
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贵州省各地区2022年中考数学真题按题型难易度分层分类汇编-07解答题(提升题)
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这是一份贵州省各地区2022年中考数学真题按题型难易度分层分类汇编-07解答题(提升题),共40页。试卷主要包含了,……都是和谐点,的“关联抛物线”为C2,,与y轴交于点C,连接AC,,且∠EAF=45°,阅读材料等内容,欢迎下载使用。
贵州省各地区2022年中考数学真题按题型难易度分层分类汇编-07解答题(提升题)
一.反比例函数与一次函数的交点问题(共1小题)
1.(2022•六盘水)如图,正比例函数y=x与反比例函数y=的图象交于A,B两点.
(1)求A,B两点的坐标;
(2)将直线y=x向下平移a个单位长度,与反比例函数在第一象限的图象交于点C,与x轴交于点D,与y轴交于点E,若=,求a的值.
二.二次函数综合题(共6小题)
2.(2022•安顺)在平面直角坐标系中,如果点P的横坐标和纵坐标相等,则称点P为和谐点.例如:点(1,1),(,),(﹣,﹣),……都是和谐点.
(1)判断函数y=2x+1的图象上是否存在和谐点,若存在,求出其和谐点的坐标;
(2)若二次函数y=ax2+6x+c(a≠0)的图象上有且只有一个和谐点(,).
①求a,c的值;
②若1≤x≤m时,函数y=ax2+6x+c+(a≠0)的最小值为﹣1,最大值为3,求实数m的取值范围.
3.(2022•贵阳)已知二次函数y=ax2+4ax+b.
(1)求二次函数图象的顶点坐标(用含a,b的代数式表示);
(2)在平面直角坐标系中,若二次函数的图象与x轴交于A,B两点,AB=6,且图象过(1,c),(3,d),(﹣1,e),(﹣3,f)四点,判断c,d,e,f的大小,并说明理由;
(3)点M(m,n)是二次函数图象上的一个动点,当﹣2≤m≤1时,n的取值范围是﹣1≤n≤1,求二次函数的表达式.
4.(2022•遵义)新定义:我们把抛物线y=ax2+bx+c(其中ab≠0)与抛物线y=bx2+ax+c称为“关联抛物线”.例如:抛物线y=2x2+3x+1的“关联抛物线”为:y=3x2+2x+1.已知抛物线C1:y=4ax2+ax+4a﹣3(a≠0)的“关联抛物线”为C2.
(1)写出C2的解析式(用含a的式子表示)及顶点坐标;
(2)若a>0,过x轴上一点P,作x轴的垂线分别交抛物线C1,C2于点M,N.
①当MN=6a时,求点P的坐标;
②当a﹣4≤x≤a﹣2时,C2的最大值与最小值的差为2a,求a的值.
5.(2022•毕节市)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,顶点为D(2,1),抛物线的对称轴交直线BC于点E.
(1)求抛物线y=﹣x2+bx+c的表达式;
(2)把上述抛物线沿它的对称轴向下平移,平移的距离为h(h>0),在平移过程中,该抛物线与直线BC始终有交点,求h的最大值;
(3)M是(1)中抛物线上一点,N是直线BC上一点.是否存在以点D,E,M,N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
6.(2022•黔东南州)如图,抛物线y=ax2+2x+c的对称轴是直线x=1,与x轴交于点A,B(3,0),与y轴交于点C,连接AC.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)已知点D是第一象限内抛物线上的一个动点,过点D作DM⊥x轴,垂足为点M,DM交直线BC于点N,是否存在这样的点N,使得以A,C,N为顶点的三角形是等腰三角形.若存在,请求出点N的坐标,若不存在,请说明理由;
(3)已知点E是抛物线对称轴上的点,在坐标平面内是否存在点F,使以点B、C、E、F为顶点的四边形为矩形,若存在,请直接写出点F的坐标;若不存在,请说明理由.
7.(2022•黔西南州)如图,在平面直角坐标系中,经过点A(4,0)的直线AB与y轴交于点B(0,4).经过原点O的抛物线y=﹣x2+bx+c交直线AB于点A,C,抛物线的顶点为D.
(1)求抛物线y=﹣x2+bx+c的表达式;
(2)M是线段AB上一点,N是抛物线上一点,当MN∥y轴且MN=2时,求点M的坐标;
(3)P是抛物线上一动点,Q是平面直角坐标系内一点.是否存在以点A,C,P,Q为顶点的四边形是矩形?若存在,直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
三.四边形综合题(共4小题)
8.(2022•黔西南州)如图,在正方形ABCD中,E,F分别是BC,CD边上的点(点E不与点B,C重合),且∠EAF=45°.
(1)当BE=DF时,求证:AE=AF;
(2)猜想BE,EF,DF三条线段之间存在的数量关系,并证明你的结论;
(3)连接AC,G是CB延长线上一点,GH⊥AE,垂足为K,交AC于点H且GH=AE.若DF=a,CH=b,请用含a,b的代数式表示EF的长.
9.(2022•黔东南州)阅读材料:小明喜欢探究数学问题,一天杨老师给他这样一个几何问题:
如图1,△ABC和△BDE都是等边三角形,点A在DE上.
求证:以AE、AD、AC为边的三角形是钝角三角形.
【探究发现】(1)小明通过探究发现:连接DC,根据已知条件,可以证明DC=AE,∠ADC=120°,从而得出△ADC为钝角三角形,故以AE、AD、AC为边的三角形是钝角三角形.
