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重庆市a卷2021-2023三年中考数学真题分类汇编-03解答题(提升题)知识点分类
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这是一份重庆市a卷2021-2023三年中考数学真题分类汇编-03解答题(提升题)知识点分类,共38页。试卷主要包含了,B两点,交y轴于点C等内容,欢迎下载使用。
重庆市A卷2021-2023三年中考数学真题分类汇编-03解答题(提升题)知识点分类
一.因式分解的应用(共1小题)
1.(2021•重庆)如果一个自然数M的个位数字不为0,且能分解成A×B,其中A与B都是两位数,A与B的十位数字相同,个位数字之和为10,则称数M为“合和数”,并把数M分解成M=A×B的过程,称为“合分解”.
例如∵609=21×29,21和29的十位数字相同,个位数字之和为10,
∴609是“合和数”.
又如∵234=18×13,18和13的十位数字相同,但个位数字之和不等于10,
∴234不是“合和数”.
(1)判断168,621是否是“合和数”?并说明理由;
(2)把一个四位“合和数”M进行“合分解”,即M=A×B.A的各个数位数字之和与B的各个数位数字之和的和记为P(M);A的各个数位数字之和与B的各个数位数字之和的差的绝对值记为Q(M).令G(M)=,当G(M)能被4整除时,求出所有满足条件的M.
二.反比例函数与一次函数的交点问题(共1小题)
2.(2022•重庆)已知一次函数y=kx+b(k≠0)的图象与反比例函数y=的图象相交于点A(1,m),B(n,﹣2).
(1)求一次函数的表达式,并在图中画出这个一次函数的图象;
(2)根据函数图象,直接写出不等式kx+b>的解集;
(3)若点C是点B关于y轴的对称点,连接AC,BC,求△ABC的面积.
三.二次函数综合题(共3小题)
3.(2021•重庆)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+bx+c经过A(0,﹣1),B(4,1).直线AB交x轴于点C,P是直线AB下方抛物线上的一个动点.过点P作PD⊥AB,垂足为D,PE∥x轴,交AB于点E.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)当△PDE的周长取得最大值时,求点P的坐标和△PDE周长的最大值;
(3)把抛物线y=x2+bx+c平移,使得新抛物线的顶点为(2)中求得的点P.M是新抛物线上一点,N是新抛物线对称轴上一点,直接写出所有使得以点A,B,M,N为顶点的四边形是平行四边形的点M的坐标,并把求其中一个点M的坐标的过程写出来.
4.(2023•重庆)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+2过点(1,3),且交x轴于点A(﹣1,0),B两点,交y轴于点C.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点P是直线BC上方抛物线上的一动点,过点P作PD⊥BC于点D,过点P作y轴的平行线交直线BC于点E,求△PDE周长的最大值及此时点P的坐标;
(3)在(2)中△PDE周长取得最大值的条件下,将该抛物线沿射线CB方向平移个单位长度,点M为平移后的抛物线的对称轴上一点.在平面内确定一点N,使得以点A,P,M,N为顶点的四边形是菱形,写出所有符合条件的点N的坐标,并写出求解点N的坐标的其中一种情况的过程.
5.(2022•重庆)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+bx+c与直线AB交于点A(0,﹣4),B(4,0).
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)点P是直线AB下方抛物线上的一动点,过点P作x轴的平行线交AB于点C,过点P作y轴的平行线交x轴于点D,求PC+PD的最大值及此时点P的坐标;
(3)在(2)中PC+PD取得最大值的条件下,将该抛物线沿水平方向向左平移5个单位,点E为点P的对应点,平移后的抛物线与y轴交于点F,M为平移后的抛物线的对称轴上一点.在平移后的抛物线上确定一点N,使得以点E,F,M,N为顶点的四边形是平行四边形,写出所有符合条件的点N的坐标,并写出求解点N的坐标的其中一种情况的过程.
Ⅷ
四.作图—复杂作图(共1小题)
6.(2022•重庆)在学习矩形的过程中,小明遇到了一个问题:在矩形ABCD中,E是AD边上的一点,试说明△BCE的面积与矩形ABCD的面积之间的关系.他的思路是:首先过点E作BC的垂线,将其转化为证明三角形全等,然后根据全等三角形的面积相等使问题得到解决.请根据小明的思路完成下面的作图与填空:
证明:用直尺和圆规,过点E作BC的垂线EF,垂足为F(只保留作图痕迹).
在△BAE和△EFB中,
∵EF⊥BC,
∴∠EFB=90°.
又∠A=90°,
∴ ①
∵AD∥BC,
∴ ②
又 ③
∴△BAE≌△EFB(AAS).
同理可得 ④
∴S△BCE=S△EFB+S△EFC=S矩形ABFE+S矩形EFCD=S矩形ABCD.
五.几何变换综合题(共2小题)
7.(2022•重庆)如图,在锐角△ABC中,∠A=60°,点D,E分别是边AB,AC上一动点,连接BE交直线CD于点F.
