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2022-2023 数学冀教版新中考精讲精练 中考模拟卷(二)
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中考模拟卷(二)
参考答案与试题解析
一.选择题(共16小题,满分42分)
1.(3分)已知AB是半径为6的圆的一条弦,则AB的长不可能是( )
A.8 B.10 C.12 D.14
【分析】根据半径求得直径的长,然后利用圆内最长的弦是直径作出判断即可.
【解答】解:∵圆的半径为6,
∴直径为12,
∵AB是一条弦,
∴AB的长应该小于等于12,不可能为的14,
故选:D.
2.(3分)下列各数中,比﹣1大的数是( )
A.﹣3 B.﹣2 C.﹣1 D.0
【分析】有理数大小比较的法则:①正数都大于0;②负数都小于0;③正数大于一切负数;④两个负数,绝对值大的其值反而小,据此判断即可.
【解答】解:∵﹣3<﹣1,﹣2<﹣1,﹣1=﹣1,0>﹣1,
∴所给的各数中,比﹣1大的数是0.
故选:D.
3.(3分)如图,小丽从A处沿北偏东45°方向向D处行走,小华从B处先沿正北方向行走到C处,再沿和AD平行的路线向E处行走,则∠ECB的度数为( )
A.45° B.60° C.120° D.135°
【分析】延长BC交AD于点F,则,AG∥BF,根据平行线的性质及邻补角的定义即可求解.
【解答】解:延长BC交AD于点F,则,AG∥BF,
∴∠BFA=∠GAF=45°,
∵AD∥CE,
∴∠FCE=∠BFA=45°,
∴∠ECB=180°﹣45°=135°.
故选:D.
4.(3分)根据世界卫生组织的统计,截止10月28日,全球新冠确诊病例累计超过4430万,用科学记数法表示这一数据是( )
A.4.43×107 B.0.443×108 C.44.3×106 D.4.43×108
【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.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:4430万=44300000=4.43×107.
故选:A.
5.(3分)如图所示的几何体是由6个大小相同的小立方体搭成,它的主视图是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据主视图是从正面看到的图象判定则可.
【解答】】解:从正面看,共有四列,从左到右每列的正方形的个数分别为:1、2、1、1,
故选:C.
6.(3分)下列运算正确的是( )
A.(a-12)2=a2-14 B.(a+3)(a﹣3)=a2﹣9
C.﹣2(3a+1)=﹣6a﹣1 D.(a+b)(a﹣2b)=a2﹣2b2
【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:(a-12)2=a2﹣a+14,故选项A错误;
(a+3)(a﹣3)=a2﹣9,故选项B正确;
﹣2(3a+1)=﹣6a﹣2,故选项C错误;
(a+b)(a﹣2b)=a2﹣ab﹣2b2,故选项D错误;
故选:B.
7.(3分)如果a﹣b=2,那么代数式(a2+b2a-2b)•aa-b的值是( )
A.2 B.﹣2 C.12 D.-12
【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,约分得到最简结果,把已知等式代入计算即可求出值.
【解答】解:原式=a2+b2-2aba•aa-b
=(a-b)2a•aa-b
=a﹣b,
当a﹣b=2时,原式=2.
故选:A.
8.(3分)某校在“爱护地球,绿化祖国”的活动中,组织同学开展植树造林活动,为了了解全校同学的植树情况,学校随机抽查了一部分同学的植树情况,将调查数据整理绘制成如下所示的统计图.下面有四个推断:
①这次调查获取的样本数据的样本容量是100;
②这次调查获取的样本数据的中位数是6棵;
③这次调查获取的样本数据的众数是4棵;
④这次调查获取的样本数据的平均数是8棵.
其中合理的是( )
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
【分析】根据样本容量,中位数、众数、平均数的定义即可判断;
【解答】解:样本容量=30+22+25+15+8=100,故①正确,
中位数是:第50、51位的植树棵数的平均数=5,故②错误,
众数为4,故③正确,
平均数=30×4+22×5+25×6+15×8+8×10100=5.8,故④错误,
故选:B.
