2022-2023学年陕西省西安市未央区九年级(上)期末数学试卷
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这是一份2022-2023学年陕西省西安市未央区九年级(上)期末数学试卷,共26页。试卷主要包含了选择题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
2022-2023学年陕西省西安市未央区九年级(上)期末数学试卷
一、选择题
1.下列函数是y关于x的二次函数的是( )
A.y=2x B.y=1x2−x C.y=x3﹣2x2﹣x D.y=﹣3x2﹣4
2.下列几何体中,从正面看得到的平面图形是圆的是( )
A. B. C. D.
3.下列事件中,是随机事件的是( )
A.画一条抛物线,开口向左
B.画一个度数为α的锐角,cosα=12
C.画一个菱形,内角和为180°
D.画一个矩形,是轴对称图形
4.如图,在中Rt△ABC,∠C=90°,AB=13,AC=5,下列结论中,正确的是( )
A.tanB=125 B.tanA=512 C.sinA=1213 D.cosB=513
5.下列命题是真命题的是( )
A.对角线相等的四边形是矩形
B.一组对边平行,另一组对边相等的四边形是平行四边形
C.对角线互相垂直的四边形是菱形
D.对角线互相垂直的矩形是正方形
6.2022年2月4日在北京举办了第24届冬季奥运会,很多学校都开展冰雪项目学习.如图,某滑雪斜坡的坡角为28°,一位同学乘滑雪板沿斜坡下滑了100米,则该同学在竖直方向上下降的高度为( )
A.100sin28° B.100cos28° C.100sin28° D.100cos28°
7.二次函数y=ax2+bx+c的图象如图所示,在以下结论:①abc<0;②b2>4ac;③2a﹣b<0;④a+b+c<0.其中正确的结论个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
8.如图,在正方形ABCD中,E是BC的中点,F是CD上一点,AE⊥EF,CF=2,则AF的长为( )
A.6 B.8 C.10 D.12
二、填空题
9.x=2是关于x的一元二次方程x2+mx+n=0的解,则4m+2n= .
10.反比例函数y=ax的图象经过第一、三象限,二次函数y=a(x﹣2)2+3的图象经过点A(﹣2,m),B(4,n),则m与n的大小关系是 .
11.如图,一次函数y=kx+b的图象与反比例函数y=3x的图象相交于A(1,a),B两点,与x轴交于点C(﹣2,0).则tan∠ACO的值为 .
12.体育老师将小华实心球训练的录像进行分析,发现实心球飞行高度y(米)与水平距离x(米)之间的关系为y=﹣x2+9x+10,由此可知小华此次实心球训练的成绩为 米.
13.如图,E,F是菱形ABCD的边AB,AD的中点,P是菱形的对角线BD上的动点,若DB=10,AC=24,则PE+PF的最小值是 .
三、解答题
14.计算|﹣1|+2cos30°−27.
15.解方程:x2﹣4x﹣12=0.
16.求抛物线y=﹣x2+6x﹣5的顶点坐标.
17.如图,AC是矩形ABCD的对角线,求作AC的垂直平分线,交AD于点E,交BC于点F(用尺规作图,不写作法,保留作图痕迹).
18.如图,在正方形ABCD中,E,F分别是BC,DC边上的点,且∠DAF=∠CDE,连接AF,DE交于点G,求证:cos∠CED=CEAF.
19.如图,在平面直角坐标系中,△ABO的顶点都在正方形网格顶点上.以原点O为位似中心,相似比为1:2,在y轴的右侧,画出将△ABO放大后得到的△A1B1O.
20.某学校的九年级某班每月都举行诵读活动,每人诵读的文章内容以抽签形式决定,有一次甲同学从A《沁园春》、B《我爱这土地》、C《乡愁》三个签中随机抽取一个后不放回,乙同学再从剩余签中随机抽取一个.请用列表法或画树状图法求甲、乙两人有一人抽到B《我爱这土地》的概率.
