2024杭州各区九年级期末复习
1.已知二次函数y=(m+1)x2+1(m≠﹣1),则下列表述正确的是( )
A.若m<0,抛物线的开口向下
B.当x>0时,y随x的增大而增大
C.图象与x轴一定有两个交点
D.图象与y轴的交点坐标为(0,1)
2.已知A(x1,2023),B(x2,2023)是二次函数y=ax2+bx+2023图象上的两点,则当x=x1+x2时,二次函数y=ax2+bx+2023的值为 .
3.在平面直角坐标系中,二次函数y=ax2+2x+c(a,c是常数,且a≠0)的图象与x轴的一个交点坐标为(﹣2n,0).若该函数图象的顶点坐标为(n,p),则 .
4.若二次函数y=ax2+bx+c(a,b,c是实数,a≠0)的图象经过点(a,c),则( )
A.a>0 B.a<0 C.b>0 D.b<0
5.将抛物线y=3x2向左平移2个单位,再向下平移1个单位,所得抛物线为( )
A.y=3(x﹣2)2﹣1 B.y=3(x﹣2)2+1
C.y=3(x+2)2﹣1 D.y=3(x+2)2+1
6.由二次函数y=2x2图象平移得到二次函数y=2(x﹣m)2+n(m>0,n>0)图象,下列哪种平移方式可以实现( )
A.向右平移m个单位,再向上平移n个单位
B.向右平移m个单位,再向下平移n个单位
C.向左平移m个单位,再向上平移n个单位
D.向左平移m个单位,再向下平移n个单位
7.将二次函数y=x2的图象向下平移b(b>0)个单位长度后,所得到的二次函数图象经过点(1,﹣4),则b的值为 .
8.在平面直角坐标系中,已知二次函数y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,且a≠0),当y≥t时,x≤m﹣1或x≥m+3.若该函数图象过点A(m,5)和B(m+4,q),则q的值可能是( )
A.3 B.4 C.5 D.6
9.已知二次函数y=4(x﹣a)(x﹣b)(a,b是实数,且a≠b),设该函数的最小值为k,( )
A.若2<a<3,2<b<3,则k<﹣1
B.若2<a<3,2<b<3,则k>﹣1
C.若2<a<3,3<b<4,则k<﹣3
D.若2<a<3,3<b<4,则k>﹣3
10.已知二次函数y=a(x+m﹣1)(x﹣m)(a≠0)的图象上有两点A(x1,y1)和B(x2,y2)(其中x1<x2),则( )
A.若a>0,当x1+x2<1时,a(y1﹣y2)<0
B.若a>0,当x1+x2<1时,a(y1﹣y2)>0
C.若a<0,当x1+x2>﹣1时,a(y1﹣y2)<0
D.若a<0,当x1+x2>﹣1时,a(y1﹣y2)>0
11.已知二次函数y=a(x﹣h)2+k(a≠0)的图象与一次函数y=px+q(p≠0)的图象交于(x1,y1)和(x2,y2)两点,则下列结论正确的是( )
A.若a>0,p<0,则x1+x2>2h
B.若x1+x2>2h,则a>0,p<0
C.若a<0,p<0,则x1+x2>2h
D.若x1+x2>2h,则a<0,p<0
12.已知点(3,m),(5,n)在抛物线y=ax2+bx(a,b为实数,a<0)上,设抛物线的对称轴为直线x=t,若n<0<m,则t的取值范围为 .
13.在平面直角坐标系xOy中,点(﹣2,0),(﹣1,y1),(1,y2),(2,y3)都在二次函数y=x2+bx+c的图象上.
(1)若y1=y3,求b的值.
(2)若y2<y1<y3,求y3的取值范围.
14.已知二次函数y=ax2﹣4ax+4a+1(a≠0),则此函数的顶点坐标是 ;若a<0,当1≤x≤4时,函数有最小值a﹣1,则a= .
15.在“探索函数y=ax2+bx+c的系数a,b,c与图象的关系”活动中,老师给出了平面直角坐标系中的四个点:A(0,3),B(1,0),C(3,0),D(2,3).同学们探索了经过这四个点中的三个点的二次函数的图象,发现这些图象对应的函数表达式各不相同,其中a的值最大为 .
16.在“探索二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的系数a,b,c与图象的关系”活动中,老师给出平面直角坐标系中的四点:A(0,2),B(2,3),C(2,1),D(3,1).同学们分别画出了经过这四个点中的三个点的二次函数的图象,并得到对应的函数表达式y1=a1x2+b1x+c1,y2=a2x2+b2x+c2分别计算a1+b1+c1,a2+b2+c2的值,其中较大值为( )
A. B.3 C.2 D.
17.已知实数x,y满足2x2+13x+y﹣8=0,则x+y的最大值为 .
18.已知二次函数y=ax2﹣4ax+2.(a为常数,且a≠0)
(1)若函数图象过点(1,0),求a的值;
(2)当2≤x≤5时,函数的最大值为M,最小值为N,若M﹣N=18,求a的值.
19.定义:由两条与x轴有相同的交点,并且开口方向相同的抛物线所围成的封闭曲线称为“月牙线”.
【概念理解】
抛物线y1=2(x﹣1)(x﹣2)与抛物线y2=x2﹣3x+2是否围成“月牙线”?说明理由.
【尝试应用】
抛物线y1(x﹣1)2﹣2与抛物线组成一个如图所示的“月牙线”,与x轴有相同的交点M,N(点M在点N的左侧),与y轴的交点分别为A,B.
①求a:b:c的值.
②已知点P(x0,m)和点Q(x0,n)在“月牙线”上,m>n,且m﹣n的值始终不大于2,求线段AB长的取值范围.
20.如图,将一个含30°角的直角三角板的斜边和量角器的直径所在的边重合放置,其中点D所在位置在量角器外侧的读数为100°,∠ACB=90°,连接DC交AB于点E,则∠BEC=( )
A.80° B.70° C.60° D.50°
21.如图,四边形ABCD是⊙O的内接四边形,BC是⊙O的直径,BC=2CD,则∠BAD的度数是 °.
22.四边形ABCD内接于⊙O,∠A:∠B:∠C:∠D=3:m:4:n,则m,n满足条件( )
A.3m=4n B.4m=3n C.m+n=7 D.m+n=180°
23.如图,△ABC内接于⊙O,∠ABC>90°,它的外角∠EAC的平分线交⊙O于点D,连接DB,DC,DB交AC于点F.若DA=DF,∠ABC=α,∠DFC=β,则下列结论正确的是( )
A.α+4β=540° B.α+4β=450° C.α+2β=360° D.α+2β=270°
24.如图,BD是△ABC的外角∠ABE的平分线,△ABC外接圆的圆心O为AB的中点,延长DB,AC交于点F.若∠BAC=30°,BF=6,则△ABC的周长为 .
25.如图,四边形ABCD是半圆⊙O的内接四边形,AB是直径,AD=4.
(1)设⊙O的半径为r,用含r的代数式表示线段BD;
(2)若,求⊙O的半径.
26.如图,四边形ABCD内接于⊙O,其中AD>CD,已知对角线AC过点O,对角线BD与CO相交于点E,且AD=BD.若∠BDC=2∠DBC,则( )
A.1 B. C.2 D.3
27.如图,在⊙O中,M为半径OA上一点.过M作弦BC⊥OA,交⊙O于B,C两点.连接BO并延长,交⊙O于点D,连接AD交BC于点E.已知EB=ED.
(1)求证:60°;
(2)探究线段CE,EM长度之间的数量关系,并证明.
28.如图,AB是⊙O的直径,弦CD垂直平分OB,点E在上,连接CE,AE.若CE平分∠OCD,则∠A:∠E=( )
A.2:3 B.3:4 C.4:5 D.5:6
29.《梦溪笔谈》是北宋的沈括所著的笔记体综合性科学著作,其中收录了计算圆弧长度的“会圆术”,如图,弧AB是以点O为圆心,OA为半径的圆弧,C是弦AB的中点,D在弧AB上,且CD⊥AB.“会圆术”给出弧AB的弧长的近似值s的计算公式:s=AB.当OA=2,∠AOB=90°时,s= .
30.如图,在⊙O中,弦AB是直径,点C,D是⊙O上的两点,连结AC,OD,且满足AC∥OD.
(1)若的度数为80°,求∠A的度数.
(2)求证:.
(3)连结BD,若AC=6,AB=10,求BD的长.
31.如图,四边形ABCD内接于⊙O,AC为⊙O的直径,且∠ADB=∠CDB.
(1)试判断△ABC的形状,并给出证明.
(2)若,AD=1.
①求线段DC的长.
②求的值.
32.已知,线段AB=8,点C为平面上一点,若∠ACB=30°,则线段AC的最大值是( )
A.8 B. C.16 D.
33.已知扇形面积为12π,半径为6,则扇形的弧长为 .
34.如图,在平面直角坐标系中,一段圆弧过点A(1,3),点B(2,3),点C(2,1),以点A和点D(4,2)为端点的线段与该圆弧相交于点E,则的长为 .
35.在如图所示的方格纸中存在△ABC,其中,点A,B,C均在格点上.
(1)用直尺作出△ABC的外接圆圆心O.
(2)若方格纸中每个小正方形的边长为1,求△ABC外接圆半径R的长.
36.如图,已知AB是⊙O的直径,弦CD⊥AB于点E,OE=BE.点P是劣弧上任意一点(不与点A,D重合),CP交AB于点M,AP与CD的延长线相交于点F,设∠PCD=α.
①则∠F= ,(用含α的代数式表示);
②当∠F=3∠PCD时,则 .
37.如图,△ACD是圆内接三角形,点B是圆上一点,连结AB,BD,BD与AC交于点E,且满足AB=AC,∠BAC=∠CAD.若CD=2,AD=3,则CE= .
38.如图,四边形ABCD内接于⊙O,对角线AC平分∠BAD,连接BD交AC于点E.
(1)求证:△ABC∽△BEC.
(2)若AB=AC,设△ABD的面积为S1,△BCD的面积为S2,BE=6,EC=4,求的值.
(3)求证:AC2=BC2+AB AD.
39.如图,已知△ABC内接于⊙O,AB是直径,点D在⊙O上,OD∥BC,过点D作DE⊥AB,垂足为E,连接CD交OE边于点F.
(1)求证:△DOE∽△ABC;
(2)求证:∠ODF=∠BDE;
(3)连接OC,设△DOE的面积为S1,四边形OCBD的面积为S2,若,用含n的代数式表示.
40.如图1,在△ABC中,AB=AC,∠A=90°,点P是△ABC内一个动点,且∠BPC=135°.
(1)试找出与∠ACP相等的角,并说明理由;
(2)如图2,连接AP并延长交△BPC的外接圆⊙O于点Q,交BC于点D,连接CQ.
①求证△ACP∽△AQC;
②求的最小值;
(3)在如图2的条件下,若BP=PC,求证:.
