2021年浙江省温州市瑞安市中考数学一模试卷(word版,含答案)
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这是一份2021年浙江省温州市瑞安市中考数学一模试卷(word版,含答案),共27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。
1.a的相反数为﹣3,则a等于( )
A.﹣3B.3C.±3D.
2.不等式2x﹣1≤3的解集在数轴上表示正确的是( )
A.B.
C.D.
3.在下面的四个几何体中,它们各自的主视图与左视图可能不相同的是( )
A. 长方体B. 正方体C. 圆柱D. 球
4.某校举行演讲比赛,计划在九年级选取1名主持人,报名情况为:九(1)班有2人报名,九(2)班有4人报名,九(3)班有6人报名.若从这12名同学中随机选取1名主持人,则九(1)班同学当选的概率是( )
A.B.C.D.
5.下列运算一定正确的是( )
A.2a+2a=2a2B.a2•a3=a6
C.(2a2)3=6a6D.(a+b)(a﹣b)=a2﹣b2
6.如图,在平面直角坐标系中,第一象限内的点P在射线OA上,OP=13,csα=,则点P的坐标为( )
A.(5,13)B.(5,12)C.(13,5)D.(12,5)
7.若反比例函数y=(k<0)的图象经过A(﹣2,a),B(﹣3,b),C(2,c)三点,则a,b,c的大小关系正确的是( )
A.a>b>cB.c>b>aC.a>c>bD.c>a>b
8.如图,BC与⊙O相切于点B,CO连接并延长后交⊙O于点A,连接AB,若∠BAC=36°,则∠C的度数为( )
A.36°B.24°C.18°D.15°
9.小明到文具店购买文具,他发现若购买4支钢笔、2支铅笔、1支水彩笔需要50元,若购买1支钢笔、3支铅笔、4支水彩笔也正好需要50元,则购买1支钢笔、1支铅笔、1支水彩笔需要( )
A.10元B.20元C.30元D.不能确定
10.如图,分别以正方形ABCD的两条边AD、CD为边向外作两个正三角形,即△ADG与△CDF,然后延长GA,FC交于点E,得到一个“镖型”ABCE.已知正方形ABCD的边长为2,则“镖型”ABCE的周长为( )
A.8+B.4+4C.4+4D.8+4
二、填空题(本题有6小题,每小题5分,共30分)
11.(5分)分解因式:2x2﹣2y2= .
12.(5分)若一个圆锥底面圆的半径为3,高为4,则这个圆锥的侧面积为 .
13.(5分)若一组数据6,x,3,5,4的众数是3,则这组数据的中位数是 .
14.(5分)如图,已知抛物线y=x2﹣2x+c与y轴交于点C,顶点为D,过点C作x轴的平行线CA与抛物线的另一个交点为A,过点A作y轴的平行线AB与射线OD交于B.若OA=OB,则c= .
15.(5分)数学兴趣小组计划测量公路上路灯的高度AB,准备了标杆CD,EF及皮尺,按如图竖直放置标杆CD与EF.已知CD=EF=2米,DF=2米,在路灯的照射下,标杆CD的顶端C在EF上留下的影子为G,标杆EF在地面上的影子是FH,测得FG=0.5米,FH=4米,则路灯的高度AB= 米.
16.(5分)如图甲是由一个正方形ABCD、一个矩形CEFG及一个圆组成,其中点B,C,E在同一水平线上,BC=CE=15,圆与AD切于点P,圆与CG切于点G,根据四边形的不稳定性由图甲变成图乙,两个四边形的形状发生改变,边长没有改变,此时,图乙中四边形CEFG的对角线GE⊥CE,圆的大小没有改变但位置发生移动,仍然与AD切于点P,圆与CG切于点H,且点H到AD的距离为4,则切点P在AD上移动的距离为 .
