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- 2021-05-13 发布
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江苏13市2012年中考数学试题分类解析汇编
专题12:押轴题
一、选择题
1. (2012江苏常州2分)已知a、b、c、d都是正实数,且,给出下列四个不等式:
①;②;③;④。
其中不等式正确的是【 】
A. ①③ B. ①④ C. ②④ D. ②③
【答案】A。
【考点】不等式的性质。
【分析】根据不等式的性质,计算后作出判断:
∵a、b、c、d都是正实数,且,∴,即。
∴,即,∴③正确,④不正确。
∵a、b、c、d都是正实数,且,∴。∴,即。
∴。∴①正确,②不正确。
∴不等式正确的是①③。故选A。
2. (2012江苏淮安3分)下列说法正确的是【 】
A、两名同学5次成绩的平均分相同,则方差较大的同学成绩更稳定。
B、某班选出两名同学参加校演讲比赛,结果一定是一名男生和一名女生
C、学校气象小组预报明天下雨的概率为0.8,则明天下雨的可能性较大
D、为了解我市学校“阳光体育”活动开展情况,必须采用普查的方法
【答案】C。
【考点】方差的意义,概率的意义,调查方法的选择。
【分析】根据方差的意义,概率的意义,调查方法的选择逐一作出判断:
A、两名同学5次成绩的平均分相同,则方差较小的同学成绩更稳定,故本选项错误;
B、某班选出两名同学参加校演讲比赛,结果不一定是一名男生和一名女生,故本选项错误;
C、学校气象小组预报明天下雨的概率为0.8,则明天下雨的可能性较大,故本选项正确;
D、为了解我市学校“阳光体育”活动开展情况,易采用抽样调查的方法,故本选项错误。
故选C。
3. (2012江苏连云港3分)小明在学习“锐角三角函数”中发现,将如图所示的矩形纸片ABCD沿过点B的直线折叠,使点A落在BC上的点E处,还原后,再沿过点E的直线折叠,使点A落在BC上的点F处,这样就可以求出67.5°角的正切值是【 】
A.+1 B.+1 C.2.5 D.
【答案】B。
【考点】翻折变换(折叠问题),折叠的性质,矩形的性质,等腰三角形的性质,三角形内角和定理,锐角三角函数定义,勾股定理。
【分析】∵将如图所示的矩形纸片ABCD沿过点B的直线折叠,使点A落在BC上的点E处,
∴AB=BE,∠AEB=∠EAB=45°,
∵还原后,再沿过点E的直线折叠,使点A落在BC上的点F处,
∴AE=EF,∠EAF=∠EFA==22.5°。∴∠FAB=67.5°。
设AB=x,则AE=EF=x,
∴an67.5°=tan∠FAB=t。故选B。
4. (2012江苏南京2分)如图,菱形纸片ABCD中,∠A=600,将纸片折叠,点A、D分别落在A’、D’处,且A’D’经过B,EF为折痕,当D’FCD时,的值为【 】
A. B. C. D.
【答案】A。
【考点】翻折变换(折叠问题),菱形的性质,平行的性质,折叠的性质,锐角三角函数定义,特殊角的三角函数值。
【分析】延长DC与A′D′,交于点M,
∵在菱形纸片ABCD中,∠A=60°,
∴∠DCB=∠A=60°,AB∥CD。
∴∠D=180°-∠A=120°。
根据折叠的性质,可得
∠A′D′F=∠D=120°,
∴∠FD′M=180°-∠A′D′F=60°。
∵D′F⊥CD,∴∠D′FM=90°,∠M=90°-∠FD′M=30°。
∵∠BCM=180°-∠BCD=120°,∴∠CBM=180°-∠BCM-∠M=30°。∴∠CBM=∠M。
∴BC=CM。
设CF=x,D′F=DF=y, 则BC=CM=CD=CF+DF=x+y。∴FM=CM+CF=2x+y,
在Rt△D′FM中,tan∠M=tan30°=,∴。
∴。故选A。
5. (2012江苏南通3分)如图,在△ABC中,∠ACB=90º,∠B=30º,AC=1,AC在直线l上.将△ABC
绕点A顺时针旋转到位置①,可得到点P1,此时AP1=2;将位置①的三角形绕点P1顺时针旋转到位置②,
可得到点P2,此时AP2=2+;将位置②的三角形绕点P2顺时针旋转到位置③,可得到点P3,此时AP3
=3+;…,按此规律继续旋转,直到得到点P2012为止,则AP2012=【 】
A.2011+671 B.2012+671 C.2013+671 D.2014+671
【答案】B。
【考点】分类归纳(图形的变化类),旋转的性质,锐角三角函数,特殊角的三角函数值。
【分析】寻找规律,发现将Rt△ABC绕点A,P1,P2,···顺时针旋转,每旋转一次, APi(i=1,2,3,···)
的长度依次增加2, ,1,且三次一循环,按此规律即可求解:
∵Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠B=30°,AC=1,∴AB=2,BC=。
根据旋转的性质,将Rt△ABC绕点A,P1,P2,···顺时针旋转,每旋转一次, APi(i=1,2,3,···)
的长度依次增加2, ,1,且三次一循环。
∵2012÷3==670…2,
∴AP2012=670(3+ )+2+ =2012+671 。故选B。
6. (2012江苏苏州3分)已知在平面直角坐标系中放置了5个如图所示的正方形(用阴影表示),点
B1在y轴上,点C1、E1、E2、C2、E3、E4、C3在x轴上.若正方形A1B1C1D1的边长为1,∠B1C1O=60°,
B1C1∥B2C2∥B3C3,则点A3到x轴的距离是【 】
A. B. C. D.
【答案】D。
【考点】正方形的性质,平行的性质,三角形内角和定理,解直角三角形,锐角三角函数定义,特殊角的三角函数值。
【分析】过小正方形的一个顶点W作FQ⊥x轴于点Q,过点A3F⊥FQ于点F,
∵正方形A1B1C1D1的边长为1,∠B1C1O=60°,B1C1∥B2C2∥B3C3,
∴∠B3C3 E4=60°,∠D1C1E1=30°,
∠E2B2C2=30°。
∴D1E1=D1C1=。
∴D1E1=B2E2=。
∴。
解得:B2C2=。
∴B3E4=。∴,解得:B3C3=。∴WC3=。
根据题意得出:∠WC3 Q=30°,∠C3 WQ=60°,∠A3 WF=30°,
∴WQ=,FW=WA3•cos30°=。
∴点A3到x轴的距离为:FW+WQ=。故选D。
7. (2012江苏宿迁3分)在平面直角坐标系中,若将抛物线y=2x2 - 4x+3先向右平移3个单位长度,再
向上平移2个单位长度,则经过这两次平移后所得抛物线的顶点坐标是【 】
A.(-2,3) B.(-1,4) C.(1,4) D.(4,3)
【答案】D。
【考点】坐标平移。
【分析】
根据坐标的平移变化的规律,左右平移只改变点的横坐标,左减右加。上下平移只改变点的纵坐标,下减上加。因此,将抛物线y=2x2 - 4x+3先向右平移3个单位长度,再向上平移2个单位长度,其顶点也同样变换。
∵的顶点坐标是(1,1),
∴点(1,1)先向右平移3个单位长度,再向上平移2个单位长度,得点(4,3),即经过这两次平移后所得抛物线的顶点坐标是(4,3)。故选D。
8. (2012江苏泰州3分)下列四个命题:①一组对边平行且一组对角相等的四边形是平行四边形;②对
角线互相垂直且相等的四边形是正方形;③顺次连结矩形四边中点得到的四边形是菱形;④正五边形既是
轴对称图形又是中心对称图形.其中真命题共有【 】
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】B。
【考点】真假命题,平行四边形的判定,正方形的判定,菱形的判定,轴对称图形和中心对称图形。
【分析】根据平行四边形的判定,正方形的判定,菱形的判定和轴对称图形、中心对称图形的概念逐一作出判断:
①如图,四边形ABCD中,AD∥BC,∠ADC=∠ABC,
连接BD,则
∵AD∥BC,∴∠ADB=∠DBC(两直线平行,内错角相等)。
又∵∠ADC=∠ABC,∴∠BDC=∠ABD(等量减等量,差相等)。
∴AB∥DC(内错角相等,两直线平行)。
∴四边形ABCD是平行四边形(平行四边形定义)。因此命题①正确。
②举反例说明,如图,铮形对角线互相垂直且相等。因此命题②错误。
③如图,矩形ABCD中,E、F、G、H分别是AB、BC、CD、DA的中点,
连接AC,BD。
∵E、F、G、H分别是AB、BC、CD、DA的中点,
∴EF=AC,HG=AC,EF=BD,FG=BD(三角形中位线定理)。
又∵矩形ABCD,∴AC=BD(矩形的对角线相等)。
∴EF=HG=EF=FG(等量代换)。
∴四边形EFGH是菱形(四边相等的辊边形是菱形)。因此命题③正确。
④根据轴对称图形和中心对称图形的概念,正五边形是轴对称图形,不是中心对称图形。因此命题④错误。
综上所述,正确的命题即真命题有①③。故选B。
9. (2012江苏无锡3分)如图,以M(﹣5,0)为圆心、4为半径的圆与x轴交于A.B两点,P是⊙M上异于A.B的一动点,直线PA.PB分别交y轴于C.D,以CD为直径的⊙N与x轴交于E、F,则EF的长【 】
A. 等于4 B. 等于4 C. 等于6 D. 随P点
【答案】C。
【考点】圆周角定理,三角形内角和定理,相似三角形的判定和性质,垂径定理,勾股定理。
【分析】 连接NE,设圆N半径为r,ON=x,则OD=r﹣x,OC=r+x,
∵以M(﹣5,0)为圆心、4为半径的圆与x轴交于A.B两点,
∴OA=4+5=9,0B=5﹣4=1。
∵AB是⊙M的直径,∴∠APB=90°。
∵∠BOD=90°,∴∠PAB+∠PBA=90°,∠ODB+∠OBD=90°。
∵∠PBA=∠OBD,∴∠PAB=∠ODB。
∵∠APB=∠BOD=90°,∴△OBD∽△OCA。∴,即,即r2﹣x2=9。
由垂径定理得:OE=OF,
由勾股定理得:OE2=EN2﹣ON2=r2﹣x2=9。∴OE=OF=3,∴EF=2OE=6。
故选C。
10. (2012江苏徐州3分)如图,在正方形ABCD中,E是CD的中点,点F在BC上,且FC=BC。图中相似三角形共有【 】
A.1对 B.2对 C.3对 D.4对
【答案】C。
【考点】正方形的性质,勾股定理,相似三角形的判定。
【分析】根据正方形的性质,求出各边长,应用相似三角形的判定定理进行判定:
