2025年福建省泉州市鲤城区科技中学中考数学最后一卷(含解析)

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2025年福建省泉州市鲤城区科技中学中考数学最后一卷(含解析)

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2025年福建省泉州市鲤城区科技中学中考数学最后一卷
一.选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合要求的。
1.(4分)下列四个数中,最小的是(  )
A.﹣3 B.0 C.﹣4 D.|﹣4|
2.(4分)近年来,中国在全球新能源汽车领域占据着重要地位,已连续多年成为全球最大的新能源汽车市场.以下几个新能源汽车车标中,轴对称图形的是(  )
A. B. C. D.
3.(4分)2025年春节期间,南京夫子庙——秦淮风光带累计迎客约3429000人次.用科学记数法表示3429000是(  )
A.3.429×106 B.3.429×103 C.3429×103 D.3429×106
4.(4分)如图是一个空心圆柱体,其主视图是(  )
A. B. C. D.
5.(4分)下列运算正确的是(  )
A.2a﹣a=2 B.(a﹣1)2=a2﹣1
C.(2a3)2=4a6 D.a6÷a3=a2
6.(4分)如图,某研究性学习小组为测量学校A与河对岸工厂B之间的距离,在学校附近选一点C,利用测量仪器测得∠A=60°,∠C=90°,AC=2km.据此,可求得学校与工厂之间的距离AB等于(  )
A.2km B.3km C.km D.4km
7.(4分)我国古代著作《增删算法统宗》中记载了一首古算诗:“庭前孩童闹如簇,不知人数不知梨,每人四梨多十二,每人六梨恰齐足,”其大意:“孩童们在庭院玩耍,不知有多少人和梨,每人分4个梨,多12个梨;每人分6个梨,恰好分完.”设梨有x个,则可列方程为(  )
A. B.
C.6x﹣12=4x D.4(x﹣12)=6x
8.(4分)一组数据:2、0、2、4,若添加一个数据2,则发生变化的统计量是(  )
A.平均数 B.中位数 C.众数 D.方差
9.(4分)如图,一次函数y=kx+b(k>0)的图象过点(﹣1,0),则不等式k(x﹣1)+b>0的解集是(  )
A.x>﹣2 B.x>﹣1 C.x>0 D.x>1
10.(4分)在平面直角坐标系xOy中,对于点P(x,y),若x,y均为整数,则称点P为“整点”,特别地,当(其中xy≠0)的值为整数时,称“整点”P为“超整点”.已知点P(2a﹣4,a+3)在第二象限,下列说法正确的是(  )
A.a<﹣3
B.若点P为“整点”,则点P的个数为3个
C.若点P为“超整点”,则点P的个数为1个
D.若点P为“超整点”,则点P到两坐标轴的距离之和大于10
二.填空题:本题共6小题,每小题4分,共24分。
11.(4分)若代数式在实数范围内有意义,则x的取值范围是     .
12.(4分)比较大小:    .(填“>”“<”或“=”号)
13.(4分)如图,AD是△ABC的角平分线.若∠B=90°,BD,则点D到AC的距离是     .
14.(4分)某学校把学生的思想素质测试、行为习惯两项成绩分别按60%、40%的比例计入评价总成绩中的一项.小明行为习惯的成绩是81分,若想评价总成绩中这一项不低于90分,则思想素质测试的成绩至少是     分.
15.(4分)某位小朋友利用几何图形画出螳螂的简笔画,如图,已知∠BAC=119°,AB∥DE,∠D=80°,则∠ACD=    °.
16.(4分)如图,图1为《天工开物》记载的用于舂(chōng)捣谷物的工具——“碓(duì)”的结构简图,图2为其平面示意图.已知AB⊥CD于点B,AB与水平线l相交于点O,OE⊥l.若BC=4分米,OB=12分米,∠BOE=60°,则点C到水平线l的距离CF为     分米(结果用含根号的式子表示).
三.解答题:本题共9小题,共86分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
17.(8分)计算:.
18.(8分)解方程组:.
19.(8分)先化简,再求值:,其中.
20.(8分)做投球实验的装置如图所示.实验时,将小球从M处投入,通过管道落入甲、乙、丙、丁4个盒子.已知小球从每个岔口落入左右两个管道的可能性是相等的.
