如图,在平面直角坐标系中,一次函数y=﹣x+4的图象与x轴和y轴分别相交于A、B两点.动点P从点A出发,在线段AO上以每秒3个单位长度的速度向点O作匀速运动,到达点O停止运动,点A关于点P的对称点为点Q,以线段PQ为边向上作正方形PQMN.设运动时间为t秒.
(1)当t=秒时,点Q的坐标是 ;
(2)在运动过程中,设正方形PQMN与△AOB重叠部分的面积为S,求S与t的函数表达式;
(3)若正方形PQMN对角线的交点为T,请直接写出在运动过程中OT+PT的最小值.
【分析】(1)先确定出点A的坐标,进而求出AP,利用对称性即可得出结论;
(2)分三种情况,①利用正方形的面积减去三角形的面积,②利用矩形的面积减去三角形的面积,③利用梯形的面积,即可得出结论;
(3)先确定出点T的运动轨迹,进而找出OT+PT最小时的点T的位置,即可得出结论.
【解答】解:(1)令y=0,
∴﹣x+4=0,
∴x=6,
∴A(6,0),
当t=秒时,AP=3×=1,
∴OP=OA﹣AP=5,
∴P(5,0),
由对称性得,Q(4,0);
故答案为(4,0);
(2)当点Q在原点O时,OQ=6,
∴AP=OQ=3,
∴t=3÷3=1,
①当0<t≤1时,如图1,令x=0,
∴y=4,
∴B(0,4),
∴OB=4,
∵A(6,0),
∴OA=6,
在Rt△AOB中,tan∠OAB==,
由运动知,AP=3t,
∴P(6﹣3t,0),
∴Q(6﹣6t,0),
∴PQ=AP=3t,
∵四边形PQMN是正方形,
∴MN∥OA,PN=PQ=3t,
在Rt△APD中,tan∠OAB===,
∴PD=2t,
∴DN=t,
∵MN∥OA
∴∠DCN=∠OAB,
∴tan∠DCN===,
∴CN=t,
∴S=S正方形PQMN﹣S△CDN=(3t)2﹣t×t=t2;
②当1<t≤时,如图2,同①的方法得,DN=t,CN=t,
∴S=S矩形OENP﹣S△CDN=3t×(6﹣3t)﹣t×t=﹣t2+18t;
③当<t≤2时,如图3,S=S梯形OBDP=(2t+4)(6﹣3t)=﹣3t2+12;
(3)如图4,由运动知,P(6﹣3t,0),Q(6﹣6t,0),
∴M(6﹣6t,3t),
∵T是正方形PQMN的对角线交点,
∴T(6﹣t,t)
∴点T是直线y=﹣x+2上的一段线段,(﹣3≤x<6),
作出点O关于直线y=﹣x+2的对称点O'交此直线于G,过点O'作O'F⊥x轴,则O'F就是OT+PT的最小值,
由对称知,OO'=2OG,
易知,OH=2,
∵OA=6,AH==2,
∴S△AOH=OH×OA=AH×OG,
∴OG=,
∴OO'=
在Rt△AOH中,sin∠OHA===,
∵∠HOG+∠AOG=90°,∠HOG+∠OHA=90°,
∴∠AOG=∠OHA,
在Rt△OFO'中,O'F=OO'sin∠O'OF=×=,
即:OT+PT的最小值为.
如果三角形的两个内角α与β满足2α+β=90°,那么我们称这样的三角形为“准互余三角形”.
(1)若△ABC是“准互余三角形”,∠C>90°,∠A=60°,则∠B= °;
(2)如图①,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=4,BC=5.若AD是∠BAC的平分线,不难证明△ABD是“准互余三角形”.试问在边BC上是否存在点E(异于点D),使得△ABE也是“准互余三角形”?若存在,请求出BE的长;若不存在,请说明理由.
(3)如图②,在四边形ABCD中,AB=7,CD=12,BD⊥CD,∠ABD=2∠BCD,且△ABC是“准互余三角形”,求对角线AC的长.
【分析】(1)根据“准互余三角形”的定义构建方程即可解决问题;
(2)只要证明△CAE∽△CBA,可得CA2=CE•CB,由此即可解决问题;
(3)如图②中,将△BCD沿BC翻折得到△BCF.只要证明△FCB∽△FAC,可得CF2=FB•FA,设FB=x,则有:x(x+7)=122,推出x=9或﹣16(舍弃),再利用勾股定理求出AC即可;
【解答】解:(1)∵△ABC是“准互余三角形”,∠C>90°,∠A=60°,
∴2∠B+∠A=60°,
解得,∠B=15°,
故答案为:15°;
(2)如图①中,
在Rt△ABC中,∵∠B+∠BAC=90°,∠BAC=2∠BAD,
∴∠B+2∠BAD=90°,
∴△ABD是“准互余三角形”,
∵△ABE也是“准互余三角形”,
∴只有2∠A+∠BAE=90°,
∵∠A+∠BAE+∠EAC=90°,
∴∠CAE=∠B,∵∠C=∠C=90°,
∴△CAE∽△CBA,可得CA2=CE•CB,
∴CE=,
∴BE=5﹣=.
