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沪教版九年级上册数学专题训练专题03锐角三角函数之正切重难点专练(原卷版+解析)
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这是一份沪教版九年级上册数学专题训练专题03锐角三角函数之正切重难点专练(原卷版+解析),共72页。试卷主要包含了单选题,解答题,填空题等内容,欢迎下载使用。
第I卷(选择题)
一、单选题
1.(2023·上海九年级单元测试)如图,A,B,C,三点在正方形网格线的交点处,若将绕着点A逆时针旋转得到,则的值为( )
A.B.C.D.
第II卷(非选择题)
二、解答题
2.(2023·上海九年级专题练习)如图,中,,,,点为斜边的中点,,交边于点,点为射线上的动点,点为边上的动点,且运动过程中始终保持.
(1)求证:;
(2)设,,求关于的函数解析式,并写出该函数的定义域;
(3)连接,交线段于点,当为等腰三角形时,求线段的长.
3.(2023·上海奉贤区·九年级二模)如图,已知扇形AOB的半径OA=4,∠AOB=90°,点C、D分别在半径OA、OB上(点C不与点A重合),联结CD.点P是弧AB上一点,PC=PD.
(1)当ct∠ODC=,以CD为半径的圆D与圆O相切时,求CD的长;
(2)当点D与点B重合,点P为弧AB的中点时,求∠OCD的度数;
(3)如果OC=2,且四边形ODPC是梯形,求的值.
4.(2023·上海九年级专题练习)如图,在矩形ABCD中,AB=8,BC=12,点E在AB上,AE=5,P是AD上一点,将矩形沿PE折叠,点A落在点处.连接AC,与PE相交于点F,设AP=x.
(1)AC= ;
(2)若点在∠BAC的平分线上,求FC的长;
(3)求点,D距离的最小值,并求此时tan∠APE的值;
(4)若点在△ABC的内部,直接写出x的取值范围.
5.(2023·上海九年级专题练习)在平面直角坐标系中,点的坐标为,经过点的抛物线与轴相交于点,顶点为.
(1)求的正弦值;
(2)将此抛物线向上平移,所得新抛物线的顶点为,且与相似,求平移后的新抛物线的表达式.
6.(2023·上海九年级专题练习)在平面直角坐标系中,抛物线经过点,顶点为点B,对称轴为直线,且对称轴与x轴交于点C.直线,经过点A,与线段交于点E.
(1)求抛物线的表达式;
(2)联结、.当的面积为3时,求直线的表达式;
(3)在(2)的条件下,设点D为y轴上的一点,联结、,当时,求的余切值.
7.(2023·上海九年级专题练习)如图,已知正方形,点M为射线上的动点,射线交于E交射线于F,过点C作交于点Q.
(1)当时,求的长.
(2)当M在线段上时,若,求的长.
(3)①当时,作点D关于的对称点N,求的值.
②若,直接写出与的面积比_______.
8.(2023·上海市民办嘉一联合中学九年级月考)如图,矩形中,是边上的一动点,联结、,过点作射线交线段的延长线于点,交边于点,且使得,如果,,,
(1)求关于的函数解析式,并写出它的定义域;
(2)当时,求 ;
(3)如果是以为底角的等腰三角形,求的长
9.(2023·上海九年级专题练习)如图,将抛物线平移后,新抛物线经过原抛物线的顶点,新抛物线与轴正半轴交于点,联结,,设新抛物线与轴的另一交点是,新抛物线的顶点是.
(1)求点的坐标;
(2)设点在新抛物线上,联结,如果平分,求点的坐标;
(3)在(2)的条件下,将抛物线沿轴左右平移,点的对应点为,当和相似时,请直接写出平移后得到抛物线的表达式.
10.(2023·上海九年级专题练习)如图,在中,,,点为边上的一个动点(点不与点、点重合).以为顶点作,射线交边于点,过点作交射线于点.
(1)求证:;
(2)当平分时,求的长;
(3)当是等腰三角形时,求的长.
11.(2023·上海九年级专题练习)如图,在平面直角坐标系xOy中,直线与x轴、y轴分别交于点A、B.抛物线(a≠0)经过点A,且与y轴相交于点C,∠OCA=∠OAB.
(1)求直线AB的表达式;
(2)如果点D在线段AB的延长线上,且AD=AC.求经过点D的抛物线的表达式;
(3)如果抛物线的对称轴与线段AB、AC分别相交于点E、F,且EF=1,求此抛物线的顶点坐标.
