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- 2021-11-11 发布
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2018年江苏省盐城市中考数学试卷
一、选择题(本大题共有8小题,每小题3分,共24分。在每小题所给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的,请将正确选项的字母代号填涂在答题卡相应位置上)
1.(3分)﹣2018的相反数是( )
A.2018 B.﹣2018 C. D.﹣
2.(3分)下列图形中,既是轴对称图形又是中心对称图形的是( )
A. B. C. D.
3.(3分)下列运算正确的是( )
A.a2+a2=a4 B.a3÷a=a3 C.a2•a3=a5 D.(a2)4=a6
4.(3分)盐通铁路沿线水网密布,河渠纵横,将建设特大桥梁6座,桥梁的总长度约为146000米,将数据146000用科学记数法表示为( )
A.1.46×105 B.0.146×106 C.1.46×106 D.146×103
5.(3分)如图是由5个大小相同的小正方体组成的几何体,则它的左视图是( )
A. B. C. D.
6.(3分)一组数据2,4,6,4,8的中位数为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
7.(3分)如图,AB为⊙O的直径,CD是⊙O的弦,∠ADC=35°,则∠CAB的度数为( )
A.35° B.45° C.55° D.65°
8.(3分)已知一元二次方程x2+kx﹣3=0有一个根为1,则k的值为( )
A.﹣2 B.2 C.﹣4 D.4
二、填空题(本大题共有8小题,每小题3分,共24分.不需写出解答过程,请将答案直接写在答题卡相应位置上)
9.(3分)根据如图所示的车票信息,车票的价格为 元.
10.(3分)要使分式有意义,则x的取值范围是 .
11.(3分)分解因式:x2﹣2x+1= .
12.(3分)一只蚂蚁在如图所示的方格地板上随机爬行,每个小方格形状大小完全相同,当蚂蚁停下时,停在地板中阴影部分的概率为
13.(3分)将一个含有45°角的直角三角板摆放在矩形上,如图所示,若∠1=40°,则∠2= .
14.(3分)如图,点D为矩形OABC的AB边的中点,反比例函数y=(x>
0)的图象经过点D,交BC边于点E.若△BDE的面积为1,则k= .
15.(3分)如图,图1是由若干个相同的图形(图2)组成的美丽图案的一部分,图2中,图形的相关数据:半径OA=2cm,∠AOB=120°.则图2的周长为 cm(结果保留π).
16.(3分)如图,在直角△ABC中,∠C=90°,AC=6,BC=8,P、Q分别为边BC、AB上的两个动点,若要使△APQ是等腰三角形且△BPQ是直角三角形,则AQ= .
三、解答题(本大题共有11小题,共102分。请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出文字说明、推理过程或演算步骤)
17.(6分)计算:π0﹣()﹣1+.
18.(6分)解不等式:3x﹣1≥2(x﹣1),并把它的解集在数轴上表示出来.
19.(8分)先化简,再求值:,其中x=+1.
20.(8分)端午节是我国传统佳节.小峰同学带了4个粽子(除粽馅不同外,其它均相同),其中有两个肉馅粽子、一个红枣馅粽子和一个豆沙馅粽子,准备从中任意拿出两个送给他的好朋友小悦.
(1)用树状图或列表的方法列出小悦拿到两个粽子的所有可能结果;
(2)请你计算小悦拿到的两个粽子都是肉馅的概率.
21.(8分)在正方形ABCD中,对角线BD所在的直线上有两点E、F满足BE=DF,连接AE、AF、CE、CF,如图所示.
(1)求证:△ABE≌△ADF;
(2)试判断四边形AECF的形状,并说明理由.
22.(10分)“安全教育平台”是中国教育学会为方便家长和学生参与安全知识活动、接受安全提醒的一种应用软件.某校为了了解家长和学生参与“防溺水教育”的情况,在本校学生中随机抽取部分学生作调查,把收集的数据分为以下4类情形:
A.仅学生自己参与;
B.家长和学生一起参与;
C.仅家长自己参与;
D.家长和学生都未参与.