同已知,设CF=a,则CE=DE=2a,AB=BC=CD=DA=4a,BF=3a。
根据勾股定理,得EF=,AE=,AF=5a。
∴。
∴△CEF∽△DEA,△CEF∽△EAF,△DEA∽△EAF。共有3对相似三角形。故选C。
11. (2012江苏盐城3分)已知整数满足下列条件:,,,
,…,依次类推,则的值为【 】
A. B. C. D.
【答案】B。
【考点】分类归纳(数字的变化类)
【分析】根据条件求出前几个数的值,寻找规律,分是奇数和偶数讨论::
∵, ,
,,
,,
,,
…,
∴当是奇数时,,是偶数时, 。
∴。故选B。
12. (2012江苏扬州3分)大于1的正整数m的三次幂可“分裂”成若干个连续奇数的和,如23=3+5,33=7+9+11,43=13+15+17+19,…若m3分裂后,其中有一个奇数是2013,则m的值是【 】
A.43 B.44 C.45 D.46
【答案】C。
【考点】分类归纳(数字的变化类)。
【分析】分析规律,然后找出2013所在的奇数的范围,即可得解:
∵23=3+5,33=7+9+11,43=13+15+17+19,
…
∴m3分裂后的第一个数是m(m-1)+1,共有m个奇数。
∵45×(45-1)+1=1981,46×(46-1)+1=2071,
∴第2013个奇数是底数为45的数的立方分裂后的一个奇数,
∴m=45。故选C。
13. (2012江苏镇江3分)边长为a的等边三角形,记为第1个等边三角形。取其各边的三等分点,顺次连接得到一个正六边形,记为第1个正六边形。取这个正六边形不相邻的三边中点顺次连接,又得到一个等边三角形,记为第2个等边三角形。取其各边的三等分点,顺次连接又得到一个正六边形,记为第2个正六边形(如图)…,按此方式依次操作。则第6个正六边形的边长是【 】
A. B. C. D.
【答案】A。
【考点】分类归纳(图形的变化类),等边三角形和判定和性质,三角形中位线定理。
【分析】如图,双向延长EF分别交AB、AC于点G、H。
根据三角形中位线定理,得GE=FH=,GB=CH=。
∴AG=AH=。
又∵△ABC中,∠A=600,∴△AGH是等边三角形。
∴GH=AG=AH=。EF= GH-GE-FH=。
∴第2个等边三角形的边长为。
同理,第3个等边三角形的边长为,第4个等边三角形的边长为,第5个等边三角形的边长为,第6个等边三角形的边长为。
又∵相应正六边形的边长是等边三角形的边长的,
∴第6个正六边形的边长是。故选A。
二、填空题
1. (2012江苏常州2分)如图,已知反比例函数和。点A在y轴的正半轴上,过点A作直线BC∥x轴,且分别与两个反比例函数的图象交于点B和C,连接OC、OB。若△BOC的面积为,AC:AB=2:3,则= ▲ ,= ▲ 。
2. (2012江苏淮安3分)如图,射线OA、BA分别表示甲、乙两人骑自行车运动过程的一次函数的图象,图中s、t分别表示行驶距离和时间,则这两人骑自行车的速度相差 ▲ km/h。
【答案】4。
【考点】一次函数的图象和应用。
【分析】要求这两人骑自行车的速度相差,只要由图象求出两人5 h行驶的距离即可:
甲5 h行驶的距离为100 km,故速度为100÷5=20 km/h;
乙5 h行驶的距离为100 km-20km =80 km,故速度为80÷5=16 km/h。
∴这两人骑自行车的速度相差20-16=4 km/h。
3. (2012江苏连云港3分)如图,直线y=k1x+b与双曲线交于A、B两点,其横坐标分别为1和5,则不等式k1x<+b的解集是 ▲ .
【答案】-5<x<-1或x>0。
【考点】不等式的图象解法,平移的性质,反比例函数与一次函数的交点问题,对称的性质。
【分析】不等式k1x<+b的解集即k1x-b<的解集,根据不等式与直线和双曲线解析式的关系,可以理解为直线y=k1x-b在双曲线下方的自变量x的取值范围即可。
而直线y=k1x-b的图象可以由y=k1x+b向下平移2b个单位得到,如图所示。根据函数图象的对称性可得:直线y=k1x-b和y=k1x+b与双曲线的交点坐标关于原点对称。
由关于原点对称的坐标点性质,直线y=k1x-b图象与双曲线图象交点A′、B′的横坐标为A、B两点横坐标的相反数,即为-1,-5。
∴由图知,当-5<x<-1或x>0时,直线y=k1x-b图象在双曲线图象下方。
∴不等式k1x<+b的解集是-5<x<-1或x>0。
4. (2012江苏南京2分)在平面直角坐标系中,规定把一个三角形先沿x轴翻折,再向右平移两个单位称为一次变换,如图,已知等边三角形ABC的顶点B、C的坐标分别是,(-1,-1),(-3,-1),把三角形ABC经过连续9次这样的变换得到三角形A’B’C’,则点A的对应点A’的坐标是 ▲
【答案】(16,)。
【考点】分类归纳(图形的变化类),翻折变换(折叠问题),坐标与图形性质,等边三角形的性质,锐角三角函数定义,特殊角的三角函数值。
【分析】先由△ABC是等边三角形,点B、C的坐标分别是(-1,1)、(-3,-1),求得点A的坐标;再寻找规律,求出点A的对应点A′的坐标:
如图,作BC的中垂线交BC于点D,则
∵△ABC是等边三角形,点B、C的坐标分别是(-1,1)、(-3,-1),
∴BD=1,。∴A(—2,)。
根据题意,可得规律:第n次变换后的点A的对应点的坐标:当n为奇数时为(2n-2,),当n为偶数时为(2n-2, )。
∴把△ABC经过连续9次这样的变换得到△A′B′C′,则点A的对应点A′的坐标是:(16,)。
5. (2012江苏南通3分)无论a取什么实数,点P(a-1,2a-3)都在直线l上,Q(m,n)是直线l上的点,
则(2m-n+3)2的值等于 ▲ .
【答案】16。
【考点】待定系数法,直线上点的坐标与方程的关系,求代数式的值。
【分析】∵由于a不论为何值此点均在直线l上,
∴令a=0,则P1(-1,-3);再令a=1,则P2(0,-1)。
设直线l的解析式为y=kx+b(k≠0),
∴ ,解得 。
∴直线l的解析式为:y=2x-1。
∵Q(m,n)是直线l上的点,∴2m-1=n,即2m-n=1。
∴(2m-n+3)2=(1+3)2=16。
6. (2012江苏苏州3分)如图①,在梯形ABCD中,AD∥BC,∠A=60°,动点P从A点出发,以1cm/s
的速度沿着A→B→C→D的方向不停移动,直到点P到达点D后才停止.已知△PAD的面积S(单位:)
与点P移动的时间t(单位:s)的函数关系式如图②所示,则点P从开始移动到停止移动一共用了 ▲ 秒
(结果保留根号).
【答案】4+。
【考点】动点问题的函数图象,矩形的判定和性质,锐角三角函数定义,特殊角的三角函数值,勾股定理。
【分析】由图②可知,t在2到4秒时,△PAD的面积不发生变化,
∴在AB上运动的时间是2秒,在BC上运动的时间是4-2=2秒。
∵动点P的运动速度是1cm/s,∴AB=2,BC=2。
过点B作BE⊥AD于点E,过点C作CF⊥AD于点F,
则四边形BCFE是矩形。∴BE=CF,BC=EF=2。
∵∠A=60°,
∴,。
∵由图②可△ABD的面积为,
∴,即, 解得AD=6。
∴DF=AD-AE-EF=6-1-2=3。
在Rt△CDF中,,
∴动点P运动的总路程为AB+BC+CD=2+2+=4+(cm)。
∵动点P的运动速度是1cm/s,
∴点P从开始移动到停止移动一共用了(4+)÷1=4+s。
7. (2012江苏宿迁3分)按照如图所示的方法排列黑色小正方形地砖,则第14个图案中黑色小正方形地砖的块数是 ▲ .
【答案】365。
【考点】分类归纳(图形的变化类)。寻找规律,
【分析】画树状图:记第n个图案中黑色小正方形地砖的块数是an,则
∴an-an-1=4(n-1)(n=2,3,4,···),
∴(a2-a1)+(a3-a2)+(a4-a3)+···+(an-an-1)=4+8+···+4(n-1),
即an-a1=4[1+2+3+···+(n-1)]=
∴an=+a1=。
当n=14时,a14 =。
8. (2012江苏泰州3分)如图,在边长相同的小正方形组成的网格中,点A、B、C、D都在这
些小正方形的顶点上,AB、CD相交于点P,则tan∠APD的值是 ▲ .
【答案】2。
【考点】正方形的性质,相似三角形的判定和性质,锐角三角函数的定义。
【分析】如图,连接BE,交CD于点F。
∵四边形BCED是正方形,
∴DF=CF=CD,BF=BE,CD=BE,BE⊥CD,∴BF=CF。
根据题意得:AC∥BD,∴△ACP∽△BDP。
∴DP:CP=BD:AC=1:3。∴DP=PF=CF= BF。
在Rt△PBF中,。
∵∠APD=∠BPF,∴tan∠APD=2。
9. (2012江苏无锡2分)如图的平面直角坐标系中有一个正六边形ABCDEF,其中C.D的坐标分别为(1,0)和(2,0).若在无滑动的情况下,将这个六边形沿着x轴向右滚动,则在滚动过程中,这个六边形的顶点A.B.C.D.E、F中,会过点(45,2)的是点 ▲ .
【答案】B。
【考点】分类归纳(图形的变化类),坐标与图形性质,正多边形和圆,旋转的性质。
【分析】由正六边形ABCDEF中C.D的坐标分别为(1,0)和(2,0),得正六边形边长为1,周长为6。
∴正六边形滚动一周等于6。如图所示。
当正六边形ABCDEF滚动到位置1,2,3,4,5,6,7时,顶点A.B.C.D.E、F的纵坐标为2。
位置1时,点A的横坐标也为2。
又∵(45-2)÷6=7…1,
∴恰好滚动7周多一个,即与位置2顶点的纵坐标相同,此点是点B。
∴会过点(45,2)的是点B。
10. (2012江苏徐州2分)函数的图象如图所示,关于该函数,下列结论正确的是 ▲ (填序号)。
①函数图象是轴对称图形;②函数图象是中心对称图形;③当x>0时,函数有最小值;④点(1,4)在函数图象上;⑤当x<1或x>3时,y>4。
【答案】②③④。
【考点】函数的图象和性质,轴对称图形和中心对称图形,曲线上点的坐标与方程的关系。
【分析】根据图象作出判断:
①函数图象不是轴对称图形。故结论①错误。
②函数图象是中心对称图形,对称中心是坐标原点。故结论②正确。
③∵当x>0时,,∴函数有最小值。故结论③正确。
④∵当x=1时,。∴点(1,4)在函数图象上。故结论④正确。
⑤∵当x<0时,y<0,∴当x<1时,y不大于4。故结论⑤错误。
∴结论正确的是②③④。
11. (2012江苏盐城3分)一批志愿者组成了一个“爱心团队”,专门到全国各地巡回演出,以募集爱心基金.
第一个月他们就募集到资金1万元,随着影响的扩大,第n(n≥2)个月他们募集到的资金都将会比上个月增
加20%,则当该月所募集到的资金首次突破10万元时,相应的n的值为 ▲ .
(参考数据:,,)
【答案】13。
【考点】同底数幂的乘法
【分析】第一个月募集到资金1万元,则由题意第二个月募集到资金(1+20%)万元,第三个月募集到资
金(1+20%)2万元,…,第n个月募集到资金(1+20%)n-1万元,由题意得:
(1+20%)n-1>10,即1.2 n-1>10.
∵1.25×1.26≈7.5<10,1.25×1.27≈10.8>10,
∴n-1=5+7=12,解得,n=13。
12. (2012江苏扬州3分)如图,双曲线经过Rt△OMN斜边上的点A,与直角边MN相交于点B,已知OA=2AN,△OAB的面积为5,则k的值是 ▲ .
