2022年广东省广州市中考数学试卷
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,满分30分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.)
1.(3分)如图是一个几何体的侧面展开图,这个几何体可以是( )
A.圆锥
B.圆柱
C.棱锥
D.棱柱
2.(3分)下列图形中,是中心对称图形的是( )
A. B.
C.
D.
3.(3分)代数式有意义时,x应满足的条件为( ) A.x≠﹣1
B.x>﹣1
C.x<﹣1
D.x≤﹣1
4.(3分)点(3,﹣5)在正比例函数y=kx(k≠0)的图象上,则k的值为( )A.﹣15
B.15
C.﹣
D.﹣
5.(3分)下列运算正确的是( ) A.=2 B.
﹣=a(a≠0)
C.
+=
D.a2•a3=a5
6.(3分)如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的对称轴为x=﹣2,下列结论正确的是( 第1页(共29页)
)
A.a<0 B.c>0
C.当x<﹣2时,y随x的增大而减小 D.当x>﹣2时,y随x的增大而减小
7.(3分)实数a,b在数轴上的位置如图所示,则( )
A.a=b
B.a>b
C.|a|<|b|
D.|a|>|b|
8.(3分)为了疫情防控,某小区需要从甲、乙、丙、丁4名志愿者中随机抽取2名负责该小区入口处的测温工作,则甲被抽中的概率是( ) A.
B.
C.
D.
9.(3分)如图,正方形ABCD的面积为3,点E在边CD上,且CE=1,∠ABE的平分线交AD于点F,点M,N分别是BE,BF的中点,则MN的长为( )
A.
B.
C.2﹣
D.
10.(3分)如图,用若干根相同的小木棒拼成图形,拼第1个图形需要6根小木棒,拼第2
第2页(共29页)
个图形需要14根小木棒,拼第3个图形需要22根小木棒……若按照这样的方法拼成的第n个图形需要2022根小木棒,则n的值为( )
A.252
B.253
C.336
D.337
二、填空题(本大题共6小题,每小题3分,满分18分。)
11.(3分)在甲、乙两位射击运动员的10次考核成绩中,两人的考核成绩的平均数相同,方差分别为S甲2=1.45,S乙2=0.85,则考核成绩更为稳定的运动员是 .(填“甲”、“乙”中的一个).
12.(3分)分解因式:3a2﹣21ab= .
13.(3分)如图,在▱ABCD中,AD=10,对角线AC与BD相交于点O,AC+BD=22,则△BOC的周长为 .
14.(3分)分式方程
=
的解是 .
15.(3分)如图,在△ABC中,AB=AC,点O在边AC上,以O为圆心,4为半径的圆恰好过点C,且与边AB相切于点D,交BC于点E,则劣弧留π)
的长是 .(结果保
16.(3分)如图,在矩形ABCD中,BC=2AB,点P为边AD上的一个动点,线段BP绕点B顺时针旋转60°得到线段BP′,连接PP′,CP′.当点P′落在边BC上时,∠PP′
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C的度数为 ;当线段CP′的长度最小时,∠PP′C的度数为 .
三、解答题(本大题共9小题,满分72分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.) 17.(4分)解不等式:3x﹣2<4.
18.(4分)如图,点D,E在△ABC的边BC上,∠B=∠C,BD=CE,求证:△ABD≌△ACE.
19.(6分)某校在九年级学生中随机抽取了若干名学生参加“平均每天体育运动时间”的调查,根据调查结果绘制了如下不完整的频数分布表和频数分布直方图. 频数分布表 运动时间t/min 30≤t<60 60≤t<90 90≤t<120 120≤t<150 150≤t<180
合计
频数 4 7 a 9 6 n
频率 0.1 0.175 0.35 0.225 b 1
请根据图表中的信息解答下列问题:
(1)频数分布表中的a= ,b= ,n= ; (2)请补全频数分布直方图;
(3)若该校九年级共有480名学生,试估计该校九年级学生平均每天体育运动时间不低于120min的学生人数.
