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- 2021-05-10 发布
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福建各市2013年中考数学试题分类解析汇编(8专题)
专题7:综合问题
江苏泰州锦元数学工作室 编辑
一、 选择题
1. (2013年福建福州4分)A、B两点在一次函数图象上的位置如图所示,两点的坐标分别是,
,下列结论正确的是【 】
A. B. C. D.
【答案】B。
【考点】点的坐标,数形结合思想的应用。
【分析】如图,根据,知,
故选B。
2. (2013年福建南平4分)给定一列按规律排列的数:,则这列数的第6个数是【 】
A. B. C. D.
【答案】A。
【考点】探索规律题(数字的变化类)。
【分析】根据已知的四个数可得排列规律:分子是从1开始的自然数列,分母每次递增3、5、7、9、11;据此解答:
1. (2013年福建龙岩3分)下列说法:
①对顶角相等;
②打开电视机,“正在播放《新闻联播》”是必然事件;
③若某次摸奖活动中奖的概率是,则摸5次一定会中奖;
④想了解端午节期间某市场粽子的质量情况,适合的调查方式是抽样调查;
⑤若甲组数据的方差s2=0.01,乙组数据的方差s2=0.05,则乙组数据比甲组数据更稳定.。网Z。X。X。K]
其中正确的说法是 ▲ .(写出所有正确说法的序号)
【答案】①④。
【考点】对顶角的性质,随机事件,概率的意义,全面调查与抽样调查,方差。
【分析】根据方相关知识对每个命题进行判断即可:
①对顶角相等,正确;
②打开电视机,“正在播放《新闻联播》”是随机事件,错误;
③若某次摸奖活动中奖的概率是,则摸5次不一定会中奖,错误;
④想了解端午节期间某市场粽子的质量情况,适合的调查方式是抽样调查,正确;
⑤若甲组数据的方差s2=0.01,乙组数据的方差s2=0.05,则甲组数据比乙组数据更稳定,错误。
综上所述,正确的有:①④。
2. (2013年福建龙岩3分)对于任意非零实数a、b,定义运算“”,使下列式子成立:,,,,…,则ab= ▲ .
【答案】。
【考点】新定义,探索规律题(数字的变化类)。
【分析】根据已知数字等式得出变化规律,即可得出答案:
∵,,,,…,
∴。
3. (2013年福建南平3分)长度分别为3cm,4cm,5cm,9cm的四条线段,任取其中三条能组成三角形的概率是 ▲ .
【答案】。
【考点】概率,三角形构成条件。
【分析】根据概率的求法,找准两点:①全部等可能情况的总数;②符合条件的情况数目;二者的比值就是其发生的概率。因此,
∵长度为3cm、4cm、5cm、9cm的四条线段,从中任取三条线段共有3,4,5;4,5,9;3,5,9;3,4,9四种情况,而能组成三角形的有3、4、5;共有1种情况,
∴能组成三角形的概率是。
4. (2013年福建莆田4分)统计学规定:某次测量得到n个结果x1,x2,…,xn.当函数取最小值时,对应x的值称为这次测量的“最佳近似值”.若某次测量得到5个结果9.8,10.1,10.5,10.3,9.8.则这次测量的“最佳近似值”为 ▲ .
【答案】10.1。
【考点】新定义,方差,平均数。
【分析】根据题意可知“最佳近似值”x是与其他近似值比较,根据均值不等式求平方和的最小值知这些数的底数要尽可能的接近,可知x是所有数字的平均数,所以,
x=(9.8+10.1+10.5+10.3+9.8)÷5=10.1。
5. (2013年福建泉州4分)有一数值转换器,原理如图所示,若开始输入x的值是7,可发现第1次输出的结果是12,第2次输出的结果是6,第3次输出的结果是 ▲ ,依次继续下去…,第2013次输出的结果是
▲ .