请根据图中提供的信息,解答下列问题:
(1)在这次抽样调查中,共调查了 名学生;
(2)补全条形统计图,并在扇形统计图中计算C类所对应扇形的圆心角的度数;
(3)根据抽样调查结果,估计该校2000名学生中“家长和学生都未参与”的人数.
23.(10分)一商店销售某种商品,平均每天可售出20件,每件盈利40元.为了扩大销售、增加盈利,该店采取了降价措施,在每件盈利不少于25元的前提下,经过一段时间销售,发现销售单价每降低1元,平均每天可多售出2件.
(1)若降价3元,则平均每天销售数量为 件;
(2)当每件商品降价多少元时,该商店每天销售利润为1200元?
24.(10分)学校与图书馆在同一条笔直道路上,甲从学校去图书馆,乙从图书馆回学校,甲、乙两人都匀速步行且同时出发,乙先到达目的地.两人之间的距离y(米)与时间t(分钟)之间的函数关系如图所示.
(1)根据图象信息,当t= 分钟时甲乙两人相遇,甲的速度为 米/分钟;
(2)求出线段AB所表示的函数表达式.
25.(10分)如图,在以线段AB为直径的⊙O上取一点C,连接AC、BC.将△ABC沿AB翻折后得到△ABD.
(1)试说明点D在⊙O上;
(2)在线段AD的延长线上取一点E,使AB2=AC•AE.求证:BE为⊙O的切线;
(3)在(2)的条件下,分别延长线段AE、CB相交于点F,若BC=2,AC=4,求线段EF的长.
26.(12分)【发现】如图①,已知等边△ABC,将直角三角板的60°角顶点D任意放在BC边上(点D不与点B、C重合),使两边分别交线段AB、AC于点E、F.
(1)若AB=6,AE=4,BD=2,则CF= ;
(2)求证:△EBD∽△DCF.
【思考】若将图①中的三角板的顶点D在BC边上移动,保持三角板与边AB、AC的两个交点E、F都存在,连接EF,如图②所示,问:点D是否存在某一位置,使ED平分∠BEF且FD平分∠CFE?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
【探索】如图③,在等腰△ABC中,AB=AC,点O为BC边的中点,将三角形透明纸板的一个顶点放在点O处(其中∠MON=∠B),使两条边分别交边AB、AC于点E、F(点E、F均不与△ABC的顶点重合),连接EF.设∠B=α,则△AEF与△ABC的周长之比为 (用含α的表达式表示).
27.(14分)如图①,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+bx+3经过点A(﹣1,0)、B(3,0)两点,且与y轴交于点C.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图②,用宽为4个单位长度的直尺垂直于x轴,并沿x轴左右平移,直尺的左右两边所在的直线与抛物线相交于P、Q两点(点P在点Q的左侧),连接PQ,在线段PQ上方抛物线上有一动点D,连接DP、DQ.
(1)若点P的横坐标为﹣,求△DPQ面积的最大值,并求此时点D的坐标;
(Ⅱ)直尺在平移过程中,△DPQ面积是否有最大值?若有,求出面积的最大值;若没有,请说明理由.
2018年江苏省盐城市中考数学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本大题共有8小题,每小题3分,共24分。在每小题所给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的,请将正确选项的字母代号填涂在答题卡相应位置上)
1.(3分)﹣2018的相反数是( )
A.2018 B.﹣2018 C. D.﹣
【分析】只有符号不同的两个数叫做互为相反数.
【解答】解:﹣2018的相反数是2018.
故选:A.
2.(3分)下列图形中,既是轴对称图形又是中心对称图形的是( )
A. B. C. D.
【分析】根据轴对称图形与中心对称图形的概念判断.
【解答】解:A、不是轴对称图形,是中心对称图形;
B、是轴对称图形,不是中心对称图形;
C、是轴对称图形,不是中心对称图形;
D、是轴对称图形,是中心对称图形.
