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北京市西城区三年(2020-2022)九年级上学期期末数学试题汇编-03解答题(提升题)知识点分类

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北京市西城区三年(2020-2022)九年级上学期期末数学试题汇编

-03解答题(提升题)知识点分类

一.根与系数的关系(共1小题)

1.(2022秋•西城区期末)已知关于x的方程x2﹣2mx+m2﹣9=0.(1)求证:方程有两个不相等的实数根;

(2)设此方程的两个根分别为x1,x2,且x1>x2,若2x1=x2+5,求m的值.二.二次函数的性质(共1小题)

2.(2022秋•西城区期末)在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的对称轴为直线x=t,且3a+2b+c=0.(1)当c=0时,求t的值;

(2)点(﹣2,y1),(1,y2),(3,y3)在抛物线上,若a>c>0,判断y1,y2与y3的大小关系,并说明理由.三.二次函数的应用(共1小题)

3.(2022秋•西城区期末)跳台滑雪是冬季奥运会的比赛项目之一.如图,运动员通过助滑道后在点A处起跳经空中飞行后落在着陆坡BC上的点P处,他在空中飞行的路线可以看作抛物线的一部分.这里OA表示起跳点A到地面OB的距离,OC表示着陆坡BC的高度,OB表示着陆坡底端B到点O的水平距离.建立如图所示的平面直角坐标系,从起跳到着陆的过程中,运动员的竖直高度y(单位:m)与水平距离x(单位:m)近似满足函数关系y=﹣40m,竖直高度是30m.(1)点A的坐标是   (2)求满足的函数关系y=﹣

 ,点P的坐标是   +bx+c;

 ;

+bx+c.已知OA=70m,OC=60m,落点P的水平距离是

(3)运动员在空中飞行过程中,当他与着陆坡BC竖直方向上的距离达到最大时,直接写出此时的水平距离.

四.二次函数综合题(共1小题)

4.(2021秋•西城区期末)在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=a(x﹣h)2﹣8a的顶点为A,0<h<.(1)若a=1,

①点A到x轴的距离为    ;②求此抛物线与x轴的两个交点之间的距离;

(2)已知点A到x轴的距离为4,此抛物线与直线y=﹣2x+1的两个交点分别为B(x1,y1),C(x2,y2),其中x1<x2,若点D(xD,yD)在此抛物线上,当x1<xD<x2时,yD总满足y2<yD<y1,求a的值和h的取值范围.五.三角形综合题(共2小题)

5.(2021秋•西城区期末)如图1,在△ABC中,∠ACB=90°,CA=CB,点D,E分别在边CA,CB上,CD=CE,连接DE,AE,BD.点F在线段BD上,连接CF交AE于点H.

(1)①比较∠CAE与∠CBD的大小,并证明;②若CF⊥AE,求证:AE=2CF;

(2)将图1中的△CDE绕点C逆时针旋转α(0°<α<90°),如图2.若F是BD的中点,判断AE=2CF是否仍然成立.如果成立,请证明;如果不成立,请说明理由.

6.(2022秋•西城区期末)如图,在△ABC中,AC=BC,∠ACB=90°,∠APB=45°,连接CP,将线段CP绕点C顺时针旋转90°得到线段CQ,连接AQ.(1)依题意,补全图形,并证明:AQ=BP;(2)求∠QAP的度数;

(3)若N为线段AB的中点,连接NP,请用等式表示线段NP与CP之间的数量关系,并证明.

六.四边形综合题(共1小题)

7.(2020秋•西城区期末)如图,正方形ABCD的边长为4,点E在AB边上,BE=1,F为BC边的中点.将正方形截去一个角后得到一个五边形AEFCD,点P在线段EF上运动(点P可与点E,点F重合),作矩形PMDN,其中M,N两点分别在CD,AD边上.

设CM=x,矩形PMDN的面积为S.(1)DM= 

 (用含x的式子表示),x的取值范围是 

 ;

(2)求S与x的函数关系式;

(3)要使矩形PMDN的面积最大,点P应在何处?并求最大面积.

七.切线的性质(共1小题)

8.(2021秋•西城区期末)如图,AB,AC是⊙O的两条切线,切点分别为B,C,连接CO并延长交⊙O于点D,过点D作⊙O的切线交AB的延长线于点E,EF⊥AC于点F.(1)求证:四边形CDEF是矩形;(2)若CD=2

,DE=2,求AC的长.

八.切线的判定与性质(共2小题)

9.(2021秋•西城区期末)如图,AB是⊙O的直径,四边形ABCD内接于⊙O,D是中点,DE⊥BC交BC的延长线于点E.(1)求证:DE是⊙O的切线;(2)若AB=10,BC=8,求BD的长.

10.(2022秋•西城区期末)如图,在△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,点O是AC上一点,以O为圆心,OA长为半径作圆,使⊙O与BC相切于点D,与AC相交于点E.过

点B作BF∥AC,交ED的延长线于点F.(1)若AB=4,求⊙O的半径;

(2)连接BO,求证:四边形BFEO是平行四边形.

九.圆的综合题(共3小题)

11.(2020秋•西城区期末)对于平面内的图形G1和图形G2,记平面内一点P到图形G1上各点的最短距离为d1,点P到图形G2上各点的最短距离为d2,若d1=d2,就称点P是图形G1和图形G2的一个“等距点”.

在平面直角坐标系xOy中,已知点A(6,0),B(0,2(1)在R(3,0),S(2,0),T(1,(2)已知直线y=﹣2.

①若点A和直线y=﹣2的等距点在x轴上,则该等距点的坐标为   ②若直线y=a上存在点A和直线y=﹣2的等距点,求实数a的取值范围;(3)记直线AB为直线l1,直线l2:y=﹣

x,以原点O为圆心作半径为r的⊙O.若

 ;).

 ;

)三点中,点A和点B的等距点是  

⊙O上有m个直线l1和直线l2的等距点,以及n个直线l1和y轴的等距点(m≠0,n≠0),当m≠n时,求r的取值范围.

12.(2021秋•西城区期末)在平面直角坐标系xOy中,⊙O的半径为1,点A在⊙O上,点P在⊙O内,给出如下定义:连接AP并延长交⊙O于点B,若AP=kAB,则称点P是点A关于⊙O的k倍特征点.(1)如图,点A的坐标为(1,0).