三、解答题(本题有8小题,共80分。解答需写出必要的文字说明,演算步骤或证明过程)
17.(10分)(1)计算:cs60°×()2;
(2)化简:(a+b)(a﹣b)+(a+b)2.
18.(8分)如图,点C,E,F,B在同一直线上,点A,D在BC异侧,AB∥CD,AE=DF,∠A=∠D.
(1)求证:AB=CD.
(2)若AB=CF,∠B=30°,求∠D的度数.
19.(8分)赵老师为了了解所教班级学生体育锻炼的具体情况,对本班部分学生进行了一个月的跟踪调查,然后将调查结果分成四类,A:优秀:B:良好:C:一般:D:较差,并将调查结果绘制成两幅不完整的统计图.
请根据统计图解答下列问题:
(1)在本次调查中,赵老师一共调查了 名学生,其中C类女生有 名,D类男生有 名;
(2)补全条形统计图和扇形统计图;
(3)在此次调查后,赵老师从被调查的A、D类学生中各选取一名同学,请求出所选的两名同学恰好都是女生的概率.
20.(8分)如图,在“7×7”的方格中,每个小正方形的边长均为1,线段AB的两个端点均在格点上(在小方格顶点上的点称为格点),按如下要求画图:
(1)在图1中画一个以线段AB为对角线的平行四边形ACBD,要求点C,D在格点上,平行四边形ACBD的面积为6;
(2)在图2中画一个以线段AB为边的平行四边形ABEF,要求点E,F在格点上,平行四边形ABEF有一个内角的度数为45°.
21.(10分)如图,直线y=﹣x+b与x轴,y轴分别交于A,B两点,点A的坐标为(6,0).在x轴的负半轴上有一点C(﹣4,0),直线AB上有一点D,且CD=OD.
(1)求b的值及点D的坐标;
(2)在线段AB上有一个动点P,点P的横坐标为a,作点P关于y轴的对称点Q,当点Q落在△CDO内(不包括边界)时,求a的取值范围.
22.(10分)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,D是边BC上一点,连接AD,△ACD的外接圆⊙O交AB于点E,点F是上一点,且,连接AF,DF.
(1)求证:∠ADF=∠B;
(2)若AC=4,CB=8,当点E是AB的中点时,求AF的长.
23.(12分)某牧场准备利用现成的一堵“7”字型的墙面(如图中粗线A﹣B﹣C表示墙面,已知AB⊥BC,AB=3米,BC=9米)和总长为36米的篱笆围建一个“日”形的饲养场BDEF(细线表示篱笆,饲养场中间GH也是用篱笆隔开),如图,点F可能在线段BC上,也可能在线段BC的延长线上.
(1)当点F在线段BC上时,
①设EF的长为x米,则DE= 米(用含x的代数式表示);
②若要求所围成的饲养场BDEF的面积为66平方米,求饲养场的宽EF;
(2)饲养场的宽EF为多少米时,饲养场BDEF的面积最大?最大面积为多少平方米?
24.(14分)如图1,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AB=10,BC=6.点P是AB上一个动点,以点P为圆心PA为半径作⊙P,交边AC于点D,连接PD并延长交BC的延长线于点E,以AC,CE为邻边作矩形ACEF,连接BD并延长交EF于点G.
(1)求证:PB=PE;
(2)如图2,当点F与点G重合时,求CE的长;
(3)当⊙P与△BEG的其中一边所在的直线相切时,求⊙P的半径;
(4)设△BPD的面积为S1,△EGD的面积为S2,当S1≥S2时,AP的取值范围是 .(直接写出结果)
2021年浙江省温州市瑞安市中考数学一模试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本题有10小题。每小题4分,共40分。每小题只有一个选项是正确的。不选、多选、错选,均不给分)
1.a的相反数为﹣3,则a等于( )
A.﹣3B.3C.±3D.
【分析】根据相反数的定义解答即可.
【解答】解:因为3的相反数是﹣3,所以a=3.
故选:B.