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20.(6分)某燃气公司计划在地下修建一个容积为V(V为定值,单位:m3)的圆柱形天然气储存室,储存室的底面积S(单位:m2)与其深度d(单位:m)是反比例函数关系,它的图象如图所示.
(1)求储存室的容积V的值;
(2)受地形条件限制,储存室的深度d需要满足16≤d≤25,求储存室的底面积S的取值范围.
21.(8分)已知T=(a+3b)2+(2a+3b)(2a﹣3b)+a2. (1)化简T;
(2)若关于x的方程x2+2ax﹣ab+1=0有两个相等的实数根,求T的值. 22.(10分)如图,AB是⊙O的直径,点C在⊙O上,且AC=8,BC=6. (1)尺规作图:过点O作AC的垂线,交劣弧写作法);
(2)在(1)所作的图形中,求点O到AC的距离及sin∠ACD的值.
于点D,连接CD(保留作图痕迹,不
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23.(10分)某数学活动小组利用太阳光线下物体的影子和标杆测量旗杆的高度.如图,在某一时刻,旗杆AB的影子为BC,与此同时在C处立一根标杆CD,标杆CD的影子为CE,CD=1.6m,BC=5CD. (1)求BC的长;
(2)从条件①、条件②这两个条件中选择一个作为已知,求旗杆AB的高度. 条件①:CE=1.0m;条件②:从D处看旗杆顶部A的仰角α为54.46°. 注:如果选择条件①和条件②分别作答,按第一个解答计分. 参考数据:sin54.46°≈0.81,cos54.46°≈0.58,tan54.46°≈1.40.
24.(12分)已知直线l:y=kx+b经过点(0,7)和点(1,6). (1)求直线l的解析式;
(2)若点P(m,n)在直线l上,以P为顶点的抛物线G过点(0,﹣3),且开口向下. ①求m的取值范围;
②设抛物线G与直线l的另一个交点为Q,当点Q向左平移1个单位长度后得到的点Q′也在G上时,求G在
≤x≤
+1的图象的最高点的坐标.
25.(12分)如图,在菱形ABCD中,∠BAD=120°,AB=6,连接BD. (1)求BD的长;
(2)点E为线段BD上一动点(不与点B,D重合),点F在边AD上,且BE=①当CE⊥AB时,求四边形ABEF的面积;
第6页(共29页)
DF.
②当四边形ABEF的面积取得最小值时,CE+CF的最小值;如果不是,请说明理由.
CF的值是否也最小?如果是,求CE+
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2022年广东省广州市中考数学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,满分30分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.)
1.(3分)如图是一个几何体的侧面展开图,这个几何体可以是( )
A.圆锥
B.圆柱
C.棱锥
【分析】根据基本几何体的展开图判断即可. 【解答】解:∵圆锥的侧面展开图是扇形, ∴判断这个几何体是圆锥, 故选:A.
2.(3分)下列图形中,是中心对称图形的是( )
A. B. C. D.
【分析】根据中心对称图形的概念进行判断即可. 【解答】解:A.不是中心对称图形,故此选项不合题意; B.不是中心对称图形,故此选项不合题意; C.是中心对称图形,故此选项符合题意; D.不是中心对称图形,故此选项不合题意; 故选:C. 3.(3分)代数式有意义时,x应满足的条件为( ) A.x≠﹣1
B.x>﹣1
C.x<﹣1
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D.棱柱
D.x≤﹣1
【分析】直接利用二次根式有意义的条件、分式有意义的条件分析得出答案. 【解答】解:代数式解得:x>﹣1. 故选:B.
4.(3分)点(3,﹣5)在正比例函数y=kx(k≠0)的图象上,则k的值为( ) A.﹣15
B.15
C.﹣
D.﹣
有意义时,x+1>0,
【分析】直接把已知点代入,进而求出k的值.