①若点P的坐标为(﹣,0),则点P是点A关于⊙O的   点;

②在C1(0,),C2(,0),C3(,﹣)这三个点中,点   的倍特征点;

 倍特征 是点A关于⊙O

③直线l经过点A,与y轴交于点D,∠DAO=60°.点E在直线l上,且点E是点A关于⊙O的倍特征点,求点E的坐标;

(2)若当k取某个值时,对于函数y=﹣x+1(0<x<1)的图象上任意一点M,在⊙O上都存在点N,使得点M是点N关于⊙O的k倍特征点,直接写出k的最大值和最小值.

13.(2022秋•西城区期末)给定图形W和点P,Q,若图形W上存在两个不重合的点M,N,使得点P关于点M的对称点与点Q关于点N的对称点重合,则称点P与点Q关于图形W双对合.在平面直角坐标系xOy中,已知点A(﹣1,﹣2),B(5,﹣2),C(﹣1,4).

(1)在点D(﹣4,0),E(2,2),F(6,0)中,与点O关于线段AB双对合的点是  

 ;

(2)点K是x轴上一动点,⊙K的直径为1,

①若点A与点T(0,t)关于⊙K双对合,求t的取值范围;

②当点K运动时,若△ABC上存在一点与⊙K上任意一点关于⊙K双对合,直接写出点K的横坐标k的取值范围.一十.作图—复杂作图(共2小题)

14.(2021秋•西城区期末)问题:如图,AB是⊙O的直径,点C在⊙O内,请仅用无刻度的直尺,作出△ABC中AB边上的高.

小芸解决这个问题时,结合圆以及三角形高线的相关知识,设计了如下作图过程.作法:如图,

①延长AC交⊙O于点D,延长BC交⊙O于点E;②分别连接AE,BD并延长相交于点F;③连接FC并延长交AB于点H.

所以线段CH即为△ABC中AB边上的高.(1)根据小芸的作法,补全图形;(2)完成下面的证明.

证明:∵AB是⊙O的直径,点D,E在⊙O上,∴∠ADB=∠AEB=  ∴AE⊥BE,BD⊥AD.∴AE, 

 是△ABC的两条高线.

 °.(  

 )(填推理的依据)

∵AE,BD所在直线交于点F,∴直线FC也是△ABC的高所在直线.∴CH是△ABC中AB边上的高.

15.(2022秋•西城区期末)已知:点A,B,C在⊙O上,且∠BAC=45°.求作:直线l,使其过点C,并与⊙O相切.作法:①连接OC;

②分别以点B,点C为圆心,OC长为半径作弧,两弧交于⊙O外一点D;③作直线CD.

直线CD就是所求作直线l.

(1)使用直尺和圆规,依作法补全图形(保留作图痕迹);(2)完成下面的证明.证明:连接OB,BD,∵OB=OC=BD=CD,∴四边形OBDC是菱形.

∵点A,B,C在⊙O上,且∠BAC=45°,∴∠BOC= 

 °(  

 )(填推理的依据).

∴四边形OBDC是正方形.∴∠OCD=90°,即OC⊥CD.∵OC为⊙O半径,

∴直线CD为⊙O的切线(  

 )(填推理的依据).

一十一.作图—应用与设计作图(共1小题)16.(2020秋•西城区期末)借助网格画图并说理:

如图所示的网格是正方形网格,△ABC的三个顶点是网格线的交点,点A在BC边的上方,AD⊥BC于点D,BD=4,CD=2,AD=3.以BC为直径作⊙O,射线DA交⊙O于点E,连接BE,CE.(1)补全图形;

(2)填空:∠BEC= 

 °,理由是  

 ;

(3)判断点A与⊙O的位置关系并说明理由;

(4)∠BAC   ∠BEC(填“>”,“=”或“<”).

一十二.旋转的性质(共2小题)

17.(2021秋•西城区期末)如图,在正方形ABCD中,射线AE与边CD交于点E,将射线AE绕点A顺时针旋转,与CB的延长线交于点F,BF=DE,连接FE.(1)求证:AF=AE;

(2)若∠DAE=30°,DE=2,直接写出△AEF的面积.

18.(2022秋•西城区期末)如图,在四边形ABCD中,AC,BD是对角线,将点B绕点C逆时针旋转60°得到点E,连接AE,BE,CE.(1)求∠CBE的度数;

(2)若△ACD是等边三角形,且∠ABC=30°,AB=3,BD=5,求BE的长.

一十三.作图-旋转变换(共1小题)

19.(2020秋•西城区期末)在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠ABC=30°,BC=

.将△

ABC绕点B顺时针旋转α(0°<α≤120°)得到△A'BC',点A,点C旋转后的对应点分别为点A',点C'.

(1)如图1,当点C'恰好为线段AA'的中点时,α= 

 °,AA'=   ;

(2)当线段AA'与线段CC'有交点时,记交点为点D.

①在图2中补全图形,猜想线段AD与A'D的数量关系并加以证明;②连接BD,请直接写出BD的长的取值范围.

一十四.列表法与树状图法(共1小题)

20.(2021秋•西城区期末)有甲、乙两个不透明的口袋,甲口袋中装有两个相同的球,它们分别写有数﹣2,2;乙口袋中装有三个相同的球,它们分别写有数﹣5,m,5.小明和小刚进行摸球游戏,规则如下:先从甲口袋中随机取出一个球,其上的数记为a;再从乙口袋中随机取出一个球,其上的数记为b.若a<b,小明胜;若a=b,为平局;若a>b,小刚胜.

(1)若m=﹣2,用树状图或列表法分别求出小明、小刚获胜的概率;

(2)当m为何值时,小明和小刚获胜的概率相同?直接写出一个符合条件的整数m的值.

一十五.利用频率估计概率(共1小题)

21.(2022秋•西城区期末)在学习《用频率估计概率》时,小明和他的伙伴们设计了一个摸球试验:在一个不透明帆布袋中装有白球和红球共4个,这4个球除颜色外无其他差别.每次摸球前先将袋中的球搅匀,然后从袋中随机摸出1个球,观察该球的颜色并记录,再把它放回.在老师的帮助下,小明和他的伙伴们用计算机模拟这个摸球试验.如图显示的是这个试验中摸出一个球是红球的结果.