(1)如图1,若AB>AC,且BD=CE,∠BCD=∠CBE,求∠CFE的度数;
(2)如图2,若AB=AC,且BD=AE,在平面内将线段AC绕点C顺时针方向旋转60°得到线段CM,连接MF,点N是MF的中点,连接CN.在点D,E运动过程中,猜想线段BF,CF,CN之间存在的数量关系,并证明你的猜想;
(3)若AB=AC,且BD=AE,将△ABC沿直线AB翻折至△ABC所在平面内得到△ABP,点H是AP的中点,点K是线段PF上一点,将△PHK沿直线HK翻折至△PHK所在平面内得到△QHK,连接PQ.在点D,E运动过程中,当线段PF取得最小值,且QK⊥PF时,请直接写出的值.
8.(2021•重庆)在△ABC中,AB=AC,D是边BC上一动点,连接AD,将AD绕点A逆时针旋转至AE的位置,使得∠DAE+∠BAC=180°.
(1)如图1,当∠BAC=90°时,连接BE,交AC于点F.若BE平分∠ABC,BD=2,求AF的长;
(2)如图2,连接BE,取BE的中点G,连接AG.猜想AG与CD存在的数量关系,并证明你的猜想;
(3)如图3,在(2)的条件下,连接DG,CE.若∠BAC=120°,当BD>CD,∠AEC=150°时,请直接写出的值.
六.相似形综合题(共1小题)
9.(2023•重庆)在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠B=60°,点D为线段AB上一动点,连接CD.
(1)如图1,若AC=9,BD=,求线段AD的长;
(2)如图2,以CD为边在CD上方作等边△CDE,点F是DE的中点,连接BF并延长,交CD的延长线于点G.若∠G=∠BCE,求证:GF=BF+BE;
(3)在CD取得最小值的条件下,以CD为边在CD右侧作等边△CDE.点M为CD所在直线上一点,将△BEM沿BM所在直线翻折至△ABC所在平面内得到△BNM.连接AN,点P为AN的中点,连接CP,当CP取最大值时,连接BP,将△BCP沿BC所在直线翻折至△ABC所在平面内得到△BCQ,请直接写出此时的值.
七.解直角三角形的应用-方向角问题(共1小题)
10.(2023•重庆)为了满足市民的需求,我市在一条小河AB两侧开辟了两条长跑锻炼线路,如图:①A﹣D﹣C﹣B;②A﹣E﹣B.经勘测,点B在点A的正东方,点C在点B的正北方10千米处,点D在点C的正西方14千米处,点D在点A的北偏东45°方向,点E在点A的正南方,点E在点B的南偏西60°方向.(参考数据:≈1.41,≈1.73)
(1)求AD的长度.(结果精确到1千米)
(2)由于时间原因,小明决定选择一条较短线路进行锻炼,请计算说明他应该选择线路①还是线路②?
八.频数(率)分布直方图(共1小题)
11.(2023•重庆)为了解A、B两款品质相近的智能玩具飞机在一次充满电后运行的最长时间,有关人员分别随机调查了A、B两款智能玩具飞机各10架,记录下它们运行的最长时间(分钟),并对数据进行整理、描述和分析(运行最长时间用x表示,共分为三组:合格60≤x<70,中等70≤x<80,优等x≥80),下面给出了部分信息:
A款智能玩具飞机10架一次充满电后运行最长时间是:60,64,67,69,71,71,72,72,72,82.
B款智能玩具飞机10架一次充满电后运行最长时间属于中等的数据是:70,71,72,72,73.
两款智能玩具飞机运行最长时间统计表
类别
A
B
平均数
70
70
中位数
71
b
众数
a
67
方差
30.4
26.6
根据以上信息,解答下列问题:
(1)上述图表中a= ,b= ,m= ;
(2)根据以上数据,你认为哪款智能玩具飞机运行性能更好?请说明理由(写出一条理由即可);
(3)若某玩具仓库有A款智能玩具飞机200架、B款智能玩具飞机120架,估计两款智能玩具飞机运行性能在中等及以上的共有多少架?
九.整数问题的综合运用(共1小题)
12.(2022•重庆)若一个四位数M的个位数字与十位数字的平方和恰好是M去掉个位与十位数字后得到的两位数,则这个四位数M为“勾股和数”.
例如:M=2543,∵32+42=25,∴2543是“勾股和数”;
又如:M=4325,∵52+22=29,29≠43,∴4325不是“勾股和数”.
(1)判断2022,5055是否是“勾股和数”,并说明理由;
(2)一个“勾股和数”M的千位数字为a,百位数字为b,十位数字为c,个位数字为d,记G(M)=,P(M)=.当G(M),P(M)均是整数时,求出所有满足条件的M.
重庆市A卷2021-2023三年中考数学真题分类汇编-03解答题(提升题)知识点分类
参考答案与试题解析
一.因式分解的应用(共1小题)
1.(2021•重庆)如果一个自然数M的个位数字不为0,且能分解成A×B,其中A与B都是两位数,A与B的十位数字相同,个位数字之和为10,则称数M为“合和数”,并把数M分解成M=A×B的过程,称为“合分解”.
例如∵609=21×29,21和29的十位数字相同,个位数字之和为10,
∴609是“合和数”.