【答案】12。
【考点】反比例函数综合题。
【分析】如图,过A点作AC⊥x轴于点C,则AC∥NM,
∴△OAC∽△ONM,∴OC:OM=AC:NM=OA:ON。
又∵OA=2AN,∴OA:ON=2:3。
设A点坐标为(x0,y0),则OC=x0,AC=y0。
∴OM=,NM=。∴N点坐标为(,)。
∴点B的横坐标为,设B点的纵坐标为yB,
∵点A与点B都在图象上,∴k=x0 •y0=•yB。∴。
∴B点坐标为()。
∵OA=2AN,△OAB的面积为5,∴△NAB的面积为。∴△ONB的面积=。
∴,即。∴。∴k=12。
13. (2012江苏镇江2分)如图,在平面直角坐标系x0y中,直线AB过点A(-4,0),B(0,4),⊙O的半径为1(O为坐标原点),点P在直线AB上,过点P作⊙O的一条切线PQ,Q为切点,则切线长PQ
的最小值为 ▲ 。
三、解答题
1. (2012江苏常州9分)已知,在矩形ABCD中,AB=4,BC=2,点M为边BC的中点,点P为边CD上的动点(点P异于C、D两点)。连接PM,过点P作PM的垂线与射线DA相交于点E(如图)。设CP=x,DE=y。
(1)写出y与x之间的函数关系式 ▲ ;
(2)若点E与点A重合,则x的值为 ▲ ;
(3)是否存在点P,使得点D关于直线PE的对称点D′落在边AB上?若存在,求x的值;若不存在,请说明理由。
【答案】解:(1)y=-x2+4x。
(2)或。
(3)存在。
过点P作PH⊥AB于点H。则
∵点D关于直线PE的对称点D′落在边AB上,
∴P D′=PD=4-x,E D′=ED= y=-x2+4x,EA=AD-ED= x2-4x+2,∠P D′E=∠D=900。
在Rt△D′P H中,PH=2, D′P =DP=4-x,D′H=。
∵∠ E D′A=1800-900-∠P D′H=900-∠P D′H=∠D′P H,∠P D′E=∠P HD′ =900,
∴△E D′A∽△D′P H。∴,即,
即,两边平方并整理得,2x2-4x+1=0。解得。
∵当时,y=,
∴此时,点E已在边DA延长线上,不合题意,舍去(实际上是无理方程的增根)。
∵当时,y=,
∴此时,点E在边AD上,符合题意。
∴当时,点D关于直线PE的对称点D′落在边AB上。
【考点】矩形的性质,相似三角形的判定和性质,勾股定理,折叠对称的性质,解无理方程。
【分析】(1)∵CM=1,CP=x,DE=y,DP=4-x,且△MCP∽△PDE,
∴,即。∴y=-x2+4x。
(2)当点E与点A重合时,y=2,即2=-x2+4x,x2-4x+2=0。
解得。
(3)过点P作PH⊥AB于点H,则由点D关于直线PE的对称点D′落在边AB上,可得△E D′A与△D′P H相似,由对应边成比例得得关于x的方程即可求解。注意检验。
2. (2012江苏常州10分)在平面直角坐标系xOy中,已知动点P在正比例函数y=x的图象上,点P的横坐标为m(m>0)。以点P为圆心,为半径的圆交x轴于A、B两点(点A在点B的左侧),交y轴于C、D两点(D点在点C的上方)。点E为平行四边形DOPE的顶点(如图)。
(1)写出点B、E的坐标(用含m的代数式表示);
(2)连接DB、BE,设△BDE的外接圆交y轴于点Q(点Q异于点D),连接EQ、BQ。试问线段BQ与线段EQ的长是否相等?为什么?
(3)连接BC,求∠DBC-∠DBE的度数。
【答案】解:(1)B(3m,0),E(m,4m)。
(2)线段BQ与线段EQ的长相等。理由如下:
由(1)知B(3m,0),E(m,4m),
∵根据圆的对称性,点D点B关于y=x对称,
∴D(0,3m)。
∴,,
。
∴。∴△BDE是直角三角形。
∴BE是△BDE的外接圆的直径。
设△BDE的外接圆的圆心为点G,则由B(3m,0),E(m,4m)得G(2m,2m)。
过点G作GI⊥DG于点I,则I(0,2m)。
根据垂径定理,得DI=IQ ,∴Q(0,m)。
∴。
∴BQ=EQ。
(3)延长EP交x轴于点H,则EP⊥AB,BH=2m。
根据垂径定理,得AH=BH=2m,AO= m。
根据圆的对称性,OC=OA= m。
又∵OB=3m,,,
∴。。
又∵∠COB=∠EDB=900,∴△COB∽△EDB。∴∠OBC=∠DBE。
∴∠DBC-∠DBE=∠DBC-∠OBC=∠DBO。
又∵OB=OC,∴∠DBO=450。∴∠DBC-∠DBE=450。
【考点】直线上点的坐标与方程的关系,勾股定理和逆定理,圆的对称性,平行四边形的性质,中点坐标,圆周角定理,垂径定理,等腰三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质。
【分析】(1)过点P 作PH⊥x轴于点H,PF⊥y轴于点F,连接OE,BP。
∵点P在正比例函数y=x的图象上,点P的横坐标为m(m>0),
∴ P(m,m),H(m,0),F(0,m),OH=OF=HP= m。
∵PB=,∴。
∴OB=3 m。∴B(3m,0)。
∵根据圆的对称性,点D点B关于y=x对称,∴D(0,3m)。
∵四边形DOPE是平行四边形,∴PE=OD=3m,HE=4m。∴E(m,4 m)。
(2)由勾股定理和逆定理,易知△BDE是直角三角形,从而根据圆周角定理和垂径定理可得点Q的坐标,从而根据勾股定理可求出BQ和EQ的长比较即得。
(3)求出有关线段的长,可得,从而证得△COB∽△EDB,得到∠OBC=∠DBE。因此∠DBC-∠DBE=∠DBC-∠OBC=∠DBO=450。
3. (2012江苏淮安12分)如图,矩形OABC在平面直角坐标系中,O为坐标原点,点A(0,4),C(2,0),将矩形OABC绕点O按顺时针方向旋转1350,得到矩形EFGH(点E与O重合).
(1)若GH交y轴于点M,则∠FOM= ,OM=
(2)矩形EFGH沿y轴向上平移t个单位。
①直线GH与x轴交于点D,若AD∥BO,求t的值;
②若矩形EFHG与矩形OABC重叠部分的面积为S个平方单位,试求当0∠C)之间的等量关系。
根据以上内容猜想:若经过n 次折叠∠BAC是△ABC的好角,则∠B与∠C不妨设∠B>∠C)之间的等量关系为
应用提升
(3)小丽找到一个三角形,三个角分别为150,600,1050,发现600和1050的两个角都是此三角形的好角,
请你完成,如果一个三角形的最小角是40,试求出三角形另外两个角的度数,使该三角形的三个角均是此三角形的好角
【答案】解:(1)是。
(2)∠B=3∠C。
如图所示,在△ABC中,沿∠BAC的平
分线AB1折叠,剪掉重复部分;将余下部分沿∠B1A1C的平分线A1B2折叠,剪掉重复部分,将余下部分沿∠B2A2C的平分线A2B3折叠,点B2与点C重合,则∠BAC是△ABC的好角。
证明如下:
∵根据折叠的性质知,∠B=∠AA1B1,∠C=∠A2B2C,∠A1 B1C=∠A1A2B2,
∴根据三角形的外角定理知,∠A1A2B2=∠C+∠A2B2C=2∠C。
∵根据四边形的外角定理知,
∠BAC+∠B+∠AA1B1-∠A1 B1C=∠BAC+2∠B-2C=180°,
根据三角形ABC的内角和定理知,∠BAC+∠B+∠C=180°,
∴∠B=3∠C。
故若经过n次折叠∠BAC是△ABC的好角,则∠B与∠C(不妨设∠B>∠C)之间的等量关系为∠B=n∠C。
(3)由(2)知,∠B=n∠C,∠BAC是△ABC的好角,
∴∠C=n∠A,∠ABC是△ABC的好角,∠A=n∠B,∠BCA是△ABC的好角。
∴如果一个三角形的最小角是4°,三角形另外两个角的度数是88°、88°。
【考点】分类归纳(图形的变化类),新定义,翻折变换(折叠问题),折叠的性质,三角形的内角和外角定理。
【分析】(1)理由如下:小丽展示的情形二中,如图3,
∵沿∠BAC的平分线AB1折叠,∴∠B=∠AA1B1。
又∵将余下部分沿∠B1A1C的平分线A1B2折叠,此时点B1与点C重合,∴∠A1B1C=∠C。∵∠AA1B1=∠C+∠A1B1C(外角定理),∴∠B=2∠C。故答案是。
(2)根据折叠的性质、根据三角形的外角定理知∠A1A2B2=∠C+∠A2B2C=2∠C;根据四边形的外角定理知∠BAC+2∠B-2C=180°①,根据三角形ABC的内角和定理知∠BAC+∠B+∠C=180°②,由①②可以求得∠B=3∠C。
由小丽展示的情形一知,当∠B=∠C时,∠BAC是△ABC的好角;
由小丽展示的情形二知,当∠B=2∠C时,∠BAC是△ABC的好角;
由小丽展示的情形三知,当∠B=3∠C时,∠BAC是△ABC的好角;
利用数学归纳法,根据小丽展示的三种情形得出结论:∠B=n∠C。
(3)利用(2)的结论知∠B=n∠C,∠BAC是△ABC的好角,∠C=n∠A,∠ABC是△ABC的好角,∠A=n∠B,∠BCA是△ABC的好角,然后三角形内角和定理可求得另外两个角的度数可以是88°、88°。
5. (2012江苏连云港12分)如图,甲、乙两人分别从A(1,)、B(6,0)两点同时出发,点O为坐标原点,甲沿AO方向、乙沿BO方向均以4km/h的速度行驶,th后,甲到达M点,乙到达N点.
(1)请说明甲、乙两人到达O点前,MN与AB不可能平行.
(2)当t为何值时,△OMN∽△OBA?
(3)甲、乙两人之间的距离为MN的长,设s=MN2,求s与t之间的函数关系式,并求甲、乙两人之间距离的最小值.