(1)根据所学的频率与概率关系的知识,估计从这个不透明的帆布袋中随机摸出一个球是红球的概率是  

 ,其中红球的个数是    ;

(2)如果从这个不透明的帆布袋中同时摸出两个球,用列举法求摸出的两个球刚好一个是红球和一个是白球的概率.

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参考答案与试题解析

一.根与系数的关系(共1小题)

1.(2022秋•西城区期末)已知关于x的方程x2﹣2mx+m2﹣9=0.(1)求证:方程有两个不相等的实数根;

(2)设此方程的两个根分别为x1,x2,且x1>x2,若2x1=x2+5,求m的值.【答案】(1)证明见解析;(2)m=﹣4.

【解答】(1)证明:∵Δ=(﹣2m)2﹣4×1×(m2﹣9)=4m2﹣4m2+36=36>0,

∴方程有两个不相等的实数根;(2)解:解方程,得∵x1>x2,

∴x1=m+3,x2=m﹣3,∵2x1=x2+5,

∴2(m+3)=m﹣3+5,∴m=﹣4.

二.二次函数的性质(共1小题)

2.(2022秋•西城区期末)在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的对称轴为直线x=t,且3a+2b+c=0.(1)当c=0时,求t的值;

(2)点(﹣2,y1),(1,y2),(3,y3)在抛物线上,若a>c>0,判断y1,y2与y3的大小关系,并说明理由.【答案】(1)t=;(2)y2<y3<y1.

【解答】解:(1)∵3a+2b+c=0,

∴当c=0时,得3a+2b=0,∴b=﹣

∵y=ax2+bx,对称轴为直线x=t,

∴t=﹣=﹣=;

(2)y2<y3<y1,理由:∵3a+2b+c=0,∴b=﹣

∴t=﹣=﹣=+,

∵a>c>0,∴0<∴

<,

∵点(﹣2,y1)关于直线x=t的对称点的坐标是(2t+2,y1),∴

∴1<3<2t+2.∵a>0,

∴当x>t时,y随x的增大而增大,∴y2<y3<y1.

三.二次函数的应用(共1小题)

3.(2022秋•西城区期末)跳台滑雪是冬季奥运会的比赛项目之一.如图,运动员通过助滑道后在点A处起跳经空中飞行后落在着陆坡BC上的点P处,他在空中飞行的路线可以看作抛物线的一部分.这里OA表示起跳点A到地面OB的距离,OC表示着陆坡BC的高度,OB表示着陆坡底端B到点O的水平距离.建立如图所示的平面直角坐标系,从起跳到着陆的过程中,运动员的竖直高度y(单位:m)与水平距离x(单位:m)近似满足函数关系y=﹣40m,竖直高度是30m.

(1)点A的坐标是  (0,70) ,点P的坐标是  (40,30) ;

+bx+c.已知OA=70m,OC=60m,落点P的水平距离是

(2)求满足的函数关系y=﹣+bx+c;

(3)运动员在空中飞行过程中,当他与着陆坡BC竖直方向上的距离达到最大时,直接写出此时的水平距离.

【答案】(1)(0,70),(40,30);(2)二次函数的表达式为y=﹣

x2+x+70;

(3)运动员到坡面BC竖直方向上的最大距离时水平距离是18m.【解答】解:(1)根据题意得,A(0,70),P(40,30),故答案为:(0,70),(40,30);

(2)把A(0,70),P(40,30)代入y=﹣

+bx+c得:

解得,

x2+x+70;

所以二次函数的表达式为y=﹣

(3)如图,作MN∥y轴分别交抛物线和BC于M、N两点,

∵OC=60m,

∴C(0,60),

设线段BC的关系式为y=kx+m,则

解得:,

所以线段BC的关系式为y=﹣x+60,设M(a,﹣则MN=﹣∵﹣

<0,

a2+a+70),则N(a,﹣a+60),a2+a+70+a﹣60=﹣

a2+a+10=﹣

(a﹣18)2+30.25,

∴当a=18时,MN有最大值,最大值为30.25,

答:运动员到坡面BC竖直方向上的最大距离时水平距离是18m.四.二次函数综合题(共1小题)

4.(2021秋•西城区期末)在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=a(x﹣h)2﹣8a的顶点为A,0<h<.(1)若a=1,

①点A到x轴的距离为  8 ;②求此抛物线与x轴的两个交点之间的距离;

(2)已知点A到x轴的距离为4,此抛物线与直线y=﹣2x+1的两个交点分别为B(x1,y1),C(x2,y2),其中x1<x2,若点D(xD,yD)在此抛物线上,当x1<xD<x2时,yD总满足y2<yD<y1,求a的值和h的取值范围.【答案】(1)①8.②4(2)≤h<.

【解答】解:(1)①把a=1代入y=a(x﹣h)2﹣8a得y=(x﹣h)2﹣8,∴抛物线顶点坐标为(h,﹣8),∴点A到x轴的距离为|﹣8|=8,故答案为:8.

②把y=0代入y=(x﹣h)2﹣8得0=(x﹣h)2﹣8,

解得x1=h+2∵x1﹣x2=h+2

,x2=h﹣2﹣(h﹣2

,)=4

∴抛物线与x轴的两个交点之间的距离为4(2)∵y=a(x﹣h)2﹣8a,∴点A坐标为(h,﹣8a),∴|﹣8a|=4,

解得a=或a=﹣,

当a=时,如图,当抛物线开口向上,

∴a=,y=(x﹣h)2﹣4,∴点A坐标为(h,﹣4),

把x=h代入y=﹣2x+1得y=﹣2h+1,当﹣2h+1≤﹣4时,解得h≥,∵0<h<,∴≤h<.

