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- 2021-11-11 发布
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2018年江苏省连云港市中考数学试卷
一、选择题(本大题共8小题,每小题3分,共24分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的,请将正确选项前的字母代号填涂在答题卡相应位置上)
1.(3分)﹣8的相反数是( )
A.﹣8 B. C.8 D.﹣
2.(3分)下列运算正确的是( )
A.x﹣2x=﹣x B.2x﹣y=﹣xy C.x2+x2=x4 D.(x﹣l)2=x2﹣1
3.(3分)地球上陆地的面积约为150 000 000km2.把“150 000 000”用科学记数法表示为( )
A.1.5×108 B.1.5×107 C.1.5×109 D.1.5×106
4.(3分)一组数据2,1,2,5,3,2的众数是( )
A.1 B.2 C.3 D.5
5.(3分)如图,任意转动正六边形转盘一次,当转盘停止转动时,指针指向大于3的数的概率是( )
A. B. C. D.
6.(3分)如图是由5个大小相同的正方体搭成的几何体,这个几何体的俯视图是( )
A. B. C. D.
7.(3分)已知学校航模组设计制作的火箭的升空高度h(m)与飞行时间t(s)满足函数表达式h=﹣t2+24t+1.则下列说法中正确的是( )
A.点火后9s和点火后13s的升空高度相同
B.点火后24s火箭落于地面
C.点火后10s的升空高度为139m
D.火箭升空的最大高度为145m
8.(3分)如图,菱形ABCD的两个顶点B、D在反比例函数y=的图象上,对角线AC与BD的交点恰好是坐标原点O,已知点A(1,1),∠ABC=60°,则k的值是( )
A.﹣5 B.﹣4 C.﹣3 D.﹣2
二、填空题(本大题共8小题,毎小题3分,共24分,不需要写出解答过程,请把答案直接填写在答题卡相应位置上)
9.(3分)使有意义的x的取值范围是 .
10.(3分)分解因式:16﹣x2= .
11.(3分)如图,△ABC中,点D、E分別在AB、AC上,DE∥BC,AD:DB=1:2,则△ADE与△ABC的面积的比为 .
12.(3分)已知A(﹣4,y1),B(﹣1,y2)是反比例函数y=﹣图象上的两个点,则y1与y2的大小关系为 .
13.(3分)一个扇形的圆心角是120°.它的半径是3cm.则扇形的弧长为 cm.
14.(3分)如图,AB是⊙O的弦,点C在过点B的切线上,且OC⊥OA,OC交AB于点P,已知∠OAB=22°,则∠OCB= .
15.(3分)如图,一次函数y=kx+b的图象与x轴、y轴分别相交于A、B两点,⊙O经过A,B两点,已知AB=2,则的值为 .
16.(3分)如图,E、F,G、H分别为矩形ABCD的边AB、BC、CD、DA的中点,连接AC、HE、EC,GA,GF.已知AG⊥GF,AC=,则AB的长为 .
三、解答题(本大题共11小题,共102分.请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)
17.(6分)计算:(﹣2)2+20180﹣.
18.(6分)解方程:﹣=0.
19.(6分)解不等式组:
20.(8分)随着我国经济社会的发展,人民对于美好生活的追求越来越高.某社区为了了解家庭对于文化教育的消费情况,随机抽取部分家庭,对每户家庭的文化教育年消费金额进行问卷调査,根据调查结果绘制成两幅不完整的统计图表.
请你根据统计图表提供的信息,解答下列问题:
(1)本次被调査的家庭有 户,表中 m= ;
(2)本次调查数据的中位数出现在 组.扇形统计图中,D组所在扇形的圆心角是 度;
(3)这个社区有2500户家庭,请你估计家庭年文化教育消费10000元以上的家庭有多少户?
组別
家庭年文化教育消费金额x(元)
户数
A
x≤5000
36
B
5000<x≤10000
m
C
10000<x≤15000
27
D
15000<x≤20000
15
E
x>20000
30
21.(10分)汤姆斯杯世界男子羽毛球团体赛小组赛比赛规则:两队之间进行五局比赛,其中三局单打,两局双打,五局比赛必须全部打完,赢得三局及以上的队获胜.假如甲,乙两队每局获胜的机会相同.