41.已知点P是线段AB的黄金分割点(AP>BP),若AB=2,则AP为( )
A. B. C. D.
42.教科书的宽与长之比为黄金比,若教科书的长为m厘米,则宽为 厘米(用含m的代数式表示).
43.如图,在△ABC中,D,E分别为BC,AC上的点. ,AB=9,则ED的长为( )
A.6 B.5 C.3 D.2
44.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=3,BC=4,D、E为AB边上两点(点D在点E的右侧),满足∠DCE=45°,则AB边上的高为 ;设AD=x,BE=y.用含x的代数式表示y= .
45.如图,在△ABC中,AD平分∠BAC,点E在边AC上,且∠ADE=∠B.若CD=5,,则AC=( )
A.6 B. C. D.
46.如图,AD是△ABC的角平分线,在边AC上取点E,使AD2=AB×AE.
(1)求证:△ABD∽△ADE.
(2)若∠ADB=64°,∠C=42°,求∠CDE的度数.
47.如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,点F,E分别在线段BC,AC上,且∠AFC=∠DEA,AC=AD.
(1)求证:DE=AF;
(2)若∠ABC=∠CDE,求证:AF2=BF CE.
48.如图,在△ABC中,AD是△ABC的角平分线,点E是边AC上一点,且满足∠ADE=∠B.
(1)证明:△ADB∽△AED.
(2)若AB=9,AD=6,求AE的长.
49.如图,过菱形AEDF的顶点D作直线,分别交AE的延长线于点B,交AF的延长线于点C.
(1)求证:FC BE=DE2;
(2)若AB=3,AC=2,求AE的长.
50.如图,将矩形ABCD绕点A逆时针旋转90°得到矩形AB′C′D′,若点C,B′,D′恰好在同一直线上,且BC=2,则AB的长为 .
51.如图,在矩形ABCD中,BC=3AB,点E在边AD上,EF⊥BD于点F,若EF=2,则DE的长为( )
A.6 B. C. D.
52.如图,在矩形ABCD中,点E在边CD上,连结AE,过点B作BF⊥AE于点F.若AB=20,BC=10,DE=5,则BF=( )
A.15 B.16 C. D.
53.如图,E是正方形ABCD边BC上一个动点(不与B,C重合),F是CD延长线上一点,且DF=BE,连接AE,AF,EF.
(1)求证:△AEF为等腰直角三角形.
(2)过点A作EF的垂线,与直线EF,BC分别交于G,H两点,记∠DFE=α,EF交AD于点I.
①当α=30°,AI=2,求线段AE的长.
②设,△AGI的面积记作S1,△HGE的面积记作S2,用含k的代数式表示.
54.综合与实践
探究主题 直角三角板与圆
探究背景 学习了《圆周角》中的推论:“直径所对的圆周角等于90°”后,全班各研究小组用直角三角板开启了数学探究之旅——研究直角三角板的直角顶点在圆上、圆外和圆内三种情况(如图1),具体研究如图1.
探究任务1 找到画直径的简单方法:把直角顶点放在圆上,连接两直角边与圆的两个交点,连两交点的连线是直径.请你说出其中原理: .
探究任务2 用电脑作图工具,对直角顶点在圆外的情况进行动态模拟,发现:无论直角顶点在圆外如何运动,只要两直角边与圆有两个交点,两条直角边所夹的两段弧的度数差不变,为180°.如图2,若∠P=90°,则180°,研究小组对提出的结论进行证明: 证:如图3,连接AC ∵∠ACD,∠CAB, 又∵∠P=∠ACD﹣∠CAB=90°, ∴90°. ∴180°. 探究任务:运用以上研究结论,请用没有刻度的直尺,在图2的圆上截取一段弧等于,根据作图写出结论: .
探究任务3 当直角顶点运动到圆内时如图4,直角∠APD并反向延长两边交圆于B,C两点,形成互相垂直的弦.请观察图4类比探究任务2,对直角及其对顶角所对两段弧的数量关系,提出自己的猜想,并证明. 你的猜想: .(可以用文字描述,也可以结合图形用几何语言描述) 证明:…
探究任务4 各研究小组进行拓展研究比赛,其中高斯研究小组提出问题:如图5,若弦CD⊥AB,BP=3,DP=6,CP=2,求圆的直径. 比赛评分标准如表: 等级评价标准得分☆☆根据条件求出3条以上线段长,但没有求出直径2分☆☆☆☆根据条件求出直径,但没有运用以上探究结论4分☆☆☆☆☆创新运用探究任务4的结论,根据条件求出直径5分
你的解答是:…
55.【综合与实践】
【认识研究对象】教材121页给出了如下定义:如图1,如果点P把线段AB分成两条线段AP和PB(AP>PB),且,则我们称点P为线段AB的黄金分割点.类似,我们可以定义:如果一个三角形中,其最长边的长度和最短边的长度的乘积等于第三边长度的平方,那么就称该三角形为“类黄金三角形”.
如图2,已知△ABC是“类黄金三角形”,且AC<AB<BC.若AC=3,BC=5,求AB的长.
【探索研究方法】如图3,已知△ABC是“类黄金三角形”,且AC<AB<BC.
若∠BAC=90°,小滨同学过点A作AD⊥BC于点D,发现了两个结论:
①AB2=BD×BC;
②点D是边BC的黄金分割点;
请给出证明.
【尝试问题解决】小滨同学经历以上探索过程发现:类似问题,可以通过构造相似三角形等方法解决.于是开展新的探究,请解决以下问题:
如图4,已知△ABC是“类黄金三角形”,且AC<AB<BC.若BC=2,∠A=90°∠C,求AB的长.
56.综合与实践:
问题背景:借助三角形的中位线可构造一组相似三角形,若将它们绕公共顶点旋转,对应顶点连线的长度存在特殊的数量关系,数学小组对此进行了研究.
如图1,在△ABC中,∠B=90°,AB=BC=4,分别取AB,AC的中点D,E,作△ADE.如图2所示,将△ADE绕点A逆时针旋转,连结BD,CE.
(1)探究发现
旋转过程中,线段BD和CE的长度存在怎样的数量关系?写出你的猜想,并证明.
(2)性质应用
如图3,当DE所在直线首次经过点B时,求CE的长.
(3)延伸思考
如图4,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,AB=8,BC=6,分别取AB,BC的中点D,E、作△BDE.将△BDE绕点B逆时针旋转,连接AD,CE.当边AB平分线段DE时,求tan∠ECB的值.
57.综合与实践:问题情境:求方程x2+x﹣1=0的解,就是求二次函数y=x2+x﹣1的图象与x轴交点的横坐标.为了估计这个方程的解,圆圆先取了6个自变量满足x1<x2<x3<x4<x5<x6且x1﹣x2=x2﹣x3=x3﹣x4=x4﹣x5=x5﹣x6,再分别算出相应的y值.列表得:
x的值 x1 x2 x3 x4 x5 x6
y=x2+x﹣1的值 1 0.71 0.44 0.19 0.04 ﹣0.25
操作判断:(1)求x1的值;
实践探究:(2)为了分析函数值的变化规律,圆圆将表格中得到的函数值逐个作差.如:0.71﹣1=﹣0.29,0.44﹣0.71=﹣0.27,得到如下数据:﹣0.29,﹣0.27,﹣0.25,﹣0.15,﹣0.29,通过计算,圆圆发现自己由于粗心算错了其中的一个函数值,请指出算错的是哪一个值,正确的是多少?
问题解决:(3)对于一般的二次函数y=ax2+bx+c(a≠0,a、b、c为常数)的函数值变化进行如表研究:(d≠0)
x的值 x x+d x+2d x+3d x+4d x+5d
y=ax2+bx+c的值 y1 y2 y3 y4 y5 y6
将表格中得到的函数值逐个作差,发现函数值的差与自变量满足某种函数关系,请写出你的发现过程以及发现结论.
2024杭州各区九年级期末复习
1.已知二次函数y=(m+1)x2+1(m≠﹣1),则下列表述正确的是( )
A.若m<0,抛物线的开口向下
B.当x>0时,y随x的增大而增大
C.图象与x轴一定有两个交点
D.图象与y轴的交点坐标为(0,1)
【思路点拔】利用二次函数的性质对A、B选项进行判断;由于不能确定抛物线的开口方向,所以不能确定抛物线与x轴的交点情况,于是可对C选项进行判断;通过计算自变量为0对应的函数值可对D选项进行判断.
【解答】解:对于y=(m+1)x2+1(m≠﹣1),
当m+1<0,即m<﹣1时,抛物线的开口向下,所以A选项不符合题意;
当m+1>0,即m>﹣1,则x>0时,y随x的增大而增大,所以B选项不符合题意;
抛物线y=(m+1)x2+1(m≠﹣1)的顶点坐标为(0,1),当m+1>0时,抛物线开口向上,此时抛物线与x轴没有公共点,,所以C选项不符合题意;
当x=0时,y=(m+1)x2+1=1,则抛物线与y轴的交点坐标为(0,1),所以D选项符合题意.
故选:D.
2.已知A(x1,2023),B(x2,2023)是二次函数y=ax2+bx+2023图象上的两点,则当x=x1+x2时,二次函数y=ax2+bx+2023的值为 2023 .
【思路点拔】根据二次函数图象的对称性得出x=x1+x2,然后将其代入函数关系式求得y=2023.
【解答】解:∵A(x1,2023),B(x2,2023)是二次函数y=ax2+bx+2023图象上的两点,
∴A、B关于对称轴x对称,
则,
∴x1+x2,
∵x=x1+x2,
∴y=a ()2+b ()+2023=2023.
故答案为:2023.
3.在平面直角坐标系中,二次函数y=ax2+2x+c(a,c是常数,且a≠0)的图象与x轴的一个交点坐标为(﹣2n,0).若该函数图象的顶点坐标为(n,p),则 9 .
【思路点拔】根据抛物线的对称性求得二次函数y=ax2+2x+c(a,c是常数,且a≠0)的图象与x轴的另一个交点坐标为(4n,0),则y=a(x+2n)(x﹣4n)=a(x﹣n)2﹣9an2,由该函数图象的顶点坐标为(n,p)可知n,p=﹣9an2,代入求得即可.
【解答】解:∵函数图象的顶点坐标为(n,p),
∴对称轴为直线x=n,
∵二次函数y=ax2+2x+c(a,c是常数,且a≠0)的图象与x轴的一个交点坐标为(﹣2n,0).
∴二次函数y=ax2+2x+c(a,c是常数,且a≠0)的图象与x轴的另一个交点坐标为(4n,0).
∴y=a(x+2n)(x﹣4n)=a(x﹣n)2﹣9an2,
∴p=﹣9an2,
∴9an,
∴n,
∴9,
故答案为:9.
4.若二次函数y=ax2+bx+c(a,b,c是实数,a≠0)的图象经过点(a,c),则( )
A.a>0 B.a<0 C.b>0 D.b<0
【思路点拔】利用抛物线的对称性求得,解得b=﹣a2<0.