21.如图,在△ABC中,AB=13,AC=15,sinC=45.
(1)求BC的长.
(2)求tanB的值.
22.某服装店店主以每件140元的价格购进某厂的服装,12月份以单价200元销售,均每天可销售20件.为配合“双十二活动”,店主决定采取适当的降价措施,提高销量.店主发现,每件服装每降价1元,每天可多售出2件,设每件服装降价x元.
(1)每天可销售该服装 件.(用含x的代数式表示).
(2)每件服装售价为多少时,每天销售该种服装获利最多?
23.夏秋季节,许多露营爱好者晚间会在湖边露营,为遮阳和防雨会搭建一种“天幕”,其截面示意图是轴对称图形,对称轴是垂直于地面的支杆AB,用绳子拉直AD后系在树干EF上的点E处(EF⊥BF),使得A,D,E在一条直线上,通过调节点E的高度可控制“天幕”的开合,幕布宽AC=AD=2m,CD⊥AB于点O,支杆AB与树干EF的横向距离BF=2.2m.(参考数据:sin70°≈0.94,cos70°≈0.34,tan70°≈2.75)
(1)天晴时打开“天幕”,若∠CAE=140°,求遮阳宽度CD.
(2)下雨时收拢“天幕”,∠CAE由140°减小到90°,求点E下降的高度.
24.如图,一次函数y=﹣x+6的图象与反比例函数y=kx(x>0)的图象交于A(1,m),B两点,与坐标轴交于C,D两点,连接OB.
(1)求反比例函数的表达式,
(2)连接OA,求sin∠OAB的值.
25.如图,抛物线y=ax2+bx与x轴交于O,A两点,C(2,5)是抛物线的顶点.
(1)求抛物线的表达式.
(2)作CD⊥x轴于点D,P为抛物线上位于点A,C之间的一点,连接OP,若OP恰好平分△COD的面积,求点P的坐标.
26.问题提出:
(1)如图1,点E,F分别在正方形ABCD的边BC,CD上,tan∠EAF=1,连接EF,则线段EF,BE和DF之间的数量关系是 .(提示:将△ABE绕点A旋转至△ADG).
(2)问题探究:如图2,在四边形ABCD中,AB=AD,∠BAD=120°,点E,F分别在边BC,CD上,tan∠EAF=3.已知∠B,∠D都不是直角,则当∠B与∠D满足 时,EF=BE+DF成立.
(3)问题解决:为进一步落实国家“双减”政策,丰富学生的校园生活,某校计划为同学们开设实践探究课.学校内有一个空置讲堂,如图3,其俯视图是边长为12m的正方形ABCD,高为4m,现需用隔音板材填充AE,AF,EF,(板材填充至顶部,隔板上门的面积忽略),分隔中四个空间进行实践教学,点E,F分别在边BC,CD上(EC>FC),EF=10m,∠EAF=45°,求共需消耗的板材面积.
2022-2023学年陕西省西安市未央区九年级(上)期末数学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题
1.下列函数是y关于x的二次函数的是( )
A.y=2x B.y=1x2−x C.y=x3﹣2x2﹣x D.y=﹣3x2﹣4
【分析】一般地,我们把形如y=ax2+bx+c(其中a,b,c是常数且a≠0)的函数叫做二次函数,其中a称为二次项系数,b为一次项系数,c为常数项.根据二次函数的定义逐项判断即可.
【解答】解:A.y=2x,是一次函数,故该选项不符合题意;
B. y=1x2−x,不符合二次函数的定义,不是二次函数,故该选项不符合题意;
C.y=x3﹣2x2﹣x,不符合二次函数的定义,不是二次函数,故该选项不符合题意;
D.y=﹣3x2﹣4,是二次函数,故该选项符合题意.
故选:D.
2.下列几何体中,从正面看得到的平面图形是圆的是( )
A. B. C. D.
【分析】根据从正面看得到的图形是主视图,可得答案.
