人教版九年级数学上册期末精选试卷同步检测(Word版 含答案)

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人教版九年级数学上册期末精选试卷同步检测(Word 版 含答案)一、初三数学 一元二次方程易错题压轴题(难)1.如图,在四边形ABCD 中,9054ABC BCD AB BC cm CD cm ∠=∠=︒===,,点P 从点C 出发以1/cm s 的速度沿CB 向点B 匀速移动,点M 从点A 出发以15/cm s 的速度沿AB 向点B 匀速移动,点N 从点D 出发以/acm s 的速度沿DC 向点C 匀速移动.点P M N 、、同时出发,当其中一个点到达终点时,其他两个点也随之停止运动,设移动时间为ts . (1)如图①,①当a 为何值时,点P B M 、、为顶点的三角形与PCN △全等?并求出相应的t 的值; ②连接AP BD 、交于点E ,当AP BD ⊥时,求出t 的值; (2)如图②,连接AN MD 、交于点F .当3883a t ==,时,证明:ADF CDF S S ∆∆=.【答案】(1)① 2.5t =, 1.1a =或2t =,0.5a =;②1t =;(2)见解析 【解析】 【分析】(1)①当PBM PCN ≅△△时或当MBP PCN ≅△△时,分别列出方程即可解决问题; ②当AP BD ⊥时,由ABP BCD ≅△△,推出BP CD =,列出方程即可解决问题; (2)如图②中,连接AC 交MD 于O 只要证明AOM COD ≅△△,推出OA OC =,可得ADO CDO S S ∆∆=,AFO CFO S S ∆∆=,推出ADO AFO CDO CFO S S S S ∆∆∆∆-=-,即ADF CDF S S ∆∆=;【详解】解:(1)①90ABC BCD ∠=∠=︒,∴当PBM PCN ≅△△时,有BM NC =,即5t t -=①5 1.54t at -=-②由①②可得 1.1a =, 2.5t =.当MBP PCN ≅△△时,有BM PC =,BP NC =,即5 1.5t t -=③ 54t at -=-④,由③④可得0.5a =,2t =.综上所述,当 1.1a =, 2.5t =或0.5a =,2t =时,以P 、B 、M 为顶点的三角形与PCN △全等; ②AP BD ⊥,90BEP ∴∠=︒,90APB CBD ∴∠+∠=︒,90ABC ∠=︒,90APB BAP ∴∠+∠=︒, BAP CBD ∴∠=∠,在ABP △和BCD 中,BAP CBD AB BCABC BCD ∠=∠⎧⎪=⎨⎪∠=∠⎩, ()ABP BCD ASA ∴≅△△,BP CD ∴=, 即54t -=, 1t ∴=;(2)当38a =,83t =时,1DN at ==,而4CD =,DN CD ∴<,∴点N 在点C 、D 之间, 1.54AM t ==,4CD =, AM CD ∴=,如图②中,连接AC 交MD 于O , 90ABC BCD ∠=∠=︒, 180ABC BCD ∴∠+∠=︒, //AB BC ∴,AMD CDM ∴∠=∠,BAC DCA ∠=∠, 在AOM 和COD △中, AMD CDM AM CDBAC DCA ∠=∠⎧⎪=⎨⎪∠=∠⎩, ()AOM COD ASA ∴≅△△,OA OC ∴=,ADO CDO S S ∆∆∴=,AFO CFO S S ∆∆=, ADO AFO CDO CFO S S S S ∆∆∆∆∴-=-, ADF CDF S S ∆∆∴=.【点睛】本题考查三角形综合题、全等三角形的判定和性质、等高模型等知识,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,属于中考压轴题.2.已知关于x 的一元二次方程kx 2﹣2(k +1)x +k ﹣1=0有两个不相等的实数根x 1,x 2. (1)求k 的取值范围; (2)是否存在实数k ,使1211x x -=1成立?若存在,请求出k 的值;若不存在,请说明理由.【答案】(1)k >﹣13且k ≠0;(2)存在,7213,k =±详见解析 【解析】 【分析】(1)根据一元二次方程的根的判别式,建立关于k 的不等式,求得k 的取值范围. (2)利用根与系数的关系,根据21121211,x x x x x x --=即可求出k 的值,看是否满足(1)中k 的取值范围,从而确定k 的值是否存在. 