


辽宁省沈阳市和平区沈阳铁路实验中学2022-2023学年九年级上学期第三次月考数学试题
展开辽宁省沈阳市和平区沈阳铁路实验中学2022-2023学年九年级上学期第三次月考数学试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.如图是一个水平放置的全封闭物体,则它的俯视图是( )
A. B.
C. D.
2.下列运算正确的是( )
A.−2a2=−4a2 B.a+b2=a2+b2
C.a52=a7 D.−a+2−a−2=a2−4
3.华为Mate20手机搭载了全球首款7纳米制程芯片,7纳米就是0.000000007米.数据0.000000007用科学记数法表示为( ).
A.7×10﹣7 B.0.7×10﹣8 C.7×10﹣8 D.7×10﹣9
4.如图,在5×4的正方形网格中,每个小正方形的边长都是1,ΔABC的顶点都在这些小正方形的顶点上,则sin∠BAC的值为( )
A.43 B.34 C.35 D.45
5.如图,四边形ABCD内接于⊙O,连接OB,OD.若∠BOD=∠BCD,则∠BAD的度数为( )
A.30° B.45° C.60° D.120°
6.不等式组5x+2>3(x−1)12x−1≤7−32x的所有非负整数解的和是( )
A.10 B.7 C.6 D.0
7.如图,二次函数y=ax2+bx+c的图象过点(-1,0)和点(3,0),则下列说法正确的是( )
A.bc<0 B.a+b+c>0 C.2a+b=0 D.4ac>b2
8.如图,在平面直角坐标系中,菱形OABC的边OA在x轴的正半轴上,反比例函数y=kxx>0的图象经过对角线OB的中点D和顶点C.若菱形OABC的面积为12,则k的值为( ).
A.6 B.5 C.4 D.3
9.已知函数y=x2−x(x⩾0)−x2−x(x<0),当a≤x≤b时,﹣14≤y≤2,则b﹣a的最大值为( )
A.52 B.52+22 C.32 D.2
10.如图,正方形ABCD,点F在边AB上,且AF:FB=1:2,CE⊥DF,垂足为M,且交AD于点E,AC与DF交于点N,延长CB至G,使BG=12BC,连接CM.有如下结论:①DE=AF;②AN=24AB;③∠ADF=∠GMF;④SΔANF:S四边形CNFB=1:8.上述结论中,所有正确结论的序号是( )
A.①② B.①③ C.①②③ D.②③④
二、填空题
11.因式分解:4ab2−4a2b−b3=_____.
12.如果一组数据为4、a、5、3、8,其平均数为a,那么这组数据的方差为_______.
13.若关于x的方程xx−3−2=mx−3有正数解,则m的取值范围为______.
14.在−4,−2,1,2四个数中,随机取两个数分别作为函数y=ax+b 中a,b的值,则该一次函数图象经过第一、二、四象限的概率为_____.
15.已知m,n是方程x2+2x﹣6=0的一个根,则代数式m2﹣mn+3m+n的值为________.
16.如图,在Rt△ABC中,∠B=90°,AB=6,BC=8,点D、E分别是AC,BC的中点,点F是AD上一点,将△CEF沿EF折叠得△C′EF,C′F交BC于点G.当△CFG与△ABC相似时,CF的长为_____.
17.观察下列一组数:
a1=13,a2=35,a3=69,a4=1017,a5=1533,…,
它们是按一定规律排列的,请利用其中规律,写出第n个数an=__________(用含n的式子表示)
18.如图,△ABC,∠A=45°,∠B=60°,AB=4,P是AC上一动点,分别做点P关于AB、BC的对称点M、N,连MN,交BA、BC于点E、F,则△PEF周长的最小值为_____.
三、解答题
19.计算:6sin60°- 12+120+3−2022.
20.某校举行了自贡市创建全国文明城市知识竞赛活动,初一年级全体同学参加了知识竞赛.收集数据:现随机抽取了初一年级30名同学的“创文知识竞赛”成绩,分数如下(单位:分):
90 85 68 92 81 84 95 93 87 89 78 99 89 85 97
88 81 95 86 98 95 93 89 86 84 87 79 85 89 82
整理分析数据:
成绩x(单位:分)
频数(人数)
60≤x<70
1
70≤x<80
80≤x<90
17
90≤x<100
(1)请将图表中空缺的部分补充完整;
(2)学校决定表彰“创文知识竞赛”成绩在90分及其以上的同学.根据上面统计结果估计该校初一年级360人中,约有多少人将获得表彰;
(3)“创文知识竞赛”中,受到表彰的小红同学得到了印有龚扇、剪纸、彩灯、恐龙图案的四枚纪念章,她从中选取两枚送给弟弟,则小红送给弟弟的两枚纪念章中,恰好有恐龙图案的概率是 .
