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综合性问题
一、选择题
1. 〔2022·湖北鄂州〕如图,菱形ABCD的边AB=8,∠B=60°,P是AB上一点,BP=3,Q是CD边上一动点,将梯形APQD沿直线PQ折叠,A的对应点为A′,当CA′的长度最小时,CQ的长为〔〕
A. 5 B. 7 C. 8 D.
【考点】菱形的性质,梯形,轴对称〔折叠〕,等边三角形的判定和性质,最值问题.
【分析】如以下列图所示,由题意可知,△ABC为等边三角形;过C作CH⊥AB,那么AH=HB;连接DH;要使CA′的长度最小,那么梯形APQD沿直线PQ折叠后A的对应点A′应落在CH上,且对称轴PQ应满足PQ∥DH;因为BP=3,易知HP=DQ=1,所以CQ=7.
【解答】解:如图,过C作CH⊥AB,连接DH;
∵ABCD是菱形,∠B=60°
∴△ABC为等边三角形;
∴AH=HB==4;
∵BP=3,
∴HP=1
要使CA′的长度最小,那么梯形APQD沿直线PQ折叠后A的对应点A′应落在CH上,且对称轴PQ应满足PQ∥DH;
由作图知,DHPQ为平行四边形
∴DQ=HP= 1,
CQ=CD-DQ=8-1=7.
故正确的答案为:B.
【点评】此题综合考查了菱形的性质,梯形,轴对称〔折叠〕,等边三角形的判定和性质,最值问题.此题作为选择题,不必直接去计算,通过作图得出答案是比较便捷的方法。弄清在什么情况下CA′的长度最小〔相当于平移对称轴〕是解决此题的关键.
2. (2022·四川资阳)如图,两个三角形的面积分别是9,6,对应阴影局部的面积分别是m,n,那么m﹣n等于〔 〕
A.2 B.3 C.4 D.无法确定
【考点】三角形的面积.
【分析】设空白出的面积为x,根据题意列出关系式,相减即可求出m﹣n的值.
【解答】解:设空白出图形的面积为x,
根据题意得:m+x=9,n+x=6,
那么m﹣n=9﹣6=3.
应选B.
3. (2022·四川自贡)二次函数y=ax2+bx+c的图象如图,反比例函数y=与正比例函数y=bx在同一坐标系内的大致图象是〔 〕
A.B.C.D.
【考点】二次函数的性质;正比例函数的图象;反比例函数的图象.
【分析】根据函数图象的开口方向,对称轴,可得a、b的值,根据a、b的值,可得相应的函数图象.
【解答】解:由y=ax2+bx+c的图象开口向下,得a<0.
由图象,得﹣>0.
由不等式的性质,得b>0.
a<0,y=图象位于二四象限,
b>0,y=bx图象位于一三象限,
应选:C.
【点评】此题考查了二次函数的性质,利用函数图象的开口方向,对称轴得出a、b的值是解题关键.
4.〔2022·山东枣庄〕假设关于的一元二次方程有两个不相等的实数根,那么一次函数的图象可能是
【答案】B.
考点:根的判别式;一次函数的性质.
二、填空题
1.〔2022·湖北鄂州〕如图,AB=6,O是AB的中点,直线l经过点O,∠1=120°,P是直线l上一点。当△APB为直角三角形时,AP= .
【考点】外接圆,切线,直角三角形的判定,勾股定理,三角函数,分类讨论思想.
【分析】确定P点在直线l上的位置是解决此题的关键。要使△APB为直角三角形,我们就联想到以AB为直径的外接圆,但AB也有可能为直角边,所以要分类讨论。我们将满足条件的P逐一画在图上。如图,P1,P2在以O为圆心的外接圆上,P1,P2在⊙O的切线上,再根据题目的条件逐一解答即可。
【解答】解:分类讨论如下:
〔1〕在Rt△AP1B中,∵∠1=120°,OP1=OB,
∴∠OBP1 =∠OP1B=30°,
∴AP1 =AB=×6=3;
〔2〕在Rt△AP2B中,∵∠1=120°,OP2=OB,
∴∠P2BO =∠OP2B=60°,
∴AP2 =AB=cos∠OBP2×6=×6=3;
〔3〕P3B为以B为切点的⊙O的切线,
∵∠1=120°,OP2=OB,
∴∠P2BO =∠OP2B=60°,
∴∠P3OB=60°,
在Rt△OP3B中,∴BP3 =tan∠P3OB×3 =×3=3;
在Rt△AP3B中,AP3 ===3;
〔4〕P4B为以A为切点的⊙O的切线,
∵∠1=120°,OP1=OA,
∴∠P1AO =∠OP1A=60°,
∴∠P4OA=60°,
在Rt△OP4A中,∴AP4 =tan∠P4OA×3 =×3=3.
综上,当△APB为直角三角形时,AP=3,或3,或3.
故答案为:3或3或3.