又如∵234=18×13,18和13的十位数字相同,但个位数字之和不等于10,
∴234不是“合和数”.
(1)判断168,621是否是“合和数”?并说明理由;
(2)把一个四位“合和数”M进行“合分解”,即M=A×B.A的各个数位数字之和与B的各个数位数字之和的和记为P(M);A的各个数位数字之和与B的各个数位数字之和的差的绝对值记为Q(M).令G(M)=,当G(M)能被4整除时,求出所有满足条件的M.
【答案】(1)168不是“合和数”,621是“合和数”.(2)1224,1221,5624,5616.
【解答】解:(1)∵168=12×14,
∵12和14十位数字相同,但个位数字2+4≠10,
∴168不是“合和数”.
∵621=23×27,23和27十位数字相同,且个位数字3+7=10,
∴621是“合和数”.
(2)设A的十位数字为m,个位数字为n,
∵M的个位数字不为0,且M是一个四位“和合数”,
∴3≤m≤9,1≤n≤9,
则A=10m+n,B=10m+10﹣n,
∴P(M)=m+n+m+10﹣n=2m+10,Q(M)=|(m+n)﹣(m+10﹣n)|=|2n﹣10|.
∴G(M)====4k(k是整数).
∵3≤m≤9,
∴8≤m+5≤14,
∵k是整数,
∴m+5=8或m+5=12,
①当m+5=8时,
或,
∴当m=3时,n=6或4,当m=3时,n=7或3,
∴M=A×B=(10m+n)(10m+10﹣n)=36×34=1224或M=A×B=(10m+n)(10m+10﹣n)=37×33=1221,
②当m+5=12时,
或,
∴当m=7时,n=6或4,当m=7时,n=8或2,
∴M=A×B=(10m+n)(10m+10﹣n)=76×74=5624或M=A×B=(10m+n)(10m+10﹣n)=78×72=5616.
综上,满足条件的M有:1224,1221,5624,5616.
二.反比例函数与一次函数的交点问题(共1小题)
2.(2022•重庆)已知一次函数y=kx+b(k≠0)的图象与反比例函数y=的图象相交于点A(1,m),B(n,﹣2).
(1)求一次函数的表达式,并在图中画出这个一次函数的图象;
(2)根据函数图象,直接写出不等式kx+b>的解集;
(3)若点C是点B关于y轴的对称点,连接AC,BC,求△ABC的面积.
【答案】(1)y=2x+2,作图见解答过程;
(2)﹣2<x<0或x>1;
(3)12.
【解答】解:(1)∵反比例函数y=的图象过点A(1,m),B(n,﹣2),
∴,n=,
解得m=4,n=﹣2,
∴A(1,4),B(﹣2,﹣2),
∵一次函数y=kx+b(k≠0)的图象过A点和B点,
∴,
解得,
∴一次函数的表达式为y=2x+2,
描点作图如下:
(2)由(1)中的图象可得,
不等式kx+b>的解集为:﹣2<x<0或x>1;
(3)由题意作图如下:
由图知△ABC中BC边上的高为6,BC=4,
∴S△ABC==12.
三.二次函数综合题(共3小题)
3.(2021•重庆)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+bx+c经过A(0,﹣1),B(4,1).直线AB交x轴于点C,P是直线AB下方抛物线上的一个动点.过点P作PD⊥AB,垂足为D,PE∥x轴,交AB于点E.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)当△PDE的周长取得最大值时,求点P的坐标和△PDE周长的最大值;
(3)把抛物线y=x2+bx+c平移,使得新抛物线的顶点为(2)中求得的点P.M是新抛物线上一点,N是新抛物线对称轴上一点,直接写出所有使得以点A,B,M,N为顶点的四边形是平行四边形的点M的坐标,并把求其中一个点M的坐标的过程写出来.
【答案】(1)y=x2﹣x﹣1;
(2)点P的坐标为(2,﹣4),△PDE周长最大值为+8.
(3)点M的坐标为(2,﹣4)或(﹣2,12)或(6,12).
【解答】解:(1)∵抛物线y=x2+bx+c经过A(0,﹣1),B(4,1),
∴,
解得:,
∴该抛物线的函数表达式为y=x2﹣x﹣1;
(2)如图1,设直线AB的函数表达式为y=kx+n,
∵A(0,﹣1),B(4,1),
∴,
解得:,
∴直线AB的函数表达式为y=x﹣1,
令y=0,得x﹣1=0,
解得:x=2,
∴C(2,0),
设P(t,t2﹣t﹣1),其中0<t<4,
∵点E在直线y=x﹣1上,PE∥x轴,
∴t2﹣t﹣1=x﹣1,
∴x=2t2﹣7t,
∴E(2t2﹣7t,t2﹣t﹣1),
∴PE=t﹣(2t2﹣7t)=﹣2t2+8t=﹣2(t﹣2)2+8,
∵PD⊥AB,
∴∠AOC=∠PDE=90°,
又∵PE∥x轴,
∴∠OCA=∠PED,
∴△PDE∽△AOC,
∵AO=1,OC=2,
∴AC=,
∴△AOC的周长为3+,
令△PDE的周长为l,则=,
∴l=•[﹣2(t﹣2)2+8]=﹣(t﹣2)2++8,
∴当t=2时,△PDE周长取得最大值,最大值为+8.