2.不等式2x﹣1≤3的解集在数轴上表示正确的是( )
A.B.
C.D.
【分析】先求出不等式的解集,再在数轴上表示出来即可.
【解答】解:移项得,2x≤3+1,
合并同类项得,2x≤4,
x的系数化为1得,x≤2.
在数轴上表示为:
.
故选:C.
3.在下面的四个几何体中,它们各自的主视图与左视图可能不相同的是( )
A. 长方体B. 正方体C. 圆柱D. 球
【分析】找出每一个简单几何体得主视图与左视图即可.
【解答】解:A、长方体的主视图是长方形,左视图是正方形,故此选项正确;
B、正方体主视图与左视图都是正方形,故此选项错误;
C、圆柱体主视图与左视图都是长方形,故此选项错误;
D、球主视图与左视图都是圆形,故此选项错误;
故选:A.
4.某校举行演讲比赛,计划在九年级选取1名主持人,报名情况为:九(1)班有2人报名,九(2)班有4人报名,九(3)班有6人报名.若从这12名同学中随机选取1名主持人,则九(1)班同学当选的概率是( )
A.B.C.D.
【分析】用一班的学生数除以所有报名学生数的和即可求得答案.
【解答】解:∵九(1)班有2人报名,九(2)班有4人报名,九(3)班有6人报名,
∴共有12名同学,
∵九(1)班有2名,
∴P==;
故选:D.
5.下列运算一定正确的是( )
A.2a+2a=2a2B.a2•a3=a6
C.(2a2)3=6a6D.(a+b)(a﹣b)=a2﹣b2
【分析】利用同底数幂的乘法,幂的乘方与积的乘法法则,平方差公式解题即可;
【解答】解:2a+2a=4a,A错误;
a2•a3=a5,B错误;
(2a2)3=8a6,C错误;
故选:D.
6.如图,在平面直角坐标系中,第一象限内的点P在射线OA上,OP=13,csα=,则点P的坐标为( )
A.(5,13)B.(5,12)C.(13,5)D.(12,5)
【分析】过点P作PE⊥x轴于点E.根据a的余弦值和OP,先求出OE,再利用勾股定理求出PE即可.
【解答】解:如图,过点P作PE⊥x轴于点E.
设点P的坐标为(x,y),
则OE=x,PE=y.
在Rt△OPE中,
∵csα==,OP=13,
∴OE=5.
∴PE==12.
∴P点的坐标为(5,12).
故选:B.
7.若反比例函数y=(k<0)的图象经过A(﹣2,a),B(﹣3,b),C(2,c)三点,则a,b,c的大小关系正确的是( )
A.a>b>cB.c>b>aC.a>c>bD.c>a>b
【分析】先根据反比例函数的解析式判断出函数图象所在的象限,再根据A、B、C三点横坐标的特点判断出三点所在的象限,由函数的增减性及四个象限内点的横纵坐标的特点即可解答.
【解答】解:∵反比例函数y=的系数k<0,
∴反比例函数的图象经过二、四象限,且y随x的增大而增大,
∵﹣3<﹣2,
∴a>b>0,
∵2>0,
∴c<0,
∴c<b<a.
故选:A.
8.如图,BC与⊙O相切于点B,CO连接并延长后交⊙O于点A,连接AB,若∠BAC=36°,则∠C的度数为( )
A.36°B.24°C.18°D.15°
【分析】连接OB,如图,先根据切线的性质得到∠OBC=90°,再根据圆周角定理得到∠BOC=2∠BAC=72°,然后利用互余计算∠C的度数.
【解答】解:连接OB,如图,
∵BC与⊙O相切于点B,
∴OB⊥BC,
∴∠OBC=90°,
∵∠BOC=2∠BAC=2×36°=72°,
∴∠C=90°﹣∠BOC=90°﹣72°=18°.
故选:C.