9.(3分)如图,已知矩形ABCD与矩形EFGO是位似图形,点P是位似中心,若点B、F的坐标分别为(4,3)、(﹣2,1),则点P的坐标为( )
A.(0,23) B.(0,1) C.(0,32) D.(0,53)
【分析】根据题意求出EF、AB、AE,根据位似图形的概念得到EF∥AB,证明△EPF∽△APB,根据相似三角形的性质计算即可.
【解答】解:∵点B、F的坐标分别为(4,3)、(﹣2,1),
∴EF=2,AB=4,AE=3﹣1=2,
∵矩形ABCD与矩形EFGO是位似图形,
∴EF∥AB,
∴△EPF∽△APB,
∴EPAP=EFAB,即EP2-EP=24,
解得,EP=23,
∴OP=1+23=53,
则点P的坐标为(0,53),
故选:D.
10.(3分)如图,等腰△AOB中,顶角∠AOB=40°,用尺规按①到④的步骤操作:
①以O为圆心,OA为半径画圆;
②在⊙O上任取一点P(不与点A,B重合),连接AP;
③作AB的垂直平分线与⊙O交于M,N;
④作AP的垂直平分线与⊙O交于E,F.
结论Ⅰ:顺次连接M,E,N,F四点必能得到矩形;
结论Ⅱ:⊙O上只有唯一的点P,使得S扇形FOM=S扇形AOB.
对于结论Ⅰ和Ⅱ,下列判断正确的是( )
A.Ⅰ和Ⅱ都对 B.Ⅰ和Ⅱ都不对 C.Ⅰ不对Ⅱ对 D.Ⅰ对Ⅱ不对
【分析】如图,连接EM,EN,MF.NF.根据矩形的判定证明四边形MENF是矩形,再说明∠MOF=∠AOB时,S扇形FOM=S扇形AOB,观察图形可知,这样的点P不唯一,可知(Ⅱ)错误.
【解答】解:如图,连接EM,EN,MF.NF.
∵MN垂直平分AB,EF垂直平分AP,由“垂径定理的逆定理”可知,MN和EF都是⊙O的直径,
∴OM=ON,OE=OF,
∴四边形MENF是平行四边形,
∵EF=MN,
∴四边形MENF是矩形,故(Ⅰ)正确,
观察图形可知当∠MOF=∠AOB,
∴S扇形FOM=S扇形AOB,
观察图形可知,这样的点P不唯一(如下图所示),故(Ⅱ)错误,
故选:D.
11.(2分)方程﹣x(x+1)=0的解是( )
A.x=﹣1 B.x1=﹣1,x2=0 C.x=0 D.x1=1,x2=0
【分析】此题考查了学生用降次的方法解一元二次方程的思想,此题可以化为两个一次方程:﹣x=0,x+1=0,解此两个一次方程即可求得.
【解答】解:∵﹣x(x+1)=0,
∴x+1=0或﹣x=0,
∴x1=﹣1,x2=0.
故选:B.
12.(2分)已知菱形的一个内角是108°,将这个菱形分割成4个等腰三角形,分法不正确的是( )
A. B.
C. D.
【分析】由菱形的性质和等腰三角形的判定进行判断即可.
【解答】解:A、图中有关角的度数如图所示:
由等角对等边可知,把菱形分割成4个等腰三角形,故A正确;
B、图中有关角的度数如图所示:
由等角对等边可知,把菱形分割成4个等腰三角形,故B正确;
C、图中有关角的度数如图所示:
由等角对等边可知,把菱形分割成4个等腰三角形,故C正确;
D、如图所示:
割成这样的等腰三角形时,这个四边形不是菱形,四条边并不相等,所以D选项不可能实现;故D不正确;
故选:D.
13.(2分)下列运算结果是a4的是( )
A.﹣(a2)2 B.a2+a2
C.(﹣2a)2 D.﹣2a6÷(﹣2a2)
【分析】根据幂的乘方、合并同类项、积的乘方、单项式除以单项式的运算法则分别求出每个式子的值,再判断即可.
【解答】解:A、结果是﹣a4,不等于a4,故本选项不符合题意;
B、结果是2a2,不等于a4,故本选项不符合题意;
C、结果是4a2,不等于a4,故本选项不符合题意;
D、结果是a4,故本选项符合题意;
故选:D.