(1)若前四局双方战成2:2,那么甲队最终获胜的概率是 ;
(2)现甲队在前两局比赛中已取得2:0的领先,那么甲队最终获胜的概率是多少?
22.(10分)如图,矩形ABCD中,E是AD的中点,延长CE,BA交于点F,连接AC,DF.
(1)求证:四边形ACDF是平行四边形;
(2)当CF平分∠BCD时,写出BC与CD的数量关系,并说明理由.
23.(10分)如图,在平面直角坐标系中,一次函数y=k1x+b的图象与反比例函数y=的图象交于A(4,﹣2)、B(﹣2,n)两点,与x轴交于点C.
(1)求k2,n的值;
(2)请直接写出不等式k1x+b的解集;
(3)将x轴下方的图象沿x轴翻折,点A落在点A′处,连接A′B,A′C,求△A′BC的面积.
24.(10分)某村在推进美丽乡村活动中,决定建设幸福广场,计划铺设相同大小规格的红色和蓝色地砖.经过调査.获取信息如下:
购买数量低于5000块
购买数量不低于5000块
红色地砖
原价销售
以八折销售
蓝色地砖
原价销售
以九折销售
如果购买红色地砖4000块,蓝色地砖6000块,需付款86000元;如果购买红色地砖10000块,蓝色地砖3500块,需付款99000元.
(1)红色地砖与蓝色地砖的单价各多少元?
(2)经过测算,需要购置地砖12000块,其中蓝色地砖的数量不少于红色地砖的一半,并且不超过6000块,如何购买付款最少?请说明理由.
25.(10分)如图1,水坝的横截面是梯形ABCD,∠ABC=37°,坝顶DC=3m,背水坡AD的坡度i(即tan∠DAB)为1:0.5,坝底AB=14m.
(1)求坝高;
(2)如图2,为了提高堤坝的防洪抗洪能力,防汛指挥部决定在背水坡将坝顶和坝底同时拓宽加固,使得AE=2DF,EF⊥BF,求DF的长.(参考数据:sin37°≈,cos37°≈,tan37°≈)
26.(12分)如图1,图形ABCD是由两个二次函数y1=kx2+m(k<0)与y2=ax2+b(a>0)的部分图象围成的封闭图形.已知A(1,0)、B(0,1)、D(0,﹣3).
(1)直接写出这两个二次函数的表达式;
(2)判断图形ABCD是否存在内接正方形(正方形的四个顶点在图形ABCD上),并说明理由;
(3)如图2,连接BC,CD,AD,在坐标平面内,求使得△BDC与△ADE相似(其中点C与点E是对应顶点)的点E的坐标
27.(14分)在数学兴趣小组活动中,小亮进行数学探究活动.△
ABC是边长为2的等边三角形,E是AC上一点,小亮以BE为边向BE的右侧作等边三角形BEF,连接CF.
(1)如图1,当点E在线段AC上时,EF、BC相交于点D,小亮发现有两个三角形全等,请你找出来,并证明.
(2)当点E在线段AC上运动时,点F也随着运动,若四边形ABFC的面积为,求AE的长.
(3)如图2,当点E在AC的延长线上运动时,CF、BE相交于点D,请你探求△ECD的面积S1与△DBF的面积S2之间的数量关系.并说明理由.
(4)如图2,当△ECD的面积S1=时,求AE的长.
2018年江苏省连云港市中考数学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本大题共8小题,每小题3分,共24分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的,请将正确选项前的字母代号填涂在答题卡相应位置上)
1.(3分)﹣8的相反数是( )
A.﹣8 B. C.8 D.﹣
【分析】根据相反数的概念:只有符号不同的两个数叫做互为相反数可得答案.
【解答】解:﹣8的相反数是8,
故选:C.
2.(3分)下列运算正确的是( )
A.x﹣2x=﹣x B.2x﹣y=﹣xy C.x2+x2=x4 D.(x﹣l)2=x2﹣1
【分析】根据整式的运算法则即可求出答案.