请你根据小明的思路,写出完整的证明过程.
【拓展迁移】(2)如图2,四边形ABCD和四边形BGFE都是正方形,点A在EG上.
①试猜想:以AE、AG、AC为边的三角形的形状,并说明理由.
②若AE2+AG2=10,试求出正方形ABCD的面积.
10.(2022•安顺)如图1,在矩形ABCD中,AB=10,AD=8,E是AD边上的一点,连接CE,将矩形ABCD沿CE折叠,顶点D恰好落在AB边上的点F处,延长CE交BA的延长线于点G.
(1)求线段AE的长;
(2)求证四边形DGFC为菱形;
(3)如图2,M,N分别是线段CG,DG上的动点(与端点不重合),且∠DMN=∠DCM,设DN=x,是否存在这样的点N,使△DMN是直角三角形?若存在,请求出x的值;若不存在,请说明理由.
11.(2022•铜仁市)如图,在四边形ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,记△COD的面积为S1,△AOB的面积为S2.
(1)问题解决:如图①,若AB∥CD,求证:
(2)探索推广:如图②,若AB与CD不平行,(1)中的结论是否成立?若成立,请证明;若不成立,请说明理由.
(3)拓展应用:如图③,在OA上取一点E,使OE=OC,过点E作EF∥CD交OD于点F,点H为AB的中点,OH交EF于点G,且OG=2GH,若,求值.
四.圆的综合题(共1小题)
12.(2022•遵义)综合与实践
“善思”小组开展“探究四点共圆的条件”活动,得出结论:对角互补的四边形四个顶点共圆.该小组继续利用上述结论进行探究.
提出问题:
如图1,在线段AC同侧有两点B,D,连接AD,AB,BC,CD,如果∠B=∠D,那么A,B,C,D四点在同一个圆上.
探究展示:
如图2,作经过点A,C,D的⊙O,在劣弧AC上取一点E(不与A,C重合),连接AE,CE,则∠AEC+∠D=180°(依据1)
∵∠B=∠D
∴∠AEC+∠B=180°
∴点A,B,C,E四点在同一个圆上(对角互补的四边形四个顶点共圆)
∴点B,D在点A,C,E所确定的⊙O上(依据2)
∴点A,B,C,D四点在同一个圆上
反思归纳:
(1)上述探究过程中的“依据1”、“依据2”分别是指什么?
依据1: ;依据2: .
(2)如图3,在四边形ABCD中,∠1=∠2,∠3=45°,则∠4的度数为 .
拓展探究:
(3)如图4,已知△ABC是等腰三角形,AB=AC,点D在BC上(不与BC的中点重合),连接AD.作点C关于AD的对称点E,连接EB并延长交AD的延长线于F,连接AE,DE.
①求证:A,D,B,E四点共圆;
②若AB=2,AD•AF的值是否会发生变化,若不变化,求出其值;若变化,请说明理由.
五.解直角三角形的应用-仰角俯角问题(共1小题)
13.(2022•安顺)随着我国科学技术的不断发展,5G移动通信技术日趋完善,某市政府为了实现5G网络全覆盖,2021~2025年拟建设5G基站3000个,如图,在斜坡CB上有一建成的5G基站塔AB,小明在坡脚C处测得塔顶A的仰角为45°,然后他沿坡面CB行走了50米到达D处,D处离地平面的距离为30米且在D处测得塔顶A的仰角53°.(点A、B、C、D、E均在同一平面内,CE为地平线)(参考数据:sin53°≈,cos53°≈,tan53°≈)
(1)求坡面CB的坡度;
(2)求基站塔AB的高.
六.可能性的大小(共1小题)
14.(2022•六盘水)为倡导“全民健身,健康向上”的生活方式,我市教育系统特举办教职工气排球比赛.比赛采取小组循环,每场比赛实行三局两胜制,取实力最强的两支队伍参加决赛,从C组的比分胜负表中知道二中胜4场负1场.
教职工气排球比赛比分胜负表
C组
一中
二中
三中
四中
五中
六中
一中
\
21:16
21:19
21:9
22:24
15:21
14:21
24:22
21:23
5:21
18:21
12:15
15:9
二中
16:21
\
21:13
21:13
14:21
22:20
21:14
21:17
21:11
19:21
19:21
15:12
16:14
三中
19:21
13:21
\
21:16
21:18
B′
22:24
17:21
21:18
6:21
12:15
四中
9:21
13:21
16:21
\
A′
21:11
23:21
11:21
18:21
9:21
9:15
8:15
五中
24:22
21:14
18:21
A
\
21:23
21:5
21:19
21:6
18:21
15:12
六中
21:15
20:22
B
11:21
23:21
\
21:18
21:19
21:9
21:18
14:16
15:8
(1)根据表中数据可知,一中共获胜 场,“四中VS五中”的比赛获胜可能性最大的是 ;
(2)若A处的比分是21:10和21:8,并且参加决赛的队伍是二中和五中,则B′处的比分可以是 和 (两局结束比赛,根据自己的理解填写比分);
(3)若A′处的比分是10:21和8:21,B处的比分是21:18,15:21,15:12,那么实力最强的是哪两支队伍,请说明理由.
贵州省各地区2022年中考数学真题按题型难易度分层分类汇编-07解答题(提升题)
参考答案与试题解析
一.反比例函数与一次函数的交点问题(共1小题)
1.(2022•六盘水)如图,正比例函数y=x与反比例函数y=的图象交于A,B两点.
