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成都市实验外国语学校九年级上册压轴题数学模拟试卷含详细答案
一、压轴题
1.如图,在平面直角坐标系xOy中,已知直线AB经过点A(﹣2,0),与y轴的正半轴交于点B,且OA=2OB.
(1)求直线AB的函数表达式;
(2)点C在直线AB上,且BC=AB,点E是y轴上的动点,直线EC交x轴于点D,设点E的坐标为(0,m)(m>2),求点D的坐标(用含m的代数式表示);
(3)在(2)的条件下,若CE:CD=1:2,点F是直线AB上的动点,在直线AC上方的平面内是否存在一点G,使以C,G,F,E为顶点的四边形是菱形?若存在,请求出点G的坐标;若不存在,请说明理由.
2.已知抛物线与x轴交于点,点,与y轴交于点,顶点为点D.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若过点C的直线交线段AB于点E,且,求直线CE的解析式
(3)若点P在抛物线上,点Q在x轴上,当以点D、C、P、Q为顶点的四边形是平行四边形时,求点P的坐标;
(4)已知点,在抛物线对称轴上找一点F,使的值最小此时,在抛物线上是否存在一点K,使的值最小,若存在,求出点K的坐标;若不存在,请说明理由.
3.如图,在平面直角坐标系中,抛物线与轴正半轴交于点,且点的坐标为,过点作垂直于轴的直线.是该抛物线上的任意一点,其横坐标为,过点作于点;是直线上的一点,其纵坐标为,以,为边作矩形.
(1)求的值.
(2)当点与点重合时,求的值.
(3)当矩形是正方形,且抛物线的顶点在该正方形内部时,求的值.
(4)当抛物线在矩形内的部分所对应的函数值随的增大而减小时,直接写出的取值范围.
4.在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx﹣3过点A(﹣3,0),B(1,0),与y轴交于点C,顶点为点D.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P为直线CD上的一个动点,连接BC;
①如图1,是否存在点P,使∠PBC=∠BCO?若存在,求出所有满足条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由;
②如图2,点P在x轴上方,连接PA交抛物线于点N,∠PAB=∠BCO,点M在第三象限抛物线上,连接MN,当∠ANM=45°时,请直接写出点M的坐标.
5.在平面直角坐标系中,函数和的图象关于y轴对称,它们与直线分别相交于点.
(1)如图,函数为,当时,的长为_____;
(2)函数为,当时,t的值为______;
(3)函数为,
①当时,求的面积;
②若,函数和的图象与x轴正半轴分别交于点,当时,设函数的最大值和函数的最小值的差为h,求h关于c的函数解析式,并直接写出自变量c的取值范围.
6.如图1,在Rt△ABC中,∠A=90°,AB=AC,点D,E分别在边AB,AC上,AD=AE,连接DC,点M,P,N分别为DE,DC,BC的中点.
(1)观察猜想:图1中,线段PM与PN的数量关系是 ,位置关系是 ;
(2)探究证明:把△ADE绕点A逆时针方向旋转到图2的位置,连接MN,BD,CE,判断△PMN的形状,并说明理由;
(3)拓展延伸:把△ADE绕点A在平面内自由旋转,若AD=4,AB=10,请直接写出△PMN面积的最大值.
7.如图1,与为等腰直角三角形,与 重合,,.固定,将绕点顺时针旋转,当边与边重合时,旋转终止.现不考虑旋转开始和结束时重合的情况,设(或它们的延长线)分别交(或它们的延长线)于点,如图2.
(1)证明:;
(2)当为何值时,是等腰三角形?
8.在锐角△ABC中,AB=AC,AD为BC边上的高,E为AC中点.
(1)如图1,过点C作CF⊥AB于F点,连接EF.若∠BAD=20°,求∠AFE的度数;
(2)若M为线段BD上的动点(点M与点D不重合),过点C作CN⊥AM于N点,射线EN,AB交于P点.
①依题意将图2补全;
②小宇通过观察、实验,提出猜想:在点M运动的过程中,始终有∠APE=2∠MAD.
小宇把这个猜想与同学们进行讨论,形成了证明该猜想的几种想法:
想法1:连接DE,要证∠APE=2∠MAD,只需证∠PED=2∠MAD.
想法2:设∠MAD=α,∠DAC=β,只需用α,β表示出∠PEC,通过角度计算得∠APE=2α.
