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文档简介
2023年中考数学二轮复习《拓展探究问题》强化练习1.探究:如图,用钉子把木棒AB、BC和CD分别在端点B、C处连接起来,用橡皮筋把AD连接起来,设橡皮筋AD的长是x,(1)若AB=5,CD=3,BC=11,试求x的最大值和最小值;(2)在(1)的条件下要围成一个四边形,你能求出x的取值范围吗?2.问题探究:观察下面由“※”组成的图案和算式,解答问题:…问题解决:(1)试猜想1+3+5+7+9…+29的结果为.(2)若n表示正整数,请用含n的代数式表示1+3+5+7+9+…+(2n﹣1)+(2n+1)的结果.问题拓展:(3)请用上述规律计算:1017+1019+…+2023+2025.3.探究题:定义:对于实数a,符号[a]表示不大于a的最大整数.例如:[5.7]=5,[﹣π]=﹣4.(1)如果[a]=﹣2,那么a可以是A.﹣15
B.﹣2.5
C.﹣3.5
D.﹣4.5(2)如果[]=3,则整数x=.(3)如果[﹣1.6﹣[]]=﹣3,满足这个方程的整数x共有个.4.如图,△ABC中,点O是边AC上一个动点,过O作直线MN∥BC,设MN交∠BCA的平分线于点E,交∠BCA的外角平分线于点F.(1)探究:线段OE与OF的数量关系并加以证明;(2)当点O在边AC上运动时,四边形BCFE会是菱形吗?若是,请证明;若不是,则说明理由;(3)当点O运动到何处,且△ABC满足什么条件时,四边形AECF是正方形?5.(1)如图①,在四边形ABCD中,AB∥DC,E是BC的中点,若AE是∠BAD的平分线,试探究AB,AD,DC之间的等量关系,证明你的结论;(2)如图②,在四边形ABCD中,AB∥DC,AF与DC的延长线交于点F,E是BC的中点,若AE是∠BAF的平分线,试探究AB,AF,CF之间的等量关系,证明你的结论.6.(1)问题发现:如图①,△ACB和△DCE均为等边三角形,点A,D,E在同一直线上,连结BE.填空:①∠AEB的度数为;②线段AD,BE之间的数量关系为;(2)拓展探究:如图②,△ACB和△DCE均为等腰直角三角形,∠ACB=∠DCE=90°,点A,D,E在同一直线上,CM为△DCE中DE边上的高,连结BE,请判断∠AEB的度数及线段CM,AE,BE之间的数量关系,并说明理由.7.【探究】如图①,在△ABC中,∠ABC的平分线与∠ACB的平分线相交于点P.(1)若∠ABC=50°,∠ACB=80°,则∠A=度,∠P=度(2)∠A与∠P的数量关系为,并说明理由.【应用】如图②,在△ABC中,∠ABC的平分线与∠ACB的平分线相交于点P.∠ABC的外角平分线与∠ACB的外角平分线相交于点Q.直接写出∠A与∠Q的数量关系为.8.阅读材料:若m2-2mn+2n2-4n+4=0,求m,n的值.解:∵m2-2mn+2n2-4n+4=0,∴(m2-2mn+n2)+(n2-4n+4)=0,∴(m-n)2+(n-2)2=0,∵(m-n)2≥0,(n-2)2≥0,∴(m-n)2=0,(n-2)2=0,∴n=2,m=2.根据你的观察,探究下面的问题:(1)a2+b2-6a-2b+10=0,则a=________,b=________;(2)已知x2+2y2-2xy+8y+16=0,求xy的值;(3)已知△ABC的三边长a,b,c都是正整数,且满足2a2+b2-4a-8b+18=0,求△ABC的周长.9.