2022-2023学年湖北省武汉市江夏区重点学校九年级(下)期中数学试卷
一、选择题(共10小题,每小题3分,共30分)
1.﹣5的绝对值是( )
A. B.5 C.﹣5 D.﹣
2.某运动员在罚球线上投篮一次,投中,这个事件是( )
A.必然事件 B.确定性事件 C.不可能事件 D.随机事件
3.现实世界中,对称现象无处不在,下列字母既是轴对称图形又是中心对称图形的是( )
A.E B.W C.H D.T
4.(﹣2a2)3的计算结果是( )
A.8a6 B.﹣8a6 C.6a6 D.﹣6a6
5.如图是四个完全相同的小正方体搭成的几何体,它的俯视图为( )
A. B.
C. D.
6.已知点A(x1,y1),B(x2,y2)在反比例函数y=﹣的图象上,且x1<0<x2,则下列结论一定正确的是( )
A.y1+y2<0 B.y1+y2>0 C.y1<y2 D.y1>y2
7.如图,边长分别为1和2的两个正方形,其中有一条边在同一水平线上,设穿过的时间为t,大正方形的面积为S1,小正方形与大正方形重叠部分的面积为S2,若S=S1﹣S2,则S随t变化的函数图象大致为( )
A. B.
C. D.
8.已知m,n是一元二次方程x2﹣2x﹣1=0的两根,则﹣m+n的值是( )
A.2 B.3 C.﹣2 D.﹣3
9.如图,Rt△ABC中,∠C=90°,AC=12,经过点B且半径为5的⊙O与AB交于D,则线段DE的长为( )
A.6.4 B.7 C.7.2 D.8
10.同学们都熟悉“幻方”游戏,现将“幻方”游戏稍作改进变成“幻圆”游戏,将﹣1,2,4,﹣5,6,﹣7,使横、竖以及内外两圈上的4个数字之和都相等,则a+b的值为( )
A.1或﹣1 B.﹣1或﹣4 C.﹣3或﹣6 D.1或﹣8
二、填空题(共6小题,每小题3分,共18分)
11.请写出一个大于1且小于2的无理数 .
12.世界文化遗产长城总长约21000千米,数21000用科学记数法表示为 .
13.有红、橙、黄、绿4种颜色的小球和四种对应颜色的盒子各一个,现从4个小球中任取两种颜色的小球随机放入其中的两个盒子,小球的颜色和盒子的颜色一致的概率是 .
14.如图是武汉某地铁站的一个智能通道闸机,扇形ABC和扇形DEF是闸机的“圆弧翼”,两圆弧翼成轴对称,扇形的圆心角∠ABC=∠DEF=28°,半径BA=ED=60cm,通道关闭时AD=10cm,则闸机通道的宽度 cm.(参考数据:sin28°≈0.47,cos28°≈0.88,tan28°≈0.53)
15.二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象与x轴交于点A(﹣1,0),与y轴的交点为B
①3a+b<0;
②过点(0,c﹣a)平行于x轴的直线与抛物线有唯一的公共点;
③若a>0,关于x的不等式a(x+1)2+b(x+1)<0的解集为﹣1<x≤1;
④若a<0,点P(t,y1),Q(t﹣1,y2)在该抛物线上,当实数t,y1>y2.
其中正确的结论是 .
16.如图,△ABC是边长为3的等边三角形,延长AC至点P,点E在线段AB上,且AE,以PE为边向右作等边△PEF,过点E作EM∥AP交FA的延长线于点M,则四边形AEPN的面积为 .
三、解答题(共8小题,共72分)
17.(8分)解不等式组请按下列步骤完成解答:
(1)解不等式①,得 ;
(2)解不等式②,得 ;
(3)把不等式①和②的解集在数轴上表示出来:
(4)原不等式组的解集为 .
18.(8分)如图,在四边形ABCD中,AD∥BC
(1)求证:AB∥DC;
(2)点E在线段BC的延长线上,点F在线段AD上,EF交CD于点M,∠DFE=50°,直接写出∠DME的度数.
19.(8分)为落实国家“双减”政策,某中学在课后托管时间里开展了“音乐社团、体育社团、文学社团、美术社团”活动.该校从全校600名学生中随机抽取了部分学生进行“你最喜欢哪一种社团活动(每人必选且只选一种)”的问卷调查,绘制了如图所示的两幅不完整的统计图.
根据图中信息,解答下列问题:
(1)参加问卷调查的学生共有 人;条形统计图中m的值为 ,扇形统计图中α的度数为 ;
(2)根据调查结果,请估计该校600名学生中最喜欢“美术社团”的人数.
20.(8分)如图,AB是⊙O的直径,BC是⊙O的切线,,BE交AC于F.