【答案】解:(1)∵A坐标为(1,),∴OA=2,∠AOB=60°。
∵甲达到O点时间为t=,乙达到O点的时间为t=,
∴甲先到达O点,所以t=或t=时,O、M、N三点不能连接成三角形。
①当t<时,OM=2-4t,ON=6-4t,
假设MN∥AB。则△OMN∽△OAB。
∴,解得t=0。即在甲到达O点前,只有当t=0时,△OMN∽△OAB。
∴MN与AB不可能平行。
②当<t<时,
如图,∵∠PMN>∠PON>∠PAB
∴MN与AB不平行。
综上所述,在甲、乙两人到达O点前, MN与AB不可能平行。
(2) 由(1)知,当t≤时,△OMN不相似△OBA。
当t>时,OM=4t -2,ON=4t -6,
由解得t=2>,
∴当t=2时,△OMN∽△OBA。
(3)①当t≤时,如图1,过点M作MH⊥x轴,垂足为H,
在Rt△MOH中,∵∠AOB=60°,
∴MH=OMsin60°=(2-4t)×=(1-2t),
OH=0Mcos60°=(2-4t)×=1-2t,
∴NH=(6-4t)-(1-2t)=5-2t。
∴s=[(1-2t)]2+(5-2t)2=16t2-32t+28。
②当<t≤时,如图2,作MH⊥x轴,垂足为H,
在Rt△MNH中,MH=(4t-2)=(2t-1),
NH=(4t-2)+(6-4t)=5-2t,
∴s=[(1-2t)]2+(5-2t)2=16t2-32t+28。
③当t>时,同理可得s=16t2-32t+28。
综上所述,s=16t2-32t+28。
∵s=16t2-32t+28=16(t-1)2+12,
∴当t=1时,s有最小值为12,
∴甲、乙两人距离最小值为(km)。
【考点】反证法,坐标与图形性质,平行的判定和性质,相似三角形的判定和性质,三角形外角性质,勾股定理,锐角三角函数定义,特殊角的三角函数值,二次函数的最值。
【分析】(1)用反证法说明.根据已知条件分别表示相关线段的长度,根据三角形相似得比例式说明。
(2)根据两个点到达O点的时间不同分段讨论解答。
(3)在不同的时间段运用相似三角形的判定和性质分别求解析式,运用函数性质解答问题。
6. (2012江苏连云港12分)已知梯形ABCD,AD∥BC,AB⊥BC,AD=1,AB=2,BC=3,
问题1:如图1,P为AB边上的一点,以PD,PC为边作平行四边形PCQD,请问对角线PQ,DC的长能否相等,为什么?
问题2:如图2,若P为AB边上一点,以PD,PC为边作平行四边形PCQD,请问对角线PQ的长是否存在最小值?如果存在,请求出最小值,如果不存在,请说明理由.
问题3:若P为AB边上任意一点,延长PD到E,使DE=PD,再以PE,PC为边作平行四边形PCQE,请探究对角线PQ的长是否也存在最小值?如果存在,请求出最小值,如果不存在,请说明理由.
问题4:如图3,若P为DC边上任意一点,延长PA到E,使AE=nPA(n为常数),以PE、PB为边作平行四边形PBQE,请探究对角线PQ的长是否也存在最小值?如果存在,请求出最小值,如果不存在,请说明理由.
【答案】解:问题1:对角线PQ与DC不可能相等。理由如下:
∵四边形PCQD是平行四边形,若对角线PQ、DC相等,则四边形PCQD是矩形,
∴∠DPC=90°。
∵AD=1,AB=2,BC=3,∴DC=2。
设PB=x,则AP=2-x,
在Rt△DPC中,PD2+PC2=DC2,即x2+32+(2-x)2+12=8,化简得x2-2x+3=0,
∵△=(-2)2-4×1×3=-8<0,∴方程无解。
∴不存在PB=x,使∠DPC=90°。∴对角线PQ与DC不可能相等。
问题2:存在。理由如下:
如图2,在平行四边形PCQD中,设对角线PQ与DC相交于点G,
则G是DC的中点。
过点Q作QH⊥BC,交BC的延长线于H。
∵AD∥BC,∴∠ADC=∠DCH,即∠ADP+∠PDG=∠DCQ+∠QCH。
∵PD∥CQ,∴∠PDC=∠DCQ。∴∠ADP=∠QCH。
又∵PD=CQ,∴Rt△ADP≌Rt△HCQ(AAS)。∴AD=HC。
∵AD=1,BC=3,∴BH=4,
∴当PQ⊥AB时,PQ的长最小,即为4。
问题3:存在。理由如下:
如图3,设PQ与DC相交于点G,
∵PE∥CQ,PD=DE,∴。
∴G是DC上一定点。
作QH⊥BC,交BC的延长线于H,
同理可证∠ADP=∠QCH,∴Rt△ADP∽Rt△HCQ。∴。
∵AD=1,∴CH=2。∴BH=BG+CH=3+2=5。
∴当PQ⊥AB时,PQ的长最小,即为5。
问题4:如图3,设PQ与AB相交于点G,
∵PE∥BQ,AE=nPA,∴。
∴G是DC上一定点。
作QH∥PE,交CB的延长线于H,过点C作CK⊥CD,交QH
的延长线于K。
∵AD∥BC,AB⊥BC,
∴∠D=∠QHC,∠DAP+∠PAG=∠QBH+∠QBG=90°
∠PAG=∠QBG,
∴∠QBH=∠PAD。∴△ADP∽△BHQ,∴,
∵AD=1,∴BH=n+1。∴CH=BH+BC=3+n+1=n+4。
过点D作DM⊥BC于M,则四边形ABND是矩形。
∴BM=AD=1,DM=AB=2。∴CM=BC-BM=3-1=2=DM。
∴∠DCM=45°。∴∠KCH=45°。
∴CK=CH•cos45°= (n+4),
∴当PQ⊥CD时,PQ的长最小,最小值为 (n+4)。
【考点】反证法,相似三角形的判定和性质,一元二次方程根的判别式,全等三角形的判定和性质,勾股定理,平行四边形、矩形的判定和性质,等腰直角三角形的判定和性质。
【分析】问题1:四边形PCQD是平行四边形,若对角线PQ、DC相等,则四边形PCQD是矩形,然后利用矩形的性质,设PB=x,可得方程x2+32+(2-x)2+1=8,由判别式△<0,可知此方程无实数根,即对角线PQ,DC的长不可能相等。
问题2:在平行四边形PCQD中,设对角线PQ与DC相交于点G,可得G是DC的中点,过点Q作QH⊥BC,交BC的延长线于H,易证得Rt△ADP≌Rt△HCQ,即可求得BH=4,则可得当PQ⊥AB时,PQ的长最小,即为4。
问题3:设PQ与DC相交于点G,PE∥CQ,PD=DE,可得,易证得Rt△ADP∽Rt△HCQ,继而求得BH的长,即可求得答案。
问题4:作QH∥PE,交CB的延长线于H,过点C作CK⊥CD,交QH的延长线于K,易证得与△ADP∽△BHQ,又由∠DCB=45°,可得△CKH是等腰直角三角形,继而可求得CK的值,即可求得答案。
7. ((2012江苏南京9分)“?”的思考
下框中是小明对一道题目的解答以及老师的批阅。
题目:某村计划建造如图所示的矩形蔬菜温室,要求长与宽的比为2:1,在温室内,沿前侧内墙保留3m的空地,其他三侧内墙各保留1m的通道,当温室的长与宽各为多少时,矩形蔬菜种植区域的面积是288m2?
解:设矩形蔬菜种植区域的宽为xm,则长为2xm,
根据题意,得x•2x=288.
解这个方程,得x1=-12(不合题意,舍去),x2=12
所以温室的长为2×12+3+1=28(m),宽为12+1+1=14(m)
答:当温室的长为28m,宽为14m时,矩形蔬菜种植区域的面积是288m2.
?
我的结果也正确
小明发现他解答的结果是正确的,但是老师却在他的解答中划了一条横线,并打开了一个“?”
结果为何正确呢?
(1)请指出小明解答中存在的问题,并补充缺少的过程:
变化一下会怎样……
(2)如图,矩形A′B′C′D′在矩形ABCD的内部,AB∥A′B′,AD∥A′D′,且AD:AB=2:1,设AB与A′B′、BC与B′C′、CD与C′D′、DA与D′A′之间的距离分别为a、b、c、d,要使矩形A′B′C′D′∽矩形ABCD,a、b、c、d应满足什么条件?请说明理由.
【答案】解:(1)小明没有说明矩形蔬菜种植区域的长与宽之比为2:1的理由。
在“设矩形蔬菜种植区域的宽为xm,则长为2xm.”前补充以下过程:
设温室的宽为ym,则长为2ym。
则矩形蔬菜种植区域的宽为(y-1-1)m,长为(2y-3-1)m。
∵,∴矩形蔬菜种植区域的长与宽之比为2:1。
(2)a+c b+d =2。理由如下:
要使矩形A′B′C′D′∽矩形ABCD,就要,即,
即 ,即a+c b+d =2。
【考点】一元二次方程的应用(几何问题),相似多边形的性质,比例的性质。
【分析】(1)根据题意可得小明没有说明矩形蔬菜种植区域的长与宽之比为2:1的理由,所以由已知条件求出矩形蔬菜种植区域的长与宽的关系即可。
(2)由使矩形A′B′C′D′∽矩形ABCD,利用相似多边形的性质,可得 ,然后利用比例的性质。
8. (2012江苏南京10分)如图,A、B为⊙O上的两个定点,P是⊙O上的动点(P不与A、B重合),我们称∠APB为⊙O上关于A、B的滑动角。
(1)已知∠APB是上关于点A、B的滑动角。
① 若AB为⊙O的直径,则∠APB=
② 若⊙O半径为1,AB=,求∠APB的度数
(2)已知为外一点,以为圆心作一个圆与相交于A、B两点,∠APB为上关于点A、B的滑动角,直线PA、PB分别交于点M、N(点M与点A、点N与点B均不重合),连接AN,试探索∠APB与∠MAN、∠ANB之间的数量关系。
【答案】解:(1)①900。
②如图,连接AB、OA、OB.
在△AOB中,∵OA=OB=1.AB=,∴OA2+OB2=AB2。
∴∠AOB=90°。
当点P在优弧 AB 上时(如图1),∠APB=∠AOB=45°;
当点P在劣弧 AB 上时(如图2),
∠APB=(360°-∠AOB)=135°。
(2)根据点P在⊙O1上的位置分为以下四种情况.
第一种情况:点P在⊙O2外,且点A在点P与点M之间,点B在点P与点N之间,如图3,
∵∠MAN=∠APB+∠ANB,
∴∠APB=∠MAN-∠ANB。
第二种情况:点P在⊙O2外,且点A在点P与点M之间,点N在点P与点B之间,如图4,
∵∠MAN=∠APB+∠ANP=∠APB+(180°-∠ANB),
∴∠APB=∠MAN+∠ANB-180°。
第三种情况:点P在⊙O2外,且点M在点P与点A之间,点B在点P与点N之间,如图5,
∵∠APB+∠ANB+∠MAN=180°,
∴∠APB=180°-∠MAN-∠ANB。
第四种情况:点P在⊙O2内,如图6,
∠APB=∠MAN+∠ANB。
【考点】圆周角定理,勾股定理逆定理,三角形内角和定理和外角性质。
【分析】(1)①根据直径所对的圆周角等于90°即可得∠APB=900。
②根据勾股定理的逆定理可得∠AOB=90°,再分点P在优弧上;点P在劣弧上两种情况讨论即可。
(2)根据点P在⊙O1上的位置分为四种情况得到∠APB与∠MAN、∠ANB之间的数量关系。
9. (2012江苏南通12分)如图,在△ABC中,AB=AC=10cm,BC=12cm,点D是BC边的中点.点P从点B出发,以acm/s(a>0)的速度沿BA匀速向点A运动;点Q同时以1cm/s的速度从点D出发,沿DB匀速向点B运动,其中一个动点到达端点时,另一个动点也随之停止运动,设它们运动的时间为ts.
(1)若a=2,△BPQ∽△BDA,求t的值;
(2)设点M在AC上,四边形PQCM为平行四边形.
①若a=,求PQ的长;
②是否存在实数a,使得点P在∠ACB的平分线上?若存在,请求出a的值;若不存在,请说明
理由.