(1)求A,B两点的坐标;
(2)将直线y=x向下平移a个单位长度,与反比例函数在第一象限的图象交于点C,与x轴交于点D,与y轴交于点E,若=,求a的值.
【解答】解:(1)∵正比例函数y=x与反比例函数y=的图象交于A、B两点,
∴x=,
解得x=±2(负值舍去),
∴A(2,2),B(﹣2,﹣2);
(2)∵直线y=x向下平移a个单位长度,
∴直线CD解析式为:y=x﹣a,
当y=0时,x=a,
∴点D的坐标为(a,0),
如图,过点C作CF⊥x轴于点F,
∴CF∥OE,
∴==,
∴FD=a,
∴OF=OD+FD=a,
∵点C在直线CD上,
∴y=a﹣a=a,
∴CF=a,
∴点C的坐标是(a,a).
∵点C在反比例函数y=的图象上,
∴a×a=4,
解得a=±3(负值舍去),
∴a=3.
二.二次函数综合题(共6小题)
2.(2022•安顺)在平面直角坐标系中,如果点P的横坐标和纵坐标相等,则称点P为和谐点.例如:点(1,1),(,),(﹣,﹣),……都是和谐点.
(1)判断函数y=2x+1的图象上是否存在和谐点,若存在,求出其和谐点的坐标;
(2)若二次函数y=ax2+6x+c(a≠0)的图象上有且只有一个和谐点(,).
①求a,c的值;
②若1≤x≤m时,函数y=ax2+6x+c+(a≠0)的最小值为﹣1,最大值为3,求实数m的取值范围.
【解答】解:(1)存在和谐点,理由如下,
设函数y=2x+1的和谐点为(x,x),
∴2x+1=x,
解得x=﹣1,
∴和谐点为(﹣1,﹣1);
(2)①∵点(,)是二次函数y=ax2+6x+c(a≠0)的和谐点,
∴=a+15+c,
∴c=﹣a﹣,
∵二次函数y=ax2+6x+c(a≠0)的图象上有且只有一个和谐点,
∴ax2+6x+c=x有且只有一个根,
∴Δ=25﹣4ac=0,
∴a=﹣1,c=﹣;
②由①可知y=﹣x2+6x﹣6=﹣(x﹣3)2+3,
∴抛物线的对称轴为直线x=3,
当x=1时,y=﹣1,
当x=3时,y=3,
当x=5时,y=﹣1,
∵函数的最大值为3,最小值为﹣1;
当3≤m≤5时,函数的最大值为3,最小值为﹣1.
3.(2022•贵阳)已知二次函数y=ax2+4ax+b.
(1)求二次函数图象的顶点坐标(用含a,b的代数式表示);
(2)在平面直角坐标系中,若二次函数的图象与x轴交于A,B两点,AB=6,且图象过(1,c),(3,d),(﹣1,e),(﹣3,f)四点,判断c,d,e,f的大小,并说明理由;
(3)点M(m,n)是二次函数图象上的一个动点,当﹣2≤m≤1时,n的取值范围是﹣1≤n≤1,求二次函数的表达式.
【解答】解:(1)∵y=ax2+4ax+b=a(x+2)2﹣4a+b,
∴二次函数图象的顶点坐标为(﹣2,﹣4a+b).
(2)由(1)得抛物线对称轴为直线x=﹣2,
当a>0时,抛物线开口向上,
∵3﹣(﹣2)>1﹣(﹣2)>(﹣1)﹣(﹣2)=(﹣2)﹣(﹣3),
∴d>c>e=f.
当a<0时,抛物线开口向下,
∵3﹣(﹣2)>1﹣(﹣2)>(﹣1)﹣(﹣2)=(﹣2)﹣(﹣3),
∴d<c<e=f.
(3)当a>0时,抛物线开口向上,x>﹣2时,y随x增大而增大,
∴m=﹣2时,n=﹣1,m=1时,n=1,
∴,
解得,
∴y=x2+x﹣.
当a<0时,抛物线开口向下,x>﹣2时,y随x增大而减小,
∴m=﹣2时,n=1,m=1时,n=﹣1,
∴,
解得.
∴y=﹣x2﹣x+.
综上所述,y=x2+x﹣或y=﹣x2﹣x+.
4.(2022•遵义)新定义:我们把抛物线y=ax2+bx+c(其中ab≠0)与抛物线y=bx2+ax+c称为“关联抛物线”.例如:抛物线y=2x2+3x+1的“关联抛物线”为:y=3x2+2x+1.已知抛物线C1:y=4ax2+ax+4a﹣3(a≠0)的“关联抛物线”为C2.
(1)写出C2的解析式(用含a的式子表示)及顶点坐标;
(2)若a>0,过x轴上一点P,作x轴的垂线分别交抛物线C1,C2于点M,N.
①当MN=6a时,求点P的坐标;
②当a﹣4≤x≤a﹣2时,C2的最大值与最小值的差为2a,求a的值.
【解答】解:(1)根据“关联抛物线”的定义可得C2的解析式为:y=ax2+4ax+4a﹣3,
∵y=ax2+4ax+4a﹣3=a(x+2)2﹣3,
∴C2的顶点坐标为(﹣2,﹣3);
(2)①设点P的横坐标为m,
∵过点P作x轴的垂线分别交抛物线C1,C2于点M,N,
∴M(m,4am2+am+4a﹣3),N(m,am2+4am+4a﹣3),
∴MN=|4am2+am+4a﹣3﹣(am2+4am+4a﹣3)|=|3am2﹣3am|,
∵MN=6a,
∴|3am2﹣3am|=6a,
解得m=﹣1或m=2,
∴P(﹣1,0)或(2,0).