当a=﹣时,y=﹣(x﹣h)2+4,令﹣2x+1=﹣(x﹣h)2+4,整理得x2﹣(2h+4)x+h2﹣6=0,∴Δ=(﹣2h﹣4)2﹣4(h2﹣6)>0,

整理得h<﹣,与题干不符,舍去;综上,h的取值范围为≤h<.五.三角形综合题(共2小题)

5.(2021秋•西城区期末)如图1,在△ABC中,∠ACB=90°,CA=CB,点D,E分别在边CA,CB上,CD=CE,连接DE,AE,BD.点F在线段BD上,连接CF交AE于点H.

(1)①比较∠CAE与∠CBD的大小,并证明;②若CF⊥AE,求证:AE=2CF;

(2)将图1中的△CDE绕点C逆时针旋转α(0°<α<90°),如图2.若F是BD的中点,判断AE=2CF是否仍然成立.如果成立,请证明;如果不成立,请说明理由.

【答案】(1)①∠CAE=∠CBD.理由见解析;②证明见解析;(2)若F是BD的中点,AE=2CF仍然成立.理由见解析.

【解答】解:(1)①∠CAE=∠CBD.理由:在△ACE和△BCD中,

∴△ACE≌△BCD(SAS).∴∠CAE=∠CBD.②证明:∵∠ACB=90°,∴∠ACH+∠ECH=90°.∵CF⊥AE,

∴∠ACH+∠CAH=90°.∴∠CAH=∠ECH.由①知:∠CAE=∠CBD,∴∠ECH=∠CBD.∴CF=BF.∵∠DCB=90°,

∴∠DCF+∠ECF=90°,∠CDF+∠CBD=90°.∴∠CDF=∠DCF,∴CF=DF.∴BD=2CF.

由①知:△ACE≌△BCD,∴AE=BD.∴AE=2CF.

解:(2)若F是BD的中点,AE=2CF仍然成立.理由:延长CF至点G,使FG=FC,连接BG,如图,

∴F是BD的中点,∴FD=FB.

在△DCF和△BGF中,

∴△DCF≌△BGF(SAS).∴CD=BG,∠DCF=∠G.∴CD∥BG.

∴∠DCB+∠GBC=180°.

∵将图1中的△CDE绕点C逆时针旋转α,∴∠ACD=∠BCE=α.

∴∠DCB=90°﹣∠ACD=90°﹣α,∠ACE=∠ACB+∠BCE=90°+α.∴∠CBG=180°﹣∠BCD=180°﹣(90°﹣α)=90°+α.∴∠ACE=∠CBG.∵CD=CE,∴CE=BG.

在△ACE和△CBG中,

∴△ACE≌△CBG(SAS).∴AE=CG.∵FG=FC,∴CG=2CF.∴AE=2CF.

∴若F是BD的中点,AE=2CF仍然成立.

6.(2022秋•西城区期末)如图,在△ABC中,AC=BC,∠ACB=90°,∠APB=45°,连接CP,将线段CP绕点C顺时针旋转90°得到线段CQ,连接AQ.(1)依题意,补全图形,并证明:AQ=BP;(2)求∠QAP的度数;

(3)若N为线段AB的中点,连接NP,请用等式表示线段NP与CP之间的数量关系,并证明.

【答案】(1)证明见解析部分;

(2)135°;(3)PC=

PN.

【解答】(1)证明:∵∠QCP=∠ACB=90°,∴∠QCA=∠PCB,在△QCA和△PCQ中,

∴△QCA≌△PCB(SAS),∴AQ=BP;

(2)解:∵△QCA≌△PCB,∴∠CQA=∠CPB,∵∠APB=∠CPQ=45°,∴∠APQ=∠CPB,

∴∠AQP+∠APQ=∠AQP+∠CQA=∠CQP=45°,∴∠QAP=180°﹣45°=135°;

(3)解:结论:PC=PN.

理由:如图,延长PN到T,使得NT=NP,连接AT.在△ANT和△BNP中,

∴△ANT≌△BNP(SAS),∴AT=PB,∵∠T=∠NPB,∴AT∥PB,

∴∠TAP+∠APB=180°,∵∠APB=45°,

∴∠TAP=135°=∠QAP,∵AQ=PB,PB=AT,

∴AT=AQ,

在△PAT和△PAQ中,

∴△PAT≌△PAQ(SAS),∴PT=PQ=∴2PN=∴PC=

PC,

PC,PN.

六.四边形综合题(共1小题)

7.(2020秋•西城区期末)如图,正方形ABCD的边长为4,点E在AB边上,BE=1,F为BC边的中点.将正方形截去一个角后得到一个五边形AEFCD,点P在线段EF上运动(点P可与点E,点F重合),作矩形PMDN,其中M,N两点分别在CD,AD边上.

设CM=x,矩形PMDN的面积为S.

(1)DM= 4﹣x (用含x的式子表示),x的取值范围是 0≤x≤1 ;(2)求S与x的函数关系式;

(3)要使矩形PMDN的面积最大,点P应在何处?并求最大面积.

【答案】(1)4﹣x,0≤x≤1;(2)S=﹣2x2+6x+8(0≤x≤1);

(3)当x=1时,矩形PMDN的面积最大,此时点P与点E重合,此时最大面积为12.

【解答】解:(1)∵正方形ABCD的边长为4,CM=x,BE=1,∴DM=DC﹣CM=4﹣x,其中0≤x≤1.故答案为:4﹣x,0≤x≤1;

(2)如图,延长MP交AB于G,

∵正方形ABCD的边长为4,F为BC边的中点,四边形PMDN是矩形,CM=x,BE=1,

∴PM∥BC,BF=FC=BC=2,BG=MC=x,GM=BC=4,∴△EGP∽△EBF,EG=1﹣x,∴

,即

∴PG=2﹣2x,

∴DN=PM=GM﹣PG=4﹣(2﹣2x)=2+2x,

∴S=DM•DN=(4﹣x)(2x+2)=﹣2x2+6x+8,其中0≤x≤1.

(3)由(2)知,S=﹣2x2+6x+8,∵a=﹣2<0,

∴此抛物线开口向下,对称轴为x=﹣∴当x<时,y随x的增大而增大.∵x的取值范围为0≤x≤1,

∴当x=1时,矩形PMDN的面积最大,此时点P与点E重合,此时最大面积为12.