【详解】解:(1)由题意知,k ≠0且△=b 2﹣4ac >0 ∴b 2﹣4ac =[﹣2(k +1)]2﹣4k (k ﹣1)>0, 即4k 2+8k +4﹣4k 2+4k >0, ∴12k >﹣4 解得:k >13-且k ≠0(2)存在,且7213.k =±理由如下:∵12122(1)1,,k k x x x x k k+-+== 又有211212111,x x x x x x --== 2112,x x x x ∴-=22222121122,x x x x x x ∴-+=22121212()4(),x x x x x x ∴+-=2222441()(),k k k k k k+--∴-= 22(22)(44)(1),k k k k ∴+--=- 21430,k k ∴--= 1,14,3,a b c ==-=-24208,b ac ∴∆=-= 144137213.k ±∴==± k >13-且k ≠0,172130.21,3-≈--> 17213.3+->∴满足条件的k 值存在,且7213.k =± . 【点睛】本题考查的是一元二次方程根的判别式,一元二次方程根与系数的关系,掌握以上知识是解题的关键.3.如图,∠ AOB =90°,且点A ,B 分别在反比例函数1k y x =(x <0),2ky x=(x >0)的图象上,且k 1,k 2分别是方程x 2-x -6=0的两根. (1)求k 1,k 2的值;(2)连接AB ,求tan ∠ OBA 的值.【答案】(1)k 1=-2,k 2=3. (2)tan∠OBA 6. 【解析】解:(1)∵k 1,k 2分别是方程x 2-x -6=0的两根,∴解方程x 2-x -6=0,得x 1=3,x 2=-2.结合图像可知:k 1<0,k 2>0,∴k 1=-2,k 2=3.(2)如图,过点A 作AC ⊥x 轴于点C ,过点B 作BD ⊥y 轴于点D .[来源:学&科&网Z&X&X&K]由(1)知,点A,B分别在反比例函数2yx=-(x<0),3yx=(x>0)的图象上,∴S△ACO=12×2-=1 ,S△ODB=12×3=32.∵∠ AOB=90°,∴∠ AOC+∠ BOD=90°,∵∠ AOC+∠ OAC=90°,∴∠ OAC=∠ BOD.又∵∠ACO=∠ODB=90°,∴△ACO∽△ODB.∴SSACOODB∆∆=2OAOB⎛⎫⎪⎝⎭=23,∴OAOB=±63(舍负取正),即OAOB=63.∴在Rt△AOB中,tan∠OBA=OAOB=63.4.图1是李晨在一次课外活动中所做的问题研究:他用硬纸片做了两个三角形,分别为△ABC和△DEF,其中∠B=90°,∠A=45°,BC=,∠F=90°,∠EDF=30°, EF=2.将△DEF 的斜边DE与△ABC的斜边AC重合在一起,并将△DEF沿AC方向移动.在移动过程中,D、E两点始终在AC边上(移动开始时点D与点A重合).(1)请回答李晨的问题:若CD=10,则AD= ;(2)如图2,李晨同学连接FC,编制了如下问题,请你回答:①∠FCD的最大度数为;②当FC∥AB时,AD= ;③当以线段AD、FC、BC的长度为三边长的三角形是直角三角形,且FC为斜边时,AD= ;④△FCD的面积s的取值范围是 .【答案】(1)2;(2)① 60°;②;③;④.【解析】试题分析:(1)根据等腰直角三角形的性质,求出AC的长,即可得到AD的长.(2)①当点E与点C重合时,∠FCD的角度最大,据此求解即可.②过点F作FH⊥AC于点H,应用等腰直角三角形的判定和性质,含30度角直角三角形的性质求解即可.③过点F作FH⊥AC于点H,AD=x,应用含30度角直角三角形的性质把FC用x来表示,根据勾股定理列式求解.④设AD=x,把△FCD的面积s表示为x的函数,根据x的取值范围来确定s的取值范围.试题解析:(1)∵∠B=90°,∠A=45°,BC=,∴AC=12.∵CD=10,∴AD=2.(2)①∵∠F=90°,∠EDF=30°,∴∠DEF=60°.∵当点E与点C重合时,∠FCD的角度最大,∴∠FCD的最大度数=∠DEF="60°."② 如图,过点F作FH⊥AC于点H,∵∠EDF=30°, EF=2,∴DF=. ∴DH=3,FH=.∵FC∥AB,∠A=45°,∴∠FCH="45°." ∴HC=. ∴DC=DH+HC=.∵AC=12,∴AD=.③如图,过点F作FH⊥AC于点H,设AD=x,由②知DH=3,FH=,则HC=.在Rt△CFH中,根据勾股定理,得.