【点评】此题考查了外接圆,切线,直角三角形的判定,勾股定理,三角函数,分类讨论思想.注意分类讨论思想的运用;此题难度虽然不大,但容易遗漏. 四种情况中,有两种情况的结果相同。
2. 〔2022.咸宁〕如图,边长为4的正方形ABCD内接于⊙O,点E是AB上的一动点〔不与A、B重合〕,点F是BC上的一点,连接OE,OF,分别与AB,BC交于点G,H,且∠EOF=90°,有以下结论:
①AE=BF;
②△OGH是等腰直角三角形;
③四边形OGBH的面积随着点E位置的变化而变化;
④△GBH周长的最小值为4+.
其中正确的选项是__________.
〔把你认为正确结论的序号都填上〕.
【考点】正方形的性质,圆心角定理,等腰直角三角形的判定,全等三角形的判定,四边形的面积,三角形的周长,动点问题,最值问题.
【分析】①连接OA,OB,如图16-1,根据正方形的性质,知∠AOB=90°=∠EOF,又∠BOE共用,故可得∠AOE=∠BOF,再根据圆心角定理可得①AE=BF;故①正确;
②连接OB,OC,如图16-2,证明△OGB≌△OHC,可得OG=OH,即可得出△OGH是等腰直角三角形;故②正确;
③如图16-3,过点O作OM⊥BC,ON⊥AB,易证得△OGN≌△OHM,因此可得出S△OGN=S△OHM,故不管点E的位置如何变化,四边形OGBH的面积不变;故③错误;
④过点B作B关于OF的对称点P〔易知点P在⊙O上〕,连接PH,那么PH=BH;过点B作B关于OE的对称点Q〔易知点Q在⊙O上〕,连接QG,那么QG=BG;连接PQ,易证明PQ过圆心O,那么PQ==4≠4+,故④错误.
【解答】解:①连接OA,OB,如图16-1,
根据正方形的性质,知∠AOB=90°=∠EOF,
∠AOB-∠BOE =∠EOF-∠BOE,
即∠AOE=∠BOF,
根据相等的圆心角所对的弧相等,可得AE=BF;
故①正确;
〔图16-1〕〔图16-2〕
②连接OB,OC,如图16-2,那么OB=OC,
由①知AE=BF
∵ABCD为正方形,∴AB=BC
∴AB=BC
∴AB-AE=BC-BF
即BE=CF
∴∠BOG=∠COH
又∵∠OBG+∠OBC=90°,∠OCH+∠OBC=90°,
∴∠OBG =∠OCH
在△OGB和△OHC中,
∠OBG =∠OCH
∠BOG=∠COH
OB=OC
∴△OGB≌△OHC,
∴OG=OH,
又∵∠EOF=90°
∴△OGH是等腰直角三角形;
故②正确;
③如图16-3,过点O作OM⊥BC,ON⊥AB,
〔图16-3〕
又∵正方形ABCD内接于⊙O,
∴OM=ON
由②知,OG=OH,
在Rt△OGN和Rt△OHM中,
OG=OH,
OM=ON
∴Rt△OGN≌Rt△OHM,
∴S△OGN=S△OHM,
又∵四边形BMOG公共
∴不管点E的位置如何变化,四边形OGBH的面积不变;
故③错误;
④过点B作B关于OF的对称点P〔易知点P在⊙O上〕,连接PH,那么PH=BH;过点B作B关于OE的对称点Q〔易知点Q在⊙O上〕,连接QG,那么QG=BG;
〔图16-4〕
连接PQ,易证明PQ过圆心O,
∴PQ==4≠4+,
故④错误.
综上,①②正确,③④错误.
故答案为:①②.
【点评】此题考查了正方形的性质,圆心角定理,等腰直角三角形的判定,全等三角形的判定,四边形的面积,三角形的周长,动点问题,最值问题.运用圆心角定理是解答①的关键;在②中连接OB,OC,证明三角形全等是解题的关键;在③中,运用证明三角形全等,从而证明面积相等以解决不管点E的位置如何变化,四边形OGBH的面积不变的问题;解答④的关键是运用轴对称解决最小周长问题. 作为填空题,解题时要注意技巧.
3.〔2022·四川巴中〕二元一次方程组的解为,那么在同一平面直角坐标系中,直线l1:y=x+5与直线l2:y=﹣x﹣1的交点坐标为 〔﹣4,1〕 .
【考点】一次函数与二元一次方程〔组〕.
【分析】根据一次函数与二元一次方程组的关系进行解答即可.
【解答】解:∵二元一次方程组的解为,
∴直线l1:y=x+5与直线l2:y=﹣x﹣1的交点坐标为〔﹣4,1〕,
故答案为:〔﹣4,1〕.
4.〔2022•呼和浩特〕以下四个命题:
①对应角和面积都相等的两个三角形全等;
②“假设x2﹣x=0,那么x=0”的逆命题;
③假设关于x、y的方程组有无数多组解,那么a=b=1;
④将多项式5xy+3y﹣2x2y因式分解,其结果为﹣y〔2x+1〕〔x﹣3〕.