12.(2023·上海九年级专题练习)如图,已知在等腰中,,,,垂足为F,点D是边AB上一点(不与A,B重合)
(1)求边BC的长;
(2)如图2,延长DF交BC的延长线于点G,如果,求线段AD的长;
(3)过点D作,垂足为E,DE交BF于点Q,连接DF,如果和相似,求线段BD的长.
13.(2023·上海九年级专题练习)如图,在中,点是的中点,点是边上的动点,交射线于点,
(1)求和的长;
(2)当时,求的长;
(3)联结,当和相似时,求的长.
14.(2023·上海九年级专题练习)如图,在中,,点是边延长线上的一点,,垂足为的延长线交的平行线于点,联结交于点.
(1)当点是中点时,求的值;
(2)设,求关于的函数关系式;
(3)当与相似时,求线段的长.
15.(2023·上海市民办新北郊初级中学九年级期中)若二次函数图像与坐标轴有三个交点,我们把以交点为顶点的三角形叫做二次函数交轴三角形,已知抛物线与轴交于点(点在点的左侧),与轴交于点,交轴三角形的面积为.
(1)求抛物线的对称轴及表达式
(2)若点在轴上方的抛物线上,且.求点的坐标.
(3)在(2)的条件下,过作射线交线段于点,使得,连结.试问与是否垂直,请通过计算说明.
16.(2023·上海市西南模范中学九年级月考)在中,,,,是斜边上一点,过点作,垂足为,的延长线交于点.
(1)当时,求线段的长;
(2)当时,求线段的长.
17.(2023·上海九年级专题练习)在平面直角坐标系xOy中(如图),已知点A在x轴的正半轴上,且与原点的距离为3,抛物线y=ax2﹣4ax+3(a≠0)经过点A,其顶点为C,直线y=1与y轴交于点B,与抛物线交于点D(在其对称轴右侧),联结BC、CD.
(1)求抛物线的表达式及点C的坐标;
(2)点P是y轴的负半轴上的一点,如果△PBC与△BCD相似,且相似比不为1,求点P的坐标;
(3)将∠CBD绕着点B逆时针方向旋转,使射线BC经过点A,另一边与抛物线交于点E(点E在对称轴的右侧),求点E的坐标.
三、填空题
18.(2023·上海杨浦区·九年级二模)如图,已知在正方形网格中,点A、B、C、D在小正方形的顶点上,线段AB与线段CD相交于点O,那么tan∠AOC=_____.
19.(2023·上海九年级专题练习)如图,四边形ABCD是边长为2的正方形,E是BC边的中点,F是直线DE上的动点.连接CF,将线段CF逆时针旋转90°得到CG,连接EG,则EG的最小值是_____.
20.(2023·上海金山区·九年级一模)已知在中,,,,以点为直角顶点的的顶点在的延长线上,交的延长线于点,若,,那么的长等于______.
21.(2023·上海九年级专题练习)如图,在中,是的角平分线,将绕点旋转,如果点落在射线上,点落在点处,连接ED,那么的正切值为_______________________.
22.(2023·上海九年级专题练习)在中,,,点、分别是边、的中点,已知点在线段上,联结,将线段绕点逆时针旋转90°得到线段,如果点、、在同一直线上,那么______.
23.(2023·青浦区实验中学八年级期中)如图,的顶点在轴上,顶点在反比例函数的图像上,且斜边与轴的夹角为,那么点的坐标是___________.
24.(2023·上海九年级专题练习)已知如图,正方形ABCD的边长为4,取AB边上的中点E,连接CE,过点B作BF⊥CE于点F,连接DF.过点A作AH⊥DF于点H,交CE于点M,交BC于点N,则MN=_____.
25.(2023·上海九年级专题练习)如图,已知在平行四边形ABCD中,AB=10,BC=15,tan∠A=,点P是边AD上一点,联结PB,将线段PB绕着点P逆时针旋转90°得到线段PQ,如果点Q恰好落在平行四边形ABCD的边上,那么AP的值是_____.
专题03 锐角三角函数之正切重难点专练(解析版)
第I卷(选择题)
一、单选题
1.(2023·上海九年级单元测试)如图,A,B,C,三点在正方形网格线的交点处,若将绕着点A逆时针旋转得到,则的值为( )
A.B.C.D.