【解答】解:(B)原式=2x﹣y,故B错误;
(C)原式=2x2,故C错误;
(D)原式=x2﹣2x+1,故D错误;
故选:A.
3.(3分)地球上陆地的面积约为150 000 000km2.把“150 000 000”用科学记数法表示为( )
A.1.5×108 B.1.5×107 C.1.5×109 D.1.5×106
【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>10时,n是正数;当原数的绝对值<1时,n是负数.
【解答】解:150 000 000=1.5×108,
故选:A.
4.(3分)一组数据2,1,2,5,3,2的众数是( )
A.1 B.2 C.3 D.5
【分析】根据众数的定义即一组数据中出现次数最多的数,即可得出答案.
【解答】解:在数据2,1,2,5,3,2中2出现3次,次数最多,
所以众数为2,
故选:B.
5.(3分)如图,任意转动正六边形转盘一次,当转盘停止转动时,指针指向大于3的数的概率是( )
A. B. C. D.
【分析】根据概率的求法,找准两点:①全部情况的总数;②符合条件的情况数目;二者的比值就是其发生的概率.
【解答】解:∵共6个数,大于3的有3个,
∴P(大于3)==;
故选:D.
6.(3分)如图是由5个大小相同的正方体搭成的几何体,这个几何体的俯视图是( )
A. B. C. D.
【分析】根据从上面看得到的图形是俯视图,可得答案.
【解答】解:从上面看第一列是两个小正方形,第二列是一个小正方形,第三列是一个小正方形,
故选:A.
7.(3分)已知学校航模组设计制作的火箭的升空高度h(m)与飞行时间t(s)满足函数表达式h=﹣t2+24t+1.则下列说法中正确的是( )
A.点火后9s和点火后13s的升空高度相同
B.点火后24s火箭落于地面
C.点火后10s的升空高度为139m
D.火箭升空的最大高度为145m
【分析】分别求出t=9、13、24、10时h的值可判断A、B、C三个选项,将解析式配方成顶点式可判断D选项.
【解答】解:A、当t=9时,h=136;当t=13时,h=144;所以点火后9s和点火后13s的升空高度不相同,此选项错误;
B、当t=24时h=1≠0,所以点火后24s火箭离地面的高度为1m,此选项错误;
C、当t=10时h=141m,此选项错误;
D、由h=﹣t2+24t+1=﹣(t﹣12)2+145知火箭升空的最大高度为145m,此选项正确;
故选:D.
8.(3分)如图,菱形ABCD的两个顶点B、D在反比例函数y=的图象上,对角线AC与BD的交点恰好是坐标原点O,已知点A(1,1),∠ABC=60°,则k的值是( )
A.﹣5 B.﹣4 C.﹣3 D.﹣2
【分析】根据题意可以求得点B的坐标,从而可以求得k的值.
【解答】解:∵四边形ABCD是菱形,
∴BA=BC,AC⊥BD,
∵∠ABC=60°,
∴△ABC是等边三角形,
∵点A(1,1),
∴OA=,
∴BO=,
∵直线AC的解析式为y=x,
∴直线BD的解析式为y=﹣x,
∵OB=,
∴点B的坐标为(,),
∵点B在反比例函数y=的图象上,
∴,
解得,k=﹣3,
故选:C.
二、填空题(本大题共8小题,毎小题3分,共24分,不需要写出解答过程,请把答案直接填写在答题卡相应位置上)
9.(3分)使有意义的x的取值范围是 x≥2 .
【分析】当被开方数x﹣2为非负数时,二次根式才有意义,列不等式求解.
【解答】解:根据二次根式的意义,得
x﹣2≥0,解得x≥2.
10.(3分)分解因式:16﹣x2= (4+x)(4﹣x) .
【分析】16和x2都可写成平方形式,且它们符号相反,符合平方差公式特点,利用平方差公式进行因式分解即可.
【解答】解:16﹣x2=(4+x)(4﹣x).
11.(3分)如图,△ABC中,点D、E分別在AB、AC上,DE∥BC,AD:DB=1:2,则△ADE与△ABC的面积的比为 1:9 .