其中正确的命题的序号为①②③④.
【考点】命题与定理.
【分析】①正确,根据相似比为1的两个三角形全等即可判断.
②正确.写出逆命题即可判断.
③正确.根据方程组有无数多组解的条件即可判断.
④正确.首先提公因式,再利用十字相乘法即可判断.
【解答】解:①正确.对应角相等的两个三角形相似,又因为面积相等,所以相似比为1,所以两个三角形全等,故正确.
②正确.理由:“假设x2﹣x=0,那么x=0”的逆命题为x=0,那么x2﹣x=0,故正确.
③正确.理由:∵关于x、y的方程组有无数多组解,
∴==,
∴a=b=1,故正确.
④正确.理由:5xy+3y﹣2x2y=﹣y〔2x2﹣5x﹣3〕=﹣y〔2x+1〕〔x﹣3〕,故正确.
故答案为①②③④.
三、解答题
1. (2022·四川资阳)在Rt△ABC中,∠C=90°,Rt△ABC绕点A顺时针旋转到Rt△ADE的位置,点E在斜边AB上,连结BD,过点D作DF⊥AC于点F.
〔1〕如图1,假设点F与点A重合,求证:AC=BC;
〔2〕假设∠DAF=∠DBA,
①如图2,当点F在线段CA的延长线上时,判断线段AF与线段BE的数量关系,并说明理由;
②当点F在线段CA上时,设BE=x,请用含x的代数式表示线段AF.
【考点】几何变换综合题.
【分析】〔1〕由旋转得到∠BAC=∠BAD,而DF⊥AC,从而得出∠ABC=45°,最后判断出△ABC是等腰直角三角形;
〔2〕①由旋转得到∠BAC=∠BAD,再根据∠DAF=∠DBA,从而求出∠FAD=∠BAC=∠BAD=60°,最后判定△AFD≌△BED,即可;
②根据题意画出图形,先求出角度,得到△ABD是顶角为36°的等腰三角形,再用相似求出,,最后判断出△AFD∽△BED,代入即可.
【解答】解:〔1〕由旋转得,∠BAC=∠BAD,
∵DF⊥AC,
∴∠CAD=90°,
∴∠BAC=∠BAD=45°,
∵∠ACB=90°,
∴∠ABC=45°,
∴AC=CB,
〔2〕①由旋转得,AD=AB,
∴∠ABD=∠ADB,
∵∠DAF=∠ABD,
∴∠DAF=∠ADB,
∴AF∥BB,
∴∠BAC=∠ABD,
∵∠ABD=∠FAD
由旋转得,∠BAC=∠BAD,
∴∠FAD=∠BAC=∠BAD=×180°=60°,
由旋转得,AB=AD,
∴△ABD是等边三角形,
∴AD=BD,
在△AFD和△BED中,
,
∴△AFD≌△BED,
∴AF=BE,
②如图,
由旋转得,∠BAC=∠BAD,
∵∠ABD=∠FAD=∠BAC+∠BAD=2∠BAD,
由旋转得,AD=AB,
∴∠ABD=∠ADB=2∠BAD,
∵∠BAD+∠ABD+∠ADB=180°,
∴∠BAD+2∠BAD+2∠BAD=180°,
∴∠BAD=36°,
设BD=x,作BG平分∠ABD,
∴∠BAD=∠GBD=36°
∴AG=BG=BC=x,
∴DG=AD﹣AG=AD﹣BG=AD﹣BD,
∵∠BDG=∠ADB,
∴△BDG∽△ADB,
∴.
∴,
∴,
∵∠FAD=∠EBD,∠AFD=∠BED,
∴△AFD∽△BED,
∴,
∴AF==x.
2. (2022·四川资阳)如图,在平行四边形ABCD中,点A、B、C的坐标分别是〔1,0〕、〔3,1〕、〔3,3〕,双曲线y=〔k≠0,x>0〕过点D.
〔1〕求双曲线的解析式;
〔2〕作直线AC交y轴于点E,连结DE,求△CDE的面积.
【考点】反比例函数与一次函数的交点问题;平行四边形的性质.
【分析】〔1〕根据在平行四边形ABCD中,点A、B、C的坐标分别是〔1,0〕、〔3,1〕、〔3,3〕,可以求得点D的坐标,又因为双曲线y=〔k≠0,x>0〕过点D,从而可以求得k的值,从而可以求得双曲线的解析式;
〔2〕由图可知三角形CDE的面积等于三角形EDA与三角形ADC的面积之和,从而可以解答此题.
【解答】解:〔1〕∵在平行四边形ABCD中,点A、B、C的坐标分别是〔1,0〕、〔3,1〕、〔3,3〕,
∴点D的坐标是〔1,2〕,
∵双曲线y=〔k≠0,x>0〕过点D,
∴2=,得k=2,
即双曲线的解析式是:y=;
〔2〕∵直线AC交y轴于点E,
∴S△CDE=S△EDA+S△ADC=,
即△CDE的面积是3.