【解答】解:A.主视图是三角形,故A不符合题意;
B.主视图是正方形,故B不符合题意;
C.主视图是圆,故C符合题意;
D.主视图是两个小长方形组成的矩形,故D不符合题意;
故选:C.
3.下列事件中,是随机事件的是( )
A.画一条抛物线,开口向左
B.画一个度数为α的锐角,cosα=12
C.画一个菱形,内角和为180°
D.画一个矩形,是轴对称图形
【分析】根据事件发生的可能性大小判断即可.
【解答】解:A.画一条抛物线,开口向左,是不可能事件,不符合题意;
B.画一个度数为α的锐角,cosα=12,是随机事件,符合题意;
C.画一个菱形,内角和为180°,是不可能事件,不符合题意;
D.画一个矩形,是轴对称图形,是必然事件,不符合题意;
故选:B.
4.如图,在中Rt△ABC,∠C=90°,AB=13,AC=5,下列结论中,正确的是( )
A.tanB=125 B.tanA=512 C.sinA=1213 D.cosB=513
【分析】首先利用勾股定理求得BC,再根据各三角函数的定义,即可一一判定.
【解答】解:∵在中Rt△ABC,∠C=90°,AB=13,AC=5,
∴BC=AB2−AC2=132−52=12,
∴tanB=ACBC=512,tanA=BCAC=125,sinA=BCAB=1213,cosB=BCAB=1213,
故选:C.
5.下列命题是真命题的是( )
A.对角线相等的四边形是矩形
B.一组对边平行,另一组对边相等的四边形是平行四边形
C.对角线互相垂直的四边形是菱形
D.对角线互相垂直的矩形是正方形
【分析】根据特殊平行四边形的判定定理即可一一判定.
【解答】解:A.对角线相等的平行四边形是矩形,故该命题错误,是假命题,不符合题意;
B.一组对边平行,另一组对边也平行的四边形是平行四边形,故该命题错误,是假命题,不符合题意;
C.对角线互相垂直平分的四边形是菱形,故该命题错误,是假命题,不符合题意;
D.对角线互相垂直的矩形是正方形,故该命题正确,是真命题,符合题意.
故选:D.
6.2022年2月4日在北京举办了第24届冬季奥运会,很多学校都开展冰雪项目学习.如图,某滑雪斜坡的坡角为28°,一位同学乘滑雪板沿斜坡下滑了100米,则该同学在竖直方向上下降的高度为( )
A.100sin28° B.100cos28° C.100sin28° D.100cos28°
【分析】根据三角函数定义进行解答即可.
【解答】解:∵滑雪斜坡的坡角为28°,一位同学乘滑雪板沿斜坡下滑了100米,
∴该同学在竖直方向上下降的高度为100sin28°,故A正确.
故选:A.
7.二次函数y=ax2+bx+c的图象如图所示,在以下结论:①abc<0;②b2>4ac;③2a﹣b<0;④a+b+c<0.其中正确的结论个数为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【分析】B根据抛物线开口方向,对称轴,与y轴交于负半轴,判断出a,b,c的符号,进而判断①,根据抛物线与x轴有两个交点,即可判断②,根据b=﹣2a,a>0,即可判断③,根据x=1时的函数值小于0,即可判断④.
【解答】解:∵抛物线开口向上,则a>0,
对称轴为直线x=1,即−b2a=1,
∴b=﹣2a<0,
∵抛物线与y轴交于负半轴,则c<0,
∴abc>0,故①不正确;
∵抛物线与x轴有两个交点,
∴方程ax2+bx+c=0有两个不等实数根,
∴b2﹣4ac>0,即b2>4ac,故②正确;
∵b=﹣2a,a>0,
∴2a﹣b=2a+2a=4a>0,故③不正确;
根据函数图象,当x=1时,函数值小于0,即a+b+c<0,
故④正确,
综上所述,②④正确,
故选:B.