(1)如图1,正方形ABCD中,点E,F分别在边CD,AD上,AE⊥BF于点G,求证:AE=BF;(2)如图2,矩形ABCD中,AB=2,BC=3,点E,F分别在边CD,AD上,AE⊥BF于点M,探究AE与BF的数量关系,并证明你的结论;(3)在(2)的基础上,若AB=m,BC=n,其他条件不变,请直接写出AE与BF的数量关系;.10.如图,下列几何体是由若干棱长为1的小立方体按一定规律在地面上摆成的,若将露出的表面都涂上颜色(底面不涂色),观察该图,探究其中的规律.(1)第1个几何体中只有2个面涂色的小立方体共有.第3个几何体中只有2个面涂色的小立方体共有.设第n个几何体中只有2个面涂色的小立方体的块数为M,请用含字母n的代数式表示M;(3)求出前100个几何体中只有2个面涂色的小立方体的块数的和.11.把两个直角边长均为6的等腰直角三角板ABC和EFG叠放在一起(如图①),使三角板EFG的直角顶点G与三角板ABC的斜边中点O重合.现将三角板EFG绕O点顺时针旋转(旋转角α满足条件:0°<α<90°),四边形CHGK是旋转过程中两三角板的重叠部分(如图②).(1)探究:在上述旋转过程中,BH与CK的数量关系以及四边形CHGK的面积的变化情况(直接写出探究的结果,不必写探究及推理过程);
(2)利用(1)中你得到的结论,解决下面问题:连接HK,在上述旋转过程中,是否存在某一位置,使△GKH的面积恰好等于△ABC面积的eq\f(5,12)?若存在,求出此时BH的长度;若不存在,说明理由.12.探究:已知如图1,在△ABC中,∠A=α(0°<α<90°),AB=c,AC=b,试用含b,c,α的式子表示△ABC的面积;图1图2应用:如图2,在平行四边形ABCD中,对角线AC、BD相交成的锐角为α,若AC=a,BD=b,试用含b,c,α的式子表示平行四边形ABCD的面积.13.联想三角形内心的概念,我们可引入如下概念.定义:到三角形的两边距离相等的点,叫做此三角形的准内心.举例:如图①,若PD=PE,则点P为△ABC的准内心.应用:如图②,BF为等边三角形ABC的角平分线,准内心P(即PD=PE)在BF上,且PF=eq\f(1,2)BP.求证:点P是△ABC的内心.探究:已知△ABC为直角三角形,∠C=90°,准内心P(即PD=PC)在AC上,若PC=eq\f(1,2)AP,求∠A的度数.14.[探究函数y=x+eq\f(4,x)的图象与性质](1)函数y=x+eq\f(4,x)的自变量x的取值范围是________;(2)下列四个函数图象中,函数y=x+eq\f(4,x)的图象大致是________;(3)对于函数y=x+eq\f(4,x),求当x>0时,y的取值范围.请将下列求解过程补充完整.解:∵x>0,∴y=x+eq\f(4,x)=(eq\r(x))2+(eq\f(2,\r(x)))2=(eq\r(x)﹣eq\f(2,\r(x)))2+________.∵(eq\r(x)﹣eq\f(2,\r(x)))2≥0,∴y≥________.[拓展运用](4)已知函数y=eq\f(x2-5x+9,x),则y的取值范围是多少?15.如果二次函数的二次项系数为1,那么此二次函数可表示为y=x2+px+q,我们称[p,q]为此函数的特征数,如函数y=x2+2x+3的特征数是[2,3].(1)若一个二次函数的特征数为[-2,1],求此函数图象的顶点坐标.(2)探究下列问题:①若一个二次函数的特征数为[4,-1],将此函数的图象先向右平移1个单位,再向上平移1个单位,求得到的图象对应的函数的特征数.②若一个二次函数的特征数为[2,3],则此函数的图象经过怎样的平移,才能使得到的图象对应的函数的特征数为[3,4]?