3. (2022·四川自贡)计算:〔〕﹣1+〔sin60°﹣1〕0﹣2cos30°+|﹣1|
【考点】实数的运算;零指数幂;负整数指数幂;特殊角的三角函数值.
【分析】根据负整数指数幂,零指数幂,特殊角的三角函数值,绝对值的定义化简即可.
【解答】解:原式=2+1﹣+﹣1
=2.
【点评】此题考查负整数指数幂、零指数幂、特殊角的三角函数值、绝对值等知识,熟练掌握这些知识是解决问题的关键,记住a﹣p=〔a≠0〕,a0=1〔a≠0〕,|a|=,属于中考常考题型.
4. (2022·四川自贡)抛物线y=﹣x2+4ax+b〔a>0〕与x轴相交于O、A两点〔其中O为坐标原点〕,过点P〔2,2a〕作直线PM⊥x轴于点M,交抛物线于点B,点B关于抛物线对称轴的对称点为C〔其中B、C不重合〕,连接AP交y轴于点N,连接BC和PC.
〔1〕a=时,求抛物线的解析式和BC的长;
〔2〕如图a>1时,假设AP⊥PC,求a的值.
【考点】二次函数的性质;轴对称的性质.
【分析】〔1〕根据抛物线经过原点b=0,把a=、b=0代入抛物线解析式,即可求出抛物线解析式,再求出B、C坐标,即可求出BC长.
〔2〕利用△PCB∽△APM,得=,列出方程即可解决问题.
【解答】解:〔1〕∵抛物线y=﹣x2+4ax+b〔a>0〕经过原点O,
∴b=0,
∵a=,
∴抛物线解析式为y=﹣x2+6x,
∵x=2时,y=8,
∴点B坐标〔2,8〕,
∵对称轴x=3,B、C关于对称轴对称,
∴点C坐标〔4,8〕,
∴BC=2.
〔2〕∵AP⊥PC,
∴∠APC=90°,
∵∠CPB+∠APM=90°,∠APM+∠PAM=90°,
∴∠CPB=∠PAM,
∵∠PBC=∠PMA=90°,
∴△PCB∽△APM,
∴=,
∴=,
整理得a2﹣4a+2=0,解得a=2±,
∵a>0,
∴a=2+.
【点评】此题考查二次函数性质、相似三角形的判定和性质、待定系数法等知识,解题的关键是利用相似三角形性质列出方程解决问题,学会转化的思想,属于中考常考题型
5. (2022·新疆)如图,▱ABCD中,AB=2,AD=1,∠ADC=60°,将▱ABCD沿过点A的直线l折叠,使点D落到AB边上的点D′处,折痕交CD边于点E.
〔1〕求证:四边形BCED′是菱形;
〔2〕假设点P时直线l上的一个动点,请计算PD′+PB的最小值.
【考点】平行四边形的性质;菱形的判定;轴对称-最短路线问题;翻折变换〔折叠问题〕.
【分析】〔1〕利用翻折变换的性质以及平行线的性质得出∠DAE=∠EAD′=∠DEA=∠D′EA,进而利用平行四边形的判定方法得出四边形DAD′E是平行四边形,进而求出四边形BCED′是平行四边形,根据折叠的性质得到AD=AD′,然后又菱形的判定定理即可得到结论;
〔2〕由四边形DAD′E是平行四边形,得到▱DAD′E是菱形,推出D与D′关于AE对称,连接BD交AE于P,那么BD的长即为PD′+PB的最小值,过D作DG⊥BA于G,解直角三角形得到AG=,DG=,根据勾股定理即可得到结论.
【解答】证明:〔1〕∵将▱ABCD沿过点A的直线l折叠,使点D落到AB边上的点D′处,
∴∠DAE=∠D′AE,∠DEA=∠D′EA,∠D=∠AD′E,
∵DE∥AD′,
∴∠DEA=∠EAD′,
∴∠DAE=∠EAD′=∠DEA=∠D′EA,
∴∠DAD′=∠DED′,
∴四边形DAD′E是平行四边形,
∴DE=AD′,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB=DC,AB∥DC,
∴CE=D′B,CE∥D′B,
∴四边形BCED′是平行四边形;
∵AD=AD′,
∴▱DAD′E是菱形,
〔2〕∵四边形DAD′E是菱形,
∴D与D′关于AE对称,
连接BD交AE于P,那么BD的长即为PD′+PB的最小值,
过D作DG⊥BA于G,
∵CD∥AB,
∴∠DAG=∠CDA=60°,
∵AD=1,
∴AG=,DG=,
∴BG=,
∴BD==,
∴PD′+PB的最小值为.
【点评】此题考查了平行四边形的性质,最短距离问题,勾股定理,菱形的判定和性质,正确的作出辅助线是解题的关键.