②∵C2的解析式为:y=a(x+2)2﹣3,
∴当x=﹣2时,y=﹣3,
当x=a﹣4时,y=a(a﹣4+2)2﹣3=a(a﹣2)2﹣3,
当x=a﹣2时,y=a(a﹣2+2)2﹣3=a3﹣3,
根据题意可知,需要分三种情况讨论,
Ⅰ、当a﹣4≤﹣2≤a﹣2时,0<a≤2,
且当0<a≤1时,函数的最大值为a(a﹣2)2﹣3;函数的最小值为﹣3,
∴a(a﹣2)2﹣3﹣(﹣3)=2a,解得a=2﹣或a=2+(舍);
当1≤a≤2时,函数的最大值为a3﹣3;函数的最小值为﹣3,
∴a3﹣3﹣(﹣3)=2a,解得a=或a=﹣(舍);
Ⅱ、当﹣2≤a﹣4≤a﹣2时,a≥2,
函数的最大值为a3﹣3,函数的最小值为a(a﹣2)2﹣3;
∴a3﹣3﹣[a(a﹣2)2﹣3]=2a,
解得a=(舍);
Ⅲ、当a﹣4≤a﹣2≤﹣2时,a≤0,不符合题意,舍去;
综上,a的值为2﹣或.
5.(2022•毕节市)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,顶点为D(2,1),抛物线的对称轴交直线BC于点E.
(1)求抛物线y=﹣x2+bx+c的表达式;
(2)把上述抛物线沿它的对称轴向下平移,平移的距离为h(h>0),在平移过程中,该抛物线与直线BC始终有交点,求h的最大值;
(3)M是(1)中抛物线上一点,N是直线BC上一点.是否存在以点D,E,M,N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)∵抛物线y=﹣x2+bx+c的顶点为D(2,1),
∴抛物线的表达式为:y=﹣(x﹣2)2+1=﹣x2+4x﹣3.
(2)由(1)知,抛物线的表达式为:y=﹣x2+4x﹣3,
令x=0,则y=﹣3,
∴C(0,﹣3);
令y=0,则x=1或x=3,
∴A(1,0),B(3,0).
∴直线BC的解析式为:y=x﹣3.
设平移后的抛物线的解析式为:y=﹣(x﹣2)2+1﹣h,
令﹣(x﹣2)2+1﹣h=x﹣3,整理得x2﹣3x+h=0,
∵该抛物线与直线BC始终有交点,
∴Δ=9﹣4h≥0,
∴h≤.
∴h的最大值为.
(3)存在,理由如下:
由题意可知,抛物线的对称轴为:直线x=2,
∴E(2,﹣1),
∴DE=2,
设点M(m,﹣m2+4m﹣3),
若以点D,E,M,N为顶点的四边形是平行四边形,则分以下两种情况:
①当DE为边时,DE∥MN,
则N(m,m﹣3),
∴MN=|﹣m2+4m﹣3﹣(m﹣3)|=|﹣m2+3m|,
∴|﹣m2+3m|=2,解得m=1或m=2(舍)或m=或m=.
∴N(1,﹣2)或(,)或(,).
②当DE为对角线时,
设点N的坐标为t,
则N(t,t﹣3),
∴,
解得m或(舍),
∴N(3,0).
综上,点N的坐标为N(1,﹣2)或(,)或(,)或(3,0).
6.(2022•黔东南州)如图,抛物线y=ax2+2x+c的对称轴是直线x=1,与x轴交于点A,B(3,0),与y轴交于点C,连接AC.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)已知点D是第一象限内抛物线上的一个动点,过点D作DM⊥x轴,垂足为点M,DM交直线BC于点N,是否存在这样的点N,使得以A,C,N为顶点的三角形是等腰三角形.若存在,请求出点N的坐标,若不存在,请说明理由;
(3)已知点E是抛物线对称轴上的点,在坐标平面内是否存在点F,使以点B、C、E、F为顶点的四边形为矩形,若存在,请直接写出点F的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)抛物线y=ax2+2x+c的对称轴是直线x=1,与x轴交于点A,B(3,0),
∴A(﹣1,0),
∴,解得,
∴抛物线的解析式y=﹣x2+2x+3;
(2)∵y=﹣x2+2x+3,
∴C(0,3),
设直线BC的解析式为y=kx+3,
将点B(3,0)代入得:0=3k+3,
解得:k=﹣1,
∴直线BC的解析式为y=﹣x+3;
设点D坐标为(t,﹣t2+2t+3),则点N(t,﹣t+3),
∵A(﹣1,0),C(0,3),
∴AC2=12+32=10,
AN2=(t+1)2+(﹣t+3)2=2t2﹣4t+10,
CN2=t2+(3+t﹣3)2=2t2,
①当AC=AN时,AC2=AN2,
∴10=2t2﹣4t+10,
解得t1=2,t2=0(不合题意,舍去),
∴点N的坐标为(2,1);
②当AC=CN时,AC2=CN2,
∴10=2t2,
解得t1=,t2=﹣(不合题意,舍去),
∴点N的坐标为(,3﹣);
③当AN=CN时,AN2=CN2,
∴2t2﹣4t+10=2t2,
解得t=,
∴点N的坐标为(,);
综上,存在,点N的坐标为(2,1)或(,3﹣)或(,);
(3)设E(1,a),F(m,n),
∵B(3,0),C(0,3),
∴BC=3,
①以BC为对角线时,BC2=CE2+BE2,
∴(3)2=12+(a﹣3)2+a2+(3﹣1)2,
解得:a=,或a=,
∴E(1,)或(1,),
∵B(3,0),C(0,3),
∴m+1=0+3,n+=0+3或n+=0+3,
∴m=2,n=或n=,
∴点F的坐标为(2,)或(2,);
②以BC为边时,BE2=CE2+BC2或CE2=BE2+BC2,
∴a2+(3﹣1)2=12+(a﹣3)2+(3)2或12+(a﹣3)2=a2+(3﹣1)2+(3)2,
解得:a=4或a=﹣2,
∴E(1,4)或(1,﹣2),
∵B(3,0),C(0,3),
∴m+0=1+3,n+3=0+4或m+3=1+0,n+0=3﹣2,
∴m=4,n=1或m=﹣2,n=1,
∴点F的坐标为(4,1)或(﹣2,1),
综上所述:存在,点F的坐标为(2,)或(2,)或(4,1)或(﹣2,1).