=,即

七.切线的性质(共1小题)

8.(2021秋•西城区期末)如图,AB,AC是⊙O的两条切线,切点分别为B,C,连接CO并延长交⊙O于点D,过点D作⊙O的切线交AB的延长线于点E,EF⊥AC于点F.(1)求证:四边形CDEF是矩形;(2)若CD=2

,DE=2,求AC的长.

【答案】(1)见解析;(2)5.

【解答】(1)证明:∵AC、DE是⊙O的切线,CD是⊙的直径,∴AC⊥CD,DE⊥CD,∴AC∥DE,∠ACD=90°,∵EF⊥AC,∴EF∥CD,

∴四边形CDEF是矩形;

(2)解:∵AB,AC,DE是⊙O的切线,∴AB=AC,BE=DE=2,

由(1)知,四边形CDEF是矩形,∴CF=DE=2,EF=CD=2∵EF⊥AC,∴∠AFE=90°,∴AE2=AF2+EF2,

∴(AC+2)2=(AC﹣2)2+(2解得AC=5,故AC的长为5.

八.切线的判定与性质(共2小题)

)2,,

9.(2021秋•西城区期末)如图,AB是⊙O的直径,四边形ABCD内接于⊙O,D是中点,DE⊥BC交BC的延长线于点E.(1)求证:DE是⊙O的切线;(2)若AB=10,BC=8,求BD的长.

【答案】(1)证明过程见解答;(2)3

【解答】(1)证明:连接OD,

∵DE⊥BC,∴∠DEC=90°,∵D是∴

的中点,,

∴∠ABD=∠CBD,∵OD=OB,∴∠ODB=∠OBD,∴∠ODB=∠CBD,

∴OD∥BC,

∴∠ODE=180°﹣∠DEC=90°,∴OD⊥DE,∵OD是⊙O的半径,∴DE是⊙O的切线;

(2)解:过点D作DF⊥AB,垂足为F,

由(1)得:∠ABD=∠CBD,∴BD平分∠ABC,∵DF⊥AB,DE⊥BC,∴DF=DE,

∵四边形ABCD内接于⊙O,∴∠A+∠DCB=180°,∵∠DCB+∠DCE=180°,∴∠A=∠DCE,

∵∠DFA=∠DEC=90°,∴△ADF≌△CDE(AAS),∴AF=EC,

∵∠DFB=∠DEC=90°,BD=BD,∴△BDF≌△BDE(AAS),∴BF=BE,

设AF=EC=x,则BE=BF=8+x,∵AB=10,∴AF+BF=10,

∴x+8+x=10,∴x=1,∴BF=9,

∵AB是⊙O的直径,∴∠ADB=90°,∵∠ABD=∠DBF,∴△BFD∽△BDA,∴BD2=BF•BA,∴BD2=90,∴BD=3

10.(2022秋•西城区期末)如图,在△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,点O是AC上一点,以O为圆心,OA长为半径作圆,使⊙O与BC相切于点D,与AC相交于点E.过点B作BF∥AC,交ED的延长线于点F.(1)若AB=4,求⊙O的半径;

(2)连接BO,求证:四边形BFEO是平行四边形.

【答案】(1)⊙O的半径为4(2)见解析.

【解答】(1)解:连接OD,∵AB=AC=4,∠BAC=90°,∴∠C=∠ABC=45°,∵⊙O与BC相切于点D,

﹣4;

∴∠ODC=90°,

∴△ODC是等腰直角三角形,∴OC=

OD,

OD=AC=4,

∴OA+OC=OD+∴OD=4

﹣4,

故⊙O的半径为4﹣4;

(2)证明:在Rt△AOB与Rt△DOB中,

∴Rt△AOB≌Rt△DOB(HL),∴∠AOB=∠DOB,∴∠AOB=∵∠OED=

,AOD,

∴∠AOB=∠OED,∴OB∥EF,∵BF∥AC,

∴四边形BFEO是平行四边形.

九.圆的综合题(共3小题)

11.(2020秋•西城区期末)对于平面内的图形G1和图形G2,记平面内一点P到图形G1上各点的最短距离为d1,点P到图形G2上各点的最短距离为d2,若d1=d2,就称点P是

图形G1和图形G2的一个“等距点”.

在平面直角坐标系xOy中,已知点A(6,0),B(0,2(1)在R(3,0),S(2,0),T(1,0) ;(2)已知直线y=﹣2.

①若点A和直线y=﹣2的等距点在x轴上,则该等距点的坐标为  (4,0)或(8,0) ;②若直线y=a上存在点A和直线y=﹣2的等距点,求实数a的取值范围;(3)记直线AB为直线l1,直线l2:y=﹣

x,以原点O为圆心作半径为r的⊙O.若

).

)三点中,点A和点B的等距点是  S(2,

⊙O上有m个直线l1和直线l2的等距点,以及n个直线l1和y轴的等距点(m≠0,n≠0),当m≠n时,求r的取值范围.【答案】(1)S(2,0);(2)(4,0)或(8,0);(3)

或r≥3.

),R(3,0),S(2,0),T(1,,BT=2,

),

【解答】解:(1)∵点A(6,0),B(0,2∴AR=3,BR=∴AS=BS,

∴点A和点B的等距点是S(2,0),故答案为:S(2,0);

(2)①设等距点的坐标为(x,0),∴2=|x﹣6|,∴x=4或8,

∴等距点的坐标为(4,0)或(8,0),故答案为:(4,0)或(8,0);

,AS=4,BS=4,AT=2

②如图1,设直线y=a上的点Q为点A相直线y=﹣2的等距点,连接QA,过点Q作直线y=﹣2的垂线,垂足为点C,

∵点Q为点A和直线y=﹣2的等距点,∴QA=QC,∴QA2=QC2

∵点Q在直线y=a上,∴可设点Q的坐标为Q(x,a)∴(x﹣6)2+a2=[a﹣(﹣2)]2.整理得x2﹣12x+32﹣4a=0,

由题意得关于x的方程x2﹣12x+32﹣4a=0有实数根.∴△=(﹣12)2﹣4×1×(32﹣4a)=16(a+1)≥0.解得a≥﹣1;(3)如图2,

直线l1和直线l2的等距点在直线l3:直线l1和y轴的等距点在直线l4:由题意得

或r≥3.