6. (2022·云南)如图,菱形ABCD的对角线AC与BD交于点O,∠ABC:∠BAD=1:2,BE∥AC,CE∥BD.
〔1〕求tan∠DBC的值;
〔2〕求证:四边形OBEC是矩形.
【考点】矩形的判定;菱形的性质;解直角三角形.
【专题】计算题;矩形 菱形 正方形.
【分析】〔1〕由四边形ABCD是菱形,得到对边平行,且BD为角平分线,利用两直线平行得到一对同旁内角互补,根据角之比求出相应度数,进而求出∠BDC度数,即可求出tan∠DBC的值;
〔2〕由四边形ABCD是菱形,得到对角线互相垂直,利用两组对边平行的四边形是平行四边形,再利用有一个角为直角的平行四边形是矩形即可得证.
【解答】〔1〕解:∵四边形ABCD是菱形,
∴AD∥BC,∠DBC=∠ABC,
∴∠ABC+∠BAD=180°,
∵∠ABC:∠BAD=1:2,
∴∠ABC=60°,
∴∠BDC=∠ABC=30°,
那么tan∠DBC=tan30°=;
〔2〕证明:∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,即∠BOC=90°,
∵BE∥AC,CE∥BD,
∴BE∥OC,CE∥OB,
∴四边形OBEC是平行四边形,
那么四边形OBEC是矩形.
【点评】此题考查了矩形的判定,菱形的性质,以及解直角三角形,熟练掌握判定与性质是解此题的关键.
7. (2022·云南)〔12分〕〔2022•云南〕有一列按一定顺序和规律排列的数:
第一个数是;
第二个数是;
第三个数是;
…
对任何正整数n,第n个数与第〔n+1〕个数的和等于.
〔1〕经过探究,我们发现:
设这列数的第5个数为a,那么,,,哪个正确
请你直接写出正确的结论;
〔2〕请你观察第1个数、第2个数、第3个数,猜想这列数的第n个数〔即用正整数n表示第n数〕,并且证明你的猜想满足“第n个数与第〔n+1〕个数的和等于〞;
〔3〕设M表示,,,…,,这2022个数的和,即,
求证:.
【考点】分式的混合运算;规律型:数字的变化类.
【分析】〔1〕由规律可得;
〔2〕先根据规律写出第n、n+1个数,再根据分式的运算化简可得;
〔3〕将每个分式根据﹣=<<=﹣,展开后再全部相加可得结论.
【解答】解:〔1〕由题意知第5个数a==﹣;
〔2〕∵第n个数为,第〔n+1〕个数为,
∴+=〔+〕
=×
=×
=,
即第n个数与第〔n+1〕个数的和等于;
〔3〕∵1﹣=<=1,
=<<=1﹣,
﹣=<<=﹣,
…
﹣=<<=﹣,
﹣=<<=﹣,
∴1﹣<+++…++<2﹣,
即<+++…++<,
∴.
【点评】此题主要考查分式的混合运算及数字的变化规律,根据规律=﹣得到﹣=<<=﹣是解题的关键.
9. (2022·云南)计算:﹣〔﹣1〕2022﹣3tan60°+〔﹣2022〕0.
【考点】实数的运算.
【分析】首先利用二次根式的性质以及特殊角的三角函数值、零指数幂的性质分别化简求出答案.
【解答】解:原式=3﹣1﹣3×+1=0.
【点评】此题主要考查了实数运算,正确化简各数是解题关键.
8.〔2022·黑龙江大庆〕如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,以BC为直径的⊙O交斜边AB于点M,假设H是AC的中点,连接MH.
〔1〕求证:MH为⊙O的切线.
〔2〕假设MH=,tan∠ABC=,求⊙O的半径.
〔3〕在〔2〕的条件下分别过点A、B作⊙O的切线,两切线交于点D,AD与⊙O相切于N点,过N点作NQ⊥BC,垂足为E,且交⊙O于Q点,求线段NQ的长度.
【考点】圆的综合题.
【分析】〔1〕连接OH、OM,易证OH是△ABC的中位线,利用中位线的性质可证明△COH≌△MOH,所以∠HCO=∠HMO=90°,从而可知MH是⊙O的切线;
〔2〕由切线长定理可知:MH=HC,再由点M是AC的中点可知AC=3,由tan∠ABC=,所以BC=4,从而可知⊙O的半径为2;
〔3〕连接CN,AO,CN与AO相交于I,由AC、AN是⊙O的切线可知AO⊥CN,利用等面积可求出可求得CI的长度,设CE为x,然后利用勾股定理可求得CE的长度,利用垂径定理即可求得NQ.
