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- 2021-10-27 发布
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2019-2020学年四川省成都市青羊区八年级第二学期期末数学试卷
一、选择题
1.下列图案中,既是中心对称图形又是轴对称图形的是( )
A. B.
C. D.
2.下列多项式分解因式正确的是( )
A.a2﹣2a﹣3=a(a﹣2)﹣3 B.3ax2﹣6ax=3(ax2﹣2ax)
C.m3﹣m=m(m﹣1)(m+1) D.x2+2xy﹣y2=(x﹣y)2
3.在平面直角坐标系中,点P(﹣2,3)向右平移3个单位长度后的坐标为( )
A.(3,6) B.(1,3) C.(1,6) D.(6,6)
4.若关于x的不等式(m﹣1)x>m﹣1的解集是x<1,则m的取值范围是( )
A.m≠1 B.m>1
C.m<1 D.m为任何实数
5.内角和为1800°的多边形是( )
A.十二边形 B.十边形 C.八边形 D.七边形
6.下列各式从左到右的变形,一定正确的是( )
A.=﹣
B.=
C.=
D.=
7.若解关于x的分式方程=1时出现了增根,则m的值为( )
A.﹣4 B.﹣2 C.4 D.2
8.如图,菱形ABCD边长为5cm,P为对角线BD上一点,PH⊥AB于点H,且PH=2cm,则△PBC的面积为( )cm2.
A.8 B.7 C.6 D.5
9.如图,在△ABC中,∠BAC=90°,BD平分∠ABC,CD∥AB交BD于点D,已知∠ACB=34°,则∠D的度数为( )
A.30° B.28° C.26° D.34°
10.如图,若一次函数y=﹣2x+b的图象与两坐标轴分别交于A,B两点,点A的坐标为(0,4),则不等式﹣2x+b<0的解集为( )
A.x>2 B.x<2 C.x<4 D.x>4
二、填空题:(本大题共4个小题,每小题4分,共16分)
11.若x2+mx+=(x﹣)2,则m= .
12.若分式的值为0,则x= .
13.如图,在等腰Rt△ABC中,∠C=90°,D为AC边上任意一点,作BD的垂直平分线交AB于点E,交BC于点F.连接DE、DF,当BC=1时,△ADE与△CDF的周长之和为 .
14.如图,▱ABCD中,∠B=60°,AB=4,AE⊥BC于E,F为边CD上一动点,连接AF、EF,点G,H分别为AF、EF的中点,则GH的长为 .
三、计算下列各题(第15题每小题12分,第16题8分,共20分)
15.(1)解不等式组:;
(2)解分式方程:=﹣3.
16.先化简,再求值:÷(x﹣1﹣),其中x=﹣2.
四、解答题(17、18,19每小题8分、20题10分,共34分)
17.△ABC在平面直角坐标系中如图:
(1)画出将△ABC绕点O逆时针旋转90°所得到的△A1B1C1,并写出A1点的坐标;
(2)画出△A1B1C1关于原点成中心对称的△A2B2C2,并直接写出△AA1A2的面积.
18.如图,在四边形ABCD中,点E和点F是对角线AC上的两点,AE=CF,DF=BE
,且DF∥BE.
(1)求证:四边形ABCD是平行四边形;
(2)若∠CEB=2∠EBA,BE=3,EF=2,求AC的长.
19.新冠肺炎疫情期间,成都江安河社区有甲、乙两个医疗用品公司,免费为医院加工同种型号的防护服.甲厂每天加工的数量是乙厂每天加工数量的1.5倍,两厂各加工600套防护服,甲厂比乙厂要少用4天.求甲、乙两厂每天各加工多少套防护服?
20.如图1,菱形ABCD的对角线AC、BD相交于点O,且AC=6cm,BD=8cm,分别过点B、C作AC与BD的平行线相交于点E.
(1)判断四边形BOCE的形状并证明;
(2)点G从点A沿射线AC的方向以2cm/s的速度移动了t秒,连接BG,当S△ABG=2S△OBG时,求t的值.