【答案】3;3。
【考点】探索规律题(数字的变化类——循环问题),代数式求值。
【分析】根据题意得:开始输入x的值是7,可发现第1次输出的结果是7+5=12;
第2次输出的结果是×12=6;
第3次输出的结果是×6=3;
第4次输出的结果为3+5=8;
第5次输出的结果为×8=4;
第6次输出的结果为×4=2;
第7次输出的结果为×2=1;
第8次输出的结果为1+5=6;
归纳总结得到输出的结果从第2次开始以6,3,8,4,2,1循环,
∵(2013﹣1)÷6=335…2,
∴第2013次输出的结果与第3次输出的结果相同,为3。
6. (2013年福建三明4分)观察下列各数,它们是按一定规律排列的,则第n个数是 ▲ .
【答案】。
【考点】探索规律题词(数字的变化类)。
【分析】∵2=21,4=22,8=23,16=24,32=25,…,∴第n个数的分母是2n。
又∵分子都比相应的分母小1,∴第n个数的分子为2n﹣1。
∴第n个数是。
7. (2013年福建厦门4分)如图,在平面直角坐标系中,点O是原点,点B(0,),点A在第一象限且AB⊥BO,点E是线段AO的中点,点M在线段AB上.若点B和点E关于直线OM对称,则点M的坐标是( ▲ , ▲ ).
【答案】(1,)。
【考点】坐标与图形性质,轴对称的性质,勾股定理,锐角三角函数定义。
【分析】∵点B(0,),∴OB=。
连接ME,
∵点B和点E关于直线OM对称,∴OB=OE=,ME⊥OA。
∵点E是线段AO的中点,∴AO=2OE=2。
根据勾股定理,,
又,即,解得AM=2。
∴BM=AB﹣AM=3﹣2=1。∴点M的坐标是(1,)。
三、解答题【
1. (2013年福建福州12分)如图,等腰梯形ABCD中,AD∥BC,∠B=450,P是BC边上一点,△PAD的面积为,设AB=x,AD=y。
(1)求y与x的函数关系式;
(2)若∠APD=450,当y=1时,求PB·PC的值;
(3)若∠APD=900,求y的最小值。
【答案】解:(1)如图,过点A作AE⊥BC于点E,
∵AB=x,∠B=450,∴。
又∵AD=y,△PAD的面积为,
∴ ,即。
∴y与x的函数关系式为。
(2)∵四边形ABCD是等腰梯形, AD=y=1,∴∠B=∠C,AB=DC=。
∵∠B+∠1+∠4=1800,∠1+∠2+∠3=1800,
∴∠B+∠4=∠2+∠3。
∵∠B=450,∠2=∠APD=450,∴∠4=∠3。
∴△BPA∽△CDP。∴。
∴。
(3)如图,过AD的中点为圆心,AD为半径画圆,交BC于点P,则∠APD=900,连接OP,过点O作OF⊥BC于点F,
∵AD∥BC,∴四边形AEFO是矩形。
∴。
又OP=,设PF=t,则,即。
设,则,(负值舍去)。
∴根据偶次幂和算术平方根的非负性质,当时,最小,最小值为2。
∴的最小值为。
【考点】由实际问题列函数关系式,等腰梯形的性质,等腰直角三角形的性质, 相似三角形的判定和性质,圆周角定理,矩形的判定和性质,勾股定理,解一元二次方程,偶次幂和算术平方根的非负性质。
【分析】(1)依题设,根据等腰梯形的性质,用x表示出△PAD的AD边上的高,即可由△PAD的面积
为列式得到y与x的函数关系式。
(2)证明△BPA∽△CDP即可得到PB·PC的值。
(3)由∠APD=900,根据直径所对圆周角是直角的性质,过AD的中点为圆心,AD为半径画圆,交BC于点P,则∠APD=900,连接OP,过点O作OF⊥BC于点F,设PF=t,应用勾股定理得,化简,解方程,根据偶次幂和算术平方根的非负性质,求得结果。
2. (2013年福建福州14分)我们知道,经过原点的抛物线解析式可以是。
(1)对于这样的抛物线:
当顶点坐标为(1,1)时,a= ▲ ;
当顶点坐标为(m,m),m≠0时,a 与m之间的关系式是 ▲ ;