9.小明到文具店购买文具,他发现若购买4支钢笔、2支铅笔、1支水彩笔需要50元,若购买1支钢笔、3支铅笔、4支水彩笔也正好需要50元,则购买1支钢笔、1支铅笔、1支水彩笔需要( )
A.10元B.20元C.30元D.不能确定
【分析】设购买1支钢笔、1支铅笔、1支水彩笔分别需要x、y、z元,根据题意得:,①+②得:5x+5y+5z=100,所以x+y+z=20,从而确定正确的选项.
【解答】解:设购买1支钢笔、1支铅笔、1支水彩笔分别需要x、y、z元,
根据题意得:,
①+②得:
5x+5y+5z=100,
所以x+y+z=20,
故选:B.
10.如图,分别以正方形ABCD的两条边AD、CD为边向外作两个正三角形,即△ADG与△CDF,然后延长GA,FC交于点E,得到一个“镖型”ABCE.已知正方形ABCD的边长为2,则“镖型”ABCE的周长为( )
A.8+B.4+4C.4+4D.8+4
【分析】连接BE,过E作EH⊥CB,交CB的延长线于H,根据直角三角形的三角函数和正方形的性质解答.
【解答】方法一:解:连接BE,过E作EH⊥CB,交CB的延长线于H,
易得,△ABE≌△CBE,即∠ABE=∠CBE==135°,
∵四边形ABCD为正方形,
∴∠ABH=90°,∠HBE=135°﹣90°=45°
设HE=HB=x,则,
解得:x=,
∴CE=2x=,
同理,AE=,
∴四边形ABCE的周长=AE+CE+AB+BC=2+2+=8+4,
方法二:解:延长CB交AE于点N,
∵ABCD为正方形,
∴AB=BC=AD=CD=2,∠ABC=∠BCD=∠CDA=∠DAB=90°,
∴∠ABN=180°﹣∠ABC=90°,
∵△CDF,△ADG是以AD,CD为边的等边三角形,
∴∠GAD=∠DCF=60°,
∴∠BAN=∠180°﹣∠GAD﹣∠DAB=30°,
∠BCE=180°﹣∠DCF﹣∠BCD=30°,
在四边形ADCE中,
∠E=360°﹣∠CDA﹣∠DAE﹣∠DCE=30°,
∴∠E=NCE=30°,
∴NC=NE,
在Rt△ABN中,∠BAN=30°,
设BN=x,AN=2x,
∴AB2+BN2=AN2,
即22+x2=4x2,解得,x=,
CN=NE=2+,
∴AE=AN+NE=2+2,
同理CE=2+2,
∴镖形周长=AE+CE+BC+BA=2(2+2)+2+2=8+.
故选:D.
二、填空题(本题有6小题,每小题5分,共30分)
11.(5分)分解因式:2x2﹣2y2= 2(x+y)(x﹣y) .
【分析】先提取公因式2,再根据平方差公式进行二次分解即可求得答案.
【解答】解:2x2﹣2y2=2(x2﹣y2)=2(x+y)(x﹣y).
故答案为:2(x+y)(x﹣y).
12.(5分)若一个圆锥底面圆的半径为3,高为4,则这个圆锥的侧面积为 15π .
【分析】首先根据底面半径和高利用勾股定理求得母线长,然后直接利用圆锥的侧面积公式代入求出即可.
【解答】解:∵圆锥的底面半径为3,高为4,
∴母线长为5,
∴圆锥的侧面积为:πrl=π×3×5=15π,
故答案为:15π.
13.(5分)若一组数据6,x,3,5,4的众数是3,则这组数据的中位数是 4 .
【分析】根据一组数据6,x,3,5,4的众数是3,可以得到x的值,从而可以求得这组数据的中位数,本题得以解决.
【解答】解:∵一组数据6,x,3,5,4的众数是3,
∴x=3,
∴这组数据从小到大排列是:3,3,4,5,6,
∴这组数据的中位数是:4,
故答案为:4.