【分析】根据DE∥BC得到△ADE∽△ABC,再结合相似比是AD:AB=1:3,因而面积的比是1:9,问题得解.
【解答】解:∵DE∥BC,
∴△ADE∽△ABC,
∵AD:DB=1:2,
∴AD:AB=1:3,
∴S△ADE:S△ABC是1:9.
故答案为:1:9.
12.(3分)已知A(﹣4,y1),B(﹣1,y2)是反比例函数y=﹣图象上的两个点,则y1与y2的大小关系为 y1<y2 .
【分析】根据反比例函数的性质和题目中的函数解析式可以判断y1与y2的大小,从而可以解答本题.
【解答】解:∵反比例函数y=﹣,﹣4<0,
∴在每个象限内,y随x的增大而增大,
∵A(﹣4,y1),B(﹣1,y2)是反比例函数y=﹣图象上的两个点,﹣4<﹣1,
∴y1<y2,
故答案为:y1<y2.
13.(3分)一个扇形的圆心角是120°.它的半径是3cm.则扇形的弧长为 2π cm.
【分析】根据弧长公式可得结论.
【解答】解:根据题意,扇形的弧长为=2π,
故答案为:2π
14.(3分)如图,AB是⊙O的弦,点C在过点B的切线上,且OC⊥OA,OC交AB于点P,已知∠OAB=22°,则∠OCB= 44° .
【分析】首先连接OB,由点C在过点B的切线上,且OC⊥OA,根据等角的余角相等,易证得∠CBP=∠CPB,利用等腰三角形的性质解答即可.
【解答】解:连接OB,
∵BC是⊙O的切线,
∴OB⊥BC,
∴∠OBA+∠CBP=90°,
∵OC⊥OA,
∴∠A+∠APO=90°,
∵OA=OB,∠OAB=22°,
∴∠OAB=∠OBA=22°,
∴∠APO=∠CBP=68°,
∵∠APO=∠CPB,
∴∠CPB=∠ABP=68°,
∴∠OCB=180°﹣68°﹣68°=44°,
故答案为:44°
15.(3分)如图,一次函数y=kx+b的图象与x轴、y轴分别相交于A、B两点,⊙O经过A,B两点,已知AB=2,则的值为 ﹣ .
【分析】由图形可知:△OAB是等腰直角三角形,AB=2,可得A,B两点坐标,利用待定系数法可求k和b的值,进而得到答案.
【解答】解:由图形可知:△OAB是等腰直角三角形,OA=OB
∵AB=2,OA2+OB2=AB2
∴OA=OB=
∴A点坐标是(,0),B点坐标是(0,)
∵一次函数y=kx+b的图象与x轴、y轴分别相交于A、B两点
∴将A,B两点坐标代入y=kx+b,得k=﹣1,b=
∴=﹣
故答案为:﹣
16.(3分)如图,E、F,G、H分别为矩形ABCD的边AB、BC、CD、DA的中点,连接AC、HE、EC,GA,GF.已知AG⊥GF,AC=,则AB的长为 2 .
【分析】如图,连接BD.由△ADG∽△GCF,设CF=BF=a,CG=DG=b,可得=,推出=,可得b=a,在Rt△GCF中,利用勾股定理求出b,即可解决问题;
【解答】解:如图,连接BD.
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠ADC=∠DCB=90°,AC=BD=,
∵CG=DG,CF=FB,
∴GF=BD=,
∵AG⊥FG,
∴∠AGF=90°,
∴∠DAG+∠AGD=90°,∠AGD+∠CGF=90°,
∴∠DAG=∠CGF,
∴△ADG∽△GCF,设CF=BF=a,CG=DG=b,
∴=,
∴=,
∴b2=2a2,
∵a>0.b>0,
∴b=a,
在Rt△GCF中,3a2=,
∴a=,
∴AB=2b=2.
故答案为2.
三、解答题(本大题共11小题,共102分.请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)
17.(6分)计算:(﹣2)2+20180﹣.
【分析】首先计算乘方、零次幂和开平方,然后再计算加减即可.