21.如图,在矩形ABCD中,对角线AC的中点为O,点G,H在对角线AC上,AG=CH,直线GH绕点O逆时针旋转α角,与边AB、CD分别相交于点E、F(点E不与点A、B重合).
(1)求证:四边形EHFG是平行四边形;
(2)若∠α=90°,AB=9,AD=3,求AE的长.
22.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,D是AC上一点,过B,C,D三点的⊙O交AB于点E,连接ED,EC,点F是线段AE上的一点,连接FD,其中∠FDE=∠DCE.
(1)求证:DF是⊙O的切线.
(2)若D是AC的中点,∠A=30°,BC=4,求DF的长.
23.在我市“青山绿水”行动中,某社区计划对面积为3600m2的区域进行绿化,经投标由甲、乙两个工程队来完成.已知甲队每天能完成绿化的面积是乙队每天能完成绿化面积的2倍,如果两队各自独立完成面积为600m2区域的绿化时,甲队比乙队少用6天.
(1)求甲、乙两工程队每天各能完成多少面积的绿化;
(2)若甲队每天绿化费用是1.2万元,乙队每天绿化费用为0.5万元,社区要使这次绿化的总费用不超过40万元,则至少应安排乙工程队绿化多少天?
24.如图,在平面直角坐标系xoy中,一次函数的图象与反比例函数的图象交于二、四象限内的A、B两点,与x轴交于C点,点B坐标为(6,n).线段OA=5,E为x轴上一点,且sin∠AOE= .
(1)求该反比例函数和一次函数的解析式;
(2)求△AOC的面积.
(3)直接写出时的x取值范围.
25.在平面直角坐标系中,O为原点,点A(6,0),点B在y轴的正半轴上,∠ABO=30°.矩形CODE的顶点D,E,C分别在OA,AB,OB上,OD=2
(1)如图①,求点E的坐标;
(2)将矩形CODE沿x轴向右平移,得到矩形′′′′,点C,O,D,E的对应点分别为′,′,′,′.设′=t,矩形′′′′与ΔABO重叠部分的面积为S.
①如图②,当矩形′′′′与ΔABO重叠部分为五边形时,′′,′′分别与AB相交于点M,F,试用含有t的式子表示S,并直接写出t的取值范围;
②当3⩽S⩽53时,求t的取值范围(直接写出结果即可).
26.综合与探究:
如图1,Rt△AOB的直角顶点O在坐标原点,点A在y轴正半轴上,点B在x轴正半轴上,OA=4,OB=2.将线段AB绕点B顺时针旋转90°得到线段BC,过点C作CD⊥x轴于点D,抛物线y=ax2+3x+c经过点C,与y轴交于点E(0,2),直线AC与x轴交于点H.
(1)求点C的坐标及抛物线的表达式;
(2)如图2,已知点G是线段AH上的一个动点,过点G作AH的垂线交抛物线于点F(点F在第一象限).设点G的横坐标为m.
①点G的纵坐标用含m的代数式表示为 ;
②如图3,当直线FG经过点B时,求点F的坐标,判断四边形ABCF的形状并证明结论;
③在②的前提下,连接FH,点N是坐标平面内的点,若以F,H,N为顶点的三角形与△FHC全等,请直接写出点N的坐标.
参考答案:
1.C
【分析】根据俯视图是从物体上面看,从而得到出物体的形状.
【详解】解:从上面观察可得到:
.
故选:C.
【点睛】本题考查了三视图的概简单几何体的三视图,解题的关键是要考虑到俯视图中看见的棱用实线表示.
2.D
【分析】按照积的乘方运算、完全平方公式、幂的乘方、平方差公式分别计算,再选择.
【详解】(−2a)2=4a2,故选项A不合题意;
(a+b)2=a2+2ab+b2,故选项B不合题意;
(a5)2=a10,故选项C不合题意;
(−a+2)(−a−2)=a2−4,故选项D符合题意.
故选D.
【点睛】此题考查整式的运算,掌握各运算法则是关键,还要注意符号的处理.
3.D
【分析】绝对值小于1的正数也可以利用科学记数法表示,一般形式为a×10-n,与较大数的科学记数法不同的是其所使用的是负指数幂,指数由原数左边起第一个不为零的数字前面的0的个数所决定.
【详解】解:0.000000007=7×10−9;
故选:D.
【点睛】本题考查科学记数法;熟练掌握科学记数法a×10n中a与n的意义是解题的关键.
4.D
【分析】过C作CD⊥AB于D,首先根据勾股定理求出AC,然后在RtΔACD中即可求出sin∠BAC的值.
