類型一、方程與不等式中的分類討論
1.在解決數(shù)學(xué)實(shí)際問題時,常常用到數(shù)形結(jié)合思想,比如:|x+1|的幾何意義是數(shù)軸上表示數(shù)x的點(diǎn)與表示數(shù)﹣1的點(diǎn)的距離,|x﹣2|的幾何意義是數(shù)軸上表示數(shù)x的點(diǎn)與表示數(shù)2的點(diǎn)的距離.當(dāng)|x+1|+|x﹣2|取得最小值時,x的取值范圍是( )
A.x≤﹣1B.x≤﹣1或x≥2C.﹣1≤x≤2D.x≥2
【分析】以﹣1和2為界點(diǎn),將數(shù)軸分成三部分,對x的值進(jìn)行分類討論,然后根據(jù)絕對值的意義去絕對值符號,分別求出代數(shù)式的值進(jìn)行比較即可.
【解答】解:如圖,
當(dāng)x<﹣1時,x+1<0,x﹣2<0,
|x+1|+|x﹣2|
=﹣(x+1)﹣(x﹣2)
=﹣x﹣1﹣x+2
=﹣2x+1>3;
當(dāng)x>2時,x+1>0,x﹣2>0,
|x+1|+|x﹣2|
=(x+1)+(x﹣2)
=x+1+x﹣2
=2x﹣1>3;
當(dāng)﹣1≤x≤2時,x+1≥0,x﹣2≤0,
|x+1|+|x﹣2|
=(x+1)﹣(x﹣2)
=x+1﹣x+2=3;
綜上所述,當(dāng)﹣1≤x≤2時,|x+1|+|x﹣2|取得最小值,
所以當(dāng)|x+1|+|x﹣2|取得最小值時,x的取值范圍是﹣1≤x≤2.
故選C.
【點(diǎn)評】本題結(jié)合數(shù)軸考查了絕對值的意義以及絕對值的性質(zhì),解題的關(guān)鍵是以﹣1和2為界點(diǎn)對x的值進(jìn)行分類討論,進(jìn)而得出代數(shù)式的值.
2.已知關(guān)于x的分式方程的解為正數(shù),關(guān)于y的不等式組,恰好有三個整數(shù)解,則所有滿足條件的整數(shù)a的和是( )
A.1B.3C.4D.6
【分析】先解出x與a的關(guān)系,再通過x的取值范圍得到a的范圍,最后解關(guān)于y的不等式組由題意得到答案.
【解答】解:關(guān)于x的分式方程解為x=2a﹣1,
∵x解為正數(shù),
∴2a﹣1>0,
∴a>,
關(guān)于y的不等式組解為,
∵y恰有三個整數(shù)解,
∴0<≤1,
∴﹣1<a≤3,
分式方程中,x≠3,
∴2a﹣1≠3,
∴a≠2,
綜上所述:<a≤3,
∴滿足條件的整數(shù)a為:1、3,
則所有滿足條件的整數(shù)a的和是4.
故選:C.
【點(diǎn)評】考查解分式方程和解一元一次不等式組,關(guān)鍵是把分式方程化整式方程,解不等式組時分情況討論解集.
3.下列說法:①若a<b,則ac2<bc2;②若ac<bc,則a>b;③若a>b,且c=d,則
ac>bd;④若ac2<bc2,則a<b.其中正確的有( )
A.4個B.3個C.2個D.1個
【分析】根據(jù)不等式的性質(zhì),通過分情況討論進(jìn)行辨別即可.
【解答】解:∵若a<b,
當(dāng)c≠0時,c2>0,
則根據(jù)不等式的性質(zhì)2可得,ac2<bc2,
當(dāng)c=0時,c2=0,
則ac2=bc2,=0,
∴命題①不正確;
∵若ac<bc,
當(dāng)c>0時,根據(jù)不等式的性質(zhì)2可得a<b,
當(dāng)c<0時,根據(jù)不等式的性質(zhì)3可得a>b,
∴命題②不正確;
∵若a>b,
當(dāng)c=d>0時,可得ac>bd,
當(dāng)c=d=0時,可得ac=bd,
當(dāng)c=d<0時,可得ac<bd,
∴命題③不正確;
∵若ac2<bc2,
則c≠0,
∴c2>0,
∴根據(jù)不等式的性質(zhì)2可得a<b,
∴命題④正確,
故選:D.
【點(diǎn)評】此題考查了不等式性質(zhì)的應(yīng)用能力,關(guān)鍵是能根據(jù)題意準(zhǔn)確選擇所需要應(yīng)用的性質(zhì),并進(jìn)行討論辨別.
4.定義運(yùn)算“※”:a※b=若3※x=1,則x的值為( )
A.1B.5C.1或5D.5或7
【分析】先分類討論,再解分式方程.
【解答】解:當(dāng)x<3,3※x=.
∴x=1.
當(dāng)x=1,3﹣x≠0.
∴的解是x=1.
當(dāng)x>3,3※x=.
解得:x=5,
∴當(dāng)x=5,3﹣x≠0.
∴的解是x=5.
綜上:x=1或5.
故選:C.
【點(diǎn)評】本題主要考查解分式方程,熟練掌握解分式方程是解決本題的關(guān)鍵.
5.已知關(guān)于x的方程(x﹣1)(x+2)=p,則下列分析正確的是( )
A.當(dāng)p=0時,方程有兩個相等的實(shí)數(shù)根
B.當(dāng)p>0時,方程有兩個不相等的實(shí)數(shù)根
C.當(dāng)p<0時,方程沒有實(shí)數(shù)根
D.方程的根的情況與p的值無關(guān)
【分析】先將該方程整理成一般式,再求得其根的判別式為4p+9,再判斷各選項(xiàng)的正確與否即可.
【解答】解:方程(x﹣1)(x+2)=p可整理為x2+x﹣2﹣p=0,
∴Δ=12﹣4×1×(﹣2﹣p)=1+8+4p=4p+9.
當(dāng)p=0時,Δ=4p+9=9>0,
∴方程有兩個不相等的實(shí)數(shù)根,
故選項(xiàng)A不符合題意;
當(dāng)p>0時,Δ=4p+9>0,
∴方程有兩個不相等的實(shí)數(shù)根,
故選項(xiàng)B符合題意;
當(dāng)p<0時,Δ的正負(fù)無法確定,
∴無法判斷該方程實(shí)數(shù)根的情況,
故選項(xiàng)C不符合題意;
∵方程的根的情況和p的值有關(guān),
故選項(xiàng)D不符合題意.
故選B.
【點(diǎn)評】此題考查了一元二次方程根的判別式的應(yīng)用能力,關(guān)鍵是能對該方程進(jìn)行準(zhǔn)確變形與計算.
6.對于兩個不相等的有理數(shù)a,b,我們規(guī)定符號max{a,b}表示a,b兩數(shù)中較大的數(shù),例如max{2,4}=4,max{﹣2,﹣4}=﹣2.按照這個規(guī)定,那么方程max{x,5x}=2x+6的解為( )
A.x=2B.x=3或x=﹣6C.x=2或x=﹣6D.x=3
【分析】對x>5x和x<5x兩種情況進(jìn)行分類計算.
【解答】解:當(dāng)x>5x時可得,
x=2x+6,
解得x=﹣6,
∵5×(﹣6)=﹣30,且﹣6>﹣30,
∴x=﹣6是該方程的解;
當(dāng)x<5x時,
5x=2x+6,
解得x=2,
∵5×2=10,且2<10,
∴x=2是該方程的解,
故選:C.
【點(diǎn)評】此題考查了通過新定義問題解一元一次方程的能力,關(guān)鍵是能根據(jù)題目定義,分情況列出不同方程求解,并討論結(jié)果是否符合題意.
7.若一次函數(shù)y=kx+b(k≠0)在﹣3≤x≤2的范圍內(nèi)y的最大值比最小值大5,則下列說法正確的是( )
A.k的值為1或﹣1
B.y隨x的增大而減小
C.該函數(shù)的圖象不可能經(jīng)過第一、二、四象限
D.滿足題意的函數(shù)表達(dá)式只有2個
【分析】根據(jù)一次函數(shù)的性質(zhì),分k>0,k<0分別求得最大值與最小值,根據(jù)在﹣3≤x≤2的范圍內(nèi)y的最大值比最小值大5,求得k的值,繼而逐項(xiàng)分析判斷即可求解.
【解答】解:依題意,當(dāng)k>0時,則當(dāng)x=2時取得最大值y=2k+b,
當(dāng)x=﹣3時,取得最小值y=﹣3k+b,
依題意,2k+b﹣(﹣3k+b)=5,
解得:k=1,
當(dāng)k<0時,則當(dāng)x=2時取得最小值y=2k+b,
當(dāng)x=﹣3時,取得最大值y=﹣3k+b,
依題意,(﹣3k+b)﹣(2k+b)=5,
解得:k=﹣1,
∴k的值為1或﹣1,故A選項(xiàng)正確,B選項(xiàng)不正確,
∵b可以取任意數(shù),故C,D選項(xiàng)不正確,
故選:A.
【點(diǎn)評】本題考查了一次函數(shù)的性質(zhì),分類討論是解題的關(guān)鍵.
8.已知拋物線y=ax2+bx+c(a≠0)交x軸于點(diǎn)A(1,0),B(3,0).P1(x1,y1),P2(x2,y2)是拋物線上兩個點(diǎn).若|x1﹣2|>|x2﹣2|>1,則下列結(jié)論一定正確的是( )
A.y1<y2B.y1>y2C.|y1|<|y2|D.|y1|>|y2|
【分析】先根據(jù)拋物線的對稱性得到拋物線的對稱軸為直線x=2,若a>0時,拋物線開口向上,|x1﹣2|>|x2﹣2|>1,由于點(diǎn)到對稱軸的距離越大,函數(shù)值越大,所以y1>y2>0;若a<0時,拋物線開口向下,|x1﹣2|>|x2﹣2|>1,利用點(diǎn)到對稱軸的距離越大,函數(shù)值越小得到y(tǒng)1<y2<0,從而得到|y1|>|y2|.