(3)如图2,长度为3cm的线段GH在射线AC上运动,求BG+BH的最小值.
一、填空题(本大题共5个小题,每小题4分,共20分)
21.若x﹣2y=3,xy=1,则2x2y﹣4xy2= .
22.若关于x的分式方程=的解为非负数,则实数a的取值范围是 .
23.已知关于x的不等式组有且只有2个整数解,且a为整数,则a的值为
.
24.如图,正方形ABCD边长为2,F为BC上一动点,作DE⊥AF于E,连接CE.当△CDE是以CD为腰的等腰三角形时,DE的长为 .
25.如图,在矩形ABCD中,AB=2,AD=3,E为BC边上一动点,作EF⊥AE,且EF=AE.连接DF,AF.当DF⊥EF时,△ADF的面积为 .
二、解答题(26题8分,27题10分,28题12分,共30分)
26.某工厂计划生产A、B两种产品共10件,其生产成本和利润如下表:
A种产品
B种产品
成本(万元/件)
2
5
利润(万元/件)
1
3
(1)若工厂计划获利14万元,问A、B两种产品应分别生产多少件?
(2)若工厂计划投入资金不多于35万元,且获利多于14万元,问工厂有哪几种生产方案?
(3)在(2)的条件下,哪种生产方案获利最大?并求出最大利润.
27.如图,在正方形ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,以B为顶点的等腰Rt△BEF绕点B旋转,连接AF与CE相交于点G,连接DG.
(1)求证:CE⊥AF;
(2)求证:AG+CG=DG;
(3)连接CF,当EG:AG:FG=l:2:5,且S正方形ABCD=100时,求DG的长和△BCF
的面积.
28.如图1,在平面直角坐标系xOy中,已知直线AB:y=﹣x+3与直线CD:y=kx﹣2相交于点M (4,a),分别交坐标轴于点A、B、C、D,点P是线段CD延长线上的一个点,△PBM的面积为15.
(1)求直线CD解析式和点P的坐标;
(2)在(1)的条件下,平面直角坐标系内存在点N,使得以点B、N,M、P为顶点的四边形是平行四边形,请直接写出点N的坐标;
(3)如图2,当点P为直线CD上的一个动点时,将BP绕点B逆时针旋转90°得到BQ,连接PQ与OQ.点Q随着点P的运动而运动,请求出点Q运动所形成直线的解析式,以及OQ的最小值.
参考答案
一、选择题(本大题共10个小题,每小题3分,共30分)
1.下列图案中,既是中心对称图形又是轴对称图形的是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据中心对称图形和轴对称图形对各选项分析判断即可得解.
解:A、不是中心对称图形,不是轴对称图形,故本选项不符合题意;
B、既不是中心对称图形,也不是轴对称图形,故本选项不符合题意;
C、是中心对称图形,不是轴对称图形,故本选项不符合题意;
D、既是中心对称图形,又是轴对称图形,故本选项符合题意.
故选:D.
2.下列多项式分解因式正确的是( )
A.a2﹣2a﹣3=a(a﹣2)﹣3 B.3ax2﹣6ax=3(ax2﹣2ax)
C.m3﹣m=m(m﹣1)(m+1) D.x2+2xy﹣y2=(x﹣y)2
【分析】直接利用十字相乘法以及公式法分别分解因式得出答案.
解:A、a2﹣2a﹣3=a(a﹣2)﹣3,不符合因式分解的定义,故此选项错误;
B、3ax2﹣6ax=3ax(x﹣2),故此选项错误;
C、m3﹣m=m(m﹣1)(m+1),正确;
D、x2+2xy﹣y2,无法运用完全平方公式分解因式,故此选项错误;
故选:C.
3.在平面直角坐标系中,点P(﹣2,3)向右平移3个单位长度后的坐标为( )
A.(3,6) B.(1,3) C.(1,6) D.(6,6)
【分析】让横坐标加3,纵坐标不变即可得到所求的坐标.