(1)求证:CB=CF;
(2)若⊙O的半径,sinC=,求EF的值.
21.(8分)如图是由小正方形组成的8×6网格,每个小正方形的顶点叫做格点,△ABC的三个顶点都是格点,画图过程用虚线表示.
(1)在图(1)中,D,E分别是边AB,AC与网格线的交点,画出点F;再在边AB上画点G;
(2)在图(2)中,在边AB上找一点P,使PA=PC,使tan.
22.(10分)跳台滑雪运动可分为助滑、起跳、飞行和落地四个阶段,运动员起跳后飞行的路线是抛物线的一部分(如图中实线部分所示),落地点在着陆坡(如图中虚线部分所示)上,落地点超过K点越远,飞行距离分越高.2022年北京冬奥会跳台滑雪标准台的起跳台的高度OA为66m,高度为hm(h为定值).设运动员从起跳点A起跳后的高度y(m)(m)之间的函数关系为y=ax2+bx+c(a≠0).
(1)c的值为 ;
(2)①若运动员落地点恰好到达K点,且此时a=﹣,b=;
②若a=﹣时,运动员落地点要超过K点,则b的取值范围为 ;
(3)在(2)的条件下,若运动员飞行的水平距离为25m时,试判断他的落地点能否超过K点,并说明理由.
23.(10分)问题提出如图(1),在△ABC中,AD⊥BC,连接DE,探究
问题探究(1)先将问题特殊化.如图(2),当AD=BD时的值.
(2)再探究一般情形.如图(1),当AD=nBD时,求的值;
问题拓展如图(3),在△ADC中,AD⊥CD,P是△ADC内一点,DP=1,CE交AD于F,当△CDE的面积最大时的值.
24.(12分)如图1,抛物线C1:y=x2+bx+c与x轴正半轴交于点A(3,0),对称轴为x=1.
(1)直接写出抛物线C1的解析式;
(2)如图1,直线经过点A1于另一点B,点P在线段AB上,过点P作直线PQ∥y轴交抛物线C1于点Q,连接AQ,若PA=PQ;
(3)如图2,将抛物线C1向左平移1个单位长度,再向上平移4个单位长度得到抛物线C2,点M,N在抛物线在抛物线C2上,点M在点N的右边,如果△MNE的两条边ME2都有唯一共同点且ME,NE都与y轴不平行,△MNE的面积为2,N两点的横坐标分别为m,n,求m与n的数量关系.
答案解析
一、选择题(共10小题,每小题3分,共30分)
1.﹣5的绝对值是( )
A. B.5 C.﹣5 D.﹣
【分析】利用绝对值的定义求解即可.
【解答】解:﹣5的绝对值是5,
故选:B.
【点评】本题主要考查了绝对值,解题的关键是熟记绝对值的定义.
2.某运动员在罚球线上投篮一次,投中,这个事件是( )
A.必然事件 B.确定性事件 C.不可能事件 D.随机事件
【分析】根据在一定条件下,可能发生也可能不发生的事件,称为随机事件,进而判断得出答案.
【解答】解:某运动员在罚球线上投篮一次,投中.
故选:D.
【点评】此题主要考查了随机事件,正确掌握随机事件的定义是解题关键.
3.现实世界中,对称现象无处不在,下列字母既是轴对称图形又是中心对称图形的是( )
A.E B.W C.H D.T
【分析】根据轴对称图形和中心对称图形的概念对各选项分析判断即可得解.
【解答】解:A.“E”是轴对称图形,故本选项不符合题意;
B.“W”是轴对称图形,故本选项不符合题意;
C.“H”既是轴对称图形,故本选项符合题意;
D.“T”是轴对称图形,故本选项不符合题意.
故选:C.
【点评】本题考查了中心对称图形与轴对称图形的概念,轴对称图形的关键是寻找对称轴,图形两部分折叠后可重合,中心对称图形是要寻找对称中心,旋转180度后与原图重合.
4.(﹣2a2)3的计算结果是( )
A.8a6 B.﹣8a6 C.6a6 D.﹣6a6
【分析】根据积的乘方法则:把每一个因式分别乘方,再把所得的幂相乘即可.
【解答】解:(﹣2a2)8=(﹣2)3a6=﹣8a6.
故选:B.
【点评】考查了积的乘方,注意:①因式是三个或三个以上积的乘方,法则仍适用;②运用时数字因数的乘方应根据乘方的意义,计算出最后的结果.
5.如图是四个完全相同的小正方体搭成的几何体,它的俯视图为( )
A. B.
C. D.
【分析】根据从上边看得到的图形是俯视图,可得答案.
【解答】解:如图,它的俯视图为:
故选:A.
【点评】本题考查了简单组合体的三视图,从上边看上边看得到的图形是俯视图.注意看得见的棱画实线,看不见的棱画虚线.