【解答】解:∵拋物線與x軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為A(1,0),B(3,0),
∴拋物線的對稱軸為直線x=2,
若a>0時,
∵|x1﹣2|>|x2﹣2|>1,
∴y1>y2>0;
若a<0時,
∵|x1﹣2|>|x2﹣2|>1,
∴y1<y2<0,
∴|y1|>|y2|.
故選:D.
【點(diǎn)評】本題考查了拋物線與x軸的交點(diǎn):把求二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a,b,c是常數(shù),a≠0)與x軸的交點(diǎn)坐標(biāo)問題轉(zhuǎn)化為解關(guān)于x的一元二次方程.也考查了二次函數(shù)的性質(zhì).
9.定義,圖象與x軸有兩個交點(diǎn)的函數(shù)y=叫做關(guān)于直線x=m的對稱函數(shù),它與x軸負(fù)半軸交點(diǎn)記為A,與x軸正半軸交點(diǎn)記為B.例如,如圖:直線l:x=1,關(guān)于直線l的對稱函數(shù)y=與該直線l交于點(diǎn)C,當(dāng)直線y=x與關(guān)于直線x=m的對稱函數(shù)有兩個交點(diǎn)時,則m的取值范圍是( )
A.0≤m≤B.﹣2<m≤C.﹣2<m≤2D.﹣4<m<0
【分析】分兩種情況討論;列出關(guān)于m的方程,求得m的值,結(jié)合圖象即可求得m的取值范圍.
【解答】解:令±2x+4=0,解得x=2或﹣2,
故點(diǎn)A、B的坐標(biāo)分別為(﹣2,0)、(2,0),
∵函數(shù)與x軸負(fù)半軸交點(diǎn)為A,與x軸正半軸交點(diǎn)記B,則﹣2<m≤2;
從圖象看,x=1時,y=﹣2x+4=2,故點(diǎn)C(1,2).
當(dāng)直線y=x與關(guān)于m的對稱函數(shù)有兩個交點(diǎn)時,
當(dāng)m≥0時,點(diǎn)C(m,4﹣2m),
將點(diǎn)C的坐標(biāo)代入y=x得:4﹣2m=m,
解得m=;
∴0≤m≤,
當(dāng)m<0時,m=2m+4,
解得m=﹣4,
∴﹣4<m<0.
又∵﹣2<m≤2,
∴﹣2<m<0.
綜上所述:m的取值范圍是﹣2<m≤.
故選:B.
【點(diǎn)評】本題考查了一次函數(shù)圖象與幾何變換,一次函數(shù)的性質(zhì)、一次函數(shù)圖象上點(diǎn)的坐標(biāo)特征,分類討論是解題的關(guān)鍵.
10.如圖,在矩形ABCD中,AB=4,AD=8,點(diǎn)M從點(diǎn)B出發(fā),以每秒1個單位的速度沿著B→A→D運(yùn)動,同時點(diǎn)N從點(diǎn)C出發(fā),以每秒2個單位的速度沿著C→D→A→B運(yùn)動,其中一點(diǎn)到達(dá)終點(diǎn),另一點(diǎn)也停止運(yùn)動,設(shè)S△DMN=S,時間為t(s),則S與t之間的函數(shù)圖象大致為( )
A.B.
C.D.
【分析】利用分類討論的思想方法分四種情況討論解答:①0≤t≤2,②2<t<4,③4≤t≤6,④6<t≤8;依據(jù)t的取值范圍畫出對應(yīng)的圖形,求出對應(yīng)的函數(shù)解析式,根據(jù)解析式的大致圖象即可得出結(jié)論.
【解答】解:①當(dāng)0≤t≤2時,此時,點(diǎn)M在AB上,點(diǎn)N在CD上,
由題意得:CN=2t,
∴DN=CD﹣CN=4﹣2t.
∴S=DN?AD=×(4﹣2t)×8=16﹣8t.
∵0≤t≤2,
∴此時函數(shù)的圖象是以(0,16)和(2,0)為端點(diǎn)的線段;
②當(dāng)2<t<4時,此時點(diǎn)M在AB上,點(diǎn)N在AD上,如圖,
由題意得:DN=2t﹣4,MB=t.
∴AM=AB﹣BM=4﹣t,
∴S=DN?AM=(2t﹣4)(4﹣t)=﹣t2+6t﹣8=﹣(t﹣3)2+1.
∵2<t<4,
∴此時函數(shù)的圖象為開口向下,對稱軸為直線t=3的拋物線的一段;
③當(dāng)4≤t≤6時,此時點(diǎn)M,N均在線段AD上,
此時s=0,函數(shù)圖象為x軸上以(4,0)和(6,0)為端點(diǎn)的線段;
④當(dāng)6<t≤8時,此時點(diǎn)M在線段AD上,點(diǎn)N在線段AB上,如圖,
由題意得:AN=2t﹣12,M=t﹣4.
∴DM=AD﹣AM=12﹣t.
∴S=DM?AN=(12﹣t)(2t﹣12)=﹣t2+18t﹣72.
∵6<t≤8,
∴當(dāng)t=8時,S=8.
∴此時的函數(shù)的圖象是拋物線S=﹣t2+18t﹣72上以(6,0)和(8,8)為端點(diǎn)的一段.
綜上,符合上述特征的函數(shù)圖象為B,
故選:B.
【點(diǎn)評】本題主要考查了動點(diǎn)問題函數(shù)的圖形,利用分類討論的方法求出相應(yīng)的函數(shù)的解析式是解題的關(guān)鍵.
類型二、函數(shù)與分類討論
11.如圖,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠CAB=36°,以C為原點(diǎn),AC所在直線為y軸,BC所在直線為x軸建立平面直角坐標(biāo)系,在坐標(biāo)軸上取一點(diǎn)M使△MAB為等腰三角形,符合條件的M點(diǎn)有( )
A.5個B.6個C.7個D.8個
【分析】分兩種情況推論,當(dāng)AB是底邊時,當(dāng)AB是腰時,即可判斷.
【解答】解:(1)當(dāng)AB是底邊時,作AB的垂直平分線分別與AC,x軸負(fù)半軸相交,共兩個交點(diǎn),都符合條件;
(2)當(dāng)AB是腰時,①以點(diǎn)A為圓心AB長為半徑畫圓分別與y軸正半軸,負(fù)半軸,x軸負(fù)半軸相交,共三個交點(diǎn),都符合條件;
②以點(diǎn)B為圓心AB長為半徑畫圓分別與x軸正半軸,負(fù)半軸,y軸負(fù)半軸相交,共三個交點(diǎn),都符合條件,
因此共有8個符合條件的點(diǎn).
故選:D.
【點(diǎn)評】本題考查等腰三角形,關(guān)鍵是分兩種情況推論.
12.已知實(shí)數(shù)x,y滿足|x﹣3|+=0,則以x,y的值為兩邊長的等腰三角形的周長是( )
A.10B.11
C.10或11D.以上答案均不對
【分析】先利用絕對值和算術(shù)平方根的非負(fù)性可得x﹣3=0,y﹣4=0,從而可得x=3,y=4,然后分兩種情況:當(dāng)?shù)妊切蔚难L為4,底邊長為3時;當(dāng)?shù)妊切蔚难L為3,底邊長為4時;分別進(jìn)行計算即可解答.
【解答】解:∵|x﹣3|+=0,
∴x﹣3=0,y﹣4=0,
∴x=3,y=4,
分兩種情況:
當(dāng)?shù)妊切蔚难L為4,底邊長為3時,
∴等腰三角形的周長=4+4+3=11;
當(dāng)?shù)妊切蔚难L為3,底邊長為4時,
∴等腰三角形的周長=3+3+4=10;
綜上所述:等腰三角形的周長是10或11,
故選:C.
【點(diǎn)評】本題考查了絕對值和算術(shù)平方根的非負(fù)性,等腰三角形的性質(zhì),三角形三邊關(guān)系,分兩種情況討論是解題的關(guān)鍵.
13.直角三角形的兩邊長m,n滿足,則第三邊長是( )
A.5B.5或C.4或D.4
【分析】利用非負(fù)數(shù)的性質(zhì)求出m,n,再分兩種情況根據(jù)勾股定理即可解決問題.
【解答】解:∵,
∴(m﹣3)2+=0.
∴m﹣3=0且2n﹣8=0.
∴m=3,n=4.
①n=4為斜角邊時,則第三邊長為:=;
②n=4為直角邊時,則第三邊長為:=5;
綜上所述,第三邊長為5或.
故選:B.
【點(diǎn)評】本題考查非負(fù)數(shù)的性質(zhì),勾股定理等知識,解題的關(guān)鍵是熟練掌握基本知識,屬于中考常考題型.
14.如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,O是Rt△ABC斜邊AB的中點(diǎn),AC=4,BC=3,將Rt△ABC繞點(diǎn)O旋轉(zhuǎn),使點(diǎn)C落在x軸上,則旋轉(zhuǎn)后點(diǎn)B的對應(yīng)點(diǎn)的坐標(biāo)是( )
A.(,﹣)
B.(﹣,)
C.(,﹣)或(﹣,)
D.(,﹣)或(﹣,﹣)
【分析】分兩種情形:如圖,當(dāng)點(diǎn)C′與B重合時,過點(diǎn)B′作B′T⊥OB于點(diǎn)T,過點(diǎn)B作BH⊥A′B′于點(diǎn)H.求出OT,TB′即可,當(dāng)點(diǎn)C′與A重合時,同法可得點(diǎn)B的對應(yīng)點(diǎn)的坐標(biāo).