故选:D.
3.(3分)下列运算正确的是( )
A.a2+a2=a4 B.a3÷a=a3 C.a2•a3=a5 D.(a2)4=a6
【分析】
根据合并同类项法则,把同类项的系数相加,所得结果作为系数,字母和字母的指数不变;同底数幂相除,底数不变指数相减;同底数幂相乘,底数不变指数相加;幂的乘方,底数不变指数相乘;对各选项分析判断后利用排除法求解.
【解答】解:A、a2+a2=2a2,故A错误;
B、a3÷a=a2,故B错误;
C、a2•a3=a5,故C正确;
D、(a2)3=a8,故D错误.
故选:C.
4.(3分)盐通铁路沿线水网密布,河渠纵横,将建设特大桥梁6座,桥梁的总长度约为146000米,将数据146000用科学记数法表示为( )
A.1.46×105 B.0.146×106 C.1.46×106 D.146×103
【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>1时,n是正数;当原数的绝对值<1时,n是负数.
【解答】解:将146000用科学记数法表示为:1.46×105.
故选:A.
5.(3分)如图是由5个大小相同的小正方体组成的几何体,则它的左视图是( )
A. B. C. D.
【分析】找到从左面看所得到的图形即可,注意所有的看到的棱都应表现在主视图中.
【解答】
解:从左面看易得第一层有1个正方形,第二层有2个正方形,如图所示:.
故选:B.
6.(3分)一组数据2,4,6,4,8的中位数为( )
A.2 B.4 C.6 D.8
【分析】找中位数要把数据按从小到大的顺序排列,位于最中间的一个数(或两个数的平均数)为中位数.
【解答】解:一共5个数据,从小到大排列此数据为:2,4,4,6,8,
故这组数据的中位数是4.
故选:B.
7.(3分)如图,AB为⊙O的直径,CD是⊙O的弦,∠ADC=35°,则∠CAB的度数为( )
A.35° B.45° C.55° D.65°
【分析】根据圆周角定理得到∠ABC=∠ADC=35°,∠ACB=90°,根据三角形内角和定理计算即可.
【解答】解:由圆周角定理得,∠ABC=∠ADC=35°,
∵AB为⊙O的直径,
∴∠ACB=90°,
∴∠CAB=90°﹣∠ABC=55°,
故选:C.
8.(3分)已知一元二次方程x2+kx﹣3=0有一个根为1,则k的值为( )
A.﹣2 B.2 C.﹣4 D.4
【分析】根据一元二次方程的解的定义,把把x=1代入方程得关于k的一次方程1﹣3+k=0,然后解一次方程即可.
【解答】解:把x=1代入方程得1+k﹣3=0,
解得k=2.
故选:B.
二、填空题(本大题共有8小题,每小题3分,共24分.不需写出解答过程,请将答案直接写在答题卡相应位置上)
9.(3分)根据如图所示的车票信息,车票的价格为 77.5 元.
【分析】根据图片得出价格即可.
【解答】解:根据如图所示的车票信息,车票的价格为77.5元,
故答案为:77.5.
10.(3分)要使分式有意义,则x的取值范围是 x≠2 .
【分析】分式有意义,则分母x﹣2≠0,由此易求x的取值范围.
【解答】解:当分母x﹣2≠0,即x≠2时,分式有意义.
故答案为:x≠2.
11.(3分)分解因式:x2﹣2x+1= (x﹣1)2 .
【分析】直接利用完全平方公式分解因式即可.
【解答】解:x2﹣2x+1=(x﹣1)2.
12.(3分)一只蚂蚁在如图所示的方格地板上随机爬行,每个小方格形状大小完全相同,当蚂蚁停下时,停在地板中阴影部分的概率为
【分析】首先确定在阴影的面积在整个面积中占的比例,根据这个比例即可求出蚂蚁停在阴影部分的概率.
