m2﹣3m=2,再变形后代入,即可求出答案.
【详解】
解:∵m是方程2x2﹣3x﹣2=0的一个根,
∴代入得:2m2﹣3m﹣2=0,
∴2m2﹣3m=2,
∴6m2﹣9m+2026=3(2m2﹣3m)+2026=3×2+2026=2,
故答案为:2.
【点睛】
本题考查了求代数式的值和一元二次方程的解,解此题的关键是能求出2m2﹣3m=2.
三、解答题(共8题,共72分)
17、(1)CE=BD,CE⊥BD.(2)(1)中的结论仍然成立.理由见解析;(3).
【解析】
分析:(1)线段AD绕点A逆时针旋转90°得到AE,根据旋转的性质得到AD=AE,∠BAD=∠CAE,得到△BAD≌△CAE,CE=BD,∠ACE=∠B,得到∠BCE=∠BCA+∠ACE=90°,于是有CE=BD,CE⊥BD.
(2)证明的方法与(1)类似.
(3)过A作AM⊥BC于M,EN⊥AM于N,根据旋转的性质得到∠DAE=90°,AD=AE,利用等角的余角相等得到∠NAE=∠ADM,易证得Rt△AMD≌Rt△ENA,则NE=MA,由于∠ACB=45°,则AM=MC,所以MC=NE,易得四边形MCEN为矩形,得到∠DCF=90°,由此得到Rt△AMD∽Rt△DCF,得,设DC=x,MD=1-x,利用相似比可得到CF=-x2+1,再利用二次函数即可求得CF的最大值.
详解:(1)①∵AB=AC,∠BAC=90°,
∴线段AD绕点A逆时针旋转90°得到AE,
∴AD=AE,∠BAD=∠CAE,
∴△BAD≌△CAE,
∴CE=BD,∠ACE=∠B,
∴∠BCE=∠BCA+∠ACE=90°,
∴BD⊥CE;
故答案为CE=BD,CE⊥BD.
(2)(1)中的结论仍然成立.理由如下:
如图,∵线段AD绕点A逆时针旋转90°得到AE,
∴AE=AD,∠DAE=90°,
∵AB=AC,∠BAC=90°
∴∠CAE=∠BAD,
∴△ACE≌△ABD,
∴CE=BD,∠ACE=∠B,
∴∠BCE=90°,即CE⊥BD,
∴线段CE,BD之间的位置关系和数量关系分别为:CE=BD,CE⊥BD.
(3)如图3,过A作AM⊥BC于M,EN⊥AM于N,
∵线段AD绕点A逆时针旋转90°得到AE
∴∠DAE=90°,AD=AE,
∴∠NAE=∠ADM,
易证得Rt△AMD≌Rt△ENA,
∴NE=AM,
∵∠ACB=45°,
∴△AMC为等腰直角三角形,
∴AM=MC,
∴MC=NE,
∵AM⊥BC,EN⊥AM,
∴NE∥MC,
∴四边形MCEN为平行四边形,
∵∠AMC=90°,
∴四边形MCEN为矩形,
∴∠DCF=90°,
∴Rt△AMD∽Rt△DCF,
∴,
设DC=x,
∵∠ACB=45°,AC=,
∴AM=CM=1,MD=1-x,
∴,
∴CF=-x2+x=-(x-)2+,
∴当x=时有最大值,CF最大值为.
点睛:本题考查了旋转的性质:旋转前后的两个图形全等,对应点与旋转中心的连线段的夹角等于旋转角,对应点到旋转中心的距离相等.也考查了等腰直角三角形的性质和三角形全等及相似的判定与性质.
18、(1);(2);(3).
【解析】
试题分析:(1)先利用勾股定理计算出AC=4,然后根据余切的定义求解;
(2)根据余切的定义得到ctan60°=,然后把tan60°=代入计算即可;
(3)作AH⊥BC于H,如图2,先在Rt△ACH中利用余切的定义得到ctanC==2,则可设AH=x,CH=2x,BH=BC﹣CH=20﹣2x,接着再在Rt△ABH中利用勾股定理得到(20﹣2x)2+x2=102,解得x1=6,x2=10(舍去),所以BH=8,然后根据余弦的定义求解.