(1)若投入一个小球,求它通过管道B的概率.
(2)若投入足够数量的小球直到某个盒子被填满为止,下列说法正确的是    .(填写所有正确结论的序号)
①最先填满的是甲盒;
②4个盒子中的小球的数量一样多;
③甲盒中小球数量小于乙盒中小球数量;
④乙盒中小球数量和丙盒中小球数量大致相等.
21.(8分)如图,在四边形ABCD中,AB∥CD,点E在边AB上,    .
请从“①∠B=∠AED;②AE=BE,AE=CD”这两组条件中任选一组作为已知条件,填在横线上(填序号),再解决下列问题:
(1)求证:四边形BCDE为平行四边形;
(2)若AD⊥AB,AD=8,BC=10,求线段AE的长.
22.(10分)如图,在△ABC中,CA=CB,CG⊥AB于点G.点D在△ABC外,连接CD,BD.
(1)尺规作图:在BC的右侧求作一点E,连接AE,CE,使得△ACE≌△BCD;(不写作法,保留作图痕迹)
(2)在(1)条件下,BD与CG相交于点F,求证:AE,BD,CG相交于一点.
23.(10分)已知实数a,b,c满足a+b+c<0,4a+c=2b.
(1)求证:b<a;
(2)若b2﹣4ac=1,且c>0,求b﹣4a的值.
24.(12分)如何设置挡板?
如图①,点A在直线l上,现有一台粒子发射器在A处向外连续发射粒子,发射的粒子沿抛物线运动,这些抛物线的开口方向和大小都与相同,发射出的粒子最终落在l上.若在直线l上的点O处有一块挡板OP,AO=3,∠AOP=α,由于挡板OP的遮挡,使得直线l上存在粒子未能落到的一段线段,该线段的长记为m.(粒子的反弹忽略不计)
【初步体验】
(1)如图②,若OP=3,α=90°,则m=     .
【数学思考】
(2)如图③,若,α=45°,建立适当的平面直角坐标系,求m的值.
【问题解决】
(3)如图④,B是直线l上一点,O是AB的中点,现要使发射的粒子能覆盖OA段的每一处,且落不到OB段.在满足上述要求的所有挡板位置中:
(Ⅰ)直接写出α最小时的tanα的值;
(Ⅱ)直接写出挡板OP的长的最小值.
25.(14分)【问题背景】
已知点A是半径为r的⊙O上的定点,连接OA,将线段OA绕点O按逆时针方向旋转α(0°<α<90°)得到OE,连接AE,过点A作⊙O的切线l,在直线l上取点C,使得∠CAE为锐角.
【初步感知】
(1)如图1,当α=60°时,∠CAE=    °;
【问题探究】
(2)以线段AC为对角线作矩形ABCD,使得边AD过点E,连接CE,对角线AC,BD相交于点F.
①如图2,当AC=2r时,求证:无论α在给定的范围内如何变化,BC=CD+ED总成立:
②如图3,当ACr,时,请补全图形,并求tanα及的值.
2025年福建省泉州市鲤城区科技中学中考数学最后一卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共10小题)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C. C A. D C D B D C C
一.选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合要求的。
1.(4分)下列四个数中,最小的是(  )
A.﹣3 B.0 C.﹣4 D.|﹣4|
【答案】C.
【分析】利用有理数大小的比较方法:1、在数轴上表示的两个数,右边的总比左边的数大.2、正数都大于零,负数都小于零,正数大于负数.3、两个正数比较大小,绝对值大的数大;两个负数比较大小,绝对值大的数反而小.按照从小到大的顺序排列找出结论即可.
【解答】解:∵|﹣4|=4,
∴﹣4<﹣3<0<4,
∴﹣4<﹣3<0<|﹣4|,
∴最小的数是:﹣4.
故选:C.
2.(4分)近年来,中国在全球新能源汽车领域占据着重要地位,已连续多年成为全球最大的新能源汽车市场.以下几个新能源汽车车标中,轴对称图形的是(  )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据如果一个图形沿一条直线折叠,直线两旁的部分能够互相重合,这个图形叫做轴对称图形,这条直线叫做对称轴进行分析即可.
