2022年海南省中考数学试卷(解析版)
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一、选择题(本大题满分36分,每小题3分)在下列各题的四个备选答案中,有且只有一个是正确的,请在答题卡上把你认为正确的答案的字母代号按要求用2B铅笔涂黑.
1.(3分)实数﹣2的相反数是( )
A.2 B.﹣2 C. D.﹣
2.(3分)为了加快构建清洁低碳、安全高效的能源体系,国家发布《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》,旨在锚定到2030年我国风电、太阳能发电总装机容量达到1200000000千瓦以上的目标.数据1200000000用科学记数法表示为( )
A.1.2×1010 B.1.2×109 C.1.2×108 D.12×108
3.(3分)若代数式x+1的值为6,则x等于( )
A.5 B.﹣5 C.7 D.﹣7
4.(3分)如图是由5个完全相同的小正方体摆成的几何体,则这个几何体的主视图是( )
A. B.
C. D.
5.(3分)在一次视力检查中,某班7名学生右眼视力的检查结果为:4.2、4.3、4.5、4.6、4.8、4.8、5.0,这组数据的中位数和众数分别是( )
A.5.0,4.6 B.4.6,5.0 C.4.8,4.6 D.4.6,4.8
6.(3分)下列计算中,正确的是( )
A.(a3)4=a7 B.a2•a6=a8 C.a3+a3=a6 D.a8÷a4=a2
7.(3分)若反比例函数y=(k≠0)的图象经过点(2,﹣3),则它的图象也一定经过的点是( )
A.(﹣2,﹣3) B.(﹣3,﹣2) C.(1,﹣6) D.(6,1)
8.(3分)分式方程﹣1=0的解是( )
A.x=1 B.x=﹣2 C.x=3 D.x=﹣3
9.(3分)如图,直线m∥n,△ABC是等边三角形,顶点B在直线n上,直线m交AB于点E,交AC于点F,若∠1=140°,则∠2的度数是( )
A.80° B.100° C.120° D.140°
10.(3分)如图,在△ABC中,AB=AC,以点B为圆心,适当长为半径画弧,交BA于点M,交BC于点N,分别以点M、N为圆心,大于MN的长为半径画弧,两弧在∠ABC的内部相交于点P,画射线BP,交AC于点D,若AD=BD,则∠A的度数是( )
A.36° B.54° C.72° D.108°
11.(3分)如图,点A(0,3)、B(1,0),将线段AB平移得到线段DC,若∠ABC=90°,BC=2AB,则点D的坐标是( )
A.(7,2) B.(7,5) C.(5,6) D.(6,5)
12.(3分)如图,菱形ABCD中,点E是边CD的中点,EF垂直AB交AB的延长线于点F,若BF:CE=1:2,EF=,则菱形ABCD的边长是( )
A.3 B.4 C.5 D.
二、填空题(本大题满分12分,每小题3分)
13.(3分)因式分解:ax+ay= .
14.(3分)写出一个比大且比小的整数是 .
15.(3分)如图,射线AB与⊙O相切于点B,经过圆心O的射线AC与⊙O相交于点D、C,连接BC,若∠A=40°,则∠ACB= °.
16.(3分)如图,正方形ABCD中,点E、F分别在边BC、CD上,AE=AF,∠EAF=30°,则∠AEB= °;若△AEF的面积等于1,则AB的值是 .
三、解答题(本大题满分72分)
17.(12分)(1)计算:×3﹣1+23÷|﹣2|;
(2)解不等式组.
18.(10分)我省某村委会根据“十四五”规划的要求,打造乡村品牌,推销有机黑胡椒和有机白胡椒.已知每千克有机黑胡椒比每千克有机白胡椒的售价便宜10元,购买2千克有机黑胡椒和3千克有机白胡椒需付280元,求每千克有机黑胡椒和每千克有机白胡椒的售价.