(2)继续探究,如果b≠0,且过原点的抛物线顶点在直线上,请用含k的代数式表示b;
(3)现有一组过原点的抛物线,顶点A1,A2,…,An在直线上,横坐标依次为1,2,…,n(n为正整数,且n≤12),分别过每个顶点作x轴的垂线,垂足记为B1,B2,B3,…,Bn,以线段AnBn为边向右作正方形AnBnCnDn,若这组抛物线中有一条经过点Dn,求所有满足条件的正方形边长。
【答案】解:(1)-1;。
(2)∵过原点的抛物线顶点在直线上,∴。
∵b≠0,∴。
(3)由(2)知,顶点在直线上,横坐标依次为1,2,…,n(n为正整数,且n≤12)的抛物线为:,即。
对于顶点在在直线上的一点A m(m,m)(m为正整数,且m≤n),依题意,作的正方形AmBmCmDm边长为m,点Dm坐标为(2 m,m),
若点Dm在某一抛物线上,则
,化简,得。
∵m,n为正整数,且m≤n≤12,∴n=4,8,12,m=3,6,9。
∴所有满足条件的正方形边长为3,6,9。
【考点】
二次函数综合题,探索规律题(图形的变化类),曲线上点的坐标与方程的关系,二次函数的性质,正方形的性质。
【分析】(1)当顶点坐标为(1,1)时,由抛物线顶点坐标公式,有,即。
当顶点坐标为(m,m),m≠0时,。
(2)根据点在直线上,点的坐标满足方程的关系,将抛物线顶点坐标代入,
化简即可用含k的代数式表示b。
由于抛物线与直线只有一个公共点,意味着联立解析式后得到的一元二次方程,其根的判别式等于0,由此可求出m的值和D点坐标。
(3)将依题意,作的正方形AmBmCmDm边长为m,点Dm坐标为(2 m,m),将(2 m,m)代入抛物线求出m,n的关系,即可求解。
3. (2013年福建龙岩12分)某公司欲租赁甲、乙两种设备,用来生产A产品80件、B产品100件.已知甲种设备每天租赁费为400元,每天满负荷可生产A产品12件和B产品10件;乙种设备每天租赁费为300元,每天满负荷可生产A产品7件和B产品10件.
(1)若在租赁期间甲、乙两种设备每天均满负荷生产,则需租赁甲、乙两种设备各多少天恰好完成生产任务?
(2)若甲种设备最多只能租赁5天,乙种设备最多只能租赁7天,该公司为确保完成生产任务,决定租赁这两种设备合计10天(两种设备的租赁天数均为整数),问该公司共有哪几种租赁方案可供选择?所需租赁费最少是多少?
【答案】解:(1)设需租赁甲、乙两种设备分别为x、y天,
则依题意得,解得。
答:需租赁甲种设备2天、乙种设备8天。
(2)设租赁甲种设备a天、乙种设备(10﹣a)天,总费用为w元,
根据题意得,,解得3≤a≤5。
∵a为整数,∴a=3、4、5。
根据题意得,w=400a+300(10﹣a)=100a+3000,
∵100>0,∴w随a的增大而增大。∴当a=3时,w最小=100×3+3000=3300。
答:共有3种租赁方案:①甲3天、乙7天;②甲4天、乙6天;③甲5天、乙5天.最少租赁费用3300元。
【考点】二元一次方程组、一元一次不等式组和一次函数的应用。
【分析】(1)设需租赁甲、乙两种设备分别为x、y天,然后根据生产A、B产品的件数列出方程组,求解即可。
(2)设租赁甲种设备a天,表示出乙种设备(10﹣a)天,然后根据租赁两种设备的天数和需要生产的A、B产品的件数列出一元一次不等式组,求出解集,再根据天数a是正整数设计租赁方案,然后求出各种方案的费用或列出关于费用的一次函数,然后根据一次函数的增减性确定租赁费用最少的方案。
4. (2013年福建龙岩14分)如图,四边形ABCD是菱形,对角线AC与BD交于点O,且AC=80,BD=60.动点M、N分别以每秒1个单位的速度从点A、D同时出发,分别沿A→O→D和D→A运动,当点N到达点A时,M、N同时停止运动.设运动时间为t秒.