答案:B
分析:
过C点作CD⊥AB,垂足为D,根据旋转性质可知,∠B′=∠B,把求tanB′的问题,转化为在Rt△BCD中求tanB.
【详解】
过C点作,垂足为D
则根据旋转性质可知,
在中,
所以
故选B.
【点睛】
本题考查了旋转的性质,旋转后对应角相等;三角函数的定义及三角函数值的求法.
第II卷(非选择题)
二、解答题
2.(2023·上海九年级专题练习)如图,中,,,,点为斜边的中点,,交边于点,点为射线上的动点,点为边上的动点,且运动过程中始终保持.
(1)求证:;
(2)设,,求关于的函数解析式,并写出该函数的定义域;
(3)连接,交线段于点,当为等腰三角形时,求线段的长.
答案:(1)证明见解析;(2);(3)或.
分析:
(1)根据,得,,即可得.
(2)先根据相似三角形的性质、中点性质以及锐角三角函数的概念得出,求出,再根据,列出函数关系式,化简即可.
(3)先证,再分3种情况讨论,分别求出AP的长.
【详解】
解:(1)∵,,
∴∠ADP+∠PDE=90°,∠EDQ+∠PDE=90°,
∴,
∵,,
∴∠A+∠B=90°,∠B+∠DEQ=90°,
∴,
∴.
(2)∵,
∴,
∵点为斜边的中点,
∴,
∴,
∵,AC=6,BC=8,
∴在中,,,
∵D为AB中点,
∴BD=5,DE=,
∴BE=,
∵,
∴,
∵=y,
∴.
(3)∵,
∴,
∵∠PDF+∠EDQ=90°,∠BDQ+∠EDQ=90°,
∴,
∴,
∴为等腰三角形时,亦为等腰三角形,
①若,则∠QDB=∠B,
∵∠QDB+∠EDQ=90°,∠B+∠DEB=90°,
∴∠DEB=∠EDQ,
∴DQ=QE,
∴点Q为BE中点,
∴y=BQ==BE=,
解得:.
②若,则=5
∴y=,
解得:.
③若,
∵连接,交线段于点
∴点Q在线段BE上,
∴∠BDQ≤90°,
∵AC0,
点P在抛物线上,过p作PD⊥x轴于D(x,0),
∴AD=x+2,
y= x2−x−4,
由tan∠PAB=,
∴2y=x+2,
∴x2-3x-10=0,
∴(x-5)(x+2)=0,
∴x=5,
∴y=,
∴P(5,),
(3)设CE交x轴于点G,过G作GH⊥BC于H ,EM⊥x轴于M,
∠PAB=∠ECB,
由tan∠PAB=tan∠ECB =,
由OC=4,OB=4,
∴OC=OB=4,
∴∠OBC=45º,
∴GH=BH,
在Rt△OCB中,由勾股定理得,CB=4,
由BH:CH=1:2,
∴GH=HB=,
∴GB==,
∴G(,0),
设CG解析式为y=kx+b,AP解析式为y=k1x+b1,
y=kx+b过C(0,-4)、G(,0)两点,则y=3x-4,
y=k1x+b1过A(-2,0)、P(5,)两点,则y=,
联立得,
解得,
∴E(2,2),
∴EM=2,BM=4-2=2,
∴EM=BM,
∴∠MBE=45º,
∴∠EBC=∠CBO+∠EBM=45º+45º=90º,
∴EB⊥BC.
【点睛】
本题考查对称轴,抛物线解析式,tan∠PAB=的点P坐标与EB⊥BC,涉及知识较多,掌握对称轴公式,待定系数法求解析式,会利用正切比求坐标,,通过数形结合与图中的相关信息,确定相确定△OBC与△EMB为等腰直角三角形,为解题关键.
16.(2023·上海市西南模范中学九年级月考)在中,,,,是斜边上一点,过点作,垂足为,的延长线交于点.
(1)当时,求线段的长;
(2)当时,求线段的长.
答案:(1);(2)或AD=.
分析:
(1)先求出AC,BC的长,证出∠CAF=∠BCD,再得到∠CAF和∠BCD的三角函数值都与∠BCD的三角函数值相等,进一步得到BF的长;
(2)分两种情况①当点F在线段BC上时,根据三角函数值相等得到比例式,进而得到方程,求出BG的长,再由平行得到△ACD和△BDG相似从而得到相似比,得出方程求出AD的长;②当点F在CB的延长线上时,方法可参照①.
