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- 2021-05-10 发布
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2020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)(2020•盐城)2020的相反数是( )
A.﹣2020 B.2020 C.12020 D.-12020
2.(3分)(2020•盐城)下列图形中,属于中心对称图形的是( )
A. B.
C. D.
3.(3分)(2020•盐城)下列运算正确的是( )
A.2a﹣a=2 B.a3•a2=a6 C.a3÷a=a2 D.(2a2)3=6a5
4.(3分)(2020•盐城)实数a,b在数轴上表示的位置如图所示,则( )
A.a>0 B.a>b C.a<b D.|a|<|b|
5.(3分)(2020•盐城)如图是由4个小正方体组合成的几何体,该几何体的俯视图是( )
A. B. C. D.
6.(3分)(2020•盐城)2019年7月盐城黄海湿地申遗成功,它的面积约为400000万平方米.将数据400000用科学记数法表示应为( )
A.0.4×106 B.4×109 C.40×104 D.4×105
7.(3分)(2020•盐城)把1~9这9个数填入3×3方格中,使其任意一行,任意一列及两条对角线上的数之和都相等,这样便构成了一个“九宫格”.它源于我国古代的“洛書”(图①),是世界上最早的“幻方”.图②是仅可以看到部分数值的“九宫格”,则其中x的值为( )
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A.1 B.3 C.4 D.6
8.(3分)(2020•盐城)如图,在菱形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,H为BC中点,AC=6,BD=8.则线段OH的长为( )
A.125 B.52 C.3 D.5
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的相应位置上).
9.(3分)(2020•盐城)如图,直线a、b被直线c所截,a∥b,∠1=60°,那么∠2= °.
10.(3分)(2020•盐城)一组数据1、4、7、﹣4、2的平均数为 .
11.(3分)(2020•盐城)因式分解:x2﹣y2= .
12.(3分)(2020•盐城)分式方程x-1x=0的解为x= .
13.(3分)(2020•盐城)一只不透明的袋中装有2个白球和3个黑球,这些球除颜色外都相同,搅匀后从中任意摸出1个球.摸到白球的概率为 .
14.(3分)(2020•盐城)如图,在⊙O中,点A在BC上,∠BOC=100°.则∠BAC
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= °.
15.(3分)(2020•盐城)如图,BC∥DE,且BC<DE,AD=BC=4,AB+DE=10.则AEAC的值为 .
16.(3分)(2020•盐城)如图,已知点A(5,2)、B(5,4)、C(8,1).直线l⊥x轴,垂足为点M(m,0).其中m<52,若△A′B′C′与△ABC关于直线l对称,且△A′B′C′有两个顶点在函数y=kx(k≠0)的图象上,则k的值为 .
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)(2020•盐城)计算:23-4+(23-π)0.
18.(6分)(2020•盐城)解不等式组:3x-23≥14x-5<3x+2.
19.(8分)(2020•盐城)先化简,再求值:mm2-9÷(1+3m-3),其中m=﹣2.
20.(8分)(2020•盐城)如图,在△ABC中,∠C=90°,tanA=33,∠ABC的平分线BD交AC于点D,CD=3,求AB的长?
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21.(8分)(2020•盐城)如图,点O是正方形ABCD的中心.
(1)用直尺和圆规在正方形内部作一点E(异于点O),使得EB=EC;(保留作图痕迹,不写作法)
(2)连接EB、EC、EO,求证:∠BEO=∠CEO.
22.(10分)(2020•盐城)在某次疫情发生后,根据疾控部门发布的统计数据,绘制出如图统计图:图①为A地区累计确诊人数的条形统计图,图②为B地区新增确诊人数的折线统计图.
(1)根据图①中的数据,A地区星期三累计确诊人数为 ,新增确诊人数为 ;
(2)已知A地区星期一新增确诊人数为14人,在图②中画出表示A地区新增确诊人数的折线统计图.