6.已知点A(x1,y1),B(x2,y2)在反比例函数y=﹣的图象上,且x1<0<x2,则下列结论一定正确的是( )
A.y1+y2<0 B.y1+y2>0 C.y1<y2 D.y1>y2
【分析】根据反比例函数图象与性质即可得到答案.
【解答】解:y=﹣的k=﹣1<7,
∴反比例函数y=﹣的图象在第二,
∵点A(x1,y2),B(x2,y2)在反比例函数y=﹣的图象上1<0<x8,
∴y1>0>y6,
故选:D.
【点评】本题考查反比例函数图象与性质,熟练掌握反比例函数中k与图象的象限关系是解决问题的关键.
7.如图,边长分别为1和2的两个正方形,其中有一条边在同一水平线上,设穿过的时间为t,大正方形的面积为S1,小正方形与大正方形重叠部分的面积为S2,若S=S1﹣S2,则S随t变化的函数图象大致为( )
A. B.
C. D.
【分析】根据题意,列出函数解析式,再选择出适合的图象.
【解答】解:由题意得:当0≤t<1时,S=7﹣t,
当1≤t≤2时,S=6,
当2<t≤3时,S=t+8,
故选:A.
【点评】主要考查了函数图象的读图能力.要能根据列出函数的解析式是解题的关键.
8.已知m,n是一元二次方程x2﹣2x﹣1=0的两根,则﹣m+n的值是( )
A.2 B.3 C.﹣2 D.﹣3
【分析】先将﹣m+n通分、化简得,再利用配方法得,根据一元二次方程根与系数的关系可知m+n==2,mn==﹣1,最后整体代入计算即可求解.
【解答】解:﹣m+n
=
=
=
=,
∵m,n是一元二次方程x2﹣2x﹣4=0的两根,
∴m+n==2=﹣1,
则原式==3.
故选:B.
【点评】本题主要考查分式的混合运算、根与系数的关系,熟练掌握根与系数的关系时解题关键.根与系数的关系:x1,x2是一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的两根时,,.
9.如图,Rt△ABC中,∠C=90°,AC=12,经过点B且半径为5的⊙O与AB交于D,则线段DE的长为( )
A.6.4 B.7 C.7.2 D.8
【分析】如图所示,连接DO并延长交⊙O于F,连接EF,由圆周角定理得到∠DEF=90°,解Rt△ABC得到sin∠ABC=,证明∠ABC=∠F得到sin∠ABC=sinF,解Rt△DEF即可求出答案.
【解答】解:如图所示,连接DO并延长交⊙O于F,
∵DO是直径,
∴∠DEF=90°,
在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=12,
∴AB==15,
∴sin∠ABC==,
∵四边形BDFE是圆内接四边形,
∴∠F+∠DBE=180°,
又∵∠ABC+∠DBE=180°,
∴∠ABC=∠F,
∴sin∠ABC=sinF,
在Rt△DEF中,sinF==,
∴DE=DF=10×,
故选:D.
【点评】本题主要考查了解直角三角形,圆周角定理,圆内接四边形的性质,勾股定理等等,正确作出辅助线构造直角三角形是解题的关键.
10.同学们都熟悉“幻方”游戏,现将“幻方”游戏稍作改进变成“幻圆”游戏,将﹣1,2,4,﹣5,6,﹣7,使横、竖以及内外两圈上的4个数字之和都相等,则a+b的值为( )
A.1或﹣1 B.﹣1或﹣4 C.﹣3或﹣6 D.1或﹣8
【分析】根据所给数的特征,可知横、竖、外圈、内圈的4个数之和为2,再由已经填写的数,确定a=﹣1或a=2,从而求出d的值,即可求解.
【解答】解:∵﹣1+2﹣5+4﹣5+3﹣7+8=8,
∴横、竖、外圈,
∴﹣7+6+6+b=2,
∴b=﹣5,
∵2+4+b+c=2,a+5﹣7+d=2,
∴c=﹣8,a+d=1,
∴a=﹣1或a=2,
当a=﹣1时,d=2,
当a=4时,d=﹣1,
故选:C.
【点评】本题考查有理数的加法,熟练掌握有理数的加法法则,能够根据所给的条件推理出a、d的可能取值是解题的关键.
二、填空题(共6小题,每小题3分,共18分)
11.请写出一个大于1且小于2的无理数 .
【分析】由于所求无理数大于1且小于2,则该数的平方大于1小于4,所以可选其中的任意一个数开平方即可.
【解答】解:大于1且小于2的无理数是,答案不唯一.
故答案为:.
【点评】此题主要考查了无理数的估算,现实生活中经常需要估算,估算应是我们具备的数学能力,“夹逼法”是估算的一般方法,也是常用方法.