【解答】解:如圖,當(dāng)點(diǎn)C′與B重合時,過點(diǎn)B′作B′T⊥OB于點(diǎn)T,過點(diǎn)B作BH⊥A′B′于點(diǎn)H.
∵A′C′=4,B′C′=3,∠A′C′B′=90°,
∴A′B′===5,
∵′C′?B′C′=?A′B′?C′H,
∴C′H=,
∵OA′=OB′=OC′,B′T⊥OB,C′H⊥OB′,
∴B′T=C′H=,
∴OT===,
∴B′(,﹣),
當(dāng)點(diǎn)C′與A重合時,同法可得點(diǎn)B的對應(yīng)點(diǎn)為(﹣,),
故選:C.
【點(diǎn)評】本題考查坐標(biāo)與圖形的變化﹣旋轉(zhuǎn),直角三角形斜邊的中線等知識,解題的關(guān)鍵是學(xué)會由分類討論的思想思考問題,屬于中考??碱}型.
15.一個點(diǎn)到圓的最小距離為3cm,最大距離為6cm,則該圓的直徑是( )
A.1.5cmB.1.5cm或4.5cm
C.4.5cmD.3cm或9cm
【分析】分類討論:分點(diǎn)在圓外或點(diǎn)在圓內(nèi)進(jìn)行討論.
【解答】解:當(dāng)點(diǎn)在圓外,則該圓的直徑=6cm﹣3cm=3cm;當(dāng)點(diǎn)在圓內(nèi),則該圓的直徑=6cm+3cm=9cm,
即該圓的直徑為3cm或9cm.
故選:D.
【點(diǎn)評】本題考查了點(diǎn)與圓的位置關(guān)系:設(shè)⊙O的半徑為r,點(diǎn)P到圓心的距離OP=d,則有:點(diǎn)P在圓外?d>r;點(diǎn)P在圓上?d=r;點(diǎn)P在圓內(nèi)?d<r.
16.AB是⊙O的弦,∠AOB=60°,則弦AB所對的圓周角是( )
A.30°B.60°C.150°或30°D.60°或140°
【分析】由⊙O的弦AB所對的圓心角∠AOB=60°,根據(jù)圓周角定理與圓的內(nèi)接四邊形的性質(zhì),即可求得弦AB所對的圓周角的度數(shù)
【解答】解:∵⊙O的弦AB所對的圓心角∠AOB=60°,
∴弦AB所對的圓周角的度數(shù)為:∠AOB=30°或180°﹣30°=150°.
故選:C.
【點(diǎn)評】此題考查了圓周角定理.此題難度不大,注意弦所對的圓周角有一對且互補(bǔ).
17.在邊長為a的正方形內(nèi)有4個等圓,每相鄰兩個互相外切,它們中每一個至少與正方形的一邊相切,那么此等圓的半徑可能是( )
A.B.C.D.
【分析】根據(jù)圓心距與兩圓的半徑關(guān)系可得.
【解答】解:此題要考慮兩種情況:
當(dāng)四個等圓兩兩外切且和每個圓和正方形的兩邊相切時,
則圓的直徑的2倍等于正方形的邊長,
即圓的半徑是;
當(dāng)只有每相鄰的兩個圓相外切且和正方形的一邊相切時,
則它們的圓心組成了一個邊長等于圓的直徑的正方形.
若設(shè)圓的半徑是r,則有2r+2r=a,
r=a.
故選:D.
【點(diǎn)評】能夠正確畫出符合題意的圖形,注意考慮兩種情況.
18.若關(guān)于x的不等式組的所有整數(shù)解的和是﹣12,則m的取值范圍為 ﹣3<m≤﹣2或2<m≤3 .
【分析】解不等式組得出解集,根據(jù)整數(shù)解的和為﹣12,可以確定整數(shù)解為﹣5,﹣4,﹣3或﹣5,﹣4,﹣3,﹣2,﹣1,0,1,2,再根據(jù)解集確定m的取值范圍.
【解答】解:解不等式組得:﹣5≤x<m,
∵所有整數(shù)解的和是﹣12,
∴不等式組的整數(shù)解為﹣5,﹣4,﹣3或﹣5,﹣4,﹣3,﹣2,﹣1,0,1,2,
∴﹣3<m≤﹣2或2<m≤3;
故答案為:﹣3<m≤﹣2或2<m≤3.
【點(diǎn)評】考查一元一次不等式組的解集、整數(shù)解,根據(jù)整數(shù)解和解集確定待定字母的取值范圍,在確定的過程中,不等號的選擇應(yīng)認(rèn)真細(xì)心,切實(shí)選擇正確.
19.求不等式(2x﹣1)(x+3)>0的解集.
解:根據(jù)“同號兩數(shù)相乘,積為正”可得:①或 ②.
解①得x>;解②得x<﹣3.∴原不等式的解集為x>或x<﹣3.
請你仿照上述方法解決下列問題:直接寫出不等式(2x+3)(5﹣x)≤0的解集 x≥5或x≤﹣ .
【分析】仿照閱讀材料中的方法求出所求不等式的解集即可.
【解答】解:根據(jù)“異號兩數(shù)相乘,積為負(fù)”可得:①或②,
解①得:x≥5;解②得:x≤﹣,
∴原不等式的解集為x≥5或x≤﹣.
故答案為:x≥5或x≤﹣.
【點(diǎn)評】此題考查了解一元一次不等式組,弄清閱讀材料中的方法是解本題的關(guān)鍵.
20.如圖,函數(shù)y=的圖象,若直線y=x+m與該圖象只有一個交點(diǎn),則m的取值范圍為 m>或m≤0. .
【分析】利用排除法,先求得直線y=x+m與該圖象有兩個或三個交點(diǎn)時m的取值,則可求得結(jié)論.
【解答】解:由題意,直線y=x+m與函數(shù)y=的圖象恒相交,
①當(dāng)m>0時,直線y=x+m與直線y=﹣x(x<0)恒相交,
與拋物線y=﹣x2+2x(x>0)至少有一個交點(diǎn)時,
即方程x+m=﹣x2+2x有兩個實(shí)數(shù)根,
∴x2﹣x+m=0.
∴Δ=(﹣1)2﹣4×1×m≥0,
解得:m≤.
∴當(dāng)0<m≤時,直線y=x+m與函數(shù)y=的圖象有兩個或三個交點(diǎn),
∴當(dāng)m>時,直線y=x+m與函數(shù)y=的圖象只有一個交點(diǎn);
②當(dāng)m≤0時,由圖象可知,直線y=x+m與函數(shù)y=的圖象只有一個交點(diǎn),
綜上,若直線y=x+m與該圖象只有一個交點(diǎn),則m的取值范圍為m>或m≤0.
故答案為:m>或m≤0.
【點(diǎn)評】本題主要考查了一次函數(shù)的圖象的性質(zhì),二次函數(shù)圖象的性質(zhì),一次函數(shù)圖象上點(diǎn)的坐標(biāo)的特征,二次函數(shù)圖象上點(diǎn)的坐標(biāo)的特征,圖象的交點(diǎn)與一元二次方程根的判別式的關(guān)系,利用數(shù)形結(jié)合法解答是解題的關(guān)鍵.
類型三、三角形與分類討論
21.我們引入記號f(x)表示某個函數(shù),用f(a)表示x=a時的函數(shù)值.例如函數(shù)y=x2+1可以記為f(x)=x2+1,并有f(﹣2)=(﹣2)2+1=5,f(a+1)=(a+1)2+1=a2+2a+2.
狄利克雷是德國著名數(shù)學(xué)家,是最早倡導(dǎo)嚴(yán)格化方法的數(shù)學(xué)家之一.狄利克雷函數(shù)f(x)=的出現(xiàn)表示數(shù)學(xué)家對數(shù)學(xué)的理解開始了深刻的變化,從研究“算”到研究更抽象的“概念、性質(zhì)和結(jié)構(gòu)”.關(guān)于狄利克雷函數(shù),下列說法:
①f(π)=f()
②對于任意的實(shí)數(shù)a,f(f(a))=0
③對于任意的實(shí)數(shù)b,f(b)=f(﹣b)
④存在一個不等于0的常數(shù)t,使得對于任意的x都有f(x+t)=f(x)
⑤對于任意兩個實(shí)數(shù)m和n,都有f(m)+f(n)≥f(m+n).
其中正確的有 ①③ (填序號).
【分析】由狄利克雷函數(shù),即可判斷.
【解答】解:f(π)=f()=0,故①符合題意;
若a是有理數(shù),則f(a)=1,f(f(a))=1,故②不符合題意;
若b是有理數(shù),則﹣b是有理數(shù),若b是無理數(shù),則﹣b是無理數(shù),因此f(b)=f(﹣b),故③符合題意;
令t=,若x是有理數(shù),則x+是無理數(shù),f(x+t)≠f(x),故④不符合題意;
若m,n都是無理數(shù),m+n=0,則f(m)+f(n)<f(m+n),故⑤不符合題意.
故答案為:①③.
【點(diǎn)評】本題考查狄利克雷函數(shù),關(guān)鍵是注意自變量是有理數(shù)和無理數(shù)時分別對應(yīng)的函數(shù)值.
22.已知y關(guān)于x的二次函數(shù)y=x2﹣2mx+(m+1)2(m為常數(shù))的頂點(diǎn)坐標(biāo)為(h,k)
(1)k關(guān)于h的函數(shù)解析式為 k=2h+1 .
(2)若拋物線不經(jīng)過第三象限,且在﹣2≤x≤2時,二次函數(shù)最小值和最大值和為,則m= .