【详解】
解:(1)在△ABC中,∠ACB=90°,AB=5,sin∠CAB=,
∴BC=4,AC=3,
∵AE⊥CD,∠ACB=90°,
∴∠BCD+∠AFC=90°,∠AFC+∠CAF=90°,
∴∠CAF=∠BCD
∴tan∠CAF=tan∠BCD=,
又∵∠ACB=90°,AC=3,
∴CF=,BF=;
(2)①如图1中,当点F在线段BC上时,过点B作BG//AC,交CD延长线于点G,
∵tan∠CAF=tan∠BCD,
∴=,即,
∴BG=,
∵BG//AC,
∴∠ACD=∠G,∠CAD=∠DBG,
∴△BGD∽△ACD
∴,即,
∴AD=.
②如图2中,当点F在CB延长线上时,过点B作BG//AC,交CD延长线于点G,
∵tan∠CAF=tan∠BCD,
∴,即,
∴BG=7,
∵BG//AC,
∴∠ACD=∠G,∠CAD=∠DBG,
∴△BGD∽△ACD
∴,即
∴AD=.
【点睛】
本题考查三角形的三角函数的应用、相似的判定与性质,用到了分类讨论的思想,转化为方程去思考是解题的关键,本题是一道难度较大的综合题.
17.(2023·上海九年级专题练习)在平面直角坐标系xOy中(如图),已知点A在x轴的正半轴上,且与原点的距离为3,抛物线y=ax2﹣4ax+3(a≠0)经过点A,其顶点为C,直线y=1与y轴交于点B,与抛物线交于点D(在其对称轴右侧),联结BC、CD.
(1)求抛物线的表达式及点C的坐标;
(2)点P是y轴的负半轴上的一点,如果△PBC与△BCD相似,且相似比不为1,求点P的坐标;
(3)将∠CBD绕着点B逆时针方向旋转,使射线BC经过点A,另一边与抛物线交于点E(点E在对称轴的右侧),求点E的坐标.
答案:(1)y=x2﹣4x+3,C(2,﹣1);(2)P(0,4﹣7);(3)E(4,3)
分析:
(1)把点A的坐标代入抛物线的解析式中可得:a的值,从而得抛物线的解析式,配方得顶点C的坐标;
(2)根据∠DBC=∠PBC=45°,且相似比不为1,所以只能△CBP∽△DBC,列比例式可得BP的长,从而得点P的坐标;
(3)连接AC,过E作EH⊥BD于H,先根据勾股定理的逆定理证明△ABC是等腰直角三角形,且∠ACB=90°,由等角三角函数得tan∠ABC=tan∠EBD== ,设EH=m,则BH=2m,表示E(2m,m+1),代入抛物线的解析式,可得结论.
【详解】
解:(1)∵点A在x轴的正半轴上,且与原点的距离为3,
∴A(3,0),
把A(3,0)代入抛物线y=ax2﹣4ax+3中得:0=9a﹣12a+3,
∴a=1,
∴抛物线的表达式为:y=x2﹣4x+3,
y=x2﹣4x+3=(x﹣2)2﹣1,
∴C(2,﹣1);
(2)当y=1时,x2﹣4x+3=1,
解得:x1=2﹣,x2=2+,
由题意得:D(2+,1),
∵B(0,1),C(2,﹣1),
∴BC==2,BD=2+,
∵∠DBC=∠PBC=45°,且相似比不为1,
只能△CBP∽△DBC,
∴,即,
∴BP=8﹣4,
∴P(0,4﹣7);
(3)连接AC,过E作EH⊥BD于H,
由旋转得:∠CBD=∠ABE,
∴∠EBD=∠ABC,
∵AB2=32+12=10,BC2=22+22=4,AC2=12+12=2,
∴AB2=BC2+AC2,
∴△ABC是等腰直角三角形,且∠ACB=90°,
∴tan∠ABC==,
∴tan∠EBD==,
设EH=m,则BH=2m,
∴E(2m,m+1),
∵点E在抛物线上,
∴(2m)2﹣4×2m+3=m+1,
4m2﹣9m+2=0,
解得:m1=2,m2=(舍),
∴E(4,3).