(3)你对这两个地区的疫情做怎样的分析、推断.
23.(10分)(2020•盐城)生活在数字时代的我们,很多场合用二维码(如图①)来表示不同的信息,类似地,可通过在矩形网格中,对每一个小方格涂色或不涂色所得的图形来表示不同的信息,例如:网格中只有一个小方格,如图②,通过涂色或不涂色可表示两个不同的信息.
(1)用树状图或列表格的方法,求图③可表示不同信息的总个数;(图中标号1、2表示两个不同位置的小方格,下同)
(2)图④为2×2的网格图,它可表示不同信息的总个数为 ;
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(3)某校需要给每位师生制作一张“校园出入证”,准备在证件的右下角采用n×n的网格图来表示个人身份信息,若该校师生共492人,则n的最小值为 .
24.(10分)(2020•盐城)如图,⊙O是△ABC的外接圆,AB是⊙O的直径,∠DCA=∠B.
(1)求证:CD是⊙O的切线;
(2)若DE⊥AB,垂足为E,DE交AC于点F,求证:△DCF是等腰三角形.
25.(10分)(2020•盐城)若二次函数y=ax2+bx+c的图象与x轴有两个交点M(x1,0),N(x2,0)(0<x1<x2),且经过点A(0,2).过点A的直线l与x轴交于点C,与该函数的图象交于点B(异于点A).满足△ACN是等腰直角三角形,记△AMN的面积为S1,△BMN的面积为S2,且S2=52S1.
(1)抛物线的开口方向 (填“上”或“下”);
(2)求直线l相应的函数表达式;
(3)求该二次函数的表达式.
26.(12分)(2020•盐城)木门常常需要雕刻美丽的图案.
(1)图①为某矩形木门示意图,其中AB长为200厘米,AD长为100
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厘米,阴影部分是边长为30厘米的正方形雕刻模具,刻刀的位置在模具的中心点P处,在雕刻时始终保持模具的一边紧贴木门的一边,所刻图案如虚线所示,求图案的周长;
(2)如图②,对于(1)中的木门,当模具换成边长为303厘米的等边三角形时,刻刀的位置仍在模具的中心点P处,雕刻时也始终保持模具的一边紧贴木门的一边,使模具进行滑动雕刻.但当模具的一个顶点与木门的一个顶点重合时,需将模具绕着重合点进行旋转雕刻,直到模具的另一边与木门的另一边重合.再滑动模具进行雕刻,如此雕刻一周,请在图②中画出雕刻所得图案的草图,并求其周长.
27.(14分)(2020•盐城)以下虚线框中为一个合作学习小组在一次数学实验中的过程记录,请阅读后完成虚线框下方的问题1~4.
(Ⅰ)在Rt△ABC中,∠C=90°,AB=22,在探究三边关系时,通过画图,度量和计算,收集到一组数据如下表:(单位:厘米)
AC
2.8
2.7
2.6
2.3
2
1.5
0.4
BC
0.4
0.8
1.2
1.6
2
2.4
2.8
AC+BC
3.2
3.5
3.8
3.9
4
3.9
3.2
(Ⅱ)根据学习函数的经验,选取上表中BC和AC+BC的数据进行分析:
①BC=x,AC+BC=y,以(x,y)为坐标,在图①所示的坐标系中描出对应的点:
②连线:
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观察思考
(Ⅲ)结合表中的数据以及所画的图象,猜想.当x=____时,y最大;
(Ⅳ)进一步精想:若Rt△ABC中,∠C=90°,斜边AB=2a(a为常数,a>0),则BC=____时,AC+BC最大.
推理证明
(Ⅴ)对(Ⅳ)中的猜想进行证明.