14.(5分)如图,已知抛物线y=x2﹣2x+c与y轴交于点C,顶点为D,过点C作x轴的平行线CA与抛物线的另一个交点为A,过点A作y轴的平行线AB与射线OD交于B.若OA=OB,则c= .
【分析】根据抛物线的解析式求得DH=1﹣c,BF=AF=OC=c,然后根据三角形中位线定理得到1﹣c=c,解得即可.
【解答】解:作抛物线的对称轴,交OA于E,交x轴于H,
∵y=x2﹣2x+c=(x﹣1)2+c﹣1,
∴顶点为(1,c﹣1),
∴DH=1﹣c,
∵AC∥x轴,
∴AF=OC=c,AB⊥x轴,
∵OA=OB,
∴AF=BF=c,
∵OH=FH,
∴DH=BF,
∴1﹣c=c,
∴c=,
故答案为.
15.(5分)数学兴趣小组计划测量公路上路灯的高度AB,准备了标杆CD,EF及皮尺,按如图竖直放置标杆CD与EF.已知CD=EF=2米,DF=2米,在路灯的照射下,标杆CD的顶端C在EF上留下的影子为G,标杆EF在地面上的影子是FH,测得FG=0.5米,FH=4米,则路灯的高度AB= 5 米.
【分析】延长CG交FH于M,根据相似三角形的判定和性质解答即可.
【解答】解:如图,延长CG交FH于M,
∵∠GMF=∠CMD,∠GFM=∠CDM=90°,
∴△GFM∽△CDM,
∴,
设FM为a米,则a=(a+2)×,
解得:a=,
设BD=x米,AB=y米,
同理可得,△CMD∽△AMB,
∴,,
可得,,
整理得:,
解得:,
经检验是分式方程组的解,
∴AB=5米.
故答案为:5.
16.(5分)如图甲是由一个正方形ABCD、一个矩形CEFG及一个圆组成,其中点B,C,E在同一水平线上,BC=CE=15,圆与AD切于点P,圆与CG切于点G,根据四边形的不稳定性由图甲变成图乙,两个四边形的形状发生改变,边长没有改变,此时,图乙中四边形CEFG的对角线GE⊥CE,圆的大小没有改变但位置发生移动,仍然与AD切于点P,圆与CG切于点H,且点H到AD的距离为4,则切点P在AD上移动的距离为 5 .
【分析】由题意,得,切点P移动距离就是图甲中PD﹣图乙中PD.设圆的半径为R,圆心为O,图甲:连接OG、OP,则OG=OP=R,然后根据正方形的性质得CG的长;图乙:连接OP、OH,延长PD,过H作HM⊥PD,垂足为M,过点H作HN⊥OP,垂足为N,由勾股定理和相似三角形的性质可得DM、DH及PD的长,然后根据线段的和差可得答案.
【解答】解:由题意,得,切点P移动距离就是图甲中PD﹣图乙中PD.
设圆的半径为R,圆心为O,
图甲:连接OG、OP,则OG=OP=R,
∵∠OGP=∠OPD=∠ADG=90°
∴四边形OGPD为正方形,
∴PD=OG=R=GD,
∴CG=15+R,
图乙:连接OP、OH,延长PD,过H作HM⊥PD,垂足为M,
∴OH=R,HM=4CH,
过点H作HN⊥OP,垂足为N,
ON=R﹣4,
∴HN==,
∵CG=15+R,CE=15,CG⊥CE,
∴=,
∵△HMD∽△GEC,
∴,
∴DM=,DH=,
∴PD=PM﹣DM=HN﹣DM=﹣=DH=,
∴R=10,
∴图甲中,PD=10,图乙中,PD=5,
∴移动了10﹣5=5.
故答案为:5.