上.或l5:y=

x+2

上.

12.(2021秋•西城区期末)在平面直角坐标系xOy中,⊙O的半径为1,点A在⊙O上,点P在⊙O内,给出如下定义:连接AP并延长交⊙O于点B,若AP=kAB,则称点P

是点A关于⊙O的k倍特征点.(1)如图,点A的坐标为(1,0).

①若点P的坐标为(﹣,0),则点P是点A关于⊙O的   倍特征点;②在C1(0,),C2(,0),C3(,﹣)这三个点中,点  C3 是点A关于⊙O的倍特征点;

③直线l经过点A,与y轴交于点D,∠DAO=60°.点E在直线l上,且点E是点A关于⊙O的倍特征点,求点E的坐标;

(2)若当k取某个值时,对于函数y=﹣x+1(0<x<1)的图象上任意一点M,在⊙O上都存在点N,使得点M是点N关于⊙O的k倍特征点,直接写出k的最大值和最小值.

【答案】(1)①;②C3;③E(小值为

)或();(2)最大值为,最

【解答】解:(1)①∵A(1,0),P(﹣∴AP=OA+OP=1+=,∵B(﹣1,0),∴AB=2,∵AP=kAB,∴k=

),

故答案为:;

②∵C1(0,),A(1,0),∴OC1=∴AC1=

假设点C1是点A关于⊙O的倍特征点,

∴∴AE=

>2OA=2,不符合题意,

∴点C1不是点A关于⊙O的倍特征点,同理可求出AC3=

假设点C3是点A关于⊙O的倍特征点,∴

∴C3为AF的中点,∴F(0,﹣1),∵F在圆上,

∴点C3是点A关于⊙O的倍特征点,∵C2(∴AC2=,

),

∴,

∴点C2不是点A关于⊙O的倍特征点,故答案为:C3;

③如图,当点D在y轴正半轴上时,设直线AD交⊙O于B,连接OE,过点E作EF⊥x轴于点F,

∵点E点A关于⊙O的倍特征点,∴

∴E是AB的中点,∴OE⊥AB,∵∠EAO=60°,∴∠EOA=30°,∴AE=OE=∴EF=∴E(

),

),

,EF==

当点D在y轴负半轴上时,同理可得E(综上:E(

)或(

);

(2)设直线y=﹣x+1与x轴,y轴的交点分别为C,D,过点N作NP⊥CD交CD于P,交⊙O于B,过点O作直线EF⊥CD交⊙O于E,F,

∴MN≥NP,AM≤BP,

∵AM=AN﹣MN=(1﹣k)AN,∴

∵k越大,1﹣k的值越小,∴﹣1+∴当

的值越小,

的值越大,k的值越大,

∴AM=BP,MN=NP时,k的值最小,∴A与E重合,N与F重合时,k的值最小,∵C,D是直线y=﹣x+1与x轴,y轴的交点,∴C(1,0),D(0,1),∵O到C和D的距离都是1,∴OC=OD=1,∴CD=∵OG⊥CD,∴CG=DG=∴OG=

,=

∴FG=OF﹣OG=1﹣,

∴k=

∴k的最小值为

当点N在E点,A在F点时,k有最大值为.

13.(2022秋•西城区期末)给定图形W和点P,Q,若图形W上存在两个不重合的点M,N,使得点P关于点M的对称点与点Q关于点N的对称点重合,则称点P与点Q关于图形W双对合.在平面直角坐标系xOy中,已知点A(﹣1,﹣2),B(5,﹣2),C(﹣1,4).

(1)在点D(﹣4,0),E(2,2),F(6,0)中,与点O关于线段AB双对合的点是  D,F ;(2)点K是x轴上一动点,⊙K的直径为1,

①若点A与点T(0,t)关于⊙K双对合,求t的取值范围;

②当点K运动时,若△ABC上存在一点与⊙K上任意一点关于⊙K双对合,直接写出点K的横坐标k的取值范围.【答案】(1)D、F;(2)①﹣2﹣②

≤k≤或

≤t≤﹣2+

≤k≤

【解答】解:(1)当A点是D点的中点时,对应点为(2,﹣4);当B点是D点的中点时,对应点为(14,﹣4);

当A点是E点的中点时,对应点为(﹣4,﹣6);当B点是E点的中点时,对应点为(8,﹣6);

当A点是F点的中点时,对应点为(﹣8,﹣4);当B点是F点的中点时,对应点为(4,﹣4);

当A点是O点的中点时,对应点为(﹣2,﹣4);当B点是O点的中点时,对应点为(10,﹣4);

∴D、F与点O关于线段AB双对合,

故答案为:D、F;(2)①设K(k,0),∵A(﹣1,﹣2),T(0,t),

∴A点关于K点对称点G为(2k+1,2),T点关于K点对称点H为(2k,﹣t),∵点A与点T(0,t)关于⊙K双对合,∴A点关于点K的对称点在以G为圆心,∵⊙K的直径为1,

∴点A关于点K的对称点在以G点为圆心,2为半径的圆上,点T关于点K的对称点在以H为圆心,2为半径的圆上,如图所示,∵点A与点T(0,t)关于⊙K双对合,∴当圆G与圆H有交点,∵GH=∴解得﹣2﹣

,≤4,≤t≤﹣2+

②∵A(﹣1,﹣2),B(5,﹣2),C(﹣1,4),K(k,0),

∴A点关于K点的对称点F(2k+1,2),B点关于K点的对称点E(2k﹣5,2),C点关于K点的对称点G(2k+1,﹣4),

∴△ABC上任意一点关于K点对称点在阴影区域,∵△ABC上存在一点与⊙K上任意一点关于⊙K双对合,∴阴影区域与圆K有公共交点,

∵阴影部分是由△EGF边上任意一点为圆心,1为半径的圆构成的区域,如图1时,k﹣(2k+1)=+1,解得k=﹣;如图2时,2k+1﹣k=+1,解得k=;

∴﹣≤k≤时,△ABC上存在一点与⊙K上任意一点关于⊙K双对合;

过点K作KN⊥EG交于N,直线EG交x轴于点M,设直线EG的解析式为y=k'x+b,∴,

解得

∴y=﹣x+2k﹣3,∴M(2k﹣3,0),

∵直线y=﹣x与y=﹣x+2k﹣3平行,∴∠KMN=45°,

∴KM=KN=,

,解得k=3﹣,解得k=3+

如图3时,k﹣(2k﹣3)=如图4时,2k﹣3﹣k=∴

≤k≤

时,△ABC上存在一点与⊙K上任意一点关于⊙K双对合;

≤k≤

时,△ABC上存在一点与⊙K上任意一

综上所述:≤k≤或

点关于⊙K双对合.