想法3:在NE上取点Q,使∠NAQ=2∠MAD,要证∠APE=2∠MAD,只需证△NAQ∽△APQ.……
请你参考上面的想法,帮助小宇证明∠APE =2∠MAD.(一种方法即可)
9.如图1,平面直角坐标系中,等腰的底边在轴上,,顶点在的正半轴上,,一动点从出发,以每秒1个单位的速度沿向左运动,到达的中点停止.另一动点从点出发,以相同的速度沿向左运动,到达点停止.已知点、同时出发,以为边作正方形,使正方形和在的同侧.设运动的时间为秒().
(1)当点落在边上时,求的值;
(2)设正方形与重叠面积为,请问是存在值,使得?若存在,求出值;若不存在,请说明理由;
(3)如图2,取的中点,连结,当点、开始运动时,点从点出发,以每秒个单位的速度沿运动,到达点停止运动.请问在点的整个运动过程中,点可能在正方形内(含边界)吗?如果可能,求出点在正方形内(含边界)的时长;若不可能,请说明理由.
10.如图,抛物线经过点A(1,0),B(4,0)与轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图①,在抛物线的对称轴上是否存在点P,使得四边形PAOC的周长最小?若存在,求出四边形PAOC周长的最小值;若不存在,请说明理由.
(3)如图②,点Q是线段OB上一动点,连接BC,在线段BC上是否存在这样的点M,使△CQM为等腰三角形且△BQM为直角三角形?若存在,求M的坐标;若不存在,请说明理由.
11.如图,在矩形ABCD中,AB=6,BC=8,点E,F分别在边BC,AB上,AF=BE=2,连结DE,DF,动点M在EF上从点E向终点F匀速运动,同时,动点N在射线CD上从点C沿CD方向匀速运动,当点M运动到EF的中点时,点N恰好与点D重合,点M到达终点时,M,N同时停止运动.
(1)求EF的长.
(2)设CN=x,EM=y,求y关于x的函数表达式,并写出自变量x的取值范围.
(3)连结MN,当MN与△DEF的一边平行时,求CN的长.
12.小聪与小明在一张矩形台球桌ABCD边打台球,该球桌长AB=4m,宽AD=2m,点O、E分别为AB、CD的中点,以AB、OE所在的直线建立平面直角坐标系。
(1)如图1,M为BC上一点;
①小明要将一球从点M击出射向边AB,经反弹落入D袋,请你画出AB上的反弹点F的位置;
②若将一球从点M(2,12)击出射向边AB上点F(0.5,0),问该球反弹后能否撞到位于(-0.5,0.8)位置的另一球?请说明理由
(2)如图2,在球桌上放置两个挡板(厚度不计)挡板MQ的端点M在AD中点上且MQ⊥AD,MQ=2m,挡板EH的端点H在边BC上滑动,且挡板EH经过DC的中点E;
①小聪把球从B点击出,后经挡板EH反弹后落入D袋,当H是BC中点时,试证明:DN=BN;
②如图3,小明把球从B点击出,依次经挡板EH和挡板MQ反弹一次后落入D袋,已知∠EHC=75°,请你直接写出球的运动路径BN+NP+PD的长。
13.如图所示,在中,,,,点从点出发沿方向以每秒2个单位长度的速度向点匀速运动,同时点从点出发沿方向以每秒1个单位长度的速度向点匀速运动,当其中一点到达终点时,另一个点也随之停止运动.设点、运动的时间是秒,过点作于点,连接、.
(1)求证:;
(2)四边形能够成为菱形吗?若能,求出的值;若不能,请说明理由;
(3)当________时,为直角三角形.
14.如图,抛物线y=mx2﹣4mx+2m+1与x轴交于A(x1,0),B(x2,0)两点,与y轴交于点C,且x2﹣x1=2.
(1)求抛物线的解析式;
(2)E是抛物线上一点,∠EAB=2∠OCA,求点E的坐标;
(3)设抛物线的顶点为D,动点P从点B出发,沿抛物线向上运动,连接PD,过点P做PQ⊥PD,交抛物线的对称轴于点Q,以QD为对角线作矩形PQMD,当点P运动至点(5,t)时,求线段DM扫过的图形面积.
15.如图,在平面直角坐标系xOy中,过⊙T外一点P引它的两条切线,切点分别为M,N,若,则称P为⊙T的环绕点.
(1)当⊙O半径为1时,
①在中,⊙O的环绕点是___________;
②直线y=2x+b与x轴交于点A,y轴交于点B,若线段AB上存在⊙O的环绕点,求b的取值范围;
(2)⊙T的半径为1,圆心为(0,t),以为圆心,为半径的所有圆构成图形H,若在图形H上存在⊙T的环绕点,直接写出t的取值范围.
16.在平面直角坐标系中,抛物线经过点A、B、C,已知A(-1,0),B(3,0),C(0,-3).