解:(1)∵BC=3,AB=5,
∴AC==4,
∴ctanB==;
(2)ctan60°===;
(3)作AH⊥BC于H,如图2,
在Rt△ACH中,ctanC==2,
设AH=x,则CH=2x,
∴BH=BC﹣CH=20﹣2x,
在Rt△ABH中,∵BH2+AH2=AB2,
∴(20﹣2x)2+x2=102,解得x1=6,x2=10(舍去),
∴BH=20﹣2×6=8,
∴cosB===.
考点:解直角三角形.
19、(1)60°;(2)见解析
【解析】
(1)连接BD,由AD为圆的直径,得到∠ABD为直角,再利用30度角所对的直角边等于斜边的一半求出BD的长,根据CD与AB平行,得到一对内错角相等,确定出∠CDB为直角,在直角三角形BCD中,利用锐角三角函数定义求出tanC的值,即可确定出∠C的度数;
(2)连接OB,由OA=OB,利用等边对等角得到一对角相等,再由CD与AB平行,得到一对同旁内角互补,求出∠ABC度数,由∠ABC﹣∠ABO度数确定出∠OBC度数为90,即可得证;
【详解】
(1)如图,连接BD,
∵AD为圆O的直径,
∴∠ABD=90°,
∴BD=AD=3,
∵CD∥AB,∠ABD=90°,
∴∠CDB=∠ABD=90°,
在Rt△CDB中,tanC=,
∴∠C=60°;
(2)连接OB,
∵∠A=30°,OA=OB,
∴∠OBA=∠A=30°,
∵CD∥AB,∠C=60°,
∴∠ABC=180°﹣∠C=120°,
∴∠OBC=∠ABC﹣∠ABO=120°﹣30°=90°,
∴OB⊥BC,
∴BC为圆O的切线.
【点睛】
此题考查了切线的判定,熟练掌握性质及定理是解本题的关键.
20、1台大收割机和1台小收割机每小时各收割小麦0.4hm2和0.2hm2.
【解析】
此题可设1台大收割机和1台小收割机每小时各收割小麦x公顷和y公顷,根据题中的等量关系列出二元一次方程组解答即可
【详解】
设1台大收割机和1台小收割机每小时各收割小麦x公顷和y公顷
根据题意可得
解得
答:每台大小收割机每小时分别收割0.4公顷和0.2公顷.
【点睛】
此题主要考查了二元一次方程组的实际应用,解题关键在于弄清题意,找到合适的等量关系
21、见解析
【解析】
易证△ABE≌△CDF,得AE=CF,即可证得△AEF≌△CFE,即可得证.
【详解】
在平行四边形ABCD中,AB∥CD,AB=CD
∴∠ABE=∠CDF,
又AE⊥BD,CF⊥BD
∴△ABE≌△CDF(AAS),
∴AE=CF
又∠AEF=∠CFE,EF=FE,
∴△AEF≌△CFE(SAS)
∴AF=CE.
【点睛】
此题主要考查平行四边形的性质与全等三角形的判定与性质,解题的关键是熟知平行四边形的性质定理.
22、 (1) BH为10米;(2) 宣传牌CD高约(40﹣20)米
【解析】
(1)过B作DE的垂线,设垂足为G.分别在Rt△ABH中,通过解直角三角形求出BH、AH;
(2)在△ADE解直角三角形求出DE的长,进而可求出EH即BG的长,在Rt△CBG中,∠CBG=45°,则CG=BG,由此可求出CG的长然后根据CD=CG+GE-DE即可求出宣传牌的高度.
【详解】
(1)过B作BH⊥AE于H,
Rt△ABH中,∠BAH=30°,
∴BH=AB=×20=10(米),
即点B距水平面AE的高度BH为10米;
(2)过B作BG⊥DE于G,
∵BH⊥HE,GE⊥HE,BG⊥DE,
∴四边形BHEG是矩形.
∵由(1)得:BH=10,AH=10,
∴BG=AH+AE=(10+30)米,
Rt△BGC中,∠CBG=45°,
∴CG=BG=(10+30)米,
∴CE=CG+GE=CG+BH=10+30+10=10+40(米),
在Rt△AED中,
=tan∠DAE=tan60°=,
DE=AE=30
∴CD=CE﹣DE=10+40﹣30=40﹣20.
答:宣传牌CD高约(40﹣20)米.
【点睛】
本题考查解直角三角形的应用-仰角俯角问题和解直角三角形的应用-坡度坡角问题,解题的关键是掌握解直角三角形的应用-仰角俯角问题和解直角三角形的应用-坡度坡角问题的基本方法.