问题1,在图①中完善(Ⅱ)的描点过程,并依次连线;
问题2,补全观察思考中的两个猜想:(Ⅲ) ;(Ⅳ) ;
问题3,证明上述(Ⅴ)中的猜想;
问题4,图②中折线B﹣﹣E﹣﹣F﹣﹣G﹣﹣A是一个感光元件的截面设计草图,其中点A,B间的距离是4厘米,AG=BE=1厘米.∠E=∠F=∠G=90°.平行光线从AB区域射入,∠BNE=60°,线段FM、FN为感光区域,当EF的长度为多少时,感光区域长度之和最大,并求出最大值.
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2020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)(2020•盐城)2020的相反数是( )
A.﹣2020 B.2020 C.12020 D.-12020
【解答】解:2020的相反数是﹣2020.
故选:A.
2.(3分)(2020•盐城)下列图形中,属于中心对称图形的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:A.此图案不是中心对称图形,不符合题意;
B.此图案是中心对称图形,符合题意;
C.此图案不是中心对称图形,不符合题意;
D.此图案不是中心对称图形,不符合题意;
故选:B.
3.(3分)(2020•盐城)下列运算正确的是( )
A.2a﹣a=2 B.a3•a2=a6 C.a3÷a=a2 D.(2a2)3=6a5
【解答】解:A、2a﹣a=a,故此选项错误;
B、a3•a2=a5,故此选项错误;
C、a3÷a=a2,正确;
D、(2a2)3=8a6,故此选项错误;
故选:C.
4.(3分)(2020•盐城)实数a,b在数轴上表示的位置如图所示,则( )
A.a>0 B.a>b C.a<b D.|a|<|b|
【解答】解:根据实数a,b在数轴上表示的位置可知:a<0,b>0,
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∴a<b.
故选:C.
5.(3分)(2020•盐城)如图是由4个小正方体组合成的几何体,该几何体的俯视图是( )
A. B. C. D.
【解答】解:观察图形可知,该几何体的俯视图是.
故选:A.
6.(3分)(2020•盐城)2019年7月盐城黄海湿地申遗成功,它的面积约为400000万平方米.将数据400000用科学记数法表示应为( )
A.0.4×106 B.4×109 C.40×104 D.4×105
【解答】解:400000=4×105.
故选:D.
7.(3分)(2020•盐城)把1~9这9个数填入3×3方格中,使其任意一行,任意一列及两条对角线上的数之和都相等,这样便构成了一个“九宫格”.它源于我国古代的“洛書”(图①),是世界上最早的“幻方”.图②是仅可以看到部分数值的“九宫格”,则其中x的值为( )
A.1 B.3 C.4 D.6
【解答】解:由题意,可得8+x=2+7,
解得x=1.
故选:A.
8.(3分)(2020•盐城)如图,在菱形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,H为BC中
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点,AC=6,BD=8.则线段OH的长为( )
A.125 B.52 C.3 D.5
【解答】解:∵四边形ABCD为菱形,
∴AC⊥BD,OB=OD=12BD=4,OC=OA=12AC=3,
在Rt△BOC中,BC=32+42=5,
∵H为BC中点,
∴OH=12BC=52.
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的相应位置上).
9.(3分)(2020•盐城)如图,直线a、b被直线c所截,a∥b,∠1=60°,那么∠2= 60 °.
【解答】解:∵a∥b,
∴∠2=∠1=60°.
故答案为:60°.
10.(3分)(2020•盐城)一组数据1、4、7、﹣4、2的平均数为 2 .
【解答】解:数据1、4、7、﹣4、2的平均数为1+4+7-4+25=2,
故答案为:2.
11.(3分)(2020•盐城)因式分解:x2﹣y2= (x﹣y)(x+y) .
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【解答】解:x2﹣y2=(x+y)(x﹣y).
故答案为:(x+y)(x﹣y).
12.(3分)(2020•盐城)分式方程x-1x=0的解为x= 1 .
【解答】解:分式方程x-1x=0,
去分母得:x﹣1=0,
解得:x=1,
经检验x=1是分式方程的解.
故答案为:1.