【解答】解:∵二次函数y=ax2+bx+c(a,b,c是实数,a≠0)的图象经过点(a,c),
∴抛物线的对称轴为直线x,
∴,
∴b=﹣a2<0,
故选:D.
5.将抛物线y=3x2向左平移2个单位,再向下平移1个单位,所得抛物线为( )
A.y=3(x﹣2)2﹣1 B.y=3(x﹣2)2+1
C.y=3(x+2)2﹣1 D.y=3(x+2)2+1
【思路点拔】先求出平移后的抛物线的顶点坐标,再利用顶点式写出抛物线解析式即可.
【解答】解:抛物线y=3x2向左平移2个单位,再向下平移1个单位后的抛物线顶点坐标为(﹣2,﹣1),
所得抛物线为y=3(x+2)2﹣1.
故选:C.
6.由二次函数y=2x2图象平移得到二次函数y=2(x﹣m)2+n(m>0,n>0)图象,下列哪种平移方式可以实现( )
A.向右平移m个单位,再向上平移n个单位
B.向右平移m个单位,再向下平移n个单位
C.向左平移m个单位,再向上平移n个单位
D.向左平移m个单位,再向下平移n个单位
【思路点拔】根据左加右减,上加下减的平移规律求解即可.
【解答】解:由二次函数y=2x2图象平移得到二次函数y=2(x﹣m)2+n(m>0,n>0)图象,平移方式是先向右平移m个单位,再向上平移n个单位,
故选:A.
7.将二次函数y=x2的图象向下平移b(b>0)个单位长度后,所得到的二次函数图象经过点(1,﹣4),则b的值为 5 .
【思路点拔】先求出平移后的解析式,再把(1,﹣4)代入解析式求值即可.
【解答】解:将二次函数y=x2的图象向下平移b(b>0)个单位长度后得到的抛物线解析式为y=x2﹣b,
∵抛物线经过点(1,﹣4),
∴﹣4=1﹣b,
解得b=5,
故答案为:5.
8.在平面直角坐标系中,已知二次函数y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,且a≠0),当y≥t时,x≤m﹣1或x≥m+3.若该函数图象过点A(m,5)和B(m+4,q),则q的值可能是( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【思路点拔】根据二次函数的性质得出抛物线的开口向上,对称轴为直线x=m+1,然后根据两点到对称轴的距离判断即可.
【解答】解:∵二次函数y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,且a≠0),当y≥t时,x≤m﹣1或x≥m+3,
∴抛物线的开口向上,对称轴为直线xm+1,
∵该函数图象过点A(m,5)和B(m+4,q),且m+1﹣m<m+4﹣(m+1),
∴q>5,
故选:D.
9.已知二次函数y=4(x﹣a)(x﹣b)(a,b是实数,且a≠b),设该函数的最小值为k,( )
A.若2<a<3,2<b<3,则k<﹣1
B.若2<a<3,2<b<3,则k>﹣1
C.若2<a<3,3<b<4,则k<﹣3
D.若2<a<3,3<b<4,则k>﹣3
【思路点拔】利用抛物线解析式求得对称轴,即可求得函数的最小值k=4(a)(b)=﹣(a﹣b)2,然后根据a、b的取值,判断|a﹣b|的值,从而判断k的大小.
【解答】解:由二次函数y=4(x﹣a)(x﹣b)(a,b是实数,且a≠b)可知对称轴为直线x,
∴函数的最小值k=4(a)(b)=﹣(a﹣b)2,
若2<a<3,2<b<3,则|a﹣b|<1,
所以﹣1<k<0,
若2<a<3,3<b<4,则|a﹣b|<2,
所以﹣4<k<0,
故选项B正确,选项A、C、D错误.
故选:B.
10.已知二次函数y=a(x+m﹣1)(x﹣m)(a≠0)的图象上有两点A(x1,y1)和B(x2,y2)(其中x1<x2),则( )
A.若a>0,当x1+x2<1时,a(y1﹣y2)<0
B.若a>0,当x1+x2<1时,a(y1﹣y2)>0
C.若a<0,当x1+x2>﹣1时,a(y1﹣y2)<0
D.若a<0,当x1+x2>﹣1时,a(y1﹣y2)>0
【思路点拔】由二次函数的解析式求得对称轴为直线x,然后判断y1与y2的大小,即可判断每个选项正误.
【解答】解:∵二次函数y=a(x+m﹣1)(x﹣m)(a≠0),
∴y=0时,x1=1﹣m,x2=m,
∴二次函数y=a(x+m﹣1)(x﹣m)的对称轴为直线x,
当a>0时,当x1+x2<1时,
∴,
∴y1>y2,
∴y1﹣y2>0,
∴a(y1﹣y2)>0;
当a<0时,当x1+x2>﹣1时,
∴,
∴当时,y1<y2,
则a(y1﹣y2)>0;
当时,y1>y2,
则a(y1﹣y2)<0;
故选:B.
11.已知二次函数y=a(x﹣h)2+k(a≠0)的图象与一次函数y=px+q(p≠0)的图象交于(x1,y1)和(x2,y2)两点,则下列结论正确的是( )
A.若a>0,p<0,则x1+x2>2h
B.若x1+x2>2h,则a>0,p<0
C.若a<0,p<0,则x1+x2>2h
D.若x1+x2>2h,则a<0,p<0
【思路点拔】由二次函数解析式可得抛物线对称轴为直线x=h,由函数图象与系数的关系讨论(x1,y1)和(x2,y2)两点中x1+x2与2h的关系.
【解答】解:∵y=a(x﹣h)2+k,
∴抛物线对称轴为直线x=h,
∵a<0,p<0,
∴抛物线开口向下,一次函数中y随x增大而减小,
设x1<x2,则y1>y2,
∴h,
∴x1+x2>2h.
故选:C.
12.已知点(3,m),(5,n)在抛物线y=ax2+bx(a,b为实数,a<0)上,设抛物线的对称轴为直线x=t,若n<0<m,则t的取值范围为 t .
【思路点拔】先根据题意得出抛物线与x轴的交点坐标,再由n<0<m即可得出结论.
【解答】解:由题意可知,抛物线与x轴的交点坐标为(0,0),(2t,0),
∵a<0,
∴抛物线开口向下,
∵点(3,m),(5,n)在抛物线y=ax2+bx(a,b为实数,a<0)上,n<0<m,
∴3<2t<5,
∴t.
故答案为:t.
13.在平面直角坐标系xOy中,点(﹣2,0),(﹣1,y1),(1,y2),(2,y3)都在二次函数y=x2+bx+c的图象上.
(1)若y1=y3,求b的值.
(2)若y2<y1<y3,求y3的取值范围.
【思路点拔】(1)由y1=y3可得抛物线对称轴为直线x,构建方程可得结论.
(2)由抛物线经过(﹣2,0)可得4﹣2b+c=0,分别将(﹣1,y1),(1,y2),(2,y3)代入解析式,根据y2<y1<y3及b的取值范围求解.
【解答】解:(1)当y1=y3时,(﹣1,y1),(2,y3)关于对称轴对称,
∴,
∴b=﹣1.
(2)将(﹣2,0)代入y=x2+bx+c得4﹣2b+c=0,
将(1,y2)代入y=x2+bx+c得y2=1+b+c,
将(﹣1,y1)代入y=x2+bx+c得y1=1﹣b+c,
∵y2<y1,
∴1+b+c<1﹣b+c,
∴b<0,
将(2,y3)代入y=x2+bx+c得y3=4+2b+c,
∵y1<y3,
∴1﹣b+c<4+2b+c,
∴b>﹣1,
∵4﹣2b+c=0,
∴y3=4+2b+c=4b,
∴﹣4<4b<0,即﹣4<y3<0.
14.已知二次函数y=ax2﹣4ax+4a+1(a≠0),则此函数的顶点坐标是 (2,1) ;若a<0,当1≤x≤4时,函数有最小值a﹣1,则a= .
【思路点拔】把解析式配方解答即可求得顶点坐标;根据题意,当x=4时,函数有最小值,得到关于a的方程,解方程求得a的值.
【解答】解:∵y=ax2﹣4ax+4a+1=a(x﹣2)2+1,
∴此函数的顶点坐标是(2,1),
若a<0,当1≤x≤4时,函数有最小值a﹣1,
∴x=4时,y=16a﹣16a+4a+1=a﹣1,
∴a,
故答案为:(2,1),.
15.在“探索函数y=ax2+bx+c的系数a,b,c与图象的关系”活动中,老师给出了平面直角坐标系中的四个点:A(0,3),B(1,0),C(3,0),D(2,3).同学们探索了经过这四个点中的三个点的二次函数的图象,发现这些图象对应的函数表达式各不相同,其中a的值最大为 3 .
【思路点拔】比较a的大小,通过正负先排除开口向下的情况,根据|a|越大,开口越小,确定过点A,点B,点D三点的二次函数的a的值最大.
【解答】解:由图可知,
过点A,C,D和过点B,C,D的二次函数开口向下,a<0,故排除开口向下这种情况,
∵|a|越大,开口越小,
∴当a>0时,开口小的那个a最大,
由图可知,过点A,点B,点D三点的二次函数的a的值最大.
把A(0,3),B(1,0),D(2,3)代入y=ax2+bx+c得,
解得a=3.
故答案为:3.
16.在“探索二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的系数a,b,c与图象的关系”活动中,老师给出平面直角坐标系中的四点:A(0,2),B(2,3),C(2,1),D(3,1).同学们分别画出了经过这四个点中的三个点的二次函数的图象,并得到对应的函数表达式y1=a1x2+b1x+c1,y2=a2x2+b2x+c2分别计算a1+b1+c1,a2+b2+c2的值,其中较大值为( )
A. B.3 C.2 D.
【思路点拔】根据坐标系中的四个点画出二次函数的图象,根据图象判断经过A、B、D三点的抛物线当x=1时,y的值最大,利用待定系数法求得二次函数的系数即可求解.
【解答】解:∵B、C的横坐标相同,
∴抛物线不会经过A、B、C或B、C、D三点,
∴抛物线经过可能经过A、B、D或者A、C、D,
如图,经过A、B、D三点的抛物线,当x=1时,y的值最大,
把A(0,2),B(2,3),D(3,1)代入y=ax2+bx+c得,
解得,
∴经过A、B、D三点的抛物线的解析式为yx2x+2,
当x=1时,y2,
故较大值为,
故选:A.
17.已知实数x,y满足2x2+13x+y﹣8=0,则x+y的最大值为 26 .
【思路点拔】由题意可得y=﹣2x2﹣13x+8,代入x+y中,再根据二次函数的性质解答即可.
【解答】解:∵2x2+13x+y﹣8=0,
∴y=﹣2x2﹣13x+8,
∴x+y=x+(﹣2x2﹣13x+8)=﹣2(x+3)2+26.
∵﹣2<0,
∴当x=﹣3时,x+y有最大值,最大值为26.
故答案为:26.