7.(2022•黔西南州)如图,在平面直角坐标系中,经过点A(4,0)的直线AB与y轴交于点B(0,4).经过原点O的抛物线y=﹣x2+bx+c交直线AB于点A,C,抛物线的顶点为D.
(1)求抛物线y=﹣x2+bx+c的表达式;
(2)M是线段AB上一点,N是抛物线上一点,当MN∥y轴且MN=2时,求点M的坐标;
(3)P是抛物线上一动点,Q是平面直角坐标系内一点.是否存在以点A,C,P,Q为顶点的四边形是矩形?若存在,直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【解答】解:(1)∵抛物线y=﹣x2+bx+c过点A(4,0)和O(0,0),
∴,
解得:,
∴抛物线的解析式为:y=﹣x2+4x;
(2)∵直线AB经过点A(4,0)和B(0,4),
∴直线AB的解析式为:y=﹣x+4,
∵MN∥y轴,
设M(t,﹣t+4),N(t,﹣t2+4t),其中0≤t≤4,
当M在N点的上方时,
MN=﹣t+4﹣(﹣t2+4t)=t2﹣5t+4=2,
解得:t1=,t2=(舍),
∴M1(,),
当M在N点下方时,
MN=﹣t2+4t﹣(﹣t+4)=﹣t2+5t﹣4=2,
解得:t1=2,t2=3,
∴M2(2,2),M3(3,1),
综上,满足条件的点M的坐标有三个(,)或(2,2)或(3,1);
(3)存在,
①如图2,若AC是矩形的边,
设抛物线的对称轴与直线AB交于点R,且R(2,2),
过点C,A分别作直线AB的垂线交抛物线于点P1,P2,
∵C(1,3),D(2,4),
∴CD==,
同理得:CR=,RD=2,
∴CD2+CR2=DR2,
∴∠RCD=90°,
∴点P1与点D重合,
当CP1∥AQ1,CP1=AQ1时,四边形ACP1Q1是矩形,
∵C(1,3)向右平移1个单位,向上平移1个单位得到P1(2,4),
∴A(4,0)向右平移1个单位,向上平移1个单位得到Q1(5,1),
此时直线P1C的解析式为:y=x+2,
∵直线P2A与P1C平行且过点A(4,0),
∴直线P2A的解析式为:y=x﹣4,
∵点P2是直线y=x﹣4与抛物线y=﹣x2+4x的交点,
∴﹣x2+4x=x﹣4,
解得:x1=﹣1,x2=4(舍),
∴P2(﹣1,﹣5),
当AC∥P2Q2时,四边形ACQ2P2是矩形,
∵A(4,0)向左平移3个单位,向上平移3个单位得到C(1,3),
∴P2(﹣1,﹣5)向左平移3个单位,向上平移3个单位得到Q2(﹣4,﹣2);
②如图3,若AC是矩形的对角线,
设P3(m,﹣m2+4m)
当∠AP3C=90°时,过点P3作P3H⊥x轴于H,过点C作CK⊥P3H于K,
∴∠P3KC=∠AHP3=90°,∠P3CK=∠AP3H,
∴△P3CK∽△AP3H,
∴=,
∴=,
∵点P不与点A,C重合,
∴m≠1或m≠4,
∴﹣m2﹣3m+1=0,
∴m=,
∴如图4,满足条件的点P有两个,即P3(,),P4(,),
当P3C∥AQ3,P3C=AQ3时,四边形AP3CQ3是矩形,
∵P3(,)向左平移个单位,向下平移个单位得到C(1,3),
∴A(4,0)向左平移个单位,向下平移个单位得到Q3(,),
当P4C∥AQ4,P4C=AQ4时,四边形AP4CQ4是矩形,
∵P4(,)向右平移个单位,向上平移个单位得到C(1,3),
∴A(4,0)向右平移个单位,向上平移个单位得到Q4(,);
综上,点Q的坐标为(5,1)或(﹣4,﹣2)或(,)或(,).