13.(3分)(2020•盐城)一只不透明的袋中装有2个白球和3个黑球,这些球除颜色外都相同,搅匀后从中任意摸出1个球.摸到白球的概率为 25 .
【解答】解:∵一只不透明的袋中装有2个白球和3个黑球,
∴搅匀后从中任意摸出1个球摸到白球的概率为:25.
故答案为:25.
14.(3分)(2020•盐城)如图,在⊙O中,点A在BC上,∠BOC=100°.则∠BAC= 130 °.
【解答】解:如图,取⊙O上的一点D,连接BD,CD,
∵∠BOC=100°,
∴∠D=50°,
∴∠BAC=180°﹣50°=130°,
故答案为:130.
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15.(3分)(2020•盐城)如图,BC∥DE,且BC<DE,AD=BC=4,AB+DE=10.则AEAC的值为 2 .
【解答】解:∵BC∥DE,
∴△ADE∽△ABC,
∴ADAB=DEBC=AEAC,即4AB=DE4=AEAC,
∴AB•DE=16,
∵AB+DE=10,
∴AB=2,DE=8,
∴AEAC=DEBC=84=2,
故答案为:2.
16.(3分)(2020•盐城)如图,已知点A(5,2)、B(5,4)、C(8,1).直线l⊥x轴,垂足为点M(m,0).其中m<52,若△A′B′C′与△ABC关于直线l对称,且△A′B′C′有两个顶点在函数y=kx(k≠0)的图象上,则k的值为 ﹣6或﹣4 .
【解答】解:∵点A(5,2)、B(5,4)、C(8,1),直线l⊥x轴,垂足为点M(m,0).其中m<52,△A′B′C′与△ABC关于直线l对称,
∴A′(2m﹣5,2),B′(2m﹣5,4),C′(2m﹣8,1),
∵A′、B′的横坐标相同,
∴在函数y=kx(k≠0)的图象上的两点为,A′、C′或B′、C′,
第25页(共25页)
当A′、C′在函数y=kx(k≠0)的图象上时,则k=2(2m﹣5)=2m﹣8,解得m=1,
∴k=﹣6;
当B′、C′在函数y=kx(k≠0)的图象上时,则k=4(2m﹣5)=2m﹣8,解得m=2,
∴k=﹣4,
综上,k的值为﹣6或﹣4,
故答案为﹣6或﹣4.
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)(2020•盐城)计算:23-4+(23-π)0.
【解答】解:原式=8﹣2+1
=7.
18.(6分)(2020•盐城)解不等式组:3x-23≥14x-5<3x+2.
【解答】解:解不等式3x-23≥1,得:x≥53,
解不等式4x﹣5<3x+2,得:x<7,
则不等式组的解集为53≤x<7.
19.(8分)(2020•盐城)先化简,再求值:mm2-9÷(1+3m-3),其中m=﹣2.
【解答】解:原式=m(m+3)(m-3)÷(m-3m-3+3m-3)
=m(m+3)(m-3)÷mm-3
=m(m+3)(m-3)•m-3m
=1m+3,
当m=﹣2时,
原式=1-2+3=1.
第25页(共25页)
20.(8分)(2020•盐城)如图,在△ABC中,∠C=90°,tanA=33,∠ABC的平分线BD交AC于点D,CD=3,求AB的长?
【解答】解:在Rt△ABC中,∠C=90°,tanA=33,
∴∠A=30°,
∴∠ABC=60°,
∵BD是∠ABC的平分线,
∴∠CBD=∠ABD=30°,
又∵CD=3,
∴BC=CDtan30°=3,
在Rt△ABC中,∠C=90°,∠A=30°,
∴AB=BCsin30°=6.
答:AB的长为6.
21.(8分)(2020•盐城)如图,点O是正方形ABCD的中心.
(1)用直尺和圆规在正方形内部作一点E(异于点O),使得EB=EC;(保留作图痕迹,不写作法)
(2)连接EB、EC、EO,求证:∠BEO=∠CEO.