【解答】解:∵正方形被等分成9份,其中阴影方格占4份,
∴当蚂蚁停下时,停在地板中阴影部分的概率为,
故答案为:.
13.(3分)将一个含有45°角的直角三角板摆放在矩形上,如图所示,若∠1=40°,则∠2= 85° .
【分析】直接利用三角形外角的性质结合平行线的性质得出答案.
【解答】解:∵∠1=40°,∠4=45°,
∴∠3=∠1+∠4=85°,
∵矩形对边平行,
∴∠2=∠3=85°.
故答案为:85°.
14.(3分)如图,点D为矩形OABC的AB边的中点,反比例函数y=(x>0)的图象经过点D,交BC边于点E.若△BDE的面积为1,则k= 4 .
【分析】设D(a,),利用点D为矩形OABC的AB边的中点得到B(2a,),则E(2a,),然后利用三角形面积公式得到•a•(﹣)=1,最后解方程即可.
【解答】解:设D(a,),
∵点D为矩形OABC的AB边的中点,
∴B(2a,),
∴E(2a,),
∵△BDE的面积为1,
∴•a•(﹣)=1,解得k=4.
故答案为4.
15.(3分)如图,图1是由若干个相同的图形(图2)组成的美丽图案的一部分,图2中,图形的相关数据:半径OA=2cm,∠AOB=120°.则图2的周长为 cm(结果保留π).
【分析】先根据图1确定:图2的周长=2个的长,根据弧长公式可得结论.
【解答】解:由图1得:的长+的长=的长
∵半径OA=2cm,∠AOB=120°
则图2的周长为:=
故答案为:.
16.(3分)如图,在直角△ABC中,∠C=90°,AC=6,BC=8,P、Q分别为边BC、AB上的两个动点,若要使△APQ是等腰三角形且△BPQ是直角三角形,则AQ= 或 .
【分析】分两种情形分别求解:①如图1中,当AQ=PQ,∠QPB=90°时,②当AQ=PQ,∠PQB=90°时;
【解答】解:①如图1中,当AQ=PQ,∠QPB=90°时,设AQ=PQ=x,
∵PQ∥AC,
∴△BPQ∽△BCA,
∴=,
∴=,
∴x=,
∴AQ=.
②当AQ=PQ,∠PQB=90°时,设AQ=PQ=y.
∵△BQP∽△BCA,
∴=,
∴=,
∴y=.
综上所述,满足条件的AQ的值为或.
三、解答题(本大题共有11小题,共102分。请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出文字说明、推理过程或演算步骤)
17.(6分)计算:π0﹣()﹣1+.
【分析】本题涉及零指数幂、负整数指数幂、三次根式化简3个考点.在计算时,需要针对每个考点分别进行计算,然后根据实数的运算法则求得计算结果.
【解答】解:π0﹣()﹣1+
=1﹣2+2
=1.
18.(6分)解不等式:3x﹣1≥2(x﹣1),并把它的解集在数轴上表示出来.
【分析】不等式去括号,移项合并,将x系数化为1,求出解集,表示在数轴上即可.
【解答】解:3x﹣1≥2(x﹣1),
3x﹣1≥2x﹣2,
3x﹣2x≥﹣2+1,
x≥﹣1;
将不等式的解集表示在数轴上如下:
19.(8分)先化简,再求值:,其中x=+1.
【分析】根据分式的运算法则即可求出答案.
【解答】解:当x=+1时
原式=•
=x﹣1
=
20.(8分)端午节是我国传统佳节.小峰同学带了4个粽子(除粽馅不同外,其它均相同),其中有两个肉馅粽子、一个红枣馅粽子和一个豆沙馅粽子,准备从中任意拿出两个送给他的好朋友小悦.
(1)用树状图或列表的方法列出小悦拿到两个粽子的所有可能结果;
(2)请你计算小悦拿到的两个粽子都是肉馅的概率.
【分析】(1)根据题意可以用树状图表示出所有的可能结果;
(2)根据(1)中的树状图可以得到小悦拿到的两个粽子都是肉馅的概率.