18.已知二次函数y=ax2﹣4ax+2.(a为常数,且a≠0)
(1)若函数图象过点(1,0),求a的值;
(2)当2≤x≤5时,函数的最大值为M,最小值为N,若M﹣N=18,求a的值.
【思路点拔】(1)把点(1,0)代入解析式即可求得a的值;
(2)把解析式化成顶点式,即可求得抛物线的顶点为(2,2﹣4a),即可求得x=2时,y=2﹣4a,进而求得当x=5时,y=5a+2,然后分两种情况列出关于a的方程,解方程即可.
【解答】解:(1)∵二次函数y=ax2﹣4ax+2的图象过点(1,0),
∴a﹣4a+2=0,
∴a;
(2)∵y=ax2﹣4ax+2=a(x﹣2)2+2﹣4a,
∴抛物线的顶点为(2,2﹣4a),
∴x=2时,y=2﹣4a,
当x=5时,y=25a﹣20a+2=5a+2,
当a>0时,当2≤x≤5时,M=5a+2,N=2﹣4a,
∵M﹣N=18,
∴5a+2﹣(2﹣4a)=18,
∴a=2;
当a<0时,当2≤x≤5时,N=5a+2,M=2﹣4a,
∵M﹣N=18,
∴2﹣4a﹣(5a+2)=18,
∴a=﹣2;
∴a的值为2或﹣2.
19.定义:由两条与x轴有相同的交点,并且开口方向相同的抛物线所围成的封闭曲线称为“月牙线”.
【概念理解】
抛物线y1=2(x﹣1)(x﹣2)与抛物线y2=x2﹣3x+2是否围成“月牙线”?说明理由.
【尝试应用】
抛物线y1(x﹣1)2﹣2与抛物线组成一个如图所示的“月牙线”,与x轴有相同的交点M,N(点M在点N的左侧),与y轴的交点分别为A,B.
①求a:b:c的值.
②已知点P(x0,m)和点Q(x0,n)在“月牙线”上,m>n,且m﹣n的值始终不大于2,求线段AB长的取值范围.
【思路点拔】【概念理解】求出抛物线y1=2(x﹣1)(x﹣2)与x轴的交点为(1,0)和(2,0);抛物线与x轴交点为(1,0)和(2,0),又抛物线y1=2(x﹣1)(x﹣2)与抛物线开口方向相同,即可知抛物线y1=2(x﹣1)(x﹣2)与抛物线围成“月牙线”;
【尝试应用】①求出抛物线与x轴交点为(3,0)和(﹣1,0),代入y2=ax2+bx+c得:,解得,故a:b:c=a:(﹣2a):(﹣3a)=1:(﹣2):(﹣3);
②由①知,y2=ax2﹣2ax﹣3a=a(x﹣1)2﹣4a,可得抛物线y2=ax2﹣2ax﹣3a的顶点为(1,﹣4a),而抛物线的顶点为(1,﹣2),a,可知抛物线在抛物线y2=ax2﹣2ax﹣3a上方;即可得m﹣n(x0﹣1)2﹣2﹣(2ax0﹣3a)=(a)(2a﹣1)x0+3a,根据m﹣n的值始终不大于2,有2,即解得a≤1,而A(0,),B(0,﹣3a);故AB(﹣3a)=3a,从而可得线段AB长的取值范围是0<AB.
【解答】解:【概念理解】抛物线y1=2(x﹣1)(x﹣2)与抛物线围成“月牙线”;理由如下:
在y1=2(x﹣1)(x﹣2)中,令y=0得x=1或x=2,
∴抛物线y1=2(x﹣1)(x﹣2)与x轴的交点为(1,0)和(2,0);
在中,令y=0得x=1或x=2,
∴抛物线与x轴交点为(1,0)和(2,0),
∴抛物线y1=2(x﹣1)(x﹣2)与抛物线与x轴有相同的交点,
又抛物线y1=2(x﹣1)(x﹣2)与抛物线开口方向相同,
∴抛物线y1=2(x﹣1)(x﹣2)与抛物线围成“月牙线”;
【尝试应用】①在中,令y=0得x=3或x=﹣1,
∴抛物线与x轴交点为(3,0)和(﹣1,0),
把(3,0)和(﹣1,0)代入y2=ax2+bx+c得:
,
解得,
∴a:b:c=a:(﹣2a):(﹣3a)=1:(﹣2):(﹣3);
∴a:b:c的值为1:(﹣2):(﹣3);
②由①知,y2=ax2﹣2ax﹣3a=a(x﹣1)2﹣4a,
∴抛物线y2=ax2﹣2ax﹣3a的顶点为(1,﹣4a),
∵抛物线的顶点为(1,﹣2),a,
∴﹣4a<﹣2,
∴抛物线在抛物线y2=ax2﹣2ax﹣3a上方;
∴m(x0﹣1)2﹣2,n2ax0﹣3a,
∴m﹣n(x0﹣1)2﹣2﹣(2ax0﹣3a)=(a)(2a﹣1)x0+3a,
∵m﹣n的值始终不大于2,
∴2,
整理得:2a2﹣3a+1≤0,
解得a≤1,
∵a,
∴a≤1;
在中,令x=0得y,
∴A(0,),
在y2=ax2﹣2ax﹣3a中,令x=0得y=﹣3a,
∴B(0,﹣3a);
∴AB(﹣3a)=3a,
∵a≤1;
∴0<3a,
∴线段AB长的取值范围是0<AB.
20.如图,将一个含30°角的直角三角板的斜边和量角器的直径所在的边重合放置,其中点D所在位置在量角器外侧的读数为100°,∠ACB=90°,连接DC交AB于点E,则∠BEC=( )
A.80° B.70° C.60° D.50°
【思路点拔】根据题意可知点C在以AB为直径的圆上,根据圆心角和圆周角的关系求出∠ACD,再利用三角形的外角的性质就可以求出答案.
【解答】解:根据题意可知点C在以AB为直径的圆上,
设圆心为O,连接OD,则∠AOD=100°,
∴∠ACD∠AOD=50°,
∴∠BEC=∠ACD+∠CAE=50°+30°=80°.
故选:A.
21.如图,四边形ABCD是⊙O的内接四边形,BC是⊙O的直径,BC=2CD,则∠BAD的度数是 120 °.
【思路点拔】连接OD,根据等边三角形的性质得到∠C=60°,再根据圆内接四边形的性质计算,得到答案.
【解答】解:如图,连接OD,
∵BC是⊙O的直径,BC=2CD,
∴OC=OD=CD,
∴△COD为等边三角形,
∴∠C=60°,
∵四边形ABCD是⊙O的内接四边形,
∴∠BAD+∠C=180°,
∴∠BAD=120°,
故答案为:120.
22.四边形ABCD内接于⊙O,∠A:∠B:∠C:∠D=3:m:4:n,则m,n满足条件( )
A.3m=4n B.4m=3n C.m+n=7 D.m+n=180°
【思路点拔】根据圆内接四边形的对角互补,可得∠A+∠C=∠B+∠D=180°,所以∠A+∠C所占的份数一定和∠B+∠D所占的份数相等,则m+n=7.
【解答】解:∵圆内接四边形ABCD,
∴∠A+∠C=∠B+∠D=180°,
∵∠A:∠B:∠C:∠D=3:m:4:n,
∴m+n=7.
故选:C.
23.如图,△ABC内接于⊙O,∠ABC>90°,它的外角∠EAC的平分线交⊙O于点D,连接DB,DC,DB交AC于点F.若DA=DF,∠ABC=α,∠DFC=β,则下列结论正确的是( )
A.α+4β=540° B.α+4β=450° C.α+2β=360° D.α+2β=270°
【思路点拔】由∠DAE+∠DAB=180°,∠DCB+∠DAB=180°,得∠DAE=∠DCB,所以∠DAE=∠DAC=∠DBC,则∠DAC=∠DBC=∠DCB,因为DA=DF,所以∠BFC=∠DFA=∠DAC=∠DBC=∠DCB,可证明△DAF∽△DBC,得∠ADB=∠BDC,再由∠ADB=∠ACB,∠BDC=∠BAC,推导出∠ACB=∠BAC,所以∠BDC=∠BAC(180°﹣α),则∠DBC=∠DCB(180°﹣∠BDC)=45°α,因为∠DFC=180°﹣∠BFC=180°﹣∠DBC=135°α,所以β=135°α,则α+4β=540°,可判断A正确,于是得到问题的答案.
【解答】解:∵∠DAE+∠DAB=180°,∠DCB+∠DAB=180°,
∴∠DAE=∠DCB,
∵AD平分∠EAC,
∴∠DAE=∠DAC=∠DBC,
∴∠DAC=∠DBC=∠DCB,
∵DA=DF,
∴∠BFC=∠DFA=∠DAC=∠DBC=∠DCB,
∵∠DAC=∠DBC,∠DFA=∠DCB,
∴△DAF∽△DBC,
∴∠ADB=∠BDC,
∴∠ADB=∠ACB,∠BDC=∠BAC,
∴∠ACB=∠BAC,
∵∠ABC=α,∠DFC=β,
∴∠BDC=∠BAC(180°﹣∠ABC)(180°﹣α),
∴∠DBC=∠DCB(180°﹣∠BDC)=90°(180°﹣α)=45°α,
∵∠DFC=180°﹣∠BFC=180°﹣∠DBC=180°﹣(45°α)=135°α,
∴β=135°α,
∴α+4β=540°,
故A正确,
故选:A.
24.如图,BD是△ABC的外角∠ABE的平分线,△ABC外接圆的圆心O为AB的中点,延长DB,AC交于点F.若∠BAC=30°,BF=6,则△ABC的周长为 9+3 .
【思路点拔】根据角平分线的定义得到∠EBD=∠ABD,根据圆周角定理得到∠ACB=90°,求得∠BCF=90°,根据三角形的内角和定理得到∠ABC=60°,得到∠F=∠A=30°,根据等腰三角形的判定定理得到AB=BF=6,根据直角三角形的性质得到BCAB=3,于是得到结论.
【解答】解:∵BD是△ABC的外角∠ABE的平分线,
∴∠EBD=∠ABD,
∵△ABC外接圆的圆心O为AB的中点,
∴AB是⊙O的直径,
∴∠ACB=90°,
∴∠BCF=90°,
∵∠BAC=30°,
∴∠ABC=60°,
∴∠ABE=120°,
∴∠ABD=∠DBE=60°,
∴∠CBF=∠DBE=60°,
∴∠F=∠A=30°,
∴AB=BF=6,
∴BCAB=3,
∴△ABC的周长=AB+BC+AC=6+3+39+3,
故答案为:9+3.
25.如图,四边形ABCD是半圆⊙O的内接四边形,AB是直径,AD=4.
(1)设⊙O的半径为r,用含r的代数式表示线段BD;
(2)若,求⊙O的半径.
【思路点拔】(1)根据圆周角定理求出∠ADB=90°,再根据勾股定理求解即可;
(2)连接BD、OC交于点E,根据垂径定理求出OC⊥BD,DE=BE,根据三角形中位线的判定与性质求出OE=4,设⊙O的半径为r,由(1)知,BD=2,则BE,再根据勾股定理求解即可.