(1)求此抛物线的函数表达式;
(2)若P为线段BC上一点,过点P作轴的平行线,交抛物线于点D,当△BCD面积最大时,求点P的坐标;
(3)若M(m,0)是轴上一个动点,请求出CM+MB的最小值以及此时点M的坐标.
17.定义:如果一个三角形中有两个内角α,β满足α+2β=90°,那我们称这个三角形为“近直角三角形”.
(1)若△ABC是“近直角三角形”,∠B>90°,∠C=50°,则∠A= 度;
(2)如图1,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=3,AC=4.若BD是∠ABC的平分线,
①求证:△BDC是“近直角三角形”;
②在边AC上是否存在点E(异于点D),使得△BCE也是“近直角三角形”?若存在,请求出CE的长;若不存在,请说明理由.
(3)如图2,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,点D为AC边上一点,以BD为直径的圆交BC于点E,连结AE交BD于点F,若△BCD为“近直角三角形”,且AB=5,AF=3,求tan∠C的值.
18.如图,在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于点和点,与轴交于点,且.点在第四象限且在抛物线上.
(1)如(图1),当四边形面积最大时,在线段上找一点,使得最小,并求出此时点的坐标及的最小值;
(2)如(图2),将沿轴向右平移2单位长度得到,再将绕点逆时针旋转度得到,且使经过、的直线与直线平行(其中),直线与抛物线交于、两点,点在抛物线上.在线段上是否存在点,使以点、、、为顶点的四边形为平行四边形?若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.
19.新定义:在平面直角坐标系中,过一点分别作坐标轴的垂线,若与坐标轴围成的长方形的周长与面积相等,则这个点叫做“和谐点”.例如,如图①,过点P分别作x轴、y轴的垂线,与坐标轴围成长方形OAPB的周长与面积相等,则点P是“和谐点”.
(1)点M(1,2)_____“和谐点”(填“是”或“不是”);若点P(a,3)是第一象限内的一个“和谐点”,是关于x,y的二元一次方程的解,求a,b的值.
(2)如图②,点E 是线段PB上一点,连接OE并延长交AP的延长线于点Q,若点P(2,3),,求点Q的坐标;
(3)如图③,连接OP,将线段OP向右平移3个单位长度,再向下平移1个单位长度,得到线段.若M是直线上的一动点,连接PM、OM,请画出图形并写出与,的数量关系.
20.对于⊙C与⊙C上的一点A,若平面内的点P满足:射线AP与⊙C交于点Q(点Q可以与点P重合),且,则点P称为点A关于⊙C的“生长点”.
已知点O为坐标原点,⊙O的半径为1,点A(-1,0).
(1)若点P是点A关于⊙O的“生长点”,且点P在x轴上,请写出一个符合条件的点P的坐标________;
(2)若点B是点A关于⊙O的“生长点”,且满足,求点B的纵坐标t的取值范围;
(3)直线与x轴交于点M,与y轴交于点N,若线段MN上存在点A关于⊙O的“生长点”,直接写出b的取值范围是_____________________________.
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一、压轴题
1.(1)y=x+1;(2);(3)(2,4)或(﹣2,2)或
【解析】
【分析】
(1)利用待定系数法即可解决问题;
(2)求出点C坐标,利用待定系数法求出直线DE的解析式即可解决问题;
(3)求出点E坐标,分两种情形分别讨论求解即可;
【详解】
(1)∵A(﹣2,0),OA=2OB,
∴OA=2,OB=1,
∴B(0,1),
设直线AB的解析式为y=kx+b,则有
解得
∴直线AB的解析式为y=x+1.
(2)∵BC=AB,A(﹣2,0),B(0,1),
∴C(2,2),
设直线DE的解析式为y=k′x+b′,则有
解得
∴直线DE的解析式为
令y=0,得到
∴
(3)如图1中,作CF⊥OD于F.
∵CE:CD=1:2,CF∥OE,
∴
∵CF=2,
∴OE=3.
∴m=3.
∴E(0,3),D(6,0),
①当EC为菱形ECFG的边时,F(4,3),G(2,4)或F′(0,1),G′(﹣2,2).
②当EC为菱形EF″CG″的对角线时,F″G″垂直平分线段EC,易知直线DE的解析式为,直线G″F″的解析式为
由,解得
∴F″,
设G″(a,b),则有
∴
∴G″
【点睛】
本题考查一次函数综合题、平行线分线段成比例定理、菱形的判定和性质、待定系数法等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,学会用分类讨论的思想思考问题,属于中考压轴题.