此时,点P的坐标为(2,﹣4).
(3)如图2,满足条件的点M坐标为(2,﹣4),(6,12),(﹣2,12).
由题意可知,平移后抛物线的函数表达式为y=x2﹣4x,对称轴为直线x=2,
①若AB是平行四边形的对角线,
当MN与AB互相平分时,四边形ANBM是平行四边形,
即MN经过AB的中点C(2,0),
∵点N的横坐标为2,
∴点M的横坐标为2,
∴点M的坐标为(2,﹣4),
②若AB是平行四边形的边,
Ⅰ.当MN∥AB且MN=AB时,四边形ABNM是平行四边形,
∵A(0,﹣1),B(4,1),点N的横坐标为2,
∴点M的横坐标为2﹣4=﹣2,
∴点M的坐标为(﹣2,12);
Ⅱ.当NM∥AB且NM=AB时,四边形ABMN是平行四边形,
∵A(0,﹣1),B(4,1),点N的横坐标为2,
∴点M的横坐标为2+4=6,
∴点M的坐标为(6,12);
综上所述,点M的坐标为(2,﹣4)或(﹣2,12)或(6,12).
4.(2023•重庆)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+2过点(1,3),且交x轴于点A(﹣1,0),B两点,交y轴于点C.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点P是直线BC上方抛物线上的一动点,过点P作PD⊥BC于点D,过点P作y轴的平行线交直线BC于点E,求△PDE周长的最大值及此时点P的坐标;
(3)在(2)中△PDE周长取得最大值的条件下,将该抛物线沿射线CB方向平移个单位长度,点M为平移后的抛物线的对称轴上一点.在平面内确定一点N,使得以点A,P,M,N为顶点的四边形是菱形,写出所有符合条件的点N的坐标,并写出求解点N的坐标的其中一种情况的过程.
【答案】(1)y=﹣x2+x+2;
(2)△PDE周长的最大值为,点P(2,3);
(3)点N的坐标为:(,﹣)或(,)或(﹣,).
【解答】解:(1)由题意得:,
解得:,
则抛物线的表达式为:y=﹣x2+x+2;
(2)令y=﹣x2+x+2=0,
解得:x=4或﹣1,即点B(4,0),
∵PE∥y轴,则∠PED=∠OCB,
则tan∠PED=tan∠OCB=2,则sin∠PED=,cos∠PED=,
由点B、C的坐标得,直线BC的表达式为:y=﹣x+2,
则PE=﹣x2+x+2+x﹣2=﹣(x﹣2)2+2≤2,
即PE的最大值为2,此时,点P(2,3),
则△PDE周长的最大值=PE(1+sin∠PED+cos∠PED)=(1++)PE=,
即△PDE周长的最大值为,点P(2,3);
(3)抛物线沿射线CB方向平移个单位长度,相当于向右平移2个单位向下平移1个单位,
则平移后抛物线的对称轴为x=,
设点M(,m),点N(s,t),
由点A、P的坐标得,AP2=18,
当AP是对角线时,由中点坐标公式和AM=AN得:
,解得:,
即点N的坐标为:(﹣,);
当AM或AN是对角线时,由中点坐标公式和AN=AP或AM=AP得:
或,
解得:(不合题意的值已舍去),
即点N的坐标为:(,);
综上,点N的坐标为:(,﹣)或(,)或(﹣,).
5.(2022•重庆)如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+bx+c与直线AB交于点A(0,﹣4),B(4,0).
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)点P是直线AB下方抛物线上的一动点,过点P作x轴的平行线交AB于点C,过点P作y轴的平行线交x轴于点D,求PC+PD的最大值及此时点P的坐标;
(3)在(2)中PC+PD取得最大值的条件下,将该抛物线沿水平方向向左平移5个单位,点E为点P的对应点,平移后的抛物线与y轴交于点F,M为平移后的抛物线的对称轴上一点.在平移后的抛物线上确定一点N,使得以点E,F,M,N为顶点的四边形是平行四边形,写出所有符合条件的点N的坐标,并写出求解点N的坐标的其中一种情况的过程.
Ⅷ
【答案】(1)y=x2﹣x﹣4;
(2)PC+PD的最大值为,此时点P的坐标是(,﹣);
(3)N的坐标为:(,)或(﹣,)或(﹣,).