解:平移后的横坐标为﹣2+3=1,
纵坐标为3,
∴点P(﹣2,3)向右平移3个单位长度后的坐标为(1,3),
故选:B.
4.若关于x的不等式(m﹣1)x>m﹣1的解集是x<1,则m的取值范围是( )
A.m≠1 B.m>1
C.m<1 D.m为任何实数
【分析】根据不等式的基本性质3,两边都除以m﹣1后得到x<1,可知m﹣1<0,解之可得.
解:∵将不等式(m﹣1)x>m﹣1两边都除以(m﹣1),得x<1,
∴m﹣1<0,
解得:m<1,
故选:C.
5.内角和为1800°的多边形是( )
A.十二边形 B.十边形 C.八边形 D.七边形
【分析】首先设这个多边形是n边形,然后根据题意得:(n﹣2)×180=1800,解此方程即可求得答案.
解:设这个多边形是n边形,
根据题意得:(n﹣2)×180=1800,
解得:n=12.
故这个多边形是十二边形.
故选:A.
6.下列各式从左到右的变形,一定正确的是( )
A.=﹣
B.=
C.=
D.=
【分析】根据分式的基本性质对各个选项进行判断.
解:A、,故A错误;
B、分子、分母同时扩大10倍,结果不变,则,故B错误;
C、a=1,b=2时,此时原式不成立,故C错误;
D、分子、分母都除以a+3,值不变,故D正确.
故选:D.
7.若解关于x的分式方程=1时出现了增根,则m的值为( )
A.﹣4 B.﹣2 C.4 D.2
【分析】由分式方程的最简公分母为x﹣2,且分式方程有增根知增根为x=2,将x=2代入去分母后所得整式方程,解之可得答案.
解:方程两边都乘以x﹣2,得:2x+m=x﹣2,
∵分式方程有增根,
∴分式方程的增根为x=2,
将x=2代入2x+m=x﹣2,得:4+m=0,
解得m=﹣4,
故选:A.
8.如图,菱形ABCD边长为5cm,P为对角线BD上一点,PH⊥AB于点H,且PH=2cm,则△PBC的面积为( )cm2.
A.8 B.7 C.6 D.5
【分析】利用菱形的对角线平分对角和角平分线的性质得到点P到BC边的距离=PH,然后由三角形的面积公式解答.
解:如图,过点P作PM⊥BC于点M.
∵四边形ABCD是菱形,BD是对角线,
∴直线BD平分∠ABC.
又∵PH⊥AB,
∴PH=PM=2cm.
∴S△PBC=BC•PH=×5×2=5(cm2).
故选:D.
9.如图,在△ABC中,∠BAC=90°,BD平分∠ABC,CD∥AB交BD于点D,已知∠ACB=34°,则∠D的度数为( )
A.30° B.28° C.26° D.34°
【分析】先由三角形内角和定理求得∠ABC,再由角平分线定义求得∠ABD,最后由平行线的性质求得∠D.
解:∵∠BAC=90°,∠ACB=34°,
∴∠ABC=180°﹣90°﹣34°=56°,
∵BD平分∠ABC,
∴∠ABD=∠ABC=28°,
∵CD∥AB,
∴∠D=∠ABD=28°,
故选:B.
10.如图,若一次函数y=﹣2x+b的图象与两坐标轴分别交于A,B两点,点A的坐标为(0,4),则不等式﹣2x+b<0的解集为( )
A.x>2 B.x<2 C.x<4 D.x>4
【分析】首先把A点坐标代入一次函数解析式,算出b的值,进而可求出B点坐标,再结合图象可得不等式﹣2x+b<0的解集.
解:∵一次函数y=﹣2x+b的图象过A(0,4),
∴b=4,
∴函数解析式为y=﹣2x+4,
当y=0时,x=2,
∴B(2,0),
∴不等式﹣2x+b<0的解集为x>2,
故选:A.