2.(1);(2);(3)点P的坐标为;(4)存在,点K的坐标为
【解析】
【分析】
(1)由于点A、B为抛物线与x轴的交点,可设两点式求解;也可将A、B、C的坐标直接代入解析式中利用待定系数法求解即可;
(2)根据两个三角形的高相等,则由面积比得出,求出AE,根据点A坐标可解得点E坐标,进而求得直线CE的解析式;
(3)分两种情况讨论①当四边形为平行四边形时;②当四边形为平行四边形时,根据平行四边形的性质和点的坐标位置关系得出纵坐标的关系式,分别代入坐标数值,解方程即可解答;
(4)根据抛物线的对称性,AF=BF,则HF+AF=HF+BF,当H、F、B共线时,HF+AF值最小,求出此时点F的坐标,设,由勾股定理和抛物线方程得,过点K作直线SK,使轴,且点的纵坐标为,则点S的坐标为,此时,,∴KF+KG=KS+KG,当S、K、G共线且平行y轴时,KF+KG值最小,由点G坐标解得,代入抛物线方程中解得,即为所求K的坐标.
【详解】
解:(1)方法1:设抛物线的解析式为
将点代入解析式中,则有.
∴抛物线的解析式为.
方法二:∵经过三点抛物线的解析式为,
将代入解析式中,则有
,解得:,
∴抛物线的解析式为.
(2),
.
.
.
.
的坐标为.
又点的坐标为.
直线的解析式为.
(3).
∴顶点D的坐标为.
①当四边形为平行四边形时,由DQ∥CP,DQ=CP得:
,即.
.令,则.
.
∴点P的坐标为.
②当四边形为平行四边形时,由CQ∥DP,CQ=DP得:
,即
.令,则.
.
∴点P的坐标为.
∴综合得:点P的坐标为
(4)∵点A或点B关于对称轴对称
∴连接与直线交点即为F点.
∵点H的坐标为,点的坐标为,
∴直线BH的解析式为:.
令,则.
当点F的坐标为时,的值最小.11分
设抛物线上存在一点,使得的值最小.
则由勾股定理可得:.
又∵点K在抛物线上,
代入上式中,
.
如图,过点K作直线SK,使轴,且点的纵坐标为.
∴点S的坐标为.
则.
(两处绝对值化简或者不化简者正确.)
.
当且仅当三点在一条直线上,且该直线干行于y轴,的值最小.
又∵点G的坐标为,
,将其代入抛物线解析式中可得:.
∴当点K的坐标为时,最小.
【点睛】
本题主要考查了二次函数与几何图形的综合,涉及待定系数法、平行四边形的性质、、三角形面积、求线段和的最小值(即将军饮马模型)等知识,解答的关键是认真审题,找出相关条件,运用待定系数法、数形结合法等解题方法确定解题思路,对相关信息进行推理、探究、发现和计算.
3.(1);(2);(3);(4)或.
【解析】
【分析】
(1)将A点坐标代入函数解析式即可求得b的值;
(2)分别表示出P、Q、M的坐标,根据Q、M的横坐标相同,它们重合时纵坐标也相同,列出方程求解即可;
(3)分别表示出PQ和MQ的长度,根据矩形是正方形时,即可求得m的值,再根据顶点在正方形内部,排除不符合条件的m的值;
(4)分,,,四种情况讨论,结合图形分析即可.
【详解】
解:(1)将点代入
得,
解得b=1,;
(2)由(1)可得函数的解析式为,
∴,
∵于点,
∴,
∵是直线上的一点,其纵坐标为,
∴,
若点与点重合,则
,
解得;
(3)由(2)可得,,
当矩形是正方形时,
即,
即或,
解得,
解得,
又,
∴抛物线的顶点为(1,2),
∵抛物线的顶点在该正方形内部,
∴P点在抛物线对称轴左侧,即,且M点的纵坐标大于抛物线顶点的纵坐标,即,
解得,故m的值为;
(4)①如下图
当时,若抛物线在矩形内的部分所对应的函数值随的增大而减小,
则M点的纵坐标应该小于P点纵坐标,且P点应该在x轴上侧,
即且,
解得,
解得,
∴,
②如下图
当时,若抛物线在矩形内的部分所对应的函数值随的增大而减小,
则M点的纵坐标应该小于P点纵坐标,
即,解得,
∴;
③当时,P点和M点都在直线x=3上不构成矩形,不符合题意;
④如下图
当时,若抛物线在矩形内的部分所对应的函数值随的增大而减小,
则M点的纵坐标应该大于P点纵坐标,
即,解得或,
故,
综上所述或.
【点睛】
本题考查二次函数综合,正方形的性质定理,求二次函数解析式.能分别表示出M、P、Q的坐标并结合图形分析是解决此题的关键,注意分类讨论.