14.(2分)已知一个正六边形的边心距为3,则它的外接圆的面积为( )
A.4π B.3π C.2π D.π
【分析】过O作OH⊥AB于H,连接OA、OB,证△OAB是等边三角形,得∠OAB=60°,再由锐角三角函数定义求出OA=2,然后由圆的面积公式求解即可.
【解答】解:如图,O为正六边形六边形ABCDEF的中心,过O作OH⊥AB于H,连接OA、OB
则OA为正六边形ABCDEF的外接圆的半径,OH为正六边形ABCDEF的边心距,
即OH=3,
∵∠AOB=360°6=60°,
∴△OAB是等边三角形,
∴∠OAB=60°,
∵OH⊥AB,
∴sin∠OAH=OHOA,
∴OA=3sin60°=332=2,
∴它的外接圆的面积=π•22=4π,
故选:A.
15.(2分)关于一次函数y=﹣3x+1,下列结论不正确的是( )
A.图象与直线y=﹣3x平行
B.图象与y轴的交点坐标是(0,1)
C.y随自变量x的增大而减小
D.图象经过第二、三、四象限
【分析】根据一次函数的性质对A、C、D进行判断;根据一次函数图象上点的坐标特征对B进行判断.
【解答】解:A、函数y=﹣3x+1的图象与直线y=﹣3x平行,故本选项说法正确;
B、把x=0代入y=﹣3x+1=1,所以它的图象与y轴的交点坐标是(0,1),故本选项说法正确;
C、k=﹣3<0,所以y随自变量x的增大而减小,故本选项说法正确;
D、k=﹣3<0,b=1>0,函数图象经过第一、二、四象限,故本选项说法不正确;
故选:D.
16.(2分)如图,在△ABC中,AB=AC,AD⊥BC于点D,点M是△ABC内一点,连接BM交AD于点N,已知∠AMB=108°,若点M是△CAN的内心,则∠BAC的度数为( )
A.36° B.48° C.60° D.72°
【分析】过点M作ME⊥AD于点E,根据已知条件可得△ABC是等腰三角形,AD是BC边的中垂线,证明ME∥BC,可得∠NME=∠NBD,由点M是△CAN的内心,可得点M在∠NAC和∠ANC的角平分线上,设∠NAM=x,∠NBD=y,所以∠BAC=4x,∠NBD=∠NCD=∠NME=y,∠ENM=∠CNM=2y,然后利用∠AMB=108°,列出方程组y-x=18°2y+x=72°,求解即可得结论.
【解答】解:如图,过点M作ME⊥AD于点E,
∵AB=AC,AD⊥BC,
∴△ABC是等腰三角形,AD是BC边的中垂线,
∴NB=NC,∠BAD=∠CAD,
∴∠NBD=∠NCD,
∵ME⊥AD,AD⊥BC,
∴ME∥BC,
∴∠NME=∠NBD,
∵点M是△CAN的内心,
∴点M在∠NAC和∠ANC的角平分线上,
∴∠NAM=∠CAM,∠ANM=∠CNM,
设∠NAM=x,∠NBD=y,
∴∠BAC=4x,∠NBD=∠NCD=∠NME=y,
∴∠ENM=∠CNM=∠NBC+∠NCB=2y,
∵∠AMB=108°,
∴∠AME=∠AMB﹣∠EMN=108°﹣y,
在△AEM中,∠EAM+∠AME=90°,
∴x+108°﹣y=90°,
∴y﹣x=18°,
在△ANM中,∠NAM+∠ANM=180°﹣108°,
∴x+2y=72°,
y-x=18°2y+x=72°,
解得x=12°y=30°,
∴∠BAC=4x=48°.
故选:B.
二.填空题(共3小题,满分12分)
17.(3分)计算:9-1= 2 .
【分析】直接利用二次根式的性质化简进而得出答案.
【解答】解:原式=3﹣1=2.
故答案为:2.
18.(3分)如图①是长方形纸带,∠DEF=α,将纸带沿EF折叠成图②,再沿BF折叠成图③,则图③中的∠CFE的度数是 180°﹣3α .
【分析】由AD∥BC,利用平行线的性质可得出∠BFE和∠CFE的度数,再结合∠CFG=∠CFE﹣∠BFE及∠CFE=∠CFG﹣∠BFE,即可找出∠CFE的度数.