8.如图,在正方形ABCD中,E是BC的中点,F是CD上一点,AE⊥EF,CF=2,则AF的长为( )
A.6 B.8 C.10 D.12
【分析】根据正方形的性质和等角的余角相等证得∠BAE=∠CEF,再根据相似三角形的判定与性质证明△ABE∽△ECF得到ABCE=BECF,进而求得AB、DF,然后利用勾股定理求解即可.
【解答】解:∵四边形ABCD是正方形,
∴∠B=∠D=∠C=90°,AB=AD=DC,
∴∠BAE+∠AEB=90°,
∵AE⊥EF,
∴∠CEF+∠AEB=90°,
∴∠BAE=∠CEF,
∴△ABE∽△ECF,
∴ABCE=BECF,
∵E是BC的中点,CF=2,
∴AB12AB=12AB2,
解得:AB=8,
在Rt△ADF中,AD=8,DF=DC﹣CF=6,
∴AF=AD2+DF2=82+62=10,
故选:C.
二、填空题
9.x=2是关于x的一元二次方程x2+mx+n=0的解,则4m+2n= ﹣8 .
【分析】把x=2代入方程x2+mx+n=0可得2m+n的值,即可求解.
【解答】解:把x=1代入方程x=2代入方程x2+mx+n=0得4+2m+n=0,
∴2m+n=﹣4,
∴4m+2n=﹣8.
故答案为:﹣8.
10.反比例函数y=ax的图象经过第一、三象限,二次函数y=a(x﹣2)2+3的图象经过点A(﹣2,m),B(4,n),则m与n的大小关系是 m>n .
【分析】先根据反比例函数的性质得出a>0,再根据二次函数的性质,得出(0,n)与(4,n)关于直线x=2对称,根据二次函数的增减性,得出m>n即可.
【解答】解:∵反比例函数y=ax的图象经过第一、三象限,
∴a>0,
二次函数y=a(x﹣2)2+3的对称轴为直线x=2,
∴(0,n)与(4,n)关于直线x=2对称,
∵a>0,
∴在对称轴的左侧y随x的增大而减小,
∵﹣2<0,
∴m>n.
故答案为:m>n.
11.如图,一次函数y=kx+b的图象与反比例函数y=3x的图象相交于A(1,a),B两点,与x轴交于点C(﹣2,0).则tan∠ACO的值为 1 .
【分析】过点A作x轴的垂线,垂足为E,根据题意,把A(1,a)代入y=3x,得出a的值,进而得出点A的坐标,再根据锐角三角函数,即可得出答案.
【解答】解:如图,过点A作x轴的垂线,垂足为E,
∵一次函数y=kx+b的图象与反比例函数y=3x的图象相交于A(1,a),
∴把A(1,a)代入y=3x,可得:a=3,
∴点A的坐标为(1,3),
∴OE=1,AE=3,
又∵C(﹣2,0),
∴OC=2,
∴CE=OC+OE=2+1=3,
∴tan∠ACE=AECE=33=1,
∴tan∠ACO=1,
∴tan∠ACO的值为1.
故答案为:1.
12.体育老师将小华实心球训练的录像进行分析,发现实心球飞行高度y(米)与水平距离x(米)之间的关系为y=﹣x2+9x+10,由此可知小华此次实心球训练的成绩为 10 米.
【分析】根据实心球落地时,高度y=0,即把实际问题可理解为当y=0时,求x的值,解出x后,舍去不合题意的值即可.
【解答】解:令y=0,即0=﹣x2+9x+10,
解得:x1=10,x2=﹣1(舍).
故小华此次实心球训练的成绩为10米.
故答案为:10.
13.如图,E,F是菱形ABCD的边AB,AD的中点,P是菱形的对角线BD上的动点,若DB=10,AC=24,则PE+PF的最小值是 13 .