【解答】解:(1)肉粽记为A、红枣粽子记为B、豆沙粽子记为C,由题意可得,
(2)由(1)可得,
小悦拿到的两个粽子都是肉馅的概率是:=,
即小悦拿到的两个粽子都是肉馅的概率是.
21.(8分)在正方形ABCD中,对角线BD所在的直线上有两点E、F满足BE=DF,连接AE、AF、CE、CF,如图所示.
(1)求证:△ABE≌△ADF;
(2)试判断四边形AECF的形状,并说明理由.
【分析】(1)根据正方形的性质和全等三角形的判定证明即可;
(2)四边形AECF是菱形,根据对角线垂直的平行四边形是菱形即可判断;
【解答】证明:(1)∵正方形ABCD,
∴AB=AD,
∴∠ABD=∠ADB,
∴∠ABE=∠ADF,
在△ABE与△ADF中
,
∴△ABE≌△ADF(SAS);
(2)连接AC,
四边形AECF是菱形.
理由:∵正方形ABCD,
∴OA=OC,OB=OD,AC⊥EF,
∴OB+BE=OD+DF,
即OE=OF,
∵OA=OC,OE=OF,
∴四边形AECF是平行四边形,
∵AC⊥EF,
∴四边形AECF是菱形.
22.(10分)“安全教育平台”是中国教育学会为方便家长和学生参与安全知识活动、接受安全提醒的一种应用软件.某校为了了解家长和学生参与“防溺水教育”的情况,在本校学生中随机抽取部分学生作调查,把收集的数据分为以下4类情形:
A.仅学生自己参与;
B.家长和学生一起参与;
C.仅家长自己参与;
D.家长和学生都未参与.
请根据图中提供的信息,解答下列问题:
(1)在这次抽样调查中,共调查了 400 名学生;
(2)补全条形统计图,并在扇形统计图中计算C类所对应扇形的圆心角的度数;
(3)根据抽样调查结果,估计该校2000名学生中“家长和学生都未参与”的人数.
【分析】(1)根据A类别人数及其所占百分比可得总人数;
(2)总人数减去A、C、D三个类别人数求得B的人数即可补全条形图,再用360°乘以C类别人数占被调查人数的比例可得;
(3)用总人数乘以样本中D类别人数所占比例可得.
【解答】解:(1)本次调查的总人数为80÷20%=400人,
故答案为:400;
(2)B类别人数为400﹣(80+60+20)=240,
补全条形图如下:
C类所对应扇形的圆心角的度数为360°×=54°;
(3)估计该校2000名学生中“家长和学生都未参与”的人数为2000×=100人.
23.(10分)一商店销售某种商品,平均每天可售出20件,每件盈利40元.为了扩大销售、增加盈利,该店采取了降价措施,在每件盈利不少于25元的前提下,经过一段时间销售,发现销售单价每降低1元,平均每天可多售出2件.
(1)若降价3元,则平均每天销售数量为 26 件;
(2)当每件商品降价多少元时,该商店每天销售利润为1200元?
【分析】(1)根据销售单价每降低1元,平均每天可多售出2件,可得若降价3元,则平均每天可多售出2×3=6件,即平均每天销售数量为20+6=26件;
(2)利用商品平均每天售出的件数×每件盈利=每天销售这种商品利润列出方程解答即可.
【解答】解:(1)若降价3元,则平均每天销售数量为20+2×3=26件.
故答案为26;
(2)设每件商品应降价x元时,该商店每天销售利润为1200元.
根据题意,得 (40﹣x)(20+2x)=1200,
整理,得x2﹣30x+200=0,
解得:x1=10,x2=20.
∵要求每件盈利不少于25元,
∴x2=20应舍去,
解得:x=10.
答:每件商品应降价10元时,该商店每天销售利润为1200元.