二、填空题:(本大题共4个小题,每小题4分,共16分)
11.若x2+mx+=(x﹣)2,则m= ﹣3 .
【分析】已知等式右边利用完全平方公式化简,再利用多项式相等的条件确定出m的值即可.
解:x2+mx+=(x﹣)2=x2﹣3x+,
则m=﹣3.
故答案为:﹣3.
12.若分式的值为0,则x= ﹣2 .
【分析】利用分式值为零的条件进行计算即可.
解:由题意得:x(x+2)=0且x≠0,
解得:x=﹣2,
故答案为:﹣2.
13.如图,在等腰Rt△ABC中,∠C=90°,D为AC边上任意一点,作BD的垂直平分线交AB于点E,交BC于点F.连接DE、DF,当BC=1时,△ADE与△CDF
的周长之和为 2+ .
【分析】由等腰直角三角形的性质得出AC=BC=1,AB=BC=,由线段垂直平分线的性质得出BE=DE,BF=DF,即可得出△ADE与△CDF的周长之和.
解:∵△ABC是等腰直角三角形,
∴AC=BC=1,AB=BC=,
∵EF是BD的垂直平分线,
∴BE=DE,BF=DF,
∵△ADE的周长=AD+DE+AE=AD+BE+AE=AD+AB,△CDF的周长=CD+CF+DF=CD+CF+BF=CD+BC,
∴△ADE与△CDF的周长之和=AD+AB+CD+BC=AC+AB+BC=2+;
故答案为:2+.
14.如图,▱ABCD中,∠B=60°,AB=4,AE⊥BC于E,F为边CD上一动点,连接AF、EF,点G,H分别为AF、EF的中点,则GH的长为 .
【分析】根据含30°的直角三角形的性质得出AE,进而利用三角形中位线得出GH即可.
解:∵∠B=60°,AB=4,AE⊥BC于E,
∴AE=2,
∵点G,H分别为AF、EF的中点,
∴GH=,
故答案为:.
三、计算下列各题(第15题每小题12分,第16题8分,共20分)
15.(1)解不等式组:;
(2)解分式方程:=﹣3.
【分析】(1)分别求出各不等式的解集,再求出其公共解集即可.
(2)关键解分式方程的步骤解答即可.
解:(1),
解不等式①,得x≥﹣1,
解不等式②,得x<3,
所以原不等式组的解集为﹣1≤x<3;
(2)=﹣3,
方程两边同乘x﹣2,得:1=x﹣1﹣3(x﹣2),
解这个方程,得:x=2,
因为分式的分母x﹣2≠0,
所以x=2是原分式方程的增根,原分式方程无解.
16.先化简,再求值:÷(x﹣1﹣),其中x=﹣2.
【分析】先把括号内通分和除法运算化为乘法运算,再把分子分母因式分解,则约分得到原式=,然后把x的值代入计算即可.
解:原式=÷
=•
=,
当x=﹣2时,原式==.
四、解答题(17、18,19每小题8分、20题10分,共34分)
17.△ABC在平面直角坐标系中如图:
(1)画出将△ABC绕点O逆时针旋转90°所得到的△A1B1C1,并写出A1点的坐标;
(2)画出△A1B1C1关于原点成中心对称的△A2B2C2,并直接写出△AA1A2的面积.
【分析】(1)利用网格特点和旋转的性质画出A1、B1、C1即可;
(2)利用关于原点对称的点的坐标特征写出A2、B2、C2的坐标,然后描点得到△A2B2C2,再利用等腰直角三角形的性质计算△AA1A2的面积.
解:(1)如图,△A1B1C1为所作,A1点的坐标为(﹣3,2);
(2)如图,△A2B2C2为所作;
△AA1A2的面积=×()2=13.
18.如图,在四边形ABCD中,点E和点F是对角线AC上的两点,AE=CF,DF=BE,且DF∥BE.