【解答】解:∵点(3,﹣5)在正比例函数y=kx(k≠0)的图象上, ∴﹣5=3k, 解得:k=﹣, 故选:D.
5.(3分)下列运算正确的是( ) A.C.
+=2 =
B.
﹣=a(a≠0)
D.a2•a3=a5
【分析】直接利用立方根的性质以及分式的加减运算法则、二次根式的加减运算法则、同底数幂的乘法运算法则分别判断得出答案. 【解答】解:A.B.C.
=﹣2,故此选项不合题意;
﹣=1,故此选项不合题意; +
=2
,故此选项不合题意;
D.a2•a3=a5,故此选项符合题意; 故选:D.
6.(3分)如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的对称轴为x=﹣2,下列结论正确的是( )
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A.a<0 B.c>0
C.当x<﹣2时,y随x的增大而减小 D.当x>﹣2时,y随x的增大而减小
【分析】根据图象得出a,c的符号即可判断A、B,利用二次函数的性质即可判断C、D. 【解答】解:∵图象开口向上, ∴a>0,故A不正确; ∵图象与y轴交于负半轴, ∴c<0,故B不正确;
∵抛物线开口向上,对称轴为直线x=﹣2,
∴当x<﹣2时,y随x的增大而减小,x>﹣2时,y随x的增大而增大, 故C正确,D不正确; 故选:C.
7.(3分)实数a,b在数轴上的位置如图所示,则( )
A.a=b
B.a>b
C.|a|<|b|
D.|a|>|b|
【分析】根据a,b两数的正负以及绝对值大小即可进行判断. 【解答】解:A.∵a<0,b>0,∴a≠b,故不符合题意; B.∵a<0,b>0,∴a<b,故不符合题意;
第10页(共29页)
C.由数轴可知|a|<|b|,故符合题意; D.由C可知不符合题意. 故选:C.
8.(3分)为了疫情防控,某小区需要从甲、乙、丙、丁4名志愿者中随机抽取2名负责该小区入口处的测温工作,则甲被抽中的概率是( ) A.
B.
C.
D.
【分析】画树状图,共有12种等可能的结果,其中甲被抽中的结果有6种,再由概率公式求解即可.
【解答】解:画树状图如下:
共有12种等可能的结果,其中甲被抽中的结果有6种, ∴甲被抽中的概率为故选:A.
9.(3分)如图,正方形ABCD的面积为3,点E在边CD上,且CE=1,∠ABE的平分线交AD于点F,点M,N分别是BE,BF的中点,则MN的长为( )
=,
A.
B.
C.2﹣
D.
﹣1,tan∠EBC
【分析】连接EF,由正方形ABCD的面积为3,CE=1,可得DE==
=
=
,即得∠EBC=30°,又AF平分∠ABE,可得∠ABF=∠ABE=30°,
﹣1,可知EF=
DE=
×(.
﹣1)=
﹣
故AF==1,DF=AD﹣AF=
,而M,N分别是BE,BF的中点,即得MN=EF=
第11页(共29页)
【解答】解:连接EF,如图:
∵正方形ABCD的面积为3, ∴AB=BC=CD=AD=∵CE=1, ∴DE=
﹣1,tan∠EBC=
=
=
,
,
∴∠EBC=30°,
∴∠ABE=∠ABC﹣∠EBC=60°, ∵AF平分∠ABE,
∴∠ABF=∠ABE=30°, 在Rt△ABF中,AF=∴DF=AD﹣AF=
=1,
﹣1,
∴DE=DF,△DEF是等腰直角三角形, ∴EF=
DE=
×(
﹣1)=
﹣
,
∵M,N分别是BE,BF的中点, ∴MN是△BEF的中位线, ∴MN=EF=故选:D.