【解答】解:A,B,D选项中的图形都不能找到这样的一条直线,使图形沿一条直线折叠,直线两旁的部分能够互相重合,所以不是轴对称图形;
C选项中的图形能找到这样的一条直线,使图形沿一条直线折叠,直线两旁的部分能够互相重合,所以是轴对称图形;
故选:C.
3.(4分)2025年春节期间,南京夫子庙——秦淮风光带累计迎客约3429000人次.用科学记数法表示3429000是(  )
A.3.429×106 B.3.429×103 C.3429×103 D.3429×106
【答案】A.
【分析】科学记数法的表示形式为a×10n的形式,其中1≤|a|<10,n为整数.确定n的值时,要看把原数变成a时,小数点移动了多少位,n的绝对值与小数点移动的位数相同.当原数绝对值≥10时,n是正数;当原数的绝对值<1时,n是负数.
【解答】解:3429000=3.429×106.
故选:A.
4.(4分)如图是一个空心圆柱体,其主视图是(  )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】找到从前面看所得到的图形即可,注意所有的看到的棱都应表现在主视图中.
【解答】解:从前面观察物体可以发现:它的主视图应为矩形,
又因为该几何体为空心圆柱体,故中间的两条棱在主视图中应为虚线,
故选:D.
5.(4分)下列运算正确的是(  )
A.2a﹣a=2 B.(a﹣1)2=a2﹣1
C.(2a3)2=4a6 D.a6÷a3=a2
【答案】C
【分析】根据合并同类项法则、完全平方公式、积的乘方与幂的乘方法法则、同底数幂的除法法则解决此题.
【解答】解:A.根据合并同类项法则,2a﹣a=a,那么A错误,故A不符合题意.
B.根据完全平方公式,(a﹣1)2=a2+1﹣2a,那么B错误,故B不符合题意.
C.根据积的乘方与幂的乘方,(2a3)2=4a6,那么C正确,故C符合题意.
D.根据同底数幂的除法,a6÷a3=a3,那么D错误,故D不符合题意.
故选:C.
6.(4分)如图,某研究性学习小组为测量学校A与河对岸工厂B之间的距离,在学校附近选一点C,利用测量仪器测得∠A=60°,∠C=90°,AC=2km.据此,可求得学校与工厂之间的距离AB等于(  )
A.2km B.3km C.km D.4km
【答案】D
【分析】直接利用直角三角形的性质得出∠B度数,进而利用直角三角形中30°所对直角边是斜边的一半,即可得出答案.
【解答】解:∵∠A=60°,∠C=90°,AC=2km,
∴∠B=30°,
∴AB=2AC=4(km).
故选:D.
7.(4分)我国古代著作《增删算法统宗》中记载了一首古算诗:“庭前孩童闹如簇,不知人数不知梨,每人四梨多十二,每人六梨恰齐足,”其大意:“孩童们在庭院玩耍,不知有多少人和梨,每人分4个梨,多12个梨;每人分6个梨,恰好分完.”设梨有x个,则可列方程为(  )
A. B.
C.6x﹣12=4x D.4(x﹣12)=6x
【答案】B
【分析】根据孩童人数不变列方程即可.
【解答】解:设梨有x个,则人数可表示为或,
由题意可列方程.
故选:B.
8.(4分)一组数据:2、0、2、4,若添加一个数据2,则发生变化的统计量是(  )
A.平均数 B.中位数 C.众数 D.方差
【答案】D
【分析】依据平均数、中位数、众数、方差的定义和公式求解即可.
【解答】解:A、原来数据的平均数是2,添加数字2后平均数仍为2,故A不符合题意;
B、原来数据的中位数是2,添加数字2后中位数仍为2,故B不符合题意;
C、原来数据的众数是2,添加数字2后众数仍为2,故C与不符合题意;
D、原来数据的方差S]=2,
添加数字2后的方差S],故方差发生了变化,故D符合题意.
故选:D.
9.(4分)如图,一次函数y=kx+b(k>0)的图象过点(﹣1,0),则不等式k(x﹣1)+b>0的解集是(  )
A.x>﹣2 B.x>﹣1 C.x>0 D.x>1
【答案】C
【分析】先把(﹣1,0)代入y=kx+b得b=k,则k(x﹣1)+b>0化为k(x﹣1)+k>0,然后解关于x的不等式即可.