【分析】作E点关于BD的对称点G,连接FG交BD于点P,连接EP,此时EP+FP有最小值,最小值为GF,求出GF即为所求.
【解答】解:作E点关于BD的对称点G,连接FG交BD于点P,连接EP,
∴EP=GP,
∴EP+FP=PG+PF≥FG,
当F、P、G三点共线时,EP+FP有最小值,最小值为GF,
∵四边形ABCD是菱形,
∴BD是菱形的一条对称轴,
∵E是AB的中点,
∴G点是BC的中点,
∴EG=12AC,
∵AC=24,
∴EG=12,
连接EF,
∵F是AD的中点,BD=10,
∴EF=12BD=5,
在Rt△EFG中,GF=EF2+EG2=13,
∴PF+PE的最小值为13,
故答案为:13.
三、解答题
14.计算|﹣1|+2cos30°−27.
【分析】利用绝对值的意义、特殊角的三角函数值、二次根式的化简进行计算即可解答.
【解答】解:|−1|+2cos30°−27
=1+2×32−33
=1+3−33
=1−23.
15.解方程:x2﹣4x﹣12=0.
【分析】利用因式分解法解方程.
【解答】解:(x﹣6)(x+2)=0,
x﹣6=0或x+2=0,
所以x1=6,x2=﹣2.
16.求抛物线y=﹣x2+6x﹣5的顶点坐标.
【分析】根据抛物线顶点坐标公式即可求解.
【解答】解:a=﹣1,b=6,c=﹣5,−b2a=−6−2=3,4ac−b24a=4×(−1)×(−5)−62−4=4,
∴抛物线y=﹣x2+6x﹣5的顶点坐标为(3,4).
17.如图,AC是矩形ABCD的对角线,求作AC的垂直平分线,交AD于点E,交BC于点F(用尺规作图,不写作法,保留作图痕迹).
【分析】根据垂直平分线的尺规作图的画法,分别以A、C为圆心,以大于12AC的长为半径画弧,交于两点,过两点作直线即可.
【解答】解:如图,直线EF即为所求.
18.如图,在正方形ABCD中,E,F分别是BC,DC边上的点,且∠DAF=∠CDE,连接AF,DE交于点G,求证:cos∠CED=CEAF.
【分析】根据正方形的性质和ASA可证△ADF≌△DCE,得出AF=DE,然后根据余弦的定义解答即可.
【解答】证明:∵四边形ABCD是正方形,
∴AD=CD=BC,∠ADC=∠DCB=90°.
在ADF和DCE中,
∠ADC=∠DCBAD=CD∠DAF=∠CDE
∴△ADF≌△DCE(ASA),
∴AF=DE.
∴cos∠CED=CEDE=CEAF.
19.如图,在平面直角坐标系中,△ABO的顶点都在正方形网格顶点上.以原点O为位似中心,相似比为1:2,在y轴的右侧,画出将△ABO放大后得到的△A1B1O.
【分析】根据位似图变换的定义和性质作出点A和点B的对应点,再与点O顺次连接即可得到答案.
【解答】解:如图,△OA1B1即为所求.
.
20.某学校的九年级某班每月都举行诵读活动,每人诵读的文章内容以抽签形式决定,有一次甲同学从A《沁园春》、B《我爱这土地》、C《乡愁》三个签中随机抽取一个后不放回,乙同学再从剩余签中随机抽取一个.请用列表法或画树状图法求甲、乙两人有一人抽到B《我爱这土地》的概率.
【分析】画树状图展示所有6种等可能的结果数,再找出甲、乙两人至少有一人抽到B的结果数,然后根据概率公式计算.
【解答】解:树状图如下,
∵共有6种等可能的情况,甲、乙两人有一人抽到B《我爱这土地》的情况有4种,
∴甲、乙两人中有一人抽到B《我爱这土地》的概率P=46=23.
21.如图,在△ABC中,AB=13,AC=15,sinC=45.
