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- 2021-05-10 发布
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2017年上海市杨浦区中考数学一模试卷
一、选择题(本大题共6题,每题4分,满分24分)
1.(4分)如果延长线段AB到C,使得,那么AC:AB等于( )
A.2:1 B.2:3 C.3:1 D.3:2
2.(4分)在高为100米的楼顶测得地面上某目标的俯角为α,那么楼底到该目标的水平距离是( )
A.100tanα B.100cotα C.100sinα D.100cosα
3.(4分)将抛物线y=2(x﹣1)2+3向右平移2个单位后所得抛物线的表达式为( )
A.y=2(x﹣1)2+5 B.y=2(x﹣1)2+1 C.y=2(x+1)2+3 D.y=2(x﹣3)2+3
4.(4分)在二次函数y=ax2+bx+c中,如果a>0,b<0,c>0,那么它的图象一定不经过( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
5.(4分)下列命题不一定成立的是( )
A.斜边与一条直角边对应成比例的两个直角三角形相似
B.两个等腰直角三角形相似
C.两边对应成比例且有一个角相等的两个三角形相似
D.各有一个角等于100°的两个等腰三角形相似
6.(4分)在△ABC和△DEF中,∠A=40°,∠D=60°,∠E=80°,,那么∠B的度数是( )
A.40° B.60° C.80° D.100°
二、填空题(本大题共12题,每题4分,满分48分)
7.(4分)线段3cm和4cm的比例中项是 cm.
8.(4分)抛物线y=2(x+4)2的顶点坐标是 .
9.(4分)函数y=ax2(a>0)中,当x<0时,y随x的增大而 .
10.(4分)如果抛物线y=ax2+bx+c(a≠
0)经过点(﹣1,2)和(4,2),那么它的对称轴是直线 .
11.(4分)如图,△ABC中,点D、E、F分别在边AB、AC、BC上,且DE∥BC,EF∥AB,DE:BC=1:3,那么EF:AB的值为 .
12.(4分)如图,在梯形ABCD中,AD∥BC,AC与BD相交于点O,如果BC=2AD,那么S△ADC:S△ABC的值为 .
13.(4分)如果两个相似三角形的面积之比是9:25,其中小三角形一边上的中线长是12cm,那么大三角形对应边上的中线长是 cm.
14.(4分)如果+=3,2﹣=,那么= (用表示).
15.(4分)已知α是锐角,tanα=2cos30°,那么α= 度.
16.(4分)如图是一斜坡的横截面,某人沿着斜坡从P处出发,走了13米到达M处,此时在铅垂方向上上升了5米,那么该斜坡的坡度是i=1: .
17.(4分)用“描点法”画二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象时,列出了如下表格:
x
…
1
2
3
4
…
y=ax2+bx+c
…
0
﹣1
0
3
…
那么该二次函数在x=0时,y= .
18.(4分)如图,△ABC中,AB=AC=5,BC=6,BD⊥AC于点D,将△BCD绕点B逆时针旋转,旋转角的大小与∠CBA相等,如果点C、D旋转后分别落在点E、F的位置,那么∠EFD的正切值是 .
三、解答题(本大题共7题,满分78分)
19.(10分)如图,已知△ABC中,点F在边AB上,且AF=AB、过A作AG∥BC交CF的延长线于点G.
(1)设=,=,试用向量和表示向量;
(2)在图中求作向量与的和向量.
(不要求写作法,但要指出所作图中表示结论的向量)
20.(10分)已知抛物线y=﹣x2+bx+c经过点B(﹣1,0)和点C(2,3).
(1)求此抛物线的表达式;
(2)如果此抛物线上下平移后过点(﹣2,﹣1),试确定平移的方向和平移的距离.
21.(10分)已知:如图,梯形ABCD中,AD∥BC,∠ABD=∠C,AD=4,BC=9,锐角∠DBC的正弦值为.
求:(1)对角线BD的长;
(2)梯形ABCD的面积.