【解答】解:把(﹣1,0)代入y=kx+b得﹣k+b=0,解b=k,
则k(x﹣1)+b>0化为k(x﹣1)+k>0,
而k>0,
所以x﹣1+1>0,
解得x>0.
故选:C.
方法二:
一次函数y=kx+b(k>0)的图象向右平移1个单位得y=k(x﹣1)+b,
∵一次函数y=kx+b(k>0)的图象过点(﹣1,0),
∴一次函数y=k(x﹣1)+b(k>0)的图象过点(0,0),
由图象可知,当x>0时,k(x﹣1)+b>0,
∴不等式k(x﹣1)+b>0的解集是x>0,
故选:C.
10.(4分)在平面直角坐标系xOy中,对于点P(x,y),若x,y均为整数,则称点P为“整点”,特别地,当(其中xy≠0)的值为整数时,称“整点”P为“超整点”.已知点P(2a﹣4,a+3)在第二象限,下列说法正确的是(  )
A.a<﹣3
B.若点P为“整点”,则点P的个数为3个
C.若点P为“超整点”,则点P的个数为1个
D.若点P为“超整点”,则点P到两坐标轴的距离之和大于10
【答案】C
【分析】根据点P(2a﹣4,a+3)在第二象限得2a﹣4<0,a+3>0,解得﹣3<a<2,由此可对选项A进行判断;根据“整点”定义得a=﹣2,﹣1,0,1,进而得当a=﹣2时,点P(﹣8,1);当a=﹣1时,点P(﹣6,2);当a=0时,点P(﹣4,3);当a=1时,点P(﹣2,4),由此可对选项B进行判断;根据“超整点”的定义得:当a=1时,点P(﹣2,4)是“超整点”,由此可对选项C进行判断;根据当点P为“超整点”,则点P到两坐标轴的距离之和为6可对选项D进行判断,综上所述即可得出答案.
【解答】解:∵点P(2a﹣4,a+3)在第二象限,
∴,解得:﹣3<a<2,
故选项A不正确,不符合题意;
∵点P(2a﹣4,a+3)为“整点”,
∴a为整数,
又∵﹣3<a<2,
∴a=﹣2,﹣1,0,1,
当a=﹣2时,2a﹣4=﹣8,a+3=1,此时点P(﹣8,1);
当a=﹣1时,2a﹣4=﹣6,a+3=2,此时点P(﹣6,2);
当a=0时,2a﹣4=﹣4,a+3=3,此时点P(﹣4,3);
当a=1时,2a﹣4=﹣2,a+3=4,此时点P(﹣2,4);
∴“整点”P的个数是4个,
故选项B不正确,不符合题意;
根据“超整点”的定义得:当a=1时,点P(﹣2,4)是“超整点”,
∴点P为“超整点”,则点P的个数为1个,
故选项C正确,符合题意;
当点P为“超整点”,则点P到两坐标轴的距离之和为:|﹣2|+|4|=6,
故选项D不正确,不符合题意.
故选:C.
二.填空题:本题共6小题,每小题4分,共24分。
11.(4分)若代数式在实数范围内有意义,则x的取值范围是    .
【答案】x.
【分析】根据二次根式(a≥0)可得:3x﹣1≥0,然后进行计算即可解答.
【解答】解:由题意得:3x﹣1≥0,
解得:x.
故答案为:x.
12.(4分)比较大小: <  .(填“>”“<”或“=”号)
【答案】<.
【分析】利用有理数大小的比较方法:1、在数轴上表示的两个数,右边的总比左边的数大.2、正数都大于零,负数都小于零,正数大于负数.3、两个正数比较大小,绝对值大的数大;两个负数比较大小,绝对值大的数反而小.
【解答】解:∵,
||,||,

∴.
故答案为:<.
13.(4分)如图,AD是△ABC的角平分线.若∠B=90°,BD,则点D到AC的距离是    .
【答案】见试题解答内容
【分析】由角平分线的性质可求DE=BD,即可求解.
【解答】解:如图,过点D作DE⊥AC于E,
∵AD是△ABC的角平分线.∠B=90°,DE⊥AC,
∴DE=BD,
∴点D到AC的距离为,
故答案为.