19.(10分)某市教育局为了解“双减”政策落实情况,随机抽取几所学校部分初中生进行调查,统计他们平均每天完成作业的时间,并根据调查结果绘制如下不完整的统计图:
请根据图表中提供的信息,解答下面的问题:
(1)在调查活动中,教育局采取的调查方式是 (填写“普查”或“抽样调查”);
(2)教育局抽取的初中生有 人,扇形统计图中m的值是 ;
(3)已知平均每天完成作业时长在“100≤t<110”分钟的9名初中生中有5名男生和4名女生,若从这9名学生中随机抽取一名进行访谈,且每一名学生被抽到的可能性相同,则恰好抽到男生的概率是 ;
(4)若该市共有初中生10000名,则平均每天完成作业时长在“70≤t<80”分钟的初中生约有 人.
20.(10分)无人机在实际生活中应用广泛.如图所示,小明利用无人机测量大楼的高度,无人机在空中P处,测得楼CD楼顶D处的俯角为45°,测得楼AB楼顶A处的俯角为60°.已知楼AB和楼CD之间的距离BC为100米,楼AB的高度为10米,从楼AB的A处测得楼CD的D处的仰角为30°(点A、B、C、D、P在同一平面内).
(1)填空:∠APD= 度,∠ADC= 度;
(2)求楼CD的高度(结果保留根号);
(3)求此时无人机距离地面BC的高度.
21.(15分)如图1,矩形ABCD中,AB=6,AD=8,点P在边BC上,且不与点B、C重合,直线AP与DC的延长线交于点E.
(1)当点P是BC的中点时,求证:△ABP≌△ECP;
(2)将△APB沿直线AP折叠得到△APB',点B'落在矩形ABCD的内部,延长PB'交直线AD于点F.
①证明FA=FP,并求出在(1)条件下AF的值;
②连接B'C,求△PCB'周长的最小值;
③如图2,BB'交AE于点H,点G是AE的中点,当∠EAB'=2∠AEB'时,请判断AB与HG的数量关系,并说明理由.
22.(15分)如图1,抛物线y=ax2+2x+c经过点A(﹣1,0)、C(0,3),并交x轴于另一点B,点P(x,y)在第一象限的抛物线上,AP交直线BC于点D.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)当点P的坐标为(1,4)时,求四边形BOCP的面积;
(3)点Q在抛物线上,当的值最大且△APQ是直角三角形时,求点Q的横坐标;
(4)如图2,作CG⊥CP,CG交x轴于点G(n,0),点H在射线CP上,且CH=CG,过GH的中点K作KI∥y轴,交抛物线于点I,连接IH,以IH为边作出如图所示正方形HIMN,当顶点M恰好落在y轴上时,请直接写出点G的坐标.
2022年海南省中考数学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本大题满分36分,每小题3分)在下列各题的四个备选答案中,有且只有一个是正确的,请在答题卡上把你认为正确的答案的字母代号按要求用2B铅笔涂黑.
1.(3分)实数﹣2的相反数是( )
A.2 B.﹣2 C. D.﹣
【分析】由相反数的定义可知:﹣2的相反数是2.
【解答】解:实数﹣2的相反数是2,
故选:A.
【点评】本题考查相反数的定义;熟练掌握相反数的定义是解题的关键.
2.(3分)为了加快构建清洁低碳、安全高效的能源体系,国家发布《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》,旨在锚定到2030年我国风电、太阳能发电总装机容量达到1200000000千瓦以上的目标.数据1200000000用科学记数法表示为( )
A.1.2×1010 B.1.2×109 C.1.2×108 D.12×108
【分析】科学记数法:把一个大于10的数记成a×10n的形式,其中a是整数数位只有一位的数,n是正整数,这种记数法叫做科学记数法.【科学记数法形式:a×10n,其中1≤a<10,n为正整数.】
【解答】解:1200000000=1.2×109.
故选:B.
【点评】本题主要考查了科学记数法—表示较大的数,熟练掌握科学记数法—表示较大的数的方法进行求解是解决本题的关键.
3.(3分)若代数式x+1的值为6,则x等于( )
A.5 B.﹣5 C.7 D.﹣7
【分析】根据题意可得,x+1=6,解一元一次方程即可得出答案.
【解答】解:根据题意可得,
x+1=6,
解得:x=5.
故选:A.
【点评】本题主要考查了解一元一次方程,熟练掌握解一元一次方程的方法进行求解是解决本题的关键.
4.(3分)如图是由5个完全相同的小正方体摆成的几何体,则这个几何体的主视图是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据简单组合体的三视图的画法画出其主视图即可.