【解答】解:〔1〕连接OH、OM,
∵H是AC的中点,O是BC的中点,
∴OH是△ABC的中位线,
∴OH∥AB,
∴∠COH=∠ABC,∠MOH=∠OMB,
又∵OB=OM,
∴∠OMB=∠MBO,
∴∠COH=∠MOH,
在△COH与△MOH中,
,
∴△COH≌△MOH〔SAS〕,
∴∠HCO=∠HMO=90°,
∴MH是⊙O的切线;
〔2〕∵MH、AC是⊙O的切线,
∴HC=MH=,
∴AC=2HC=3,
∵tan∠ABC=,
∴=,
∴BC=4,
∴⊙O的半径为2;
〔3〕连接OA、CN、ON,OA与CN相交于点I,
∵AC与AN都是⊙O的切线,
∴AC=AN,AO平分∠CAD,
∴AO⊥CN,
∵AC=3,OC=2,
∴由勾股定理可求得:AO=,
∵AC•OC=AO•CI,
∴CI=,
∴由垂径定理可求得:CN=,
设OE=x,
由勾股定理可得:CN2﹣CE2=ON2﹣OE2,
∴﹣〔2+x〕2=4﹣x2,
∴x=,
∴CE=,
由勾股定理可求得:EN=,
∴由垂径定理可知:NQ=2EN=.
【点评】此题考查圆的综合问题,涉及垂径定理,勾股定理,全等三角形的判定与性质,切线的判等知识内容,对学生的综合能力要求较高,一定要注意将所学知识贯穿起来.
9.〔2022·黑龙江大庆〕假设两条抛物线的顶点相同,那么称它们为“友好抛物线〞,抛物线C1:y1=﹣2x2+4x+2与C2:u2=﹣x2+mx+n为“友好抛物线〞.
〔1〕求抛物线C2的解析式.
〔2〕点A是抛物线C2上在第一象限的动点,过A作AQ⊥x轴,Q为垂足,求AQ+OQ的最大值.
〔3〕设抛物线C2的顶点为C,点B的坐标为〔﹣1,4〕,问在C2的对称轴上是否存在点M,使线段MB绕点M逆时针旋转90°得到线段MB′,且点B′恰好落在抛物线C2上假设存在求出点M的坐标,不存在说明理由.
【考点】二次函数综合题.
【分析】〔1〕先求得y1顶点坐标,然后依据两个抛物线的顶点坐标相同可求得m、n的值;
〔2〕设A〔a,﹣a2+2a+3〕.那么OQ=x,AQ=﹣a2+2a+3,然后得到OQ+AQ与a的函数关系式,最后依据配方法可求得OQ+AQ的最值;
〔3〕连接BC,过点B′作B′D⊥CM,垂足为D.接下来证明△BCM≌△MDB′,由全等三角形的性质得到BC=MD,CM=B′D,设点M的坐标为〔1,a〕.那么用含a的式子可表示出点B′的坐标,将点B′的坐标代入抛物线的解析式可求得a的值,从而得到点M的坐标.
【解答】解:〔1〕∵y1=﹣2x2+4x+2=﹣﹣2〔x﹣1〕2+4,
∴抛物线C1的顶点坐标为〔1,4〕.
∵抛物线C1:与C2顶点相同,
∴=1,﹣1+m+n=4.
解得:m=2,n=3.
∴抛物线C2的解析式为u2=﹣x2+2x+3.
〔2〕如图1所示:
设点A的坐标为〔a,﹣a2+2a+3〕.
∵AQ=﹣a2+2a+3,OQ=a,
∴AQ+OQ=﹣a2+2a+3+a=﹣a2+3a+3=﹣〔a﹣〕2+.
∴当a=时,AQ+OQ有最大值,最大值为.
〔3〕如图2所示;连接BC,过点B′作B′D⊥CM,垂足为D.
∵B〔﹣1,4〕,C〔1,4〕,抛物线的对称轴为x=1,
∴BC⊥CM,BC=2.
∵∠BMB′=90°,
∴∠BMC+∠B′MD=90°.
∵B′D⊥MC,
∴∠MB′D+∠B′MD=90°.
∴∠MB′D=∠BMC.
在△BCM和△MDB′中,,
∴△BCM≌△MDB′.
∴BC=MD,CM=B′D.
设点M的坐标为〔1,a〕.那么B′D=CM=4﹣a,MD=CB=2.
∴点B′的坐标为〔a﹣3,a﹣2〕.
∴﹣〔a﹣3〕2+2〔a﹣3〕+3=a﹣2.
整理得:a2﹣7a﹣10=0.
解得a=2,或a=5.
当a=2时,M的坐标为〔1,2〕,
当a=5时,M的坐标为〔1,5〕.
综上所述当点M的坐标为〔1,2〕或〔1,5〕时,B′恰好落在抛物线C2上.
【点评】此题主要考查的是二次函数的综合应用,解答此题主要应用了二次函数的顶点坐标公式、二次函数的图象和性质、全等三角形的性质和判定、函数图象上点的坐标与函数解析式的关系,用含a的式子表示点B′的坐标是解题的关键.