【答案】解:(1)△ABC中,AB=AC=10,BC=12,D是BC的中点,∴BD=CD=BC=6。
∵a=2,∴BP=2t,DQ=t。∴BQ=BD-QD=6-t。
∵△BPQ∽△BDA,∴,即,解得:。
(2)①过点P作PE⊥BC于E,
∵四边形PQCM为平行四边形,
∴PM∥CQ,PQ∥CM,PQ=CM。
∴PB:AB=CM:AC。
∵AB=AC,∴PB=CM。∴PB=PQ。
∴BE=BQ=(6-t)。
∵a=,∴PB=t。
∵AD⊥BC,∴PE∥AD。∴PB:AB=BE:BD,即。
解得,t=。
∴PQ=PB=t=(cm)。
②不存在.理由如下:
∵四边形PQCM为平行四边形,∴PM∥CQ,PQ∥CM,PQ=CM。
∴PB:AB=CM:AC。
∵AB=AC,∴PB=CM,∴PB=PQ。
若点P在∠ACB的平分线上,则∠PCQ=∠PCM,
∵PM∥CQ,∴∠PCQ=∠CPM。∴∠CPM=∠PCM。
∴PM=CM。∴四边形PQCM是菱形。∴PQ=CQ。
∴PB=CQ。
∵PB=at,CQ=BD+QD=6+t,∴PM=CQ=6+t,AP=AB-PB=10-at,且 at=6+t①。
∵PM∥CQ,∴PM:BC=AP:AB,∴,化简得:6at+5t=30②。
把①代入②得,t=。
∴不存在实数a,使得点P在∠ACB的平分线上。
【考点】等腰三角形的性质,相似三角形的判定和性质,平行四边形的性质,平行的性质,菱形的判定和性质,反证法。
【分析】(1)由△ABC中,AB=AC=10,BC=12,D是BC的中点,根据等腰三角形三线合一的性质,
即可求得BD与CD的长,又由a=2,△BPQ∽△BDA,利用相似三角形的对应边成比例,即可求得t的值。
(2)①首先过点P作PE⊥BC于E,由四边形PQCM为平行四边形,易证得PB=PQ,又由平行
线分线段成比例定理,即可得方程,解此方程即可求得答案。
②用反证法,假设存在点P在∠ACB的平分线上,由四边形PQCM为平行四边形,可得四边形PQCM是菱形,即可得PB=CQ,PM:BC=AP:PB,及可得方程组,解此方程组求得t值为负,故可得不存在。
10. (2012江苏南通14分)如图,经过点A(0,-4)的抛物线y=x2+bx+c与x轴相交于点B(-0,0)和C,O为坐标原点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)将抛物线y=x2+bx+c向上平移个单位长度、再向左平移m(m>0)个单位长度,得到新抛物
线.若新抛物线的顶点P在△ABC内,求m的取值范围;
(3)设点M在y轴上,∠OMB+∠OAB=∠ACB,求AM的长.
【答案】解:(1)将A(0,-4)、B(-2,0)代入抛物线y=x2+bx+c中,得:
,解得,。
∴抛物线的解析式:y=x2-x-4。源:学科网ZXXK]
(2)由题意,新抛物线的解析式可表示为:,
即:。它的顶点坐标P(1-m,-1)。
由(1)的抛物线解析式可得:C(4,0)。
∴直线AB:y=-2x-4;直线AC:y=x-4。
当点P在直线AB上时,-2(1-m)-4=-1,解得:m=;
当点P在直线AC上时,(1-m)+4=-1,解得:m=-2;
又∵m>0,
∴当点P在△ABC内时,0<m< 。
(3)由A(0,-4)、B(4,0)得:OA=OC=4,且△OAC是等腰直角三角形。
如图,在OA上取ON=OB=2,则∠ONB=∠ACB=45°。
∴∠ONB=∠NBA+OAB=∠ACB=∠OMB+∠OAB,
即∠ONB=∠OMB。
如图,在△ABN、△AM1B中,
∠BAN=∠M1AB,∠ABN=∠AM1B,
∴△ABN∽△AM1B,得:AB2=AN•AM1;
由勾股定理,得AB2=(-2)2+42=20,
又AN=OA-ON=4-2=2,
∴AM1=20÷2=10,OM1=AM1-OA=10-4=6。
而∠BM1A=∠BM2A=∠ABN,∴OM1=OM2=6,AM2=OM2-OA=6-4=2。
综上,AM的长为6或2。
【考点】二次函数综合题,曲线上点的坐标与方程的关系,平移的性质,二次函数的性质,等腰直角三角形的判定和性质,勾股定理。
【分析】(1)该抛物线的解析式中只有两个待定系数,只需将A、B两点坐标代入即可得解。
(2)首先根据平移条件表示出移动后的函数解析式,从而用m表示出该函数的顶点坐标,将其
代入直线AB、AC的解析式中,即可确定P在△ABC内时m的取值范围。
(3)先在OA上取点N,使得∠ONB=∠ACB,那么只需令∠NBA=∠OMB即可,显然在y轴的正负半轴上都有一个符合条件的M点;以y轴正半轴上的点M为例,先证△ABN、△AMB相似,然后通过相关比例线段求出AM的长。
11. (2012江苏苏州9分)如图,正方形ABCD的边AD与矩形EFGH的边FG重合,将正方形ABCD
以1cm/s的速度沿FG方向移动,移动开始前点A与点F重合.在移动过程中,边AD始终与边FG重合,
连接CG,过点A作CG的平行线交线段GH于点P,连接PD.已知正方形ABCD的边长为1cm,矩形EFGH
的边FG、GH的长分别为4cm、3cm.设正方形移动时间为x(s),线段GP的长为y(cm),其中
0≤x≤2.5.
⑴试求出y关于x的函数关系式,并求出y =3时相应x的值;
⑵记△DGP的面积为S1,△CDG的面积为S2.试说明S1-S2是常数;
⑶当线段PD所在直线与正方形ABCD的对角线AC垂直时,求线段PD的长.
【答案】解:(1)∵CG∥AP,∴∠CGD=∠PAG,则。∴。
∵GF=4,CD=DA=1,AF=x,∴GD=3-x,AG=4-x。
∴,即。∴y关于x的函数关系式为。
当y =3时,,解得:x=2.5。
(2)∵,
∴为常数。
(3)延长PD交AC于点Q.
∵正方形ABCD中,AC为对角线,∴∠CAD=45°。
∵PQ⊥AC,∴∠ADQ=45°。
∴∠GDP=∠ADQ=45°。
∴△DGP是等腰直角三角形,则GD=GP。
∴,化简得:,解得:。
∵0≤x≤2.5,∴。
在Rt△DGP中,。
【考点】正方形的性质,一元二次方程的应用,等腰直角三角形的性质,矩形的性质,解直角三角形,锐角三角函数定义,特殊角的三角函数值。
【分析】(1)根据题意表示出AG、GD的长度,再由可解出x的值。
(2)利用(1)得出的y与x的关系式表示出S1、S2,然后作差即可。
(3)延长PD交AC于点Q,然后判断△DGP是等腰直角三角形,从而结合x的范围得出x的值,在Rt△DGP中,解直角三角形可得出PD的长度。
12. (2012江苏苏州10分)如图,已知抛物线(b是实数且b>2)与x轴的正半轴
分别交于点A、B(点A位于点B的左侧),与y轴的正半轴交于点C.
⑴点B的坐标为 ▲ ,点C的坐标为 ▲ (用含b的代数式表示);
⑵请你探索在第一象限内是否存在点P,使得四边形PCOB的面积等于2b,且△PBC是以点P为直角
顶点的等腰直角三角形?如果存在,求出点P的坐标;如果不存在,请说明理由;
⑶请你进一步探索在第一象限内是否存在点Q,使得△QCO、△QOA和△QAB中的任意两个三角形
均相似(全等可看作相似的特殊情况)?如果存在,求出点Q的坐标;如果不存在,请说明理由.
【答案】解:(1)B(b,0),C(0,)。
(2)假设存在这样的点P,使得四边形PCOB的面积等于2b,且△PBC是以点P为直角顶
点的等腰直角三角形。
设点P坐标(x,y),连接OP,
则
∴。
过P作PD⊥x轴,PE⊥y轴,垂足分别为D、E,
∴∠PEO=∠EOD=∠ODP=90°。∴四边形PEOD是矩形。
∴∠EPD=90°。
∵△PBC是等腰直角三角形,∴PC=PB,∠BPC=90°。
∴∠EPC=∠BPD。∴△PEC≌△PDB(AAS)。∴PE=PD,即x=y。
由 解得,。
由△PEC≌△PDB得EC=DB,即,解得符合题意。
∴点P坐标为(,)。
(3)假设存在这样的点Q,使得△QCO、△QOA和△QAB中的任意两个三角形均相似.
∵∠QAB=∠AOQ+∠AQO,∴∠QAB>∠AOQ,∠QAB>∠AQO.
∴要使得△QOA和△QAB相似,只能∠OAQ=∠QAB=90°,即QA⊥x轴。
∵b>2,∴AB>OA. ∴∠QOA>∠QBA,∴∠QOA=∠AQB,此时∠OQB =90°。
由QA⊥x轴知QA∥y轴,∴∠COQ=∠OQA。
∴要使得△QOA和△OQC相似,只能∠OCQ=90°或∠OQC=90°。
(Ⅰ)当∠OCQ=90°时,△QOA≌△OQC,∴AQ=CO=。
由 得:,解得:。
∵b>2,∴。∴点Q坐标为(1,).
(Ⅱ)当∠OQC=90°时,△QOA∽△OCQ,∴,即。
又,∴,即,解得:AQ=4
此时b=17>2符合题意。∴点Q坐标为(1,4)。
综上可知:存在点Q(1,)或(1,4),使得△QCO、△QOA和△QAB中的任
意两个三角形均相似。
【考点】二次函数综合题,曲线上点的坐标与方程的关系,等腰直角三角形的判定和性质,矩形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质。
【分析】(1)令y=0,即,解关于x的一元二次方程即可求出A,B横坐标,令
x=0,求出y的值即C的纵坐标。
(2)存在,先假设存在这样的点P,使得四边形PCOB的面积等于2b,且△PBC是以点P为直
角顶点的等腰直角三角形.设点P的坐标为(x,y),连接OP,过P作PD⊥x轴,PE⊥y轴,垂足分别为D、E,利用已知条件证明△PEC≌△PDB,进而求出x和y的值,从而求出P的坐标。
(3)存在,假设存在这样的点Q,使得△QCO,△QOA和△QAB中的任意两个三角形均相似,
由条件可知:要使△QOA与△QAB相似,只能∠QAO=∠BAQ=90°,即QA⊥x轴;要使△QOA与△OQC相似,只能∠QCO=90°或∠OQC=90°。再分别讨论求出满足题意Q的坐标即可。
13. (2012江苏宿迁12分)(1)如图1,在△ABC中,BA=BC,D,E是AC边上的两点,且满足∠DBE=∠ABC(0°<∠CBE<∠ABC)。以点B为旋转中心,将△BEC按逆时针方向旋转∠ABC,得到△BE’A(点C与点A重合,点E到点E’处),连接DE’。求证:DE’=DE.