∵以线段AD、FC、BC的长度为三边长的三角形是直角三角形,且FC为斜边,∴,即,解得.④设AD=x,易知,即.而,当时,;当时,.∴△FCD的面积s的取值范围是.考点:1.面动平移问题;2.等腰直角三角形的判定和性质;3.平行的性质;4.含30度角直角三角形的性质;5.勾股定理;6.由实际问题列函数关系式;7.求函数值.5.如图,某农家拟用已有的长为8m的墙或墙的一部分为一边,其它三边用篱笆围成一个面积为12m2的矩形园子.设园子中平行于墙面的篱笆长为ym(其中y≥4),另两边的篱笆长分别为xm.(1)求y关于x的函数表达式,并求x的取值范围.(2)若仅用现有的11m长的篱笆,且恰好用完,请你帮助设计围制方案.【答案】(1)y=;1.5≤x≤3;(2)长为8m,宽为1.5m.【解析】【分析】(1)由矩形的面积公式可得出y关于x的函数表达式,结合4≤y≤8可求出x的取值范围;(2)由篱笆的长可得出y=(11﹣2x)m,利用矩形的面积公式结合矩形园子的面积,即可得出关于x的一元二次方程,解之取其较小值即可得出结论.【详解】(1)∵矩形的面积为12m2,∴y=.∵4≤y≤8,∴1.5≤x≤3.(2)∵篱笆长11m,∴y=(11﹣2x)m.依题意,得:xy=12,即x(11﹣2x)=12,解得:x1=1.5,x2=4(舍去),∴y=11﹣2x=8.答:矩形园子的长为8m,宽为1.5m.【点睛】本题考查了一元二次方程的应用以及反比例函数的应用,解题的关键是:(1)利用矩形的面积公式,找出y关于x的函数表达式;(2)找准等量关系,正确列出一元二次方程.二、初三数学二次函数易错题压轴题(难)6.已知,抛物线y=-12x2 +bx+c交y轴于点C(0,2),经过点Q(2,2).直线y=x+4分别交x轴、y轴于点B、A.(1)直接填写抛物线的解析式________;(2)如图1,点P为抛物线上一动点(不与点C重合),PO交抛物线于M,PC交AB于N,连MN.求证:MN∥y轴;(3)如图,2,过点A的直线交抛物线于D、E,QD、QE分别交y轴于G、H.求证:CG •CH 为定值.【答案】(1)2122y x x=-++;(2)见详解;(3)见详解.【解析】【分析】(1)把点C、D代入y=-12x2 +bx+c求解即可;(2)分别设PM、PC的解析式,由于PM、PC与抛物线的交点分别为:M、N.,分别求出M、N的代数式即可求解;(3)先设G、H的坐标,列出QG、GH的解析式,得出与抛物线的交点D、E的横坐标,再列出直线AE的解析式,算出它与抛物线横坐标的交点方程.运用韦达定理即可求证.【详解】详解:(1)∵y=-12x2 +bx+c过点C(0,2),点Q(2,2),∴2122222b cc⎧-⨯++⎪⎨⎪=⎩=,解得:12bc=⎧⎨=⎩.∴y=-12x2+x+2;(2)设直线PM的解析式为:y=mx,直线PC的解析式为:y=kx+2由2122y x x ⎨=-++⎪⎩得12x 2+(k-1)x=0, 解得:120,22x x k ==-, x p =22p x k =-由21=22y mx y x x =⎧⎪⎨-++⎪⎩得12x 2+(m-1)x-2=0, ∴124bx x a⋅=-=- 即x p•x m =-4,∴x m =4p x -=21k -.由24y kx y x =+⎧⎨=+⎩得x N =21k -=x M , ∴MN ∥y 轴.(3)设G (0,m ),H (0,n ). 设直线QG 的解析式为y kx m =+, 将点()2,2Q 代入y kx m =+ 得22k m =+22mk -∴=∴直线QG 的解析式为22my x m -=+ 同理可求直线QH 的解析式为22ny x n -=+;由22122y x x ⎪⎪⎨⎪=-++⎪⎩得221=222m x m x x -+-++ 解得:122,2x x m ==-2D x m ∴=-同理,2E x n =-设直线AE 的解析式为:y=kx+4,由24122y kx y x x =+⎧⎪⎨=-++⎪⎩, 得12x 2-(k-1)x+2=0 124bx x a∴⋅=-= 即x D x E =4,即(m-2)•(n-2)=4 ∴CG•CH=(2-m )•(2-n )=4.7.已知点P(2,﹣3)在抛物线L :y =ax 2﹣2ax+a+k (a ,k 均为常数,且a≠0)上,L 交y 轴于点C ,连接CP .(1)用a 表示k ,并求L 的对称轴及L 与y 轴的交点坐标; (2)当L 经过(3,3)时,求此时L 的表达式及其顶点坐标;(3)横、纵坐标都是整数的点叫做整点.