【解答】解:(1)把A(0,﹣4),B(4,0)代入y=x2+bx+c得:
,
解得,
∴抛物线的函数表达式为y=x2﹣x﹣4;
(2)设直线AB解析式为y=kx+t,把A(0,﹣4),B(4,0)代入得:
,
解得,
∴直线AB解析式为y=x﹣4,
设P(m,m2﹣m﹣4),则PD=﹣m2+m+4,
在y=x﹣4中,令y=m2﹣m﹣4得x=m2﹣m,
∴C(m2﹣m,m2﹣m﹣4),
∴PC=m﹣(m2﹣m)=﹣m2+2m,
∴PC+PD=﹣m2+2m﹣m2+m+4=﹣m2+3m+4=﹣(m﹣)2+,
∵﹣1<0,
∴当m=时,PC+PD取最大值,
此时m2﹣m﹣4=×()2﹣﹣4=﹣,
∴P(,﹣);
答:PC+PD的最大值为,此时点P的坐标是(,﹣);
(3)∵将抛物线y=x2﹣x﹣4向左平移5个单位得抛物线y=(x+5)2﹣(x+5)﹣4=x2+4x+,
∴新抛物线对称轴是直线x=﹣=﹣4,
在y=x2+4x+中,令x=0得y=,
∴F(0,),
将P(,﹣)向左平移5个单位得E(﹣,﹣),
设M(﹣4,n),N(r,r2+4r+),
①当EF、MN为对角线时,EF、MN的中点重合,
∴,
解得r=,
∴r2+4r+=×()2+4×+=,
∴N(,);
②当FM、EN为对角线时,FM、EN的中点重合,
∴,
解得r=﹣,
∴r2+4r+=×(﹣)2+4×(﹣)+=,
∴N(﹣,);
③当FN、EM为对角线时,FN、EM的中点重合,
∴,
解得r=﹣,
∴r2+4r+=×(﹣)2+4×(﹣)+=,
∴N(﹣,);
综上所述,N的坐标为:(,)或(﹣,)或(﹣,).
四.作图—复杂作图(共1小题)
6.(2022•重庆)在学习矩形的过程中,小明遇到了一个问题:在矩形ABCD中,E是AD边上的一点,试说明△BCE的面积与矩形ABCD的面积之间的关系.他的思路是:首先过点E作BC的垂线,将其转化为证明三角形全等,然后根据全等三角形的面积相等使问题得到解决.请根据小明的思路完成下面的作图与填空:
证明:用直尺和圆规,过点E作BC的垂线EF,垂足为F(只保留作图痕迹).
在△BAE和△EFB中,
∵EF⊥BC,
∴∠EFB=90°.
又∠A=90°,
∴ ∠A=∠EFB, ①
∵AD∥BC,
∴ ∠AEB=∠FBE, ②
又 BE=EB, ③
∴△BAE≌△EFB(AAS).
同理可得 △EDC≌△CFE(AAS), ④
∴S△BCE=S△EFB+S△EFC=S矩形ABFE+S矩形EFCD=S矩形ABCD.
【答案】①∠A=∠EFB,②∠AEB=∠FBE,③BE=EB,④△EDC≌△CFE(AAS).
【解答】解:根据题意作图如下:
由题知,在△BAE和△EFB中,
∵EF⊥BC,
∴∠EFB=90°.
又∠A=90°,
∴∠A=∠EFB,①
∵AD∥BC,
∴∠AEB=∠FBE,②
又 BE=EB,③
∴△BAE≌△EFB(AAS).
同理可得△EDC≌△CFE(AAS),④
∴S△BCE=S△EFB+S△EFC=S矩形ABFE+S矩形EFCD=S矩形ABCD,
故答案为:①∠A=∠EFB,②∠AEB=∠FBE,③BE=EB,④△EDC≌△CFE(AAS).
五.几何变换综合题(共2小题)
7.(2022•重庆)如图,在锐角△ABC中,∠A=60°,点D,E分别是边AB,AC上一动点,连接BE交直线CD于点F.
(1)如图1,若AB>AC,且BD=CE,∠BCD=∠CBE,求∠CFE的度数;
(2)如图2,若AB=AC,且BD=AE,在平面内将线段AC绕点C顺时针方向旋转60°得到线段CM,连接MF,点N是MF的中点,连接CN.在点D,E运动过程中,猜想线段BF,CF,CN之间存在的数量关系,并证明你的猜想;
(3)若AB=AC,且BD=AE,将△ABC沿直线AB翻折至△ABC所在平面内得到△ABP,点H是AP的中点,点K是线段PF上一点,将△PHK沿直线HK翻折至△PHK所在平面内得到△QHK,连接PQ.在点D,E运动过程中,当线段PF取得最小值,且QK⊥PF时,请直接写出的值.
【答案】(1)60°;
(2)结论:BF+CF=2CN.
(3).
【解答】解:(1)如图1中,在射线CD上取一点K,使得CK=BE,
在△BCE和△CBK中,
,
∴△BCE≌△CBK(SAS),
∴BK=CE,∠BEC=∠BKD,
∵CE=BD,
∴BD=BK,
∴∠BKD=∠BDK=∠ADC=∠CEB,
∵∠BEC+∠AEF=180°,
∴∠ADF+∠AEF=180°,
∴∠A+∠EFD=180°,
∵∠A=60°,
∴∠EFD=120°,
∴∠CFE=180°﹣120°=60°;
(2)结论:BF+CF=2CN.