【详解】如图,过C作CD⊥AB于D,则∠ADC=90°,
∴AC=AC=AD2+CD2=32+42=5.
∴ sin∠BAC=CDAC=45.
故选D.
【点睛】本题考查了勾股定理的运用以及锐角三角函数,正确作出辅助线是解题的关键.
5.C
【分析】根据圆内接四边形的性质,构建方程解决问题即可.
【详解】解:设∠BAD=x,则∠BOD=2x,
∵∠BCD=∠BOD=2x,∠BAD+∠BCD=180°,
∴3x=180°,
∴x=60°,
∴∠BAD=60°,
故选:C.
【点睛】本题考查圆周角定理,圆内接四边形的性质等知识,解题的关键是学会利用参数构建方程解决问题.
6.A
【分析】分别求出每一个不等式的解集,即可确定不等式组的解集,继而可得知不等式组的非负整数解.
【详解】5x+2>3(x−1)①12x−1≤7−32x②,
解不等式①得:x>−2.5,
解不等式②得:x≤4,
∴不等式组的解集为:−2.5
∴不等式组的所有非负整数解的和是0+1+2+3+4=10,
故选A.
【点睛】本题主要考查解一元一次不等式组的基本技能,准确求出每个不等式的解集是解题的根本,确定不等式组得解集及其非负整数解是关键.
7.C
【分析】利用抛物线开口方向得到a>0,利用对称轴在y轴的右侧得到b<0,利用抛物线与x轴的交点在x轴下方得到c<0,则可对A进行判断;利用当x=1时,y<0可对B进行判断;利用抛物线的对称性得到抛物线的对称轴为直线x=-b2a=1,则可对C进行判断;根据抛物线与x轴的交点个数对D进行判断.
【详解】解:∵抛物线开口向上,
∴a>0,
∵对称轴在y轴的右侧,
∴a和b异号,
∴b<0,
∵抛物线与x轴的交点在x轴下方,
∴c<0,
∴bc>0,所以A选项错误;
∵当x=1时,y<0,
∴a+b+c<0,所以B选项错误;
∵抛物线经过点(-1,0)和点(3,0),
∴抛物线的对称轴为直线x=1,
即-b2a=1,
∴2a+b=0,所以C选项正确;
∵抛物线与x轴有2个交点,
∴△=b2-4ac>0,
即4ac<b2,所以D选项错误.
故选C.
【点睛】本题考查了二次函数图象与系数的关系:对于二次函数y=ax2+bx+c(a≠0),二次项系数a决定抛物线的开口方向和大小.当a>0时,抛物线向上开口;当a<0时,抛物线向下开口;一次项系数b和二次项系数a共同决定对称轴的位置.当a与b同号时(即ab>0),对称轴在y轴左;当a与b异号时(即ab<0),对称轴在y轴右.常数项c决定抛物线与y轴交点个数:抛物线与y轴交于(0,c).抛物线与x轴交点个数由△决定:△=b2-4ac>0时,抛物线与x轴有2个交点;△=b2-4ac=0时,抛物线与x轴有1个交点;△=b2-4ac<0时,抛物线与x轴没有交点.
8.C
【分析】首先设出A、C点的坐标,再根据菱形的性质可得D点坐标,再根据D点在反比例函数上,再结合面积等于12,解方程即可.
【详解】解:设点A的坐标为a,0,点C的坐标为(c,kc),
则a⋅kc=12,点D的坐标为a+c2,k2c,
∴a⋅kc=12k2c=k2,
解得,k=4,
故选C.
【点睛】本题主要考查反比例函数和菱形的性质,关键在于菱形的对角线相互平分且垂直.
9.B
【分析】函数的图象如下图所示,当x≥0时,当y=﹣14时,x=12,当y=2时,x=2或﹣1,故:顶点A的坐标为(12,﹣14),点B(2,2),同理当x<0时可求出C点坐标,可确定a,b的值,即可求解.
【详解】函数的图象如下图所示,
当x≥0时,当y=﹣14时,x=12,当y=2时,x=2或﹣1,
故:顶点A的坐标为(12,﹣14),点B(2,2),
同理点C(−1−22,﹣14)
则b﹣a的最大值为2﹣−1−22=5+22.
故选:B.
【点睛】本题考查的是二次函数的性质和图象,解答本题的关键是理解题意、正确画出函数图象、灵活应用二次函数的性质求解.
10.C
【分析】①正确.证明ΔADF≅ΔDCE(ASA),即可判断.
②正确.利用平行线分线段成比例定理,等腰直角三角形的性质解决问题即可.
③正确.作GH⊥CE于H,设AF=DE=a,BF=2a,则AB=CD=BC=3a,EC=10a,通过计算证明MH=CH即可解决问题.