4.(1)y=x2+2x﹣3;(2)①存在,点P的坐标为(1,﹣2)或(﹣5,﹣8);②点M(﹣,﹣)
【解析】
【分析】
(1)y=ax2+bx﹣3=a(x+3)(x﹣1),即可求解;
(2)①分点P(P′)在点C的右侧、点P在点C的左侧两种情况,分别求解即可;
②证明△AGR≌△RHM(AAS),则点M(m+n,n﹣m﹣3),利用点M在抛物线上和AR=NR,列出等式即可求解.
【详解】
解:(1)y=ax2+bx﹣3=a(x+3)(x﹣1),
解得:a=1,
故抛物线的表达式为:y=x2+2x﹣3①;
(2)由抛物线的表达式知,点C、D的坐标分别为(0,﹣3)、(﹣1,﹣4),
由点C、D的坐标知,直线CD的表达式为:y=x﹣3;
tan∠BCO=,则cos∠BCO=;
①当点P(P′)在点C的右侧时,
∵∠P′AB=∠BCO,
故P′B∥y轴,则点P′(1,﹣2);
当点P在点C的左侧时,
设直线PB交y轴于点H,过点H作HN⊥BC于点N,
∵∠PBC=∠BCO,
∴△BCH为等腰三角形,则
BC=2CH•cos∠BCO=2×CH×=,
解得:CH=,则OH=3﹣CH=,故点H(0,﹣),
由点B、H的坐标得,直线BH的表达式为:y=x﹣②,
联立①②并解得:,
故点P的坐标为(1,﹣2)或(﹣5,﹣8);
②∵∠PAB=∠BCO,而tan∠BCO=,
故设直线AP的表达式为:y=,将点A的坐标代入上式并解得:s=1,
故直线AP的表达式为:y=x+1,
联立①③并解得:,故点N(,);
设△AMN的外接圆为圆R,
当∠ANM=45°时,则∠ARM=90°,设圆心R的坐标为(m,n),
∵∠GRA+∠MRH=90°,∠MRH+∠RMH=90°,
∴∠RMH=∠GAR,
∵AR=MR,∠AGR=∠RHM=90°,
∴△AGR≌△RHM(AAS),
∴AG=m+3=RH,RG=﹣n=MH,
∴点M(m+n,n﹣m﹣3),
将点M的坐标代入抛物线表达式得:n﹣m﹣3=(m+n)2+2(m+n)﹣3③,
由题意得:AR=NR,即(m+3)2=(m﹣)2+()2④,
联立③④并解得:,
故点M(﹣,﹣).
【点睛】
本题考查的是二次函数综合运用,涉及到一次函数的性质、三角形全等、圆的基本知识等,其中(2)①,要注意分类求解,避免遗漏.
5.(1)4;(2)1;(3)①;②.
【解析】
【分析】
(1)由题意,先求出的解析式,再求出P、Q两点的坐标,即可求出PQ的长度;
(2)由题意,先求出的解析式,结合PQ的长度,即可求出t的值;
(3)①根据题意,先求出的解析式,然后求出点P和点Q的纵坐标,得到PQ的长度,利用三角形的面积公式即可求出面积;
②根据题意,先求出函数和的解析式,然后求出两个函数的对称轴,利用二次函数的对称性和增减性进行分类讨论:当时,以及当时,分别求出h与c的关系式即可.
【详解】
解:(1)∵函数为,函数和的图象关于y轴对称,
∴函数为,
当时,有
;
;
∴点P为(2,3),点Q为(2,),
∴的长为;
故答案为:4;
(2)∵函数为,函数和的图象关于y轴对称,
∴函数为;
∵,
∴点P在第一象限,点Q在第四象限,
设点P为(t,),点Q为(t,),
∵,
∴,
解得:;
故答案为:1;
(3)①∵函数为,函数和的图象关于y轴对称,
∴函数为:,即;
∵,
∴把代入函数,则;
把代入函数,则;
∴,
∴;
②由①可知,函数为,函数为,
∵函数和的图象与x轴正半轴分别交于点,
∴,
解得: ,
∴函数可化为:,函数可化为:;
∴函数的对称轴为:,
函数的对称轴为:,
∵,则,
则函数,函数均是开口向下;
∴函数在上,y随x增大而增大,在上是y随x增大而减小;
函数在上,y随x增大而减小;
∵,,
当时,则
函数在时取到最大值;函数在时取到最小值,则
∴,
即();
当时,则
函数在时取到最大值;函数在时取到最小值,则
,
即();
综合上述,h关于c的函数解析式为:.