10.(3分)如图,用若干根相同的小木棒拼成图形,拼第1个图形需要6根小木棒,拼第2个图形需要14根小木棒,拼第3个图形需要22根小木棒……若按照这样的方法拼成的第n个图形需要2022根小木棒,则n的值为( )
.
第12页(共29页)
A.252
B.253
C.336 D.337
【分析】根据图形特征,第1个图形需要6根小木棒,第2个图形需要6×2+2=14根小木棒,第3个图形需要6×3+2×2=22根小木棒,按此规律,得出第n个图形需要的小木棒根数即可.
【解答】解:由题意知,第1个图形需要6根小木棒, 第2个图形需要6×2+2=14根小木棒, 第3个图形需要6×3+2×2=22根小木棒,
按此规律,第n个图形需要6n+2(n﹣1)=(8n﹣2)个小木棒, 当8n﹣2=2022时, 解得n=253, 故选:B.
二、填空题(本大题共6小题,每小题3分,满分18分。)
11.(3分)在甲、乙两位射击运动员的10次考核成绩中,两人的考核成绩的平均数相同,方差分别为S甲2=1.45,S乙2=0.85,则考核成绩更为稳定的运动员是 乙 .(填“甲”、“乙”中的一个).
【分析】首先比较平均数,平均数相同时选择方差较小的即可.
【解答】解:∵两人的考核成绩的平均数相同,方差分别为S甲2=1.45,S乙2=0.85, ∴S甲2>S乙2,
∴考核成绩更为稳定的运动员是乙; 故答案为:乙.
12.(3分)分解因式:3a2﹣21ab= 3a(a﹣7b) . 【分析】直接提取公因式3a,进而分解因式得出答案. 【解答】解:3a2﹣21ab=3a(a﹣7b). 故答案为:3a(a﹣7b).
13.(3分)如图,在▱ABCD中,AD=10,对角线AC与BD相交于点O,AC+BD=22,则△BOC的周长为 21 .
第13页(共29页)
【分析】根据平行四边形对角线互相平分,求出OC+OB的长,即可解决问题. 【解答】解:∵四边形ABCD是平行四边形, ∴AO=OC=AC,BO=OD=BD,AD=BC=10, ∵AC+BD=22, ∴OC+BO=11,
∴△BOC的周长=OC+OB+BC=11+10=21. 故答案为:21. 14.(3分)分式方程
=
的解是 x=3 .
【分析】按照解分式方程的步骤,进行计算即可解答. 【解答】解:3(x+1)=4x, 解得:x=3,
检验:当x=3时,2x(x+1)≠0, ∴x=3是原方程的根, 故答案为:x=3.
15.(3分)如图,在△ABC中,AB=AC,点O在边AC上,以O为圆心,4为半径的圆恰好过点C,且与边AB相切于点D,交BC于点E,则劣弧π)
的长是 2π .(结果保留
=
,
【分析】连接OD,OE,根据等腰三角形的性质和三角形内角和定理可得∠A=∠COE,
第14页(共29页)
再根据切线的性质和平角的定义可得∠DOE=90°,然后利用弧长公式进行计算即可解答.
【解答】解:连接OD,OE, ∵OC=OE, ∴∠OCE=∠OEC, ∵AB=AC, ∴∠ABC=∠ACB,
∵∠A+∠ABC+∠ACB=∠COE+∠OCE+∠OEC, ∴∠A=∠COE,
∵圆O与边AB相切于点D, ∴∠ADO=90°, ∴∠A+∠AOD=90°, ∴∠COE+∠AOD=90°,
∴∠DOE=180°﹣(∠COE+∠AOD)=90°, ∴劣弧
的长是
=2π.
故答案为:2π.
16.(3分)如图,在矩形ABCD中,BC=2AB,点P为边AD上的一个动点,线段BP绕点B顺时针旋转60°得到线段BP′,连接PP′,CP′.当点P′落在边BC上时,∠PP′C的度数为 120° ;当线段CP′的长度最小时,∠PP′C的度数为 75° .