【解答】解:原式=4+1﹣6=﹣1.
18.(6分)解方程:﹣=0.
【分析】根据等式的性质,可得整式方程,根据解整式方程,可得答案.
【解答】解:两边乘x(x﹣1),得
3x﹣2(x﹣1)=0,
解得x=﹣2,
经检验:x=﹣2是原分式方程的解.
19.(6分)解不等式组:
【分析】根据不等式组的解集的表示方法:大小小大中间找,可得答案.
【解答】解:,
解不等式①,得x<2,
解不等式②,得x≥﹣3,
不等式①,不等式②的解集在数轴上表示,如图
,
原不等式组的解集为﹣3≤x<2.
20.(8分)随着我国经济社会的发展,人民对于美好生活的追求越来越高.某社区为了了解家庭对于文化教育的消费情况,随机抽取部分家庭,对每户家庭的文化教育年消费金额进行问卷调査,根据调查结果绘制成两幅不完整的统计图表.
请你根据统计图表提供的信息,解答下列问题:
(1)本次被调査的家庭有 150 户,表中 m= 42 ;
(2)本次调查数据的中位数出现在 B 组.扇形统计图中,D组所在扇形的圆心角是 36 度;
(3)这个社区有2500户家庭,请你估计家庭年文化教育消费10000元以上的家庭有多少户?
组別
家庭年文化教育消费金额x(元)
户数
A
x≤5000
36
B
5000<x≤10000
m
C
10000<x≤15000
27
D
15000<x≤20000
15
E
x>20000
30
【分析】(1)依据A组或E组数据,即可得到样本容量,进而得出m的值;
(2)依据中位数为第75和76个数据的平均数,即可得到中位数的位置,利用圆心角计算公式,即可得到D组所在扇形的圆心角;
(3)依据家庭年文化教育消费10000元以上的家庭所占的比例,即可得到家庭年文化教育消费10000元以上的家庭的数量.
【解答】解:(1)样本容量为:36÷24%=150,
m=150﹣36﹣27﹣15﹣30=42,
故答案为:150,42;
(2)中位数为第75和76个数据的平均数,而36+42=78>76,
∴中位数落在B组,
D组所在扇形的圆心角为360°×=36°,
故答案为:B,36;
(3)家庭年文化教育消费10000元以上的家庭有2500×=1200(户).
21.(10分)汤姆斯杯世界男子羽毛球团体赛小组赛比赛规则:两队之间进行五局比赛,其中三局单打,两局双打,五局比赛必须全部打完,赢得三局及以上的队获胜.假如甲,乙两队每局获胜的机会相同.
(1)若前四局双方战成2:2,那么甲队最终获胜的概率是 ;
(2)现甲队在前两局比赛中已取得2:0的领先,那么甲队最终获胜的概率是多少?
【分析】(1)直接利用概率公式求解;
(2)画树状图展示所有8种等可能的结果数,再找出甲至少胜一局的结果数,然后根据概率公式求.
【解答】解:(1)甲队最终获胜的概率是;
故答案为;
(2)画树状图为:
共有8种等可能的结果数,其中甲至少胜一局的结果数为7,
所以甲队最终获胜的概率=.
22.(10分)如图,矩形ABCD中,E是AD的中点,延长CE,BA交于点F,连接AC,DF.
(1)求证:四边形ACDF是平行四边形;
(2)当CF平分∠BCD时,写出BC与CD的数量关系,并说明理由.
【分析】(1)利用矩形的性质,即可判定△FAE≌△CDE,即可得到CD=FA,再根据CD∥AF,即可得出四边形ACDF是平行四边形;
(2)先判定△CDE是等腰直角三角形,可得CD=DE,再根据E是AD的中点,可得AD=2CD,依据AD=BC,即可得到BC=2CD.
【解答】解:(1)∵四边形ABCD是矩形,
∴AB∥CD,
∴∠FAE=∠CDE,
∵E是AD的中点,
∴AE=DE,
又∵∠FEA=∠CED,
∴△FAE≌△CDE,
∴CD=FA,
又∵CD∥AF,
∴四边形ACDF是平行四边形;
(2)BC=2CD.