参考答案1.解:(1)最大是5+3+11=19;最小是11-3-5=3;(2)由(1)得橡皮筋长x的取值范围为:3<x<19.2.解:(1)1+3+5+7+9…+29=()2=152=225;(2)1+3+5+7+9+…+(2n﹣1)+(2n+1)=()2=(n+1)2;(3)1017+1019+…+2023+2025=(1+3+5+…+2023+2025)﹣(1+3+5+…+1023+1025)=10182﹣50823.解:(1)根据题意知,[a]=﹣2表示不超过a的最大整数,∴a可以是﹣15,故选:A;(2)根据题意得3≤<4,解得:5≤x<7,则整数x=5或6;(3)令[]=y,则原方程可变形为[﹣1.6﹣y]=﹣3,∴﹣3≤﹣1.6﹣y<﹣2,解得:2.4<y≤8.4,则y可取的整数有3、4、5、6、7、8,若y=3,则3≤<4,解得:5≤x<7,其整数解有5、6;若y=4,则4≤<5,解得:7≤x<9,其整数解有7、8;若y=5,则5≤<6,解得:9≤x<11,其整数解有9、10;若y=6,则6≤<7,解得:11≤x<13,其整数解有11、12;若y=7,则7≤<8,解得:13≤x<15,其整数解有13、14;若y=8,则8≤<9,解得:15≤x<17,其整数解有15、16;∴满足这个方程的整数x共有12个,故答案为:12.4.解:(1)OE=OF.证明如下:∵CE是∠ACB的平分线,∴∠1=∠2.∵MN∥BC,∴∠1=∠3.∴∠2=∠3.∴OE=OC.同理可证OC=OF.∴OE=OF.(2)四边形BCFE不可能是菱形,若四边形BCFE为菱形,则BF⊥EC,而由(1)可知FC⊥EC,在平面内过同一点F不可能有两条直线同垂直于一条直线.(3)当点O运动到AC中点时,且△ABC是直角三角形(∠ACB=90°)时,四边形AECF是正方形.理由如下:∵O为AC中点,∴OA=OC,∵由(1)知OE=OF,∴四边形AECF为平行四边形;∵∠1=∠2,∠4=∠5,∠1+∠2+∠4+∠5=180°,∴∠2+∠5=90°,即∠ECF=90°,∴▱AECF为矩形,又∵AC⊥EF.∴▱AECF是正方形.∴当点O为AC中点且△ABC是以∠ACB为直角三角形时,四边形AECF是正方形.5.解:(1)证明:延长AE交DC的延长线于点F,∵E是BC的中点,∴CE=BE,∵AB∥DC,∴∠BAE=∠F,在△AEB和△FEC中,,∴△AEB≌△FEC,∴AB=FC,∵AE是∠BAD的平分线,∴∠BAE=∠EAD,∵AB∥CD,∴∠BAE=∠F,∴∠EAD=∠F,∴AD=DF,∴AD=DF=DC+CF=DC+AB,(2)如图②,延长AE交DF的延长线于点G,∵E是BC的中点,∴CE=BE,∵AB∥DC,∴∠BAE=∠G,在△AEB和△GEC中,,∴△AEB≌△GEC,∴AB=GC,∵AE是∠BAF的平分线,∴∠BAG=∠FAG,∵AB∥CD,∴∠BAG=∠G,∴∠FAG=∠G,∴FA=FG,∴AB=CG=AF+CF,6.解:(1)∵∠ACB=∠DCE,∠DCB=∠DCB,∴∠ACD=∠BCE,在△ACD和△BCE中,eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(AC=BC,,∠ACD=∠BCE,,CD=CE,))∴△ACD≌△BCE(SAS),∴AD=BE,∠CEB=∠ADC=180°-∠CDE=120°,∴∠AEB=∠CEB-∠CED=60°;(2)∠AEB=90°,AE=BE+2CM,理由如下:∵△ACB和△DCE均为等腰直角三角形,∴CA=CB,CD=CE,∠ACB=∠DCE=90°,∵∠ACD+∠DCB=90°=∠DCB+∠BCE,∴∠ACD=∠BCE,∴△ACD≌△BCE(SAS),∴AD=BE,∠ADC=∠BEC.∵△DCE为等腰直角三角形,∴∠CDE=∠CED=45°,∵点A,D,E在同一直线上,∴∠ADC=135°.∴∠BEC=135°,∴∠AEB=∠BEC-∠CED=90°.∵CD=CE,CM⊥DE,∴DM=ME.∵∠DCE=90°,∴DM=ME=CM,∴AE=AD+DE=BE+2CM.7.解:(1)∵∠ABC=50°,∠ACB=80°,∴∠A=50°,∵∠ABC的平分线与∠ACB的平分线相交于点P,∴∠CBP=∠ABC,∠BCP=∠ACB,∴∠BCP+∠CBP=(∠ABC+∠ACB)=×130°=65°,∴∠P=180°﹣65°=115°,故答案为:50,115;(2).