④错误.设ΔANF的面积为m,由AF//CD,推出AFCD=FNDN=13,ΔAFN∼ΔCDN,推出ΔADN的面积为3m,ΔDCN的面积为9m,推出ΔADC的面积=ΔABC的面积=12m,由此即可判断.
【详解】∵四边形ABCD是正方形,
∴AD=AB=CD=BC,∠CDE=∠DAF=90°,
∵CE⊥DF,
∴∠DCE+∠CDF=∠ADF+∠CDF=90°,
∴∠ADF=∠DCE,
在ΔADF与ΔDCE中,
∠DAF=∠CDE=90°AD=CD∠ADF=∠DCE,
∴ΔADF≅ΔDCE(ASA),
∴DE=AF;故①正确;
∵AB//CD,
∴AFCD=ANCN,
∵AF:FB=1:2,
∴AF:AB=AF:CD=1:3,
∴ANCN=13,
∴ANAC=14,
∵AC=2AB,
∴AN2AB=14,
∴AN=24AB;故②正确;
作GH⊥CE于H,设AF=DE=a,BF=2a,则AB=CD=BC=3a,EC=10a,
由ΔCMD∼ΔCDE,可得CM=91010a,
由ΔGHC∼ΔCDE,可得CH=91020a,
∴CH=MH=12CM,
∵GH⊥CM,
∴GM=GC,
∴∠GMH=∠GCH,
∵∠FMG+∠GMH=90°,∠DCE+∠GCM=90°,
∴∠FEG=∠DCE,
∵∠ADF=∠DCE,
∴∠ADF=∠GMF;故③正确,
设ΔANF的面积为m,
∵AF//CD,
∴AFCD=FNDN=13,ΔAFN~ΔCDN,
∴ΔADN的面积为3m,ΔDCN的面积为9m,
∴ΔADC的面积=ΔABC的面积=12m,
∴SΔANF:S四边形CNFB=1:11,故④错误,
故选C.
【点睛】本题考查正方形的性质,全等三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质等知识,解题的关键是熟练掌握基本知识,学会利用参数解决问题,属于中考选择题中的压轴题.
11.−b2a−b2
【分析】先提取公因式−b,再利用完全平方公式继续分解即可.
【详解】解:4ab2−4a2b−b3
=−b−4ab+4a2+b2
=−b2a−b2.
故答案为:−b2a−b2.
【点睛】本题考查了用提公因式法和公式法进行因式分解,一个多项式有公因式首先提取公因式,然后再用其他方法进行因式分解,同时因式分解要彻底,直到不能分解为止.
12.145.
【分析】先根据平均数的定义确定出a的值,再根据方差公式进行计算即可求出答案.
【详解】解:根据题意,得:4+a+5+3+85=a,
解得:a=5,
则这组数据为4、5、5、3、8,其平均数是5,
所以这组数据的方差为15×(4−5)2+(5−5)2+(5−5)2+(3−5)2+(8−5)2=145,
故答案为145.
【点睛】此题考查了平均数和方差的定义.平均数是所有数据的和除以数据的个数.方差是一组数据中各数据与它们的平均数的差的平方的平均数.
13.m<6且m≠3
【分析】先解关于x的分式方程,求得x的值,然后再依据“解是正数”建立不等式求m的取值范围.
【详解】解:去分母得,x-2x+6=m,
解得,x=6-m,
∵分母x-3≠0即x≠3,
∴6-m≠3即m≠3,
又∵x>0,
∴6-m>0,
即m<6,
则m的取值是m<6且m≠3.
故答案为:m<6且m≠3.
【点睛】本题考查了了分式方程,解题关键是要掌握方程的解的定义,使方程成立的未知数的值叫做方程的解.并且在解方程去分母的过程中,一定要注意分数线起到括号的作用,并且要注意没有分母的项不要漏乘.
14.13
【分析】画树状图展示所有12种等可能的情况,根据一次函数的性质,找出满足a<0,b>0的情况,然后根据概率公式求解.
【详解】解:画树状图为:
共有12种等可能的情况,满足a<0,b>0的有4种情况,
∴该一次函数图象经过第一、二、四图象限的概率为412=13,
故答案为:13.
【点睛】本题考查了列表法与树状图法,一次函数图象的性质,解题的关键是利用列表法或树状图法展示所有等可能的结果n,再从中选出符合事件A或B的情况数目m,然后利用概率公式计算概率,熟练掌握一次函数图象的性质.
15.10
【分析】根据方程的解的定义及韦达定理得出m2+2m=6,m+n=−2,mn=−6,代入到原式=m2+2m−mn+m+n可得答案.