12.世界文化遗产长城总长约21000千米,数21000用科学记数法表示为 2.1×104 .
【分析】科学记数法的表示形式为a×10n的形式,其中1≤|a|<10,n为整数.确定n的值时,要看把原数变成a时,小数点移动了多少位,n的绝对值与小数点移动的位数相同.当原数绝对值大于或等于10时,n是正整数;当原数的绝对值小于1时,n是负整数.
【解答】解:数21000用科学记数法表示为2.1×104.
故答案为:2.1×104.
【点评】本题考查科学记数法的表示方法.科学记数法的表示形式为a×10n的形式,其中1≤|a|<10,n为整数,正确确定a的值以及n的值是解题的关键.
13.有红、橙、黄、绿4种颜色的小球和四种对应颜色的盒子各一个,现从4个小球中任取两种颜色的小球随机放入其中的两个盒子,小球的颜色和盒子的颜色一致的概率是 .
【分析】画树状图,从4个小球中任取两种领色的小球随机放入其中的两个盒子,共有12种等可能的结果,其中小球的颜色和盒子的颜色一致的结果有1种,再由概率公式求解即可.
【解答】解:画树状图如下:
从4个小球中任取两种领色的小球随机放入其中的两个盒子,共有12种等可能的结果,
∴小球的颜色和盒子的颜色一致的概率是,
故答案为:.
【点评】本题考查的是用树状图法求概率.树状图法可以不重复不遗漏的列出所有可能的结果,适合于两步或两步以上完成的事件.用到的知识点为:概率=所求情况数与总情况数之比.
14.如图是武汉某地铁站的一个智能通道闸机,扇形ABC和扇形DEF是闸机的“圆弧翼”,两圆弧翼成轴对称,扇形的圆心角∠ABC=∠DEF=28°,半径BA=ED=60cm,通道关闭时AD=10cm,则闸机通道的宽度 66.4 cm.(参考数据:sin28°≈0.47,cos28°≈0.88,tan28°≈0.53)
【分析】连接AD并延长交BC于点G,交EF于点H,结合题意可得GH⊥BC,GH⊥EF,GH的长度就是BC与EF的距离,AG=DH,在Rt△ABG中,AG=AB sin∠ABG=28.2(cm),进而求出GH即可求解.
【解答】解:如图,连接AD并延长交BC于点G,
由点A与点D在同一水平线上,BC和EF均垂直于地面可知,GH⊥EF,
∴GH的长度就是BC与EF的距离,
由两圆弧翼成轴对称可知,AG=DH,
在Rt△ABG中,AG=AB sin∠ABG=60×sin28°≈60×0.47=28.2(cm),
∴AG=DH=28.2cm,
∵AD=10cm,
∴GH=AG+AD+DH=28.2+10+28.2=66.6(cm).
故答案为:66.4.
【点评】本题主要考查解直角三角形的应用,正确构造直角三角形,利用锐角三角函数解决问题是解题关键.
15.二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象与x轴交于点A(﹣1,0),与y轴的交点为B
①3a+b<0;
②过点(0,c﹣a)平行于x轴的直线与抛物线有唯一的公共点;
③若a>0,关于x的不等式a(x+1)2+b(x+1)<0的解集为﹣1<x≤1;
④若a<0,点P(t,y1),Q(t﹣1,y2)在该抛物线上,当实数t,y1>y2.
其中正确的结论是 ② .
【分析】先由题意画出图象,再根据图象与系数的关系求解.
【解答】解:当a>0时,如图L1,当a<8时,如图L2,
①由题意得:﹣,a﹣b+c=0,
∴b=﹣2a,
∴a+4a+c=0,即:3a+c=3,
故①是错误的;
②当y=c﹣a时,ax2+bx+c=c﹣a,即:ax2+bx+a=7,
∴Δ=b2﹣4a5=(2a+b)(b﹣2a)=6,
∴ax2+bx+c=c﹣a有两个相等的实数根,
∴过点(0,c﹣a)平行于x轴的直线与抛物线有唯一的公共点;
故②是正确;
③当a>3时,如L1所示:
∴ax2+bx+c<7的解集为:﹣1<x<3,
∴a(x+5)2+b(x+1)<3的解集为:﹣1<x+1<3,即:﹣2<x<2,
故③是错误的;
④当a<2时,如L2所示:当x≥1时,y4>y2,
∴t﹣1≥2,即t≥0时,y1>y5,
故④是错误的;
故答案为:②.
【点评】本题考查了二次函数与系数的关系,掌握数形结合思想是解题的关键.
16.如图,△ABC是边长为3的等边三角形,延长AC至点P,点E在线段AB上,且AE,以PE为边向右作等边△PEF,过点E作EM∥AP交FA的延长线于点M,则四边形AEPN的面积为 2 .