22.(10分)如图,某客轮以每小时10海里的速度向正东方向航行,到A处时向位于南偏西30°方向且相距12海里的B处发出送货请求,货轮接到请求后即刻沿着北偏东某一方向以每小时14海里的速度出发,在C处恰好与客轮相逢,试求货轮从出发到客轮相逢所用的时间.
23.(12分)已知:如图,在△ABC中,点D、G分别在边AB、BC上,∠ACD=∠B,AG与CD相交于点F.
(1)求证:AC2=AD•AB;
(2)若=,求证:CG2=DF•BG.
24.(12分)在直角坐标系xOy中(如图),抛物线y=ax2﹣4ax+4a+3(a<0)的顶点为D,它的对称轴与x轴交点为M.
(1)求点D、点M的坐标;
(2)如果该抛物线与y轴的交点为A,点P在抛物线上且AM∥DP,AM=2DP,求a的值.
25.(14分)在Rt△ABC中,∠
ACB=90°,AC=BC=2,点P为边BC上的一动点(不与B、C重合),点P关于直线AC、AB的对称点分别为M、N,连接MN交边AB于点F,交边AC于点E.
(1)如图1,当点P为边BC的中点时,求∠M的正切值;
(2)连接FP,设CP=x,S△MPF=y,求y关于x的函数关系式,并写出定义域;
(3)连接AM,当点P在边BC上运动时,△AEF与△ABM是否一定相似?若是,请证明;若不是,请求出当△AEF与△ABM相似时CP的长.
2017年上海市杨浦区中考数学一模试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本大题共6题,每题4分,满分24分)
1.(4分)(2017•杨浦区一模)如果延长线段AB到C,使得,那么AC:AB等于( )
A.2:1 B.2:3 C.3:1 D.3:2
【分析】作出图形,用AB表示出AC,然后求比值即可.
【解答】解:如图,∵BC=AB,
∴AC=AB+BC=AB+AB=AB,
∴AC:AB=3:2.
故选D.
【点评】本题考查了两点间的距离,用AB表示出AC是解题的关键,作出图形更形象直观.
2.(4分)(2017•杨浦区一模)在高为100米的楼顶测得地面上某目标的俯角为α,那么楼底到该目标的水平距离是( )
A.100tanα B.100cotα C.100sinα D.100cosα
【分析】根据题意画出图形,利用锐角三角函数的定义直接进行解答即可.
【解答】解:∵∠BAC=α,BC=100m,
∴AB=BC•cotα=100cotαm.
故选:B.
【点评】
本题考查的是解直角三角形的应用﹣仰角俯角问题,根据题意画出图形,利用数形结合求解是解答此题的关键.
3.(4分)(2017•金牛区模拟)将抛物线y=2(x﹣1)2+3向右平移2个单位后所得抛物线的表达式为( )
A.y=2(x﹣1)2+5 B.y=2(x﹣1)2+1 C.y=2(x+1)2+3 D.y=2(x﹣3)2+3
【分析】根据二次函数图象左加右减,上加下减的平移规律进行求解.
【解答】解:抛物线y=2(x﹣1)2+3向右平移2个单位,可得y=2(x﹣1﹣2)2+3,即y=2(x﹣3)2+3,
故选:D.
【点评】本题主要考查的是函数图象的平移,用平移规律“左加右减,上加下减”直接代入函数解析式求得平移后的函数解析式.
4.(4分)(2017•杨浦区一模)在二次函数y=ax2+bx+c中,如果a>0,b<0,c>0,那么它的图象一定不经过( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
【分析】根据已知条件“a>0,b<0,c>0”判断出该函数图象的开口方向、与x和y轴的交点、对称轴所在的位置,然后据此来判断它的图象一定不经过第三象限.
【解答】解:①∵a>0、c>0,
∴该抛物线开口方向向上,且与y轴交于正半轴;
②∵a>0,b<0,
∴二次函数y=ax2+bx+c的函数图象的对称轴是x=﹣>0,
∴二次函数y=ax2+bx+c的函数图象的对称轴在第一象限;
综合①②,二次函数y=ax2+bx+c的图象一定不经过第三象限.