【解答】解:这个组合体的主视图如下:
故选:C.
【点评】本题考查简单组合体的三视图,理解视图的定义,掌握简单组合体三视图的画法是正确判断的前提.
5.(3分)在一次视力检查中,某班7名学生右眼视力的检查结果为:4.2、4.3、4.5、4.6、4.8、4.8、5.0,这组数据的中位数和众数分别是( )
A.5.0,4.6 B.4.6,5.0 C.4.8,4.6 D.4.6,4.8
【分析】应用中位数和众数的定义进行判定即可得出答案.
【解答】解:这组数据的中位数是4.6,众数是4.8.
故选:D.
【点评】本题主要考查了中位数和众数,熟练掌握中位数和众数的定义进行求解是解决本题的关键.
6.(3分)下列计算中,正确的是( )
A.(a3)4=a7 B.a2•a6=a8 C.a3+a3=a6 D.a8÷a4=a2
【分析】利用幂的乘方的法则,同底数幂的乘法法则,合并同类项法则,同底数幂的除法法则对每个选项进行分析,即可得出答案.
【解答】解:∵(a3)4=a12≠a7,
∴选项A不符合题意;
∵a2•a6=a8,
∴选项B符合题意;
∵a3+a3=2a3≠a6,
∴选项C不符合题意;
∵a8÷a4=a4≠a2,
∴选项D不符合题意;
故选:B.
【点评】本题考查了幂的乘方,同底数幂的乘法,合并同类项,同底数幂的除法,掌握幂的乘方的法则,同底数幂的乘法法则,合并同类项法则,同底数幂的除法法则是解决问题的关键.
7.(3分)若反比例函数y=(k≠0)的图象经过点(2,﹣3),则它的图象也一定经过的点是( )
A.(﹣2,﹣3) B.(﹣3,﹣2) C.(1,﹣6) D.(6,1)
【分析】将(2,﹣3)代入y=(k≠0)即可求出k的值,再根据k=xy解答即可.
【解答】解:∵反比例函数y=(k≠0)的图象经过点(2,﹣3),
∴k=2×(﹣3)=﹣6,
A、﹣2×(﹣3)=6≠﹣6,故A不正确,不符合题意;
B、(﹣3)×(﹣2)=6≠﹣6,故B不正确,不符合题意;
C、1×(﹣6)=﹣6,故C正确,符合题意,
D、6×1=6≠﹣6,故D不正确,不符合题意.
故选:C.
【点评】本题主要考查反比例函数图象上点的坐标特征,所有在反比例函数上的点的横纵坐标的积应等于比例系数.
8.(3分)分式方程﹣1=0的解是( )
A.x=1 B.x=﹣2 C.x=3 D.x=﹣3
【分析】方程两边同时乘以(x﹣1),把分式方程化成整式方程,解整式方程检验后,即可得出分式方程的解.
【解答】解:去分母得:2﹣(x﹣1)=0,
解得:x=3,
当x=3时,x﹣1≠0,
∴x=3是分式方程的根,
故选:C.
【点评】本题考查了解分式方程,正确把分式方程化成整式方程是解决问题的关键.
9.(3分)如图,直线m∥n,△ABC是等边三角形,顶点B在直线n上,直线m交AB于点E,交AC于点F,若∠1=140°,则∠2的度数是( )
A.80° B.100° C.120° D.140°
【分析】先根据等边三角形的性质可得∠A=∠B=∠C=60°,由三角形外角的性质可得∠AEF的度数,由平行线的性质可得同旁内角互补,可得结论.
【解答】解:∵△ABC是等边三角形,
∴∠A=∠B=∠C=60°.
在△ADE中,∵∠1=∠A+∠AEF=140°,
∴∠AEF=140°﹣60°=80°,
∴∠DEB=∠AEF=80°,
∵m∥n,
∴∠2+∠DEB=180°,
∴∠2=180°﹣80°=100°,
故选:B.
【点评】本题主要考查了等边三角形的性质,平行线的性质,三角形外角的性质,题目比较基础,熟练掌握性质是解题的关键.