【分析】作PG∥CB交AB的延长线于点G,则AB=BC=AC=3,∠PAG=60°,∠APG=∠ACB=60°,∠G=∠ABC=60°,所以△ABP是等边三角形,AG=GP=AP=AC+CP=4,而△PEF是等边三角形,则PE=PF,∠FPE=∠PEF=∠PFE=60°,所以∠GPE=∠APF=60°﹣∠APE,即可证明△GPE≌△APF,得∠G=∠PAF=60°,所以∠PAG=∠PAF=60°,∠MAE=60°,再证明△AEM是等边三角形,则∠M=∠PAE=60°,∠MEF=∠AEP=60°+∠AEF,可证明△MEF≌△AEP,得MF=AP=4,则MN=MF=2,AE+AN=AM+AN=2,作PH⊥AG于点H,PD⊥AF于点D,则PH=PD,AH=GH=AG=2,由勾股定理得PH=PD==2,所以S四边形AEPN=S△APE+S△APN=×2(AE+AN)=×2×2=2,于是得到问题的答案.
【解答】解:作PG∥CB交AB的延长线于点G,
∵△ABC是边长为3的等边三角形,
∴AB=BC=AC=3,∠PAG=60°,∠G=∠ABC=60°,
∴△ABP是等边三角形,
∵点P在AC的延长线上,CP=5,
∴AG=GP=AP=AC+CP=4,
∵△PEF是等边三角形,
∴PE=PF,∠FPE=∠PEF=∠PFE=60°,
∴∠GPE=∠APF=60°﹣∠APE,
在△GPE和△APF中,
,
∴△GPE≌△APF(SAS),
∴∠G=∠PAF=60°,
∴∠PAG=∠PAF=60°,
∴∠MAE=180°﹣∠PAG﹣∠PAF=60°,
∵EM∥AP,
∴∠M=∠PAF=60°,∠AEM=∠PAG=60°,
∴△AEM是等边三角形,∠M=∠PAE=60°,
∴ME=AE=AM,
在△MEF和△AEP中,
,
∴△MEF≌△AEP(ASA),
∴MF=AP=4,
∵点N为MF的中点,
∴MN=MF=,
∴AE+AN=AM+AN=MN=2,
作PH⊥AG于点H,PD⊥AF于点D,AH=GH=×4=2,
∵∠AHP=90°,
∴PH=PD===2,
∵S四边形AEPN=S△APE+S△APN=AE PH+,
∴S四边形AEPN=×2×2,
故答案为:2.
【点评】此题重点考查等边三角形的判定与性质、全等三角形的判定与性质、勾股定理、根据转化思想求图形的面积等知识与方法,正确地作出所需要的辅助线是解题的关键.
三、解答题(共8小题,共72分)
17.(8分)解不等式组请按下列步骤完成解答:
(1)解不等式①,得 x>﹣1 ;
(2)解不等式②,得 x≤3 ;
(3)把不等式①和②的解集在数轴上表示出来:
(4)原不等式组的解集为 ﹣1<x≤3 .
【分析】(1)解不等式,填空即可;
(2)解不等式,填空即可;
(3)根据不等式的解集,再数轴上表示出即可;
(4)根据数轴上的解集的公共部分,确定不等式组的解集即可.
【解答】解:(1)解不等式①,得x>﹣1,
故答案为:x>﹣1;
(2)解不等式②,得x≤2,
故答案为:x≤3;
(3)把不等式①和②的解集在数轴上表示出来如图所示:
.
(4)根据(3)中解集,可知不等式组的解集为﹣3<x≤8,
故答案为:﹣1<x≤3.
【点评】本题考查了解一元一次不等式组,熟练解每个不等式,准确利用数轴确定不等式组的解集是解题关键.
18.(8分)如图,在四边形ABCD中,AD∥BC
(1)求证:AB∥DC;
(2)点E在线段BC的延长线上,点F在线段AD上,EF交CD于点M,∠DFE=50°,直接写出∠DME的度数.
【分析】(1)利用平行线性质及已知条件易得∠A+∠D=180°,然后根据同旁内角互补,两直线平行即可证得结论;
(2)利用平行线性质及已知条件易得∠A=∠BCD=110°,∠AFM=130°,然后利用正多边形内角和公式求得五边形ABCMF的内角和,从而求得∠CMF的度数,根据对顶角相等即可求得答案.