(1)求证:四边形ABCD是平行四边形;
(2)若∠CEB=2∠EBA,BE=3,EF=2,求AC的长.
【分析】(1)证△ADF≌△CBE(SAS),得到AD=CB,∠DAF=∠BCE,证出AD∥CB,即可得到结论;
(2)证∠EAB=∠EBA,得出AE=BE=3,则CF=AE=3,即可得出答案.
【解答】(1)证明:∵AE=CF,
∴AE+EF=CF+EF,
即AF=CE,
∵DF∥BE,
∴∠DFA=∠BEC,
在△ADF和△CBE中,,
∴△ADF≌△CBE(SAS),
∴AD=CB,∠DAF=∠BCE,
∴AD∥CB,
∴四边形ABCD是平行四边形;
(2)解:∵∠CEB=∠EBA+∠EAB=2∠EBA,
∴∠EAB=∠EBA,
∴AE=BE=3,
∴CF=AE=3,
∴AC=AE+EF+CF=3+2+3=8.
19.新冠肺炎疫情期间,成都江安河社区有甲、乙两个医疗用品公司,免费为医院加工同种型号的防护服.甲厂每天加工的数量是乙厂每天加工数量的1.5倍,两厂各加工600套防护服,甲厂比乙厂要少用4天.求甲、乙两厂每天各加工多少套防护服?
【分析】设乙厂每天加工x套防护服,则甲厂每天加工1.5x套防护服,根据“两厂各加工600套防护服,甲厂比乙厂要少用4天”列出方程并解答.
解:设乙厂每天加工x套防护服,则甲厂每天加工1.5x套防护服,
根据题意,得﹣=4,
解得x=50,
经检验:x=50是所列方程的解,
则1.5x=75.
答:甲厂每天加工75套防护服,乙厂每天加工50套防护服.
20.如图1,菱形ABCD的对角线AC、BD相交于点O,且AC=6cm,BD=8cm,分别过点B、C作AC与BD的平行线相交于点E.
(1)判断四边形BOCE的形状并证明;
(2)点G从点A沿射线AC的方向以2cm/s的速度移动了t秒,连接BG,当S△ABG=2S△OBG时,求t的值.
(3)如图2,长度为3cm的线段GH在射线AC上运动,求BG+BH的最小值.
【分析】(1)结论:四边形BOCE是矩形.根据有一个角是直角的平行四边形是矩形证明即可.
(2)分两种情形构建方程求解即可.
(3)如图2中,设OG=x,则BG+BH=+,欲求BG+BH的最小值,相当于在x轴上找一点P(x,0),使得点P(x,0)到A(0,4和B(3,4)的距离最小,如图3中,利用轴对称解决最值问题即可.
解:(1)结论:四边形BOCE是矩形.
理由:∵BE∥OC,EC∥OB,
∴四边形OBEC是平行四边形,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,
∴∠BOC=90°,
∴四边形BOCE是矩形.
(2)如图2中,∵四边形ABCD是菱形,
∴OA=OC=3cm,OB=OD=4cm,
∵S△ABG=2S△OBG,
∴AG=2OG,
∴2t=2(3﹣2t)或2t=2(2t﹣3),
解得t=1或t=3,
∴满足条件的t的值为1或3.
(3)如图2中,设OG=x,则BG+BH=+,
欲求BG+BH的最小值,相当于在x轴上找一点P(x,0),使得点P(x,0)到A(0,4和B(3,4)的距离最小,如图3中,
作点B关于x轴的对称点B′,连接AB′交x轴于P,连接BP,此时PA+PB的值最小,
∵A(0,4),B′(3,﹣4),
∴AP+PB=AP+PB′=AB′==,
∴BG+BH的最小值为.
一、填空题(本大题共5个小题,每小题4分,共20分)
21.若x﹣2y=3,xy=1,则2x2y﹣4xy2= 6 .
【分析】原式提取公因式,把已知等式代入计算即可求出值.
解:∵x﹣2y=3,xy=1,
∴原式=2xy(x﹣2y)=2×1×3=6.