10.(3分)如图,在△ABC中,AB=AC,以点B为圆心,适当长为半径画弧,交BA于点M,交BC于点N,分别以点M、N为圆心,大于MN的长为半径画弧,两弧在∠ABC的内部相交于点P,画射线BP,交AC于点D,若AD=BD,则∠A的度数是( )
A.36° B.54° C.72° D.108°
【分析】由题意可得BP为∠ABC的角平分线,则∠ABD=∠CBD,由AD=BD,可得∠A=∠ABD,即可得∠ABC=2∠A,由AB=AC,可得∠ABC=∠C,再结合三角形内角和定理可列出关于∠A的方程,即可得出答案.
【解答】解:由题意可得BP为∠ABC的角平分线,
∴∠ABD=∠CBD,
∵AD=BD,
∴∠A=∠ABD,
∴∠A=∠ABD=∠CBD,
∴∠ABC=2∠A,
∵AB=AC,
∴∠ABC=∠C=2∠A,
∴∠A+∠ABC+∠C=∠A+2∠A+2∠A=180°,
解得∠A=36°.
故选:A.
【点评】本题考查作图﹣基本作图、等腰三角形的性质,熟练掌握等腰三角形的性质是解答本题的关键.
11.(3分)如图,点A(0,3)、B(1,0),将线段AB平移得到线段DC,若∠ABC=90°,BC=2AB,则点D的坐标是( )
A.(7,2) B.(7,5) C.(5,6) D.(6,5)
【分析】过点D作DE⊥y轴于点E,利用点A,B的坐标表示出线段OA,OB的长,利用平移的性质和矩形的判定定理得到四边形ABCD是矩形;利用相似三角形的判定与性质求得线段DE,AE的长,进而得到OE的长,则结论可得.
【解答】解:过点D作DE⊥y轴于点E,如图,
∵点A(0,3)、B(1,0),
∴OA=3,OB=1.
∵线段AB平移得到线段DC,
∴AB∥CD,AB=CD,
∴四边形ABCD是平行四边形,
∵∠ABC=90°,
∴四边形ABCD是矩形.
∴∠BAD=90°,BC=AD.
∵BC=2AB,
∴AD=2AB.
∵∠BAO+∠DAE=90°,∠BAO+∠ABO=90°,
∴∠ABO=∠EAD.
∵∠AOB=∠AED=90°,
∴△ABO∽△DAE.
∴.
∴DE=2OA=6,AE=2OB=2,
∴OE=OA+AE=5,
∴D(6,5).
故选:D.
【点评】本题主要考查了图形的变化与坐标的关系,平移的性质,矩形的判定与性质,相似三角形的判定与性质,利用点的坐标表示出相应线段的长度是解题的关键.
12.(3分)如图,菱形ABCD中,点E是边CD的中点,EF垂直AB交AB的延长线于点F,若BF:CE=1:2,EF=,则菱形ABCD的边长是( )
A.3 B.4 C.5 D.
【分析】过点D作DH⊥AB于点H,则四边形DHFE为平行四边形,可得HF=DE,DH=EF=;设BF=x,则CE=2x,可得AH=3x,利用勾股定理列出方程,解方程即可求解.
【解答】解:过点D作DH⊥AB于点H,如图,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AD=AB=CD,AB∥CD.
∵EF⊥AB,DH⊥AB,
∴DH∥EF,
∴四边形DHFE为平行四边形,
∴HF=DE,DH=EF=.
∵点E是边CD的中点,
∴DE=CD,
∴HF=CD=AB.
∵BF:CE=1:2,
∴设BF=x,则CE=2x,
∴CD=4x,DE=HF=2x,
AD=AB=4x,
∴AF=AB+BF=5x.
∴AH=AF﹣HF=3x.
在Rt△ADH中,
∵DH2+AH2=AD2,
∴.
解得:x=±1(负数不合题意,舍去),
∴x=1.
∴AB=4x=4.
即菱形ABCD的边长是4,
故选:B.
【点评】本题主要考查了菱形的性质,平行四边形的判定与性质,勾股定理,灵活运用菱形的性质是解题的关键.
二、填空题(本大题满分12分,每小题3分)
13.(3分)因式分解:ax+ay= a(x+y) .
【分析】直接提取公因式a,进而分解因式即可.
【解答】解:ax+ay=a(x+y).