(1)求菱形ABCD的周长;
(2)记△DMN的面积为S,求S关于t的解析式,并求S的最大值;
(3)当t=30秒时,在线段OD的垂直平分线上是否存在点P,使得∠DPO=∠DON?若存在,这样的点P有几个?并求出点P到线段OD的距离;若不存在,请说明理由.
【答案】解:(1)在菱形ABCD中,
∵AC⊥BD,AC=80,BD=60,∴。
∴菱形ABCD的周长为200。
(2)过点M作MP⊥AD,垂足为点P.
①当0<t≤40时,如答图1,
∵,
∴MP=AM•sin∠OAD=t。
S=DN•MP=×t×t=t2。
②当40<t≤50时,如答图2,MD=70﹣t,
∵,
∴MP=(70﹣t)。
∴S△DMN=DN•MP=×t×(70﹣t)=t2+28t=(t﹣35)2+490。
∴S关于t的解析式为。
当0<t≤40时,S随t的增大而增大,当t=40时,最大值为480;
当40<t≤50时,S随t的增大而减小,最大值不超过480。
综上所述,S的最大值为480。
(3)存在2个点P,使得∠DPO=∠DON。
如答图3所示,过点N作NF⊥OD于点F,
则NF=ND•sin∠ODA=30×=24,
DF=ND•cos∠ODA=30×=18。
∴OF=12。∴。
作∠NOD的平分线交NF于点G,过点G作GH⊥ON于点H,
则FG=GH。
∴S△ONF=OF•NF=S△OGF+S△OGN=OF•FG+ON•GH=(OF+ON)•FG。
∴。
∴。
设OD中垂线与OD的交点为K,由对称性可知:∠DPK=∠DPO=∠DON=∠FOG,
∴。
∴PK=。
根据菱形的对称性可知,在线段OD的下方存在与点P关于OD轴对称的点P′。
∴存在两个点P到OD的距离都是。
【考点】几何综合题,双动点问题,菱形的性质,勾股定理,由实际问题列函数关系式,二次函数的性质,锐角三角函数定义,分类思想的应用。
【分析】(1)根据勾股定理及菱形的性质,求出菱形的周长。
(2)在动点M、N运动过程中:①当0<t≤40时,如答图1所示,②当40<t≤50时,如答图2所示.分别求出S的关系式,然后利用二次函数的性质求出最大值。
(3)如答图3所示,在Rt△PKD中,DK长可求出,则只有求出tan∠DPK即可,为此,在△ODM中,作辅助线,构造Rt△OND,作∠NOD平分线OG,则∠GOF=∠DPK。在Rt△OGF中,求出tan∠GOF的值,从而问题解决。
另解:答图4所示,作ON的垂直平分线,交OD的垂直平分线EF于点I,连接结OI,IN,过点N作NG⊥OD,NH⊥EF,垂足分别为G,H。
当t=30时,DN=OD=30,易知△DNG∽△DAO,
∴,即。
∴NG=24,DG=18。
∵EF垂直平分OD,∴OE=ED=15,EG=NH=3。
设OI=R,EI=x,则
在Rt△OEI中,有R2=152+x2 ①
在Rt△NIH中,有R2=32+(24﹣x)2 ②
5. (2013年福建泉州14分)如图1,在平面直角坐标系中,正方形OABC的顶点A(﹣6,0),过点E(﹣2,0)作EF∥AB,交BO于F;
(1)求EF的长;
(2)过点F作直线l分别与直线AO、直线BC交于点H、G;
①根据上述语句,在图1上画出图形,并证明;
②过点G作直线GD∥AB,交x轴于点D,以圆O为圆心,OH长为半径在x轴上方作半圆(包括直径两端点),使它与GD有公共点P.如图2所示,当直线l绕点F旋转时,点P也随之运动,证明:,并通过操作、观察,直接写出BG长度的取值范围(不必说理);
(3)在(2)中,若点M(2,),探索2PO+PM的最小值.