24.(10分)学校与图书馆在同一条笔直道路上,甲从学校去图书馆,乙从图书馆回学校,甲、乙两人都匀速步行且同时出发,乙先到达目的地.两人之间的距离y(米)与时间t(分钟)之间的函数关系如图所示.
(1)根据图象信息,当t= 24 分钟时甲乙两人相遇,甲的速度为 40 米/分钟;
(2)求出线段AB所表示的函数表达式.
【分析】(1)根据图象信息,当t=24分钟时甲乙两人相遇,甲60分钟行驶2400米,根据速度=路程÷时间可得甲的速度;
(2)由t=24分钟时甲乙两人相遇,可得甲、乙两人的速度和为2400÷24=100米/分钟,减去甲的速度得出乙的速度,再求出乙从图书馆回学校的时间即A点的横坐标,用A点的横坐标乘以甲的速度得出A点的纵坐标,再将A、B两点的坐标代入,利用待定系数法即可求出线段AB所表示的函数表达式.
【解答】解:(1)根据图象信息,当t=24分钟时甲乙两人相遇,甲的速度为2400÷60=40米/分钟.
故答案为24,40;
(2)∵甲从学校去图书馆,乙从图书馆回学校,甲、乙两人都匀速步行且同时出发,t=24分钟时甲乙两人相遇,
∴甲、乙两人的速度和为2400÷24=100米/分钟,
∴乙的速度为100﹣40=60米/分钟.
乙从图书馆回学校的时间为2400÷60=40分钟,
40×40=1600,
∴A点的坐标为(40,1600).
设线段AB所表示的函数表达式为y=kx+b,
∵A(40,1600),B(60,2400),
∴,解得,
∴线段AB所表示的函数表达式为y=40x.
25.(10分)如图,在以线段AB为直径的⊙O上取一点C,连接AC、BC.将△ABC沿AB翻折后得到△ABD.
(1)试说明点D在⊙O上;
(2)在线段AD的延长线上取一点E,使AB2=AC•AE.求证:BE为⊙O的切线;
(3)在(2)的条件下,分别延长线段AE、CB相交于点F,若BC=2,AC=4,求线段EF的长.
【分析】(1)由翻折知△ABC≌△ABD,得∠ADB=∠C=90°,据此即可得;
(2)由AC=AD知AB2=AD•AE,即=,据此可得△ABD∽△AEB,即可得出∠ABE=∠ADB=90°,从而得证;
(3)由=知DE=1、BE=,证△FBE∽△FAB得=,据此知FB=2FE,在Rt△ACF中根据AF2=AC2+CF2可得关于EF的一元二次方程,解之可得.
【解答】解:(1)∵AB为⊙O的直径,
∴∠C=90°,
∵将△ABC沿AB翻折后得到△ABD,
∴△ABC≌△ABD,
∴∠ADB=∠C=90°,
∴点D在以AB为直径的⊙O上;
(2)∵△ABC≌△ABD,
∴AC=AD,
∵AB2=AC•AE,
∴AB2=AD•AE,即=,
∵∠BAD=∠EAB,
∴△ABD∽△AEB,
∴∠ABE=∠ADB=90°,
∵AB为⊙O的直径,
∴BE是⊙O的切线;
(3)∵AD=AC=4、BD=BC=2,∠ADB=90°,
∴AB===2,
∵=,
∴=,
解得:DE=1,
∴BE==,
∵四边形ACBD内接于⊙O,
∴∠FBD=∠FAC,即∠FBE+∠DBE=∠BAE+∠BAC,
又∵∠DBE+∠ABD=∠BAE+∠ABD=90°,
∴∠DBE=∠BAE,
∴∠FBE=∠BAC,
又∠BAC=∠BAD,
∴∠FBE=∠BAD,
∴△FBE∽△FAB,
∴=,即==,
∴FB=2FE,
在Rt△ACF中,∵AF2=AC2+CF2,
∴(5+EF)2=42+(2+2EF)2,
整理,得:3EF2﹣2EF﹣5=0,
解得:EF=﹣1(舍)或EF=,
∴EF=.