【解答】解:∵AD∥BC,
∴∠BFE=∠DEF=α,∠CFE=180°﹣∠DEF=180°﹣α,
∴∠CFG=∠CFE﹣∠BFE=180°﹣α﹣α=180°﹣2α,
∴∠CFE=∠CFG﹣∠BFE=180°﹣2α﹣α=180°﹣3α.
故答案为:180°﹣3α.
19.(6分)如图,点A在x轴正半轴上,B(5,4),四边形AOCB为平行四边形,反比例函数y=8x的图象经过点C,交AB边于点D,则点D的坐标为 (4,2) .
【分析】作CE⊥OA于E,根据平行四边形的性质可知C的纵坐标为4,代入反比例函数解析式即可求得C的坐标,从而求得直线OC的解析式,根据平行线的性质设直线AB的解析式为y=2x+b,根据待定系数法即可求得解析式,然后与反比例函数解析式联立,解方程组即可求得D的坐标.
【解答】解:作CE⊥OA于E,
∵B(5,4),四边形AOCB为平行四边形,
∴C的纵坐标为4,
∵反比例函数y=8x的图象经过点C,
∴4=8x,
∴x=2,
∴C(2,4),OA=BC=5﹣2=3,
∴A(3,0),
设直线OC为y=kx,
把C(2,4)代入得,4=2k,解得k=2,
∵AB∥OC,
∴设直线AB的解析式为y=2x+b,
代入A(3,0)解得,b=﹣6,
∴直线AB的解析式为y=2x﹣6,
由y=2x-6y=8x得x=-1y=-8或x=4y=2,
∴点D的坐标为(4,2),
故答案为(4,2).
三.解答题(共7小题,满分66分)
20.(8分)计算:4﹣(23-214-256)×(﹣12).
【分析】先利用乘法分配律进行计算使得计算简便,然后再算加减.
【解答】解:原式=4+23×12-94×12-176×12
=4+8﹣27﹣34
=12﹣27﹣34
=﹣15﹣34
=﹣49.
21.(8分)化简:
(1)﹣3a2﹣2a+2+6a2+1+5a;
(2)x+2(3y2﹣2x)﹣4(2x﹣y2).
【分析】(1)原式合并同类项即可得到结果;
(2)原式去括号合并即可得到结果.
【解答】解:(1)原式=3a2+3a+3;
(2)原式=x+6y2﹣4x﹣8x+4y2
=10y2﹣11x.
22.(9分)不透明的口袋里装有红、黄、蓝三种颜色的小球若干个(除颜色外其余都相同),其中红球2个,蓝球1个,若从中任意摸出一个球,它是篮球的概率为0.25.
(1)直接写出袋中黄球的个数;
(2)从袋子中一次摸2个球,请用画树状图或列表格的方法,求“取出至少一个红球”的概率.
【分析】(1)首先设袋中的黄球个数为x个,然后根据古典概率的知识列方程,求解即可求得答案;
(2)首先画树状图,然后求得全部情况的总数与符合条件的情况数目,求其二者的比值即可.
【解答】解:(1)设袋中的黄球个数为x个,
∴11+2+x=0.25,
解得:x=1,
经检验,x=1是原方程的解,
∴袋中黄球的个数1个;
(2)画树状图得:
一共有12种等可能的情况数,其中“取出至少一个红球”的有10种,
则“取出至少一个红球”概率是1012=56.
23.(9分)A,B两家超市平时以同样的价格出售相同的商品.暑假期间两家超市都进行促销活动,促销方式如下:
A超市:一次购物不超过300元的打9折,超过300元后的价格部分打7折;
B超市:一次购物不超过100元的按原价,超过100元后的价格部分打8折.
例如,一次购物的商品原价为500元,
去A超市的购物金额为:300×0.9+(500﹣300)×0.7=410(元);
去B超市的购物金额为:100+(500﹣100)×0.8=420(元).
(1)设商品原价为x元,购物金额为y元,分别就两家超市的促销方式写出y关于x的函数解析式;
(2)促销期间,若小刚一次购物的商品原价超过200元,他去哪家超市购物更省钱?请说明理由.
【分析】(1)根据题意,可以写出两家超市的促销方式下y关于x的函数解析式;
(2)根据题意和(1)中的函数解析式,利用分类讨论的方法可以解答本题.