三、解答题(本题有8小题,共80分。解答需写出必要的文字说明,演算步骤或证明过程)
17.(10分)(1)计算:cs60°×()2;
(2)化简:(a+b)(a﹣b)+(a+b)2.
【分析】(1)分别根据算术平方根的定义,特殊角的三角函数值以及有理数的乘方的定义计算即可;
(2)根据平方差公式和完全平方公式化简即可.
【解答】解:(1)原式=2+
=2+
=;
(2)原式=a2﹣b2+a2+2ab+b2
=2a2+2ab.
18.(8分)如图,点C,E,F,B在同一直线上,点A,D在BC异侧,AB∥CD,AE=DF,∠A=∠D.
(1)求证:AB=CD.
(2)若AB=CF,∠B=30°,求∠D的度数.
【分析】(1)易证得△ABE≌△DCF,即可得AB=CD;
(2)易证得△ABE≌△DCF,即可得AB=CD,又由AB=CF,∠B=30°,即可证得△ABE是等腰三角形,解答即可.
【解答】证明:(1)∵AB∥CD,
∴∠B=∠C,
在△ABE和△DCF中,
,
∴△ABE≌△DCF(AAS),
∴AB=CD;
(2)∵△ABE≌△DCF,
∴AB=CD,BE=CF,
∵AB=CF,∠B=30°,
∴AB=BE,
∴△ABE是等腰三角形,
∴∠D=.
19.(8分)赵老师为了了解所教班级学生体育锻炼的具体情况,对本班部分学生进行了一个月的跟踪调查,然后将调查结果分成四类,A:优秀:B:良好:C:一般:D:较差,并将调查结果绘制成两幅不完整的统计图.
请根据统计图解答下列问题:
(1)在本次调查中,赵老师一共调查了 20 名学生,其中C类女生有 2 名,D类男生有 1 名;
(2)补全条形统计图和扇形统计图;
(3)在此次调查后,赵老师从被调查的A、D类学生中各选取一名同学,请求出所选的两名同学恰好都是女生的概率.
【分析】(1)由A类别人数及其所占百分比可得总人数,用总人数乘以C类别百分比,再减去其中男生人数可得女生人数,同理求得D类别男生人数;
(2)根据(1)中所求结果可补全图形;
(3)画出树状图,根据概率公式计算可得.
【解答】解:(1)赵老师调查的学生总人数为(1+2)÷15%=20(人),
C类女生人数为20×25%﹣3=2(人),D类男生人数为20×(1﹣15%﹣20%﹣25%)﹣1=1(人),
故答案为:20、2、1;
(2)补全图形如下:
(3)
所有等可能结果:男女、男女、女男、女女、女男、女女,所选的两名同学恰好都是女生的有2种结果,
所以所选的两名同学恰好都是女生的概率为=.
20.(8分)如图,在“7×7”的方格中,每个小正方形的边长均为1,线段AB的两个端点均在格点上(在小方格顶点上的点称为格点),按如下要求画图:
(1)在图1中画一个以线段AB为对角线的平行四边形ACBD,要求点C,D在格点上,平行四边形ACBD的面积为6;
(2)在图2中画一个以线段AB为边的平行四边形ABEF,要求点E,F在格点上,平行四边形ABEF有一个内角的度数为45°.
【分析】(1)作底为2,高为3的平行四边形即可.
(2)利用数形结合的思想作出图形即可.
【解答】解:(1)如图,四边形ACBD即为所求作.
(2)如图,四边形ABEF即为所求作.
21.(10分)如图,直线y=﹣x+b与x轴,y轴分别交于A,B两点,点A的坐标为(6,0).在x轴的负半轴上有一点C(﹣4,0),直线AB上有一点D,且CD=OD.
(1)求b的值及点D的坐标;
(2)在线段AB上有一个动点P,点P的横坐标为a,作点P关于y轴的对称点Q,当点Q落在△CDO内(不包括边界)时,求a的取值范围.
【分析】(1)待定系数法求解.