证明:∵CF平分∠BCD,
∴∠DCE=45°,
∵∠CDE=90°,
∴△CDE是等腰直角三角形,
∴CD=DE,
∵E是AD的中点,
∴AD=2CD,
∵AD=BC,
∴BC=2CD.
23.(10分)如图,在平面直角坐标系中,一次函数y=k1x+b的图象与反比例函数y=的图象交于A(4,﹣2)、B(﹣2,n)两点,与x轴交于点C.
(1)求k2,n的值;
(2)请直接写出不等式k1x+b的解集;
(3)将x轴下方的图象沿x轴翻折,点A落在点A′处,连接A′B,A′C,求△A′BC的面积.
【分析】(1)将A点坐标代入y=
(2)用函数的观点将不等式问题转化为函数图象问题;
(3)求出对称点坐标,求面积.
【解答】解:(1)将A(4,﹣2)代入y=,得k2=﹣8.
∴y=﹣
将(﹣2,n)代入y=﹣
n=4.
∴k2=﹣8,n=4
(2)根据函数图象可知:
﹣2<x<0或x>4
(3)将A(4,﹣2),B(﹣2,4)代入y=k1x+b,得k1=﹣1,b=2
∴一次函数的关系式为y=﹣x+2
与x轴交于点C(2,0)
∴图象沿x轴翻折后,得A′(4,2),
S△A'BC=(4+2)×(4+2)×﹣×4×4﹣×2×2=8
∴△A'BC的面积为8.
24.(10分)某村在推进美丽乡村活动中,决定建设幸福广场,计划铺设相同大小规格的红色和蓝色地砖.经过调査.获取信息如下:
购买数量低于5000块
购买数量不低于5000块
红色地砖
原价销售
以八折销售
蓝色地砖
原价销售
以九折销售
如果购买红色地砖4000块,蓝色地砖6000块,需付款86000元;如果购买红色地砖10000块,蓝色地砖3500块,需付款99000元.
(1)红色地砖与蓝色地砖的单价各多少元?
(2)经过测算,需要购置地砖12000块,其中蓝色地砖的数量不少于红色地砖的一半,并且不超过6000块,如何购买付款最少?请说明理由.
【分析】(1)根据题意结合表格中数据,购买红色地砖4000块,蓝色地砖6000块,需付款86000元;购买红色地砖10000块,蓝色地砖3500块,需付款99000元,分别得出方程得出答案;
(2)利用已知得出x的取值范围,再利用一次函数增减性得出答案.
【解答】解:(1)设红色地砖每块a元,蓝色地砖每块b元,由题意可得:
,
解得:,
答:红色地砖每块8元,蓝色地砖每块10元;
(2)设购置蓝色地砖x块,则购置红色地砖(12000﹣x)块,所需的总费用为y元,
由题意可得:x≥(12000﹣x),
解得:x≥4000,
又x≤6000,
所以蓝砖块数x的取值范围:4000≤x≤6000,
当4000≤x<5000时,
y=10x+×0.8(12000﹣x)
=76800+3.6x,
所以x=4000时,y有最小值91200,
当5000≤x≤6000时,y=0.9×10x+8×0.8(1200﹣x)=2.6x+76800,
所以x=5000时,y有最小值89800,
∵89800<91200,
∴购买蓝色地砖5000块,红色地砖7000块,费用最少,最少费用为89800元.
25.(10分)如图1,水坝的横截面是梯形ABCD,∠ABC=37°,坝顶DC=3m,背水坡AD的坡度i(即tan∠DAB)为1:0.5,坝底AB=14m.
(1)求坝高;
(2)如图2,为了提高堤坝的防洪抗洪能力,防汛指挥部决定在背水坡将坝顶和坝底同时拓宽加固,使得AE=2DF,EF⊥BF,求DF的长.(参考数据:sin37°≈,cos37°≈,tan37°≈)
【分析】(1)作DM⊥AB于M,CN⊥AN于N.由题意:tan∠DAB==2,设AM=x,则DM=2x,在Rt△BCN中,求出BN,构建方程即可解决问题;
(2)作FH⊥AB于H.设DF=y,设DF=y,则AE=2y,EH=3+2y﹣y=3+y,BH=14+2y﹣(3+y)=11+y,由△EFH∽△FBH,可得=,即=,求出y即可;
【解答】解:(1)作DM⊥AB于M,CN⊥AN于N.