14.(4分)某学校把学生的思想素质测试、行为习惯两项成绩分别按60%、40%的比例计入评价总成绩中的一项.小明行为习惯的成绩是81分,若想评价总成绩中这一项不低于90分,则思想素质测试的成绩至少是  96  分.
【答案】见试题解答内容
【分析】设思想素质测试的成绩为x分,根据加权平均数的定义及题意列不等式,再求解可得答案.
【解答】解:设思想素质测试的成绩为x分.
由题意得x 60%+81×40%≥90,
解得x≥96,
∴思想素质测试的成绩至少为9(6分).
故答案为:96.
15.(4分)某位小朋友利用几何图形画出螳螂的简笔画,如图,已知∠BAC=119°,AB∥DE,∠D=80°,则∠ACD= 19  °.
【答案】19.
【分析】过点C作CF∥AB,先证明CF∥DE,然后根据平行线的性质求出∠ACF=119°,∠DCF=100°,最后利用角的和差关系求解即可.
【解答】解:过点C作CF∥AB,如图所示:
∵AB∥DE,
∴CF∥DE,
∴∠ACF=∠BAC,∠D+∠DCF=180°,
又∠BAC=119°,∠D=80°,
∴∠ACF=119°,∠DCF=100°,
∴∠ACD=∠ACF﹣∠DCF=19°.
故答案为:19.
16.(4分)如图,图1为《天工开物》记载的用于舂(chōng)捣谷物的工具——“碓(duì)”的结构简图,图2为其平面示意图.已知AB⊥CD于点B,AB与水平线l相交于点O,OE⊥l.若BC=4分米,OB=12分米,∠BOE=60°,则点C到水平线l的距离CF为    分米(结果用含根号的式子表示).
【答案】见试题解答内容
【分析】延长DC交l于点H,连接OC,根据题意及解三角形确定,,再由等面积法即可求解.
【解答】解:延长DC交l于点H,连接OC,
在Rt△OBH中,∠BOH=90°﹣60°=30°,OB=12dm,
∴(dm),(dm),
∵S△OBH=S△OCH+S△OBC,
∴,
∴,
∴(dm),
故答案为:.
三.解答题:本题共9小题,共86分。解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
17.(8分)计算:.
【答案】.
【分析】先化简绝对值、零次幂及特殊角的三角函数、算术平方根,然后计算加减法即可.
【解答】解:

18.(8分)解方程组:.
【答案】见试题解答内容
【分析】先有①×3+②得出10x=5,求出x,再把x代入①求出y即可.
【解答】解:,
①×3+②得:10x=5,
解得:x,
把x代入①得:2y=5,
解得:y=﹣4,
所以方程组的解是.
19.(8分)先化简,再求值:,其中.
【答案】见试题解答内容
【分析】先根据分式混合运算的法则把原式进行化简,再把a的值代入进行计算即可.
【解答】解:


=a﹣2,
当时,原式2﹣2.
20.(8分)做投球实验的装置如图所示.实验时,将小球从M处投入,通过管道落入甲、乙、丙、丁4个盒子.已知小球从每个岔口落入左右两个管道的可能性是相等的.
(1)若投入一个小球,求它通过管道B的概率.
(2)若投入足够数量的小球直到某个盒子被填满为止,下列说法正确的是 ③④  .(填写所有正确结论的序号)
①最先填满的是甲盒;
②4个盒子中的小球的数量一样多;
③甲盒中小球数量小于乙盒中小球数量;
④乙盒中小球数量和丙盒中小球数量大致相等.
【答案】(1);
(2)③④.
【分析】(1)依据题意先用列举法分析所有等可能的出现结果,然后根据概率公式求出该事件的概率;
(2)根据画出树状图,然后根据概率公式求出该事件的概率.
【解答】解:(1)如图,
将第一层的两个管道分别记为P,Q,小球通过两层管道下落,可能出现的结果共有4种,
即(P,A),(P,B),(Q,B),(Q,C),它们出现的可能性相同.