【解答】解:(1)由题意可得,当x≤300时,yA=0.9x;当x>300时,yA=0.9×300+0.7(x﹣300)=0.7x+60,
故yA=0.9x(x≤300)0.7x+60(x>300);
当x>100时,yB=100+0.8(x﹣100)=0.8x+20;
yB=x(x≤100)0.8x+20(x>100);
(2)由题意,得0.9x>0.8x+20,解得x>200,
∴200<x≤300时,到B超市更省钱;
0.7x+60>0.8x+20,解得x<400,
∴300<x<400,到B超市更省钱;
0.7x+60=0.8x+20,解得x=400,
∴当x=400时,两家超市一样;
0.7x+60<0.8x+20,解得x>400,
∴当x>400时,到A超市更省钱;
综上所述,当200<x<400到B超市更省钱;当x=400时,两家超市一样;当x>400时,到A超市更省钱.
24.(10分)在Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,动点D在直线BC上(不与点B,C重合),连接AD,把AD绕点A逆时针旋转90°得到AE,连接DE,F,G分别是DE,CD的中点,连接FG.
【特例感知】(1)如图1,当点D是BC的中点时,FG与BD的数量关系是 FG=12BD ,FG与直线BC的位置关系是 FG⊥BC ;
【猜想论证】(2)当点D在线段BC上且不是BC的中点时,(1)中的结论是否仍然成立?
①请在图2中补全图形;
②若成立,请给出证明;若不成立,请说明理由.
【拓展应用】(3)若AB=AC=2,其他条件不变,连接BF、CF.当△ACF是等边三角形时,请直接写出△BDF的面积.
【分析】(1)由等腰直角三角形的性质可得AD⊥BC,AD=BD=CD,由三角形中位线定理可得FG=12AD,FG∥AD,可求解;
(2)①由题意补全图形;
②由“SAS”可证△ABD≌△ACE,可得CE=BD,∠ACE=∠B=∠ACB=45°,由三角形的中位线定理可求解;
(3)分两种情况讨论,由直角三角形的性质求出BD和FG的长,即可求解.
【解答】解:(1)∵∠BAC=90°,AB=AC,点D是BC的中点,
∴AD⊥BC,AD=BD=CD,∠ABC=∠ACB=45°,
∵F,G分别是DE,CD的中点,
∴FG=12AD,FG∥AD,
∴FG=12BD,FG⊥BC,
故答案为:FG=12BD,FG⊥BC;
(2)①补全图形如图所示;
②结论仍然成立,
理由如下:如图2,连接CE,
∵把AD绕点A逆时针旋转90°得到AE,
∴∠BAC=∠DAE=90°,AD=AE,
∴∠BAD=∠CAE,
又∵AB=AC,
∴△ABD≌△ACE(SAS),
∴CE=BD,∠ACE=∠B=∠ACB=45°,
∴∠DCE=90°,
∵F,G分别是DE,CD的中点,
∴FG=12CE=12BD,FG∥CE,
∴FG⊥BC;
(3)当点D在点B的左侧时,
如图3﹣1中,作AM⊥BC于M,连接FG,
∵∠BAC=90°,AB=AC=2,AM⊥BC,
∴BC=2,BM=CM=AM=12BC=1,∠BAM=∠CAM=45°,
∵AD=AE,∠DAE=90°,点F是DE中点,
∴∠EAF=∠CAM=45°,AF=FD=EF,
∵△AFC是等边三角形,
∴AF=AC=FC=2,∠FAC=∠AFC=∠ACF=60°,
∴∠CAE=15°=∠BAD,
∴∠ADM=∠ABC﹣∠BAD=30°,
∴DM=3AM=3,
∴BD=DM﹣BM=3-1,
由(2)的结论可得:FG⊥BC,FG=12BD=3-12,
∴△BDF的面积=12×(3-1)×3-12=1-123;
当点D在点C的右侧时,
如图3﹣2中,作AM⊥BC于M,连接FG,
∵∠BAC=90°,AB=AC=2,AM⊥BC,
∴BC=2,BM=CM=AM=12BC=1,∠BAM=∠CAM=45°,
∵AD=AE,∠DAE=90°,点F是DE中点,
∴∠EAF=∠CAM=45°,AF=FD=EF,∠DAF=45°,
∵△AFC是等边三角形,
∴AF=AC=FC=2,∠FAC=∠AFC=∠ACF=60°,
∴∠CAD=∠CAF﹣∠DAF=15°,
∴∠ADM=∠ACB﹣∠CAD=30°,
∴DM=3AM=3,
∴BD=DM+BM=3+1,
由(2)的结论可得:FG⊥BC,FG=12BD=3+12,
∴△BDF的面积=12×(3+1)×3+12=1+123.