(1)求BC的长.
(2)求tanB的值.
【分析】(1)过点A作BC边上的垂线,垂足为D.利用三角函数求出AD,根据勾股定理求出CD,BD即可;
(2)根据公式直接计算可得.
【解答】解:(1)如图,过点A作BC边上的垂线,垂足为D.
在Rt△ADC中,sinC=ADAC=45,
∴AD=45×15=12.
由勾股定理,得CD=AC2−AD2=152−122=9,BD=AB2−AD2=132−122=5,
∴BC=BD+CD=14.
(2)在Rt△ABD中,tanB=ADBD=125.
22.某服装店店主以每件140元的价格购进某厂的服装,12月份以单价200元销售,均每天可销售20件.为配合“双十二活动”,店主决定采取适当的降价措施,提高销量.店主发现,每件服装每降价1元,每天可多售出2件,设每件服装降价x元.
(1)每天可销售该服装 (20+2x) 件.(用含x的代数式表示).
(2)每件服装售价为多少时,每天销售该种服装获利最多?
【分析】(1)根据题意列代数式即可;
(2)根据利润=单件利润×销售量列函数关系式,再根据二次函数的性质求解即可.
【解答】解:(1)根据题意,每天可销售该服装(20+2x)件,
故答案为:(20+2x);
(2)设每天销售该种服装获利y元,根据题意,
得y=(200﹣140﹣x)(20+2x)=﹣2x2+100x+1200,
整理得y=﹣2(x﹣25)2+2450,
∵﹣2<0,
∴当x=25时,y有最大值.200﹣25=175(元),
答:每件服装售价为175元时,每天销售该种服装获利最多.
23.夏秋季节,许多露营爱好者晚间会在湖边露营,为遮阳和防雨会搭建一种“天幕”,其截面示意图是轴对称图形,对称轴是垂直于地面的支杆AB,用绳子拉直AD后系在树干EF上的点E处(EF⊥BF),使得A,D,E在一条直线上,通过调节点E的高度可控制“天幕”的开合,幕布宽AC=AD=2m,CD⊥AB于点O,支杆AB与树干EF的横向距离BF=2.2m.(参考数据:sin70°≈0.94,cos70°≈0.34,tan70°≈2.75)
(1)天晴时打开“天幕”,若∠CAE=140°,求遮阳宽度CD.
(2)下雨时收拢“天幕”,∠CAE由140°减小到90°,求点E下降的高度.
【分析】(1)根据在Rt△AOD中,sin70°=ODAD,先算出OD的长,再根据AD=2OD即可得到答案;
(2)过点E作EH⊥AB于H,在Rt△AHE中,tan∠EAO=EHAH,得AH=EHtan∠EAO,当∠CAE=140°时和当∠CAE=90°时,分别求出AH的值,作差即可得到答案.
【解答】解:(1)∵∠CAE=140°,AC=AD,AO⊥CD,
∴∠EAO=12∠CAE=70°,CD=2DO,
在Rt△AOD中,sin70°=ODAD,
即0.94≈OD2,
解得:OD≈1.88m,
∴CD=2OD≈3.76m,
答:遮阳宽度CD约为3.76m;
(2)如图,过点E作EH⊥AB于H,
∴∠BHE=90°,
∵AB⊥BF,EF⊥BF,
∴∠ABF=∠EFB=90°,
∴∠ABF=∠EFB=∠BHE=90°,
∴EH=BF=2.2m,
在Rt△AHE中,
tan∠EAO=EHAH,
∴AH=EHtan∠EAO,
当∠CAE=140°时,∠EAO=70°,AH≈2.22.75≈0.8m,
当∠CAE=90°时,∠EAO=45°,AH=2.2m,2.2﹣0.8=1.4m,
答:点E下降的高度为1.4m.
24.如图,一次函数y=﹣x+6的图象与反比例函数y=kx(x>0)的图象交于A(1,m),B两点,与坐标轴交于C,D两点,连接OB.