【点睛】
本题考查了二次函数的综合问题,考查了二次函数的对称性、增减性,也考查了一次函数的图像和性质,待定系数法求函数的解析式,以及两点之间的距离,求三角形的面积等知识,解题的关键是熟练掌握二次函数和一次函数的性质进行解题,注意运用数形结合、分类讨论的思想进行分析,从而进行解题.
6.(1)PM=PN,PM⊥PN;(2)△PMN是等腰直角三角形.理由见解析;(3)S△PMN最大=.
【解析】
【分析】
(1)由已知易得,利用三角形的中位线得出,,即可得出数量关系,再利用三角形的中位线得出得出,最后用互余即可得出位置关系;
(2)先判断出,得出,同(1)的方法得出,,即可得出,同(1)的方法由,即可得出结论;
(3)方法1:先判断出最大时,的面积最大,进而求出,,即可得出最大,最后用面积公式即可得出结论.方法2:先判断出最大时,的面积最大,而最大是,即可得出结论.
【详解】
解:(1)点,是,的中点,
,,
点,是,的中点,
,,
,,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
故答案为:,;
(2)是等腰直角三角形.
由旋转知,,
,,
,
,,
利用三角形的中位线得,,,
,
是等腰三角形,
同(1)的方法得,,
,
同(1)的方法得,,
,
,
,
,
,
,
是等腰直角三角形;
(3)方法1:如图2,同(2)的方法得,是等腰直角三角形,
最大时,的面积最大,
且在顶点上面,
最大,
连接,,
在中,,,
,
在中,,,
,
.
方法2:由(2)知,是等腰直角三角形,,
最大时,面积最大,
点在的延长线上,
,
,
.
【点睛】
此题属于几何变换综合题,主要考查了三角形的中位线定理,等腰直角三角形的判定和性质,全等三角形的判断和性质,直角三角形的性质的综合运用;解(1)的关键是判断出,,解(2)的关键是判断出,解(3)的关键是判断出最大时,的面积最大.
7.(1)证明见解析(2)当或或时,△AGH是等腰三角形
【解析】试题分析:(1)根据∵△ABC与△EFD为等腰直角三角形,AC与DE重合,利用相似三角形的判定定理:两角对应相等的两个三角形相似,即可证出相似;(2)以∠GAH=45º这个角为等腰三角形的底角还是顶角进行分类讨论,从而得到本题答案.
试题解析:(1)∵△ABC与△EFD为等腰直角三角形,AC与DE重合,
∴∠B=∠EDF=45°
在△AGC和△HAB中
∵∠ACG=∠B=45°,
∠HAB=∠BAG+∠GAH =∠BAG+45°=∠CGA
∴△AGC∽△HAB
(2)①当∠GAH=45º是等腰三角形的底角时,
如图可知:;
②当∠GAH=45º是等腰三角形的顶角时,如图:
在△HGA和△AGC中,
∵∠AGH=∠CGA,∠GAH=∠C=45º,
∴△HGA∽△AGC,∵AG=AH,
∴
③如图,G与B重合时,符合要求,
此时CG=BC=
∴当或或时,
△AGH是等腰三角形.
点晴:本题主要考查学生对相似三角形的判定与性质,等腰三角形(等腰直角三角形)的性质,旋转的性质等知识点的理解和掌握,综合性较强,在第(2)中,要利用在旋转的过程中,△AGH中始终不变的角∠GAH=45º为切入点,以这个角是等腰三角形的底角还是顶角为分类点进行分类讨论,要注意当∠GAH=45º为底角时有两种情况,不要漏掉其中的任何一种,要做到不重不漏,才能做好分类讨论这一问题.
8.(1)证明见解析;(2)① 补图见解析;②证明见解析.
【解析】
【分析】
【详解】
(1)证明:∵AB=AC,AD为BC边上的高,∠BAD=20°,
∴∠BAC=2∠BAD=40°.
∵CF⊥AB,
∴∠AFC=90°.
∵E为AC中点,
∴EF=EA=.
∴∠AFE=∠BAC=40°.
(2)① 当点P在边AB上是,补全图形如图
当点P在AB的延长线上是,补全图形如图
②Ⅰ、当点P在边AB上时,
证明:想法1:如图3,
连接DE.
∵AB=AC,AD为BC边上的高,
∴D为BC中点.
∵E为AC中点,
∴ED∥AB,
∴∠PED=∠APE.
∵∠ADC=90∘,E为AC中点,
∴
同理可证
∴AE=NE=CE=DE.
∴A,N,D,C在以点E为圆心,AC为直径的圆上,
∴∠PED=2∠MAD.
∴∠APE=2∠MAD.
想法2:设∠MAD=α,∠DAC=β,
∵CN⊥AM,
∴∠ANC=90∘.