【分析】(1)利用拋物線的頂點(diǎn)坐標(biāo)公式解答即可;
(2)利用分類討論的思想方法分m≥2,0<m<2和當(dāng)m≥2時三種情況討論解答,分別確定出最大值與最小值,利用已知條件列出方程即可求解.
【解答】解:(1)∵y=x2﹣2mx+(m+1)2=(x﹣m)2+2m+1,
∴h=m,k=2m+1,
∴k關(guān)于h的函數(shù)解析式為k=2h+1,
故答案為:k=2h+1;
(2)令x=0,則y=(m+1)2,
∴拋物線與y軸的交點(diǎn)為(0,(m+1)2).
∵(m+1)2≥0.
∵拋物線不經(jīng)過第三象限,拋物線的開口方向向上,
∴Δ=4m2﹣4(m+1)2≤0,
∴m≥﹣.
①當(dāng)﹣≤m≤0時,
∵拋物線的開口方向向上,拋物線的對稱軸為x=m,
∴在﹣2≤x≤2時,當(dāng)x=m時,函數(shù)取最小值為y=m2﹣2m2+(m+1)2=2m+1,
當(dāng)x=2時,函數(shù)取最大值為y=4﹣4m+(m+1)2=m2﹣2m+5,
∵二次函數(shù)最小值和最大值和為,
∴2m+1+m2﹣2m+5=,
即:m2=4
解得:m=2或﹣2(不合題意,舍去),
∴此種情況不存在;
②當(dāng)0<m<2時,
在﹣2≤x≤2時,當(dāng)x=﹣2時,函數(shù)取最大值為y=4+4m+(m+1)2=m2+6m+5,
當(dāng)x=m時,函數(shù)取最小值為y=2m+1,
∵二次函數(shù)最小值和最大值和為,
∴m2+6m+5+2m+1=,
解得:m=或m=﹣(不合題意,舍去),
∴m=.
③當(dāng)m≥2時,
當(dāng)x=﹣2時,函數(shù)取最大值為y=4+4m+(m+1)2=m2+6m+5,
當(dāng)x=2時,函數(shù)取最大值為y=4﹣4m+(m+1)2=m2﹣2m+5,
∵二次函數(shù)最小值和最大值和為,
∴m2+6m+5+m2﹣2m+5=,
解得:m=(不合題意,舍去),
綜上,在﹣2≤x≤2時,二次函數(shù)最小值和最大值和為,則m=.
故答案為:.
【點(diǎn)評】本題主要考查了拋物線的頂點(diǎn)坐標(biāo),二次函數(shù)的性質(zhì),二次函數(shù)的極值,利用分類討論的方法解答是解題的關(guān)鍵.
23.如圖,在△ABC中,∠ACB=90°,∠A=30°,BC=6,將△ABC繞點(diǎn)C順時針旋轉(zhuǎn)得到△A′B′C(其中點(diǎn)A′與點(diǎn)A是對應(yīng)點(diǎn),點(diǎn)B′與點(diǎn)B是對應(yīng)點(diǎn)),若點(diǎn)B'恰好落在△ABC邊上,則點(diǎn)A到直線A′C的距離是 9或 .
【分析】分兩種情況:①當(dāng)點(diǎn)B'恰好落在AB邊時,過點(diǎn)A作AD⊥A′C于點(diǎn)D,根據(jù)勾股定理得AC=,由旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)可得B′C=BC,∠B=∠A′B′C=60°,∠A′CB′=∠ACB=90°,則△CB′B為等邊三角形,根據(jù)等角的余角相等得∠ACD=60°,再根據(jù)含30度角的直角三角形性質(zhì)得CD==,由勾股定理即可求出AD;②當(dāng)點(diǎn)B'恰好落在AC邊時,A′、C、B三點(diǎn)共線,此時AC即為點(diǎn)A到直線A′C的距離.
【解答】解:①當(dāng)點(diǎn)B'恰好落在AB邊時,過點(diǎn)A作AD⊥A′C于點(diǎn)D,如圖,
∵∠ACB=90°,∠BAC=30°,BC=6,
∴AB=2BC=12,
∴,
由旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)可得,B′C=BC,∠B=∠A′B′C=60°,∠A′CB′=∠ACB=90°,
∴△CB′B為等邊三角形,
∴∠ACB′=∠ACB﹣∠BCB′=30°,
∴∠ACD=∠A′CB′﹣∠ACB′=60°,
∴∠DAC=30°,
∴CD==,
∴;
②當(dāng)點(diǎn)B'恰好落在AC邊時,如圖,
由旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)可得,∠A′CB′=∠ACB=90°,
∴A′、C、B三點(diǎn)共線,AC⊥A′B,
由(1)知,AC=.
綜上,點(diǎn)A到直線A′C的距離是9或.
故答案為:9或.
【點(diǎn)評】本題主要考查旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)、勾股定理、等邊三角形的判定與性質(zhì)、含30度角的直角三角形,解題關(guān)鍵在于理清題意,利用分類討論思想解答.
24.如圖,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=3,BC=4,點(diǎn)D在邊AC上,點(diǎn)E,F(xiàn)在邊AB上,點(diǎn)G在邊BC上,連接DE,DG,F(xiàn)G,當(dāng)四邊形DEFG是菱形時,發(fā)現(xiàn)菱形的個數(shù)隨著點(diǎn)D的位置變化而變化,若存在兩個菱形DEFG,則線段CD的長的取值范圍是 <CD≤ .
【分析】利用勾股定理求得斜邊AB,利用分類討論的思想方法分三種情況討論解答:①當(dāng)四邊形DEFG是正方形時,過點(diǎn)C作CH⊥AB于點(diǎn)H,CH與DG交于點(diǎn)M,利用三角形的面積公式求得斜邊上的高,設(shè)正方形的邊長為x,則HM=x,CM=CH﹣HM=﹣x,利用相似三角形的判定與性質(zhì)求得x值,則CD可得,觀察圖形可知:當(dāng)0≤CD<時,菱形的個數(shù)為0,當(dāng)CD=時,菱形的個數(shù)為1;②當(dāng)四邊形DAEG是菱形時,設(shè)菱形的邊長為m,則CD=3﹣m,利用相似三角形的判定與性質(zhì)求得m值,則CD可得,觀察圖形可知:當(dāng)<CD≤時,菱形的個數(shù)為2;③當(dāng)四邊形DABG是菱形時,設(shè)菱形的邊長為n,則CG=4﹣n,利用相似三角形的判定與性質(zhì)求得n值,則CD可得,觀察圖形可知:當(dāng)<CD≤時,菱形的個數(shù)為1,當(dāng)<CD≤3時,菱形的個數(shù)為0,綜上,結(jié)論可得.
【解答】解:∵∠C=90°,AC=3,BC=4,
∴AB==5.
①當(dāng)四邊形DEFG是正方形時,
過點(diǎn)C作CH⊥AB于點(diǎn)H,CH與DG交于點(diǎn)M,如圖,
∵AB?CH=AC?BC,
∴CH=.
設(shè)正方形的邊長為x,則HM=x,
∴CM=CH﹣HM=﹣x,
∵DG∥AB,
∴△CDG∽△CAB,
∴,
∴,
∴x=.
∴DG=.
∵△CDG∽△CAB,
∴,
∴,
∴CD=,
觀察圖形可知:當(dāng)0≤CD<時,菱形的個數(shù)為0,當(dāng)CD=時,菱形的個數(shù)為1;
②當(dāng)四邊形DAEG是菱形時,如圖,
設(shè)菱形的邊長為m,則CD=3﹣m,
∵DG∥AB,
∴△CDG∽△CAB,
∴,
∴,
∴m=,
∴CD=3﹣=,
觀察圖形可知:當(dāng)<CD≤時,菱形的個數(shù)為2;
③當(dāng)四邊形DABG是菱形時,如圖,
設(shè)菱形的邊長為n,則CG=4﹣n,
∵DG∥AB,
∴△CDG∽△CAB,
∴,
∴,
∴n=,
∴CG=4﹣=.
∵△CDG∽△CAB,
∴,
∴,
∴CD=,
觀察圖形可知:當(dāng)<CD≤時,菱形的個數(shù)為1,當(dāng)<CD≤3時,菱形的個數(shù)為0,
綜上,當(dāng)<CD≤時,菱形的個數(shù)為2,
故答案為:<CD≤.
【點(diǎn)評】本題主要考查了直角三角形的性質(zhì),勾股定理,相似三角形的判定與性質(zhì),菱形的性質(zhì),利用分類討論的思想方法解得是解題的關(guān)鍵.
25.如圖,在△ABC中,AB=BC=2,AO=BO,點(diǎn)M是線段CO延長線上的一個動點(diǎn),∠AOC=60°,則當(dāng)△ABM為直角三角形時,AM的長為 或 .
【分析】分∠AMB=90°、∠ABM=90°兩種情況,根據(jù)勾股定理計算即可.
【解答】解:當(dāng)∠AMB=90°時,
∵AO=BO,AB=2,
∴OM=AB=OB,
∵∠BOM=∠AOC=60°,
∴△BOM為等邊三角形,
∴BM=OB=1,
∴AM===;
當(dāng)∠ABM=90°時,如圖2,
∵∠BOM=∠AOC=60°,
∴∠BMO=30°,
∴OM=2OB=2,
∴BM==,
∴AM==,
綜上所述,當(dāng)△ABM為直角三角形時,AM的長為或,
故答案為:或.
【點(diǎn)評】本題考查的是勾股定理、等邊三角形的性質(zhì)、含30°角的直角三角形的性質(zhì),靈活運(yùn)用分情況討論思想是解題的關(guān)鍵.
26.如圖所示,在△ABC中,AB=AC=2,∠BAC=120°,點(diǎn)E是AB邊上不與端點(diǎn)重合的一個動點(diǎn),作ED⊥BC交BC于點(diǎn)D,將△BDE沿DE折疊,點(diǎn)B的對應(yīng)點(diǎn)為F,當(dāng)△ACF為等腰三角形時,則BD的長為 或 .