故选C.
【点评】本题考查了二次函数图象与系数的关系.根据二次函数y=ax2+bx+c系数符号判断抛物线开口方向、对称轴、抛物线与y轴的交点抛物线与x轴交点的个数.
5.(4分)(2017•杨浦区一模)下列命题不一定成立的是( )
A.斜边与一条直角边对应成比例的两个直角三角形相似
B.两个等腰直角三角形相似
C.两边对应成比例且有一个角相等的两个三角形相似
D.各有一个角等于100°的两个等腰三角形相似
【分析】根据相似三角形的判定定理进行判定即可.
【解答】解:斜边与一条直角边对应成比例的两个直角三角形相似一定成立;
两个等腰直角三角形相似一定成立;
两边对应成比例且有一个角相等的两个三角形相似不一定成立;
各有一个角等于100°的两个等腰三角形相似一定成立,
故选:C.
【点评】本题考查的是命题的真假判断,正确的命题叫真命题,错误的命题叫做假命题.判断命题的真假关键是要熟悉课本中的性质定理.
6.(4分)(2017•杨浦区一模)在△ABC和△DEF中,∠A=40°,∠D=60°,∠E=80°,,那么∠B的度数是( )
A.40° B.60° C.80° D.100°
【分析】根据可以确定对应角,根据对应角相等的性质即可求得∠B的大小,即可解题.
【解答】解:∵,
∴∠B与∠D是对应角,
故∠B=∠D=60°.
故选B.
【点评】本题考查了相似三角形对应角相等的性质,考查了对应边比值相等的性质,本题中求∠B和∠D是对应角是解题的关键.
二、填空题(本大题共12题,每题4分,满分48分)
7.(4分)(2017•杨浦区一模)线段3cm和4cm的比例中项是 2 cm.
【分析】根据比例中项的概念,a:b=b:c,设比例中项是xcm,则列比例式可求.
【解答】解:设比例中项是xcm,则:
3:x=x:4,
x2=12,
x=±2,
∵线段是正值,
∴负值舍去,
故答案为:2.
【点评】本题主要考查了比例线段,理解比例中项的概念,求两条线段的比例中项的时候,应舍去负数是解答此题的关键.
8.(4分)(2017•杨浦区一模)抛物线y=2(x+4)2的顶点坐标是 (﹣4,0) .
【分析】由抛物线的解析式可求得答案.
【解答】解:
∵y=2(x+4)2,
∴抛物线顶点坐标为(﹣4,0),
故答案为:(﹣4,0).
【点评】本题主要考查二次函数的性质,掌握二次函数的顶点式是解题的关键,即在y=a(x﹣h)2+k中,对称轴为x=h,顶点坐标为(h,k).
9.(4分)(2017•杨浦区一模)函数y=ax2(a>0)中,当x<0时,y随x的增大而 减小 .
【分析】由解析式可确定其开口方向,再根据增减性可求得答案.
【解答】解:
∵y=ax2(a>0),
∴抛物线开口向上,对称轴为y轴,
∴当x<0时,y随x的增大而减小,
故答案为:减小.
【点评】本题主要考查二次函数的性质,掌握二次函数的增减性是解题的关键.
10.(4分)(2017•杨浦区一模)如果抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)经过点(﹣1,2)和(4,2),那么它的对称轴是直线 x= .
【分析】根据抛物线上函数值相等的点离对称轴的距离相等可求得答案.
【解答】解:
∵抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)经过点(﹣1,2)和(4,2),
∴对称轴为x==,
故答案为:x=.
【点评】本题主要考查二次函数的性质,掌握抛物线上函数值相等的点离对称轴的距离相等是解题的关键.
11.(4分)(2017•杨浦区一模)如图,△ABC中,点D、E、F分别在边AB、AC、BC上,且DE∥BC,EF∥AB,DE:BC=1:3,那么EF:AB的值为 .
【分析】利用DE∥BC可判断△ADE∽△ABC,利用相似的性质的得==,再利用比例性质得=,然后证明△CEF∽△CAB,然后利用相似比可得到的值.