【解答】解:(1)如图,连接BD,
∵AB是半圆⊙O的直径,
∴∠ADB=90°,
∴BD,
∵AD=4,AB=2r,
∴BD2;
(2)如图,连接BD、OC交于点E,
∵BC=CD,
∴OC⊥BD,DE=BE,
∵OA=OB,
∴OE是△ABD的中位线,
∴OEAD=4,
设⊙O的半径为r,由(1)知,BD=2,
∴BE,
在Rt△CBE中,BC2=CE2+BE2,BC,
∴(r﹣2)2,
∴r=5或r=﹣3(舍去),
∴⊙O的半径为5.
26.如图,四边形ABCD内接于⊙O,其中AD>CD,已知对角线AC过点O,对角线BD与CO相交于点E,且AD=BD.若∠BDC=2∠DBC,则( )
A.1 B. C.2 D.3
【思路点拔】令∠DBC的度数为x,进一步表示出∠BDC、∠BAC和∠CAD的度数,利用等边对等角及直径所对的圆周角为90°,可求出x的值,进而发现△ABC是等腰直角三角形及AB与AE相等,即可解决问题.
【解答】解:令∠DBC的度数为x,则∠BDC的度数为2x,
∵,
∴∠BAC=∠BDC=2x,
∵,
∴∠CAD=∠CBD=x,
∴∠BAD=3x.
∵AD=BD,
∴∠DBA=∠DAB=3x.
∵AC为⊙O的直径,
∴∠ABC=90°,
则3x+x=90°,
解得x=22.5°.
∴∠BAC=∠BCA=45°,∠ABE=67.5°,
∴∠AEB=180°﹣45°﹣67.5°=67.5°,
∴AE=BE.
令⊙O的半径为R,
则AB2+CB2=(2R)2,
∵AB=CB,
∴AB,
∴AE=AB,
又∵CE=2R,
∴.
故选:A.
27.如图,在⊙O中,M为半径OA上一点.过M作弦BC⊥OA,交⊙O于B,C两点.连接BO并延长,交⊙O于点D,连接AD交BC于点E.已知EB=ED.
(1)求证:60°;
(2)探究线段CE,EM长度之间的数量关系,并证明.
【思路点拔】(1)连接OC,根据垂径定理得,再根据EB=ED,得∠B=∠D,,所以,∠COD=60°,即可得出结论;
(2)连接AC,根据圆周角定理得∠B=∠D∠COD=30°,所以∠EAC=∠ECA=∠B=30°,所以AE=CE,∠OAD=∠D=30°,根据直角三角形30°的性质得AE=2EM,所以CE=2EM.
【解答】证明:(1)如图,连接OC,
∵BC⊥OA,
∴,
∵EB=ED,
∴∠B=∠D,
∴,
∴,
∴∠COD=60°,
∴60°;
(2)CE=2EM,
证明:连接AC,
∵∠COD=60°,
∴∠B=∠D∠COD=30°,
∴∠EAC=∠ECA=∠B=30°,
∴AE=CE,
∵OA=OD,
∴∠OAD=∠D=30°,
∴AE=2EM,
∴CE=2EM.
28.如图,AB是⊙O的直径,弦CD垂直平分OB,点E在上,连接CE,AE.若CE平分∠OCD,则∠A:∠E=( )
A.2:3 B.3:4 C.4:5 D.5:6
【思路点拔】设CD垂直平分OB于点F,连接AD,根据OBOC可知∠OCF=30°,则∠COB=60°,进而求出∠AOC=120°,∠BAD=30°,根据圆周角定理求出∠E=60°,根据CE平分∠OCD求出∠EAD=∠ECD=15°,则∠EAB=45°,求出比值即可.
【解答】解:设CD垂直平分OB于点F,连接AD,
∵AB是⊙O的直径,弦CD垂直平分OB,
∴OFOBOC,
∴∠OCF=30°,
∴∠COB=60°,
∴∠AOC=120°,∠BAD=30°,
∴∠E=60°,
∵CE平分∠OCD,
∴∠EAD=∠ECD=15°,
∴∠EAB=∠BAD+∠EAD=45°,
∴∠BAE:∠E=45°:60°=3:4.
故选:B.
29.《梦溪笔谈》是北宋的沈括所著的笔记体综合性科学著作,其中收录了计算圆弧长度的“会圆术”,如图,弧AB是以点O为圆心,OA为半径的圆弧,C是弦AB的中点,D在弧AB上,且CD⊥AB.“会圆术”给出弧AB的弧长的近似值s的计算公式:s=AB.当OA=2,∠AOB=90°时,s= 3 .
【思路点拔】根据垂径定理,勾股定理以及直角三角形的边角关系求出AB,CD,再代入计算即可.
【解答】解:如图,连接OC,由题意可知点O、C、D在同一条直线上,
∵∠AOB=90°,OA=OB=2,
∴ABOA=2,
∵OC⊥AB,OA=OB=2,
∴OC=ACOA,
∴s=AB
=2
=3.
故答案为:3.
30.如图,在⊙O中,弦AB是直径,点C,D是⊙O上的两点,连结AC,OD,且满足AC∥OD.
(1)若的度数为80°,求∠A的度数.
(2)求证:.
(3)连结BD,若AC=6,AB=10,求BD的长.
【思路点拔】(1)连接OC,根据弧AC的度数求出∠AOC,利用三角形内角和求出∠A;
(2)利用平行线的性质求得∠BOD=∠A=50°,∠COD=∠OCA=50°,得出∠COD=∠BOD,进而得出弧相等;
(3)先根据勾股定理求出BC,然后利用勾股定理求出OE,再利用勾股定理求出BD即可.
【解答】(1)解:连接OC,
∵的度数为80°,
∴∠AOC=80°,
∵OA=OC,
∴∠A=∠OCA=50°;
(2)证明:∵AC∥OD,
∴∠BOD=∠A=50°,∠COD=∠OCA=50°,
∴∠COD=∠BOD,
∴;
(3)解:连接BC,交OD于点E,
∵弦AB是直径,
∴∠ACB=90°,
∵AC=6,AB=10,
∴BC8,
∵,
∴OD⊥BC,
∴CE=BE=4,
∴OE3,
∴DE=OD﹣OE=2,
∴BD2.
31.如图,四边形ABCD内接于⊙O,AC为⊙O的直径,且∠ADB=∠CDB.
(1)试判断△ABC的形状,并给出证明.
(2)若,AD=1.
①求线段DC的长.
②求的值.
【思路点拔】(1)由直径所对的圆周角是直角可得∠ABC=90°,由∠ADB=∠CDB,可得AB=BC,可证得结论;
(2)①由AC为⊙O的直径,可得∠ADC=90°,利用勾股定理即可求得答案;
②过点E作EF⊥AD于点F,由△DEF是等腰直角三角形,可得DEEF,再根据三角函数定义可得∠CAD=60°,可得AEEF,即可求得答案.
【解答】解:(1)△ABC是等腰直角三角形,理由如下:
∵AC为⊙O的直径,
∴∠ABC=90°,
∵∠ADB=∠CDB,
∴,
∴AB=BC,
∴△ABC是等腰直角三角形.
(2)①∵AB,AD=1,
∴BC,
∴ACAB=2,
∵AC为⊙O的直径,
∴∠ADC=90°,
∴DC;
②如图,过点E作EF⊥AD于点F,
∵∠ADB=∠CDB,∠ADC=90°,
∴∠ADB=45°,
∵∠DFE=∠AFE=90°,
∴△DEF是等腰直角三角形,
∴DEEF,
∵cos∠CAD,
∴∠CAD=60°,
∴EF=AE sin60°AE,
∴AEEF,
∴.
32.已知,线段AB=8,点C为平面上一点,若∠ACB=30°,则线段AC的最大值是( )
A.8 B. C.16 D.
【思路点拔】以AB为边作等边三角形OAB,作△OAB的外接圆O,根据圆周角定理解答即可.
【解答】解:以AB为边作等边△OAB,作△OAB的外接圆O,如图所示:
∵△OAB为等边三角形,
∴OA=OB=AB=8,
∵∠ACB=30°,
∴点C在优弧AB上,
当AC为外接圆O的直径时,AC最大,且最大值为16,
故选:C.
33.已知扇形面积为12π,半径为6,则扇形的弧长为 4π .
【思路点拔】根据扇形面积的计算公式即可求出答案.
【解答】解:设扇形的弧长为l,由扇形面积公式可得,
l×6=12π,
解得l=4π,
故答案为:4π.
34.如图,在平面直角坐标系中,一段圆弧过点A(1,3),点B(2,3),点C(2,1),以点A和点D(4,2)为端点的线段与该圆弧相交于点E,则的长为 π .
【思路点拔】如图,连接AC,取AC的中点T,连接ET.证明∠ETC=90°,利用弧长公式求解.
【解答】解:如图,连接AC,取AC的中点T,连接ET.
观察图形可知,AC是直径,
∴∠AEC=90°,
∵AC=CD,AD,
∴AC2+CD2=AD2,
∴∠ACD=90°.
∴∠CAD=45°,
∴∠ETC=2∠CAD=90°,
∵TC=ET=TA,
∴的长π.
故答案为:π.
35.在如图所示的方格纸中存在△ABC,其中,点A,B,C均在格点上.
(1)用直尺作出△ABC的外接圆圆心O.
(2)若方格纸中每个小正方形的边长为1,求△ABC外接圆半径R的长.
【思路点拔】(1)线段AC,BC的垂直平分线的交点O即为所求;
(2)连接OB,利用勾股定理求解.
【解答】解:(1)如图,点O即为所求;
(2)连接OB.
OB.
故外接圆半径R的长为.
36.如图,已知AB是⊙O的直径,弦CD⊥AB于点E,OE=BE.点P是劣弧上任意一点(不与点A,D重合),CP交AB于点M,AP与CD的延长线相交于点F,设∠PCD=α.
①则∠F= 60°﹣α ,(用含α的代数式表示);
②当∠F=3∠PCD时,则 .
【思路点拔】①连接OD,BD,PO,由线段垂直平分线的性质得到△ODB是等边三角形,由圆周角定理得到∠A∠POB=30°+α,由直角三角形的性质即可求出∠PFE=60°﹣α.
②设圆的半径是r,OM=x,由∠AFE=3∠PCD,求出α=15°,得到∠POB=90°,因此OP∥CE,推出△POM∽△CEM,得到OM:EM=OP:CE,代入有关数据即可求出OM的长,得到AM,BM的长,即可得到答案.
【解答】解:①连接OD,BD,PO,
∵弦CD⊥AB于点E,OE=BE,
∴OD=BD,
∵OD=OB,
∴△ODB是等边三角形,
∴∠BOD=60°,
∵∠PCD=α,
∴∠POD=2α,
∴∠POB=60°+2α,
∴∠A∠POB=30°+α,
∴∠PFE=90°﹣∠A=60°﹣α.