三.四边形综合题(共4小题)
8.(2022•黔西南州)如图,在正方形ABCD中,E,F分别是BC,CD边上的点(点E不与点B,C重合),且∠EAF=45°.
(1)当BE=DF时,求证:AE=AF;
(2)猜想BE,EF,DF三条线段之间存在的数量关系,并证明你的结论;
(3)连接AC,G是CB延长线上一点,GH⊥AE,垂足为K,交AC于点H且GH=AE.若DF=a,CH=b,请用含a,b的代数式表示EF的长.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=AD,∠B=∠D=90°,
在△ABE和△ADF中,
,
∴△ABE≌△ADF(SAS),
∴AE=AF;
(2)解:如图1,
BE+DF=EF,理由如下:
在CD的延长线上截取DG=BE,
同理(1)可得:△ABE≌△ADG(SAS),
∴∠BAE=∠DAG,AG=AE,
∵四边形ABCD是正方形,
∴∠BAD=90°,
∵∠EAF=45°,
∴∠BAE+∠DAF=∠BAD﹣∠EAF=45°,
∴∠DAG+∠DAF=45°,
即:∠GAF=45°,
∴∠GAF=∠EAF,
在△GAF和△EAF中,
,
∴△GAF≌△EAF(SAS),
∴FG=EF,
∴DG+DF=EF,
∴BE+DF=EF;
(3)如图2,
作HR⊥BC于R,
∴∠HRG=90°,
∵四边形ABCD是正方形,
∴∠ABE=90°,∠ACB=∠ACD=45°,
∴∠ABE=∠HRG,∠BAE+∠AEB=90°,
∵GH⊥AE,
∴∠EKG=90°,
∴∠G+∠AEB=90°,
∴∠G=∠BAE,
在△ABE和△GRH中,
,
∴△ABE≌△GRH(AAS),
∴BE=HR,
在Rt△CRH中,∠ACB=45°,CH=b,
∴HR=b•sin45°=,
∴BE=,
∴EF=BE+DF=.
9.(2022•黔东南州)阅读材料:小明喜欢探究数学问题,一天杨老师给他这样一个几何问题:
如图1,△ABC和△BDE都是等边三角形,点A在DE上.
求证:以AE、AD、AC为边的三角形是钝角三角形.
【探究发现】(1)小明通过探究发现:连接DC,根据已知条件,可以证明DC=AE,∠ADC=120°,从而得出△ADC为钝角三角形,故以AE、AD、AC为边的三角形是钝角三角形.
请你根据小明的思路,写出完整的证明过程.
【拓展迁移】(2)如图2,四边形ABCD和四边形BGFE都是正方形,点A在EG上.
①试猜想:以AE、AG、AC为边的三角形的形状,并说明理由.
②若AE2+AG2=10,试求出正方形ABCD的面积.
【解答】(1)证明:如图1,连接DC,
∵△ABC和△BDE都是等边三角形,
∴AB=BC,BE=BD,∠ABC=∠DBE=∠E=∠BDE=60°,
∴∠ABC﹣∠ABD=∠DBE﹣∠ABD,
即∠CBD=∠ABE,
∴△CBD≌△ABE(SAS),
∴CD=AE,∠BDC=∠E=60°,
∴∠ADC=∠BDE+∠BDC=120°,
∴△ADC为钝角三角形,
∴以AE、AD、AC为边的三角形是钝角三角形.
(2)解:①以AE、AG、AC为边的三角形是直角三角形,理由如下:
如图2,连接CG,
∵四边形ABCD和四边形BGFE都是正方形,
∴AB=CB,BE=BG,∠ABC=∠BCD=∠EBG=∠BGF=90°,∠EGB=∠GEB=45°,
∴∠ABC﹣∠ABG=∠EBG﹣∠ABG,
即∠CBG=∠ABE,
∴△CBG≌△ABE(SAS),
∴CG=AE,∠CGB=∠AEB=45°,
∴∠AGC=∠EGB+∠CGB=45°+45°=90°,
∴△ACG是直角三角形,
即以AE、AG、AC为边的三角形是直角三角形;
②由①可知,CG=AE,∠AGC=90°,
∴CG2+AG2=AC2,
∴AE2+AG2=AC2,
∵AE2+AG2=10,
∴AC2=10,
∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=BC,∠ABC=90°,
∴AB2+BC2=AC2=10,
∴AB2=5,
∴S正方形ABCD=AB2=5.
10.(2022•安顺)如图1,在矩形ABCD中,AB=10,AD=8,E是AD边上的一点,连接CE,将矩形ABCD沿CE折叠,顶点D恰好落在AB边上的点F处,延长CE交BA的延长线于点G.
(1)求线段AE的长;
(2)求证四边形DGFC为菱形;
(3)如图2,M,N分别是线段CG,DG上的动点(与端点不重合),且∠DMN=∠DCM,设DN=x,是否存在这样的点N,使△DMN是直角三角形?若存在,请求出x的值;若不存在,请说明理由.