【详解】解:∵m,n是方程x2+2x−6=0的根,
∴m2+2m=6,m+n=−2,mn=−6,
则m2﹣mn+3m+n=m2+2m−mn+m+n=6−(−6)−2=10,
故答案为10.
【点睛】本题主要考查一元二次方程的解及根与系数的关系,熟练掌握方程的解的定义及韦达定理是解题的关键.
16.8或5.6##5.6或8
【分析】根据勾股定理可得AC=10,然后分两种情况讨论∶ 当FG⊥BC时,当GF⊥AC时,结合相似三角形的判定和性质,即可求解.
【详解】解:∵∠B=90°,AB=6,BC=8,
∴AC=10,
①当FG⊥BC时,此时FG∥AB,
∵△CEF沿EF折叠得△C′EF,点E分别是BC的中点,
∴∠C′=∠C,C′E=CE=4,
∴sin∠C=sin∠C′,
∴ABAC=EGC′E,即610=EG4
∴EG=2.4,
∵FG∥AB,
∴CGBC=CFAC,即6.48=CF10,
∴CF=8;
②当GF⊥AC时,如图,
∵△CEF沿EF折叠得△C′EF,
∴∠1=∠2=45°,
∴HF=HE,
∵sin∠C=sin∠C′=EHC′E=ABAC,
∴EH=4×610=125,
∴C′H=C′E2−EH2=3.2,
∴CF=C′F=C′H+HF=3.2+2.4=5.6.
综上所述,当△CFG与△ABC相似时,CF的长为8或5.6.
故答案为:8或5.6.
【点睛】本题主要考查了相似三角形的判定和性质,勾股定理,熟练掌握相似三角形的判定和性质,利用分类讨论思想解答是解题的关键.
17.n(n+1)2+2n+1
【分析】首先观察分母的变化规律,在观察分子的规律,写成比例式化简即可.
【详解】解:观察分母,3,5,9,17,33,…,可知规律为2n+1,
观察分子的,1,3,6,10,15,…,可知规律为n(n+1)2,
∴an=n(n+1)22n+1=n(n+1)2+2n+1;
故答案为n(n+1)2+2n+1;
【点睛】本题主要考查数的规律,这列题目是热点考题,应当熟练掌握.
18.26
【分析】连接BM,BN,BP,作BG⊥MN于点G,根据点P关于AB、BC的对称点是M、N,可得BM=BP=BN,∠MBA=∠PBA,∠NBC=∠PBC,得△BMN是顶角是120度的等腰三角形,设BG=x,则BM=2x,MG=3x,可得MN=2MG=23x,在△ABC中,∠A=45°.AB=4,可得22≤BP≤4,根据△PEF周长=EP+EF+PF=EM+EF+FN=MN,进而可得△PEF周长的最小值.
【详解】解:如图,连接BM,BN,BP,作BG⊥MN于点G,
∵点P关于AB、BC的对称点是M、N,
∴BM=BP=BN,∠MBA=∠PBA,∠NBC=∠PBC,
∵∠ABP+∠PBC=∠ABC=60°,
∴∠MBN=120°,
∴∠BMG=30°,
设BG=x,则BM=2x,MG=3x,
∴MN=2MG=23x,
在△ABC中,∠A=45°.AB=4,
∴22≤BP≤4,
∵BM=BP,
∴22≤BM≤4,
∴22≤2x≤4,
∴26≤23x≤43,
∴26≤MN≤43,
∵点P关于AB、BC的对称点是M、N,
∴EM=EP,FPF=FN,
∴△PEF周长=EP+EF+PF=EM+EF+FN=MN,
∴△PEF周长的最小值为26.
故答案为:26.
【点睛】本题考查了轴对称-最短路线问题,解决本题的关键是掌握轴对称的性质.
19.2023
【分析】根据特殊角的三角函数值,二次根式的性质化简,零次幂,化简绝对值进行计算即可求解.
【详解】解:原式=6× 32−23+1+ 2022-3,
=2023.
【点睛】本题考查了实数的混合运算,掌握特殊角的三角函数值,二次根式的性质化简,零次幂,化简绝对值是解题的关键.
20.(1)2,10;补全图表见解析;(2)120人;(3)12
【分析】(1)由已知数据计数即可得;
(2)用总人数乘以样本中对应部分人数所占比例即可得;
(3)根据题意先画出树状图,得出共有12种等可能的结果数,再利用概率公式求解可得.
【详解】(1)2,10;补全图表如下:
(2)估计该校初一年级360人中,获得表彰的人数约为360×1030=120(人);
(3)将印有龚扇、剪纸、彩灯、恐龙图案分别记为A、B、C、D,
画树状图如下:
则共有12种等可能的结果数,其中小红送给弟弟的两枚纪念章中,恰好有恐龙图案的结数为6,所以小红送给弟弟的两枚纪念章中,恰好有恐龙图案的概率为12,
故答案为:12.