理由:如图2中,∵AB=AC,∠A=60°,
∴△ABC是等边三角形,
∴AB=CB,∠A=∠CBD=60°,
∵AE=BD,
∴△ABE≌△BCD(SAS),
∴∠BCF=∠ABE,
∴∠FBC+∠BCF=60°,
∴∠BFC=120°,
如图2﹣1中,延长CN到Q,使得NQ=CN,连接FQ,
∵NM=NF,∠CNM=∠FNQ,CN=NQ,
∴△CNM≌△QNF(SAS),
∴FQ=CM=BC,
延长CF到P,使得PF=BF,则△PBF是等边三角形,
∴∠PBC+∠PCB=∠PCB+∠FCM=120°,
∴∠PFQ=∠FCM=∠PBC,
∵PB=PF,
∴△PFQ≌△PBC(SAS),
∴PQ=PC,∠CPB=∠QPF=60°,
∴△PCQ是等边三角形,
∴BF+CF=PC=QC=2CN.
证法二:延长MC到P,使得CP=CM,连接PB,PF,延长FC到Q,使得CQ=BF.
∵FN=MN,CP=CM,
∴PF=2CN,
∵CB=CM=CP,∠BCP=180°﹣60°﹣60°=60°,
∴△BCP是等边三角形,
∴∠BPC+∠BFC=180°,
∴∠PBF+∠PCF=180°,
∵∠PCQ+∠PCF=180°,
∴∠PBF=∠PCQ,
∴PB=PC,BF=CQ,
∴△PBF≌△PCQ(SAS),
∴PF=PQ,∠BPF=∠QPC,
∴∠QPF=∠BPC=60°,
∴△PQF是等边三角形,
∴FQ=CF+CQ=CF+BF=2CN;
(3)由(2)可知∠BFC=120°,
∴点F的运动轨迹为红色圆弧(如图3﹣1中),
∴P,F,O三点共线时,PF的值最小,
此时tan∠APK==,
∴∠HPK>45°,
∵QK⊥PF,
∴∠PKH=∠QKH=45°,
如图3﹣2中,过点H作HL⊥PK于点L,设PQ交KH题意点J,设HL=LK=2,PL=,PH=,KH=2,
∵S△PHK=•PK•HL=•KH•PJ,
∴PQ=2PJ=2×=2+
∴==.
8.(2021•重庆)在△ABC中,AB=AC,D是边BC上一动点,连接AD,将AD绕点A逆时针旋转至AE的位置,使得∠DAE+∠BAC=180°.
(1)如图1,当∠BAC=90°时,连接BE,交AC于点F.若BE平分∠ABC,BD=2,求AF的长;
(2)如图2,连接BE,取BE的中点G,连接AG.猜想AG与CD存在的数量关系,并证明你的猜想;
(3)如图3,在(2)的条件下,连接DG,CE.若∠BAC=120°,当BD>CD,∠AEC=150°时,请直接写出的值.
【答案】(1);
(2)AG=CD,证明过程见解答部分;
(3).
【解答】解:(1)连接CE,过点F作FQ⊥BC于Q,
∵BE平分∠ABC,∠BAC=90°,
∴FA=FQ,
∵AB=AC,
∴∠ABC=∠ACB=45°,
∴FQ=CF,
∵∠BAC+∠DAE=180°,
∴∠DAE=∠BAC=90°,
∴∠BAD=∠CAE,
由旋转知,AD=AE,
∴△ABD≌△ACE(SAS),
∴BD=CE=2,∠ABD=∠ACE=45°,
∴∠BCE=90°,
∴∠CBF+∠BEC=90°,
∵BE平分∠ABC,
∴∠ABF=∠CBF,
∴∠ABF+∠BEC=90°,
∵∠BAC=90°,
∴∠ABF+∠AFB=90°,
∴∠AFB=∠BEC,
∵∠AFB=∠CFE,
∴∠BEC=∠CFE,
∴CF=CE=2,
∴AF=FQ=CF=;
(2)AG=CD,
理由:延长BA至点M,使AM=AB,连接EM,
∵G是BE的中点,
∴AG=ME,
∵∠BAC+∠DAE=∠BAC+∠CAM=180°,
∴∠DAE=∠CAM,
∴∠DAC=∠EAM,
∵AB=AM,AB=AC,
∴AC=AM,
∵AD=AE,
∴△ADC≌△AEM(SAS),
∴CD=EM,
∴AG=CD;
(3)如图3,连接DE,AD与BE的交点记作点N,
∵∠BAC+∠DAE=180°,∠BAC=120°,
∴∠DAE=60°,
∵AD=AE,
∴△ADE是等边三角形,
∴AE=DE,∠ADE=∠AED=60°,
∵∠AEC=150°,
∴∠DEC=∠AEC﹣∠AED=90°,
在△ABC中,AB=AC,∠BAC=120°,
∴∠ACB=∠ABC=30°,
∵∠AEC=150°,
∴∠ABC+∠AEC=180°,
∴点A,B,C,E四点共圆,
∴∠BEC=∠BAC=120°,
∴∠BED=∠BEC﹣∠DEC=30°,
∴∠DNE=180°﹣∠BED﹣∠ADE=90°,
∵AE=DE,
∴AN=DN,
∴BE是AD的垂直平分线,
∴AG=DG,BA=BD=AC,
∴∠ABE=∠DBE=∠ABC=15°,
∴∠ACE=∠ABE=15°,
∴∠DCE=45°,
∵∠DEC=90°,
∴∠EDC=45°=∠DCE,
∴DE=CE,
∴AD=DE,
设AG=a,则DG=a,
由(2)知,AG=CD,
∴CD=2AG=2a,
∴CE=DE=CD=a,
∴AD=a,
∴DN=AD=a,
过点D作DH⊥AC于H,
在Rt△DHC中,∠ACB=30°,CD=2a,
∴DH=a,
根据勾股定理得,CH=a,
在Rt△AHD中,根据勾股定理得,AH==a,
∴AC=AH+CH=a+a,
∴BD=a+a,
∴==.