(3)如图②中,将△BCD沿BC翻折得到△BCF.
∴CF=CD=12,∠BCF=∠BCD,∠CBF=∠CBD,
∵∠ABD=2∠BCD,∠BCD+∠CBD=90°,
∴∠ABD+∠DBC+∠CBF=180°,
∴A、B、F共线,
∴∠A+∠ACF=90°
∴2∠ACB+∠CAB≠90°,
∴只有2∠BAC+∠ACB=90°,
∴∠FCB=∠FAC,∵∠F=∠F,
∴△FCB∽△FAC,
∴CF2=FB•FA,设FB=x,
则有:x(x+7)=122,
∴x=9或﹣16(舍弃),
∴AF=7+9=16,
在Rt△ACF中,AC===20.
【点评】本题考查四边形综合题、相似三角形的判定和性质、“准互余三角形”的定义等知识,解题的关键是理解题意,学会利用翻折变换添加辅助线,构造相似三角形解决问题,学会利用已知模型构建辅助线解决问题,属于中考压轴题.
某景区商店销售一种纪念品,每件的进货价为40元.经市场调研,当该纪念品每件的销售价为50元时,每天可销售200件;当每件的销售价每增加1元,每天的销售数量将减少10件.
(1)当每件的销售价为52元时,该纪念品每天的销售数量为 件;
(2)当每件的销售价x为多少时,销售该纪念品每天获得的利润y最大?并求出最大利润.
【分析】(1)根据“当每件的销售价每增加1元,每天的销售数量将减少10件”,即可解答;
(2)根据等量关系“利润=(售价﹣进价)×销量”列出函数关系式,根据二次函数的性质,即可解答.
【解答】解:(1)由题意得:200﹣10×(52﹣50)=200﹣20=180(件),
故答案为:180;
(2)由题意得:
y=(x﹣40)[200﹣10(x﹣50)]
=﹣10x2+1100x﹣28000
=﹣10(x﹣55)2+2250
∴每件销售价为55元时,获得最大利润;最大利润为2250元.
【点评】此题主要考查了二次函数的应用,根据已知得出二次函数的最值是中考中考查重点,同学们应重点掌握.
如图,AB是⊙O的直径,AC是⊙O的切线,切点为A,BC交⊙O于点D,点E是AC的中点.
(1)试判断直线DE与⊙O的位置关系,并说明理由;
(2)若⊙O的半径为2,∠B=50°,AC=4.8,求图中阴影部分的面积.
【分析】(1)连接OE、OD,如图,根据切线的性质得∠OAC=90°,再证明△AOE≌△DOE得到∠ODE=∠OAE=90°,然后根据切线的判定定理得到DE为⊙O的切线;
(2)先计算出∠AOD=2∠B=100°,利用四边形的面积减去扇形的面积计算图中阴影部分的面积.
【解答】解:(1)直线DE与⊙O相切.理由如下:
连接OE、OD,如图,
∵AC是⊙O的切线,
∴AB⊥AC,
∴∠OAC=90°,
∵点E是AC的中点,O点为AB的中点,
∴OE∥BC,
∴∠1=∠B,∠2=∠3,
∵OB=OD,
∴∠B=∠3,
∴∠1=∠2,
在△AOE和△DOE中
,
∴△AOE≌△DOE,
∴∠ODE=∠OAE=90°,
∴OA⊥AE,
∴DE为⊙O的切线;
(2)∵点E是AC的中点,
∴AE=AC=2.4,
∵∠AOD=2∠B=2×50°=100°,
∴图中阴影部分的面积=2•×2×2.4﹣=4.8﹣π.
【点评】本题考查了切线的性质:圆的切线垂直于经过切点的半径.若出现圆的切线,必连过切点的半径,构造定理图,得出垂直关系.也考查了圆周角定理和扇形的面积公式.
为了计算湖中小岛上凉亭P到岸边公路l的距离,某数学兴趣小组在公路l上的点A处,测得凉亭P在北偏东60°的方向上;从A处向正东方向行走200米,到达公路l上的点B处,再次测得凉亭P在北偏东45°的方向上,如图所示.求凉亭P到公路l的距离.(结果保留整数,参考数据:≈1.414,≈1.732)
【解答】解:作PD⊥AB于D.
设BD=x,则AD=x+200.
∵∠EAP=60°,
∴∠PAB=90°﹣60°=30°.
在Rt△BPD中,
∵∠FBP=45°,
∴∠PBD=∠BPD=45°,
∴PD=DB=x.
在Rt△APD中,
∵∠PAB=30°,
∴CD=tan30°•AD,
即DB=CD=tan30°•AD=x=(200+x),
解得:x≈273.2,
∴CD=273.2.
答:凉亭P到公路l的距离为273.2m.
【点评】此题考查的是直角三角形的性质,解答此题的关键是构造出两个特殊角度的直角三角形,再利用特殊角的三角函数值解答.
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