【分析】分兩種情況:①當(dāng)CA=CF時,根據(jù)等腰三角形的性質(zhì)和三角形內(nèi)角和定理得∠B=∠C=30°,由含30°角的直角三角形性質(zhì)可得BC=AC=2,則BF=,根據(jù)折疊的性質(zhì)可得BD=DF=,以此即可出BD;②當(dāng)AF=FC時,根據(jù)等腰三角形的性質(zhì)得∠C=∠FAC=30°,由三角形外角性質(zhì)和三角形內(nèi)角和定理可推出△BAF為直角三角形,BF==,根據(jù)折疊的性質(zhì)可得BD=DF=,以此即可求解.
【解答】解:①當(dāng)CA=CF時,如圖,
∵AB=AC=2,∠BAC=120°,
∴∠B=∠C=30°,CA=CF=2,
∴BC=AC=2,
∴BF=BC﹣CF=,
由折疊的性質(zhì)可得,BD=DF=,
∴BD=;
②當(dāng)AF=FC時,如圖,
∴∠C=∠FAC=30°,
∴∠AFB=∠C+∠FAC=60°,
∴∠BAF=180°﹣∠B﹣∠BFA=90°,
∴△BAF為直角三角形,
∴BF==,
由折疊的性質(zhì)可得,BD=DF=,
∴BD=.
綜上,BD的長為或.
故答案為:或.
【點(diǎn)評】本題主要考查折疊的性質(zhì)、等腰三角形的性質(zhì)、含30度角的直角三角形性質(zhì)、三角形外角性質(zhì)、三角形內(nèi)角和定理,學(xué)會利用分類討論思想解決問題是解題關(guān)鍵.
27.拋物線與x軸交于A,B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè)),點(diǎn)C(2,y)在在這條拋物線上.
(1)則點(diǎn)C的坐標(biāo)為 (2,4) ;
(2)若點(diǎn)P為y軸的正半軸上的一點(diǎn),且△BCP為等腰三角形,則點(diǎn)P的坐標(biāo)為 (0,2),(0,) .
【分析】(1)將點(diǎn)C(2,y)代入函數(shù)解析式即可得出結(jié)論;
(2)令y=0,求得點(diǎn)B的坐標(biāo),依據(jù)分類討論的思想方法,利用△BCP為等腰三角形和等腰三角形的解答即可得出結(jié)論.
【解答】解:(1)∵點(diǎn)C(2,y)在拋物線上,
∴﹣×22+2+4=y(tǒng),
∴y=4,
∴C(2,4),
故答案為:(2,4);
(2)令y=0,則﹣+x+4=0,
解得:x=4或x=﹣2.
∵拋物線與x軸交于A,B兩點(diǎn),點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè),
∴B(4,0).
∵點(diǎn)P為y軸的正半軸上的一點(diǎn),①當(dāng)BP=BC時,如圖,
過點(diǎn)C作CD⊥OB于點(diǎn)D,
∵C(2,4),B(4,0),
∴CD=4,OB=4,OD=2,
∴CD=OB.
在Rt△BPO和Rt△BCD中,
,
∴Rt△BPO≌Rt△BCD(HL),
∴OP=BD.
∵OB=4,OD=2,
∴BD=OB﹣OD=2,
∴OP=BD=2,
∴P(0,2);
②當(dāng)BP=PC時,如圖,
過點(diǎn)C作CE⊥y軸于點(diǎn)E,
∵C(2,4),B(4,0),
∴CE=2,OE=4,OB=4,
設(shè)點(diǎn)P(0,a),
∵點(diǎn)P為y軸的正半軸上的一點(diǎn),
∴OP=a,EP=4﹣a,
∵BP=PC,
∴BP2=PC2,
∴EP2+CE2=OP2+OB2,
∴(4﹣a)2+22=a2+42,
解得:a=,
∴P(0,).
綜上,當(dāng)△BCP為等腰三角形,則點(diǎn)P的坐標(biāo)為(0,2)或(0,).
故答案為:(0,2)或(0,).
【點(diǎn)評】本題主要考查了二次函數(shù)的性質(zhì),拋物線與x軸的交點(diǎn),待定系數(shù)法,拋物線上點(diǎn)的坐標(biāo)的特征,等腰三角形的性質(zhì),勾股定理,利用點(diǎn)的坐標(biāo)表示出相應(yīng)線段的長度是解題的關(guān)鍵.
28.如圖,四邊形OABC是一張放在平面直角坐標(biāo)系中的正方形紙片,點(diǎn)O與坐標(biāo)原點(diǎn)重合,點(diǎn)A在x軸上,點(diǎn)C在y軸上,OC=5,點(diǎn)E在邊BC上,點(diǎn)N的坐標(biāo)為(3,0),過點(diǎn)N且平行于y軸的直線MN與EB交于點(diǎn)M.現(xiàn)將紙片折疊,使頂點(diǎn)C落在MN上的點(diǎn)G處,折痕為OE.在x軸正半軸上存在一點(diǎn)P,使得以P,O,G為頂點(diǎn)的三角形為等腰三角形,則點(diǎn)P的坐標(biāo)為 (﹣5,0)或(,0)或(5,0)或(6,0) .
【分析】先確定點(diǎn)C、N的坐標(biāo),再由勾股定理求出NG的長,得到點(diǎn)G的坐標(biāo),按點(diǎn)P在x軸的正半軸、負(fù)半軸,及OP=OG、PO=PG、PG=OG進(jìn)行分類討論,求出點(diǎn)P的坐標(biāo).
【解答】解:由題意得,C(0,5),N(3,0),
∴ON=3,
由折疊得,OG=OC=5,
∵∠ONG=90°,
∴NG===4,
∴G(3,4),
設(shè)P(x,0),
當(dāng)x<0時,如圖4,由OP=OG=5,得x=﹣5,
∴P(﹣5,0);
當(dāng)x>0時,如圖5,PO=PG=x,則PN=x﹣3,
∵∠PNG=90°,
∴PG2=PN2+GN2,
∴x2=(x﹣3)2+42,
解得x=,
∴P(,0);
如圖6,OP=OG=5,
∴P(5,0);
如圖7,PG=OG,
∵GN⊥PO,
∴PN=ON=3,
∴OP=6,
∴P(6,0).
綜上所述,點(diǎn)P的坐標(biāo)為(﹣5,0)或(,0)或(5,0)或(6,0).
故答案為:(﹣5,0)或(,0)或(5,0)或(6,0).
【點(diǎn)評】此題重點(diǎn)考查正方形的性質(zhì)、軸對稱的特征、勾股定理、等腰三角形的判定與性質(zhì)等知識與方法,解題時需進(jìn)行分類討論,求出所有符合條件的值,此題綜合性較強(qiáng),難度較大.
29.點(diǎn)A、B、C是⊙O上不同的三點(diǎn),已知∠AOB+∠ACB=210°,則∠AOB= 140或60 度.
【分析】分兩種情況:當(dāng)點(diǎn)C在優(yōu)弧上時,當(dāng)點(diǎn)C在劣弧上時,然后分別進(jìn)行計算即可解答.
【解答】解:分兩種情況:
當(dāng)點(diǎn)C在優(yōu)弧上時,如圖:
∵∠ACB=∠AOB,∠AOB+∠ACB=210°,
∴∠AOB=210°,
∴∠AOB=140°;
當(dāng)點(diǎn)C在劣弧上時,如圖:
∵∠1=2∠ACB,∠1+∠AOB=360°,
∴2∠ACB+∠AOB=360°,
∵∠AOB+∠ACB=210°,
∴∠ACB=150°,
∴∠AOB=210°﹣∠ACB=60°;
綜上所述:∠AOB的度數(shù)為140°或60°,
故答案為:140或60.
【點(diǎn)評】本題考查了圓周角定理,分兩種情況討論是解題的關(guān)鍵.
30.如圖,菱形ABCD的邊長為5,對角線AC為8,以頂點(diǎn)D為圓心,2為半徑畫圓,點(diǎn)P在對角線上運(yùn)動,當(dāng)射線BP與圓D相切時,AP的長是 4﹣或4+ .
【分析】連接BD交AC于點(diǎn)H,當(dāng)射線BP與⊙D相切于點(diǎn)E時,連接DE,分兩種情況,當(dāng)射線BP與⊙D相切于點(diǎn)E,當(dāng)射線BP與⊙D相切于點(diǎn)F時,然后利用菱形的性質(zhì),以及相似三角形的判定與性質(zhì)進(jìn)行計算即可解答.
【解答】解:連接BD交AC于點(diǎn)H,當(dāng)射線BP與⊙D相切于點(diǎn)E時,連接DE,如圖:
∵四邊形ABCD是菱形,
∴AB=BC=5,AC⊥BD,AH=AC=4,BD=2BH,
在Rt△ABH中,BH===3,
∴BD=2BH=6,
∵射線BP與⊙D相切于點(diǎn)E,
∴∠DEB=90°,
∴BE===4,
∵∠DEB=∠BHP=90°,∠PBH=∠DBE,
∴△BHP∽△BED,
∴=,
∴=,
∴PH=,
∴AP=AH﹣PH=4﹣,
當(dāng)射線BP與⊙D相切于點(diǎn)F時,如圖:
同理可得:PH=,
∴AP=AH+PH=4+,
綜上所述,當(dāng)射線BP與圓D相切時,AP的長是4﹣或4+,
故答案為:4﹣或4+.
【點(diǎn)評】本題考查了菱形的性質(zhì),相似三角形的判定與性質(zhì),勾股定理,分兩種情況進(jìn)行計算即可解答.