所有的结果中,满足小球通过管道B(记为事件N)的结果有2种,分别是(P,B),(Q,B),
∴;
(2)如图,
画树状图,
∴落在甲盒的概率为,落在乙盒的概率为,落在丙盒的概率为,落在丙盒的概率为,
①最先填满的是乙盒或丙盒,原选项错误;
②4个盒子中的小球的数量不一定一样多,原选项错误;
③甲盒中小球数量小于乙盒中小球数量,原选项正确;
④乙盒中小球数量和丙盒中小球数量大致相等,原选项正确;
∴③④正确,
故答案为:③④.
21.(8分)如图,在四边形ABCD中,AB∥CD,点E在边AB上, ①或②  .
请从“①∠B=∠AED;②AE=BE,AE=CD”这两组条件中任选一组作为已知条件,填在横线上(填序号),再解决下列问题:
(1)求证:四边形BCDE为平行四边形;
(2)若AD⊥AB,AD=8,BC=10,求线段AE的长.
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)证明BC∥DE或BE=CD,再由平行四边形的判定即可得出结论;
(2)由平行四边形的性质得DE=BC=10,再由勾股定理求出AE的长即可.
【解答】解:(1)选择①或②,证明如下:
选择①,∵∠B=∠AED,
∴BC∥DE,
∵AB∥CD,
∴四边形BCDE为平行四边形;
选择②,∵AE=BE,AE=CD,
∴BE=CD,
∵AB∥CD,
∴四边形BCDE为平行四边形;
故答案为:①或②;
(2)由(1)可知,四边形BCDE为平行四边形,
∴DE=BC=10,
∵AD⊥AB,
∴∠A=90°,
∴AE6,
即线段AE的长为6.
22.(10分)如图,在△ABC中,CA=CB,CG⊥AB于点G.点D在△ABC外,连接CD,BD.
(1)尺规作图:在BC的右侧求作一点E,连接AE,CE,使得△ACE≌△BCD;(不写作法,保留作图痕迹)
(2)在(1)条件下,BD与CG相交于点F,求证:AE,BD,CG相交于一点.
【答案】(1)见解析;
(2)见解析.
【分析】(1)分别以A,C为圆心,BD,CD为半径作弧,两弧交于点E,连接AE,CE,△ACE即为所求;
(2)如图,设BD交AE于点F′.证明点F′在AB的垂直平分线上且在线段BD上可得结论.
【解答】(1)解:如图,△ACE即为所求;
(2)证明:如图,设BD交AE于点F′.
∵△ACE≌△BCD,
∴∠CBD=∠CAE,
∵CA=CB,
∴∠CAB=∠CBA,
∴∠F′AB=∠F′BA,
∴F′A=F′B,
∴点F′在AB的垂直平分线上且在线段BD上,
∵CA=CB,CG⊥AB,
∴AG=GB,
∴CG垂直平分线段AB,
∵BD与CG相交于点F,
∴点F在AB的垂直平分线上且在线段BD上,
∴点F,点F′重合,
∴AE,BD,CG相交于一点.
23.(10分)已知实数a,b,c满足a+b+c<0,4a+c=2b.
(1)求证:b<a;
(2)若b2﹣4ac=1,且c>0,求b﹣4a的值.
【答案】(1)见解析;(2)1.
【分析】(1)根据题意可得c=2b﹣4a,结合已知得倒a+b+2b﹣4a<0,由不等式的性质可得b﹣a<0,即可证明;
(2)根据a+b+c<0,c>0,得到a+b<0,结合(1)中b﹣a<0,求出b<0,再根据4a+c=2b,c>0,求出b﹣4a>﹣b>0,进而得到b2﹣4ac=(b﹣4a)2,结合b2﹣4ac=1,即可求解.
【解答】解:(1)∵4a+c=2b,a+b+c<0,
∴c=2b﹣4a,a+b+2b﹣4a<0,
∴3b﹣3a<0,即b﹣a<0,
∴b<a;
(2)根据题意可知,a+b<0,
∵b﹣a<0,
∴b﹣a+a+b<0,即b<0,
∵4a+c=2b,c>0,
∴c=2b﹣4a>0,
∴b﹣4a>﹣b>0,
∵c=2b﹣4a,
∴b2﹣4ac=b2﹣4a(2b﹣4a)=b2﹣8ab+16a2=(b﹣4a)2,
∵b2﹣4ac=1,
∴b﹣4a=1.