证明:∵BP、CP分别平分∠ABC、∠ACB,∴,,∵∠A+∠ABC+∠ACB=180°∠P+∠PBC+∠PCB=180°,∴,∴,∴;(3).理由:∵∠ABC的外角平分线与∠ACB的外角平分线相交于点Q,∴∠CBQ=(180°﹣∠ABC)=90°﹣∠ABC,∠BCQ=(180°﹣∠ACB)=90°﹣∠ACB,∴△BCQ中,∠Q=180°﹣(∠CBQ+∠BCQ)=180°﹣(90°﹣∠ABC+90°﹣∠ACB)=(∠ABC+∠ACB),又∵∠ABC+∠ACB=180°﹣∠A,∴∠Q=(180°﹣∠A)=90°﹣∠A.8.解:(1)∵a2+b2-6a-2b+10=0,∴(a2-6a+9)+(b2-2b+1)=0,∴(a-3)2+(b-1)2=0,∵(a-3)2≥0,(b-1)2≥0,∴a-3=0,b-1=0,∴a=3,b=1.故答案为:31.(2)∵x2+2y2-2xy+8y+16=0,∴(x2-2xy+y2)+(y2+8y+16)=0,∴(x-y)2+(y+4)2=0,∵(x-y)2≥0,(y+4)2≥0,∴x-y=0,y+4=0,∴y=-4,x=-4,∴xy=16.(3)∵2a2+b2-4a-8b+18=0,∴(2a2-4a+2)+(b2-8b+16)=0,∴2(a-1)2+(b-4)2=0,∵(a-1)2≥0,(b-4)2≥0,∴a-1=0,b-4=0,∴a=1,b=4,∵a+b>c,b-a<c,∴3<c<5,又∵a,b,c为正整数,∴c=4,∴△ABC周长为1+4+4=9.9.解:(1)证明:∵四边形ABCD是正方形,∴∠ABC=∠C,AB=BC.∵AE⊥BF,∴∠AMB=∠BAM+∠ABM=90°,∵∠ABM+∠CBF=90°,∴∠BAM=∠CBF.在△ABE和△BCF中,,∴△ABE≌△BCF(ASA),∴AE=BF;(2)解:如图2中,结论:AE=eq\f(2,3)BF,理由:∵四边形ABCD是矩形,∴∠ABC=∠C,∵AE⊥BF,∴∠AMB=∠BAM+∠ABM=90°,∵∠ABM+∠CBF=90°,∴∠BAM=∠CBF,∴△ABE∽△BCF,∴==,∴AE=eq\f(2,3)BF.(3)结论:AE=BF.理由::∵四边形ABCD是矩形,∴∠ABC=∠C,∵AE⊥BF,∴∠AMB=∠BAM+∠ABM=90°,∵∠ABM+∠CBF=90°,∴∠BAM=∠CBF,∴△ABE∽△BCF,∴==,∴AE=BF.10.解:(1)观察图形可得第1个几何体中最底层的4个角的小立方体只有2个面涂色;第3个几何体中只有2个面涂色的小立方体共有5×4=20个.(2)图②中,两面涂色的小立方体共有12个;图③中,两面涂色的小立方体共有20个.4,12,20都是4的倍数,可分别写成4×1,4×3,4×5的形式,因此,第n个图中两面涂色的小立方体共有4(2n-1)=8n-4,M=8n-4.(3)40000.11.解:(1)BH与CK的数量关系:BH=CK四边形CHGK的面积的变化情况:四边形CHGK的面积不变,始终等于9.(2)假设存在使△GKH的面积恰好等于△ABC面积的eq\f(5,12)的位置,设BH=x,由题意及(1)中结论可得,CK=BH=x,CH=CB-BH=6-x,∴,∴∵△GKH的面积恰好等于△ABC面积的,∴,解得,(经检验,均符合题意)∴存在使△GKH的面积恰好等于△ABC面积的的位置,此时x的值为.12.解:探究:过点B作BD⊥AC,垂足为D.∵AB=c,∠A=α,∴BD=csinα.∴S△ABC=eq\f(1,2)AC·BD=eq\f(1,2)bcsinα.应用:过点C作CE⊥DO于点E.∴sinα=eq\f(EC,CO).∵在ABCD中,AC=a,BD=b,∴CO=eq\f(1,2)a,DO=eq\f(1,2)b.∴S△COD=eq\f(1,2)CO·DO·sinα=eq\f(1,8)absinα.∴S△BCD=eq\f(1,2)CE·BD=eq\f(1,2)×eq\f(1,2)asinα·b=eq\f(1,4)absinα.∴SABCD=2S△BCD=eq\f(1,2)absinα.13.解:应用:证明:∵△ABC是等边三角形,∴∠ABC=60°.∵BF为△ABC的角平分线,∴∠PBE=30°,∴PE=eq\f(1,2)BP.∵BF是等边三角形ABC的角平分线,∴BF⊥AC.∵PF=eq\f(1,2)BP,∴PE=PD=PF,∴点P是△ABC的内心.探究:根据题意,得PD=PC=eq\f(
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