【答案】解:(1)在正方形OABC中,∠FOE=∠BOA=∠COA=45°。
∵EF∥AB,∴∠FEO=∠BAO=90°。∴∠EFO=∠FOE=45°。
又E(﹣2,0),∴EF=EO=2。
(2)①画图,如答图1所示。
证明:∵四边形OABC是正方形,∴OH∥BC。
∴△OFH∽△BFG。∴。
∵EF∥AB,∴。
∴。
②证明:∵半圆与GD交于点P,∴OP=OH。
由①得:,
又EO=2,EA=OA﹣EO=6﹣2=4,
∴。
通过操作、观察可得,4≤BG≤12。
(3)由(2)可得:,
∴2OP+PM=BG+PM。
如答图2所示,过点M作直线MN⊥AB于点N,交GD于点K,则四边形BNKG为矩形。
∴NK=BG。
∴2OP+PM=BG+PM=NK+PM≥NK+KM,当点P与点K重合,即当点P在直线MN上时,等号成立。
又∵NK+KM≥MN=8,当点K在线段MN上时,等号成立。
∴当点P在线段MN上时,2OP+PM的值最小,最小值为8。
【考点】几何综合题,旋转和几何最值问题,正方形的性质,平行线的性质,相似三角形的判定和性质,两点之间线段最短的性质。
【分析】(1)利用正方形与平行线的性质,易求线段EF的长度.
(2)①首先依题意画出图形,如答图1所示.证明△OFH∽△BFG,得;由EF∥AB,得.所以。
②由OP=OH,则问题转化为证明,根据①中的结论,易得,故问题得证。
(3)本问为探究型问题,利用线段性质(两点之间线段最短)解决,如答图2所示,构造矩形,将2PO+PM转化为NK+PM,由NK+PM≥NK+KM,NK+KM≥MN=8,可得当点P在线段MN上时,2OP+PM的值最小,最小值为8。
6. (2013年福建三明12分)如图①,AB是半圆O的直径,以OA为直径作半圆C,P是半圆C上的一个动点(P与点A,O不重合),AP的延长线交半圆O于点D,其中OA=4.
(1)判断线段AP与PD的大小关系,并说明理由;
(2)连接OD,当OD与半圆C相切时,求的长;
(3)过点D作DE⊥AB,垂足为E(如图②),设AP=x,OE=y,求y与x之间的函数关系式,并写出x的取值范围.
【答案】解:(1)AP=PD。理由如下:
如图①,连接OP,OD,
∵OA是半圆C的直径,∴∠APO=90°,即OP⊥AD。
又∵OA=OD,∴AP=PD。
(2)如图①,连接PC、OD.
∵OD是半圆C的切线,∴∠AOD=90°。
由(1)知,AP=PD.
又∵AC=OC,∴PC∥OD。∴∠ACP=∠AOD=90°。
∵OA=4,∴AC=2。
∴的长=。
(3)分两种情况:
①当点E落在OA上(即0<x≤时),如图②,
连接OP,则∠APO=∠AED.
又∵∠A=∠A,∴△APO∽△AED。∴。
∵AP=x,AO=4,AD=2x,AE=4﹣y,∴。
∴(0<x≤).
②当点E落在线段OB上(即<x<4)时,如图③,
连接OP,同①可得,△APO∽△AED。
∴。
∵AP=x,AO=4,AD=2x,AE=4+y,∴ 。
∴(<x<4)。
综上所述,y与x之间的函数关系式为。
【考点】圆的综合题,单动点问题,圆周角定理,等腰三角形的性质,三角形中位线定理,平行线的性质,切线的性质,弧长的计算,由实际问题列函数关系式,相似三角形的判定和性质,分类思想的应用。
【分析】(1)AP=PD.理由如下:如图①,连接OP.利用圆周角定理知OP⊥AD.然后由等腰三角形“三合一”的性质证得AP=PD。
(2)由三角形中位线的定义证得CP是△AOD的中位线,则PC∥DO,所以根据平行线的性质、切线的性质易求弧AP所对的圆心角∠ACP=90°,从而求出的长。
(3)分类讨论:点E落在线段OA和线段OB上,这两种情况下的y与x的关系式.这两种情况都是根据相似三角形(△APO∽△AED)的对应边成比例来求y与x之间的函数关系式。
7. (2013年福建漳州14分)如图,在平面直角坐标系中,矩形OABC的边OA=2,OC=6,在OC上取点D将△AOD沿AD翻折,使O点落在AB边上的E点处,将一个足够大的直角三角板的顶点P从D点出发沿线段DA→AB移动,且一直角边始终经过点D,另一直角边所在直线与直线DE,BC分别交于点M,N.