【解答】解:∵DE∥BC,
∴△ADE∽△ABC,
∴==,
∴=,
∵EF∥AB,
∴△CEF∽△CAB,
∴==.
故答案为.
【点评】本题考查了三角形相似的判定与性质:在判定两个三角形相似时,应注意利用图形中已有的公共角、公共边等隐含条件,以充分发挥基本图形的作用,寻找相似三角形的一般方法是通过作平行线构造相似三角形;在运用相似三角形的性质时,主要利用相似进行几何计算.
12.(4分)(2017•杨浦区一模)如图,在梯形ABCD中,AD∥BC,AC与BD相交于点O,如果BC=2AD,那么S△ADC:S△ABC的值为 1:2 .
【分析】根据梯形的性质和三角形的面积计算公式,可以解答本题.
【解答】解:∵在梯形ABCD中,AD∥BC,BC=2AD,设AD与BC间的距离为h,
则,
故答案为:1:2.
【点评】本题考查梯形、三角形的面积,解题的关键是明确题意,找出所求问题需要的条件.
13.(4分)(2017•杨浦区一模)如果两个相似三角形的面积之比是9:25,其中小三角形一边上的中线长是12cm,那么大三角形对应边上的中线长是 20 cm.
【分析】
因为两个三角形的面积之比9:25,根据相似三角形面积比等于相似比的平方,即可求出周长的比,又因为对应中线的比等于相似比即可求出大三角形的中线.
【解答】解:∵两个相似三角形的面积之比是9:25,
∴大三角形的周长:小三角形的周长是5:3,
∵小三角形一边上的中线长是12cm,
∴12÷=20cm,
∴大三角形对应边上的中线长是20cm.
【点评】本题考查对相似三角形性质的理解.(1)相似三角形面积的比等于相似比的平方;(3)相似三角形对应中线的比等于相似比.
14.(4分)(2017•杨浦区一模)如果+=3,2﹣=,那么= (用表示).
【分析】根据平面向量的运算法则进行计算即可.
【解答】解:∵2﹣=,
∴6﹣3=3,
∵+=3,
∴+=6﹣3,
∴=.
故答案是:.
【点评】本题考查了平面向量的运算,类似于解一元一次方程进行计算即可,比较简单,要注意移项要变号.
15.(4分)(2017•杨浦区一模)已知α是锐角,tanα=2cos30°,那么α= 60 度.
【分析】根据30°角的余弦值等于,正切值是的锐角为60°解答即可.
【解答】解:∵tanα=2cos30°=2×=,
∴α=60°.
故答案为:60.
【点评】本题考查了特殊角的三角函数值,熟记30°、45°、60°角的正弦值、余弦值、正切值是解此类题目的关键.
16.(4分)(2017•杨浦区一模)如图是一斜坡的横截面,某人沿着斜坡从P处出发,走了13米到达M处,此时在铅垂方向上上升了5米,那么该斜坡的坡度是i=1: 2.4 .
【分析】垂直高度、水平距离和坡面距离正好构成一个直角三角形,先根据勾股定理,求出水平距离,然后根据定义解答.
【解答】解:由题意得,水平距离==12,
∴坡比i=5:12=1:2.4.
故答案为2.4
【点评】本题考查的知识点为:坡度=垂直距离:水平距离,通常写成1:n的形式,属于基础题.
17.(4分)(2017•杨浦区一模)用“描点法”画二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象时,列出了如下表格:
x
…
1
2
3
4
…
y=ax2+bx+c
…
0
﹣1
0
3
…
那么该二次函数在x=0时,y= 3 .
【分析】根据题目提供的满足二次函数解析式的x、y的值,确定二次函数的对称轴,利用抛物线的对称性找到当x=0时,y的值即可.
【解答】解:由上表可知函数图象经过点(1,0)和点(3,0),
∴对称轴为x=2,
∴当x=4时的函数值等于当x=0时的函数值,
∵当x=4时,y=3,
∴当x=0时,y=3.