(2)求出点Q所在直线解析式,通过与CD,OD交点求解.
【解答】解:(1)将点A的坐标为(6,0)代入y=﹣x+b,
解得b=3.y=﹣x+3,
∵CD=OD,点C坐标为(﹣4,0),
∴点D横坐标为﹣2,
当x=﹣2时,y=4,
∴点D坐标为(﹣2,4).
(2)∵点P所在直线解析式为:y=﹣x+3(0≤x≤6),
点P关于y轴的对称点Q,且点Q落在△CDO内(不包括边界),
∴点Q所在直线解析式为:y=x+3(﹣6<x<0).
设CD所在直线解析式为:y=kx+b,将C(﹣4,0),D(﹣2,4)代入解析式得k=2,b=8,
即y=2x+8.
设OD所在直线解析式为:y=mx,将D(﹣2,4)代入解析式得m=﹣2,
即y=﹣2x.
联立方程,解得.
联立方程,解得.
∵点Q横坐标为﹣a,
∴﹣<﹣a<﹣,解得<a<.
22.(10分)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,D是边BC上一点,连接AD,△ACD的外接圆⊙O交AB于点E,点F是上一点,且,连接AF,DF.
(1)求证:∠ADF=∠B;
(2)若AC=4,CB=8,当点E是AB的中点时,求AF的长.
【分析】(1)由圆周角定理及直角三角形的性质可得出答案;
(2)连接CE,由勾股定理求出AB=4,证明△AFD∽△ACB,由相似三角形的性质得出,则可得出答案.
【解答】(1)证明:∵=,
∴∠FAE=∠CAD,
∴∠FAE+∠DAE=∠CAD+∠DAE,
即∠CAB=∠DAF,
∵∠ACB=90°,
∴AD为⊙O的直径,∠CAB+∠B=90°,
∴∠AFD=90°,
∴∠DAF+∠ADF=90°,
∴∠ADF=∠B;
(2)解:连接CE,
∵AC=4,BC=8,
∴AB===4,
∵点E是AB的中点,
∴CE=AB=2,
∵=,
∴=,
∴DF=CE=2,
∵∠ADF=∠B,∠ACB=∠AFD=90°,
∴△AFD∽△ACB,
∴,
∴,
∴AF=.
23.(12分)某牧场准备利用现成的一堵“7”字型的墙面(如图中粗线A﹣B﹣C表示墙面,已知AB⊥BC,AB=3米,BC=9米)和总长为36米的篱笆围建一个“日”形的饲养场BDEF(细线表示篱笆,饲养场中间GH也是用篱笆隔开),如图,点F可能在线段BC上,也可能在线段BC的延长线上.
(1)当点F在线段BC上时,
①设EF的长为x米,则DE= (39﹣3x)(x≥10) 米(用含x的代数式表示);
②若要求所围成的饲养场BDEF的面积为66平方米,求饲养场的宽EF;
(2)饲养场的宽EF为多少米时,饲养场BDEF的面积最大?最大面积为多少平方米?
【分析】(1)①根据题意结合图形即可求解;
②根据矩形的面积公式列方程求解即可;
(2)设饲养场BDEF的面积为S,求出关于EF的长x的函数关系式,根据二次函数的性质及即可解答.
【解答】解:(1)①设EF的长为x米,
∵点F在线段BC上,
∴DE=36﹣2x﹣(x﹣3)=(39﹣3x)(米).