【点睛】本题考查了列表法与树状图法:利用列表法和树状图法表示出所有可能的结果求出n,再从中选出符合事件A或B的结果数目m,求出概率,也考查了条形统计图与样本估计总体.
21.(1)详见解析;(2)AE=5.
【分析】(1)由“ASA”可证△COF≌△AOE,可得EO=FO,且GO=HO,可证四边形EHFG是平行四边形;
(2)由题意可得EF垂直平分AC,可得AE=CE,由勾股定理可求AE的长.
【详解】证明:(1)∵对角线AC的中点为O
∴AO=CO,且AG=CH
∴GO=HO
∵四边形ABCD是矩形
∴AD=BC,CD=AB,CD∥AB
∴∠DCA=∠CAB,且CO=AO,∠FOC=∠EOA
∴△COF≌△AOE(ASA)
∴FO=EO,且GO=HO
∴四边形EHFG是平行四边形;
(2)如图,连接CE
∵∠α=90°,
∴EF⊥AC,且AO=CO
∴EF是AC的垂直平分线,
∴AE=CE,
在Rt△BCE中,CE2=BC2+BE2,
∴AE2=(9﹣AE)2+9,
∴AE=5
【点睛】此题主要考查特殊平行四边形的证明与性质,解题的关键是熟知矩形的性质及勾股定理的运用.
22.(1)见解析;(2)DF=2215
【分析】(1)可证得BD是⊙O的直径,∠BCE=∠BDE,则∠BDE+∠FDE=90°,结论得证;
(2)先求出AC长,再求DE长,在Rt△BCD中求出BD长,在Rt△BED中求出BE长,证得△FDE∽△DBE,由比例线段DFBD=DEBE可求出DF长.
【详解】解:(1)∵∠ACB=90°,点B,D在⊙O上,
∴BD是⊙O的直径,∠BCE=∠BDE,
∵∠FDE=∠DCE,∠BCE+∠DCE=∠ACB=90°,
∴∠BDE+∠FDE=90°,
即∠BDF=90°,
∴DF⊥BD,
又∵BD是⊙O的直径,
∴DF是⊙O的切线.
(2)如图,∵∠ACB=90°,∠A=30°,BC=4,
∴AB=2BC=2×4=8,
∴AC=AB2−BC2=82−42=43,
∵点D是AC的中点,
∴AD=CD=12AC=23,
∵BD是⊙O的直径,
∴∠DEB=90°,
∴∠DEA=180°﹣∠DEB=90°,
∴DE=12AD=12×23=3,
在Rt△BCD中, BD=BC2+CD2=42+(23)2=27,
在Rt△BED中,BE=BD2−DE2=(27)2−(3)2=5,
∵∠FDE=∠DCE,∠DCE=∠DBE,
∴∠FDE=∠DBE,
∵∠DEF=∠BED=90°,
∴△FDE∽△DBE,
∴DFBD=DEBE,即DF27=35,
∴DF=2215.
【点睛】本题考查了切线的判定、相似三角形的判定与性质、勾股定理等知识,解答本题的关键是正确作出辅助线,综合运用圆的性质解题.
23.(1)甲、乙两工程队每天能完成绿化的面积分别是100m2、50m2;(2)至少应安排乙工程队绿化32天.
【分析】(1)设乙工程队每天能完成绿化的面积是x m2,根据题意列出方程:600x−6002x=6,解方程即可;
(2)设甲工程队施工a天,乙工程队施工b天刚好完成绿化任务,由题意得:100a+50b=3600,则a=72−b2=−12b+36,根据题意得出不等式求解即可.
【详解】解:(1)设乙工程队每天能完成绿化的面积是x m2,
根据题意得:600x−6002x=6,
解得:x=50,
经检验,x=50是原方程的解,
则甲工程队每天能完成绿化的面积是50×2=100m2,
答:甲、乙两工程队每天能完成绿化的面积分别是100m2、50m2;
(2)设甲工程队施工a天,乙工程队施工b天刚好完成绿化任务,
由题意得:100a+50b=3600,则a=72−b2=−12b+36,
根据题意得:1.2×72−b2+0.5b≤40,
解得:b≥32,
答:至少应安排乙工程队绿化32天.
【点睛】本题考查了分式方程和一元一次不等式的应用,解答本题的关键是读懂题意,设出未知数,找出合适的等量关系和不等关系,列方程和不等式求解.
24.(1)反比例函数解析式为y=-12x;一次函数解析式为:y=−23x+2;(2)6;(3)x<-3或0<x<6.