由题意:tan∠DAB==2,设AM=x,则DM=2x,
∵四边形DMNC是矩形,
∴DM=CN=2x,
在Rt△NBC中,tan37°===,
∴BN=x,
∵x+3+x=14,
∴x=3,
∴DM=6,
答:坝高为6m.
(2)作FH⊥AB于H.设DF=y,设DF=y,则AE=2y,EH=3+2y﹣y=3+y,BH=14+
2y﹣(3+y)=11+y,
由△EFH∽△FBH,可得=,
即=,
解得y=﹣7+2或﹣7﹣2(舍弃),
∴DF=2﹣7,
答:DF的长为(2﹣7)m.
26.(12分)如图1,图形ABCD是由两个二次函数y1=kx2+m(k<0)与y2=ax2+b(a>0)的部分图象围成的封闭图形.已知A(1,0)、B(0,1)、D(0,﹣3).
(1)直接写出这两个二次函数的表达式;
(2)判断图形ABCD是否存在内接正方形(正方形的四个顶点在图形ABCD上),并说明理由;
(3)如图2,连接BC,CD,AD,在坐标平面内,求使得△BDC与△ADE相似(其中点C与点E是对应顶点)的点E的坐标
【分析】(1)利用待定系数法即可得出结论;
(2)先确定出MM'=(1﹣m2)﹣(3m2﹣3)=4﹣4m2,进而建立方程2m=4﹣4m2,即可得出结论;
(3)先利用勾股定理求出AD=,同理:CD=,BC=,再分两种情况:
①如图1,当△DBC∽△DAE时,得出,进而求出DE=,即可得出E(0,﹣),
再判断出△DEF∽△DAO,得出,求出DF=,EF=,再用面积法求出E'M=,即可得出结论;
②如图2,当△DBC∽△ADE时,得出,求出AE=,
当E在直线AD左侧时,先利用勾股定理求出PA=,PO=,进而得出PE=,再判断出即可得出点E坐标,当E'在直线DA右侧时,即可得出结论.
【解答】解:(1)∵点A(1,0),B(0,1)在二次函数y1=kx2+m(k<0)的图象上,
∴,
∴,
∴二次函数解析式为y1=﹣x2+1,
∵点A(1,0),D(0,﹣3)在二次函数y2=ax2+b(a>0)的图象上,
∴,
∴,
∴二次函数y2=3x2﹣3;
(2)设M(m,﹣m2+1)为第一象限内的图形ABCD上一点,M'(m,3m2﹣3)为第四象限的图形上一点,
∴MM'=(1﹣m2)﹣(3m2﹣3)=4﹣4m2,
由抛物线的对称性知,若有内接正方形,
∴2m=4﹣4m2,
∴m=或m=(舍),
∵0<<1,
∴存在内接正方形,此时其边长为;
(3)在Rt△AOD中,OA=1,OD=3,
∴AD==,
同理:CD=,
在Rt△BOC中,OB=OC=1,
∴BC==,
①如图1,当△DBC∽△DAE时,
∵∠CDB=∠ADO,
∴在y轴上存在E,由,
∴,
∴DE=,
∵D(0,﹣3),
∴E(0,﹣),
由对称性知,在直线DA右侧还存在一点E'使得△DBC∽△DAE',
连接EE'交DA于F点,作E'M⊥OD于M,连接E'D,
∵E,E'关于DA对称,
∴DF垂直平分线EE',
∴△DEF∽△DAO,
∴,
∴,
∴DF=,EF=,
∵S△DEE'=DE•E'M=EF×DF=,
∴E'M=,
∵DE'=DE=,
在Rt△DE'M中,DM==2,
∴OM=1,
∴E'(,﹣1),
②如图2,
当△DBC∽△ADE时,有∠BDC=∠DAE,,
∴,
∴AE=,
当E在直线AD左侧时,设AE交y轴于P,作EQ⊥AC于Q,
∵∠BDC=∠DAE=∠ODA,
∴PD=PA,
设PD=n,
∴PO=3﹣n,PA=n,
在Rt△AOP中,PA2=OA2+OP2,
∴n2=(3﹣n)2+1,
∴n=,
∴PA=,PO=,
∵AE=,
∴PE=,
在AEQ中,OP∥EQ,
∴,
∴OQ=,
∵,
∴QE=2,
∴E(﹣,﹣2),
当E'在直线DA右侧时,
根据勾股定理得,AE==,
∴AE'=
∵∠DAE'=∠BDC,∠BDC=∠BDA,
∴∠BDA=∠DAE',
∴AE'∥OD,
∴E'(1,﹣),
综上,使得△BDC与△ADE相似(其中点C与E是对应顶点)的点E的坐标有4个,
即:(0,﹣)或(,﹣1)或(1,﹣)或(﹣,﹣2).