【解答】解:(1)∵AD∥BC,
∴∠BCD+∠D=180°,
∵∠A=∠BCD,
∴∠A+∠D=180°,
∴AB∥CD;
(2)∵AD∥BC,
∴∠A+∠B=180°,
∵∠B=70°,
∴∠BCD=∠A=110°,
∵∠DFE=50°,
∴∠AFM=180°﹣∠DFE=180°﹣50°=130°,
∵∠A+∠B+∠BCD+∠AFM+∠CMF=(5﹣2)×180°=540°,
∴∠CMF=540°﹣180°﹣110°﹣130°=120°,
∴∠DME=∠CMF=120°.
【点评】本题主要考查多边形内角和及平行线的性质与判定,它们均为几何图形中重要知识点,必须熟练掌握.
19.(8分)为落实国家“双减”政策,某中学在课后托管时间里开展了“音乐社团、体育社团、文学社团、美术社团”活动.该校从全校600名学生中随机抽取了部分学生进行“你最喜欢哪一种社团活动(每人必选且只选一种)”的问卷调查,绘制了如图所示的两幅不完整的统计图.
根据图中信息,解答下列问题:
(1)参加问卷调查的学生共有 60 人;条形统计图中m的值为 11 ,扇形统计图中α的度数为 90° ;
(2)根据调查结果,请估计该校600名学生中最喜欢“美术社团”的人数.
【分析】(1)利用24÷40%即可求出参加问卷调查的学生人数;根据m=60﹣10﹣24﹣15,α=360°×即可得出答案.
(2)用该校总人数乘以样本中最喜欢“美术社团”的占比即可.
【解答】解:(1)24÷40%=60(人),
∴参加问卷调查的学生共有60人.
m=60﹣10﹣24﹣15=11(人),
α=360°×=90°,
故答案为:60,11.
(3)600×=110(人),
∴估计该校600名学生中最喜欢“美术社团”的约有110人.
【点评】本题考查了条形统计图,熟练掌握条形统计图是解题的关键.
20.(8分)如图,AB是⊙O的直径,BC是⊙O的切线,,BE交AC于F.
(1)求证:CB=CF;
(2)若⊙O的半径,sinC=,求EF的值.
【分析】(1)根据直径所对的圆周角是直角得出∠AEB=90°,于是有∠AFE=90°﹣∠EAD,根据圆的切线的性质得出∠ABC=90°,于是有∠CBF=90°﹣∠ABE,再根据等弧所对的圆周角相等得出∠ABE=∠EAD,于是推出∠AFE=∠CBF,根据对顶角相等得出∠AFE=∠CFB,于是有∠CBF=∠CFB,从而得证;
(2)在Rt△ABC中求出AC,BC的长,结合(1)中的结论即可求出AF的长,在Rt△ABD中求出AD,BD的长,即可求出DF的长,再证△AEF∽△BDF,得出AE=2EF,最后在Rt△AEF中根据勾股定理即可求出EF的长.
【解答】(1)证明:∵AB是⊙O的直径,
∴∠AEB=90°,
∴∠AFE=90°﹣∠EAD,
∵AB是⊙O的直径,BC是⊙O的切线,
∴∠ABC=90°,
∴∠CBF=90°﹣∠ABE,
∵,
∴∠ABE=∠EAD,
∴∠AFE=∠CBF,
∵∠AFE=∠CFB,
∴∠CBF=∠CFB,
∴CB=CF;
(2)解:∵AB是⊙O的直径,BC是⊙O的切线,
∴∠ABC=90°,
∵⊙O的半径,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
在Rt△ABC中,由勾股定理得,
由(1)知CB=CF,
∴,
∴,
∵AB是⊙O的直径,
∴∠ADB=90°,
∴∠BAC+∠ABD=90°,
∵AB是⊙O的直径,BC是⊙O的切线,
∴∠ABC=90°,
∴∠C+∠BAC=90°,
∴∠C=∠ABD,
∴sinC=sin∠ABD,
∴,
∴,
∴,
∴,
在Rt△ABD中,由勾股定理得,
在△AEF和△BDF中,∠EAF=∠DBF,
∴△AEF∽△BDF,
∴,
∴,
∴AE=2EF,
∵AB是⊙O的直径,
∴∠AEB=90°,
∴AE7+EF2=AF2,
∴,
∴EF=1.
【点评】本题考查了相似三角形的判定与性质,解直角三角形,圆周角定理,切线的性质,勾股定理等知识,综合性较强,需认真思考.
21.(8分)如图是由小正方形组成的8×6网格,每个小正方形的顶点叫做格点,△ABC的三个顶点都是格点,画图过程用虚线表示.
(1)在图(1)中,D,E分别是边AB,AC与网格线的交点,画出点F;再在边AB上画点G;
(2)在图(2)中,在边AB上找一点P,使PA=PC,使tan.
【分析】(1)点C绕点D旋转180° 即延长CD即可找到点F,最后构造平行四边形ABCF即可解决问题;
(2)先构造正方形,然后找到对角线交点和AC中点,连接两点的直线与AB的交点即为所作点P;点Q就是△ABC边AC高的垂足.