【分析】(1)作AD⊥x轴于D,在Rt△AOD中,利用正弦的定义可计算出AD=4,再利用勾股定理计算出OD=3,则A点坐标为(-3,4),然后把A点坐标代入可计算出m=-12,从而得到反比例函数解析式为y=-12x;再利用反比例函数解析式确定B点坐标为(6,-2),然后利用待定系数法求一次函数解析式;
(2)先确定C点坐标为(3,0),然后根据三角形面积公式计算△AOC的面积;
(3)观察函数图象得到当x<-3或0<x<6时,一次函数图象都在反比例函数图象上方,即有kx+b>mx.
【详解】(1)作AD⊥x轴于D,如图,
在Rt△AOD中,OA=5,
∴sin∠AOD=ADOA=45,
∴AD=4,
∴OD=OA2−AD2=3
∴A点坐标为(-3,4),
把A(-3,4)代入y=mx得m=-3×4=-12,
∴反比例函数解析式为y=-12x;
把B(6,n)代入y=-12x得6n=-12,解得n=-2,
∴B点坐标为(6,-2),
把A(-3,4)、B(6,-2)代入y=kx+b得
{−3k+b=46k+b=−2,
解得{k=−23b=2,
∴一次函数解析式为:y=−23x+2;
(2)把y=0代入y=−23x+2,得−23x+2=0
解得x=3,
∴C点坐标为(3,0),
∴△AOC的面积=12×3×4=6;
(3)观察函数图像可知,当x<-3或0<x<6时,一次函数图象都在反比例函数图象上方,故答案为x<-3或0<x<6.
【点睛】本题考查求反比例函数与一次函数的解析式.正确构造直角三角形是解题的关键.
25.(1)E的坐标为(2,43)
(2)①S=−32t2+83,0
【分析】(1)先根据A点坐标和已知得出AD的长,再根据30°角所对的直角边等于斜边的一半和勾股定理得出CO的长即可得到点E的坐标;
(2)①根据平移的性质和30°角所对的直角边等于斜边的一半得出MF=2ME′=2t,再根据勾股定理得出FE′=3t,再根据S=S矩形C′O′D′E′−SΔMFE′得出S与t的函数关系式;
②分2≤t<4和4≤t≤6两种情况,根据平移的性质和30°角所对的直角边等于斜边的一半得出S与t的函数关系式,分别求出s=3和s=43时t的值即可.
【详解】(1)解:由点A(6,0),得OA=6,
又OD=2,得AD=OA−OD=4,
在矩形CODE中,有ED//CO,得∠AED=∠ABO=30°,
∴在RtΔAED中,AE=2AD=8,
∴由勾股定理,得ED=AE2−AD2=43,有CO=43,
∴点E的坐标为(2,43).
(2)解:①由平移知,O′D′=2,E′D′=43,ME′=OO′=t,
由E′D′//BO,得∠E′FM=∠ABO=30°,
∴在RtΔMFE′中,MF=2ME′=2t,
∴由勾股定理,得FE′=MF2−ME′2=3t,
∴SΔMFE′=12ME′⋅FE′=12⋅t⋅3t=32t2,
∵S矩形C′O′D′E′=O′D′⋅E′D′=83,
∴S=S矩形C′O′D′E′−SΔMFE′=83−32t2.
∴S=−32t2+83,其中t的取值范围是0
当S=53时,−32t2+83=53,解得t=6>2,
当2≤t<4时,如左下图,OF=36−t,D′G=3(4−t),
∴S=1236−t+3(4−t)×2=−23t+103,
当S=3时,−23t+103=3,解得t=4.5>4,
当S=53时,−23t+103=53,解得t=52;
当4≤t≤6时,如右下图,D′F=36−t,D′A=6−t,
∴S=32(6-t)(6-t)=32(6−t)2,
当S=3时,32(6−t)2 =3,解得t=6+2>6 或t=6−2,
当S=53时,32(6−t)2 =53,解得t=6+10>6 或t=6−10<4,
∴当3⩽S⩽53时,52≤t≤6−2.
【点睛】本题属于几何变换综合题,考查了平移变换,勾股定理,二次函数以及一元二次方程的解法等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,学会用分类讨论的思想思考问题.
26.(1)C(6,2);抛物线解析式为y=﹣12x2+3x+2;(2)①﹣13m+4;②四边形ABCF是正方形,理由见解析;③点N坐标为(425,265)或(385,45)或(10,4).
【分析】(1)由线段AB旋转90°得BC与CD⊥x轴可证得△BDC≌△AOB,故有BD=OA=4,CD=OB=2,求得点C坐标,进而由点E、C坐标用待定系数法即可求抛物线解析式.