故答案为:a(x+y).
【点评】此题主要考查了提取公因式法,正确找出公因式是解题关键.
14.(3分)写出一个比大且比小的整数是 2或3 .
【分析】应用估算无理数大小的方法进行求解即可得出答案.
【解答】解:∵,
∴,
∵,
∴2<3,
∴比大且比小的整数是2或3.
【点评】本题主要考查了估算无理数的大小,熟练掌握估算无理数的大小的方法进行求解是解决本题的关键.
15.(3分)如图,射线AB与⊙O相切于点B,经过圆心O的射线AC与⊙O相交于点D、C,连接BC,若∠A=40°,则∠ACB= 25 °.
【分析】连接OB,利用切线的性质定理可求∠ABO=90°,利用直角三角形的两个锐角互余可得∠AOB,利用圆周角定理即可求得结论.
【解答】解:连接OB,如图,
∵射线AB与⊙O相切于点B,
∴OB⊥AB,
∴∠ABO=90°.
∵∠A=40°,
∴∠AOB=50°,
∴∠ACB=∠AOB=25°.
故答案为:25.
【点评】本题主要考查了圆的切线的性质定理,直角三角形的性质,圆周角定理,连接OB是解决此类问题常添加的辅助线.
16.(3分)如图,正方形ABCD中,点E、F分别在边BC、CD上,AE=AF,∠EAF=30°,则∠AEB= 60 °;若△AEF的面积等于1,则AB的值是 .
【分析】利用“HL”先说明△ABE与△ADF全等,得结论∠BAE=∠DAF,再利用角的和差关系及三角形的内角和定理求出∠AEB;先利用三角形的面积求出AE,再利用直角三角形的边角间关系求出AB.
【解答】解:∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=AD,∠BAD=∠B=∠D=90°.
在Rt△ABE和Rt△ADF中,
,
∴Rt△ABE≌Rt△ADF(HL).
∴∠BAE=∠DAF.
∴∠BAE=(∠BAD﹣∠EAF)
=(90°﹣30°)
=30°.
∴∠AEB=60°.
故答案为:60.
∵S△AEF=×AE×AF×sin∠EAF=1,
∴×AE2×sin30°=1.
即×AE2×=1.
∴AE=2.
在Rt△ABE中,
∵cos∠BAE=,
∴AB=cos30°×AE
=×2
=.
故答案为:.
【点评】本题主要考查了正方形的性质及解直角三角形,掌握正方形的性质及直角三角形的边角间关系是解决本题的关键.
三、解答题(本大题满分72分)
17.(12分)(1)计算:×3﹣1+23÷|﹣2|;
(2)解不等式组.
【分析】(1)先化简各式,然后再进行计算即可解答;
(2)按照解一元一次不等式组的步骤,进行计算即可解答.
【解答】解:(1)×3﹣1+23÷|﹣2|
=3×+8÷2
=1+4
=5;
(2),
解不等式①得:x>﹣1,
解不等式②得:x≤2,
∴原不等式组的解集为:﹣1<x≤2.
【点评】本题考查了实数的运算,负整数指数幂,解一元一次不等式组,准确熟练地进行计算是解题的关键.
18.(10分)我省某村委会根据“十四五”规划的要求,打造乡村品牌,推销有机黑胡椒和有机白胡椒.已知每千克有机黑胡椒比每千克有机白胡椒的售价便宜10元,购买2千克有机黑胡椒和3千克有机白胡椒需付280元,求每千克有机黑胡椒和每千克有机白胡椒的售价.
【分析】设每千克有机黑胡椒的售价为x元,每千克有机白胡椒的售价为y元,根据“每千克有机黑胡椒比每千克有机白胡椒的售价便宜10元,购买2千克有机黑胡椒和3千克有机白胡椒需付280元”,即可得出关于x,y的二元一次方程组,解之即可得出结论.
【解答】解:设每千克有机黑胡椒的售价为x元,每千克有机白胡椒的售价为y元,
依题意得:,
解得:.
答:每千克有机黑胡椒的售价为50元,每千克有机白胡椒的售价为60元.
【点评】本题考查了二元一次方程组的应用,找准等量关系,正确列出二元一次方程组是解题的关键.