【解答】(1)解:∵四边形ABCD是矩形,
∴∠DAB=∠B=∠ADC=90°,CD=BD=10,BC=AD=8,
在Rt△BCF中,CF=CD=10,BC=8,
∴BF=6,
∴AF=AB﹣BF=4,
设AE=x,则EF=DE=8﹣x,
在Rt△AEF中,由勾股定理得,
EF2﹣AE2=AF2,
∴(8﹣x)2﹣x2=42,
∴x=3,
∴AE=3;
(2)证明:∵四边形ABCD是矩形,
∴AB∥CD,
∴△AGE∽△DCE,
∴,
由(1)得:AE=3,
∴DE=8﹣3=5,
∴,
∴AG=6,
∴FG=AF+AG=4+6=10,
∴FG=CD,
∴四边形DGFC是平行四边形,
∵CD=CF,
∴▱DGFC是菱形;
(3)解:∵四边形FGDC是菱形,
∴∠DGC=∠DCG=∠FGC=,DG=CD=10,
在Rt△BCG中,BC=8,BG=BF+FG=6+10=16,
∴tan∠FGC=,CG===8,
∴sin∠FCG==,
如图1,
当∠MDN=90°时,
在Rt△GDM中,
DM=DG•tan∠DGM=10•tan∠FGC=10×=5,
在Rt△DMN中,
DN=DM•tan∠DMN,
∵∠DMN=∠DCM,∠DCM=∠FGC,
∴DN=DM•tan∠FGC=5×=,
如图2,
当∠MND=90°时,∠DMN+∠GDM=90°,
∵∠DMN=∠DCM=∠DGM,
∴∠DGM+∠GDM=90°,
∴∠DMG=90°,
∴DM=DG•sin∠DGM=10×=2,
在Rt△DMN中,
DN=DM•sin∠DMN=DM•sin∠FGC=2×=2,
综上所述:DN=或2.
11.(2022•铜仁市)如图,在四边形ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,记△COD的面积为S1,△AOB的面积为S2.
(1)问题解决:如图①,若AB∥CD,求证:
(2)探索推广:如图②,若AB与CD不平行,(1)中的结论是否成立?若成立,请证明;若不成立,请说明理由.
(3)拓展应用:如图③,在OA上取一点E,使OE=OC,过点E作EF∥CD交OD于点F,点H为AB的中点,OH交EF于点G,且OG=2GH,若,求值.
【解答】(1)证明:过点D作AE⊥AC于E,过点B作BF⊥AC于F,如图①所示:
∴DE=OD⋅sin∠DOE,BF=OB⋅sin∠BOF,
∴S1=OC•DE=OC•OD•sin∠DOE,S2=OA•BF=OA•OB•sin∠BOF,
∵∠DOE=∠BOF,
∴sin∠DOE=sin∠BOF,
∴==;
(2)解:(1)中的结论成立,理由如下:
过点D作AE⊥AC于E,过点B作BF⊥AC于F,如图②所示:
∴DE=OD⋅sin∠DOE,BF=OB⋅sin∠BOF,
∴S1=OC•DE=OC•OD•sin∠DOE,S2=OA•BF=OA•OB•sin∠BOF,
∵∠DOE=∠BOF,
∴sin∠DOE=sin∠BOF;
∴==;
(3)解:过点A作AM∥EF交OB于M,取BM中点N,连接HN,如图③所示:
∵EF∥CD,
∴∠ODC=∠OFE,∠OCD=∠OEF,
又∵OE=OC,
∴△OEF≌△OCD(AAS),
∴OD=OF,
∵EF∥AM,
∴△OEF∽△OAM,
∴==,
设OE=OC=5m,OF=OD=5n,则OA=6m,OM=6n,
∵H是AB的中点,N是BM的中点,
∴HN是△ABM的中位线,
∴HN∥AM∥EF,
∴△OGF∽△OHN,
∴=,
∵OG=2GH,
∴OG=OH,
∴==,
∴ON=OF=,BN=MN=ON﹣OM=﹣6n=,
∴OB=ON+BN=+=9n,
由(2)得:===.
四.圆的综合题(共1小题)
12.(2022•遵义)综合与实践
“善思”小组开展“探究四点共圆的条件”活动,得出结论:对角互补的四边形四个顶点共圆.该小组继续利用上述结论进行探究.
提出问题:
如图1,在线段AC同侧有两点B,D,连接AD,AB,BC,CD,如果∠B=∠D,那么A,B,C,D四点在同一个圆上.
探究展示:
如图2,作经过点A,C,D的⊙O,在劣弧AC上取一点E(不与A,C重合),连接AE,CE,则∠AEC+∠D=180°(依据1)
∵∠B=∠D
∴∠AEC+∠B=180°
∴点A,B,C,E四点在同一个圆上(对角互补的四边形四个顶点共圆)
∴点B,D在点A,C,E所确定的⊙O上(依据2)
∴点A,B,C,D四点在同一个圆上
反思归纳:
(1)上述探究过程中的“依据1”、“依据2”分别是指什么?
依据1: 圆内接四边形对角互补 ;依据2: 过不在同一直线上的三个点有且只有一个圆 .
(2)如图3,在四边形ABCD中,∠1=∠2,∠3=45°,则∠4的度数为 45° .
拓展探究:
(3)如图4,已知△ABC是等腰三角形,AB=AC,点D在BC上(不与BC的中点重合),连接AD.作点C关于AD的对称点E,连接EB并延长交AD的延长线于F,连接AE,DE.
①求证:A,D,B,E四点共圆;
②若AB=2,AD•AF的值是否会发生变化,若不变化,求出其值;若变化,请说明理由.