六.相似形综合题(共1小题)
9.(2023•重庆)在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠B=60°,点D为线段AB上一动点,连接CD.
(1)如图1,若AC=9,BD=,求线段AD的长;
(2)如图2,以CD为边在CD上方作等边△CDE,点F是DE的中点,连接BF并延长,交CD的延长线于点G.若∠G=∠BCE,求证:GF=BF+BE;
(3)在CD取得最小值的条件下,以CD为边在CD右侧作等边△CDE.点M为CD所在直线上一点,将△BEM沿BM所在直线翻折至△ABC所在平面内得到△BNM.连接AN,点P为AN的中点,连接CP,当CP取最大值时,连接BP,将△BCP沿BC所在直线翻折至△ABC所在平面内得到△BCQ,请直接写出此时的值.
【答案】(1)AD=5;
(2)证明见解答过程;
(3).
【解答】(1)解:在Rt△ABC中,∠ACB=90°,
∵∠B=60°,AC=9,
∴BC==3,AB=2BC=6
∵BD=,
∴AD=AB﹣BD=5;
(2)证明:取AB的中点O,连接OC,如图:
在Rt△ABC 中,点O为斜边AB的中点,
∴OC=OB,
∵∠ABC=60°,
∴△BOC为等边三角形,
∴CO=CB,∠OCB=∠BOC=60°,
∴∠DOC=120°,
∵△CDE为等边三角形,
∴CD=CE,∠DCE=60°,
∴∠DCE=∠OCB=60°,即∠OCD+∠OCE=∠OCE+∠BCE,
∴∠OCD=∠BCE,
在△OCD和△BCE 中,
,
∴△OCD≌△BCE(SAS),
∴∠EBC=∠DOC=120°,
∴∠OCB+∠EBC=180°,
∴OC∥BE,
在GF上截取HF=BF,连接DH,
∵点F是DE的中点,
∴FE=FD.
在△BEF和△HDF中,
,
∴△BEF≌△HDF(SAS),
∴BE=HD,∠BEF=∠HDF,
∴DH∥BE,
∴DH∥OC,
∴∠HDG=∠OCD,
又∠G=∠BCE,
∴∠G=∠HDG,
∴HG=HD,
∴HG=BE,
∴GF=HG+FH=BE+BF;
(3)解:取AB的中点S,连接PS,如图:
在CD取得最小值时,CD⊥AB,
设AB=4a,则BC=2a,AC=2a,
∵2S△ABC=AC•BC=AB•CD,
∴CD==a,BD=BC=a,
∵△CDE是等边三角形,
∴∠DCE=60°,CD=CE,
∴∠BCE=∠DCE﹣∠DCB=60°﹣30°=30°=∠DCB,
∵BC=BC,
∴△BCD≌△BCE(SAS),
∴BD=BE=a,
∵将△BEM沿BM所在直线翻折至△ABC所在平面内得到△BNM,
∴BE=BN=a,
∴N的运动轨迹是以B为圆心,a为半径的圆,
∵点P为AN的中点,S为AB的中点,
∴PS=BN=a,
∴P的运动轨迹是以S为圆心,a为半径的圆,
当CP最大时,C,P,S三点共线,过P作PT⊥AC于T,过N作NR⊥AC于R,如图:
∵S是AB中点,
∴BS=AS=CS=AB=2a,
∵∠ABC=60°,
∴△BSC是等边三角形,
∴∠PCB=60°,BC=CS=2a,
∴∠PCA=30°,
∵CP=CS+PS=2a+a=a,
∴PT=CP=a,CT=PT=a,
∴AT=AC﹣CT=a,
连接PQ交NR于W,如图:
∵将△BCP沿BC所在直线翻折至△ABC所在平面内得到△BCQ,
∴PQ⊥BC,
∵AC⊥BC,
∴PQ∥AC,即PW∥AR,
∵P为AN中点,
∴PW是△ANR的中位线,
∴NW=RW=NR,
同理可得PT是△ANR的中位线,
∴PT=NR,
∴PT=NW=RW=a,PW=AR=AT=a,
∵将△BCP沿BC所在直线翻折至△ABC所在平面内得到△BCQ,
∴∠QCB=∠PCB=60°,CP=CQ,
∴∠QCP=120°,
∴PQ=CP=a,
∴WQ=PQ﹣PW=a﹣a=a,
∴NQ===a,
∴==.