故答案为:6.
22.若关于x的分式方程=的解为非负数,则实数a的取值范围是 a≥且a≠4 .
【分析】表示出分式方程的解,由解为非负数确定出a的范围即可.
解:去分母得:6x﹣3a=x﹣2,
解得:x=,
由分式方程的解为非负数,得到≥0,且≠2,
解得:a≥且a≠4.
故答案为:a≥且a≠4.
23.已知关于x的不等式组有且只有2个整数解,且a为整数,则a的值为 5 .
【分析】解不等式组得出其解集为3≤x<a,根据不等式组只有2个整数解知4<a≤5,结合a为整数可得答案.
解:解不等式x﹣a<0,得:x<a,
解不等式9﹣2x≤3,得:x≥3,
则不等式组的解集为3≤x<a,
∵不等式组只有2个整数解,
∴不等式组的整数解为3和4,
则4<a≤5,
又a为整数,
∴a=5,
故答案为:5.
24.如图,正方形ABCD边长为2,F为BC上一动点,作DE⊥AF于E,连接CE.当△CDE
是以CD为腰的等腰三角形时,DE的长为 .
【分析】作辅助线,构建全等三角形,先确定当△CDE是以CD为腰的等腰三角形时,只存在一种情况:CD=CE,由等腰三角形三线合一得DG=EG,证明△AED≌△DGC(AAS),AE=DG=DE,设AE=x,则DE=2x,在Rt△AED中,由勾股定理得:AE2+DE2=AD2,列方程可得结论.
解:过C作CG⊥DE于G,
∵四边形ABCD是正方形,
∴AD=CD,∠ADC=90°,
∵DE⊥AF,
∴∠AED=90°,
∴AD>DE,
∴CD>DE,
当△CDE是以CD为腰的等腰三角形时,只能CD=CE,
∵CG⊥DE,
∴EG=DG=DE,
∵∠ADE+∠CDG=∠ADE+∠DAE=90°,
∴∠CDG=∠DAE,
∵∠AED=∠CGD=90°,
∴△AED≌△DGC(AAS),
∴AE=DG=DE,
设AE=x,则DE=2x,
在Rt△AED中,由勾股定理得:AE2+DE2=AD2,
∵AD=2,
∴x2+(2x)2=22,
解得:x=,
∵x>0,
∴x=,
∴DE=2x=,
故答案为:.
25.如图,在矩形ABCD中,AB=2,AD=3,E为BC边上一动点,作EF⊥AE,且EF=AE.连接DF,AF.当DF⊥EF时,△ADF的面积为 3﹣ .
【分析】作辅助线,构建全等三角形和矩形,利用面积法可得AE的长,根据勾股定理可得BE的长,设AE=x,证明△ABE≌△EQF(AAS),得FQ=BE=,最后根据三角形面积公式可得结论.
解:如图,过D作DH⊥AE于H,过E作EM⊥AD于M,连接DE,
∵EF⊥AE,DF⊥EF,
∴∠DHE=∠HEF=∠DFE=90°,
∴四边形DHEF是矩形,
∴DH=EF=AE,
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠B=∠BAD=90°,
∵∠AME=90°,
∴四边形ABEM是矩形,
∴EM=AB=2,
设AE=x,
则S△ADE=,
∴3×2=x2,
∴x=±,
∵x>0,
∴x=,
即AE=,
由勾股定理得:BE==,
过F作PQ∥CD,交AD的延长线于P,交BC的延长线于Q,
∴∠Q=∠ECD=∠B=90°,∠P=∠ADC=90°,
∵∠BAE+∠AEB=∠AEF=∠AEB+∠FEQ=90°,
∴∠FEQ=∠BAE,
∵AE=EF,∠B=∠Q=90°,
∴△ABE≌△EQF(AAS),
∴FQ=BE=,
∴PF=2﹣,
∴S△ADF===3﹣.