(2)如图2,在△ABC中,BA=BC,∠ABC=90°,D,E是AC边上的两点,
且满足∠DBE=∠ABC(0°<∠CBE<45°).求证:DE2=AD2+EC2.[来
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【答案】证明:(1)∵△BE’A是△BEC按逆时针方向旋转∠ABC得到,
∴BE’=BE,∠E’BA=∠EBC。
∵∠DBE=∠ABC,∴∠ABD+∠EBC =∠ABC。
∴∠ABD+∠E’BA =∠ABC,即∠E’BD=∠ABC。∴∠E’BD=∠DBE。
在△E’BD和△EBD中,∵BE’=BE,∠E’BD=∠DBE,BD=BD,
∴△E’BD≌△EBD(SAS)。∴DE’=DE。
(2)以点B为旋转中心,将△BEC按逆时针方向旋转∠ABC=90°,得到△BE’A(点C与点A重合,点E到点E’处),连接DE’。
由(1)知DE’=DE。
由旋转的性质,知E’A=EC,∠E’ AB=∠ECB。
又∵BA=BC,∠ABC=90°,∴∠BAC=∠ACB=45°。
∴∠E’ AD=∠E’ AB+∠BAC=90°。
在Rt△DE’A中,DE’2=AD2+E’A2,∴DE2=AD2+EC2。
【考点】旋转的性质,等腰(直角)三角形的性质,全等三角形的判定和性质,勾股定理。
【分析】(1)由旋转的性质易得BE’=BE,∠E’BA=∠EBC,由已知∠DBE=∠ABC经等量代换可得
∠E’BD=∠DBE,从而可由SAS得△E’BD≌△EBD,得到DE’=DE。
(2)由(1)的启示,作如(1)的辅助图形,即可得到直角三角形DE’A
,根据勾股定理即可证得结论。
14. (2012江苏宿迁12分)如图,在平面直角坐标系xoy中,已知直线l1:y=x与直线l2:y=-x+6相交于点M,直线l2与x轴相较于点N.
(1) 求M,N的坐标;
(2) 在矩形ABCD中,已知AB=1,BC=2,边AB在x轴上,矩形ABCD沿x轴自左向右以每秒1个
单位长度的速度移动.设矩形ABCD与△OMN的重叠部分的面积为S.移动的时间为t(从点B与点O重合时开始计时,到点A与点N重合时计时结束)。直接写出S与自变量t之间的函数关系式(不需要给出解答过程);
(3) 在(2)的条件下,当t为何值时,S的值最大?并求出最大值.
【答案】解:(1)解得。∴M的坐标为(4,2)。
在y=-x+6中令y=0得x=6,∴N的坐标为(6,0)。
(2)S与自变量t之间的函数关系式为:
(3)当0≤t≤1时,S的最大值为,此时t=1。
当1<t≤4时,S的最大值为,此时t=4。
当4<t≤5时,∵,
∴S的最大值为,此时t=。
当5<t≤6时,S随t的增大而减小,最大值不超过。
当6<t≤7时,S随t的增大而减小,最大值不超过。
综上所述,当t=时,S的值最大,最大值为。
【考点】一次函数综合题,平移问题,直线上点的坐标与方程的关系,一次函数和二次函数的最值。
【分析】(1)联立两直线方程即可求得M的坐标,在y=-x+6中令y=0即可求得N的坐标。
(2)先求各关键位置,自变量t的情况:
起始位置时,t=0;当点A与点O重合时,如图1,t=1;当点C与点M重合时,如图2,t=4;当点D与点M重合时,如图3,t=5;当点B与点N重合时,如图4,t=6;结束位置时,点A与点N重合,t=7。
①当0≤t≤1时,矩形ABCD与△OMN的重叠部分的面积为一三角形面积(不含t=0),三角形的底为t,高为,∴。
②当1<t≤4时,矩形ABCD与△OMN的重叠部分的面积为一梯形面积,梯形的上底为,下底为,高为1。∴。
③当4<t≤5时,矩形ABCD与△OMN的重叠部分的面积为两梯形面积的和,第一个梯形的上底为,下底为2,高为;第二个梯形的上底为-t
+6,下底为2,高为。
∴。
④当5<t≤6时,矩形ABCD与△OMN的重叠部分的面积为一梯形面积,梯形的上底为
6-t ,下底为7-t,高为1。∴。
⑤当6<t≤7时,矩形ABCD与△OMN的重叠部分的面积为一三角形面积(不含t=7),三角形的底为7-t,高为7-t,∴。
(3)分别讨论各分段函数的最大值而得所求。
15. (2012江苏泰州12分)如图,已知直线l与⊙O相离,OA⊥l于点A,OA=5,OA与⊙O相交于点
P,AB与⊙O相切于点B,BP的延长线交直线l于点C.
(1)试判断线段AB与AC的数量关系,并说明理由;
(2)若PC=,求⊙O的半径和线段PB的长;
(3)若在⊙O上存在点Q,使△QAC是以AC为底边的等腰三角形,求⊙O的半径r的取值范围.
【答案】解:(1)AB=AC。理由如下:
连接OB。
∵AB切⊙O于B,OA⊥AC,∴∠OBA=∠OAC=90°。
∴∠OBP+∠ABP=90°,∠ACP+∠CPB=90°。
∵OP=OB,∴∠OBP=∠OPB。
∵∠OPB=∠APC,∴∠ACP=∠ABC。
∴AB=AC。
(2)延长AP交⊙O于D,连接BD,
设圆半径为r,则由OA=5得,OP=OB=r,PA=5-r。
又∵PC=,
∴ 。
由(1)AB=AC得,解得:r=3。
∴AB=AC=4。
∵PD是直径,∴∠PBD=90°=∠PAC。
∵∠DPB=∠CPA,∴△DPB∽△CPA。∴,即,解得。
(3)作线段AC的垂直平分线MN,作OE⊥MN,
则OE=AC=AB=。
又∵圆O要与直线MN交点,∴OE=≤r,
∴r≥。
又∵圆O与直线l相离,∴r<5。
∴⊙O的半径r的取值范围为≤r<5.
【考点】切线的性质,三角形内角和定理,等腰三角形的判定和性质,勾股定理,直线与圆的位置关系,相似三角形的判定和性质。
【分析】(1)连接OB,根据切线的性质和垂直得出∠OBA=∠OAC=90°,推出∠OBP+∠ABP=90°,
∠ACP+∠CPB=90°,求出∠ACP=∠ABC,根据等腰三角形的判定推出即可。
(2)延长AP交⊙O于D,连接BD,设圆半径为r,则OP=OB=r,PA=5-r,根据AB=AC推出
,求出r,证△DPB∽△CPA,得出 ,代入求出PB即可。
(3)根据已知得出Q在AC的垂直平分线上,作出线段AC的垂直平分线MN,作OE⊥MN,求出OE<r,求出r范围,再根据相离得出r<5,即可得出答案。
16. (2012江苏泰州12分) 如图,已知一次函数的图象与x轴相交于点A,与反比例函数
的图象相交于B(-1,5)、C(,d)两点.点P(m,n)是一次函数的图象上的动点.
(1)求k、b的值;
(2)设,过点P作x轴的平行线与函数的图象相交于点D.试问△PAD的面积是
否存在最大值?若存在,请求出面积的最大值及此时点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)设,如果在两个实数m与n之间(不包括m和n)有且只有一个整数,求实数a的取值
范围.
【答案】解:(1)将点B 的坐标代入,得 ,解得。
∴反比例函数解析式为。
将点C(,d)的坐标代入,得。∴C(,-2)。
∵一次函数的图象经过B(-1,5)、C(,-2)两点,
∴,解得。
(2)存在。
令,即,解得。∴A(,0)。
由题意,点P(m,n)是一次函数的图象上的动点,且
∴点P在线段AB 上运动(不含A、B)。设P()。
∵DP∥x轴,且点D在的图象上,
∴,即D()。
∴△PAD的面积为。
∴S关于n的二次函数的图象开口向下,有最大值。
又∵n=,,得,而。
∴当时,即P()时,△PAD的面积S最大,为。
(3)由已知,P()。
易知m≠n,即,即。
若,则。
由题设,,解出不等式组的解为。
若,则。
由题设,,解出不等式组的解为。
综上所述,数a的取值范围为,。
【考点】反比例函数和一次函数综合问题,曲线上点的坐标与方程的关系,平行的性质,二次函数的性质,不等式组的应用。
【分析】(1)根据曲线上点的坐标与方程的关系,由B 的坐标求得,从而得到;由点C在上求得,即得点C的坐标;由点B、C在上,得方程组,解出即可求得k、b的值。
(2)求出△PAD的面积S关于n的二次函数(也可求出关于m),应用二次函数的最值原理即可求得面积的最大值及此时点P的坐标。
(3)由m≠n得到。分和两种情况求解。
17. (2012江苏无锡8分)对于平面直角坐标系中的任意两点P1(x1,y1),P2(x2,y2),我们把|x1﹣x2|+|y1﹣y2|叫做P1、P2两点间的直角距离,记作d(P1,P2).
(1)已知O为坐标原点,动点P(x,y)满足d(O,P)=1,请写出x与y之间满足的关系式,并在所给的直角坐标系中画出所有符合条件的点P所组成的图形;
(2)设P0(x0,y0)是一定点,Q(x,y)是直线y=ax+b上的动点,我们把d(P0,Q)的最小值叫做P0到直线y=ax+b的直角距离.试求点M(2,1)到直线y=x+2的直角距离.
【答案】解:(1)由题意,得|x|+|y|=1。
所有符合条件的点P组成的图形如图所示:
(2)∵d(M,Q)=|x﹣2|+|y﹣1|=|x﹣2|+|x+2﹣1|=|x﹣2|+|x+1|,
又∵x可取一切实数,|x﹣2|+|x+1|表示数轴上实数x所对应的点到数2和﹣1所对应的点的距离之和,其最小值为3。
∴点M(2,1)到直线y=x+2的直角距离为3。
【考点】新定义,一次函数综合题,绝对值与数轴的关系。
【分析】(1)根据新定义知|x|+|y|=1,据此可以画出符合题意的图形。
(2)根据新定义知d(M,Q)=|x﹣2|+|y﹣1|=|x﹣2|+|x+2﹣1|=|x﹣2|+|x+1|,然后由绝对值与数轴的关系可知,|x﹣2|+|x+1|表示数轴上实数x所对应的点到数2和﹣1所对应的点的距离之和,其最小值为3。
18. (2012江苏无锡10分)如图,菱形ABCD的边长为2cm,∠DAB=60°.点P从A点出发,以cm/s的速度,沿AC向C作匀速运动;与此同时,点Q也从A点出发,以1cm/s
的速度,沿射线AB作匀速运动.当P运动到C点时,P、Q都停止运动.设点P运动的时间为ts.
(1)当P异于A.C时,请说明PQ∥BC;
(2)以P为圆心、PQ长为半径作圆,请问:在整个运动过程中,t为怎样的值时,⊙P与边BC分别有1个公共点和2个公共点?
【答案】解:(1)∵四边形ABCD是菱形,且菱形ABCD的边长为2,
∴AB=BC=2,∠BAC=∠DAB。
又∵∠DAB=60°,∴∠BAC=∠BCA=30°。
如图1,连接BD交AC于O。
∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,OA=AC。
∴OB=AB=1。∴OA=,AC=2OA=2。
运动ts后,AP=t,AO=t,∴。
又∵∠PAQ=∠CAB,∴△PAQ∽△CAB.∴∠APQ=∠ACB.
∴PQ∥BC.