【解答】解:(1)如图所示,点E即为所求.
(2)证明:连结OB,OC,
∵点O是正方形ABCD的中心,
∴OB=OC,
∴∠OBC=∠OCB,
∵EB=EC,
第25页(共25页)
∴∠EBC=∠ECB,
∴∠BEO=∠CEO.
22.(10分)(2020•盐城)在某次疫情发生后,根据疾控部门发布的统计数据,绘制出如图统计图:图①为A地区累计确诊人数的条形统计图,图②为B地区新增确诊人数的折线统计图.
(1)根据图①中的数据,A地区星期三累计确诊人数为 41 ,新增确诊人数为 13 ;
(2)已知A地区星期一新增确诊人数为14人,在图②中画出表示A地区新增确诊人数的折线统计图.
(3)你对这两个地区的疫情做怎样的分析、推断.
【解答】解:(1)41﹣28=13(人),
故答案为:41,13;
(2)分别计算A地区一周每一天的“新增确诊人数”为:14,13,16,17,14,10;
绘制的折线统计图如图所示:
(3)A
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地区的累计确诊人数可能还会增加,防控形势十分严峻,并且每一天的新增确诊人数均在10人以上,变化不明显,
而B地区的“新增确诊人数”不断减少,疫情防控向好的方向发展,说明防控措施落实的比较到位.
23.(10分)(2020•盐城)生活在数字时代的我们,很多场合用二维码(如图①)来表示不同的信息,类似地,可通过在矩形网格中,对每一个小方格涂色或不涂色所得的图形来表示不同的信息,例如:网格中只有一个小方格,如图②,通过涂色或不涂色可表示两个不同的信息.
(1)用树状图或列表格的方法,求图③可表示不同信息的总个数;(图中标号1、2表示两个不同位置的小方格,下同)
(2)图④为2×2的网格图,它可表示不同信息的总个数为 16 ;
(3)某校需要给每位师生制作一张“校园出入证”,准备在证件的右下角采用n×n的网格图来表示个人身份信息,若该校师生共492人,则n的最小值为 3 .
【解答】解:(1)画树状图如下:
共有4种等可能结果,
∴图③可表示不同信息的总个数为4;
(2)画树状图如下:
第25页(共25页)
共有16种等可能结果,
故答案为:16;
(3)由图①得:当n=1时,21=2,
由图④得:当n=2时,22×22=16,
∴n=3时,23×23×23=512,
∵16<492<512,
∴n的最小值为3,
故答案为:3.
24.(10分)(2020•盐城)如图,⊙O是△ABC的外接圆,AB是⊙O的直径,∠DCA=∠B.
(1)求证:CD是⊙O的切线;
(2)若DE⊥AB,垂足为E,DE交AC于点F,求证:△DCF是等腰三角形.
【解答】证明:(1)连接OC,
∵OC=OA,
∴∠OCA=∠A,
∵AB是⊙O的直径,
第25页(共25页)
∴∠BCA=90°,
∴∠A+∠B=90°,
∵∠DCA=∠B,
∴∠OCA+∠DCA=∠OCD=90°,
∴OC⊥CD,
∴CD是⊙O的切线;
(2)∵∠OCA+∠DCA=90°,∠OCA=∠A,
∴∠A+∠DCA=90°,
∵DE⊥AB,
∴∠A+∠EFA=90°,
∴∠DCA=∠EFA,
∵∠EFA=∠DFC,
∴∠DCA=∠DFC,
∴△DCF是等腰三角形.
25.(10分)(2020•盐城)若二次函数y=ax2+bx+c的图象与x轴有两个交点M(x1,0),N(x2,0)(0<x1<x2),且经过点A(0,2).过点A的直线l与x轴交于点C,与该函数的图象交于点B(异于点A).满足△ACN是等腰直角三角形,记△AMN的面积为S1,△BMN的面积为S2,且S2=52S1.