故答案是:3.
【点评】本题考查了二次函数的图象的性质,利用表格找到二次函数的对称点是解决此题的关键.
18.(4分)(2017•杨浦区一模)如图,△ABC中,AB=AC=5,BC=6,BD⊥AC于点D,将△BCD绕点B逆时针旋转,旋转角的大小与∠CBA相等,如果点C、D旋转后分别落在点E、F的位置,那么∠EFD的正切值是 .
【分析】作AH⊥BC于H,延长CD交EF于G,根据等腰三角形的性质和勾股定理求出AH、BD、CD、AD,根据旋转变换的性质得到∠FBD=∠CBA,证明FB∥AH,根据四点共圆得到∠EFD=∠GBD,求出tan∠GBD即可.
【解答】解:作AH⊥BC于H,延长CD交EF于G,
∵AB=AC,
∴BH=CH=BC=3,
由勾股定理得,AH==4,
×BC×AH=×AC×BD,即6×4=5×BD,
解得,BD=,
∴CD==,AD=,
∵∠FBD=∠CBA,
∴∠FBE=∠DBC,
∵∠DBC+∠C=90°,∠HAC+∠C=90°,
∴∠FBE=∠BAH,
∴FB∥AH,
∴∠FBC=∠AHC=90°,
∴EF∥BC,
∴∠E=∠ABC=∠C=∠EGA,
∴AG=AE=BE﹣AB=BC﹣AB=1,
∴DG=,
∴∠F=∠BDC=90°,
∴F、B、D、G四点共圆,
∴∠EFD=∠GBD,
tan∠GBD==,
∴∠EFD的正切值是,
故答案为:.
【点评】本题考查的是旋转变换的性质、等腰三角形的性质、锐角三角函数的应用,掌握旋转变换的性质、熟记锐角三角函数的概念是解题的关键.
三、解答题(本大题共7题,满分78分)
19.(10分)(2017•杨浦区一模)如图,已知△ABC中,点F在边AB上,且AF=AB、过A作AG∥BC交CF的延长线于点G.
(1)设=,=,试用向量和表示向量;
(2)在图中求作向量与的和向量.
(不要求写作法,但要指出所作图中表示结论的向量)
【分析】(1)证△AGF∽△BCF得==,即AG=CB,由=()可得答案;
(2)延长CB到E,使BE=AG,连接AE,则=.
【解答】解:(1)∵AG∥BC,AF=AB,
∴△AGF∽△BCF,=,
∴==,即AG=CB,
∴=()=﹣;
(2)如图所示,
==.
【点评】本题主要考查相似三角形的判定与性质及向量的运算、作图,熟练掌握向量的基本运算法则是解题的关键.
20.(10分)(2017•杨浦区一模)已知抛物线y=﹣x2+bx+c经过点B(﹣1,0)和点C(2,3).
(1)求此抛物线的表达式;
(2)如果此抛物线上下平移后过点(﹣2,﹣1),试确定平移的方向和平移的距离.
【分析】(1)待定系数法求解可得;
(2)求出原抛物线上x=﹣2时,y的值,若点(﹣2,﹣5)平移后的对应点为(﹣2,﹣1),根据纵坐标的变化可得其中的一种平移方式.
【解答】解:(1)将点B(﹣1,0)、C(2,3)代入y=﹣x2+bx+c,
得:,
解得:,
∴此抛物线的表达式为y=﹣x2+2x+3;
(2)在y=﹣x2+2x+3中,当x=﹣2时,y=﹣4﹣4+3=﹣5,
若点(﹣2,﹣5)平移后的对应点为(﹣2,﹣1),
则需将抛物线向上平移4个单位.
【点评】本题主要考查待定系数法求二次函数的解析式及抛物线的平移,熟练掌握待定系数法求二次函数的解析式是解题的关键.
21.(10分)(2017•杨浦区一模)已知:如图,梯形ABCD中,AD∥BC,∠ABD=∠C,AD=4,BC=9,锐角∠DBC的正弦值为.