(2)如图2,⊙P与BC切于点M,连接PM,则PM⊥BC。
在Rt△CPM中,∵∠PCM=30°,∴PM=。
由PM=PQ=AQ=t,即=t,解得t=,
此时⊙P与边BC有一个公共点。
如图3,⊙P过点B,此时PQ=PB,
∵∠PQB=∠PAQ+∠APQ=60°
∴△PQB为等边三角形。∴QB=PQ=AQ=t。∴t=1。
∴当时,⊙P与边BC有2个公共点。
如图4,⊙P过点C,此时PC=PQ,即 =t
∴t=。
∴当1≤t≤时,⊙P与边BC有一个公共点。
当点P运动到点C,即t=2时,Q、B重合,⊙P过点B,
此时,⊙P与边BC有一个公共点。
综上所述,当t=或1≤t≤或t=2时,⊙P与菱形ABCD的边BC有1个公共点;当时,⊙P与边BC有2个公共点。
【考点】直线与圆的位置关系,菱形的性质,含30°角直角三角形的性质,相似三角形的判定和性质,平行的判定,切线的性质,等边三角形的判定和性质。
【分析】(1)连接BD交AC于O,构建直角三角形AOB.利用菱形的对角线互相垂直、对角线平分对角、邻边相等的性质推知△PAQ∽△CAB;然后根据“相似三角形的对应角相等”证得∠APQ=∠ACB;最后根据平行线的判定定理“同位角相等,两直线平行”可以证得结论。
(2)分⊙P与BC切于点M,⊙P过点B,⊙P过点C和点P运动到点C四各情况讨论即可。
19. (2012江苏徐州8分)如图1,A、B、C、D为矩形的四个顶点,AD=4cm,AB=dcm。动点E、F分别从点D、B出发,点E以1 cm/s的速度沿边DA向点A移动,点F以1 cm/s的速度沿边BC向点C移动,点F移动到点C时,两点同时停止移动。以EF为边作正方形EFGH,点F出发xs时,正方形EFGH的面积为ycm2。已知y与x的函数图象是抛物线的一部分,如图2所示。请根据图中信息,解答下列问题:
(1)自变量x的取值范围是 ▲ ;
(2)d= ▲ ,m= ▲ ,n= ▲ ;
(3)F出发多少秒时,正方形EFGH的面积为16cm2?
【答案】解:(1)0≤x≤4。
(2)3,2,25.
(3)过点E作EI⊥BC垂足为点I。则四边形DEIC为矩形。
∴EI=DC=3,CI=DE=x。
∵BF=x,∴IF=4-2x。
在Rt△EFI中,。
∵y是以EF为边长的正方形EFGH的面积,
∴。
当y=16时,,
解得,。
∴F出发或秒时,正方形EFGH的面积为16cm2。
【考点】动点问题,矩形的判定和性质,平行线间垂直线段的性质,勾股定理,解一元二次方程。
【分析】(1)自变量x的取值范围是点F从点C到点B的运动时间,由时间=距离÷速度,即可求。
(2)由图2知,正方形EFGH的面积的最小值是9,而正方形EFGH的面积最小时,根据地两平行线间垂直线段最短的性质,得d=AB=EF=3。
当正方形EFGH的面积最小时,由BF=DE和EF∥AB得,E、F分别为AD、BC的中点,即m=2。
当正方形EFGH的面积最大时,EF等于矩形ABCD的对角线,根据勾股定理,它为5,即n=25。
(3)求出正方形EFGH的面积y关于x的函数关系式,即可求得F出发或秒时,正方形EFGH的面积为16cm2。
20. (2012江苏徐州10分)如图,直线与x轴、y轴分别相交于点A、B,与正比例函数的图象相交于点C、D(点C在点D的左侧),⊙O是以CD长为半径的圆。CE∥x轴,DE∥y轴,CE、DE相交于点E。
(1)△CDE是 ▲ 三角形;点C的坐标为 ▲ ,点D的坐标为 ▲ (用含有b的代数式表示);
(2)b为何值时,点E在⊙O上?
(3)随着b取值逐渐增大,直线与⊙O有哪些位置关系?求出相应b的取值范围。
【答案】解:(1)等腰直角;;。
(2)当点E在⊙O上时,如图,连接OE。则OE=CD。
∵直线与x轴、y轴相交于点A(-b,0),B(0,b),CE∥x轴,DE∥y轴,
∴△DCE、△BDO是等腰直角三角形。
∵整个图形是轴对称图形,
∴OE平分∠AOB,∠AOE=∠BOE=450。
∵CE∥x轴,DE∥y轴,
∴四边形CAOE、OEDB是等腰梯形。
∴OE=AC=BD。
∵OE=CD,∴OE=AC=BD=CD。
过点C作CF⊥x轴,垂足为点F。
则△AFC∽△AOB。∴。∴。
∴,解得。
∵,∴。
∴当时,点E在⊙O上。
(3)当⊙O与直线相切于点G时,
如图 ,连接OG。
∵整个图形是轴对称图形,
∴点O、E、G在对称轴上。
∴GC=GD=CD=OG=AG。∴AC=CG=GD=DB。∴AC=AB。
过点C作CH⊥x轴,垂足为点H。 则△AHC∽△AOB。
∴。∴。
∴,解得。
∵,∴。
∴当时,直线与⊙O相切;
当时,直线与⊙O相离;
当时,直线与⊙O相交。
【考点】反比例函数和一次函数交点问题,等腰直角三角形的判定和性质,曲线上点的坐标与方程的关系,轴对称图形的性质,等腰梯形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,直线和圆的位置关系。
【分析】(1)∵直线与x轴、y轴相交于点A(-b,0),B(0,b),CE∥x轴,DE∥y轴,
∴△DCE是等腰直角三角形。
解得,或。
∵点C在点D的左侧,∴点C的坐标为,点D的坐标为。
(2)连接OE,过点C作CH⊥x轴于点H。由整个图形是轴对称图形,可求得OE=AC=BD=CD。由△AFC∽△AOB可求得,代入CF、BO关于b的关系式求解即得所求。
(3)讨论直线与⊙O相切时,b的取值即可得到直线与⊙O的位置关系。
当⊙O与直线相切于点G时,连接OG,过点C作CH⊥x轴于点H。由整个图形是轴对称图形,可求得AC=CG=GD=DB,即AC=AB。由△AHC∽△AOB可求得,代入CH、BO关于b的关系式求解即得⊙O与直线相切时相应b的值。从而得到直线与⊙O相离和相交时相应b的取值范围。
21. (2012江苏盐城12分)
知识迁移: 当且时,因为≥,所以≥,从而≥(当
时取等号).记函数,由上述结论可知:当时,该函数有最小值为.
直接应用:已知函数与函数, 则当_________时,取得最小值
为_________.
变形应用:已知函数与函数,求的最小值,并指出取得该
最小值时相应的的值.
实际应用:已知某汽车的一次运输成本包含以下三个部分:一是固定费用,共元;二是燃油费,每
千米为元;三是折旧费,它与路程的平方成正比,比例系数为.设该汽车一次运输的路程为千米,
求当为多少时,该汽车平均每千米的运输成本最低?最低是多少元?
【答案】解:直接应用:1;2 。
变形应用:∵ ,
∴有最小值为。
当,即时取得该最小值。
实际应用:设该汽车平均每千米的运输成本为元,则
,
∴当(千米)时,
该汽车平均每千米的运输成本最低,
最低成本为元。
【考点】二次函数的应用,几何不等式。
【分析】直接运用:可以直接套用题意所给的结论,即可得出结果:
∵函数,由上述结论可知:当时,
该函数有最小值为,
∴函数与函数,则当时,取得最小值为。
变形运用:先得出的表达式,然后将看做一个整体,再运用所给结论即可。
实际运用:设该汽车平均每千米的运输成本为元,则可表示出平均每千米的运输成本,利用所
给的结论即可得出答案。
22. (2012江苏盐城12分)在平面直角坐标系中,已知二次函数的图象经过点和点,直线经过抛物线的顶点且与轴垂直,垂足为.
(1) 求该二次函数的表达式;
(2) 设抛物线上有一动点从点处出发沿抛物线向上运动,其纵坐标随时间
≥)的变化规律为.现以线段为直径作.
①当点在起始位置点处时,试判断直线与的位置关系,并说明理由;在点运动的过
程中,直线与是否始终保持这种位置关系? 请说明你的理由;
②若在点开始运动的同时,直线也向上平行移动,且垂足的纵坐标随时间的变化规律为
,则当在什么范围内变化时,直线与相交? 此时,若直线被所截得的弦长为,试求的最大值.
【答案】解:(1)将点和点的坐标代入,得
,解得。
∴二次函数的表达式为。
(2)①当点在点处时,直线与相切。理由如下:
∵点,∴圆心的坐标为,的半径为。
又抛物线的顶点坐标为(0,-1),即直线上所有点的巫坐标均为-1,从而圆心到直线的距离为。
∴直线与相切。
在点运动的过程中,直线与始终保持相切的位置关系。理由如下:
设点,则圆心的坐标为,
∴圆心到直线的距离为。
又∵,∴。
则的半径为。
∴直线与始终相切。
②由①知的半径为,
又∵圆心的纵坐标为,直线上的点的纵坐标为,
∴(ⅰ)当≥,即≤时,圆心到直线的距离为
。
则由,得,解得,
∴此时≤。
(ⅱ)当<,即>时, 圆心到直线的距离为
。
则由,得,解得。
∴此时<。
综上所述,当时,直线与相交。
∵当时,圆心到直线的距离为,又半径为,∴。
∴当时, 取得最大值为。
【考点】二次函数综合题,曲线上点的坐标与方程的关系,直线与圆的位置关系,勾股定理,点到直线的距离,二次函数的性质。
【分析】(1)所求函数的解析式中有两个待定系数,直接将点和点坐标代入即可得解。
(2)①由于是的直径,由点的纵坐标可表示出点的纵坐标,从而能表示出到直线的距离,长易得。然后通过比较的半径和到直线的距离,即可判定直线与的位置关系。
②该题要分两问来答,首先看第一问;该小题的思路和①完全一致,唯一不同的地方:要注意直线与的位置关系(需要考虑到到直线的表达方式)。
在第二问中, 最大,那么求出关于的函数关系式,应用二次函数的最值原理即可求解。
23. (2012江苏扬州12分)已知抛物线y=ax2+bx+c经过A(-1,0)、B(3,0)、C(0,3)三点,直线l是抛物线的对称轴.
(1)求抛物线的函数关系式;
(2)设点P是直线l上的一个动点,当△PAC的周长最小时,求点P的坐标;
(3)在直线l上是否存在点M,使△MAC为等腰三角形?若存在,直接写出所有符合条件的点M的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】解:(1)∵A(-1,0)、B(3,0)经过抛物线y=ax2+bx+c,
∴可设抛物线为y=a(x+1)(x-3)。
又∵C(0,3) 经过抛物线,∴代入,得3=a(0+1)(0-3),即a=-1。
∴抛物线的解析式为y=-(x+1)(x-3),即y=-x2+2x+3。
(2)连接BC,直线BC与直线l的交点为P。
则此时的点P,使△PAC的周长最小。
设直线BC的解析式为y=kx+b,
将B(3,0),C(0,3)代入,得:
,解得:。
∴直线BC的函数关系式y=-x+3。
当x-1时,y=2,即P的坐标(1,2)。
(3)存在。点M的坐标为(1,),(1,-),(1,1),(1,0)。
【考点】二次函数综合题,待定系数法,曲线上点的坐标与方程的关系,线段中垂线的性质,三角形三边关系,等腰三角形的性质。
【分析】(1)可设交点式,用待定系数法求出待定系数即可。
(2)由图知:A、B点关于抛物线的对称轴对称,那么根据抛物线的对称性以及两点之间线段最短可知:若连接BC,那么BC与直线l的交点即为符合条件的P点。
(3)由于△MAC的腰和底没有明确,因此要分三种情况来讨论:①MA=AC、②MA
=MC、②AC=MC;可先设出M点的坐标,然后用M点纵坐标表示△MAC的三边长,再按上面的三种情况列式求解:
∵抛物线的对称轴为: x=1,∴设M(1,m)。
∵A(-1,0)、C(0,3),∴MA2=m2+4,MC2=m2-6m+10,AC2=10。
①若MA=MC,则MA2=MC2,得:m2+4=m2-6m+10,得:m=1。
②若MA=AC,则MA2=AC2,得:m2+4=10,得:m=±。
③若MC=AC,则MC2=AC2,得:m2-6m+10=10,得:m=0,m=6,
当m=6时,M、A、C三点共线,构不成三角形,不合题意,故舍去。
综上可知,符合条件的M点,且坐标为(1,),(1,-),(1,1),(1,0)。
24. (2012江苏扬州12分)如图1,在平面直角坐标系中,矩形OABC的顶点O在坐标原点,顶点A、C分别在x轴、y轴的正半轴上,且OA=2,OC=1,矩形对角线AC、OB相交于E,过点E的直线与边OA、BC分别相交于点G、H.