(2)①由点A、C坐标用待定系数法求直线AC解析式,把点G横坐标m代入即得到用m表示点G纵坐标.
②由AB=BC与BG⊥AC可得AG=CG,即点G为AC中点,根据中点坐标公式可求点G坐标,进而求直线BG解析式.联立直线BG与抛物线解析式解方程组即求得点F坐标.过点F作PF⊥y轴于点P,延长DC交PF于点Q,根据勾股定理求得AB=BC=CF=AF=25,判断四边形ABCF是菱形.再由∠ABC=90°即证得菱形ABCF为正方形.
③由直线AC解析式求其与x轴交点H的坐标,用两点间距离公式求CF、CH的长.设点N坐标为(s,t),用s、t的式子表示FN2、NH2.分类讨论:若△FHC≌△FHN,则FN=FC,NH=CH,列得关于s、t的方程组,求解即得到点N坐标;若△FHC≌△HFN,则FN=CH,NH=FC,同理可求得点N坐标.
【详解】解:(1)∵OA=4,OB=2,
∴A(0,4),B(2,0),
∵线段AB绕点B顺时针旋转90°得到线段BC,
∴AB=BC,∠ABC=90°,
∴∠ABO+∠DBC=∠ABO+∠OAB=90°,
∴∠DBC=∠OAB,
∵CD⊥x轴于点D,
∴∠BDC=∠AOB=90°,
在△BDC与△AOB中,
∠BDC=∠AOB∠DBC=∠OABBC=AB,
∴△BDC≌△AOB(AAS),
∴BD=OA=4,CD=OB=2,
∴OD=OB+BD=6,
∴C(6,2),
∵抛物线y=ax2+3x+c经过点C、点E(0,2),
∴ 0+0+c=236a+18+c=2 解得:a=−12c=2,
∴抛物线解析式为y=﹣12x2+3x+2.
(2)①∵A(0,4),
∴设直线AC解析式为y=kx+4,
把点C代入得:6k+4=2,解得:k=﹣13,
∴直线AC:y=﹣13x+4,
∵点G在直线AC上,横坐标为m,
∴yG=﹣13m+4,
故答案为﹣13m+4.
②∵AB=BC,BG⊥AC,
∴AG=CG,即G为AC中点,
∴G(3,3),
设直线BG解析式为y=gx+b,
∴ 2g+b=03g+b=3,解得:g=3b=−6,
∴直线BG:y=3x﹣6,
∵直线BG与抛物线交点为F,且点F在第一象限,
∴ y=−12x2+3x+2y=3x−6 解得: x1=4y1=6,x2=−4y2=−18 (舍去),
∴F(4,6);
判断四边形ABCF是正方形,理由如下:
如图1,过点F作FP⊥y轴于点P,PF延长线与DC延长线交于点Q,
,
∴PF=4,OP=DQ=6,PQ=OD=6,
∴AP=OP﹣OA=6﹣4=2,FQ=PQ﹣PF=6﹣4=2,CQ=DQ﹣CD=6﹣2=4,
∴AF=AP2+PF2=25,FC=FQ2+CQ2=25,
∵BC=AB=OA2+OB2=25,
∴AB=BC=CF=AF,
∴四边形ABCF是菱形,
∵∠ABC=90°,
∴菱形ABCF是正方形.
③∵直线AC:y=﹣13x+4与x轴交于点H,
∴﹣13x+4=0,解得:x=12,
∴H(12,0),
∴FC2=(6﹣4)2+(2﹣6)2=20,CH2=(12﹣6)2+(0﹣2)2=40,
设点N坐标为(s,t),
∴FN2=(s﹣4)2+(t﹣6)2,NH2=(s﹣12)2+(t﹣0)2,
如图2,若△FHC≌△FHN,则FN=FC,NH=CH,
,
∴(s−4)2+(t−6)2=20(s−12)2+t2=40 解得:s1=425t1=265,s2=6t2=2(即点C),
∴N(425,265),
如图3,4,若△FHC≌△HFN,则FN=CH,NH=FC,
∴(s−4)2+(t−6)2=40(s−12)2+t2=20,解得:s1=385t1=45,s2=10t2=4,
∴N(385,45)或(10,4),
综上所述,以F,H,N为顶点的三角形与△FHC全等时,点N坐标为(425,265)或(385,45)或(10,4).
【点睛】本题考查了旋转的性质,全等三角形的判定和性质,待定系数法求函数解析式,二元一次方程组和一元二次方程的解法,等腰三角形的性质,两点间距离公式,菱形、正方形的判定.其中对全等三角形存在性的分类讨论,要先确定对应边,再对另外两边进行分类讨论对应关系.
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