10.〔2022·湖北鄂州〕〔此题总分值10分〕如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90º,AO是△ABC的角平分线。以O为圆心,OC为半径作⊙O。
〔1〕〔3分〕求证:AB是⊙O的切线。
〔2〕〔3分〕AO交⊙O于点E,延长AO交⊙O于
点D,tanD=,求的值。
〔3〕〔4分〕在〔2〕的条件下,设⊙O的半径为3,求
AB的长。 第3题图
【考点】切线,角平分线,相似三角形的判定与性质,勾股定理,二元一次方程组.
【分析】〔1〕过O作OF⊥AB于F,由角平分线上的点到角两边的距离相等即可得证;
〔2〕连接CE,证明△ACE∽△ADC可得AE/AC=CE/CD=tanD=1/2;
〔3〕先由勾股定理求得AE的长,再证明△B0F∽△BAC,得BF/BC=BO/BA=0F/AC,设BO=y,BF=z,列二元一次方程组即可解决问题.
【解答】⑴证明:作OF⊥AB于F〔1分〕
∵AO是∠BAC的角平分线,∠ACB=90º
∴OC=OF〔2分〕
∴AB是⊙O的切线〔3分〕
⑵连接CE〔1分〕
∵AO是∠BAC的角平分线,
∴∠CAE=∠CAD
∵∠ACE所对的弧与∠CDE所对的弧是同弧
∴∠ACE=∠CDE
∴△ACE∽△ADC
∴= =tanD=〔3分〕
⑶先在△ACO中,设AE=x,
由勾股定理得
(x+3)²=(2x) ²+3² ,解得x=2, 〔1分〕
∵∠BFO=90°=∠ACO
易证Rt△B0F∽Rt△BAC〔2分〕
得BF/BC=BO/BA=0F/AC,
设BO=yBF=z
y/4+z=z/3+y=3/4 即 4z=9+3y
4y=12+3z
解得z=y=〔4分〕
∴AB=+4=〔5分〕
【点评】此题主要考查了切线,角平分线,相似三角形的判定与性质,勾股定理,二元一次方程组. 作OF⊥AB于F是解题的关键.
11.〔2022·湖北鄂州〕〔此题总分值12分〕如图在平面直角坐标系xoy中,直线y=2x+4与y轴交于A点,与x轴交于B点,抛物线C1:y=-x²+bx+c过A、B两点,与x轴另一交点为C。
〔1〕〔3分〕求抛物线解析式及C点坐标。
〔2〕〔4分〕向右平移抛物线C1,使平移后的抛物线C2恰好经过△ABC的外心,抛物线C1、C2相交于点D,求四边形AOCD的面积。
〔3〕〔5分〕抛物线C2的顶点为M,设P为抛物线C1对称轴上一点,Q为抛物线C1上一点,是否存在以点M、Q、P、B为顶点的四边形为平行四边形,假设存在,直接写出P点坐标,不存在,请说明理由。
图〔1〕图〔2〕
第4题图
12.〔2022·湖北黄冈〕〔总分值14分〕如图,抛物线y=-x2+x+2与x轴交于点A,点B,与y轴交于点C,点D与点C关于x轴对称,点P是x轴上的一个动点. 设点P的坐标为(m, 0),过点P作x轴的垂线l交抛物线于点Q.
(1)求点A,点B,点C的坐标;
(2)求直线BD的解析式;
(3)当点P在线段OB上运动时,直线l交BD于点M,试探究m为何值时,四边形CQMD是平行四边形;
(4)在点P的运动过程中,是否存在点Q,使△BDQ是以BD为直角边的直角三角形假设存在,求出点Q的坐标;假设不存在,请说明理由.
〔第4题〕
【考点】二次函数综合题.
【分析】〔1〕将x=0,y=0分别代入y=-x2+x+2=2中,即可得出点A,点B,点C的坐标;
〔2〕因为点D与点C关于x轴对称,所以D(0, -2);设直线BD为y=kx-2, 把B(4, 0)代入,可得k的值,从而求出BD的解析式.
〔3〕因为P(m, 0),那么可知M在直线BD上,根据〔2〕可知点Mr坐标为M(m, m-2),因这点Q在y=-x2+x+2上,可得到点Q的坐标为Q(-m2+m+2). 要使四边形CQMD为平行四边形,那么QM=CD=4. 当P在线段OB上运动时,QM=(-m2+m+2)-〔m-2〕= -m2+m+4=4, 解之可得m的值.
〔4〕△BDQ是以BD为直角边的直角三角形,但不知直角顶点,因此需要情况讨论:当以点B为直角顶点时,那么有DQ2= BQ2+ BD2.;当以D点为直角顶点时,那么有DQ2= DQ2+ BD2. 分别解方程即可得到结果.
【解答】解:〔1〕当x=0时,y=-x2+x+2=2,
∴C〔0,2〕. …………………………………………………….1分
当y=0时,-x2+x+2=0
解得x1=-1,x2=4.