如图,当a <0时,若L 在点C ,P 之间的部分与线段CP 所围成的区域内(不含边界)恰有4个整点,求a 的取值范围;(4)点M(x 1,y 1),N(x 2,y 2)是L 上的两点,若t≤x 1≤t+1,当x 2≥3时,均有y 1≥y 2,直接写出t 的取值范围.【答案】(1)k=-3-a ;对称轴x =1;y 轴交点(0,-3);(2)2y=2x -4x-3,顶点坐标(1,-5);(3)-5≤a <-4;(4)-1≤t ≤2. 【解析】 【分析】(1)将点P(2,-3)代入抛物线上,求得k 用a 表示的关系式;抛物线L 的对称轴为直线2ax==12a--,并求得抛物线与y 轴交点; (2)将点(3,3)代入抛物线的解析式,且k=-3-a ,解得a=2,k=-5,即可求得抛物线解析式与顶点坐标;(3)抛物线L 顶点坐标(1,-a-3),点C ,P 之间的部分与线段CP 所围成的区域内(不含边界)恰有4个整点,这四个整点都在x=1这条直线上,且y 的取值分别为-2、-1、0、1,可得1<-a-3≤2,即可求得a 的取值范围;(4)分类讨论取a >0与a <0的情况进行讨论,找出1x 的取值范围,即可求出t 的取值范围. 【详解】解:(1)∵将点P(2,-3)代入抛物线L :2y=ax -2ax+a+k ,∴-3=4a 4a a+k=a+k -+ ∴k=-3-a ;抛物线L 的对称轴为直线-2ax=-=12a,即x =1; 将x=0代入抛物线可得:y=a+k=a+(-3-a)=-3,故与y 轴交点坐标为(0,-3);(2)∵L 经过点(3,3),将该点代入解析式中, ∴9a-6a+a+k=3,且由(1)可得k=-3-a , ∴4a+k=3a-3=3,解得a=2,k=-5,∴L 的表达式为2y=2x -4x-3;将其表示为顶点式:2y=2(x-1)-5, ∴顶点坐标为(1,-5);(3)解析式L 的顶点坐标(1,-a-3),∵在点C ,P 之间的部分与线段CP 所围成的区域内(不含边界)恰有4个整点,这四个整点都在x=1这条直线上,且y 的取值分别为-2、-1、0、1, ∴1<-a-3≤2, ∴-5≤a <-4;(4)①当a <0时,∵2x 3≥,为保证12y y ≥,且抛物线L 的对称轴为x=1, ∴就要保证1x 的取值范围要在[-1,3]上, 即t ≥-1且t+1≤3,解得-1≤t ≤2;②当a >0时,抛物线开口向上,t ≥3或t+1≤-1,解得:t ≥3或t ≤-2,但会有不符合题意的点存在,故舍去, 综上所述:-1≤t ≤2. 【点睛】本题考查二次函数的图象及性质;熟练掌握二次函数的图象及性质,数形结合解题是关键.8.如图1,在平面直角坐标系中,O 为原点,抛物线2y ax bx c =++经过、、A B C 三点,且其对称轴为1,x =其中点()0,3C ,点()3,0B .(1)求抛物线的解析式;(2)①如图(1),点D 是直线CB 上方抛物线上的动点,当四边形DCAB 的面积取最大值时,求点D 的坐标;②如图(2),连接,CA 在抛物线上有一点,M 满足12MCB ACO ∠=∠,请直接写出点M 的横坐标.【答案】(1)23233=y x ;(2)①D 3532,,②233+2 【解析】 【分析】(1)根据点(3C ,点()3,0B ,利用待定系数法,可得函数解析式;(2)①先求出直线BC 的解析式,当直线m 与抛物线只有一个交点时,点D 到BC 的距离最远,此时△BCD 取最大值,故四边形DCAB 有最大值,求出b 的值代入原式即可得到答案; ②根据题干条件抛物线上有一点,M 满足12MCB ACO ∠=∠,通过利用待定系数法利用方程组求出直线BE 的解析式,可得答案. 【详解】解:(1)由题意得:120933ba ab ⎧-=⎪⎨⎪=++⎩解得323a,b 故抛物线的解析式是23233=++y x x .图(1) 图(2) (2)①设直线BC 的解析式为3. ∵直线BC 过点B (3,0), ∴3则k=33-, 故直线BC 解析式为y=33 设直线m 解析式为3yx b ,且直线m ∥直线BC 当直线m 与抛物线只有一个交点时,点D 到BC 的距离最远,此时△BCD 取最大值,故四边形DCAB 有最大值. 