故答案为:60°﹣α;
②∵∠AFE=3∠PCD,
∴60°﹣α=3α,
∴α=15°,
∴∠POD=2∠PCD=30°,
∴∠POB=90°,
∴OP∥CE,
∴△POM∽△CEM,
∴OM:EM=OP:CE,
∵直径AB⊥CD,
∴DE=CE,
∴OM:EM=OP:ED,
设圆的半径是r,OM=x,
∴EMr﹣x,DEr,
∴x:(r﹣x)=r:r,
∴x=(2)r,
∴OM=(2)r,
∴AM=AO+OM=3rr,BM=OB﹣OMr﹣r,
∴.
故答案为:.
37.如图,△ACD是圆内接三角形,点B是圆上一点,连结AB,BD,BD与AC交于点E,且满足AB=AC,∠BAC=∠CAD.若CD=2,AD=3,则CE= 1 .
【思路点拔】由ASA判定△ABE≌△ACD,得到AE=AD=3,由△CDE∽△CAD,推出CD:CA=CE:CD,得到2:(3+CE)=CE:2,即可求出CE的长.
【解答】解:在△ABE和△ACD中,
,
∴△ABE≌△ACD(ASA),
∴AE=AD=3,
∵∠CDE=∠BAC,∠CAD=∠BAC,
∴∠CDE=∠CAD,
∵∠DCE=∠ACD,
∴△CDE∽△CAD,
∴CD:CA=CE:CD,
∴2:(AE+CE)=CE:2,
∴2:(3+CE)=CE:2,
∴CE=1或CE=﹣4(舍去).
故答案为:1.
38.如图,四边形ABCD内接于⊙O,对角线AC平分∠BAD,连接BD交AC于点E.
(1)求证:△ABC∽△BEC.
(2)若AB=AC,设△ABD的面积为S1,△BCD的面积为S2,BE=6,EC=4,求的值.
(3)求证:AC2=BC2+AB AD.
【思路点拔】(1)根据圆周角定理可得∠CBD=∠CAD,由角平分线定义得∠BAC=∠CAD,即可证得结论;
(2)过点A作AF⊥BD于点F,过点C作CG⊥BD于点G,可证得△CAB∽△CBE,可得,即,求得AE=5,再证得△AEF∽△CEG,即可求得答案;
(3)先证明△ACB∽△ADE,可得AC AE=AB AD,即AC2﹣AC CE=AB AD,再证得△CBE∽△CAB,可得AC CE=BC2,即可证得结论.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是圆内接四边形,
∴∠CBD=∠CAD,
∵AC平分∠BAD,
∴∠BAC=∠CAD,
∴∠CBD=∠BAC,
∴△ABC∽△BEC.
(2)解:如图,过点A作AF⊥BD于点F,过点C作CG⊥BD于点G,
∵AB=AC,
∴∠ABC=∠ACB,
∵AC平分∠BAD,
∴∠BAC=∠CAD,
∴,
∴∠BAC=∠CBD,
∴△CAB∽△CBE,
∴∠BEC=∠ABC=∠ACB,,
又∵BE=6,EC=4,
∴BC=BE=6,
∴,
∴AE=5,
∵AF⊥BD,CG⊥BD,
∴∠AFE=∠CGE=90°,
∵∠AEF=∠CEG,
∴△AEF∽△CEG,
∴,
∴.
(3)证明:∵AC平分∠BAD,
∴∠BAC=∠CAD,
∵,
∴∠ACB=∠ADB,
∴△ACB∽△ADE,
∴,
∴AC AE=AB AD,
∴AC (AC﹣CE)=AB AD,
∴AC2﹣AC CE=AB AD,
∵,
∴∠CBD=∠BAC,
∵∠BCE=∠ACB,
∴△CBE∽△CAB,
∴,
∴AC CE=BC2,
∴AC2﹣BC2=AB AD,
即AC2=BC2+AB AD.
39.如图,已知△ABC内接于⊙O,AB是直径,点D在⊙O上,OD∥BC,过点D作DE⊥AB,垂足为E,连接CD交OE边于点F.
(1)求证:△DOE∽△ABC;
(2)求证:∠ODF=∠BDE;
(3)连接OC,设△DOE的面积为S1,四边形OCBD的面积为S2,若,用含n的代数式表示.
【思路点拔】(1)根据圆周角定理和垂直求出∠DEO=∠ACB,根据平行得出∠DOE=∠ABC,根据相似三角形的判定得△DOE∽△ABC,根据圆周角定理得出∠A=∠BDC,推出∠ODE=∠BDC即可;
(2)根据圆周角定理和垂直求出∠DEO=∠ACB,根据平行得出∠DOE=∠ABC,根据相似三角形的判定得出结论;
(3)根据△DOE∽△ABC,求出S△ABC=4S△DOE=4S1,进而求解.
【解答】(1)证明:∵AB是⊙O的直径,
∴∠ACB=90°,
∵DE⊥AB,
∴∠DEO=90°,
∴∠DEO=∠ACB,
∵OD∥BC,
∴∠DOE=∠ABC,
∴△DOE∽△ABC;
(2)证明:∵AB是⊙O的直径,
∴∠ACB=90°,
∵DE⊥AB,
∴∠DEO=90°,
∴∠DEO=∠ACB,
∵OD∥BC,
∴∠DOE=∠ABC,
∴△DOE∽△ABC;
∴∠ODE=∠A,
∵∠A和∠BDC是所对的圆周角,
∴∠A=∠BDC,
∴∠ODE=∠BDC,
∴∠ODF=∠BDE;
(3)解:∵△DOE∽△ABC,
∴()2,
即S△ABC=4S△DOE=4S1,
∵OA=OB,
∴S△BOCS△ABC,即S△BOC=2S1,
∵,S2=S△BOC+S△DOE+S△DBE=2S1+S1+S△DBE,
∴S△DBES1,
∴BE=()OE,
即OEOBDO,
∴sinA=sin∠ODE.
40.如图1,在△ABC中,AB=AC,∠A=90°,点P是△ABC内一个动点,且∠BPC=135°.
(1)试找出与∠ACP相等的角,并说明理由;
(2)如图2,连接AP并延长交△BPC的外接圆⊙O于点Q,交BC于点D,连接CQ.
①求证△ACP∽△AQC;
②求的最小值;
(3)在如图2的条件下,若BP=PC,求证:.
【思路点拔】(1)根据∠ACB=∠ACP+∠BCP=45°,∠PBC+∠PCB=45°,等量代换即可得到∠ACP=∠PBC;
(2)①根据同弧所对的圆周角相等,结合(1)能得到∠Q=∠APC,即可证明;
②连接OB、CO,由△ACP∽△AQC,得到,当CQ经过圆心O时,的值最小,过点O作OM⊥BC交于M点,则M是BC的中点,连接AM,则A、O、M三点共线,则AO是BC的垂直平分线,再由CO=AC,得到CQ=2AC,即可求的最小值为;
(3)由题意可知P点AM上,则∠PBC=∠PCB=∠ACP,过点P作PH⊥AC交于H点,设PM=x,则PH=x,分别求出APx,AM=(1)x,AC(1)x,PC2=(4+2)x2,再由,即可证明.
【解答】(1)解:∵∠BPC=135°,
∴∠PBC+∠PCB=45°,
∵AB=AC,∠A=90°,
∴∠ACB=∠ACP+∠BCP=45°,
∴∠ACP=∠PBC;
(2)①证明:∵,
∴∠Q=∠PBC,
∵∠ACP=∠PBC,
∴∠Q=∠APC,
∴△ACP∽△AQC;
②连接OB、CO,
∵∠BPC=135°,
∴∠BOC=90°,
∵△ACP∽△AQC,
∴,
∴,
当CQ经过圆心O时,的值最小,
过点O作OM⊥BC交于M点,则M是BC的中点,连接AM,则A、O、M三点共线,
∴AO是BC的垂直平分线,
∵AM=BM=OM,
∴CO=AC,
∴CQ=2AC,
∴的最小值为;
(3)证明:∵BP=PC,
∴P点AM上,
∴∠PBC=∠PCB=∠ACP,
过点P作PH⊥AC交于H点,
∴PH=PM,
设PM=x,则PH=x,
∵∠PAH=45°,
∴APx,
∴AM=(1)x,AC(1)x,PC2=(4+2)x2,
∵,
∴()2,
∴CQ2=(2)AC2.
41.已知点P是线段AB的黄金分割点(AP>BP),若AB=2,则AP为( )
A. B. C. D.
【思路点拔】根据黄金分割点的定义,知AP是较长线段;所以APAB,代入数据即可得出AP的长度.
【解答】解:由于P为线段AB=2的黄金分割点,
且AP>BP,
则APa1.
故选:B.
42.教科书的宽与长之比为黄金比,若教科书的长为m厘米,则宽为 m 厘米(用含m的代数式表示).
【思路点拔】设教科书的宽为x厘米,利用黄金分割的定义得到,然后求出x即可.
【解答】解:设教科书的宽为x厘米,
根据题意得,
解得xm,
即教科书的宽为m厘米.
故答案为:m
43.如图,在△ABC中,D,E分别为BC,AC上的点. ,AB=9,则ED的长为( )
A.6 B.5 C.3 D.2
【思路点拔】先利用两边成比例夹角相等的两三角形相似可判断△CAB∽△CDE,然后利用相似比可求出AB的长.
【解答】解:∵,∠ACB=∠DCE,
∴△CAB∽△CDE,
∴,
∴DEAB9=6.
故选:A.
44.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=3,BC=4,D、E为AB边上两点(点D在点E的右侧),满足∠DCE=45°,则AB边上的高为 ;设AD=x,BE=y.用含x的代数式表示y= .
【思路点拔】利用面积法可求出AB边上的高,旋转△ACD,利用“角含半角”模型构造出全等三角形,再借助于勾股定理即可解决问题.
【解答】解:过点C作AB的垂线,垂足为M,
∵∠ACB=90°,AC=3,BC=4,
∴AB.
又∵,
∴.
即AB边上的高为.
将△ACD绕点C顺时针旋转90°,点A的对应点为点F,点D的对应点为H,延长HF交AB于点G,连接EH,
由旋转可知,
△CHF≌△CDA,
∴∠HCF=∠DCA,HF=AD=x,CF=AC=3,∠HFC=∠A,CH=CD.
又∵∠HFC=∠BFG,∠A+∠B=90°,
∴∠B+∠BFG=90°,
则FG⊥BE.
又∵BF=4﹣3=1.
∴sinB,
则FG.
同理可得,BG.
∴HG=x,EG=y.
∵∠DCE=45°,
∴∠ACD+∠BCE=45°,
∴∠HCE=∠HCF+∠BCE=45°,
∴∠HCE=∠DCE.
在△HCE和△DCE中,
,
∴△HCE≌△DCE(SAS),
∴HE=DE=5﹣x﹣y.