一十.作图—复杂作图(共2小题)

14.(2021秋•西城区期末)问题:如图,AB是⊙O的直径,点C在⊙O内,请仅用无刻度的直尺,作出△ABC中AB边上的高.

小芸解决这个问题时,结合圆以及三角形高线的相关知识,设计了如下作图过程.作法:如图,

①延长AC交⊙O于点D,延长BC交⊙O于点E;②分别连接AE,BD并延长相交于点F;③连接FC并延长交AB于点H.

所以线段CH即为△ABC中AB边上的高.(1)根据小芸的作法,补全图形;(2)完成下面的证明.

证明:∵AB是⊙O的直径,点D,E在⊙O上,

∴∠ADB=∠AEB= 90 °.(  直径所对的圆周角是直角 )(填推理的依据)∴AE⊥BE,BD⊥AD.

∴AE, BD 是△ABC的两条高线.∵AE,BD所在直线交于点F,∴直线FC也是△ABC的高所在直线.∴CH是△ABC中AB边上的高.

【答案】(1)作图见解析部分.

(2)90,直径所对的圆周角是直角,BD.【解答】解:(1)如图,线段CH即为所求.

(2)∵AB是⊙O的直径,点D,E在⊙O上,

∴∠ADB=∠AEB=90°.(直径所对的圆周角是直角),∴AE⊥BE,BD⊥AD.

∴AE,BD是△ABC的两条高线.∵AE,BD所在直线交于点F,∴直线FC也是△ABC的高所在直线.∴CH是△ABC中AB边上的高.

故答案为:90,直径所对的圆周角是直角,BD.

15.(2022秋•西城区期末)已知:点A,B,C在⊙O上,且∠BAC=45°.求作:直线l,使其过点C,并与⊙O相切.作法:①连接OC;

②分别以点B,点C为圆心,OC长为半径作弧,两弧交于⊙O外一点D;③作直线CD.

直线CD就是所求作直线l.

(1)使用直尺和圆规,依作法补全图形(保留作图痕迹);(2)完成下面的证明.证明:连接OB,BD,∵OB=OC=BD=CD,∴四边形OBDC是菱形.

∵点A,B,C在⊙O上,且∠BAC=45°,

∴∠BOC= 90 °(  一条弧所对的圆周角等于它所对的圆心角的一半 )(填推理的依据).

∴四边形OBDC是正方形.∴∠OCD=90°,即OC⊥CD.∵OC为⊙O半径,

∴直线CD为⊙O的切线(  经过半径的外端并且垂直于这条半径的直线是圆的切线 )(填推理的依据).

【答案】(1)作图见解答过程;

(2)90,一条弧所对的圆周角等于它所对的圆心角的一半,经过半径的外端并且垂直于这条半径的直线是圆的切线.

【解答】解:(1)补全图形,如图所示:

(2)证明:连接OB,BD,如图:

∵OB=OC=BD=CD,∴四边形OBDC是菱形.

∵点A,B,C在⊙O上,且∠BAC=45°,

∴∠BOC=90°(一条弧所对的圆周角等于它所对的圆心角的一半).∴四边形OBDC是正方形.∴∠OCD=90°,即OC⊥CD.∵OC为⊙O半径,

∴直线CD为⊙O的切线(经过半径的外端并且垂直于这条半径的直线是圆的切线).故答案为:90,一条弧所对的圆周角等于它所对的圆心角的一半,经过半径的外端并且垂直于这条半径的直线是圆的切线.一十一.作图—应用与设计作图(共1小题)16.(2020秋•西城区期末)借助网格画图并说理:

如图所示的网格是正方形网格,△ABC的三个顶点是网格线的交点,点A在BC边的上方,AD⊥BC于点D,BD=4,CD=2,AD=3.以BC为直径作⊙O,射线DA交⊙O于点E,连接BE,CE.(1)补全图形;

(2)填空:∠BEC= 90 °,理由是  直径所对的圆周角是直角 ;(3)判断点A与⊙O的位置关系并说明理由;(4)∠BAC < ∠BEC(填“>”,“=”或“<”).

【答案】(1)作图见解析部分.(2)90,直径所对的圆周角是直角.(3)点A在⊙O外.(4)<.

【解答】解:(1)补全图形见图1.

(2)∵BC是直径,

∴∠BEC=90°(直径所对的圆周角是直角).故答案为:90,直径所对的圆周角是直角.

(3)点A在⊙O外.理由如下:连接OA.∵BD=4,CD=2,∴BC=BD+CD=6,r=∵AD⊥BC,∴∠ODA=90°,

在Rt△AOD中,AD=3,OD=BD﹣OB=1,∴

=3.

∵∴OA>r,

∴点A在⊙O外.

(4)观察图象可知:∠BAC<∠BEC.故答案为:<.

一十二.旋转的性质(共2小题)

17.(2021秋•西城区期末)如图,在正方形ABCD中,射线AE与边CD交于点E,将射线AE绕点A顺时针旋转,与CB的延长线交于点F,BF=DE,连接FE.(1)求证:AF=AE;

(2)若∠DAE=30°,DE=2,直接写出△AEF的面积.

【答案】(1)见解析;(2)8.

【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是正方形,∴AB=AD,∠ABC=∠D=∠BAD=90°,∴∠ABF=90°,在△ABF与△ADE中,

∴△ABF≌△ADE(SAS),∴AF=AE;

(2)解:由(1)知,△ABF≌△ADE,∴∠BAF=∠DAE,

∴∠BAF+∠BAE=∠DAE+∠BAE=90°,∴∠FAE=90°,

∴△AEF是等腰直角三角形,

在Rt△ADE中,∠D=90°,∠DAE=30°,DE=2,∴AE=2DE=4,

∴△AEF的面积=×4×4=8.