令23323b 3+=+23-333330x x b当2Δ(-33)-43(333)0b 时直线m 与抛物线有唯一交点 解之得:73,b代入原式可求得:32x = ∴D 353(2图(3)过D 作DP ∥y 轴交CB 于点P ,△DCB 面积=△DPC 面积+△DPB 面积,∴D 3532⎛ ⎝⎭②存在,点M 的横坐标为313+2 解题提示:如图3符合条件的直线有两条: CM 1和CM 2(分别在CB 的上方和下方) ∵在Rt △ACO 中,∠ACO=30°,在Rt △COB 中,∠CBO=30°, ∴∠BCM 1=∠BCM 2=15° ∵△BCE 中,∠BCE=∠BEC 2=15° ∴BC=BE=23则E (33+0)设直线CE 解析式为:3y kx =+ ∴0(323)3k解之得:32 ∴直线CE 解析式为:(32)3yx∴23233(32)3y x x y x ⎧=+⎪⎨⎪=⎩解得:x 1=0,x 23-1∵ 在Rt △OCF 中,∠CBO=30°,∠BCF=15° ∴在Rt △COF 中, ∠CFO=45° ∴3∴F 30)∴直线CF的解析式为-3y x∴23233-3y x x y x ⎧=-++⎪⎨⎪=+⎩解之得:30x =(舍去),43+2x即点M 的横坐标为:23-1或3+2 【点睛】本题考查了二次函数的综合题:熟练掌握二次函数图象上点的坐标特征、一次函数图象上点的坐标特征和二次函数的性质;会利用待定系数法求二次函数解析式,理解坐标与图形性质是解题关键.9.如图,若抛物线y =x 2+bx+c 与x 轴相交于A ,B 两点,与y 轴相交于点C ,直线y =x ﹣3经过点B ,C . (1)求抛物线的解析式;(2)点P 是直线BC 下方抛物线上一动点,过点P 作PH ⊥x 轴于点H ,交BC 于点M ,连接PC .①线段PM 是否有最大值?如果有,求出最大值;如果没有,请说明理由;②在点P 运动的过程中,是否存在点M ,恰好使△PCM 是以PM 为腰的等腰三角形?如果存在,请直接写出点P 的坐标;如果不存在,请说明理由.【答案】(1)y =x 2﹣2x ﹣3;(2)①有,94;②存在,(2,﹣3)或(32,2﹣2) 【解析】 【分析】(1)由直线表达式求出点B 、C 的坐标,将点B 、C 的坐标代入抛物线表达式,即可求解;(2)①根据PM =(x ﹣3)﹣(x 2﹣2x ﹣3)=﹣(x ﹣32)2+94即可求解; ②分PM =PC 、PM =MC 两种情况,分别求解即可. 【详解】解:(1)对于y =x ﹣3,令x =0,y =﹣3,y =0,x =3, 故点B 、C 的坐标分别为(3,0)、(0,﹣3),将点B、C的坐标代入抛物线表达式得:9303b cc++=⎧⎨=-⎩,解得:32 cb=-⎧⎨=-⎩,故抛物线的表达式为:y=x2﹣2x﹣3;(2)设:点M(x,x﹣3),则点P(x,x2﹣2x﹣3),①有,理由:PM=(x﹣3)﹣(x2﹣2x﹣3)=﹣(x﹣32)2+94,∵﹣1<0,故PM有最大值,当x=32时,PM最大值为:94;②存在,理由:PM2=(x﹣3﹣x2+2x+3)2=(﹣x2+3x)2;PC2=x2+(x2﹣2x﹣3+3)2;MC2=(x﹣3+3)2+x2;(Ⅰ)当PM=PC时,则(﹣x2+3x)2=x2+(x2﹣2x﹣3+3)2,解得:x=0或2(舍去0),故x=2,故点P(2,﹣3);(Ⅱ)当PM=MC时,则(﹣x2+3x)2=(x﹣3+3)2+x2,解得:x=0或(舍去0和),故x=3,则x2﹣2x﹣3=2﹣,故点P(3,2﹣).综上,点P的坐标为:(2,﹣3)或(3,2﹣).【点睛】本题考查的是二次函数综合运用,涉及到一次函数的性质、等腰三角形的性质等,其中(2)②,要注意分类求解,避免遗漏.10.如图,已知顶点为M(32,258)的抛物线过点D(3,2),交x轴于A,B两点,交y轴于点C,点P是抛物线上一动点.(1)求抛物线的解析式;(2)当点P在直线AD上方时,求△PAD面积的最大值,并求出此时点P的坐标;(3)过点P作直线CD的垂线,垂足为Q,若将△CPQ沿CP翻折,点Q的对应点为Q'.是否存在点P,使Q'恰好落在x轴上?若存在,求出点P的坐标;若不存在,说明理由.【答案】(1)213222y x x =-++;(2)最大值为4,点P (1,3);(3)存在,点P 的坐标为(13,93132-+). 【解析】 【分析】(1)用待定系数法求解即可;(2)由△PAD 面积S =S △PHA +S △PHD ,即可求解;(3)结合图形可判断出点P 在直线CD 下方,设点P 的坐标为(a ,213222a a -++),当P 点在y 轴右侧时,运用解直角三角形及相似三角形的性质进行求解即可. 