【解答】解:(1)如图,
如图,AD=BD,
∴四边形ACBF是平行四边形,
∴AC∥BF,
∴四边形CEHB是平行四边形,
∴EH∥BC,即EG∥BC,
∴如图点F、G即为所求;
(2)如图,
如图,四边形ACEF为正方形,
∴OA=OC=OE=OF,
∴点O在AC垂直平分线上,点S在AC垂直平分线上,
∴MN垂直平分AC,
∴PA=PC,
根据网格易得:∠BAI=90°,AB=Al,连接BH交AC于点Q,
∴,
在RtABH中,,
即,
∴如图点P、Q即为所求.
【点评】本题考查无刻度直尺作图,解题关键是熟练掌握平行四边形,正方形的性质和判定,垂直平分线的性质,锐角三角函数的应用.
22.(10分)跳台滑雪运动可分为助滑、起跳、飞行和落地四个阶段,运动员起跳后飞行的路线是抛物线的一部分(如图中实线部分所示),落地点在着陆坡(如图中虚线部分所示)上,落地点超过K点越远,飞行距离分越高.2022年北京冬奥会跳台滑雪标准台的起跳台的高度OA为66m,高度为hm(h为定值).设运动员从起跳点A起跳后的高度y(m)(m)之间的函数关系为y=ax2+bx+c(a≠0).
(1)c的值为 66 ;
(2)①若运动员落地点恰好到达K点,且此时a=﹣,b=;
②若a=﹣时,运动员落地点要超过K点,则b的取值范围为 b> ;
(3)在(2)的条件下,若运动员飞行的水平距离为25m时,试判断他的落地点能否超过K点,并说明理由.
【分析】(1)根据起跳台的高度OA为66m,即可得c=66;
(2)①由a=﹣,b=,知y=﹣x2+x+66,根据基准点K到起跳台的水平距离为75m,即得基准点K的高度h为21m;
②运动员落地点要超过K点,即是x=75时,y>21,故﹣×752+75b+66>21,即可解得答案;
(3)运动员飞行的水平距离为25m时,恰好达到最大高度76m,即是抛物线的顶点为(25,76),设抛物线解析式为y=a(x﹣25)2+76,可得抛物线解析式为y=﹣(x﹣25)2+76,当x=75时,y=36,从而可知他的落地点能超过K点.
【解答】解:(1)∵起跳台的高度OA为66m,
∴A(0,66),
把A(0,66)代入y=ax2+bx+c得:
c=66,
故答案为:66;
(2)①∵a=﹣,b=,
∴y=﹣x2+x+66,
∵基准点K到起跳台的水平距离为75m,
∴y=﹣×752+×75+66=21,
∴基准点K的高度h为21m;
②∵a=﹣,
∴y=﹣x2+bx+66,
∵运动员落地点要超过K点,
∴x=75时,y>21,
即﹣×752+75b+66>21,
解得b>,
故答案为:b>;
(3)他的落地点能超过K点,理由如下:
∵运动员飞行的水平距离为25m时,恰好达到最大高度76m,
∴抛物线的顶点为(25,76),
设抛物线解析式为y=a(x﹣25)2+76,
把(0,66)代入得:
66=a(8﹣25)2+76,
解得a=﹣,
∴抛物线解析式为y=﹣(x﹣25)2+76,
当x=75时,y=﹣8+76=36,
∵36>21,
∴他的落地点能超过K点.
【点评】本题考查二次函数的应用,解题的关键是读懂题意,能根据题意把实际问题转化为数学问题.
23.(10分)问题提出如图(1),在△ABC中,AD⊥BC,连接DE,探究
问题探究(1)先将问题特殊化.如图(2),当AD=BD时的值.
(2)再探究一般情形.如图(1),当AD=nBD时,求的值;
问题拓展如图(3),在△ADC中,AD⊥CD,P是△ADC内一点,DP=1,CE交AD于F,当△CDE的面积最大时的值.
【分析】(1)通过证明△BDE∽△BAC,可得,即可求解;
(2)通过证明△BDE∽△BAC,可得,即可求解;
(3)由题意可得当CP⊥DP时,△CDE的面积最大,先证明△ACF∽△EDF,由相似三角形的性质可求解.