二、解答题(26题8分,27题10分,28题12分,共30分)
26.某工厂计划生产A、B两种产品共10件,其生产成本和利润如下表:
A种产品
B种产品
成本(万元/件)
2
5
利润(万元/件)
1
3
(1)若工厂计划获利14万元,问A、B两种产品应分别生产多少件?
(2)若工厂计划投入资金不多于35万元,且获利多于14万元,问工厂有哪几种生产方案?
(3)在(2)的条件下,哪种生产方案获利最大?并求出最大利润.
【分析】(1)设生产A种产品x件,则生产B种产品有(10﹣x)件,根据计划获利14万元,即两种产品共获利14万元,即可列方程求解;
(2)根据计划投入资金不多于35万元,且获利多于14万元,这两个不等关系即可列出不等式组,求得x的范围,再根据x是非负整数,确定x的值,x的值的个数就是方案的个数;
(3)得出利润y与A产品数量x的函数关系式,根据增减性可得,B产品生产越多,获利越大,因而B取最大值时,获利最大,据此即可求解.
解:(1)设生产A种产品x件,则生产B种产品(10﹣x)件,
依题意得:x+3(10﹣x)=14,
解得 x=8,
则10﹣x=2,
答:生产A产品8件,生产B产品2件;
(2)设生产A产品y件,则生产B产品(10﹣y)件
,
解得:5≤y<8.
因为x为正整数,故x=5,6或7;
方案①,A种产品5件,则B种产品5件;
方案②,A种产品6件,则B种产品4件;
方案③,A种产品7件,则B种产品3件,
(3)设A种产品x件时,获得的利润为W万元,则
W=x+3(10﹣x)=﹣2x+30,
因为﹣2<0,所以W随x的增大而减小,
所以,当x=5时,W取得最大值为20,
所以,生产方案①获利最大,最大利润为20万元.
27.如图,在正方形ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,以B为顶点的等腰Rt△BEF绕点B旋转,连接AF与CE相交于点G,连接DG.
(1)求证:CE⊥AF;
(2)求证:AG+CG=DG;
(3)连接CF,当EG:AG:FG=l:2:5,且S正方形ABCD=100时,求DG的长和△BCF的面积.
【分析】(1)证明△FBA≌△EBC(SAS)即可解决问题.
(2)过点D作DM⊥GA的延长线于M,过点D作DN⊥CG于N.证明△DMA≌△DNC(AAS),推出DM=DN,AM=CN,推出四边形DMGN是正方形,可得结论.
(3)可以假设EG=k,AG=2k,FG=5k,利用勾股定理求出k,求出CG,EB,过点F作FK⊥CB交CB的延长线于K,过点E作EH⊥CK于H.设EH=x,BH=y,利用勾股定理构建方程组求出x,y即可解决问题.
【解答】(1)证明:设AF交BE于J.
∵四边形ABCD是正方形,
∴BA=BC,∠ABC=90°,
∵△EBF是等腰直角三角形,
∴BE=BF,∠EBF=∠ABC=90°,
∴∠FBA=∠EBC,
∴△FBA≌△EBC(SAS),
∴∠AFB=∠BEC,
∵∠FJB=∠EJG,
∴∠EGJ=∠FBJ=90°,
∴CE⊥AF.
(2)证明:如图,过点D作DM⊥GA的延长线于M,过点D作DN⊥CG于N.
∵∠M=∠MGN=∠DNG=90°,
∴四边形DMGN是矩形,
∴∠DMN=∠ADC=90°,
∴∠ADM=∠CDN,
∵∠M=∠DNC=90°,DA=DC,
∴△DMA≌△DNC(AAS),
∴DM=DN,AM=CN,
∴四边形DMGN是正方形,
∴GM=GN=DM=DN,
∴AG+CG=GM﹣AM+GN﹣CN=2GM,
∵DG=GM,
∴AG+CG=DG.