19.(10分)某市教育局为了解“双减”政策落实情况,随机抽取几所学校部分初中生进行调查,统计他们平均每天完成作业的时间,并根据调查结果绘制如下不完整的统计图:
请根据图表中提供的信息,解答下面的问题:
(1)在调查活动中,教育局采取的调查方式是 抽样调查 (填写“普查”或“抽样调查”);
(2)教育局抽取的初中生有 300 人,扇形统计图中m的值是 30 ;
(3)已知平均每天完成作业时长在“100≤t<110”分钟的9名初中生中有5名男生和4名女生,若从这9名学生中随机抽取一名进行访谈,且每一名学生被抽到的可能性相同,则恰好抽到男生的概率是 ;
(4)若该市共有初中生10000名,则平均每天完成作业时长在“70≤t<80”分钟的初中生约有 3000 人.
【分析】(1)根据教育局随机抽取几所学校部分初中生进行调查即可得出答案;
(2)根据60≤t<70的人数45人占所有抽样学生的15%即可求出抽样学生的人数,根据扇形统计图各部分的百分比之和为1即可求出m的值;
(3)根据概率公式求解;
(4)根据样本中70≤t<80的人数占抽样人数的30%估计全市人数即可.
【解答】解:(1)∵教育局随机抽取几所学校部分初中生进行调查,
∴教育局采取的调查方式是抽样调查,
故答案为:抽样调查;
(2)45÷15%=300(人),
1﹣15%﹣3%﹣7%﹣45%=30%,
故答案为:300,30;
(3)∵所有可能抽到的结果数为9,抽到男生的结果数为5,且每一名学生被抽到的可能性相同,
∴P(抽到男生)=,
故答案为:;
(4)10000×30%=3000(人),
故答案为:3000.
【点评】本题考查了概率公式,全面调查与抽样调查,扇形统计图,用样本估计总体,用样本中70≤t<80的人数占抽样人数的30%估计全市人数是解题的关键.
20.(10分)无人机在实际生活中应用广泛.如图所示,小明利用无人机测量大楼的高度,无人机在空中P处,测得楼CD楼顶D处的俯角为45°,测得楼AB楼顶A处的俯角为60°.已知楼AB和楼CD之间的距离BC为100米,楼AB的高度为10米,从楼AB的A处测得楼CD的D处的仰角为30°(点A、B、C、D、P在同一平面内).
(1)填空:∠APD= 75 度,∠ADC= 60 度;
(2)求楼CD的高度(结果保留根号);
(3)求此时无人机距离地面BC的高度.
【分析】(1)由平角的性质可得∠APD;过点A作AE⊥CD于点E.则∠DAE=30°,根据三角形内角和定理可得∠ADC.
(2)由题意可得AE=BC=100米,EC=AB=10米,在Rt△AED中,tan30°=,解得DE=,结合CD=DE+EC可得出答案.
(3)过点P作PG⊥BC于点G,交AE于点F,证明△APF≌△DAE,可得PF=AE=100米,再根据PG=PF+FG可得出答案.
【解答】解:(1)∵∠MPA=60°,∠NPD=45°,
∴∠APD=180°﹣∠MPA﹣∠NPD=75°.
过点A作AE⊥CD于点E.
则∠DAE=30°,
∴∠ADC=180°﹣90°﹣30°=60°.
故答案为:75;60.
(2)由题意可得AE=BC=100米,EC=AB=10米,
在Rt△AED中,∠DAE=30°,
tan30°=,
解得DE=,
∴CD=DE+EC=(+10)米.
∴楼CD的高度为(+10)米.
(3)过点P作PG⊥BC于点G,交AE于点F,
则∠PFA=∠AED=90°,FG=AB=10米,
∵MN∥AE,
∴∠PAF=∠MPA=60°,
∵∠ADE=60°,
∴∠PAF=∠ADE,
∵∠DAE=∠30°,
∴∠PAD=30°,
∵∠APD=75°,
∴∠ADP=75°,
∴∠ADP=∠APD,
则AP=AD,
∴△APF≌△DAE(AAS),
∴PF=AE=100米,
∴PG=PF+FG=100+10=110(米).
∴此时无人机距离地面BC的高度为110米.