【点睛】
本题考查的是二次函数的综合应用,结合的相似三角形、三角函数表示等知识点,综合理解能力要求比较高。
三、填空题
18.(2023·上海杨浦区·九年级二模)如图,已知在正方形网格中,点A、B、C、D在小正方形的顶点上,线段AB与线段CD相交于点O,那么tan∠AOC=_____.
答案:3
分析:
如图,取格点E、F,连接AE、AF、BE,通过计算得到等腰三角形△ABE,利用等腰三角形的三线合一得出AF⊥BE,接着推出∠AOC=∠ABF.在Rt△ABF中,由勾股定理求出两直角边的长,再依据正切值的意义可求解.
【详解】
解:如图,取格点E、F,连接AE、AF、BE,可知AF经过点C,BE经过点F,
设网格中的小正方形的边长为1,
则AE=AB=,
∵F是BE的中点,
∴AF⊥BE.
由题意:∠DCB=∠CBE=45°.
∴CD∥BE,
∴∠AOC=∠ABF.
∴tan∠AOC=tan∠ABF.
∵BF=,
AF=,
∴tan∠ABF=.
∴tan∠AOC=3.
故答案为:3.
【点睛】
本题考察了网格中的边和角的计算问题,涉及到了等腰三角形的性质、勾股定理、三角函数等知识,要求学生能挖掘出图中的隐含条件,构造直角三角形,利用正切公式求出角的正切值,本题蕴含了数形结合的思想方法.
19.(2023·上海九年级专题练习)如图,四边形ABCD是边长为2的正方形,E是BC边的中点,F是直线DE上的动点.连接CF,将线段CF逆时针旋转90°得到CG,连接EG,则EG的最小值是_____.
答案:
分析:
如图,连接BG.由△CBG≌△CDF,推出∠CBG=∠CDF,因为∠CDF是定值,推出点G在射线BG上运动,且tan∠CBG=tan∠CDF==,根据垂线段最短可知,当EG⊥BG时,EG的长最短;
【详解】
解:如图,作射线BG.
∵四边形ABCD是正方形,
∴CB=CD,∠BCD=90°,
∵∠FCG=∠DCB=90°,
∴∠BCG+∠BCF=90°,∠DCF+∠BCF=90°,
∴∠BCG=∠DCF,
在△CBG和△CDF中
,
∴△CBG≌△CDF,
∴∠CBG=∠CDF,
∵∠CDF是定值,
∴点G在射线BG上运动,且tan∠CBG=tan∠CDF==,
根据垂线段最短可知,当EG⊥BG时,EG的长最短,
此时tan∠EBG==,设EG=m,则BG=2m,
在Rt△BEG中,
∵BE2=BG2+EG2,
∴1=m2+4m2,
∴m=(负根已经舍弃),
∴EG的最小值为,
故答案为.
【点睛】
本题考查了正方形的性子,旋转的性质,勾股定理,全等三角形的判定与性质,垂线段最短,以及锐角三角函数的知识,
20.(2023·上海金山区·九年级一模)已知在中,,,,以点为直角顶点的的顶点在的延长线上,交的延长线于点,若,,那么的长等于______.
答案:
分析:
根据题意画图,作AH⊥CE于H,根据得出,由等边对等角得,根据三角形的内角和可得出,得出AK=AC,利用等腰三角形三线合一得KH=CH,再证出AH为的中位线,可得出AK,AD的长,利用勾股定理求出AB,AB+AD即可得的长.
【详解】
解:如图,作AH⊥CE于H,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴AK=AC=2,
∵AH⊥CE,,
∴KH=CH,,
∴AH为的中位线,
∴A为DK的中点,DK=2AK=4,AD=AK=2,
∵,,,
∴AB=,
∴BD=AD+AB=.
故答案为:.
【点睛】
本题考查三角函数-正切,等腰三角形的判定和性质,三角形的中位线,勾股定理等知识,作垂线构造三角形的中位线是解题的关键.
21.(2023·上海九年级专题练习)如图,在中,是的角平分线,将绕点旋转,如果点落在射线上,点落在点处,连接ED,那么的正切值为_______________________.