類型四、圓中的分類討論
31.如圖,邊長為4的正方形ABCD中,頂點(diǎn)A落在矩形DEFG的邊EF上,EF=5,而矩形的頂點(diǎn)G恰好落在BC邊上.點(diǎn)O是AB邊上一動點(diǎn)(不與A,B重合),以O(shè)為圓心,OA長為半徑作圓,當(dāng)⊙O與矩形DEFG的邊相切時,AO的長為 或2 .
【分析】利用矩形,正方形的性質(zhì),勾股定理和相似三角形的判定與性質(zhì)求得線段CG,DE,AE,AH,F(xiàn)H的長,再利用利用分類討論的方法分①當(dāng)⊙O與矩形DEFG的FG邊相切時,②當(dāng)⊙O與矩形DEFG的DG邊相切時討論解答:利用直線與圓相切的定義,圓心到直線的距離等于半徑,設(shè)OA=x,則OM=x,利用相似三角形的判定與性質(zhì)得出比例式即可求解.
【解答】解:∵四邊形ABCD是正方形,
∴AD=CD=4,∠C=∠ADC=90°.
∵四邊形DEFG為矩形,
∴DG=EF=5,∠E=∠EDG=90°.
∴CG==3.
∵∠CDG+∠ADG=90°,∠EDA+∠ADG=90°,
∴∠CDG=∠EDA.
∵∠C=∠E=90°,
∴△CDG∽△EAD.
∴,
∴,
∴DE=,AE=.
∴AF=EF﹣AE=.
①當(dāng)⊙O與矩形DEFG的FG邊相切時,設(shè)AB與FG交于點(diǎn)H,
過點(diǎn)O作OM⊥FG于點(diǎn)M,如圖,
∵∠DAB=90°,
∴∠EAD+∠FAB=90°.
∵∠F=90°,
∴∠FAB+∠FHA=90°,
∴∠EAD=∠FHA.
∵∠E=∠F=90°,
∴△EAD∽△FHA.
∴=.
∴=,
∴AH=,F(xiàn)H=.
設(shè)OA=x,
∵⊙O與矩形DEFG的FG邊相切,
∴OM=OA=x.
∵OM⊥FG,AF⊥FG,
∴OM∥AF,
∴.
∴,
解得:x=.
∴OA=
②當(dāng)⊙O與矩形DEFG的DG邊相切時,如圖,
過點(diǎn)O作OM⊥DG于點(diǎn)M,延長MO,交EF于點(diǎn)N,則ON⊥EF,MN=DE=.
設(shè)OA=x,
∵⊙O與矩形DEFG的DG邊相切,
∴OM=OA=x.
∴ON=MN﹣OM=﹣x,
∵ON∥FH,
∴,
∴.
解得:x=2.
∴OA=2;
③過點(diǎn)O作OM⊥DE于點(diǎn)M,如圖,
可知OM>OA,⊙O與矩形DEFG的邊DE相離.
綜上,以O(shè)為圓心,OA長為半徑作圓,當(dāng)⊙O與矩形DEFG的邊相切時,AO的長為或2.
故答案為:或2.
【點(diǎn)評】本題主要考查了矩形,正方形的性質(zhì),圓的切線的性質(zhì),相似三角形的判定與性質(zhì),平行線的判定與性質(zhì),利用分類討論的思想方法解得是解題的關(guān)鍵.
32.如圖,在等邊△ABC中,AB=2,如果以BC為直徑的⊙D和以A為圓心的⊙A相切,那么⊙A的半徑r的值是 3﹣或3+ .
【分析】分兩圓外切和兩圓內(nèi)切兩種情形討論解答:利用相切時圓心距與利用半徑的關(guān)系列出方程即可求解.
【解答】解:連接AD,如圖,
∵△ABC是等邊三角形,
∴BC=AB=AC=2,∠B=60°.
∵D為BC的中點(diǎn),
∴BD=CD=,AD⊥BC,
∴⊙D的半徑為,
AD=AB?sin60°=3.
①以BC為直徑的⊙D和以A為圓心的⊙A相外切時,
∴r+=AD=3,
∴r=3﹣.
②以BC為直徑的⊙D和以A為圓心的⊙A相內(nèi)切時,
∴r﹣=AD=3,
∴r=3+.
綜上,如果以BC為直徑的⊙D和以A為圓心的⊙A相切,那么⊙A的半徑r的值是3﹣或3+.
故答案為:3﹣或3+.
【點(diǎn)評】本題主要考查了等邊三角形的性質(zhì),兩圓相切的性質(zhì),利用分類討論的思想方法解答是解題的關(guān)鍵.
33.閱讀下面的材料,回答問題:如果(x﹣2)(6+2x)>0,求x的取值范圍.
解:根據(jù)題意,得或,分別解這兩個不等式組,得第一個不等式組的解集為x>2,第二個不等式組的解集為x<﹣3.故當(dāng)x>2或x<﹣3時,(x﹣2)(6+2x)>0.
(1)由(x﹣2)(6+2x)>0,得出不等式組或,體現(xiàn)了 轉(zhuǎn)化 思想;
(2)試?yán)蒙鲜龇椒ǎ蟛坏仁剑▁﹣3)(1﹣x)<0的解集.
【分析】①把解一元二次不等式的問題轉(zhuǎn)化為解一元一次不等式組的問題;
②原不等式轉(zhuǎn)化為兩個不等式組或,然后兩個不等式組即可.
【解答】解:①由(x﹣2)(6+2x)>0,得出不等式組或,體現(xiàn)了轉(zhuǎn)化思想;
故答案為轉(zhuǎn)化;
②由題意知:或,
分別解這兩個不等式組,
得第一個不等式組的解集為x>3,
第二個不等式組的解集為x<1,
故:當(dāng)x>3或x<1時,(x﹣3)(x﹣1)<0.
【點(diǎn)評】本題考查了解一元一次不等式組:解一元一次不等式組時,一般先求出其中各不等式的解集,再求出這些解集的公共部分,利用數(shù)軸可以直觀地表示不等式組的解集.同大取大;同小取??;大小小大中間找;大大小小找不到.
34.閱讀下列材料:
根據(jù)絕對值的定義,|x|表示數(shù)軸上表示數(shù)x的點(diǎn)與原點(diǎn)的距離,那么,如果數(shù)軸上兩點(diǎn)P、Q表示的數(shù)為x1,x2時,點(diǎn)P與點(diǎn)Q之間的距離為PQ=|x1﹣x2|.
根據(jù)上述材料,解決下列問題:
如圖,在數(shù)軸上,點(diǎn)A、B表示的數(shù)分別是﹣4,8(A、B兩點(diǎn)的距離用AB表示),點(diǎn)M是數(shù)軸上一個動點(diǎn),表示數(shù)m.
(1)AB= 12 個單位長度;
(2)若|m+4|+|m﹣8|=20,求m的值;(寫過程)
(3)若關(guān)于x的方程|x﹣1|+|x+1|+|x﹣5|=a無解,則a的取值范圍是 a<6 .
【分析】(1)用兩個點(diǎn)所表示的數(shù)的差的絕對值進(jìn)行計算即可;
(2)分三種情況討論,m<﹣4,﹣4≤m≤8,m>8;
(3)分四種情況討論,x<﹣1,﹣1≤x<1,1≤x<5,x≥5,
【解答】解:(1)|﹣4﹣8|=12,
所以AB=12,
故答案為:12;
(2)分三種情況:
當(dāng)m<﹣4時,
|m+4|+|m﹣8|=20,
﹣m﹣4+(8﹣m)=20,
解得:m=﹣8,
當(dāng)﹣4≤m≤8時,
|m+4|+|m﹣8|=20,
m+4+(8﹣m)=20,
此方程無解,
當(dāng)m>8時;
|m+4|+|m﹣8|=20,
m+4+m﹣8=20,
解得:m=12,
答:m的值為﹣8或12;
(3)分四種情況:
當(dāng)x<﹣1時,
|x﹣1|+|x+1|+|x﹣5|=a,
1﹣x﹣x﹣1+5﹣x=a,
解得:x=,
∴<﹣1,
解得:a>8,
當(dāng)﹣1≤x<1時,
|x﹣1|+|x+1|+|x﹣5|=a,
1﹣x+x+1+5﹣x=a,
解得:x=7﹣a,
∴﹣1≤7﹣a<1,
解得:6<a≤8,
當(dāng)1≤x<5時,
|x﹣1|+|x+1|+|x﹣5|=a,
x﹣1+x+1+5﹣x=a,
解得:x=a﹣5,
∴1≤a﹣5<5,
解得:6≤a<10,
當(dāng)x≥5時,
|x﹣1|+|x+1|+|x﹣5|=a,
x﹣1+x+1+x﹣5=a,
解得:x=,
∴≥5,
解得:a≥10,
綜上所述:a≥6時方程有解,
所以:a<6時方程無解,
故答案為:a<6.
【點(diǎn)評】本題考查了數(shù)軸和絕對值的意義,同時滲透了分類討論的數(shù)學(xué)思想.
35.在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線y=ax(x﹣6)+1(a≠0)的頂點(diǎn)為A,與x軸相交于B、C兩點(diǎn)(C點(diǎn)在B點(diǎn)的右側(cè)).
(1)判斷點(diǎn)(0,1)是否在拋物線y=ax(x﹣6)+1(a≠0)上,并說明理由;
(2)若點(diǎn)A到x軸的距離為5,求a的值;
(3)若線段BC的長小于等于4,求a的取值范圍.
【分析】(1)將點(diǎn)(0,1)代入拋物線y=ax(x﹣6)+1(a≠0)進(jìn)行驗(yàn)證即可;
(2)將已知拋物線解析式利用配方法轉(zhuǎn)化為頂點(diǎn)式,求得頂點(diǎn)坐標(biāo);然后由“點(diǎn)A到x軸的距離為5”列出方程并解答;
(3)分a>0和a<0兩種情況下求得線段的BC的長度,結(jié)合“線段BC的長小于等于4”列出不等式并求得a的取值范圍.