24.(12分)如何设置挡板?
如图①,点A在直线l上,现有一台粒子发射器在A处向外连续发射粒子,发射的粒子沿抛物线运动,这些抛物线的开口方向和大小都与相同,发射出的粒子最终落在l上.若在直线l上的点O处有一块挡板OP,AO=3,∠AOP=α,由于挡板OP的遮挡,使得直线l上存在粒子未能落到的一段线段,该线段的长记为m.(粒子的反弹忽略不计)
【初步体验】
(1)如图②,若OP=3,α=90°,则m=  2  .
【数学思考】
(2)如图③,若,α=45°,建立适当的平面直角坐标系,求m的值.
【问题解决】
(3)如图④,B是直线l上一点,O是AB的中点,现要使发射的粒子能覆盖OA段的每一处,且落不到OB段.在满足上述要求的所有挡板位置中:
(Ⅰ)直接写出α最小时的tanα的值;
(Ⅱ)直接写出挡板OP的长的最小值.
【答案】(1)2;
(2);
(3)(Ⅰ);(Ⅱ).
【分析】(1)以O为原点,建立如图所示的平面直角坐标系,设抛物线解析式为,把P(0,3)代入求解即可;
(2)以O为原点,建立如图所示的平面直角坐标系,过P作PG⊥OA于G,解直角三角形求出PG=2,OG=2,则P(﹣2,2),当粒子经过P时,粒子落在B处,轨迹为y1,当粒子的轨迹与OP相切(有唯一交点)时,函数图象为y2刚好落在B1处,此时由于OP遮挡,粒子无法落到BB1上,类似(1)可求B(2,0),设B1(n,0),抛物线解析式为,根据待定系数法求出直线OP解析式为y=﹣x,联立方程组,化简得x2+(1﹣n)x﹣3n=0根据直线OP与y2的图象有唯一的交点,可得出Δ=(1﹣n)2﹣4(﹣3n)=0,求出解得,则,即可求解;
(3)(Ⅰ)当OP与y1在点O处相切时,∠AOP 最小,此时,设直线OP解析式为y=kx,联立方程组,化简得x2+(3+2k)x=0,根据直线OP与y1的图象有唯一的交点,可得出Δ=(3+2k)2=0,求出,则,然后根据正切定义求解即可;
(Ⅱ)以O为原点,建立如图所示的平面直角坐标系,过P作PH⊥OA于H,根据正切的定义可求出PH=OH tanα,设OH=p,则PH=xtanp,则P(﹣p,ptanα),类似(1)求出y2的解析式为,把P(﹣p,ptanα) 代入求出,根据勾股定理得出OP2=p2+(ptanα)2,则可求,然后根据二次函数的性质求解即可.
【解答】解:(1)以O为原点,建立如图所示的平面直角坐标系,
则OB=m,
∴B(0,m),
∵OA=3,OP=3,
∴A(﹣3,0),P(0,3),
设抛物线解析式为,
把P(0,3)代入,得,
解得m=2,
故答案为:2;
(2)以O为原点,建立如图所示的平面直角坐标系,过P作PG⊥OA于G,
∵,∠AOP=45°,
∴PG=OP sin 45°=2,OG=OP cos45°=2,
∴P(﹣2,2),
当粒子经过P时,粒子落在B处,轨迹为y1,
当粒子的轨迹与OP相切(有唯一交点)时,函数图象为y2,刚好落在B1处,此时由于OP遮挡,粒子无法落到BB1上,
设B(m,0),
∵y1经过A(﹣3,0)、P(﹣2,2)、B(m,0),
∴设抛物线解析式为,
把P(﹣2,2)代入,得,
解得m=2,
∴B(2,0),
设B1(n,0),
∵y2经过A(﹣3,0)、B1(n,0),
∴设抛物线解析式为,
设直线OP解析式为y=kx,则﹣2k=2,解得k=﹣1,
∴y=﹣x,
联立方程组,
化简得x2+(1﹣n)x﹣3n=0,
∵直线OP与y2的图象有唯一的交点,
∴方程x2+(1﹣n)x﹣3n=0有两个相等的实数根,
即Δ=(1﹣n)2﹣4(﹣3n)=0,
解得n=25或(舍去),
∴,
∴,
即m的值为;
(3)(Ⅰ)当OP与y1在点O处相切时,∠AOP 最小,
此时,
设设直线OP解析式为y=kx,
联立方程组,
化简得x2+(3+2k)x=0,
直线OP与y1的图象有唯一的交点,
∴方程x2+(3+2k)x=0有两个相等的实数根,
∴Δ=(3+2k)2=0,
解得,
∴,
设,
则;
(Ⅱ)以O为原点,建立如图所示的平面直角坐标系,过P作PH⊥OA于H,
则,
∴PH=OH tanα,
设OH=p,则PH=xtanp,
∴P(﹣p,ptanα),
∵AO=BO=3,
∴B(3,0),
∴y2的解析式为y2(x+3)(x﹣3)x2,
∵点P在y2的图象上,
∴,
又OP2=p2+(ptanα)2,
∴,
∴当p2=7时,OP2有最小值为8,
∴OP的最小值为.