求:(1)对角线BD的长;
(2)梯形ABCD的面积.
【分析】(1)求出△ABD∽△DCB,得出比例式,即可得出答案;
(2)过D作DE⊥BC于E,解直角三角形求出DE,根据面积公式求出即可.
【解答】解:(1)∵AD∥BC,
∴∠ADB=∠DBC,
∵∠ABD=∠C,
∴△ABD∽△DCB,
∴=,
∵AD=4,BC=9,
∴BD=6;
(2)
过D作DE⊥BC于E,
则∠DEB=90°,
∵锐角∠DBC的正弦值为,
∴sin∠DBC==,
∵BD=6,
∴DE=4,
∴梯形ABCD的面积为×(AD+BC)×DE=×(4+9)×4=26.
【点评】本题考查了相似三角形的性质和判定,梯形的性质,解直角三角形等知识点,能求出BD的长是解此题的关键.
22.(10分)(2017•杨浦区一模)如图,某客轮以每小时10海里的速度向正东方向航行,到A处时向位于南偏西30°方向且相距12海里的B处发出送货请求,货轮接到请求后即刻沿着北偏东某一方向以每小时14海里的速度出发,在C处恰好与客轮相逢,试求货轮从出发到客轮相逢所用的时间.
【分析】首先证明AC=AB=12,根据时间=路程÷速度,计算即可解决问题.
【解答】解:如图,由题意,∠ABF=30°,∠CBF=60°,
∴∠FAB=60°,∠ABC=∠C=30°,
∴AC=AB=12,
货轮从出发到客轮相逢所用的时间==1.2小时.
答:货轮从出发到客轮相逢所用的时间1,2小时.
【点评】本题考查解直角三角形的应用﹣方向角、等腰三角形的判定、路程、时间、速度之间的关系等知识,解题的关键是掌握方向角的定义,属于中考常考题型.
23.(12分)(2017•杨浦区一模)已知:如图,在△ABC中,点D、G分别在边AB、BC上,∠ACD=∠B,AG与CD相交于点F.
(1)求证:AC2=AD•AB;
(2)若=,求证:CG2=DF•BG.
【分析】(1)证明△ACD∽△ABC,得出对应边成比例AC:AB=AD:AC,即可得出结论;
(2)由相似三角形的性质得出∠ADF=∠ACG,由已知证出△ADF∽△ACG,得出∠DAF=∠CAF,AG是∠BAC的平分线,由角平分线得出,即可得出结论.
【解答】(1)证明:∵∠ACD=∠B,∠CAD=∠BAC,
∴△ACD∽△ABC,
∴AC:AB=AD:AC,
∴AC2=AD•AB;
(2)证明:∵△ACD∽△ABC,
∴∠ADF=∠ACG,
∵=,
∴△ADF∽△ACG,
∴∠DAF=∠CAF,
即∠BAG=∠CAG,AG是∠BAC的平分线,
∴,
∴,
∴CG2=DF•BG.
【点评】本题考查了相似三角形的判定与性质以及角平分线的性质;熟练掌握相似三角形的判定与性质是解决问题的关键.
24.(12分)(2017•杨浦区一模)在直角坐标系xOy中(如图),抛物线y=ax2﹣4ax+4a+3(a<0)的顶点为D,它的对称轴与x轴交点为M.
(1)求点D、点M的坐标;
(2)如果该抛物线与y轴的交点为A,点P在抛物线上且AM∥DP,AM=2DP,求a的值.
【分析】(1)由y=ax2﹣4ax+4a+3=a(x﹣2)2+
3,可得顶点D(2,3),M(2,0).
(2)作PN⊥DM于N.由△PDN∽△MAO,得===,因为OM=2,OA=﹣4a﹣3,PN=1,所以P(1,a+3),DN=﹣a,根据OA=2DN,可得方程﹣4a﹣3=﹣2a,由此即可解决问题.
【解答】解:(1)∵y=ax2﹣4ax+4a+3=a(x﹣2)2+3,
∴顶点D(2,3),M(2,0).