综上所述:△BDF的面积为1-123或1+123.
25.(10分)如图,抛物线y=ax2+bx﹣3与x轴交于点A(1,0)、B(3,0),与y轴交于点C,连接AC,BC.
(1)求抛物线的函数解析式;
(2)P为抛物线上一点,若S△PBC=S△ABC,求出点P的坐标;
(3)Q为抛物线上一点,若∠ACQ=45°,求点Q的坐标.
【分析】(1)把A(1,0)、B(3,0)代入y=ax2+bx﹣3,列方程组并且解方程组求出a、b的值即可;
(2)S△PBC=S△ABC分为两种情况,一是点P在直线BC的上方,过点A作AP1∥BC,交抛物线于另一点P1,求出直线AP1的解析式且与抛物线的解析式组成方程组,解方程组即可求出点P的坐标;二是点P在直线BC的下方,将直线BC向下平移2个单位,得到的直线交抛物线于点P2、P3,求出直线P2P3的函数解析式且与抛物线的解析式组成方程组,解方程组求出此时点P的坐标即可;
(3)过点A作AD⊥CQ于点D,过点D作DF⊥x轴于点F,过点C作CE⊥DF于点E,先证明△CDE≌△DAF,求出点D的坐标,再求出直线CQ的函数解析式且与抛物线的解析式组成方程组,解方程组即可求出点Q的坐标.
【解答】(1)把A(1,0)、B(3,0)代入y=ax2+bx﹣3,
得a+b-3=09a+3b-3=0,
解得a=-1b=4,
∴抛物线的解析式是y=﹣x2+4x﹣3.
(2)抛物线y=﹣x2+4x﹣3,当x=0时,y=﹣3,
∴C(0,﹣3),
设直线BC的函数解析式为y=kx﹣3,则3k﹣3=0,
解得k=1,
∴直线BC的函数解析式为y=x﹣3,
如图1,过点A作AP1∥BC,交y轴于点G,交抛物线于另一点P1,作△P1BC,则△P1BC与△ABC面积相等,
设直线AP1的解析式为y=x﹣m,则1﹣m=0,
解得m=1,
∴直线AG的函数解析式为y=x﹣1,
由y=x-1y=-x2+4x-3,
得x1=2y1=1,x2=1y2=0(不符合题意,舍去),
∴P1(2,1);
将直线BC向下平移2个单位,得到的直线交y轴于点H,交抛物线于点P2、P3,作△P2BC和△P3BC,
∵CH=CG=2,
∴H(0,﹣5),
∴直线P2P3的函数解析式为y=x﹣5,
由平行线分线段成比例定理可知,直线P2P3与直线BC间的距离等于直线P1G与直线BC间的距离,
∴△P2BC和△P3BC都与△ABC面积相等,
由y=x-5y=-x2+4x-3,
得x1=3-172y1=-7-172,x2=3+172y2=-7+172,
∴P2(3-172,-7-172),P3(3+172,-7+172),
综上所述,点P的坐标为(2,1)或(3-172,-7-172)或(3+172,-7+172).
(3)如图2,点Q在抛物线上,且∠ACQ=45°,
过点A作AD⊥CQ于点D,过点D作DF⊥x轴于点F,过点C作CE⊥DF于点E,
∵∠ADC=90°,
∴∠DAC=∠DCA=45°,
∴CD=AD,
∵∠E=∠AFD=90°,
∴∠ADF=90°﹣∠CDE=∠DCE,
∴△CDE≌△DAF(AAS),
∴DE=AF,CE=DF,
∵∠E=∠OFE=∠COF=90°,
∴四边形OCEF是矩形,
∴OF=CE,EF=OC=3,
设DE=AF=n,
∵OA=1,
∴CE=DF=OF=n+1,
∵DF=3﹣n,
∴n+1=3﹣n,
解得n=1,
∴DE=AF=1,
∴CE=DF=OF=2,
∴D(2,﹣2),
设直线CQ的函数解析式为y=px﹣3,则2p﹣3=﹣2,
解得p=12,
∴直线CD的函数解析式为y=12x﹣3,
由y=12x-3y=-x2+4x-3,
得x1=72y1=-54,x2=0y2=-3(不符合题意,舍去),
∴点Q的坐标为(72,-54).