∵BC≤9,即DE≤9,
∴x≥10,
故答案为:(39﹣3x)(x≥10);
②设EF的长为x米,
x(39﹣3x)=66,
3x2﹣39x+66=0,
(x﹣11)(3x﹣6)=0,
x1=11,x2=2(不合题意,舍去),
答:饲养场的宽EF为11米;
(2)设饲养场BDEF的面积为S,EF的长为x米,
①点F在线段BC上,
则S=x(39﹣3x)=﹣3x2+39x=﹣3(x﹣)2+,
∵a=﹣3<0,
∴x=时,S有最大值,S最大值=,x≥时,S随x的增大而减小,
∵BC=9米,
∴BF=39﹣3x≤9,解得:x≥10,
∴x=10时,S有最大值,S最大值=﹣3×102+39×10=90(平方米);
②点F在线段BC的延长线上,
则S=(39﹣3x+9)x=﹣x2+24x=﹣(x﹣8)2+96,
∵a=﹣<0,
∴x=8时,S有最大值,S最大值=96,BF=(39﹣3x+9)=12,
∴x=8时,S最大值=96(平方米);
∵96>90,
∴饲养场的宽EF为8米时,饲养场BDEF的面积最大,最大面积为96平方米.
答:饲养场的宽EF为8米时,饲养场BDEF的面积最大,最大面积为96平方米.
24.(14分)如图1,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AB=10,BC=6.点P是AB上一个动点,以点P为圆心PA为半径作⊙P,交边AC于点D,连接PD并延长交BC的延长线于点E,以AC,CE为邻边作矩形ACEF,连接BD并延长交EF于点G.
(1)求证:PB=PE;
(2)如图2,当点F与点G重合时,求CE的长;
(3)当⊙P与△BEG的其中一边所在的直线相切时,求⊙P的半径;
(4)设△BPD的面积为S1,△EGD的面积为S2,当S1≥S2时,AP的取值范围是 ≤AP≤10 .(直接写出结果)
【分析】(1)根据代换角的关系可以得出∠ABC=∠BEP,即可证明结论;
(2)过点P作PQ⊥AC于Q,M为⊙P与AB的交点,连接DM,设AQ=x,根据勾股定理计算出x的值即可求得CE的长;
(3)分三种情况讨论当⊙P与△BEG的任一边所在的直线相切时求出半径的值;
(4)根据面积关系得出线段的关系,再根据线段关系得出AP的最小值,又因为P在AB上知AP的最大值,即可求出取值范围.
【解答】解:(1)∵四边形ACEF为矩形,
∴∠FEP+∠BEP=90°,
又∵AD∥EF,
∴∠PDA=∠FEP,
又∵PA=PD,
∴∠PAD=∠PDA,
∴∠PDA+∠BEP=90°,
又∵△ABC为直角三角形,
∴∠PAD+∠ABC=90°,
∴∠ABC=∠BEP,
∴PB=PE;
(2)如图2,过点P作PQ⊥AC于Q,M为⊙P与AB的交点,连接DM,
设AQ=x,则AD=2x,DC=8﹣2x,PQ=x,PA=PD==x,
∴BD2=BC2+DC2=BP2﹣DP2,
即62+(8﹣2x)2=(10﹣x)2﹣(x)2,
解得x=0(舍去)或x=,
∵∠PQD=∠DCE=90°,∠PDQ=∠CDE,
∴△PQD∽△ECD,
∴==,
又∵CD=8﹣2×=,
∴EC=CD==;
(3)①当⊙P与△BEG的BG边所在的直线相切时,即为(2)的情况时,
此时半径为PA=×=,
②当⊙P与△BEG的BE边所在的直线相切时,如图3,
设切点为N,连接PN,
∵∠B=∠B,∠PNB=∠ACB=90°,
∴△BPN∽△BAC,
∴=,
设此时⊙P半径为r,
则=,
解得r=,
③当⊙P与△BEG的EG边所在的直线相切时,由题知此情况不存在,
综上⊙P的半径为或;
(4)∵△BPD的面积S1=PD•BD,△EGD的面积S2=CE•GE,
∴S1≥S2即PD•BD≥CE•GE,
当D为AC中点时S1=S2,此时由(2)计算过程可得PA=AD,
∵AD=AC==,
又∵P点在AB上,
∴≤AP≤10,
故答案为:≤AP≤10.
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