(1)填空:D点坐标是( ▲ , ▲ ),E点坐标是( ▲ , ▲ );
(2)如图1,当点P在线段DA上移动时,是否存在这样的点M,使△CMN为等腰三角形?若存在,请求出M点坐标;若不存在,请说明理由;
(3)如图2,当点P在线段AB上移动时,设P点坐标为(x,2),记△DBN的面积为S,请直接写出S与x之间的函数关系式,并求出S随x增大而减小时所对应的自变量x的取值范围.
【答案】解:(1)(2,0),(2,2)。
(2)存在点M使△CMN为等腰三角形,理由如下:
由翻折可知四边形AODE为正方形,
过M作MH⊥BC于H,
∵∠PDM=∠PMD=45°,
∴∠NMH=∠MNH=45°。NH=MH=4,MN=。
∵直线OE的解析式为:y=x,依题意得MN∥OE,
∴设MN的解析式为y=x+b,
而DE的解析式为x=2,BC的解析式为x=6,∴M(2,2+b),N(6,6+b)。
∴。
分三种情况讨论:
①当CM=CN时,42+(2+b)2=(6+b)2,解得:b=﹣2,
此时M(2,0)。
②当CM=MN时,42+(2+b)2=()2,解得:b1=2,b1=﹣6(不合题意舍去),
此时M(2,4)。
③当CM=MN时,6+b=,解得:b=﹣6,
此时M(2,﹣4)。
综上所述,存在点M使△CMN为等腰三角形,M点的坐标为:
(2,0),(2,4),(2,﹣4)。
(3)S与x之间的函数关系式为:。
①当0≤x≤2时,S=x2﹣8x+12=(x﹣4)2﹣4,
当x≤4时,S随x的增大而减小,即0≤x≤2;
②当2<x≤6时,S=﹣x2+8x﹣12=﹣(x﹣4)2+4,
当x≥4时,S随x的增大而减小,即4≤x≤6。
综上所述:S随x增大而减小时,0≤x≤2或4≤x≤6。
【考点】一次函数和二次函数综合题,翻折和单动点问题,轴对称的性质,正方形的判定和性质,等腰(直角)三角形的判定和性质,勾股定理,平行的性质,待定系数法的应用,直线上点的坐标与方程的关系,由实际问题列函数关系式,二次函数的性质,分类思想的应用。
【分析】(1)根据△AOD沿AD翻折,使O点落在AB边上的E点处,得到∠OAD=∠EAD=45°,DE=OD,求出OD=2,得出D点的坐标,再根据DE=OD=2,求出E点的坐标:
∵将△AOD沿AD翻折,使O点落在AB边上的E点处,
∴∠OAD=∠EAD=45°,DE=OD,∴OA=OD。
∵OA=2,∴OD=2。∴D点坐标是(2,0),DE=OD=2。∴E点坐标是(2,2)。
(2)由翻折可知四边形AODE为正方形,过M作MH⊥BC于H,先求出∠NMH=∠MNH=45°,得出NH=MH=4,MN=,再根据直线OE的解析式为:y=x,依题意得MN∥OE,设MN的解析式为y=x+b,根据DE的解析式为x=2,BC的解析式为x=6,得出M(2,2+b),N(6,6+b),,CN=6+b,MN=。分CM=CN,CM=MN, CM=MN三种情况分别求出点M的坐标。
(3)根据题意先证出△PBN∽△DEP,得出BN的值,求出S与x之间的函数关系式,根据题意得:
当0≤x≤2时,
∵∠BPN+∠DPE=90°,∠BPN+∠EPD=90°,∴∠DPE=∠EPD。
∴△PBN∽△DEP,∴,即。∴。
∴。
当2<x≤6时,
∵△PBN∽△DEP,∴,即。∴。
∴。
∴S与x之间的函数关系式:。
根据①当0≤x≤2时,S=x2﹣8x+12=(x﹣4)2﹣4,
②当2<x≤6时,S=﹣x2+8x﹣12=﹣(x﹣4)2+4,即可得出答案。
8.