∵E为AC中点,
∴AE=NE=AC.
∴∠ANE=∠NAC=∠MAD+∠DAC=α+β.
∴∠NEC=∠ANE+∠NAC=2α+2β.
∵AB=AC,AD⊥BC,
∴∠BAC=2∠DAC=2β.
∴∠APE=∠PEC−∠BAC=2α.
∴∠APE=2∠MAD.
Ⅱ、当点P在AB的延长线上时
证明:想法1:
连接DE.
∵AB=AC,AD为BC边上的高,
∴D为BC中点.
∵E为AC中点,
∴ED∥AB,
∴∠1=∠APE.
∵∠ADC=90°,E为AC中点,
∴.
同理可证.
∴AE=NE=CE=DE.
∴A,N,D,C在以点E为圆心,AC为直径的圆上.
∴∠1=2∠MAD.
∴∠APE=2∠MAD.
想法2:设∠MAD=α,∠DAC=β,
∵CN⊥AM,
∴∠ANC=90∘.
∵E为AC中点,
∴AE=NE=AC.
∴∠ANE=∠NAC=∠MAD+∠DAC=α+β.
∴∠NEC=∠ANE+∠NAC=2α+2β.
∵AB=AC,AD⊥BC,
∴∠BAC=2∠DAC=2β.
∴∠APE=∠PEC−∠BAC=2α.
∴∠APE=2∠MAD.
想法3:在NE上取点Q,使∠NAQ=2∠MAD,
即∠3=∠4.
即
∵E为AC的中点,
9.(1)t=1;(2)存在,,理由见解析;(3)可能,或或理由见解析
【解析】
【分析】
(1)用待定系数法求出直线AC的解析式,根据题意用t表示出点H的坐标,代入求解即可;
(2)根据已知,当点F运动到点O停止运动前,重叠最大面积是边长为1的正方形的面积,即不存在t,使重叠面积为,故t﹥4,用待定系数法求出直线AB的解析式,求出点H落在BC边上时的t值,求出此时重叠面积为﹤,进一步求出重叠面积关于t的表达式,代入解t的方程即可解得t值;
(3)由已知求得点D(2,1),AC=,OD=OC=OA=,结合图形分情况讨论即可得出符合条件的时长.
【详解】
(1)由题意,A(0,2),B(-4,0),C(4,0),
设直线AC的函数解析式为y=kx+b,
将点A、C坐标代入,得:
,解得:,
∴直线AC的函数解析式为,
当点落在边上时,点E(3-t,0),点H(3-t,1),
将点H代入,得:
,解得:t=1;
(2)存在,,使得.
根据已知,当点F运动到点O停止运动前,重叠最大面积是边长为1的正方形的面积,即不存在t,使重叠面积为,故t﹥4,
设直线AB的函数解析式为y=mx+n,
将点A、B坐标代入,得:
,解得:,
∴直线AC的函数解析式为,
当t﹥4时,点E(3-t,0)点H(3-t,t-3),G(0,t-3),
当点H落在AB边上时,将点H代入,得:
,解得:;
此时重叠的面积为,
∵﹤,∴﹤t﹤5,
如图1,设GH交AB于S,EH交AB于T,
将y=t-3代入得:,
解得:x=2t-10,
∴点S(2t-10,t-3),
将x=3-t代入得:,
∴点T,
∴AG=5-t,SG=10-2t,BE=7-t,ET=,
,
所以重叠面积S==4--=,
由=得:,﹥5(舍去),
∴;
(3)可能,≤t≤1或t=4.
∵点D为AC的中点,且OA=2,OC=4,
∴点D(2,1),AC=,OD=OC=OA=,
易知M点在水平方向以每秒是4个单位的速度运动;
当0﹤t﹤时,M在线段OD上,H未到达D点,所以M与正方形不相遇;
当﹤t﹤1时, +÷(1+4)=秒,
∴时M与正方形相遇,经过1÷(1+4)=秒后,M点不在正方行内部,则;
当t=1时,由(1)知,点F运动到原E点处,M点到达C处;
当1≤t≤2时,当t=1+1÷(4-1)=秒时,点M追上G点,经过1÷(4-1)=秒,点都在正方形内(含边界),
当t=2时,点M运动返回到点O处停止运动,
当 t=3时,点E运动返回到点O处, 当 t=4时,点F运动返回到点O处,
当时,点都在正方形内(含边界),
综上,当或或时,点可能在正方形内(含边界).