【分析】如图,以AB为边向右作等边△ABE,连接EP′.利用全等三角形的性质证明
第15页(共29页)
∠BEP′=90°,推出点P′在射线EP′上运动,如图1中,设EP′交BC于点O,再证明△BEO是等腰直角三角形,可得结论.
【解答】解:如图,以AB为边向右作等边△ABE,连接EP′.
∵△BPP′是等边三角形,
∴∠ABE=∠PBP′=60°,BP=BP′,BA=BE, ∴∠ABP=∠EBP′, 在△ABP和△EBP′中,
,
∴△ABP≌△EBP′(SAS), ∴∠BAP=BEP′=90°, ∴点P′在射线EP′上运动, 如图1中,设EP′交BC于点O,
当点P′落在BC上时,点P′与O重合,此时∠PP′C=180°﹣60°=120°, 当CP′⊥EP′时,CP′的长最小,此时∠EBO=∠OCP′=30°, ∴EO=﹣OB,OP′=OC,
∴EP′=EO+OP′=OB+OC=BC, ∵BC=2AB, ∴EP′=AB=EB,
第16页(共29页)
∴∠EBP′=∠EP′B=45°, ∴∠BP′C=45°+90°=135°,
∴∠PP′C=∠BP′C﹣∠BP′P=135°﹣60°=75°. 故答案为:120°,75°.
三、解答题(本大题共9小题,满分72分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.)
17.(4分)解不等式:3x﹣2<4.
【分析】移项,合并同类项,系数化为1即可求解. 【解答】解:移项得:3x<4+2, 合并同类项得:3x<6, 系数化为1得:x<2.
18.(4分)如图,点D,E在△ABC的边BC上,∠B=∠C,BD=CE,求证:△ABD≌△ACE.
【分析】根据等角对等边可得AB=AC,然后利用SAS证明△ABD≌△ACE,即可解答. 【解答】证明:∵∠B=∠C, ∴AB=AC,
在△ABD和△ACE中,
,
∴△ABD≌△ACE(SAS).
19.(6分)某校在九年级学生中随机抽取了若干名学生参加“平均每天体育运动时间”的调查,根据调查结果绘制了如下不完整的频数分布表和频数分布直方图. 频数分布表 运动时间t/min 30≤t<60 60≤t<90
频数 4 7
频率 0.1 0.175
第17页(共29页)
90≤t<120 120≤t<150 150≤t<180
合计
a 9 6 n
0.35 0.225 b 1
请根据图表中的信息解答下列问题:
(1)频数分布表中的a= 14 ,b= 0.15 ,n= 40 ; (2)请补全频数分布直方图;
(3)若该校九年级共有480名学生,试估计该校九年级学生平均每天体育运动时间不低于120min的学生人数.
【分析】(1)根据“频率=频数÷总数”可得n的值,进而得出a、b的值; (2)根据a的值即可补全频数分布直方图; (3)利用样本估计总体解答即可.
【解答】解:(1)由题意可知,n=4÷0.1=40, ∴a=40×0.35=14,b=6÷40=0.15, 故答案为:14;0.15;40; (2)补全频数分布直方图如下:
第18页(共29页)
(3)480×
=180(人),
答:估计该校九年级学生平均每天体育运动时间不低于120min的学生人数为180人. 20.(6分)某燃气公司计划在地下修建一个容积为V(V为定值,单位:m3)的圆柱形天然气储存室,储存室的底面积S(单位:m2)与其深度d(单位:m)是反比例函数关系,它的图象如图所示.
(1)求储存室的容积V的值;
(2)受地形条件限制,储存室的深度d需要满足16≤d≤25,求储存室的底面积S的取值范围.
【分析】(1)设底面积S与深度d的反比例函数解析式为S=,把点(20,500)代入解析式求出V的值;
(2)由d的范围和图像的性质求出S的范围.