18.(2022秋•西城区期末)如图,在四边形ABCD中,AC,BD是对角线,将点B绕点C逆时针旋转60°得到点E,连接AE,BE,CE.(1)求∠CBE的度数;

(2)若△ACD是等边三角形,且∠ABC=30°,AB=3,BD=5,求BE的长.

【答案】(1)∠CBE的度数为60°;(2)BE的长为4.

【解答】解:(1)∵将点B绕点C逆时针旋转60°得到点E,∴CB=CE,∠BCE=60°,∴△BCE是等边三角形,∴∠CBE=60°,∴∠CBE的度数为60°;(2)∵△ACD是等边三角形,∴AC=DC,∠ACD=60°,∵∠ACD=∠BCE=60°,∴∠ACD+∠ACB=∠BCE+∠ACB,∴∠ACE=∠DCB,∵CB=CE,

∴△ACE≌△DCB(SAS),∴AE=BD=5,

∵∠CBE=60°,∠ABC=30°,∴∠ABE=∠CBE+∠ABC=90°,在Rt△ABE中,AB=3,∴BE=∴BE的长为4.

一十三.作图-旋转变换(共1小题)

19.(2020秋•西城区期末)在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠ABC=30°,BC=

.将△

=4,

ABC绕点B顺时针旋转α(0°<α≤120°)得到△A'BC',点A,点C旋转后的对应点分别为点A',点C'.

(1)如图1,当点C'恰好为线段AA'的中点时,α= 60 °,AA'= 2 ;(2)当线段AA'与线段CC'有交点时,记交点为点D.

①在图2中补全图形,猜想线段AD与A'D的数量关系并加以证明;②连接BD,请直接写出BD的长的取值范围.

【答案】(1)60,2.

(2)①作图见解析部分.结论AD=A'D.证明见解析部分.②1≤BD≤

,∠ABC=30°,

【解答】解:(1)∵∠C=90°,BC=∴AC=BC•tan30°=1,∴AB=2AC=2,

∵BA=BA′,AC′=A′C′,∴∠ABC′=∠A′BC′=30°,∴△ABA′是等边三角形,

∴α=60°,AA′=AB=2.故答案为:60,2.

(2)①补全图形如图所示:结论:AD=A'D.

理由:如图2,过点A作A'C'的平行线,交CC'于点E,记∠1=β.∵将Rt△ABC绕点B顺时针旋转α得到Rt△A'BC',∴∠A'C'B=∠ACB=90°,A'C'=AC,BC'=BC.∴∠2=∠1=β.

∴∠3=∠ACB﹣∠1=90°﹣β,∠A'C'D=∠A'C'B+∠2=90°+β.∵AE∥A'C'

∴∠AED=∠A'C'D=90°+β.

∴∠4=180°﹣∠AED=180°﹣(90°+β)=90°﹣β.∴∠3=∠4.∴AE=AC.∴AE=A'C'.

在△ADE和△A'DC'中,

∴△ADE≌△A'DC'(AAS),∴AD=A'D.

②如图1中,当α=60°时,BD的值最大,最大值为.

当α=120°时,BD的值最小,最小值BD=AB•sin30°=2×=1,∴1≤BD≤

一十四.列表法与树状图法(共1小题)

20.(2021秋•西城区期末)有甲、乙两个不透明的口袋,甲口袋中装有两个相同的球,它们分别写有数﹣2,2;乙口袋中装有三个相同的球,它们分别写有数﹣5,m,5.小明和小刚进行摸球游戏,规则如下:先从甲口袋中随机取出一个球,其上的数记为a;再从乙口袋中随机取出一个球,其上的数记为b.若a<b,小明胜;若a=b,为平局;若a>b,小刚胜.

(1)若m=﹣2,用树状图或列表法分别求出小明、小刚获胜的概率;

(2)当m为何值时,小明和小刚获胜的概率相同?直接写出一个符合条件的整数m的值.

【答案】(1)小明获胜的概率为,小刚获胜的概率为;(2)0.

【解答】解:(1)画树状图如下:

共有6种等可能的结果,其中a<b的结果有2种,a>b的结果有3种,∴小明获胜的概率为=,小刚获胜的概率为=;(2)m为0时,小明和小刚获胜的概率相同,理由如下:画树状图如下:

共有6种等可能的结果,其中a<b的结果有3种,a>b的结果有3种,∴小明获胜的概率=小刚获胜的概率==.一十五.利用频率估计概率(共1小题)

21.(2022秋•西城区期末)在学习《用频率估计概率》时,小明和他的伙伴们设计了一个

摸球试验:在一个不透明帆布袋中装有白球和红球共4个,这4个球除颜色外无其他差别.每次摸球前先将袋中的球搅匀,然后从袋中随机摸出1个球,观察该球的颜色并记录,再把它放回.在老师的帮助下,小明和他的伙伴们用计算机模拟这个摸球试验.如图显示的是这个试验中摸出一个球是红球的结果.

(1)根据所学的频率与概率关系的知识,估计从这个不透明的帆布袋中随机摸出一个球是红球的概率是  0.75 ,其中红球的个数是  3 ;

(2)如果从这个不透明的帆布袋中同时摸出两个球,用列举法求摸出的两个球刚好一个是红球和一个是白球的概率.

【答案】(1)0.75,3;(2).

【解答】解:(1)从这个不透明的帆布袋中随机摸出一个球是红球的概率是0.75,4×0.75=3(个),答:红球的个数是3个.故答案为:0.75,3;

(2)由(1)可知帆布袋中有3个红球和1个白球.列表如下:

红1白,红1

红2白,红2

红3白,红3

红1红2红3

红1,红2红1,红3红2,红3

可以看出,从帆布袋中同时摸出两个球,所有可能出现的结果共有6种,即(白,红1),(白,红2),(白,红3),(红1,红2),(红1,红3),(红2,红3),且这些结果出现的可能性相等,其中摸出的两个球刚好一个是红球和一个是白球(记为事件A)共有3种结果,即(白,红1),(白,红2),(白,红3),

所以摸出的两个球刚好一个是红球和一个是白球的概率是=.

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