(1)①直接写出点E的坐标: .
②求证:AG=CH.
(2)如图2,以O为圆心,OC为半径的圆弧交OA与D,若直线GH与弧CD所在的圆相切于矩形内一点F,求直线GH的函数关系式.
(3)在(2)的结论下,梯形ABHG的内部有一点P,当⊙P与HG、GA、AB都相切时,求⊙P的半径.
【答案】解:(1)① (1,)。
②证明:∵四边形OABC是矩形,∴CE=AE,BC∥OA。∴∠HCE=∠GAE。
∵在△CHE和△AGE中,∠HCE=∠GAE, CE=AE,∠HEC=∠G EA,
∴△CHE≌△AGE(ASA)。∴AG=CH。
(2)连接DE并延长DE交CB于M,连接AC,
则由矩形的性质,点E在AC上。
∵DD=OC=1=OA,∴D是OA的中点。
∵在△CME和△ADE中,
∠MCE=∠DAE, CE=AE,∠MEC=∠DEA,
∴△CME≌△ADE(ASA)。∴CM=AD=2-1=1。
∵BC∥OA,∠COD=90°,∴四边形CMDO是矩形。∴MD⊥OD,MD⊥CB。
∴MD切⊙O于D。
∵HG切⊙O于F,E(1,),∴可设CH=HF=x,FE=ED==ME。
在Rt△MHE中,有MH2+ME2=HE2,即(1-x)2+()2=(+x)2,解得x=。
∴H(,1),OG=2-。∴G(,0)。
设直线GH的解析式是:y=kx+b,
把G、H的坐标代入得:,解得:。
∴直线GH的函数关系式为。
(3)连接BG,
∵在△OCH和△BAG中,
CH=AG,∠HCO=∠GAB,OC=AB,
∴△OCH≌△BAG(SAS)。∴∠CHO=∠AGB。
∵∠HCO=90°,∴HC切⊙O于C,HG切⊙O于F。
∴OH平分∠CHF。∴∠CHO=∠FHO=∠BGA。
∵△CHE≌△AGE,∴HE=GE。
∵在△HOE和△GBE中,HE=GE,∠HEO=∠GEB,OE=BE,
∴△HOE≌△GBE(SAS)。∴∠OHE=∠BGE。21世纪教育网
∵∠CHO=∠FHO=∠BGA,∴∠BGA=∠BGE,即BG平分∠FGA。
∵⊙P与HG、GA、AB都相切,∴圆心P必在BG上。
过P做PN⊥GA,垂足为N,则△GPN∽△GBA。∴。
设半径为r,则,解得。
答:⊙P的半径是.
【考点】一次函数综合题,矩形的性质和判定,全等三角形的性质和判定,切线的判定和性质,勾股定理,待定系数法,直线上点的坐标与方程的关系,角平分线的判定和性质,相似三角形的判定和性质。
【分析】(1))①根据矩形的性质和边长即可求出E的坐标。
②推出CE=AE,BC∥OA,推出∠HCE=∠EAG,证出△CHE≌△AGE即可。
(2)连接DE并延长DE交CB于M,求出DD=OC=OA,证△CME≌△ADE,推出四边形CMDO是矩形,求出MD切⊙O于D,设CH=HF=x,推出(1-x)2+()2=(+x)2,求出H、G的坐标,设直线GH的解析式是y=kx+b,把G、H的坐标代入求出即可。
(3)连接BG,证△OCH≌△BAG,求出∠CHO=∠AGB,证△HOE≌△GBE,求出∠OHE=∠BGE,得出BG平分∠FGA,推出圆心P必在BG上,过P做PN⊥GA,垂足为N,根据△GPN∽△GBA,得出,设半径为r,代入求出即可。
25. (2012江苏镇江9分)对于二次函数和一次函数,把称为这两个函数的“再生二次函数”,其中t是不为零的实数,其图象记作抛物线E。现有点A(2,0)和抛物线E上的点B(-1,n),请完成下列任务:
【尝试】
(1)当t=2时,抛物线的顶点坐标为 ▲ 。
(2)判断点A是否在抛物线E上;
(3)求n的值。
【发现】通过(2)和(3)的演算可知,对于t取任何不为零的实数,抛物线E总过定点,坐标为 ▲ 。
【应用1】二次函数是二次函数和一次函数的一个“再生二次函数”吗?如果是,求出t的值;如果不是,说明理由;
【应用2】以AB为边作矩形ABCD,使得其中一个顶点落在y轴上,或抛物线E经过A、B、C、D其中的一点,求出所有符合条件的t的值。
【答案】解:【尝试】(1)(1,-2)。
(2)点A在抛物线E上,理由如下:
将x=2代入得y=0。
∴点A在抛物线E上。
(3)将(-1,n)代入得
。
【发现】A(2,0)和B(-1,6)。
【应用1】不是。
∵将x=-1代入,得,
∴二次函数的图象不经过点B。
∴二次函数不是二次函数和一次函数的一个“再生二次函数”。
【应用2】如图,作矩形ABC1D1和ABC2D2,过点B作BK⊥y轴于点K,过点D1作D1G⊥x轴于点G,过点C2作C2H⊥y
轴于点H,过点B作BM⊥x轴于点M,C2H与BM相交于点T。
易得AM=3,BM=6,BK=1,△KBC1∽△NBA,
则,即,得。
∴C1(0,)。
易得△KBC1≌△GAD1,得AG=1,GD1=。∴D1(3,)。
易得△OAD2∽GAD1,则,
由AG=1,OA=2,GD1=得,得OD2=1。∴D2(0,-1)。
易得△TBC2≌△OD2A,得TC2=AO=2,BT==OD2=1。∴C2(-3,5)。
∵抛物线E总过定点A、B,∴符合条件的三点只可能是A、B、C或A、B、D。
当抛物线经过A、B、C1时,将C1(0,)代入得;
当抛物线经过A、B、D1时,将D1(3,)代入得;
当抛物线经过A、B、C2时,将C2(-3,5)代入得;
当抛物线经过A、B、D2时,将D2(0,-1)代入得。
∴满足条件的所有t值为,,,。
【考点】新定义,二次函数的性质,曲线上点的坐标与方程的关系,矩形的性质。
【分析】【尝试】(1)当t=2时,抛物线为,∴抛物线的顶点坐标为(1,-2)。
(2)根据点在曲线上,点的坐标满足方程的关系验证即可。
(3)根据点在曲线上,点的坐标满足方程的关系,将(-1,n
)代入函数关系式即可求得n的值。
【发现】由(1)可得。
【应用1】根据点在曲线上,点的坐标满足方程的关系验证即可。
【应用2】根据条件,作出矩形,求出各点坐标,根据新定义求出t的值。
26. (2012江苏镇江11分)等边△ABC的边长为2,P是BC边上的任一点(与B、C不重合),连接AP,以AP为边向两侧作等边△APD和等边△APE,分别与边AB、AC交于点M、N(如图1)。
(1)求证:AM=AN;
(2)设BP=x。
①若,BM=,求x的值;
②记四边形ADPE与△ABC重叠部分的面积为S,求S与x之间的函数关系式以及S的最小值;
③连接DE,分别与边AB、AC交于点G、H(如图2),当x取何值时,∠BAD=150?并判断此时以DG、GH、HE这三条线段为边构成的三角形是什么特殊三角形,请说明理由。
【答案】解:(1)证明:∵△ABC、△APD和△APE都是等边三角形,
∴AD=AP,∠DAP=∠BAC=600,∠ADM=∠APN=600。∴∠DAM=∠PAN。
∴△ADM≌△APN(ASA),∴AM=AN。
(2)①易证△BPM∽△CAP,∴,
∵BN=,AC=2,CP=2-x,∴,即。
解得x=或x=。
②四边形AMPN的面积即为四边形ADPE与△ABC重叠部分的面积。
∵△ADM≌△APN,∴。
∴。
如图,过点P作PS⊥AB于点S,过点D作DT⊥AP于点T,则点T是AP的中点。
在Rt△BPS中,∵∠P=600,BP=x,
∴PS=BPsin600=x,BS=BPcos600=x。
∵AB=2,∴AS=AB-BC=2-x。
∴。
∴。
∴。
∴当x=1时,S的最小值为。
③连接PG,设DE交AP于点O。
若∠BAD=150,
∵∠DAP =600,∴∠PAG =450。
∵△APD和△APE都是等边三角形,
∴AD=DP=AP=PE=EA。
∴四边形ADPE是菱形。
∴DO垂直平分AP。
∴GP=AG。∴∠APG =∠PAG =450。
∴∠PGA =900。
设BG=t,
在Rt△BPG中,∠B=600,∴BP=2t,PG=。∴AG=PG=。
∴,解得t=-1。∴BP=2t=2-2。
∴当BP=2-2时,∠BAD=150。
猜想:以DG、GH、HE这三条线段为边构成的三角形是直角三角形。
∵四边形ADPE是菱形,∴AO⊥DE,∠ADO=∠AEH=300。
∵∠BAD=150,∴易得∠AGO=450,∠HAO=150,∠EAH=450。
设AO=a,则AD=AE=2 a,OD=a。∴DG=DO-GO=(-1)a。
又∵∠BAD=150,∠BAC=600,∠ADO=300,∴∠DHA=∠DAH=750。
∵DH=AD=2a,
∴GH=DH-DG=2a-(-1)a=(3-)a,
HE=2DO-DH=2a-2a=2(-1)a。
∵,
,
∴。
∴以DG、GH、HE这三条线段为边构成的三角形是直角三角形。
【考点】等边三角形的性质,全等三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,解一元二次方程,锐角三角函数定义,特殊角的三角函数值,二次函数的最值,菱形的判定和性质,勾股定理和逆定理。
【分析】(1)由△ABC、△APD和△APE都是等边三角形可得边角的相等关系,从而用ASA证明。
(2)①由△BPM∽△CAP,根据对应边成比例得等式,解方程即可。
②应用全等三角形的判定和性质,锐角三角函数和勾股定理相关知识求得,
用x的代数式表示S,用二次函数的最值原理求出S的最小值。
③由∠BAD=150得到四边形ADPE是菱形,应用相关知识求解。
求出DG、GH、HE的表达式,用勾股定理逆定理证明。