【解答】解:(1)设底面积S与深度d的反比例函数解析式为S=,把点(20,500)代入解析式得500=∴V=10000.
,
第19页(共29页)
2)由(1)得S=
,
∵S随d的增大而减小,
∴当16≤d≤25时,400≤S≤625,
21.(8分)已知T=(a+3b)2+(2a+3b)(2a﹣3b)+a2. (1)化简T;
(2)若关于x的方程x2+2ax﹣ab+1=0有两个相等的实数根,求T的值. 【分析】(1)根据完全平方公式和平方差公式化简T; (2)根据根的判别式可求a2+ab,再代入计算可求T的值. 【解答】解:(1)T=(a+3b)2+(2a+3b)(2a﹣3b)+a2 =a2+6ab+9b2+4a2﹣9b2+a2 =6a2+6ab;
(2)∵关于x的方程x2+2ax﹣ab+1=0有两个相等的实数根, ∴Δ=(2a)2﹣4(﹣ab+1)=0, ∴a2+ab=1, ∴T=6×1=6.
22.(10分)如图,AB是⊙O的直径,点C在⊙O上,且AC=8,BC=6. (1)尺规作图:过点O作AC的垂线,交劣弧写作法);
(2)在(1)所作的图形中,求点O到AC的距离及sin∠ACD的值.
于点D,连接CD(保留作图痕迹,不
【分析】(1)利用尺规作图,作线段AC的垂直平分线即可;
(2)根据垂径定理、勾股定理可求出直径AB=10,AE=EC=3,由三角形中位线定理可求出OE,即点O到AC的距离,在直角三角形CDE中,求出DE,由勾股定理求出CD,再根据锐角三角函数的定义可求出答案.
第20页(共29页)
【解答】解:(1)分别以A、C为圆心,大于AC为半径画弧,在AC的两侧分别相交于P、Q两点,画直线PQ交劣弧
于点D,交AC于点E,即作线段AC的垂直平分线,
由垂径定理可知,直线PQ一定过点O; (2)∵AB是⊙O的直径, ∴∠ACB=90°,
在Rt△ABC中,且AC=8,BC=6. ∴AB=∵OD⊥AC,
∴AE=CE=AC=4, 又∵OA=OB,
∴OE是△ABC的中位线, ∴OE=BC=3,
由于PQ过圆心O,且PQ⊥AC, 即点O到AC的距离为3, 连接OC,在Rt△CDE中,
∵DE=OD﹣CE=5﹣3=2,CE=4, ∴CD=∴sin∠ACD=
==
=
=2.
=10,
23.(10分)某数学活动小组利用太阳光线下物体的影子和标杆测量旗杆的高度.如图,在某一时刻,旗杆AB的影子为BC,与此同时在C处立一根标杆CD,标杆CD的影子为CE,CD=1.6m,BC=5CD. (1)求BC的长;
第21页(共29页)
(2)从条件①、条件②这两个条件中选择一个作为已知,求旗杆AB的高度. 条件①:CE=1.0m;条件②:从D处看旗杆顶部A的仰角α为54.46°. 注:如果选择条件①和条件②分别作答,按第一个解答计分. 参考数据:sin54.46°≈0.81,cos54.46°≈0.58,tan54.46°≈1.40.
【分析】(1)根据已知BC=5CD,进行计算即可解答;
(2)若选择条件①,根据同一时刻的物高与影长是成比例的,进行计算即可解答; 若选择条件②,过点D作DF⊥AB,垂足为F,根据题意可得DC=BF=1.6m,DF=BC=8m,然后在Rt△ADF中,利用锐角三角函数的定义求出AF的长,进行计算即可解答. 【解答】解:(1)∵BC=5CD,CD=1.6m, ∴BC=5×1.6=8(m), ∴BC的长为8m; (2)若选择条件①: 由题意得:
=∴
=
,
,
∴AB=12.8,
∴旗杆AB的高度为12.8m; 若选择条件②:
过点D作DF⊥AB,垂足为F, 则DC=BF=1.6m,DF=BC=8m, 在Rt△ADF中,∠ADF=54.46°,
第22页(共29页)
∴AF=DF•tan54.46°≈8×1.4=11.2(m), ∴AB=AF+BF=11.2+1.6=12.8(m), ∴旗杆AB的高度约为12.8m.