在Rt△HGE中,
(x)2+(y)2=(5﹣x﹣y)2,
整理得,
y.
故答案为:,.
45.如图,在△ABC中,AD平分∠BAC,点E在边AC上,且∠ADE=∠B.若CD=5,,则AC=( )
A.6 B. C. D.
【思路点拔】先利用三角形外角性质得到∠ADE+∠CDE=∠B+∠BAD,再利用∠ADE=∠B得到∠CDE=∠BAD,所以∠BAD=∠CAD,而∠C为公共角,则可判断△CDE∽△CAD,然后利用相似比可求出AC的长.
【解答】解:∵∠ADC=∠B+∠BAD,
即∠ADE+∠CDE=∠B+∠BAD,
而∠ADE=∠B,
∴∠CDE=∠BAD,
∵AD平分∠BAC,
∴∠BAD=∠CAD,
∴∠CDE=∠CAD,
∵∠ECD=∠DCA,
∴△CDE∽△CAD,
∴CD:CA=CE:CD,即5:CA:5,
解得CA.
故选:C.
46.如图,AD是△ABC的角平分线,在边AC上取点E,使AD2=AB×AE.
(1)求证:△ABD∽△ADE.
(2)若∠ADB=64°,∠C=42°,求∠CDE的度数.
【思路点拔】(1)由角平分线的定义可得∠BAD=∠EAD,由AD2=AB×AE得:,即可判定:△ABD∽△ADE;
(2)由外角定义可得∴∠DAE=64°﹣∠C=22°,由角平分线的定义得∠BAC=44°,再由三角形的内角和可求得∠B=94°,由(1)可得∠ADE=∠B=94°,根据平角的定义从而可求∠CDE的度数.
【解答】(1)证明:∵AD是△ABC的角平分线,
∴∠BAD=∠EAD,
∵AD2=AB×AE,
∴,
∴:△ABD∽△ADE;
(2)解:∵∠ADB=64°,∠C=42°,
∴∠DAE=64°﹣∠C=22°,
∵AD是△ABC的角平分线,
∴∠BAC=2∠DAE=44°,
∴∠B=180°﹣∠BAC﹣∠C=94°,
∵△ABD∽△ADE,
∴∠B=∠ADE=94°,
∴∠CDE=180°﹣∠ADB﹣∠ADE=22°.
47.如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,点F,E分别在线段BC,AC上,且∠AFC=∠DEA,AC=AD.
(1)求证:DE=AF;
(2)若∠ABC=∠CDE,求证:AF2=BF CE.
【思路点拔】(1)证明△ACF≌△DAE(ASA),即可解决问题;
(2)证明△ABF∽△CDE,得AF DE=BF CE,结合(1)AF=DE,即可解决问题.
【解答】证明:(1)∵AD∥BC,
∴∠ACF=∠DAC
∵∠AFC=∠DEA,AC=AD,
∴△ACF≌△DAE(AAS),
∴AF=DE;
(2)∵△ACF≌△DAE,
∴∠AFC=∠DEA,
∴∠AFB=∠DEC,
∵∠ABC=∠CDE,
∴△ABF∽△CDE,
∴,
∴AF DE=BF CE,
∵AF=DE,
∴AF2=BF CE.
48.如图,在△ABC中,AD是△ABC的角平分线,点E是边AC上一点,且满足∠ADE=∠B.
(1)证明:△ADB∽△AED.
(2)若AB=9,AD=6,求AE的长.
【思路点拔】(1)因为AD是△ABC的角平分线,所以∠BAD=∠DAE,而∠B=∠ADE,即可根据“两角分别相等的两个三角形相似”证明△ADB∽△AED;
(2)由相似三角形的性质得,而AB=9,AD=6,则AE4.
【解答】(1)证明:∵AD是△ABC的角平分线,
∴∠BAD=∠DAE,
∵∠B=∠ADE,
∴△ADB∽△AED.
(2)解:∵△ADB∽△AED,
∴,
∵AB=9,AD=6,
∴AE4,
∴AE的长是4.
49.如图,过菱形AEDF的顶点D作直线,分别交AE的延长线于点B,交AF的延长线于点C.
(1)求证:FC BE=DE2;
(2)若AB=3,AC=2,求AE的长.
【思路点拔】(1)先利用菱形的性质得到DE=DF,DE∥AF,DF∥AE,再根据平行线的性质得到∠BDE=∠C,∠B=∠CDF,则可判断△BDE∽△DCF,然后利用相似比和等量代换得到结论;
(2)先利用菱形的性质得到AE=DE,DE∥AF,则可判断△BDE∽△BCA,根据相似三角形的性质得到,即,然后利用比例性质可求出AE的长.
【解答】(1)证明:∵四边形AEDF为菱形,
∴DE=DF,DE∥AF,DF∥AE,
∴∠BDE=∠C,∠B=∠CDF,
∴△BDE∽△DCF,
∴,
∴FC BE=DE DF,
而DE=DF,
∴FC BE=DE2,
(2)解:∵四边形AEDF为菱形,
∴AE=DE,DE∥AF,
∴△BDE∽△BCA,
∴,即,
解得AE,
即AE的长为.
50.如图,将矩形ABCD绕点A逆时针旋转90°得到矩形AB′C′D′,若点C,B′,D′恰好在同一直线上,且BC=2,则AB的长为 1 .
【思路点拔】设AB=x,根据将矩形ABCD绕点A逆时针旋转90°得到矩形AB′C′D′,可得AB'=AB=x,AD'=B'C'=BC=2,∠DAB=∠D'AB'=90°,即知D',A,B共线,由△AB'D'∽△BCD',可得,即可解得答案.
【解答】解:设AB=x,
∵将矩形ABCD绕点A逆时针旋转90°得到矩形AB′C′D′,
∴AB'=AB=x,AD'=B'C'=BC=2,∠DAB=∠D'AB'=90°,
∴∠DAB+∠D'AB'=180°,
∴D',A,B共线,
∵AD∥BC,
∴△AB'D'∽△BCD',
∴,即,
解得x1或x1(舍去),
经检验,x1是方程的解,也符合题意,
∴AB的长为1;
故答案为:1.
51.如图,在矩形ABCD中,BC=3AB,点E在边AD上,EF⊥BD于点F,若EF=2,则DE的长为( )
A.6 B. C. D.
【思路点拔】证明△DEF和△BCD相似,利用相似三角形的性质可求出DF的长,最后利用勾股定理即可解决问题.
【解答】解:由题知,
∵四边形ABCD是矩形,
∴AD∥BC,∠C=90°,
∴∠EDF=∠CBD.
又∵EF⊥BD,
∴∠EFD=∠C=90°.
∴△DEF∽△BDC,
∴.
又∵BC=3AB,
∴.
∵EF=2,
∴,
则DF=6.
在Rt△DEF中,
DE.
故选:B.
52.如图,在矩形ABCD中,点E在边CD上,连结AE,过点B作BF⊥AE于点F.若AB=20,BC=10,DE=5,则BF=( )
A.15 B.16 C. D.
【思路点拔】由矩形的性质得AD=BC=10,∠BAD=∠D=90°,而DE=5,所以EA5,由BF⊥AE于点F,得∠AFB=90°,则∠AFB=∠D,∠ABF=∠EAD=90°﹣∠BAE,可证明△ABF∽△EAD,得,则BF8,于是得到问题的答案.
【解答】解:∵四边形ABCD是矩形,AB=20,BC=10,DE=5,
∴AD=BC=10,∠BAD=∠D=90°,
∴EA5,
∵BF⊥AE于点F,
∴∠AFB=90°,
∴∠AFB=∠D,∠ABF=∠EAD=90°﹣∠BAE,
∴△ABF∽△EAD,
∴,
∴BF8,
故选:D.
53.如图,E是正方形ABCD边BC上一个动点(不与B,C重合),F是CD延长线上一点,且DF=BE,连接AE,AF,EF.
(1)求证:△AEF为等腰直角三角形.
(2)过点A作EF的垂线,与直线EF,BC分别交于G,H两点,记∠DFE=α,EF交AD于点I.
①当α=30°,AI=2,求线段AE的长.
②设,△AGI的面积记作S1,△HGE的面积记作S2,用含k的代数式表示.
【思路点拔】(1)证明Rt△ADF≌△ABE,从而∠DAF=∠BAE,AF=AE,进一步得出结论;
(2)①可得出∠GAI=∠DFE=30°,解直角三角形AGI求得AG,解直角三角形AGF求得AF,进而得出AE;
②根据tan∠GAI=tan∠DFE得出,进而得出,可证得△AGI∽△HGE,进而求得结果.
【解答】(1)证明:∵正方形ABCD边,
∴AD=AB,∠ADF=∠ADC=∠B=90°,
∵DF=BE,
∴Rt△ADF≌△ABE(HL),
∴∠DAF=∠BAE,AF=AE,
∴∠DAF+∠DAE=∠BAE+∠DAE=∠ABC=90°,
∴∠EAF=90°,
∴△AEF为等腰直角三角形;
(2)解:①∵AH⊥EF,
∴∠AGF=90°,
∵∠ADF=90°,
∴∠AGF=∠ADF,
∵∠GIA=∠DIF,
∴∠GAI=∠DFE=30°,
∴GI=AI cos30°=2,
由(1)知:△AEF是等腰直角三角形,
∴∠AEF=∠AFE=45°,
∴AF;
②由①知:∠GAI=∠DFE,
∴tan∠GAI=tan∠DFE,
∴,
由①知:∠AEF=45°,
∴tan∠AEF,
∴AG=EG,
∴,
∵四边形ABCD是正方形,
∴AD∥CB,
∴△AGI∽△HGE,
∴.
54.综合与实践
探究主题 直角三角板与圆
探究背景 学习了《圆周角》中的推论:“直径所对的圆周角等于90°”后,全班各研究小组用直角三角板开启了数学探究之旅——研究直角三角板的直角顶点在圆上、圆外和圆内三种情况(如图1),具体研究如图1.
探究任务1 找到画直径的简单方法:把直角顶点放在圆上,连接两直角边与圆的两个交点,连两交点的连线是直径.请你说出其中原理: 直角所对的弦是直径 .
探究任务2 用电脑作图工具,对直角顶点在圆外的情况进行动态模拟,发现:无论直角顶点在圆外如何运动,只要两直角边与圆有两个交点,两条直角边所夹的两段弧的度数差不变,为180°.如图2,若∠P=90°,则180°,研究小组对提出的结论进行证明: 证:如图3,连接AC ∵∠ACD,∠CAB, 又∵∠P=∠ACD﹣∠CAB=90°, ∴90°. ∴180°. 探究任务:运用以上研究结论,请用没有刻度的直尺,在图2的圆上截取一段弧等于,根据作图写出结论: .