27.(14分)在数学兴趣小组活动中,小亮进行数学探究活动.△ABC是边长为2的等边三角形,E是AC上一点,小亮以BE为边向BE的右侧作等边三角形BEF,连接CF.
(1)如图1,当点E在线段AC上时,EF、BC相交于点D,小亮发现有两个三角形全等,请你找出来,并证明.
(2)当点E在线段AC上运动时,点F也随着运动,若四边形ABFC的面积为,求AE的长.
(3)如图2,当点E在AC的延长线上运动时,CF、BE相交于点D,请你探求△ECD的面积S1与△DBF的面积S2之间的数量关系.并说明理由.
(4)如图2,当△ECD的面积S1=时,求AE的长.
【分析】(1)结论:△ABE≌△CBF.理由等边三角形的性质,根据SAS即可证明;
(2)由△ABE≌△CBF,推出S△ABE=S△BCF,推出S四边形BECF=S△BEC+s△BCF=S△BCE+S△ABE=S△ABC=,由S四边形ABCF=,推出S△ABE=,再利用三角形的面积公式求出AE即可;
(3)结论:S2﹣S1=.利用全等三角形的性质即可证明;
(4)首先求出△BDF的面积,由CF∥AB,则△BDF的BF边上的高为,可得DF=,设CE=x,则2+x=CD+DF=CD+,推出CD=x﹣,由CD∥AB,可得=,即=,求出x即可;
【解答】解:(1)结论:△ABE≌△CBF.
理由:如图1中,
∴∵△ABC,△BEF都是等边三角形,
∴BA=BC,BE=BF,∠ABC=∠EBF,
∴∠ABE=∠CBF,
∴△ABE≌△CBF.
(2)如图1中,∵△ABE≌△CBF,
∴S△ABE=S△BCF,
∴S四边形BECF=S△BEC+s△BCF=S△BCE+S△ABE=S△ABC=,
∵S四边形ABCF=,
∴S△ABE=,
∴•AE•AB•siin60°=,
∴AE=.
(3)结论:S2﹣S1=.
理由:如图2中,
∵∵△ABC,△BEF都是等边三角形,
∴BA=BC,BE=BF,∠ABC=∠EBF,
∴∠ABE=∠CBF,
∴△ABE≌△CBF,
∴S△ABE=S△BCF,
∵S△BCF﹣S△BCE=S2﹣S1,
∴S2﹣S1=S△ABE﹣S△BCE=S△ABC=.
(4)由(3)可知:S△BDF﹣S△ECD=,∵S△ECD=,
∴S△BDF=,
∵△ABE≌△CBF,
∴AE=CF,∠BAE=∠BCF=60°,
∴∠ABC=∠DCB,
∴CF∥AB,则△BDF的BF边上的高为,可得DF=,设CE=x,则2+x=CD+DF=CD+,
∴CD=x﹣,
∵CD∥AB,
∴=,即=,
化简得:3x2﹣x﹣2=0,
解得x=1或﹣(舍弃),
∴CE=1,AE=3.
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