【点睛】
本题考查了一次函数与几何图形的综合,涉及求一次函数的解析式、正方形的性质、直角三角形的性质、不规则图形的面积、解一元二次方程等知识,解答的关键是认真审题,提取相关信息,利用待定系数法、数形结合法等解题方法确定解题思路,进而推理、探究、发现和计算.
10.(1);(2)9;(3)存在点M的坐标为()或()使△CQM为等腰三角形且△BQM为直角三角形
【解析】
【分析】
(1)根据抛物线经过A、B两点,带入解析式,即可求得a、b的值.
(2)根据PA=PB,要求四边形PAOC的周长最小,只要P、B、C三点在同一直线上,因此很容易计算出最小周长.
(3)首先根据△BQM为直角三角形,便可分为两种情况QM⊥BC和QM⊥BO,再结合△QBM∽△CBO,根据相似比例便可求解.
【详解】
解:(1)将点A(1,0),B(4,0)代入抛物线中,得:
解得:
所以抛物线的解析式为.
(2)由(1)可知,抛物线的对称轴为直线.连接BC,交抛物线的对称轴为点P,此时四边形PAOC的周长最小,最小值为OA+OC+BC=1+3+5=9.
(3) 当QM⊥BC时,易证△QBM∽△CBO 所以 ,
又因为△CQM为等腰三角形 ,所以QM=CM.设CM=x, 则BM=5- x
所以 所以.所以QM=CM=,BM=5- x=,所以BM:CM=4:3.
过点M作NM⊥OB于N,则MN//OC, 所以 ,
即 ,所以,
所以点M的坐标为()
当QM⊥BO时, 则MQ//OC, 所以 , 即
设QM=3t, 则BQ=4t, 又因为△CQM为等腰三角形 ,所以QM=CM=3t,BM=5-3t
又因为QM2+QB2=BM2, 所以(3t )2+(4t )2=(5-3t )2, 解得
MQ=3t=,, 所以点M的坐标为().
综上所述,存在点M的坐标为()或()使△CQM为等腰三角形且△BQM为直角三角形
【点睛】
本题是一道二次函数的综合型题目,难度系数较高,关键在于根据图形化简问题,这道题涉及到一种分类讨论的思想,这是这道题的难点所在,分类讨论思想的关键在于根据直角三角形的直角进行分类的.
11.(1)EF=2;(2)y=x(0≤x≤12);(3)满足条件的CN的值为或12.
【解析】
【分析】
(1)在Rt△BEF中,利用勾股定理即可解决问题.
(2)根据速度比相等构建关系式解决问题即可.
(3)分两种情形如图3﹣1中,当MN∥DF,延长FE交DC的延长线于H.如图3﹣2中,当MN∥DE,分别利用平行线分线段成比例定理构建方程解决问题即可.
【详解】
解:(1)∵四边形ABCD是矩形,
∴∠B=90°,AB=CD=6,AD=BC=8,
∵AF=BE=2,
∴BF=6﹣2=4,
∴EF===2.
(2)由题意:=,
∴=,
∴y=x(0≤x≤12).
(3)如图3﹣1中,延长FE交DC的延长线于H.
∵△EFB∽△EHC,
∴==,
∴==,
∴EH=6,CH=12,
当MN∥DF时,=,
∴=,
∵y=x,
解得x=,
如图3﹣2中,当MN∥DE时,=,
∴= ,
∵y=x,
解得x=12,
综上所述,满足条件的CN的值为或12.
【点睛】
本题属于四边形综合题,考查了矩形的性质,相似三角形的判定和性质,平行线分线段成比例定理等知识,解题的关键是学会利用参数构建方程解决问题,属于中考常考题型.
12.(1)①答案见解析 ②答案见解析 (2)①证明见解析 ②
【解析】
【分析】
(1)①根据反射的性质画出图形,可确定出点F的位置;②过点H作HG⊥AB于点G,利用点H的坐标,可知HG的长,利用矩形的性质结合已知可求出点B,C的坐标,求出BM,BF的长,再利用锐角三角函数的定义,去证明tan∠MFB=tan∠HFG,即可证得∠MFB=∠HFG,即可作出判断;
(2)①连接BD,过点N作NT⊥EH于点N,交AB于点T,利用三角形中位线定理可证得EH∥BD,再证明MQ∥AB,从而可证得∠DNQ=∠BNQ,∠DQN=∠NQB,利用ASA证明△DNQ≌△BNQ,然后利用全等三角形的性质,可证得结论;②作点B关于EH对称点B',过点B'作B'G⊥BC交BC的延长线于点G,连接B'H,B'N,连接AP,过点B'作B'L⊥x轴于点L,利用轴对称的性质,可证得AP=DP,NB'=NB,∠BHN=∠NHB'根据反射的性质,易证AP
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