答案:
分析:
如图,过点D作DG⊥AC于G,可得DG//BC,即可证明△AGD∽△ACB,可得,由CD是角平分线可得∠ACD=45°,可得CG=DG,进而可求出AG的长,根据勾股定理即可求出AD的长,根据旋转的性质可得AC′=AC,AE=AB,根据等腰三角形的性质可得∠CC′A=45°,可得∠CAC′=90°,可得旋转角为90°,可得∠DAE=90°,利用勾股定理可求出AB的长,根据正切的定义即可得答案.
【详解】
如图,过点D作DG⊥AC于G,
∵∠ACB=90°,
∴DG//BC,
∴△AGD∽△ACB,可得,
∵CD是角平分线,
∴∠ACD=45°,
∴CG=DG,
∵AC=3,AC=AG+CG,
∴+CG=3,即=3,
解得:DG=,
∴AG=,
∴AD==,
∵将绕点旋转,如果点落在射线上,
∴AC′=AC,AE=AB,
∴∠CC′A=∠ACD=45°,
∴∠CAC′=90°,
∴旋转角为90°,
∴∠DAE=90°,
∵AC=3,BC=4,
∴AB=5,
=.
故答案为:
【点睛】
本题考查旋转的性质、相似三角形的判定与性质及三角函数的定义,正确得出旋转角为90°并熟练掌握相关性质及定义是解题关键.
22.(2023·上海九年级专题练习)在中,,,点、分别是边、的中点,已知点在线段上,联结,将线段绕点逆时针旋转90°得到线段,如果点、、在同一直线上,那么______.
答案:或.
分析:
分两种情形:①当点D在线段PC上时,延长AD交BC的延长线于H.证明AD=DC即可解决问题.
【详解】
解:①如图2中,当点D在线段PC上时,延长AD交BC的延长线于H.
∵CE=EA,CF=FB,
∴EF∥AB,
∵AC=AB,∠ACB=90°
∴∠CEF=∠CAB=45°,
∵PD=PA,∠APD=90°
∴∠PAD=∠PDA=45°,
∴∠HDC=∠PDA=45°,
∵点是边的中点,
∴EA=EP=EC
∴∠EPC=∠CEP,
∵∠HDC=∠DCA+∠DAC=45°,
∠CEF=∠DCA+∠EPC=45°,
∴∠DAC=∠EPC=∠ECP,
∴DA=DC,设AP=a,则,
∴
∴
②如图3中,当点P在线段CD上时,
由①可知,EF∥AB,∠CAB=∠PDA=45°,
∴∠CAD=180°-∠ACD-45°,
∠COA=180°-∠ACO-45°
∴∠CAD=∠COA,
∵EF∥AB,
∴∠CPE=∠COA,
∴∠CPE=∠CAD,
∵点是边的中点,
∴EA=EP=EC
∴∠ECP=∠CPE,
∴∠ECP=∠CAD,
∴DA=DC,设AP=a,则PD=a,,
∴
∴
综上所述,的值是或.
【点睛】
本题考查了旋转变换,等腰直角三角形的性质,中位线的性质,外角的性质,三角形内角和,勾股定理和三角函数等知识,熟悉相关性质是解题的关键.
23.(2023·青浦区实验中学八年级期中)如图,的顶点在轴上,顶点在反比例函数的图像上,且斜边与轴的夹角为,那么点的坐标是___________.
答案:
分析:
由斜边与轴的夹角为,可求得直线的解析式为,联立求出点,设的长为,则,所以点坐标表示为代入反比例函数解析式求出来.
【详解】
解:设OA=m,
∵∠BOA=,∠BAO=90°,
∴AB==m,
∴B(m,m),设直线OB的解析式为y=kx,将点B的坐标代入,得到mk=m,
解得k=,
∴直线OB的解析式为y=x,
解方程,得到x=1或x=-1(舍去),
当x=1时,y=,
∴B(1,),
设的长为,则,
∴点坐标表示为,
将点D的坐标代入中,
∴,
解得,,
∵,故舍去,
∴D,
故答案为:.
【点睛】
此题考查了待定系数法求函数解析式,一次函数与反比例函数的交点,锐角三角函数,利用函数解析式求出点B的坐标是解题的关键.
24.(2023·上海九年级专题练习)已知如图,正方形ABCD的边长为4,取AB边上的中点E,连接CE,过点B作BF⊥CE于点F,连接DF.过点A作AH⊥DF于点H,交CE于点M,交BC于点N,则MN=_____.