【详解】解:(1)设抛物线的表达式为:y =a (x ﹣h )2+k =a (x ﹣32)2+258, 将点D 的坐标代入上式得:2=a (3﹣32)2+258, 解得:a =﹣12, ∴抛物线的表达式为:213222y x x =-++; (2)当x =0时,y =﹣12x 2+32x +2=2,即点C 坐标为(0,2),同理,令y =0,则x =4或﹣1,故点A 、B 的坐标分别为:(﹣1,0)、(4,0),过点P 作y 轴的平行线交AD 于点H , 由点A、D 的坐标得,直线AD 的表达式为:y =12(x +1), 设点P (x ,﹣12x 2+32x +2),则点H (x ,12x +12), 则△PAD 面积为: S =S △PHA +S △PHD =12×PH ×(x D ﹣x A )=12×4×(﹣12x 2+32x +2﹣12x 12-)=﹣x 2+2x +3, ∵﹣1<0,故S 有最大值,当x =1时,S 有最大值,则点P (1,3);(3)存在满足条件的点P ,显然点P 在直线CD 下方,设直线PQ 交x 轴于F ,点P 的坐标为(a ,﹣12a 2+32a +2),当P 点在y 轴右侧时(如图2),CQ =a , PQ =2﹣(﹣12a 2+32a +2)=12a 2﹣32a , 又∵∠CQ ′O +∠FQ ′P =90°,∠COQ ′=∠Q ′FP =90°, ∴∠FQ ′P =∠OCQ ′, ∴△COQ ′∽△Q ′FP ,'''Q C Q P CO FQ =,即213222'a aa Q F-=, ∴Q ′F =a ﹣3,∴OQ ′=OF ﹣Q ′F =a ﹣(a ﹣3)=3,CQ =CQ ′22223213CO OQ +=+=此时a 13P 139313-+). 【点睛】此题考查了二次函数的综合应用,综合考查了翻折变换、相似三角形的判定与性质,解答此类题目要求我们能将所学的知识融会贯通,属于中考常涉及的题目.三、初三数学 旋转易错题压轴题(难)11.如图1,在Rt △ABC 中,∠A =90°,AB =AC ,点D ,E 分别在边AB ,AC 上,AD =AE ,连接DC ,点M ,P ,N 分别为DE ,DC ,BC 的中点.(1)观察猜想:图1中,线段PM 与PN 的数量关系是 ,位置关系是 ; (2)探究证明:把△ADE 绕点A 逆时针方向旋转到图2的位置,连接MN ,BD ,CE ,判断△PMN 的形状,并说明理由;(3)拓展延伸:把△ADE 绕点A 在平面内自由旋转,若AD =4,AB =10,请直接写出△PMN 面积的最大值.【答案】(1)PM =PN ,PM ⊥PN ;(2)△PMN 是等腰直角三角形.理由见解析;(3)S △PMN 最大=492. 【解析】 【分析】(1)由已知易得BD CE =,利用三角形的中位线得出12PM CE =,12PN BD =,即可得出数量关系,再利用三角形的中位线得出//PM CE 得出DPM DCA ∠=∠,最后用互余即可得出位置关系;(2)先判断出ABD ACE ∆≅∆,得出BD CE =,同(1)的方法得出12PM BD =,12PN BD =,即可得出PM PN =,同(1)的方法由MPN DCE DCB DBC ACB ABC ∠=∠+∠+∠=∠+∠,即可得出结论;(3)方法1:先判断出MN 最大时,PMN ∆的面积最大,进而求出AN ,AM ,即可得出MN 最大AM AN =+,最后用面积公式即可得出结论.方法2:先判断出BD 最大时,PMN ∆的面积最大,而BD 最大是14AB AD +=,即可得出结论. 【详解】 解:(1)点P ,N 是BC ,CD 的中点,//PN BD ∴,12PN BD =, 点P ,M 是CD ,DE 的中点, //PM CE ∴,12PM CE =, AB AC =,AD AE =, BD CE ∴=,PM PN ∴=,//PN BD ,DPN ADC ∴∠=∠,//PM CE ,DPM DCA ∴∠=∠,90BAC ∠=︒,90ADC ACD ∴∠+∠=︒,90MPN DPM DPN DCA ADC ∴∠=∠+∠=∠+∠=︒,PM PN ∴⊥,故答案为:PM PN =,PM PN ⊥;(2)PMN ∆是等腰直角三角形.