【解答】(1)解:依据1:圆内接四边形对角互补;依据2:过不在同一直线上的三个点有且只有一个圆,
故答案为:圆内接四边形对角互补;过不在同一直线上的三个点有且只有一个圆;
(2)解:∵∠1=∠2,
∴点A,B,C,D四点在同一个圆上,
∴∠3=∠4,
∵∠3=45°,
∴∠4=45°,
故答案为:45°;
(3)①证明:∵AB=AC,
∴∠ABC=∠ACB,
∵点E与点C关于AD的对称,
∴AE=AC,DE=DC,
∴∠AEC=∠ACE,∠DEC=∠DCE,
∴∠AED=∠ACB,
∴∠AED=∠ABC,
∴A,D,B,E四点共圆;
②解:AD•AF的值不会发生变化,
理由如下:如图4,连接CF,
∵点E与点C关于AD的对称,
∴FE=FC,
∴∠FEC=∠FCE,
∴∠FED=∠FCD,
∵A,D,B,E四点共圆,
∴∠FED=∠BAF,
∴∠BAF=∠FCD,
∴A,B,F,C四点共圆,
∴∠AFB=∠ACB=∠ABC,
∵∠BAD=∠FAB,
∴△ABD∽△AFB,
∴=,
∴AD•AF=AB2=8.
五.解直角三角形的应用-仰角俯角问题(共1小题)
13.(2022•安顺)随着我国科学技术的不断发展,5G移动通信技术日趋完善,某市政府为了实现5G网络全覆盖,2021~2025年拟建设5G基站3000个,如图,在斜坡CB上有一建成的5G基站塔AB,小明在坡脚C处测得塔顶A的仰角为45°,然后他沿坡面CB行走了50米到达D处,D处离地平面的距离为30米且在D处测得塔顶A的仰角53°.(点A、B、C、D、E均在同一平面内,CE为地平线)(参考数据:sin53°≈,cos53°≈,tan53°≈)
(1)求坡面CB的坡度;
(2)求基站塔AB的高.
【解答】解:(1)如图,过点D作AB的垂线,交AB的延长线于点F,过点D作DM⊥CE,垂足为M.
由题意可知:CD=50米,DM=30米.
在Rt△CDM中,由勾股定理得:CM2=CD2﹣DM2,
∴CM=40米,
∴斜坡CB的坡度=DM:CM=3:4;
(2)设DF=4a米,则MN=4a米,BF=3a米,
∵∠ACN=45°,
∴∠CAN=∠ACN=45°,
∴AN=CN=(40+4a)米,
∴AF=AN﹣NF=AN﹣DM=40+4a﹣30=(10+4a)米.
在Rt△ADF中,
∵DF=4a米,AF=(10+4a)米,∠ADF=53°,
∴tan∠ADF=,
∴=,
∴解得a=,
∴AF=10+4a=10+30=40(米),
∵BF=3a=米,
∴AB=AF﹣BF=40﹣=(米).
答:基站塔AB的高为米.
六.可能性的大小(共1小题)
14.(2022•六盘水)为倡导“全民健身,健康向上”的生活方式,我市教育系统特举办教职工气排球比赛.比赛采取小组循环,每场比赛实行三局两胜制,取实力最强的两支队伍参加决赛,从C组的比分胜负表中知道二中胜4场负1场.
教职工气排球比赛比分胜负表
C组
一中
二中
三中
四中
五中
六中
一中
\
21:16
21:19
21:9
22:24
15:21
14:21
24:22
21:23
5:21
18:21
12:15
15:9
二中
16:21
\
21:13
21:13
14:21
22:20
21:14
21:17
21:11
19:21
19:21
15:12
16:14
三中
19:21
13:21
\
21:16
21:18
B′
22:24
17:21
21:18
6:21
12:15
四中
9:21
13:21
16:21
\
A′
21:11
23:21
11:21
18:21
9:21
9:15
8:15
五中
24:22
21:14
18:21
A
\
21:23
21:5
21:19
21:6
18:21
15:12
六中
21:15
20:22
B
11:21
23:21
\
21:18
21:19
21:9
21:18
14:16
15:8
(1)根据表中数据可知,一中共获胜 2 场,“四中VS五中”的比赛获胜可能性最大的是 五中 ;
(2)若A处的比分是21:10和21:8,并且参加决赛的队伍是二中和五中,则B′处的比分可以是 21:19 和 20:18 (两局结束比赛,根据自己的理解填写比分);
(3)若A′处的比分是10:21和8:21,B处的比分是21:18,15:21,15:12,那么实力最强的是哪两支队伍,请说明理由.
【解答】解:(1)根据表中数据可知,一中胜2负3;二中胜4负1;三中胜1负3;四中胜0负4;五中胜3负1;六中胜3负1.
从数据中可知,四中的能力较差,获胜的可能较小;
故答案为:2;五中;
(2)若A处的比分是21:10和21:8,则五中胜,即五中胜4负1;
∵参加决赛的队伍是二中和五中,
∴在六中V三中时,三中胜,
∴B′B′处的比分可以是:21:20;18:16,三中胜;
故答案为:21:19;20:18;
(3)若A′处的比分是10:21和8:21,则五中胜,四中负;
B处的比分是21:18,15:21,15:12,则六中胜,三中负;
则一中胜2负3;二中胜4负1;三中胜1负4;四中胜0负5;五中胜4负1;六中胜4负1.
∵二中胜六中2:1,输五中0:2;五中胜二中2:0,输六中0:2,六中胜五中2:0,输二中1:2,
三队之间都是1胜1负,但胜负局数不一样,二中胜2负3;五中胜2负2;六中胜3负2,
∴实力较强的两支队伍是六中和五中.(答案不唯一)
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