(2)作PN⊥DM于N.
∵AM∥DP,
∴∠PDN=∠AMG,
∵DG∥OA,
∴∠OAM=∠AMG=∠PDN,
∵∠PND=∠AOM=90°,
∴△PDN∽△MAO,
∴===,
∵OM=2,OA=﹣4a﹣3,PN=1,
∴P(1,a+3),
∴DN=﹣a,
∵OA=2DN,
∴﹣4a﹣3=﹣2a,
∴a=﹣.
当点A在y的正半轴上时,如图,
∴△PDN∽△MAO,
∴===,
∵OM=2,OA=4a+3,PN=1,
∴P(3,a+3),
∴DN=﹣a,
∵OA=2DN,
∴4a+3=﹣2a,
∴a=﹣,
综上所述,满足条件的a的值为﹣或﹣.
【点评】本题考查抛物线与x轴的交点、相似三角形的判定和性质等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,学会利用相似三角形的性质解决问题,用方程的思想思考问题,属于中考常考题型.
25.(14分)(2017•杨浦区一模)在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC=2,点P为边BC上的一动点(不与B、C重合),点P关于直线AC、AB的对称点分别为M、N,连接MN交边AB于点F,交边AC于点E.
(1)如图1,当点P为边BC的中点时,求∠M的正切值;
(2)连接FP,设CP=x,S△MPF=y,求y关于x的函数关系式,并写出定义域;
(3)连接AM,当点P在边BC上运动时,△AEF与△ABM是否一定相似?若是,请证明;若不是,请求出当△AEF与△ABM相似时CP的长.
【分析】(1)先求出CP=1,利用对称得出∠MBN=90°,BP=BP=3,最后用锐角三角函数的定义即可;
(2)先求出FG,再利用同角的三角函数相等,得出PG,再用三角形的面积公式求解即可;
(3)利用对称先判断出AM=AP=AN,进而得出三角形AMN是等腰直角三角形,即可得出∠AMN=45°,得出∠AFE=∠AMB,即可判断出△AEF∽△BAM.
【解答】解:(1)如图1,连接BN,
∵点P为边BC的中点,
∴CP=BP=BC=1,
∵点P与点M关于AC对称,
∴CM=CP=1
∵∠ACB=90°,AC=BC=2,
∴∠BAC=∠ABC=45°,
∵点P与点N关于AB对称,
∴BP=BN=1,∠ABN=∠ABC=45°,
∴∠CBM=90°,BM=CM+BC=3
在Rt△MBN中,tan∠M==;
(2)如图2,过点F作FG⊥BC,
设PG=m,
∴BG=BP﹣PG=2﹣x﹣m,MG=MP+PG=2x+m,
在Rt△BFG中,∠FBG=45°,
∴FG=BG=2﹣x﹣m,
在Rt△FMG中,tan∠M==,
在Rt△MNB中,tan∠M==,
∴,
∴m=,
∴FG=2﹣x﹣
∴y=S△MPF=MP•FG=×2x×[2﹣x﹣]=(0<x<2);
(3)△AEF∽△BAM
理由:如图3,连接AM,AP,AN,BN,
∵点P关于直线AC、AB的对称点分别为M、N,
∴AM=AP=AN.∠MAC=∠PAC,∠PAB=∠NAB,
∵∠BAC=∠PAC+∠PAB=45°,
∴∠MAN=∠MAC+∠PAC+∠BAP+∠NAB=2(∠PAC+∠PAB)=90°,
∴∠AMN=45°=∠ABC,
∵∠AFE=∠ABC+∠BMF,∠AMB=∠AMN+∠BMF,
∴∠AFE=∠AMB,∵∠EAF=∠ABM=45°,
∴△AEF∽△BAM.
【点评】此题是相似形综合题,主要考查了锐角三角函数,勾股定理,对称的性质,三角形的面积公式,相似三角形的判定和性质,解本题的关键是得出△PFM的边PM上高和△MAN是等腰直角三角形,是一道很好的中考常考题.