答案:1
分析:
如图,延长DF交AB于P.首先证明EF:CF=1:4,由△ADP≌△BAN,推出BN=AP,DP=AN,由PE∥DC,推出PE:DC=EF:CF=1:4,推出PE=BP=1,再证明∠NCM=∠NMC即可解决问题;
【详解】
解:如图,延长DF交AB于P.
∵四边形ABCD是正方形,
∴AD=AB,∠ABN=∠DAP=90°,
∵AN⊥DP, ∴∠APD+∠PAH=90°,∠ANB+∠PAH=90°,
∴∠APD=∠ANB,
∴△ADP≌△BAN, ∴AN=DP, BN=AP,
∵BF⊥EC, ∴∠EBF+∠BEF=90°,∠BCE+∠BEC=90°,
∴∠EBF=∠BCE,
∴tan∠EBF=tan∠BCE= ,
∵AB=BC,BE=AE,
∴tan∠EBF=tan∠BCE=,
设EF=a,则BF=2a,CF=4a,
∵PE∥DC,
∴
∵CD=4, ∴PE=1,
∵BE=2, ∴PE=PB=1,
∴PF=BE=1,AP=3,
在Rt△ADP中,DP=
∴DF=4,BN=AP=3,CN=1,
∴BC=DF, ∴∠DFC=∠DCF,
∵∠BCE+∠DCF=90°,∠FMH+∠DFC=90°,∠FMH=∠NMC,
∴∠NCM=∠NMC,
∴MN=CN=1.
故答案为1.
【点睛】
本题考查正方形的性质、全等三角形的判定和性质、相似三角形的判定与性质、勾股定理、锐角三角函数等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造全等三角形解决问题,属于中考填空题掌握的压轴题.
25.(2023·上海九年级专题练习)如图,已知在平行四边形ABCD中,AB=10,BC=15,tan∠A=,点P是边AD上一点,联结PB,将线段PB绕着点P逆时针旋转90°得到线段PQ,如果点Q恰好落在平行四边形ABCD的边上,那么AP的值是_____.
答案:6或10
分析:
分情况解答:当点Q落在CD上时,作BE⊥AD于E,QF⊥AD交AD的延长线于F.设PE=x,通过证明△PBE≌△QPF,得出PE=QF=x,DF=x﹣1,由tan∠FDQ=tanA==,即可得出AP的值;当点Q落在AD上时,得出∠APB=∠BPQ=90°,由tanA=,即可得出AP的值;当点Q落在直线BC上时,作BE⊥AD于E,PF⊥BC于F.则四边形BEPF是矩形.由tanA==,可得出△BPQ是等腰直角三角形,此时求出BQ不满足题意,舍去.
【详解】
解:如图1中,当点Q落在CD上时,作BE⊥AD于E,QF⊥AD交AD的延长线于F.
设PE=x.
在Rt△AEB中,∵tanA==,AB=10,
∴BE=8,AE=6,
∵将线段PB绕着点P逆时针旋转90°得到线段PQ,
∴∠BPQ=90°,
∴∠EBP+∠BPE=∠BPE+∠FPQ=90°,
∴∠EBP=∠FPQ,
∵PB=PQ,∠PEB=∠PFQ=90°,
∴△PBE≌△QPF(AAS),
∴PE=QF=x,EB=PF=8,
∴DF=AE+PE+PF﹣AD=x﹣1,
∵CD∥AB,
∴∠FDQ=∠A,
∴tan∠FDQ=tanA==,
∴=,
∴x=4,
∴PE=4,
∴AP=6+4=10;
如图2,当点Q落在AD上时,
∵将线段PB绕着点P逆时针旋转90°得到线段PQ,
∴∠BPQ=90°,
∴∠APB=∠BPQ=90°,
在Rt△APB中,∵tanA==,AB=10,
∴AP=6;
如图3中,当点Q落在直线BC上时,作BE⊥AD于E,PF⊥BC于F.则四边形BEPF是矩形.
在Rt△AEB中,∵tanA==,AB=10,
∴BE=8,AE=6,
∴PF=BE=8,
∵△BPQ是等腰直角三角形,PF⊥BQ,
∴PF=BF=FQ=8,
∴PB=PQ=8,BQ=PB=16>15(不合题意舍去),
综上所述,AP的值是6或10,
故答案为:6或10.
【点睛】
本题主要考查旋转的性质,由正切求边长,正确画出图形,分情况解答是解题的关键.
相关试卷
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