【解答】解:(1)點(diǎn)(0,1)在拋物線y=ax(x﹣6)+1(a≠0)上,
∵當(dāng)x=0時,y=a×0×(0﹣6)+1=1,
∴點(diǎn)(0,1)在拋物線y=ax(x﹣6)+1(a≠0)上;
(2)∵y=ax(x﹣6)+1=ax2﹣6x+1=a(x﹣3)2+1﹣9a,點(diǎn)A到x軸的距離為5,
∴當(dāng)a>0時,1﹣9a=﹣5,
解得,;
當(dāng)a<0時,1﹣9a=5,
解得,;
綜上所述,a的值為或﹣;
(3)①當(dāng)a<0時,拋物線開口向下.
由(1)知,拋物線y=ax(x﹣6)+1(a≠0)與y軸的交點(diǎn)為(0,1),
∵拋物線y=ax(x﹣6)+1(a≠0)的對稱軸為直線x=3,
∴xB<0,xC>6,
∴BC=|xC﹣xB|>6,
∵CB≤4,
∴此種情況不符合題意;
②當(dāng)a>0時,拋物線的開口向上,在x軸上關(guān)于拋物線的對稱軸x=3對稱且距離為4的兩點(diǎn)的坐標(biāo)為(1,0),(5,0),
∵BC≤4,
∴當(dāng)x=1時,y=ax(x﹣6)+1=ax2﹣6ax+1=a﹣6a+1≥0,
∴a≤,
∵拋物線與x軸有兩個交點(diǎn),
∴yA=﹣9a+1<0,
∴a>,
∴<a≤.
綜上所述,a的取值范圍為:<a≤.
【點(diǎn)評】本題屬于二次函數(shù)綜合題型,綜合考查了二次函數(shù)的三種形式,拋物線與x軸的交點(diǎn)坐標(biāo),兩點(diǎn)間的距離公式,二次函數(shù)圖象上點(diǎn)的坐標(biāo)特征以及拋物線的軸對稱性質(zhì),難度不是很大.
36.為迎接中招體育考試,某校決定采購一批足球以供學(xué)生業(yè)余訓(xùn)練使用.某體育用品超市推出以下兩種優(yōu)惠方案:方案一,一律打八折;方案二,當(dāng)購買量不超過80個時,按原價銷售,當(dāng)購買量超過80個時,超過的部分打六折.已知一個足球的原價為50元,設(shè)學(xué)校計劃購買x個足球.
(1)設(shè)方案一的總費(fèi)用為y1,方案二的總費(fèi)用為y2,請分別寫出y1,y2(元)與x(個)之間的函數(shù)關(guān)系式;
(2)若派學(xué)生代表去采購足球,他們應(yīng)該選擇哪種方案更省錢?并說明理由.
【分析】(1)利用兩種優(yōu)惠方案的優(yōu)惠方式分別列式計算即可;
(2)利用分類討論的方法和(1)中的結(jié)論分三種情形討論解答即可.
【解答】解:(1)方案一的總費(fèi)用為y1=0.8×50x=40x;
當(dāng)x≤80時,方案二的總費(fèi)用為y2=50x,
當(dāng)x>80時,方案二的總費(fèi)用為y2=50×80+50(x﹣80)×0.6=30x+1600,
∴方案二的總費(fèi)用為y2=;
(2)當(dāng)x<160時,選擇方案一更省錢,當(dāng)x=160時,選擇兩種購買方式花費(fèi)相同,當(dāng)x>160時,選擇方案二更省錢.理由:
①當(dāng)x≤80時,
∵40x<50x,
∴y1<y2,
∴選擇方案一更省錢;
當(dāng)80<x<160時,
∵40x<30x+1600,
∴y1<y2,
∴選擇方案一更省錢;
②當(dāng)x=160時,
∵40x=30x+1600,
∴y1=y(tǒng)2,
∴兩種購買方式花費(fèi)相同;
③當(dāng)x>160時,
∵40x>30x+1600,
∴y1>y2,
∴選擇方案二更省錢.
綜上,當(dāng)x<160時,選擇方案一更省錢,當(dāng)x=160時,選擇兩種購買方式花費(fèi)相同,當(dāng)x>160時,選擇方案二更省錢.
【點(diǎn)評】本題主要考查了一次函數(shù)的應(yīng)用,一元一次不等式的應(yīng)用,利用分類討論的方法解答是解題的關(guān)鍵.
37.在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線y=x2﹣2mx+m2與y軸的交點(diǎn)為A,過點(diǎn)A作直線l垂直于y軸.
(1)求拋物線的對稱軸(用含m的式子表示);
(2)將拋物線在y軸右側(cè)的部分沿直線l翻折,其余部分保持不變,組成圖形G,點(diǎn)M(x1,y1),N(x2,y2)為圖形G上任意兩點(diǎn).
①當(dāng)m=0時,若x1<x2,判斷y1與y2的大小關(guān)系,并說明理由;
②若對于x1=m﹣1,x2=m+1,都有y1>y2,求m的取值范圍;
(3)當(dāng)圖象G與直線y=m+2恰好有3個公共點(diǎn)時,直接寫出m的取值范圍.
【分析】(1))直接利用對稱軸公式x=﹣即可求出;
(2)①y1>y2利用圖象法,根據(jù)函數(shù)的增減性判斷即可;
②通過計算可知,點(diǎn)P(m﹣1,1)、Q(m+1、1)為拋物線上關(guān)于對用軸x=m對稱的兩點(diǎn),分類討論當(dāng)m變化時,y軸與點(diǎn)P、Q的相對位置:當(dāng)y軸在點(diǎn)P左側(cè)時(含點(diǎn)P),作出圖形,即可得出經(jīng)翻折后,得到點(diǎn)M,N的縱坐標(biāo)相同,此時y1=y(tǒng)2,不符題意;當(dāng)y軸在點(diǎn)Q右側(cè)時(含點(diǎn)Q),作出圖形,即可得出點(diǎn)M、N分別和點(diǎn)P、Q重合,此時y1=y(tǒng)2,不符題意;當(dāng)y軸在點(diǎn)P、Q之間時(不含P、Q),作出圖形,即可得出經(jīng)翻折后,點(diǎn)N在l下方,點(diǎn)M、P重合,在l上方,此時y1>y2,符合題意,即有m﹣1<0<m+1.即﹣1<m<m;
(3)當(dāng)m>0時,圖象G與直線y=m+2恰好有3個公共點(diǎn)時,可列不等式組,當(dāng)m<0時,圖象G與直線y=m+2恰好有3個公共點(diǎn)時,可列不等式組,分別解出即可得到結(jié)果.
【解答】解:(1)拋物線y=x2﹣2mx+m2的對稱軸為直線x=﹣=m;
(2)①當(dāng)m=0時,二次函數(shù)解析式是y=x2,對稱軸為y軸,
∴圖形G如圖1所示:
:圖形G上的點(diǎn)的橫縱坐標(biāo)x和y,滿足y隨x的增大而減小,
∵x1<x2,
∴y1>y2;
②通過計算可得,P(m﹣1,1),Q(m+1,1)為拋物線上關(guān)于對稱軸x=m對稱的兩點(diǎn),
下面討論當(dāng)m變化時,y軸與點(diǎn)P、Q的相對位置:
如圖2所示:當(dāng)y軸在點(diǎn)P左側(cè)時(含點(diǎn)P),
經(jīng)翻折后,得到點(diǎn)M、N的縱坐標(biāo)相同,y1=y(tǒng)2,不符合題意;
如圖3所示:當(dāng)y軸在點(diǎn)Q右側(cè)時(含點(diǎn)Q),
點(diǎn)M,N分別和點(diǎn)P、Q重合,y1=y(tǒng)2,不符合題意;
如圖4所示:當(dāng)y軸在點(diǎn)P、Q之間時(不含P、Q),
經(jīng)翻折后,點(diǎn)N在l下方,點(diǎn)M、P重合,在l上方,y1>y2,符合題意,
此時有m﹣1<0<m+1,
∴﹣1<m<1,
綜上所述:m的取值范圍為﹣1<m<1;
(3)當(dāng)m>0時,如圖所示
∵拋物線y=x2﹣2m+m2翻折后y=﹣(x﹣m)2+2m2,
∴圖象G與直線:y=m+2恰好有3個公共點(diǎn)在點(diǎn)A、B之間,
∴,
∴解得<m<2;
當(dāng)m<0時,如圖所示,
∴圖象G與直線y=m+2恰好有3個公共點(diǎn)時,
∴,
∴解得:﹣2<m<﹣1.
綜上所述,m的取值范圍為:<m<2或﹣2<m<﹣1.
【點(diǎn)評】本題為二次函數(shù)綜合題,考查拋物線的對稱軸,二次函數(shù)圖象的性質(zhì)等知識,較難,利用數(shù)形結(jié)合與分類討論的思想是解答本題的關(guān)鍵.
38.拋物線與x軸交于A、B兩點(diǎn),其中點(diǎn)B的坐標(biāo)為(﹣3,0),與y軸交于點(diǎn)C(0,﹣3),點(diǎn)D為拋物線的頂點(diǎn),且點(diǎn)D的橫坐標(biāo)為﹣1.
(1)求此拋物線的函數(shù)表達(dá)式;
(2)求△BCD的面積;
(3)若點(diǎn)P是x軸下方拋物線上任意一點(diǎn),已知⊙P的半徑為2,當(dāng)⊙P與坐標(biāo)軸相切時,圓心P的坐標(biāo)是 (﹣2,﹣3)或(﹣1+,﹣2)或(﹣1﹣,﹣2) .