26.(12分)【发现】如图①,已知等边△ABC,将直角三角板的60°角顶点D任意放在BC边上(点D不与点B、C重合),使两边分别交线段AB、AC于点E、F.
(1)若AB=6,AE=4,BD=2,则CF= 4 ;
(2)求证:△EBD∽△DCF.
【思考】若将图①中的三角板的顶点D在BC边上移动,保持三角板与边AB、AC的两个交点E、F都存在,连接EF,如图②所示,问:点D是否存在某一位置,使ED平分∠BEF且FD平分∠CFE?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.
【探索】如图③,在等腰△ABC中,AB=AC,点O为BC边的中点,将三角形透明纸板的一个顶点放在点O处(其中∠MON=∠B),使两条边分别交边AB、AC于点E、F(点E、F均不与△ABC的顶点重合),连接EF.设∠B=α,则△AEF与△ABC的周长之比为 1﹣cosα (用含α的表达式表示).
【分析】(1)先求出BE的长度后发现BE=BD的,又∠B=60°,可知△BDE是等边三角形,可得∠BDE=60°,另外∠DEF=60°,可证得△CDF是等边三角形,从而CF=CD=BC﹣BD;
(2)证明△EBD∽△DCF,这个模型可称为“一线三等角•相似模型”,根据“AA”判定相似;
【思考】由角平分可联系到角平分线的性质“角平分线上点到角两边的距离相等”,可过D作DM⊥BE,DG⊥EF,DN⊥CF,则DM=DG=DN,从而证明△BDM≌△CDN可得BD=CD;
【探索】由已知不能求得C△ABC=AB+BC+AC=2AB+2OB=2(m+mcosα),则需要用m和α是三角函数表示出C△AEF,C△AEF=AE+EF+AF=AG+AH=2AG;题中直接已知点O是BC的中点,应用(2)题的方法和结论,作OG⊥BE,OD⊥EF,OH⊥CF,可得EG=ED,FH=DF,则C△AEF=AE+EF+AF=AG+AH=2AG,而AG=AB﹣BO,从而可求得.
【解答】(1)解:∵△ABC是等边三角形,
∴AB=BC=AC=6,∠B=∠C=60°.
∵AE=4,
∴BE=2,
则BE=BD,
∴△BDE是等边三角形,
∴∠BED=60°,
又∵∠EDF=60°,
∴∠CDF=180°﹣∠EDF﹣∠B=60°,
则∠CDF=∠C=60°,
∴△CDF是等边三角形,
∴CF=CD=BC=BD=6﹣2=4.
故答案是:4;
(2)证明:如图①,∵∠EDF=60°,∠B=60°,
∴∠CDF+BDE=120°,∠BED+∠BDE=120°,
∴∠BED=∠CDF.
又∠B=∠C=60°,
∴△EBD∽△DCF;
【思考】存在,如图②,过D作DM⊥BE,DG⊥EF,DN⊥CF,垂足分别是M、G、N,
∵ED平分∠BEF且FD平分∠CFE.
∴DM=DG=DN.
又∠B=∠C=60°,∠BMD=∠CND=90°,
∴△BDM≌△CDN,
∴BD=CD,即点D是BC的中点,
∴=;
【探索】如图③,连接AO,作OG⊥BE,OD⊥EF,OH⊥CF,垂足分别是G、D、H.
则∠BGO=∠CHO=90°,
∵AB=AC,O是BC的中点,
∴∠B=∠C,OB=OC,
∴△OBG≌△OCH,
∴OG=OH,GB=CH,∠BOG=∠COH=90°﹣α,
则∠GOH=180°﹣(∠BOG+∠COH)=2α,
∴∠EOF=∠B=α
则∠GOH=2∠EOF=2α.
由(2)题可猜想应用EF=ED+DF=GE+FH(可通过半角旋转证明),
则C△AEF=AE+EF+AF=AE+EG+FH+AF=AG+AH=2AG,
设AB=m,则OB=mcosα,GB=mcos2α.