(1)求反比例函数的表达式,
(2)连接OA,求sin∠OAB的值.
【分析】(1)将A(1,m)代入y=﹣x+6中,求出m得到A点坐标,然后把A点坐标代入y=kx中求出k,从而得到反比例函数解析式;
(2)过点A作AF⊥CO于点F,过点O作OE⊥AB于点E,由点到原点的距离公式求出AO=26,然后证得△COD是等腰直角三角形,求出EO=32,即可求解.
【解答】解:(1)将A(1,m)代入y=﹣x+6中,得m=﹣1+6=5,
将A(1,5)代入y=kx中,则k=1×5=5.
∴反比例函数的表达式为y=5x.
(2)如图,过点A作AF⊥CO于点F,过点O作OE⊥AB于点E,
由勾股定理,得AO=AF2+FO2=26,
由一次函数y=﹣x+6,得点C坐标为(0,6),点D坐标为(6,0),
∴△COD是等腰直角三角形,
∴EO=CO×cos45°=6×22=32,
∴sin∠OAB=OEOA=3226=31313.
25.如图,抛物线y=ax2+bx与x轴交于O,A两点,C(2,5)是抛物线的顶点.
(1)求抛物线的表达式.
(2)作CD⊥x轴于点D,P为抛物线上位于点A,C之间的一点,连接OP,若OP恰好平分△COD的面积,求点P的坐标.
【分析】(1)根据顶点坐标得出抛物线对称轴为直线x=2,继而得出点A的坐标为(4,0),待定系数法求解析式即可求解;
(2)根据题意OP经过CD的中点(2,52),待定系数法求得直线解析式,进而联立抛物线解析式,即可求解.
【解答】解:(1)由顶点(2,5)知,抛物线对称轴为直线x=2,
∴点A的坐标为(4,0),
将点A(4,0),C(2,5)代入y=ax2+bx中,
得16a+4b=04a+2b=5,
解得a=−54b=5,
∴抛物线的表达式为y=−54x2+5x.
(2)∵OP恰好平分△COD的面积,
∴OP经过CD的中点(2,52),
设直线OP的表达式为y=kx,将(2,52)代入,
得k=54,
∴直线OP的表达式为y=54x.
令54x=−54x2+5x,
解得x1=0(舍),x2=3.
将x2=3代入y=54x中,
得y=154,
∴点P的坐标为(3,154).
26.问题提出:
(1)如图1,点E,F分别在正方形ABCD的边BC,CD上,tan∠EAF=1,连接EF,则线段EF,BE和DF之间的数量关系是 EF=BE+DF .(提示:将△ABE绕点A旋转至△ADG).
(2)问题探究:如图2,在四边形ABCD中,AB=AD,∠BAD=120°,点E,F分别在边BC,CD上,tan∠EAF=3.已知∠B,∠D都不是直角,则当∠B与∠D满足 ∠B+∠D=180° 时,EF=BE+DF成立.
(3)问题解决:为进一步落实国家“双减”政策,丰富学生的校园生活,某校计划为同学们开设实践探究课.学校内有一个空置讲堂,如图3,其俯视图是边长为12m的正方形ABCD,高为4m,现需用隔音板材填充AE,AF,EF,(板材填充至顶部,隔板上门的面积忽略),分隔中四个空间进行实践教学,点E,F分别在边BC,CD上(EC>FC),EF=10m,∠EAF=45°,求共需消耗的板材面积.