七.解直角三角形的应用-方向角问题(共1小题)
10.(2023•重庆)为了满足市民的需求,我市在一条小河AB两侧开辟了两条长跑锻炼线路,如图:①A﹣D﹣C﹣B;②A﹣E﹣B.经勘测,点B在点A的正东方,点C在点B的正北方10千米处,点D在点C的正西方14千米处,点D在点A的北偏东45°方向,点E在点A的正南方,点E在点B的南偏西60°方向.(参考数据:≈1.41,≈1.73)
(1)求AD的长度.(结果精确到1千米)
(2)由于时间原因,小明决定选择一条较短线路进行锻炼,请计算说明他应该选择线路①还是线路②?
【答案】(1)AD的长度约为14千米;
(2)小明应该选择线路①,理由见解析.
【解答】解:(1)过D作DF⊥AE,垂足为F,
由题意得:四边形ABCF是矩形,
∴AF=BC=10千米,
在Rt△ADF中,∠DAF=45°,
∴AD===10≈10×1.41≈14(千米).
∴AD的长度约为14千米;
(2)小明应该选择线路①,
理由:在Rt△ADF中,∠DAF=45°,AF=10千米,
∴∠ADF=45°=∠DAF,
∴DF=AF=10千米,
在Rt△ABE中,∠ABE=90°﹣60°=30°,AB=DF+CD=24千米,
∴AE=AB•tan30°=24×=8(千米),
EB=2AE=16千米,
按路线①A﹣D﹣C﹣B走的路程为AD+DC+CB=14+14+10=38(千米)
按路线②A﹣E﹣B走的路程为AE+EB=8+16≈24×1.73=41.52(千米)
∵38千米<41.52千米,
∴小明应该选择线路①.
八.频数(率)分布直方图(共1小题)
11.(2023•重庆)为了解A、B两款品质相近的智能玩具飞机在一次充满电后运行的最长时间,有关人员分别随机调查了A、B两款智能玩具飞机各10架,记录下它们运行的最长时间(分钟),并对数据进行整理、描述和分析(运行最长时间用x表示,共分为三组:合格60≤x<70,中等70≤x<80,优等x≥80),下面给出了部分信息:
A款智能玩具飞机10架一次充满电后运行最长时间是:60,64,67,69,71,71,72,72,72,82.
B款智能玩具飞机10架一次充满电后运行最长时间属于中等的数据是:70,71,72,72,73.
两款智能玩具飞机运行最长时间统计表
类别
A
B
平均数
70
70
中位数
71
b
众数
a
67
方差
30.4
26.6
根据以上信息,解答下列问题:
(1)上述图表中a= 72 ,b= 70.5 ,m= 10 ;
(2)根据以上数据,你认为哪款智能玩具飞机运行性能更好?请说明理由(写出一条理由即可);
(3)若某玩具仓库有A款智能玩具飞机200架、B款智能玩具飞机120架,估计两款智能玩具飞机运行性能在中等及以上的共有多少架?
【答案】(1)72,70.5,10;
(2)A款智能玩具飞机运行性能更好,理由见解答(答案不唯一);
(3)192架.
【解答】解:(1)A款智能玩具飞机10架一次充满电后运行最长时间中,72出现的次数最多,故众数a=72,
把B款智能玩具飞机10架一次充满电后运行最长时间从小到大排列,排在中间的两个数是70和71,故中位数b==70.5,
m%=1﹣50%﹣40%=10%,即m=10.
故答案为:72,70.5,10;
(2)A款智能玩具飞机运行性能更好,理由如下:
虽然两款智能玩具飞机运行最长时间的平均数相同,但A款智能玩具飞机运行最长时间的中位数和众数均高于B款智能玩具飞机,所以A款智能玩具飞机运行性能更好;(答案不唯一);
(3)200×+120×(1﹣40%)=120+72=192(架),
答:估计两款智能玩具飞机运行性能在中等及以上的大约共有192架.
九.整数问题的综合运用(共1小题)
12.(2022•重庆)若一个四位数M的个位数字与十位数字的平方和恰好是M去掉个位与十位数字后得到的两位数,则这个四位数M为“勾股和数”.
例如:M=2543,∵32+42=25,∴2543是“勾股和数”;
又如:M=4325,∵52+22=29,29≠43,∴4325不是“勾股和数”.
(1)判断2022,5055是否是“勾股和数”,并说明理由;
(2)一个“勾股和数”M的千位数字为a,百位数字为b,十位数字为c,个位数字为d,记G(M)=,P(M)=.当G(M),P(M)均是整数时,求出所有满足条件的M.
【答案】(1)2022 不是“勾股和数”,5055 是“勾股和数”;
(2)8109或8190或4536或4563.
【解答】解:(1)∵22+22=8,8≠20,
∴2022 不是“勾股和数”,
∵52+52=50,
∴5055 是“勾股和数”;
(2)∵M为“勾股和数”,
∴10a+b=c2+d2,
∴0<c2+d2<100,
∵G(M)为整数,为整数,
∴c+d=9,
∴P(M)==为整数,
∴c2+d2=81﹣2cd为3的倍数,
∴cd为3的倍数.
∴①c=0,d=9或c=9,d=0,此时M=8109或8190;
②c=3,d=6或c=6,d=3,此时M=4536或4563.
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