探究任务3 当直角顶点运动到圆内时如图4,直角∠APD并反向延长两边交圆于B,C两点,形成互相垂直的弦.请观察图4类比探究任务2,对直角及其对顶角所对两段弧的数量关系,提出自己的猜想,并证明. 你的猜想: .(可以用文字描述,也可以结合图形用几何语言描述) 证明:…
探究任务4 各研究小组进行拓展研究比赛,其中高斯研究小组提出问题:如图5,若弦CD⊥AB,BP=3,DP=6,CP=2,求圆的直径. 比赛评分标准如表: 等级评价标准得分☆☆根据条件求出3条以上线段长,但没有求出直径2分☆☆☆☆根据条件求出直径,但没有运用以上探究结论4分☆☆☆☆☆创新运用探究任务4的结论,根据条件求出直径5分
你的解答是:…
【思路点拔】探究任务1:根据直角所对的弦是直径即可求解;
探究任务2:连接DO并延长,交⊙O于点F,则;
探究任务3:根据180°,180°,即可求解;
探究任务4:如图所示,作直径DG,作GH∥CD交⊙O于点H,连接DH,设AB,GH交于点Q,证明△BDP∽△CAP得出AB=7,CD=8,根据平行弦的性质得出CG=DH=1,进而根据勾股定理,即可求解.
【解答】解:探究任务1:把直角顶点放在圆上,连接两直角边与圆的两个交点,连两交点的连线是直径,理由是:直角所对的弦是直径;
故答案为:直角所对的弦是直径.
探究任务2:如图2所示,
连接DO并延长,交⊙O于点F,则,
理由如下,连接CF,AC,
∵DF是直径,
∴∠FCD=90°,
∴∠P=∠FCD,
∴FC∥AP,
∴∠ACF=∠BAC;
∴.
故答案为:.
探究任务3:结论:,
如图,连接BC,OA,OC,OB,OD,
∵∠PBC∠AOC,∠PCB∠BOD,
∴∠APC∠AOC∠BOD(∠AOC+∠BOD)=90°,
∴180°,
则:180°,
∴;
故答案为:.
探究任务4:如图所示,作直径DG,作GH∥CD交⊙O于点H,连接DH,设AB,GH交于点Q,则四边形CGHD是矩形;
∵,,
∴∠BDC=∠BAC,∠DBA=∠DCA,
∴△BDP∽△CAP,
∴,
∵BP=3,DP=6,CP=2,
∴PA4,则AB=7,CD=8,
∵CD⊥AB,GH∥CD,
∴AB⊥GH,
∵CD∥GH,
∴∠CDG=∠DGH,
∴,
∴CG=DH,
又∵四边形CGHD是矩形,
∴CD=GH,
∵矩形和圆都是轴对称图形,
∴BP=AQ,
∴CG=DH=PQ=AB﹣2PB=7﹣6=1,
在RtGDH中,
GD,
即圆的直径为.
55.【综合与实践】
【认识研究对象】教材121页给出了如下定义:如图1,如果点P把线段AB分成两条线段AP和PB(AP>PB),且,则我们称点P为线段AB的黄金分割点.类似,我们可以定义:如果一个三角形中,其最长边的长度和最短边的长度的乘积等于第三边长度的平方,那么就称该三角形为“类黄金三角形”.
如图2,已知△ABC是“类黄金三角形”,且AC<AB<BC.若AC=3,BC=5,求AB的长.
【探索研究方法】如图3,已知△ABC是“类黄金三角形”,且AC<AB<BC.
若∠BAC=90°,小滨同学过点A作AD⊥BC于点D,发现了两个结论:
①AB2=BD×BC;
②点D是边BC的黄金分割点;
请给出证明.
【尝试问题解决】小滨同学经历以上探索过程发现:类似问题,可以通过构造相似三角形等方法解决.于是开展新的探究,请解决以下问题:
如图4,已知△ABC是“类黄金三角形”,且AC<AB<BC.若BC=2,∠A=90°∠C,求AB的长.
【思路点拔】【认识研究对象】根据题意可得AB2=AC×BC,将AC=3,BC=5代入即可解答;
【探索研究方法】①根据题意可得cos∠B,即可证得;
②根据题意可得AB2=AC×BC,求出cos∠C,表示出BD2=DC×BC,即可证得;
【尝试问题解决】截取CH=AC,设∠C=2α,证明△BAH∽△BCA,求出BH=AC=1,即可解答.
【解答】【认识研究对象】解:∵AC<AB<BC,△ABC是“类黄金三角形”,
∴AB2=AC×BC,
∵AC=3,BC=5,
∴AB2=3×5=15,
∴AB.
【探索研究方法】证明:①∵AD⊥BC,∠BAC=90°,
∴cos∠B,
∴AB2=BD×BC.
②∵△ABC是“类黄金三角形”,且AC<AB<BC,
∴AB2=AC×BC,
∵AB2=BD×BC,
∴AC=BD,
∴cos∠C,
∴AC2=DC×BC,
∴BD2=DC×BC,
∴,
∴D是边BC的黄金分割点.
【尝试问题解决】解:如图,截取CH=AC,连接AH,
设∠C=2α,
∴∠CAH=∠CHA=90°﹣α,
∵∠A=90°,
∴∠BAH=2α,
∴△BAH∽△BCA,
∴,
∴BA2=BC BH,
∵△ABC是“类黄金三角形”,
∴AB2=AC BC,
∴BC BH=AC BC,
∴BH=AC=1,
∴AB
56.综合与实践:
问题背景:借助三角形的中位线可构造一组相似三角形,若将它们绕公共顶点旋转,对应顶点连线的长度存在特殊的数量关系,数学小组对此进行了研究.
如图1,在△ABC中,∠B=90°,AB=BC=4,分别取AB,AC的中点D,E,作△ADE.如图2所示,将△ADE绕点A逆时针旋转,连结BD,CE.
(1)探究发现
旋转过程中,线段BD和CE的长度存在怎样的数量关系?写出你的猜想,并证明.
(2)性质应用
如图3,当DE所在直线首次经过点B时,求CE的长.
(3)延伸思考
如图4,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,AB=8,BC=6,分别取AB,BC的中点D,E、作△BDE.将△BDE绕点B逆时针旋转,连接AD,CE.当边AB平分线段DE时,求tan∠ECB的值.
【思路点拔】(1)可证得△ABD∽△ACE,从而,从而得出CE;
(2)可证得∠ADB=∠AEC=90°,△ADE是等腰直角三角形,进而求得AE,进一步得出结果;
(3)设AB与DE相交于点Q,作EF⊥BC于F,可证得∠ABE=∠DEB=∠ACB,进而证得∠BEG=∠ACB,进而求得BG,EG及CG,进一步得出结果.
【解答】解:(1)CE,理由如下:
∵∠B=90°,AB=BC,
∴ACAB,
∵∠DAE=∠BAC,
∴∠BAD=∠CAE,
∵,
∴△ABD∽△ACE,
∴,
∴CE;
(2)由(1)知:△ABD∽△ACE,
∴∠ABE=∠ACE,∠ADE=∠AEC,∠ADB=∠AEC,
∴点A、B、C、E共圆,
∴∠AEC+∠ABC=180°,∠BCE=∠BAC=45°,
∵∠ABC=90°,
∴∠ADB=∠AEC=90°,
∴∠AEB=45°,
∵AB=4,AD=2,
∴AEAD=2,
∴CE2;
(3)如图,
设AB与DE相交于点Q,作EF⊥BC于F,
∵△DBE∽△ABC,
∴∠BED=∠ACB,∠DBE=∠ABC=90°,
∵AB平分DE,
∴DQ=QE,
∴BQ=EQQE,
∴∠ABE=∠DEB=∠ACB,
∵∠ABE+∠CBE=90°,∠CBE+∠BEG=90°,
∴∠ABE=∠BEG,
∴∠BEG=∠ACB,
∴BG=BE sin∠BEG=3 sin∠ACB=3,
EG=BE cos∠BEG=3,
∴CG=BC﹣BG=6,
∴tan∠ECB.
57.综合与实践:问题情境:求方程x2+x﹣1=0的解,就是求二次函数y=x2+x﹣1的图象与x轴交点的横坐标.为了估计这个方程的解,圆圆先取了6个自变量满足x1<x2<x3<x4<x5<x6且x1﹣x2=x2﹣x3=x3﹣x4=x4﹣x5=x5﹣x6,再分别算出相应的y值.列表得:
x的值 x1 x2 x3 x4 x5 x6
y=x2+x﹣1的值 1 0.71 0.44 0.19 0.04 ﹣0.25
操作判断:(1)求x1的值;
实践探究:(2)为了分析函数值的变化规律,圆圆将表格中得到的函数值逐个作差.如:0.71﹣1=﹣0.29,0.44﹣0.71=﹣0.27,得到如下数据:﹣0.29,﹣0.27,﹣0.25,﹣0.15,﹣0.29,通过计算,圆圆发现自己由于粗心算错了其中的一个函数值,请指出算错的是哪一个值,正确的是多少?
问题解决:(3)对于一般的二次函数y=ax2+bx+c(a≠0,a、b、c为常数)的函数值变化进行如表研究:(d≠0)
x的值 x x+d x+2d x+3d x+4d x+5d
y=ax2+bx+c的值 y1 y2 y3 y4 y5 y6
将表格中得到的函数值逐个作差,发现函数值的差与自变量满足某种函数关系,请写出你的发现过程以及发现结论.
【思路点拔】(1)把y=1代入y=x2+x﹣1,求得相应的x的值,根据函数值的变化选取合适的x的值;
(2)作差后的前三个数据分别是前一个数据的基础上增加0.02,第四个不是,所以猜测第五个函数值错了,设出第五个函数值为m,根据第五个函数值减去第四个函数值的值为﹣0.25+0.02列式计算即可;
(3)可设函数值的差为w,若自变量为x,那么和它相邻的自变量为x+d,分别求得它们的函数值,相减即可得到w.
【解答】解:(1)把y=1代入y=x2+x﹣1,得:
x2+x﹣1=1,
解得x1=﹣2,x2=1.
∵二次函数y=x2+x﹣1的对称轴为直线x,
∴当x时,y随着x的增大而减小.观察图表可得y随x的增大而减小.
∴.
∴x1=﹣2.
(2)作差后的前三个数据﹣0.29,﹣0.27,﹣0.25分别是前一个数的基础上增加0.02,第四个不是.
∴猜测第五个函数值错了.
设第5个函数值为m.
∴m﹣0.19=﹣0.25+0.02.
解得:m=﹣0.04.
答:第五个函数值错了,应该是﹣0.04.
(3)设函数值的差为w,
猜测:函数值的差与自变量满足一次函数关系,
若自变量为x,则函数值为:yn=ax2+bx+c;
和x相邻的自变量为x+d,则函数值为:yn+1=a(x+d)2+b(x+d)+c.
∴w=[a(x+d)2+b(x+d)+c]﹣(ax2+bx+c)
=2adx+(ad2+bd).
∵a,b,c,d为常数,且a≠0,d≠0,
∴函数值的差与自变量满足一次函数关系.w=2adx+(ad2+bd)(a≠0,d≠0,a、b、c、d为常数).