(3)解:∵EG:AG:FG=l:2:5,
∴可以假设EG=k,AG=2k,FG=5k,
∵△FBA≌△EBC,
∴EC=AF=7k,CG=6k,
∵正方形ABCD的面积为100,
∴AB=BC=10,
∵∠ABC=90°,
∴AC===10,
∵∠AGC=90°,
∴AG2+CG2=AC2,
∴4k2+36k2=200,
∴k=(负根已经舍弃),
∴AG=2,CG=6,
∵AG+CG=DG,
∴DG=4,
过点F作FK⊥CB交CB的延长线于K,过点E作EH⊥CK于H.设EH=x,BH=y,
∵EF==,
∴EB=BF=EF=,
由勾股定理可知,解得,
∵∠FKB=∠EHB=90°,∠FBK=∠BEH,BE=BF,
∴△FKB≌△BHE(AAS),
∴FK=BH=4,
∴S△BFC=•BC•FK=20.
28.如图1,在平面直角坐标系xOy中,已知直线AB:y=﹣x+3与直线CD:y=kx﹣2相交于点M (4,a),分别交坐标轴于点A、B、C、D,点P是线段CD延长线上的一个点,△PBM的面积为15.
(1)求直线CD解析式和点P的坐标;
(2)在(1)的条件下,平面直角坐标系内存在点N,使得以点B、N,M、P为顶点的四边形是平行四边形,请直接写出点N的坐标;
(3)如图2,当点P为直线CD上的一个动点时,将BP绕点B逆时针旋转90°得到BQ
,连接PQ与OQ.点Q随着点P的运动而运动,请求出点Q运动所形成直线的解析式,以及OQ的最小值.
【分析】(1)PBM的面积=S△BDM+S△BDP=×BD×(xM﹣xP)=×(3+2)(4﹣xP)=15,即可求解;
(2)分PB为边、PB为对角线两种情况,分别求解即可;
(3)证明△BGP≌△QHB(AAS),求出点Q(5﹣m,3+m),当OQ⊥SR时,OQ最小,即可求解.
解:(1)将点M的坐标代入y=﹣x+3并解得:a=1,故点M(4,1),
将点M的坐标代入y=kx﹣2并解得:k=,
故直线CD的表达式为:y=x﹣2,则点D(0,﹣2),
PBM的面积=S△BDM+S△BDP=×BD×(xM﹣xP)=×(3+2)(4﹣xP)=15,
解得:xP=﹣2,故点P(﹣2,﹣);
(2)设点N(m,n),而点P、B、M的坐标分别为(﹣2,﹣)、(0,3)、(4,1);
当PB为边时,
点P向右平移2个单位向上平移个单位得到点B,同样点M(N)向右平移2个单位向上平移个单位得到点N(M),
故4±2=m,1±=n,
解得:m=6或2,n=或﹣;
故点N的坐标为(6,)或(2,﹣);
当PB为对角线时,
由中点公式得:﹣2+0=m+4,﹣+3=n+1,
解得:m=﹣6,n=﹣,故点N(﹣6,﹣1.5);
综上,点N的坐标为(6,7.5)或(2,﹣5.5)或(﹣6,﹣1.5);
(3)如下图,分别过点P、Q作y轴的垂线,垂足为G、H,
设点P(m,m﹣2),
∵∠HQB+∠HBQ=90°,∠HBQ+∠GBP=90°,
∴∠HQB=∠GBP,∠QHB=∠BGP=90°,
BP=BQ,
∴△BGP≌△QHB(AAS),
∴HQ=GB,HB=GP=m,
故HQ=BG=3﹣(m﹣2)=5﹣m,OH=OB+BH=m+3,
故点Q(5﹣m,3+m),
令x=5﹣m,y=3+m,
则y=﹣x+,设该直线与坐标轴的交点分别为R、S,则R(,0)、S(0,),
即OR=,OS=,
当OQ⊥SR时,OQ最小,
则S△ORS=×OR×OS=×OQ×SR,
即×=OQ×,
解得:OQ=,
即OQ的最小值为.