【分析】(1)将△ABE绕点A旋转至△ADG,根据旋转的性质可知:AG=AE,∠GAD=∠EAB,由tan∠EAF=1,可得∠EAF=45°,即可证得△EAF≌△GAF,据此即可得线段EF,BE和DF之间的数量;
(2)把△ABE绕A点旋转到△ADG,使AB和AD重合,连接FG,方法同(1)即可证得△EAF≌△GAF,EF=GF,故当点F、D、G三点共线时,EF=BE+DF,据此即可解答;
(3)将△AFD绕点A顺时针旋转得到△ATB,则BT=DF,∠DAF=∠BAT,AT=AF,再根据正方形的性质可得点T,B,C共线,可证得△TAE≌△FAE,可得TE=10m,设FC=xm,则DF=(12﹣x)m,BE=(x﹣2)m,EC=(14﹣x)m,利用勾股定理可求得FC=6m,EC=8m,AE=410m,AF=65m,据此即可求解.
【解答】解:(1)∵四边形ABCD是正方形,
∴∠ABC=∠BAD=∠ADC=90°,AB=AD,
如图1,将△ABE绕点A旋转至△ADG,
∴AG=AE,∠GAD=∠EAB,∠ADG=∠ABC=90°,DG=BE,
∴∠FDG=∠ADC+∠ADG=180°,
∴点F,D,G共线,
∵tan∠EAF=1,
∴∠EAF=45°,
∵∠EAB+∠EAF+∠FAD=90°,
∴∠EAB+∠FAD=45°,
∴∠GAD+∠FAD=∠GAF=45°,
∴∠EAF=∠GAF=45°,
在△EAF与△GAF中,
AF=AF∠EAF=∠GAFAE=AG,
∴△EAF≌△GAF(SAS),
∴EF=GF,
∵GF=DG+DF=BE+DF,
∴EF=BE+DF,
故答案为:EF=BE+DF;
(2)把△ABE绕A点旋转到△ADG,使AB和AD重合,连接FG,
∴AG=AE,∠GAD=∠EAB,∠ADG=∠ABC,DG=BE,
∵tan∠EAF=3,
∴∠EAF=60°,
∵∠EAB+∠EAF+∠FAD=120°,
∴∠EAB+∠FAD=∠BAD﹣∠EAF=120°﹣60°=60°,
∴∠GAD+∠FAD=∠GAF=60°,
∴∠EAF=∠GAF=60°,
在△EAF与△GAF中,
AF=AF∠EAF=∠GAFAE=AG,
∴△EAF≌△GAF(SAS),
∴EF=GF,
∵EF=BE+DF=GD+DF,
∴GF=EF=DG+DF,
∴点F,D,G共线,
∴∠FDG=∠ADC+∠ADG=180°,
∴∠ADC+∠ABC=180°,即∠B+∠D=180°,
故当∠B+∠D=180°时,EF=BE+DF,
故答案为:∠B+∠D=180°;
(3)如图,将△AFD绕点A顺时针旋转90°得到△ATB,
则BT=DF,∠DAF=∠BAT,AT=AF.
∵四边形ABCD是正方形,
∴∠ABC=∠BAD=∠D=90°,AB=AD=DC=BC=12m,
∴∠TBC=180°,
∴点T,B,C共线.
∵∠EAF=45°,
∴∠DAF+∠BAE=45°
∴∠TAE=∠TAB+∠BAE=∠EAF=45°.
在△TAE与△FAE中,
AE=AE∠TAE=∠FAEAT=AF,
∴△TAE≌△FAE(SAS),
∴TE=EF=TB+BE=DF+BE=10m.
设FC=xm,则DF=(12﹣x)m,BE=EF﹣DF=(x﹣2)m,EC=BC﹣BE=(14﹣x)m,
在Rt△EFC中,EC2+FC2=EF2,
得(14﹣x)2+x2=102,
解得x1=6或x2=8,
∴FC=6m或8m,
∴EC=8m或6m,
∵EC>FC,
∴FC=6m,EC=8m,DF=6m,BE=4m,
由勾股定理,得AE=AB2+BE2=122+42=410,AF=AD2+DF2=122+62=65,
∴所需板材面积=(410+65+10)×4=(1610+245+40)(m2),
答:共需消耗板材面积为(1610+245+40)m2.
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