(2013年福建晋江13分)如图,在平面直角坐标系xOy中,一动直线l从y轴出发,以每秒1个单位长度的速度沿x轴向右平移,直线l与直线y=x相交于点P,以OP为半径的⊙P与x轴正半轴交于点A,与y轴正半轴交于点B.设直线l的运动时间为t秒.
(1)填空:当t=1时,⊙P的半径为 ▲2 ,OA= ▲2 ,OB= ▲2 ;
(2)若点C是坐标平面内一点,且以点O、P、C、B为顶点的四边形为平行四边形.
①请你直接写出所有符合条件的点C的坐标;(用含t的代数式表示)
②当点C在直线y=x上方时,过A、B、C三点的⊙Q与y轴的另一个交点为点D,连接DC、DA,试判断△DAC的形状,并说明理由.
【答案】解:(1);2;2。
(2)符合条件的点C有3个,分别为C1(t,3t)、C2(-t,t)、C3(t,-t)。
(3)△DAC是等腰直角三角形。理由如下:
当点C在第一象限时,如图2,连接DA、DC、PA、AC,
由(2)可知,点C的坐标为(t,3t),
由点P坐标为(t,t),点A坐标为(2t,0),点B坐标为(0,2t),可知OA=OB=2t,△OAB是等腰直角三角形。
又PO=PB,进而可得△OPB也是等腰直角三角形,
则∠POB=∠PBO=45°。
∵∠AOB=90°,∴AB为⊙P的直径。
∴A、P、B三点共线。
又∵BC∥OP,∴∠CBE=∠POB=45°。
∴∠ABC=180°-∠CBE-∠PBO=90°。∴AC为⊙Q的直径。∴DA⊥DC。
∴∠CDE+∠ADO=90°。
过点C作CE⊥y轴于点E,则有∠DCE+∠CDE=90°,∴∠ADO=∠DCE。
∴Rt△DCE∽Rt△ADO,∴,即,解得OD=t或OD=2t。
依题意,点D与点B不重合,∴舍去OD=2t,只取OD=t。
∴,即相似比为1,此时两个三角形全等,则DC=AD。
∴△DAC是等腰直角三角形。
当点C在第二象限时,如图3,同上可证△DAC也是等腰直角三角形。
综上所述,当点C在直线y=x上方时,△DAC必为等腰直角三角形。
【考点】圆的综合题,线动平移问题,垂径定理,圆周角定理,等腰直角三角形的判定和性质,平行四边形的性质,相似三角形的判定和性质,分类思想的应用。
【分析】(1)利用垂径定理、等腰直角三角形的性质求解。
(2)①本问关键是画出符合条件的图形,总共有3种情况,符合条件的点C有3个,如图1,
连接PA,
∵∠AOB=90°,由圆周角定理可知,AB为圆的直径,点A、P、B共线。
∵圆心P在直线y=x上,∴∠POA=∠POB=45°。
又∵PO=PA=PB,∴△POB与△POA均为等腰直角三角形。
设动直线l与x轴交于点E,
则有E(t,0),P(t,t),B(0,2t)。
∵OBPC1为平行四边形,∴C1P=OB=2t,C1E=C1P+PE=2t+t=3t,
∴C1(t,3t)。
同理可求得:C3(t,-t)。
∵OPBC2为平行四边形,且PB=PO,∠OPB=90°,
∴OPBC2为正方形,其对角线OB位于y轴上,则点P与点C2关于x轴对称。
∴C2(-t,t)。
∴符合条件的点C有3个,分别为C1(t,3t)、C2(-t,t)、C3(t,-t)。
②正确作出图形,找到线段CD与AD之间的关联,这就是Rt△DCE∽Rt△ADO,通过计算可知其相似比为1,即两个三角形全等,从而得到CD=AD,△DAC为等腰直角三角形。本问符合条件的点C有2个,因此存在两种情形,分别如答图2和答图3所示。