24.(12分)已知直线l:y=kx+b经过点(0,7)和点(1,6). (1)求直线l的解析式;
(2)若点P(m,n)在直线l上,以P为顶点的抛物线G过点(0,﹣3),且开口向下. ①求m的取值范围;
②设抛物线G与直线l的另一个交点为Q,当点Q向左平移1个单位长度后得到的点Q′也在G上时,求G在
≤x≤
+1的图象的最高点的坐标.
【分析】(1)用待定系数法求解析式即可;
(2)①设抛物线的解析式为y=a(x﹣m)2+7﹣m,将点(0,﹣3)代入可得am2+7﹣m=﹣3,再由a=
<0,求m的取值即可;
②由题意求出Q点的横坐标为m+,联立方程组
,整理得ax2+(1
﹣2ma)x+am2﹣m=0,根据根与系数的关系可得m+m+=2m﹣,可求a=﹣2,从而可求m=2或m=﹣,确定抛物线的解析式后即可求解. 【解答】解:(1)将点(0,7)和点(1,6)代入y=kx+b, ∴解得
, ,
∴y=﹣x+7;
(2)①∵点P(m,n)在直线l上,
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∴n=﹣m+7,
设抛物线的解析式为y=a(x﹣m)2+7﹣m, ∵抛物线经过点(0,﹣3), ∴am2+7﹣m=﹣3, ∴a=
,
∵抛物线开口向下, ∴a<0, ∴a=
<0,
∴m<10且m≠0;
②∵抛物线的对称轴为直线x=m, ∴Q点与Q'关于x=m对称, ∴Q点的横坐标为m+,
联立方程组,
整理得ax2+(1﹣2ma)x+am2﹣m=0, ∵P点和Q点是直线l与抛物线G的交点, ∴m+m+=2m﹣, ∴a=﹣2,
∴y=﹣2(x+m)2+7﹣m, ∴﹣2m2+7﹣m=﹣3, 解得m=2或m=﹣,
当m=2时,y=﹣2(x﹣2)2+5, 此时抛物线的对称轴为直线x=2, 图象在≤x≤
上的最高点坐标为(2,5);
,
当m=﹣时,y=﹣2(x+)2+
此时抛物线的对称轴为直线x=﹣,
图象在﹣2≤x≤﹣1上的最高点坐标为(﹣2,9);
第24页(共29页)
综上所述:G在
≤x≤
+1的图象的最高点的坐标为(﹣2,9)或(2,5).
25.(12分)如图,在菱形ABCD中,∠BAD=120°,AB=6,连接BD. (1)求BD的长;
(2)点E为线段BD上一动点(不与点B,D重合),点F在边AD上,且BE=①当CE⊥AB时,求四边形ABEF的面积; ②当四边形ABEF的面积取得最小值时,CE+CF的最小值;如果不是,请说明理由.
CF的值是否也最小?如果是,求CE+
DF.
【分析】(1)过点D作DH⊥AB交BA的延长线于H,根据菱形120°内角得邻补角是60°,利用三角函数即可解答;
(2)①设CE⊥AB交AB于M点,过点F作FN⊥AB交BA的延长线于N,因为利用即可求解S四边形ABEF=S△BEM+S梯形EMNF﹣S△AFN,所以先解直角三角形求出上面求各部分面积需要的边长即可解答; ②设DF=x,则BE=
DF=
x,过点C作CH⊥AB于点H,过点F作FG⊥CH于
点G,过点E作EY⊥CH于点Y,作EM⊥AB于M点,过点F作FN⊥AB交BA的延长线于N,所以四边形EMHY、FNHG是矩形,对边相等,方法同①,用含x的式子表示计算面积需要的各边长并代入到S四边形ABEF=S△BEM+S梯形EMNF﹣S△AFN中,根号里面化简、合并、配成二次函数的顶点式即可求出最值,从而解答.