25.(14分)【问题背景】
已知点A是半径为r的⊙O上的定点,连接OA,将线段OA绕点O按逆时针方向旋转α(0°<α<90°)得到OE,连接AE,过点A作⊙O的切线l,在直线l上取点C,使得∠CAE为锐角.
【初步感知】
(1)如图1,当α=60°时,∠CAE= 30  °;
【问题探究】
(2)以线段AC为对角线作矩形ABCD,使得边AD过点E,连接CE,对角线AC,BD相交于点F.
①如图2,当AC=2r时,求证:无论α在给定的范围内如何变化,BC=CD+ED总成立:
②如图3,当ACr,时,请补全图形,并求tanα及的值.
【答案】(1)30;(2)证明过程详见解析;(3)补全图形如图,,.
【分析】(1)根据等腰△AOE的角度和切线的性质即可求出∠CAE=30°;
(2)因为AD=BC,且AD=AE+ED,要证BC=CD+ED,实际要证CD=AE,根据我们证线段相等的思路:①同一个三角形证等腰②不同三角形证全等,可证△OAE≌△FCD即可;
(3)由AC得tanα,再作OH⊥AE,证△OEH∽△CED得到,通过设边长,再利用勾股定理表示CD2建立勾股方程即可找到线段之间的关系.
【解答】(1)解:∵α=60°,OA=OE,
∴∠OAE=∠OEA=α=60°,
∵AC与圆相切,
∴∠OAC=90°,
∴∠CAE=30°.
故答案为:30.
(2)证明:∵四边形ABCD是矩形,AC=2r,
∴OA=OE=CF=DF=r,
∵∠OAC=∠ADC=90°,
∴∠OAE+∠CAD=∠ACD+∠CAD,
∴∠OAE=∠ACD,
∵OA=OE,CF=DF,
∴∠OAE=∠OEA=∠ACD=∠CDF,
在△OAE和△FCD中,

∴△OAE≌△FCD(AAS),
∴AE=CD,
∵AD=AE+ED,
∴BC=CD+ED.
即无论α在给定的范围内如何变化,BC=CD+ED总成立.
(3)解:补全图形如图,
∵AC是切线,
∴∠OAC=90°,
∵AC,
∴tan∠AOC,
设OA=3m,则AC4m,OC=5m,
∵,OE=OA=3m,
∴CE=2m,OE+CE=5m=OC,
即点E在线段OC上,
∴tanα=tan∠AOC.
法一:如图,过O作OH⊥AE,垂足为H,则AH=EH,
∵∠OHE=90°=∠D,∠OEH=∠CED,
∴△OEH∽△CED,
∴,
设EH=AH=3a,则DE=2a,
∴AD=AH+EH+ED=8a,
在Rt△ACD中,CD2=AC2﹣AD2=16m2﹣64a2,
在Rt△CED中,CD2=CE2﹣ED2=4m2﹣4a2,
∴16m2﹣64a2=4m2﹣4a2,解得am,
∴BC=ADm,CDm=AB,
∴.
法二:由OH∥CD,得∠DCE=∠HOE=∠CAD,证△CAD∽△ECD,
直接得到,
∴.

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