【点评】本题考查解直角三角形的应用﹣仰角俯角问题,熟练掌握锐角三角函数的定义是解答本题的关键.
21.(15分)如图1,矩形ABCD中,AB=6,AD=8,点P在边BC上,且不与点B、C重合,直线AP与DC的延长线交于点E.
(1)当点P是BC的中点时,求证:△ABP≌△ECP;
(2)将△APB沿直线AP折叠得到△APB',点B'落在矩形ABCD的内部,延长PB'交直线AD于点F.
①证明FA=FP,并求出在(1)条件下AF的值;
②连接B'C,求△PCB'周长的最小值;
③如图2,BB'交AE于点H,点G是AE的中点,当∠EAB'=2∠AEB'时,请判断AB与HG的数量关系,并说明理由.
【分析】(1)根据矩形的性质得AB∥CD,可得∠BAP=∠E,∠B=∠BCE,利用AAS即可得出结论;
(2)①根据平行线的性质和折叠的性质得出∠FAP=∠APF,等角对等边即可得FA=FP,设FA=x,则FP=x,FB′=x﹣4,在Rt△AB′F中,由勾股定理得x=,即AF=;
②可得△PCB'的周长=CP+PB′+CB′=CB+CB′=8+CB′,当点B′恰好位于对角线AC上时,CB′+AB′最小,在Rt△ABC中,由勾股定理得AC=10,则CB′的最小值=AC﹣AB′=4,即可得△PCB'周长的最小值;
③过点B'作B'M∥DE,交AE于点M,则AB∥DE∥B'M,可得∠l=∠6=∠5=∠AED,AB'=B'M=AB,根据等腰三角形的性质可得点H是AM中点,由∠EAB'=2∠AEB'以及三角形外角的性质得∠7=∠8.则B'M=EM=AB'=AB.可得点G为AE中点,得出AG=AE,AH=AM.则HG=AG﹣AH=(AE﹣AM)=EM=AB.即可得出结论.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是矩形,
∴AB∥CD,
∴∠BAP=∠E,∠B=∠BCE,
∵点P是BC的中点,
∴BP=CP,
∴△ABP≌△ECP(AAS);
(2)解:①∵四边形ABCD是矩形,
∴AD∥BC,
∴∠APB=∠FAP,
由折叠得∠APB=∠APF,
∴∠FAP=∠APF,
∴FA=FP,
矩形ABCD中,AB=6,AD=8,
∴BC=AD=8,
∵点P是BC的中点,
∴BP=CP=4,
由折叠得AB′=AB=6,PB′=PB=4,∠B=∠AB′P=∠AB′F=90°,
设FA=x,则FP=x,
∴FB′=x﹣4,
在Rt△AB′F中,AF2=B′F2+B′A2,
∴x2=(x﹣4)2+62,解得x=,即AF=;
②由折叠得AB′=AB=6,PB′=PB=4,
∴△PCB'的周长=CP+PB′+CB′=CB+CB′=8+CB′,
连接B'C,AC,
∵AB′+B′C>AC,
∴当点B′恰好位于对角线AC上时,CB′+AB′最小,
在Rt△ABC中,AB=6,BC=8,
∴AC==10,
∴CB′的最小值=AC﹣AB′=4,
∴△PCB'周长的最小值=8+CB′=8+4=12;
③AB与HG的数量关系是AB=2HG.
理由:如图,
由折叠可知∠1=∠6,AB'=AB,BB'⊥AE,
过点B'作B'M∥DE,交AE于点M,
∴AB∥DE,
∴AB∥DE∥B'M,
∴∠l=∠6=∠5=∠AED,
∴AB'=B'M=AB,
∴点H是AM中点,
∵∠EAB'=2∠AEB',即∠6=2∠8,
∴∠5=2∠8.
∵∠5=∠7+∠8,
∴∠7=∠8.
∴B'M=EM.
∴B'M=EM=AB'=AB.
∵点G为AE中点,点H是AM中点,
∴AG=AE,AH=AM.
∴HG=AG﹣AH=(AE﹣AM)=EM.
∴HG=AB.
∴AB=2HG.