由旋转知,BAD CAE ∠=∠,AB AC =,AD AE =,()ABD ACE SAS ∴∆≅∆,ABD ACE ∴∠=∠,BD CE =, 利用三角形的中位线得,12PN BD =,12PM CE =, PM PN ∴=,PMN ∴∆是等腰三角形,同(1)的方法得,//PM CE ,DPM DCE ∴∠=∠,同(1)的方法得,//PN BD ,PNC DBC ∴∠=∠,DPN DCB PNC DCB DBC ∠=∠+∠=∠+∠,MPN DPM DPN DCE DCB DBC ∴∠=∠+∠=∠+∠+∠BCE DBC ACB ACE DBC =∠+∠=∠+∠+∠ACB ABD DBC ACB ABC =∠+∠+∠=∠+∠,90BAC ∠=︒,90ACB ABC ∴∠+∠=︒,90MPN ∴∠=︒,PMN ∴∆是等腰直角三角形;(3)方法1:如图2,同(2)的方法得,PMN ∆是等腰直角三角形,MN ∴最大时,PMN ∆的面积最大,//DE BC ∴且DE 在顶点A 上面,MN ∴最大AM AN =+,连接AM ,AN ,在ADE ∆中,4AD AE ==,90DAE ∠=︒,22AM ∴=在Rt ABC ∆中,10AB AC ==,52AN =22522MN ∴=最大,222111149(72)22242PMN S PM MN ∆∴==⨯=⨯=最大. 方法2:由(2)知,PMN ∆是等腰直角三角形,12PM PN BD ==, PM ∴最大时,PMN ∆面积最大,∴点D 在BA 的延长线上,14BD AB AD ∴=+=,7PM ∴=,2211497222PMN S PM ∆∴==⨯=最大. 【点睛】此题属于几何变换综合题,主要考查了三角形的中位线定理,等腰直角三角形的判定和性质,全等三角形的判断和性质,直角三角形的性质的综合运用;解(1)的关键是判断出12PM CE =,12PN BD =,解(2)的关键是判断出ABD ACE ∆≅∆,解(3)的关键是判断出MN 最大时,PMN ∆的面积最大.12.(特例发现)如图1,在△ABC 中,AG ⊥BC 于点G ,以A 为直角顶点,分别以AB ,AC 为直角边,向△ABC 外作等腰Rt △ABE 和等腰Rt △ACF ,过点E 、F 作射线GA 的垂线,垂足分别为P 、Q .求证:EP=FQ .(延伸拓展)如图2,在△ABC 中,AG ⊥BC 于点G ,以A 为直角顶点,分别以AB ,AC 为直角边,向△ABC 外作Rt △ABE 和Rt △ACF ,射线GA 交EF 于点H .若AB=kAE ,AC=kAF ,请思考HE 与HF 之间的数量关系,并直接写出你的结论.(深入探究)如图3,在△ABC 中,G 是BC 边上任意一点,以A 为顶点,向△ABC 外作任意△ABE和△ACF,射线GA交EF于点H.若∠EAB=∠AGB,∠FAC=∠AGC,AB=kAE,AC=kAF,上一问的结论还成立吗?并证明你的结论.(应用推广)在上一问的条件下,设大小恒定的角∠IHJ分别与△AEF的两边AE、AF分别交于点M、N,若△ABC为腰长等于4的等腰三角形,其中∠BAC=120°,且∠IHJ=∠AGB=θ=60°,k=2;求证:当∠IHJ在旋转过程中,△EMH、△HMN和△FNH均相似,并直接写出线段MN的最小值(请在答题卡的备用图中补全作图).【答案】(1)证明参见解析;(2)HE=HF;(3)成立,证明参见解析;(4)证明参见解析,MN最小值为1.【解析】试题分析:(1)特例发现:易证△AEP≌△BAG,△AFQ≌△CAG,即可求得EP=AG,FQ=AG,即可解题;(2)延伸拓展:过点E、F作射线GA的垂线,垂足分别为P、Q.易证△ABG∽△EAP,△ACG∽△FAQ,得到PE=AG,FQ=AG,∴PE=FQ,然后证明△EPH≌△FQH,即可得出HE=HF;(3)深入探究:判断△PEA∽△GAB,得到PE=AG,△AQF∽△CGA,FQ=,得到FQ=AG,再判断△EPH≌△FQH,即可得出HE=HF;(4)应用推广:由前一个结论得到△AEF为正三角形,再依次判断△MHN∽△HFN∽△MEH,即可得出结论.