(1)抛物线的开口方向 上 (填“上”或“下”);
(2)求直线l相应的函数表达式;
(3)求该二次函数的表达式.
第25页(共25页)
【解答】解:(1)如图,如二次函数y=ax2+bx+c的图象与x轴有两个交点M(x1,0),N(x2,0)(0<x1<x2),且经过点A(0,2).
∴抛物线开口向上,
故答案为:上;
(2)①若∠ACN=90°,则C与O重合,直线l与抛物线交于A点,
因为直线l与该函数的图象交于点B(异于点A),所以不合题意,舍去;
②若∠ANC=90°,则C在x轴的下方,与题意不符,舍去;
③若∠CAN=90°,则∠ACN=∠ANC=45°,AO=CO=NO=2,
∴C(﹣2,0),N(2,0),
设直线l为y=kx+b,将A(0,2)C(﹣2,0)代入得b=2-2k+b=0,
解得k=1b=2,
∴直线l相应的函数表达式为y=x+2;
(3)过B点作BH⊥x轴于H,
S1=12MN⋅OA,S2=12MN⋅BH,
∵S2=52S1,
∴OA=52BH,
∵OA=2,
∴BH=5,
即B点的纵坐标为5,代入y=x+2中,得x=3,
∴B(3,5),
第25页(共25页)
将A、B、N三点的坐标代入y=ax2+bx+c得c=24a+2b+c=09a+3b+c=5,
解得a=2b=-5c=2,
∴抛物线的解析式为y=2x2﹣5x+2.
26.(12分)(2020•盐城)木门常常需要雕刻美丽的图案.
(1)图①为某矩形木门示意图,其中AB长为200厘米,AD长为100厘米,阴影部分是边长为30厘米的正方形雕刻模具,刻刀的位置在模具的中心点P处,在雕刻时始终保持模具的一边紧贴木门的一边,所刻图案如虚线所示,求图案的周长;
(2)如图②,对于(1)中的木门,当模具换成边长为303厘米的等边三角形时,刻刀的位置仍在模具的中心点P处,雕刻时也始终保持模具的一边紧贴木门的一边,使模具进行滑动雕刻.但当模具的一个顶点与木门的一个顶点重合时,需将模具绕着重合点进行旋转雕刻,直到模具的另一边与木门的另一边重合.再滑动模具进行雕刻,如此雕刻一周,请在图②中画出雕刻所得图案的草图,并求其周长.
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【解答】解:(1)如图①,过点P作PE⊥CD于点E,
∵点P是边长为30厘米的正方形雕刻模具的中心,
∴PE=15cm,
同理:A′B′与AB之间的距离为15cm,
A′D′与AD之间的距离为15cm,
B′C′与BC之间的距离为15cm,
∴A′B′=C′D′=200﹣15﹣15=170(cm),
B′C′=A′D′=100﹣15﹣15=70(cm),
∴C四边形A′B′C′D′=(170+70)×2=480cm,
答:图案的周长为480cm;
(2)连接PE、PF、PG,过点P作PQ⊥CD于点Q,如图②
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∵P点是边长为303cm的等边三角形模具的中心,
∴PE=PG=PF,∠PGF=30°,
∵PQ⊥GF,
∴GQ=FQ=153cm,
∴PQ=GQ•tan30°=15cm,
PG=GQcos30°=30cm,
当△EFG向上平移至点G与点D重合时,
由题意可得,△E′F′G′绕点D顺时针旋转30°,使得E′G′与AD边重合,
∴DP′绕点D顺时针旋转30°到DP″,
∴lp'p″=30π×30180=5πcm,
同理可得其余三个角均为弧长为5πcm的圆弧,
∴C=(200-303+100-303)×2+5π×4=600﹣1203+20π(cm),
答:雕刻所得图案的周长为(600﹣1203+20π)cm.