∴A(-1, 0),B(4, 0). ………………………………………………3分
〔2〕∵点D与点C关于x轴对称,
∴D(0, -2). ……………………………………………………….4分
设直线BD为y=kx-2,
把B(4, 0)代入,得0=4k-2
∴k=.
∴BD的解析式为:y=x-2. ………………………………………6分
〔3〕∵P(m, 0),
∴M(m, m-2),Q(-m2+m+2)
假设四边形CQMD为平行四边形,∵QM∥CD,∴QM=CD=4
当P在线段OB上运动时,
QM=(-m2+m+2)-〔m-2〕= -m2+m+4=4, ………………….8分
解得m=0〔不合题意,舍去〕,m=2.
∴m=2. ………………………………………………………………10分
〔4〕设点Q的坐标为〔m, -m2+m +2〕,
BQ2=(m-4)2+( -m2+m +2)2,
BQ2=m2+[(-m2+m +2)+2]2, BD2=20.
①当以点B为直角顶点时,那么有DQ2= BQ2+ BD2.
∴m2+[(-m2+m +2)+2]2= (m-4)2+( -m2+m +2)2+20
解得m1=3,m2=4.
∴点Q的坐标为〔4, 0〕〔舍去〕,〔3,2〕. …………………..11分
②当以D点为直角顶点时,那么有DQ2= DQ2+ BD2.
∴(m-4)2+( -m2+m +2)2= m2+[(-m2+m +2)+2]2+20
解得m1= -1,m2=8.
∴点Q的坐标为〔-1, 0〕,〔8,-18〕.
即所求点Q的坐标为〔3,2〕,〔-1, 0〕,〔8,-18〕. ……………14分
注:此题考查知识点较多,综合性较强,主要考查了二次函数的综合运用,涉及待定系数法,平行四边形的判定和性质,直角三角形的判定和性质,解一元二次方程,一次函数,对称,动点问题等知识点。在〔4〕中要注意分类讨论思想的应用。
13.〔2022·湖北十堰〕如图1,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+1经过点A〔4,﹣3〕,顶点为点B,点P为抛物线上的一个动点,l是过点〔0,2〕且垂直于y轴的直线,过P作PH⊥l,垂足为H,连接PO.
〔1〕求抛物线的解析式,并写出其顶点B的坐标;
〔2〕①当P点运动到A点处时,计算:PO=5,PH=5,由此发现,PO=PH〔填“>〞、“<〞或“=〞〕;
②当P点在抛物线上运动时,猜想PO与PH有什么数量关系,并证明你的猜想;
〔3〕如图2,设点C〔1,﹣2〕,问是否存在点P,使得以P,O,H为顶点的三角形与△ABC相似假设存在,求出P点的坐标;假设不存在,请说明理由.
【考点】二次函数综合题.
【分析】〔1〕利用待定系数法即可解决问题.
〔2〕①求出PO、PH即可解决问题.
②结论:PO=PH.设点P坐标〔m,﹣m2+1〕,利用两点之间距离公式求出PH、PO即可解决问题.
〔3〕首先判断PH与BC,PO与AC是对应边,设点P〔m,﹣m2+1〕,由=列出方程即可解决问题.
【解答】〔1〕解:∵抛物线y=ax2+1经过点A〔4,﹣3〕,
∴﹣3=16a+1,
∴a=﹣,
∴抛物线解析式为y=﹣x2+1,顶点B〔0,1〕.
〔2〕①当P点运动到A点处时,∵PO=5,PH=5,
∴PO=PH,
故答案分别为5,5,=.
②结论:PO=PH.
理由:设点P坐标〔m,﹣m2+1〕,
∵PH=2﹣〔﹣m2+1〕=m2+1
PO==m2+1,
∴PO=PH.
〔3〕∵BC==,AC==,AB==4
∴BC=AC,
∵PO=PH,
又∵以P,O,H为顶点的三角形与△ABC相似,
∴PH与BC,PO与AC是对应边,
∴=,设点P〔m,﹣m2+1〕,
∴=,
解得m=±1,
∴点P坐标〔1,〕或〔﹣1,〕.
【点评】此题考查二次函数综合题、待定系数法、相似三角形的判定和性质等知识,解题的关键是记住两点之间的距离公式,学会转化的思想,用方程去解决问题,属于中考压轴题.
14. 〔2022·湖北咸宁〕〔此题总分值12分〕如图1,在平面直角坐标系xOy中,点A的坐标为〔0,1〕,取一点B〔b,0〕,连接AB,作线段AB的垂直平分线l1,过点B作x轴的垂线l2,记l1,l2的交点为P.
〔1〕当b=3时,在图1中补全图形〔尺规作图,不写作法,保存作图痕迹〕;
〔2〕小慧屡次取不同数值b,得出相应的点P,并把这些点用平滑的曲线连接起来,发现:这些点P竟然在一条曲线L上!
①设点P的
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