====1﹣cosα.
故答案是:1﹣cosα.
27.(14分)如图①,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+bx+3经过点A(﹣1,0)、B(3,0)两点,且与y轴交于点C.
(1)求抛物线的表达式;
(2)如图②,用宽为4个单位长度的直尺垂直于x轴,并沿x轴左右平移,直尺的左右两边所在的直线与抛物线相交于P、Q两点(点P在点Q的左侧),连接PQ,在线段PQ上方抛物线上有一动点D,连接DP、DQ.
(1)若点P的横坐标为﹣,求△DPQ面积的最大值,并求此时点D的坐标;
(Ⅱ)直尺在平移过程中,△DPQ面积是否有最大值?若有,求出面积的最大值;若没有,请说明理由.
【分析】(1)根据点A、B的坐标,利用待定系数法即可求出抛物线的表达式;
(2)(I)由点P的横坐标可得出点P、Q的坐标,利用待定系数法可求出直线PQ的表达式,过点D作DE∥y轴交直线PQ于点E,设点D的坐标为(x,﹣x2+2x+3),则点E的坐标为(x,﹣x+),进而即可得出DE的长度,利用三角形的面积公式可得出S△DPQ=﹣2x2+6x+,再利用二次函数的性质即可解决最值问题;
(II)假设存在,设点P的横坐标为t,则点Q的横坐标为4+t,进而可得出点P、Q的坐标,利用待定系数法可求出直线PQ的表达式,设点D的坐标为(x,﹣x2+2x+3),则点E的坐标为(x,﹣2(t+1)x+t2+4t+3),进而即可得出DE的长度,利用三角形的面积公式可得出S△DPQ=﹣2x2+4(t+2)x﹣2t2﹣8t,再利用二次函数的性质即可解决最值问题.
【解答】解:(1)将A(﹣1,0)、B(3,0)代入y=ax2+bx+3,得:
,解得:,
∴抛物线的表达式为y=﹣x2+2x+3.
(2)(I)当点P的横坐标为﹣时,点Q的横坐标为,
∴此时点P的坐标为(﹣,),点Q的坐标为(,﹣).
设直线PQ的表达式为y=mx+n,
将P(﹣,)、Q(,﹣)代入y=mx+n,得:
,解得:,
∴直线PQ的表达式为y=﹣x+.
如图②,过点D作DE∥y轴交直线PQ于点E,
设点D的坐标为(x,﹣x2+2x+3),则点E的坐标为(x,﹣x+),
∴DE=﹣x2+2x+3﹣(﹣x+)=﹣x2+3x+,
∴S△DPQ=DE•(xQ﹣xP)=﹣2x2+6x+=﹣2(x﹣)2+8.
∵﹣2<0,
∴当x=时,△DPQ的面积取最大值,最大值为8,此时点D的坐标为(,).
(II)假设存在,设点P的横坐标为t,则点Q的横坐标为4+t,
∴点P的坐标为(t,﹣t2+2t+3),点Q的坐标为(4+t,﹣(4+t)2+2(4+t)+3),
利用待定系数法易知,直线PQ的表达式为y=﹣2(t+1)x+t2+4t+3.
设点D的坐标为(x,﹣x2+2x+3),则点E的坐标为(x,﹣2(t+1)x+t2+4t+3),
∴DE=﹣x2+2x+3﹣[﹣2(t+1)x+t2+4t+3]=﹣x2+2(t+2)x﹣t2﹣4t,
∴S△DPQ=DE•(xQ﹣xP)=﹣2x2+4(t+2)x﹣2t2﹣8t=﹣2[x﹣(t+2)]2+8.
∵﹣2<0,
∴当x=t+2时,△DPQ的面积取最大值,最大值为8.
∴假设成立,即直尺在平移过程中,△DPQ面积有最大值,面积的最大值为8.
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