23、(1)答案见解析;(2).
【解析】
试题分析:(1)连接OD,AB为⊙O的直径得∠ADB=90°,由AB=AC,根据等腰三角形性质得AD平分BC,即DB=DC,则OD为△ABC的中位线,所以OD∥AC,而DE⊥AC,则OD⊥DE,然后根据切线的判定方法即可得到结论;
(2)由∠DAC=∠DAB,根据等角的余角相等得∠ADE=∠ABD,在Rt△ADB中,利用解直角三角形的方法可计算出AD=8,在Rt△ADE中可计算出AE=,然后由OD∥AE,得△FDO∽△FEA,再利用相似比可计算出BF.
试题解析:(1)证明:连结OD
∵OD=OB∴∠ODB=∠DBO
又AB=AC
∴∠DBO=∠C
∴∠ODB =∠C
∴OD ∥AC
又DE⊥AC
∴DE ⊥OD
∴EF是⊙O的切线.
(2)∵AB是直径
∴∠ADB=90 °
∴∠ADC=90 °
即∠1+∠2=90 °又∠C+∠2=90 °
∴∠1=∠C
∴∠1 =∠3
∴
∴
∴AD=8
在Rt△ADB中,AB=10∴BD=6
在又Rt△AED中,
∴
设BF=x
∵OD ∥AE
∴△ODF∽△AEF
∴ ,即,
解得:x=
24、(1)PM=PN,PM⊥PN(2)等腰直角三角形,理由见解析(3)
【解析】
(1)由等腰直角三角形的性质易证△ACE≌△BCD,由此可得AE=BD,再根据三角形中位线定理即可得到PM=PN,由平行线的性质可得PM⊥PN;
(2)(1)中的结论仍旧成立,由(1)中的证明思路即可证明;
(3)由(2)可知△PMN是等腰直角三角形,PM=BD,推出当BD的值最大时,PM的值最大,△PMN的面积最大,推出当B、C、D共线时,BD的最大值=BC+CD=6,由此即可解决问题;
【详解】
解:(1)PM=PN,PM⊥PN,理由如下:
延长AE交BD于O,
∵△ACB和△ECD是等腰直角三角形,
∴AC=BC,EC=CD,∠ACB=∠ECD=90°.
在△ACE和△BCD中
,
∴△ACE≌△BCD(SAS),
∴AE=BD,∠EAC=∠CBD,
∵∠EAC+∠AEC=90°,∠AEC=∠BEO,
∴∠CBD+∠BEO=90°,
∴∠BOE=90°,即AE⊥BD,
∵点M、N分别是斜边AB、DE的中点,点P为AD的中点,
∴PM=BD,PN=AE,
∴PM=PM,
∵PM∥BD,PN∥AE,AE⊥BD,
∴∠NPD=∠EAC,∠MPA=∠BDC,∠EAC+∠BDC=90°,
∴∠MPA+∠NPC=90°,
∴∠MPN=90°,
即PM⊥PN,
故答案是:PM=PN,PM⊥PN;
(2)如图②中,设AE交BC于O,
∵△ACB和△ECD是等腰直角三角形,
∴AC=BC,EC=CD,
∠ACB=∠ECD=90°,
∴∠ACB+∠BCE=∠ECD+∠BCE,
∴∠ACE=∠BCD,
∴△ACE≌△BCD,
∴AE=BD,∠CAE=∠CBD,
又∵∠AOC=∠BOE,
∠CAE=∠CBD,
∴∠BHO=∠ACO=90°,
∵点P、M、N分别为AD、AB、DE的中点,
∴PM=BD,PM∥BD,
PN=AE,PN∥AE,
∴PM=PN,
∴∠MGE+∠BHA=180°,
∴∠MGE=90°,
∴∠MPN=90°,
∴PM⊥PN;
(3)由(2)可知△PMN是等腰直角三角形,PM=BD,
∴当BD的值最大时,PM的值最大,△PMN的面积最大,
∴当B、C、D共线时,BD的最大值=BC+CD=6,
∴PM=PN=3,
∴△PMN的面积的最大值=×3×3=.
【点睛】
本题考查的是几何变换综合题,熟知等腰直角三角形的判定与性质、全等三角形的判定与性质、三角形中位线定理的运用,解题的关键是正确寻找全等三角形解决问题,学会利用三角形的三边关系解决最值问题,属于中考压轴题.
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