【解答】解:(1)∵AD⊥BC,CE⊥AB,
∴∠ADB=∠BCE,
∵∠B=∠B,
∴△ABD∽△CBE;
∴,
∴,
又∵∠B=∠B,
∴△BDE∽△BAC,
∴,
∵AD=BD,AD⊥BC,
∴AB=BD,
∴=;
(2)∵AD=nBD,AD⊥BC,
∴AB==BD,
∵AD⊥BC,CE⊥AB,
∴∠ADB=∠BCE,
∵∠B=∠B,
∴△ABD∽△CBE;
∴,
∴,
又∵∠B=∠B,
∴△BDE∽△BAC,
∴=;
(3)∵DP=2,
∴点P在以点D为圆心,1为半径的圆上,
∵AE⊥CP,
∴点E在以AC为直径的圆上,
∴当CP⊥DP时,△CDE的面积最大,
如图,
∵DP=1,CD=6,
∴sin∠DCP=,
∴∠DCP=30°,
∴∠DFC=60°=∠AFE,
∴∠FDP=30°=∠EAF,
∴AF=4EF,
∵∠AEC=∠ADC=90°,
∴点A,点E,点C四点共圆,
∴∠DAC=∠DEC=45°,∠ACE=∠ADE,
∴△ACF∽△EDF,
∴=()2=.
【点评】本题是相似形综合题,考查了相似三角形的判定和性质,锐角三角函数,等腰直角三角形的性质,圆的有关知识,灵活运用这些性质解决问题是解题的关键.
24.(12分)如图1,抛物线C1:y=x2+bx+c与x轴正半轴交于点A(3,0),对称轴为x=1.
(1)直接写出抛物线C1的解析式;
(2)如图1,直线经过点A1于另一点B,点P在线段AB上,过点P作直线PQ∥y轴交抛物线C1于点Q,连接AQ,若PA=PQ;
(3)如图2,将抛物线C1向左平移1个单位长度,再向上平移4个单位长度得到抛物线C2,点M,N在抛物线在抛物线C2上,点M在点N的右边,如果△MNE的两条边ME2都有唯一共同点且ME,NE都与y轴不平行,△MNE的面积为2,N两点的横坐标分别为m,n,求m与n的数量关系.
【分析】(1)根据对称轴求出b=﹣2,再将A点代入y=x2﹣2x+c,求出c的值即可确定函数解析式;
(2)将点A代入直线解析式求出a的值,再设P(t,﹣t+4),(﹣<t<3),由PQ∥y轴,可得Q(t,t2﹣2t﹣3),根据PA=PQ,建立方程(3﹣t)=﹣t2+t+7,求出t的值即可求P点坐标;
(3)根据平移的性质求出平移后抛物线C2解析式为y=x2,设直线ME的解析式为y=k(x﹣m)+m2,联立,整理得x2﹣kx+km﹣m2=0,再由题意可得Δ=(k﹣2m)2=0,求出k=2m,则直线ME的解析式为y=2mx﹣m2,同理可得直线NE的解析式为y=2nx﹣n2,联立,求出E(,mn),根据△MNE的面积为2,得到方程[(n2﹣mn)+(m2﹣nm)]×(m﹣n)﹣(n2﹣mn)×(﹣n)﹣(m2﹣mn)×(m﹣)=2,即可求m﹣n=2.
【解答】解:(1)∵对称轴为直线x=1,
∴﹣=4,
∴b=﹣2,
∴抛物线C1:y=x7﹣2x+c,
将点A(3,7)代入y=x2﹣2x+c,则6﹣6+c=0,
∴c=﹣5,
∴抛物线C1的解析式为y=x2﹣2x﹣3;
(2)∵直线经过点A,
∴a=4,
∴直线y=﹣x+4,
联立方程组,
解得,
∴B(﹣,),
∵点P在线段AB上,
设P(t,﹣t+4)<t<3),
∵PQ∥y轴,
∴Q(t,t2﹣6t﹣3),
∵PA=PQ,
∴(3﹣t)=﹣t2+t+7,
解得t=﹣或t=3(舍),
∴P(﹣,);
(3)∵y=x8﹣2x﹣3=(x﹣3)2﹣4,
∴抛物线C3向左平移1个单位长度,再向上平移4个单位长度得到抛物线C3解析式为y=x2,
设直线ME的解析式为y=k(x﹣m)+m2,
联立,
整理得x2﹣kx+km﹣m4=0,
∵ME所在直线与抛物线C2有唯一共同点,
∴Δ=(k﹣3m)2=0,
∴k=4m,
直线ME的解析式为y=2mx﹣m2,
同理可得直线NE的解析式为y=6nx﹣n2,
联立,
解得,
∴E(,mn),
∵△MNE的面积为2,
∴[(n2﹣mn)+(m8﹣nm)]×(m﹣n)﹣(n7﹣mn)×(﹣n)﹣2﹣mn)×(m﹣)=3,
∴(m﹣n)3﹣=4,
∴m﹣n=2.
【点评】本题考查二次函数的图象及性质,熟练掌握二次函数的图象及性质,抛物线平移的性质,利用割补法求三角形面积的方法是解题的关键.