【分析】(1)用待定系數(shù)法即可求解;
(2)由△BCD的面積=S梯形DHOB﹣S△CHD﹣S△BOC,即可求解;
(3)分⊙P與y軸相切、⊙P與x軸相切兩種情況,確定點(diǎn)P的一個坐標(biāo)即可求解.
【解答】解:(1)設(shè)拋物線的表達(dá)式為:y=ax2+bx+c,
由題意得:,解得,
故拋物線的表達(dá)式為y=x2+2x﹣3;
(2)當(dāng)x=﹣1時,y=x2+2x﹣3=﹣4,即點(diǎn)D(﹣1,﹣4),
過點(diǎn)D作DH⊥y軸于點(diǎn)H,
則DH=1,CH=﹣3﹣(﹣4)=1,OC=OB=3,OH=4,
則△BCD的面積=S梯形DHOB﹣S△CHD﹣S△BOC=(DH+OB)?OH﹣×OB?OC﹣×DH?CH
=×(1+3)×4﹣×3×3﹣×1×1=3;
(3)當(dāng)⊙P與y軸相切時,則點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為x,則|x|=2,
當(dāng)x=﹣2時,y=﹣3,
∴P(﹣2,﹣3);
當(dāng)x=2時,y=5,
∴P(2,5)(舍去);
當(dāng)⊙P與x軸相切時,則點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為y,則y|=﹣2,
即y=x2+2x﹣3=﹣2,
解得:x=﹣1±,
即點(diǎn)P的坐標(biāo)為(﹣1+,﹣2)或(﹣1﹣,﹣2);
綜上所述,圓心P的坐標(biāo)為:(﹣2,﹣3)或(﹣1+,﹣2)或(﹣1﹣,﹣2),
故答案為:(﹣2,﹣3)或(﹣1+,﹣2)或(﹣1﹣,﹣2).
【點(diǎn)評】本題考查了二次函數(shù)的綜合應(yīng)用,涉及到待定系數(shù)法求函數(shù)表達(dá)式、三角形的面積計算方法以及圓的基本知識,有一定的綜合性,難度適中.
39.如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,直線分別交x軸,y軸于點(diǎn)A,B,以AB為直徑構(gòu)造圓,點(diǎn)C在運(yùn)動,點(diǎn)D在上,CD交OA于點(diǎn)P,且.
(1)求CD的長.
(2)求證:OP=PD.
(3)CE∥OA,交圓于另一點(diǎn)E,連結(jié)DE.若△CDE為等腰三角形,求所有滿足條件的點(diǎn)P的坐標(biāo).
【分析】(1)求出點(diǎn)A的坐標(biāo)即可得到CD的長;
(2)連結(jié)CO,DA,證明△COP≌△ADP,即可得到結(jié)論OP=PD;
(3)分三種情況:①當(dāng)CE=CD時,設(shè)PD=OP=x,則BP=CP=8﹣x,在Rt△BOP中,利用勾股定理列出關(guān)于x的方程,解方程即可求得結(jié)論;②當(dāng)DC=DE時,設(shè)圓心為F,DF交OA于點(diǎn)M,延長DF交CE于點(diǎn)H,設(shè)OP=PD=x,則PM=4﹣x,在Rt△PMD中,利用勾股定理列出關(guān)于x的方程,解方程即可求得結(jié)論;③當(dāng)EC=ED,設(shè)圓心為F,作EG⊥CD于點(diǎn)G,PT⊥CE,垂足為T,F(xiàn)M⊥OA于M,延長MF交CE于點(diǎn)H,連接CF,利用勾股定理,直角三角形的邊角關(guān)系定理,矩形的判定與性質(zhì)和相似三角形的判定與性質(zhì)求得線段OP,則結(jié)論可求.
【解答】(1)解:對于,令y=0,
則得:,
解得:x=8,
∴A(8,0),
∴OA=8,
∵,
∴CD=OA=8;
(2)證明:連結(jié)CO,DA,如圖,
∵∠OAD,∠C都是所對的圓周角,
∴∠OAD=∠C.
∵,
∴,
∴CO=AD.
在△COP和△ADP中,
∴△COP≌△ADP(AAS).
∴OP=PD;
(3)解:①當(dāng)CE=CD時,如圖,
則CE=CD=OA=8,
∵CE∥OA,
∴四邊形COAE為矩形,
又∵∠AOB=90°,
∴點(diǎn)B,C重合,
設(shè)PD=OP=x,則BP=CP=8﹣x,
對于,
令x=0,則得:y=6,
∴B(0,6),
∴OB=6.
在Rt△BOP中,由勾股定理得:
62+x2=(8﹣x)2,
解得:.
∴;
②當(dāng)DC=DE時,如圖,
設(shè)圓心為F,DF交OA于點(diǎn)M,延長DF交CE于點(diǎn)H,
∵DC=DE,
∴,
∴DH⊥CE,
∵CE∥OA,
∴DH⊥OA,
∴OM=AM,
∴FM是△ABO的中位線,
∴,
∵AB=,
∴FD=AB=5,
∴MD=FD﹣FM=5﹣3=2,,
設(shè)OP=PD=x,則PM=4﹣x,
在Rt△PMD中,由勾股定理得:
22+(4﹣x)2=x2,
解得:,
∴;
③當(dāng)EC=ED時,設(shè)圓心為F,作EG⊥CD于點(diǎn)G,PT⊥CE,垂足為T,F(xiàn)M⊥OA于M,延長MF交CE于點(diǎn)H,連接CF,如圖,
則CF=AB=5,
∵FG⊥CD,
∴CG=CD=4,
∴,
∴GE=GF+FE=3+5=8,
∴.
tan∠HFE=tan∠C=2,
∵HF⊥CE,
∴,
∴HF===.
∵PT⊥CE,MH⊥CE,CE∥OA,
∴四邊形TPMH為矩形,
∴,
∵∠ECG=∠PCT,∠CGE=∠CTP=90°,
∴△CEG∽△CPT,
∴,
∴CP==.
∴,
∴.
綜上,滿足條件的點(diǎn)P的坐標(biāo)為:或或.
【點(diǎn)評】此題考查了圓與一次函數(shù)的綜合題,求一次函數(shù)與坐標(biāo)軸的交點(diǎn),圓的垂徑定理,勾股定理,銳角三角函數(shù),等腰三角形的定義,熟練掌握各知識點(diǎn)并綜合應(yīng)用是解題的關(guān)鍵.
40.已知:△ABC內(nèi)接于半徑為2的⊙O,BC=,射線BO交邊AC于點(diǎn)E.
(1)如果點(diǎn)E恰好是邊AC的中點(diǎn),求邊AB的長;
(2)如果△ABE∽△ACB,求∠ABC的大小;
(3)當(dāng)△AEO為等腰三角形時,求∠ABC的大?。?br>【分析】(1)利用垂徑定理的推論得到BE是AC的垂直平分線,再利用垂直平分線上的點(diǎn)到線段的兩個端點(diǎn)距離相等即可得出結(jié)論;
(2)延長BE交⊙O于點(diǎn)F,連接CF,則BF為圓的直徑,利用直角三角形的邊角關(guān)系可得∠FBC=30°;利用相似三角形的性質(zhì),同圓的比較相等,圓周角定理和三角形的內(nèi)角和定理可求得∠ABO,則結(jié)論可得;
(3)延長BE交⊙O于點(diǎn)F,連接CF,利用(2)的結(jié)論可得∠BAC=60°,設(shè)∠ABO=∠BAO=α,則用α可以表示出△AEO的三個內(nèi)角,利用分類討論的思想方法即可求得α的值,則結(jié)論可得.
【解答】解:(1)∵AE=BE,
∴OE⊥AC.
∴BE是AC的垂直平分線.
∴AB=BC=2;
(2)延長BE交⊙O于點(diǎn)F,連接CF,如圖,
∵⊙O的半徑為2,
∴BF=3.
∵BF為圓的直徑,
∴∠BCF=90°.
∴cs∠FBC=.
∴∠FBC=30°.
∵△ABE∽△ACB,
∴∠ABE=∠ACB.
∵OA=OB,
∴∠ABO=∠BAO.
∴∠ABO=∠BAO=∠ACB.
∵∠ACB=∠AOB,
∴∠ABO=∠BAO=∠AOB.
設(shè)∠ABO=∠BAO=x°,則∠AOB=2x°.
∵∠ABO+∠BAO+∠AOB=180°,
∴x+x+2x=180.
解得:x=45.
∴∠ABC=∠ABO+∠FBC=75°;
(3)延長BE交⊙O于點(diǎn)F,連接CF,如圖,
由(2)知:∠FBC=30°.
∴∠F=90°﹣∠FBC=60°.
∴∠BAC=∠F=60°.
設(shè)∠ABO=∠BAO=α,
則∠AOE=2α,
∠OAE=∠BAC﹣∠BAO=60°﹣α,
∠AEO=180°﹣∠ABO﹣∠BAC=120°﹣α.
當(dāng)△AEO為等腰三角形時,
①如果∠AOE=∠AEO,
則2α=120°﹣α.
解得:α=40°.
∴∠ABC=40°+30°=70°;
②如果∠AOE=∠OAE,
則2α=60°﹣α.
解得:α=20°.
∴∠ABC=20°+30°=50°;
③如果∠OAE=∠AEO,
則60°﹣α=120°﹣α,無解.
綜上,當(dāng)△AEO為等腰三角形時,∠ABC=70°或50°.
【點(diǎn)評】本題主要考查了垂徑定理,圓周角定理,相似三角形的性質(zhì),等腰三角形的性質(zhì),三角形的內(nèi)角和定理,解直角三角形 的應(yīng)用,特殊角的三角函數(shù)值,利用分類討論的思想解答是解題的關(guān)鍵.

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