【解答】解:(1)过点D作DH⊥AB交BA的延长线于H,如图:
∵四边形ABCD是菱形, ∴AD=AB=6,
第25页(共29页)
∴∠BAD=120°, ∴∠DAH=60°, 在Rt△ADH中, DH=AD•sin∠DAH=6×
=3
,
AH=AD•cos∠DAH=6×=3, ∴BD=
=
=6
;
(2)①设CE⊥AB交AB于M点,过点F作FN⊥AB交BA的延长线于N,如图:
菱形ABCD中,
∵AB=BC=CD=AD=6,AD∥BC,∠BAD=120°, ∴∠ABC+∠BAD=180°, ∴∠ABC=180°﹣∠BAD=60°,
在Rt△BCM中,BM=BC•cos∠ABC=6×=3, ∵BD是菱形ABCD的对角线, ∴∠DBA=
ABC=30°,
在Rt△BEM中, ME=BM•tan∠DBM=3×BE=
=
=2
=,
,
∵BE=DF,
∴DF=2,
∴AF=AD﹣DF=4, 在Rt△AFN中,
∠FAN=180°﹣∠BAD=60°,
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∴FN=AF•sin∠FAN=4×
=2
,
AN=AF•cos∠FAN=4×=2, ∴MN=AB+AN﹣BM=6+2﹣3=5, ∴S四边形ABEF=S△BEM+S梯形EMNF﹣S△AFN =EM•BM+(EM+FN)•MN﹣AN•FN ===7
+;
CF的值是最小,
3+﹣2
(
+2
)×5﹣
2×2
②当四边形ABEF的面积取最小值时,CE+理由:设DF=x,则BE=于点G,
DF=
x,过点C作CH⊥AB于点H,过点F作FG⊥CH
过点E作EY⊥CH于点Y,作EM⊥AB于M点,过点F作FN⊥AB交BA的延长线于N,如图:
∴EY∥FG∥AB,FN∥CH, ∴四边形EMHY、FNHG是矩形,
∴FN=GH,FG=NH,EY=MH,EM=YH, 由①可知:ME=BE=BM=
BE=x,
x,
AN=AF=(AD﹣DF)=3﹣x, FN=CH=
AF=BC=3
,
,BH=BC=3,
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∴AM=AB﹣BM=6﹣x, AH=AB﹣BH=3, YH=ME=GH=FN=
x,
,
EY=MH=BM﹣BH=x﹣3, ∴CY=CH﹣YH=3
﹣
x,
﹣
=
x,
FG=NH=AN+AH=6﹣,CG=CH﹣GH=3∴MN=AB+AN﹣BM=6+3﹣x﹣x=9﹣2x, ∴S四边形ABEF=S△BEM+S梯形EMNF﹣S△AFN =EM•BM+(EM+FN)•MN﹣AN•FN ===∵
x2﹣
x×x+(
x+9
, x+
)•(9﹣2x)﹣(3﹣x)•
(x﹣3)2+>0,
∴当x=3时,四边形ABEF的面积取得最小值, CE+====
++
×
, +
CF=
+
•+×
∵(x﹣3)2≥0,当且仅当x=3时,(x﹣3)2=0, ∴CE+
CF=
+
≥12,
CF的最小值为12,
当且仅当x=3时,CE+CF=12,即当x=3时,CE+
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∴当四边形ABEF的面积取最小值时,CE+
CF的值也最小,最小值为12.
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