27.(14分)(2020•盐城)以下虚线框中为一个合作学习小组在一次数学实验中的过程记录,请阅读后完成虚线框下方的问题1~4.
(Ⅰ)在Rt△ABC中,∠C=90°,AB=22,在探究三边关系时,通过画图,度量和计算,收集到一组数据如下表:(单位:厘米)
AC
2.8
2.7
2.6
2.3
2
1.5
0.4
BC
0.4
0.8
1.2
1.6
2
2.4
2.8
AC+BC
3.2
3.5
3.8
3.9
4
3.9
3.2
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(Ⅱ)根据学习函数的经验,选取上表中BC和AC+BC的数据进行分析:
①BC=x,AC+BC=y,以(x,y)为坐标,在图①所示的坐标系中描出对应的点:
②连线:
观察思考
(Ⅲ)结合表中的数据以及所画的图象,猜想.当x=____时,y最大;
(Ⅳ)进一步精想:若Rt△ABC中,∠C=90°,斜边AB=2a(a为常数,a>0),则BC=____时,AC+BC最大.
推理证明
(Ⅴ)对(Ⅳ)中的猜想进行证明.
问题1,在图①中完善(Ⅱ)的描点过程,并依次连线;
问题2,补全观察思考中的两个猜想:(Ⅲ) 2 ;(Ⅳ) BC=2a ;
问题3,证明上述(Ⅴ)中的猜想;
问题4,图②中折线B﹣﹣E﹣﹣F﹣﹣G﹣﹣A是一个感光元件的截面设计草图,其中点A,B间的距离是4厘米,AG=BE=1厘米.∠E=∠F=∠G=90°.平行光线从AB区域射入,∠BNE=60°,线段FM、FN为感光区域,当EF的长度为多少时,感光区域长度之和最大,并求出最大值.
【解答】解:问题1:函数图象如图所示:
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问题2:(Ⅲ)观察图象可知,x=2时,y有最大值.
(Ⅳ)猜想:BC=2a.
故答案为:2,BC=2a.
问题3:设BC=x,AC﹣BC=y,
在Rt△ABC中,∵∠C=90°
∴AC=AB2-BC2=4a2-x2,
∴y=x+4a2-x2,
∴y﹣x=4a2-x2,
∴y2﹣2xy+x2=4a2﹣x2,
∴2x2﹣2xy+y2﹣4a2=0,
∵关于x的一元二次方程有实数根,
∴b2﹣4ac=4y2﹣4×2×(y2﹣4a2)≥0,
∴y2≤8a2,
∵y>0,a>0,
∴y≤22a,
当y=22a时,2x2﹣42ax+4a2=0
∴(2x﹣2a)2=0,
∴x1=x2=2a,
∴当BC=2a时,y有最大值.
问题4:延长AM交EF的延长线于C,过点A作AH⊥EF于H,过点B作BK⊥GF于K交AH于Q.
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在Rt△BNE中,∠E=90°,∠BNE=60°,BE=1cm,
∴tan∠BNE=BEEN,
∴NE=33(cm),
∵AM∥BN,
∴∠C=60°,
∵∠GFE=90°,
∴∠CMF=30°,
∴∠AMG=30°,
∵∠G=90°,AG=1cm,∠AMG=30°,
∴在Rt△AGM中,tan∠AMG=AGGM,
∴GM=3(cm),
∵∠G=∠GFH=90°,∠AHF=90°,
∴四边形AGFH为矩形,
∴AH=FG,
∵∠GFH=∠E=90°,∠BKF=90°
∴四边形BKFE是矩形,
∴BK=FE,
∵FN+FM=EF+FG﹣EN﹣GM=BK+AH-33-3=BQ+AQ+KQ+QH-433=BQ+AQ+2-433,
在Rt△ABQ中,AB=4cm,
由问题3可知,当BQ=AQ=22cm时,AQ+BQ的值最大,
∴BQ=AQ=22时,FN+FM的最大值为(42+2-433)cm.
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