【点评】本题属于四边形综合题,考查了矩形的性质,折叠的性质,全等三角形的判定和性质,等腰三角形的判定和性质以及勾股定理等知识,掌握折叠是一种轴对称,折叠前后的图形对应角相等、对应边相等,灵活运用相关的性质是解题的关键.
22.(15分)如图1,抛物线y=ax2+2x+c经过点A(﹣1,0)、C(0,3),并交x轴于另一点B,点P(x,y)在第一象限的抛物线上,AP交直线BC于点D.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)当点P的坐标为(1,4)时,求四边形BOCP的面积;
(3)点Q在抛物线上,当的值最大且△APQ是直角三角形时,求点Q的横坐标;
(4)如图2,作CG⊥CP,CG交x轴于点G(n,0),点H在射线CP上,且CH=CG,过GH的中点K作KI∥y轴,交抛物线于点I,连接IH,以IH为边作出如图所示正方形HIMN,当顶点M恰好落在y轴上时,请直接写出点G的坐标.
【分析】(1)将A,C两点坐标代入抛物线的解析式,进一步求得结果;
(2)可推出△PCB是直角三角形,进而求出△BOC和△PBC的面积之和,从而求得四边形BOCP的面积;
(3)作PE∥AB交BC的延长线于E,根据△PDE∽△ADB,求得的函数解析式,从而求得P点坐标,进而分为点P和点A和点Q分别为直角顶点,构造“一线三直角”,进一步求得结果;
(4)作GL∥y轴,作RC⊥GL于L,作MT⊥KI于K,作HW⊥IK于点W,则△GLC≌△CRH,△ITM≌△HWI.根据△GLC≌△CRH可表示出H点坐标,从而表示出点K坐标,进而表示出I坐标,根据MT=IW,构建方程求得n的值.
【解答】解:(1)由题意得,
,
∴,
∴该抛物线的函数表达式为:y=﹣x2+2x+3;
(2)当y=0时,﹣x2+2x+3=0,
∴x1=﹣1,x2﹣3,
∴B(3,0),
∵PC2+BC2=[1+(4﹣3)2]+(32+32)=20,PB2=[(3﹣1)2+42]=20,
∴PC2+BC2=PB2,
∴∠PCB=90°,
∴S△PBC===3,
∵S△BOC===,
∴S四边形BOCP=S△PBC+S△BOC=3+=;
(3)如图1,作PE∥AB交BC的延长线于E,
设P(m,﹣m2+2m+3),
∵B(3,0),C(0,3),
∴直线BC的解析式为:y=﹣x+3,
由﹣x+3=﹣m2+2m+3得,
x=m2﹣2m,
∴PE=m﹣(m2﹣2m)=﹣m2+3m,
∵PE∥AB,
∴△PDE∽△ADB,
∴===﹣(m﹣)2+,
∴当m=时,()最大=,
当m=时,y=﹣()2+2×+3=,
∴P(,),
设Q(n,﹣n2+2n+3),
如图2,当∠PAQ=90°时,过点A作y轴平行线AF,作PF⊥AF于F,作QG⊥AF于G,则△AFP∽△GQA,
∴=,
∴=,
∴n=,
如图3,当∠AQP=90°时,过QN⊥AB于N,作PM⊥QN于M,可得△ANQ∽△QMP,
∴=,
∴=,
可得n1=1,n2=,
如图4,当∠APQ=90°时,作PT⊥AB于T,作QR⊥PT于R,
同理可得:=,
∴n=,
综上所述:点Q的横坐标为:或1或或;
(4)如图5,作GL∥y轴,作RC⊥GL于L,作MT⊥KI于K,作HW⊥IK于点W,则△GLC≌△CRH,△ITM≌△HWI.
∴RH=OG=﹣n,CR=GL=OC=3,MT=IW,
∴G(n,0),H(3,3+n),
∴K(,),
∴I(,﹣()2+n+3+3),
∵TM=IW,
∴=()2+n+6﹣(3+n),
∴(n+3)2+2(n+3)﹣12=0,
∴n1=﹣4+,n2=﹣4﹣(舍去),
∴G(﹣4+,0).
【点评】本题考查了二次函数及其图象性质,全等三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,正方形的判定和性质等知识,解决问题的关键是熟练掌握“一线三直角”模型及需要较强计算能力.
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