26.(12分)如图1,在正方形ABCD中,AB=10,点O,E在边CD上,且CE=2,DO=3,以点O为圆心,OE为半径在其左侧作半圆O,分别交AD于点G,交CD的延长线于点F.
(1)AG= 6 ;
(2)如图2,将半圆O绕点E逆时针旋转α(0°<α<180°),点O的对应点为O',点F的对应点为F',设M为半圆O'上一点.
①当点F'落在AD边上时,求点M与线段BC之间的最短距离;
②当半圆O'交BC于P,R两点时,若PR的长为53π,求此时半圆O'与正方形ABCD重叠部分的面积;
③当半圆O'与正方形ABCD的边相切时,设切点为N,直接写出tan∠END的值.
【分析】(1)连接OG,如图1,先由正方形的边长与已知线段求得半径OE,再由勾股定理求得DG,进而得AG;
(2)①如图2,过点O'作O'H⊥BC于点H,交半圆O'于点M,反向延长HO′交AD于点Q,由三角形的中位线求得O′Q,进而由线段和差求得MH便可;
②由弧长公式求得∠PO′Q的度数,再根据等边三角形的面积公式和扇形面积公式进行计算便可;
③分两种情况:当半圆O'与正方形ABCD的边BC相切时;当半圆O'与正方形ABCD的边AB相切时.分别求出结果便可.
【解答】解:(1)连接OG,如图1,
∵正方形ABCD中,AB=10,
∴AD=CD=AB=10,∠ADC=90°,
∵CE=2,DO=3,
∴OG=OE=CD﹣CE﹣OD=10﹣2﹣3=5,
∴DG=OG2-OD2=4,
∴AG=AD﹣DG=10﹣4=6,
故答案为:6;
(2)①如图2,过点O'作O'H⊥BC于点H,交半圆O'于点M,反向延长HO′交AD于点Q,则∠QHC=90°,
根据三点共线及垂线段最短可得此时点M到BC的距离最短,
∵∠C=∠D=∠QHC=90°,
∴四边形QHCD是矩形,
∴HQ=CD=10,HQ∥CD.
∵点O′是EF′的中点,点Q是DF′的中点,
∵DE=8,
∴O'Q=12DE=4,
∴O'H=6,
∵CE=2,DO=3,
∴OE=10﹣2﹣3=5,即半圆的半径为5,
∴MH=1,
即点M到BC的最短距离为1;
②由①可知半圆O的半径为5,如图3,设∠PO'R的度数为β,
由题意得,PR的长为=β180π×5=53π,
∴∠PO'R=60°,
∴∠F'O'P+∠EO'R=120°,
∴S扇形FO'P+S扇形EO'R=120360π×52=253π,
∵O'R=PO',
∴△O'RP是等边三角形,
∴S△O'PR=2534,
∴此时半圆O'与正方形ABCD重叠部分的面积为2534+253π;
③当半圆O'与正方形ABCD的边BC相切时,如图4,过点D作DH⊥NE,与NE的延长线交于点H,作EG⊥O′N于点G,则NG=CE=2,O′N=O′E=5,
∴O′G=5﹣2=3,
∴CN=GE=52-32=4,
∴DN=CN2+CD2=116,
NE=CN2+CE2=25,
∵S△DEN=12DE⋅CN=12EN⋅DH,
∴DH=DE⋅CNEN=8×425=1655,
∴NH=DN2-DH2=116-2565=1855,
∴tan∠END=DHNH=89;
当半圆O'与正方形ABCD的边AB相切时,如图5,此时N与F′重合,则EF′⊥AB,
∵AB∥CD,
∴EF′⊥CD,
∴tan∠END=DEEF'=810=45,
综上,tan∠END=89或45.
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