试题解析:(1)特例发现,如图:∵∠PEA+∠PAE=90°,∠GAB+∠PAE=90°,∴∠PEA=∠GAB,∵∠EPA=∠AGB,AE=AB,∴△PEA≌△GAB,∴PE=AG,同理,△QFA≌△GAC,∴FQ=AG,∴PE=FQ;(2)延伸拓展,如图:∵∠PEA+∠PAE=90°,∠GAB+∠PAE=90°,∴∠PEA=∠GAB,∴∠EPA=∠AGB,∴△PEA∽△GAB,∴,∵AB=kAE,∴,∴PE=AG,同理,△QFA∽△GAC,∴,∵AC=kAF,∴FQ=AG,∴PE=FQ,∵EP∥FQ,∴∠EPH=∠FQH,∵∠PHE=∠QHF,∴△EPH≌△FQH,∴HE=HF;(3)深入探究,如图2,在直线AG上取一点P,使得∠EPA═∠AGB,作FQ∥PE,∵∠EAP+∠BAG=180°﹣∠AGB,∠ABG+∠BAG=180°﹣∠AGB,∴∠EAP=∠ABG,∵∠EPA=∠AGB,∴△APE∽△BGA,∴,∵AB=kAE,∴PE=AG,由于∠FQA=∠FAC=∠AGC=180°﹣∠AGB,同理可得,△AQF∽△CGA,∴,∵AC=kAF,∴FQ=AG,∴EP=FQ,∵EP∥FQ,∴∠EPH=∠FQH,∵∠PHE=∠QHF,∴△EPH≌△FQH,∴HE=HF;(4)应用推广,如图3,在前面条件及结论,得到,点H是EF中点,∴AE=AF,∵∠EAB=∠AGB,∠FAC=∠AGC∴∠EAB+∠FAC=180°∴∠EAF=360°﹣(∠EAB+∠FAC)﹣∠BAC=60°,∴△AEF 为正三角形.又H为EF中点,∴∠EHM+∠IHJ=120°,∠IHJ+∠FHN=120°,∴∠EHM=∠FHN.∵∠AEF=∠AFE,∴△HEM∽△HFN,∴,∵EH=FH,∴,且∠MHN=∠HFN=60°,∴△MHN∽△HFN,∴△MHN∽△HFN∽△MEH,在△HMN中,∠MHN=60°,根据三角形中大边对大角,∴要MN最小,只有△HMN是等边三角形,∴∠AMN=60°,∵∠AEF=60°,MN∴MN∥EF,∵△AEF为等边三角形,∴MN为△AEF的中位线,∴MN min=EF=×2=1.考点:1.几何变换综合题;2.三角形全等及相似的判定性质.13.如图,△ABC和△DEC都是等腰三角形,点C为它们的公共直角顶点,连接AD、BE,F 为线段AD的中点,连接CF.(1)如图1,当D点在BC上时,BE与CF的数量关系是__________;(2)如图2,把△DEC绕C点顺时针旋转90°,其他条件不变,问(1)中的关系是否仍然成立?请说明理由;(3)如图3,把△DEC绕C点顺时针旋转一个钝角,其他条件不变,问(1)中的关系是否仍然成立?如成立,请证明;如果不成立,请写出相应的正确的结论并加以证明.【答案】(1)BE=2CF;(2)(1)中的关系是仍然成立,理由见解析;(3)(1)中的关系是仍然成立,理由见解析.【解析】试题分析:(1)根据“SAS”证明△ACD≌△BCE,可得AD=BE,又因为AD=2CF,从而BE=2CF;(2)由点F是AD中点,可得AD=2DF,从而AC= 2DF+CD,又由△ABC和△CDE是等腰直角三角形,可知BC=2DF+CE,所以BE= 2(DF+CE),CF= DF+CD,从而BE=2CF;(3)延长CF至G使FG=CF,即:CG=2CF,可证△CDF≌△GAF,再证明△BCE≌△ACG,从而BE=CG=2CF成立.解:(1)∵△ABC是等腰直角三角形,∴AC=BC,∵△CDE是等腰直角三角形,∴CD=CE,在△ACD和△BCE中,,∴△ACD≌△BCE,∴AD=BE,在Rt△ACD中,点F是AD中点,∴AD=2CF,∴BE=2CF,故答案为BE=2CF;(2)(1)中的关系是仍然成立,理由:∵点F是AD中点,∴AD=2DF,∴AC=AD+CD=2DF+CD,∵△ABC和△CDE是等腰直角三角形,∴AC=BC,CD=CE,∴BC=2DF+CE,∴BE=BC+CE=2DF+CE+CE=2(DF+CE),∵CF=DF+CD=DF+CD,∴BE=2CF;(3)(1)中的关系是仍然成立,理由:如图3,延长CF至G使FG=CF,即:CG=2CF,∵点F是AD中点,∴AF=DF,在△CDF和△GAF中,,∴△CDF≌△GAF,∴AG=CD=CE,∠CDF=∠GAF,∴∠CAG=∠CAD+∠GAF=∠CAD+∠ADC=180°﹣∠ACD,∵∠ACB=∠DCE=90°,∴∠BCE=360°﹣∠ACB﹣∠DCE﹣∠ACD=180°﹣∠ACD,∴∠CAG=∠BCE,连接BE,在△BCE和△ACG中,,∴△BCE≌△ACG,∴BE=CG=2CF,即:BE=2CF.点睛:本题主要考查了等腰直角三角形的性质、全等三角形的判定与性质和旋转的性质,考查了学生综合运用知识的能力,熟练掌握旋转的性质、全等三角形的判定与性质是解答本题的关键.14.我们定义:如果一个三角形一条边上的高等于这条边,那么这个三角形叫做“等高底”三角形,这条边叫做这个三角形的“等底”。