23.(2012湖北咸宁,23,10分)如图1,矩形MNPQ中,点E,F,G,H分别在NP,PQ,QM,MN上,若 ,则称四边形EFGH为矩形MNPQ的反射四边形.图2,图3,图4中,四边形ABCD为矩形,且 , .
理解与作图:
(1)在图2、图3中,点E,F分别在BC,CD边上,试利用正方形网格在图上作出矩形ABCD的反射四边形EFGH.
计算与猜想:
(2)求图2,图3中反射四边形EFGH的周长,并猜想矩形ABCD的反射四边形的周长是否为定值?
启发与证明:
(3)如图4,为了证明上述猜想,小华同学尝试延长GF交BC的延长线于M,试利用小华同学给我们的启发证明(2)中的猜想.
【解析】(1)根据网格结构,作出相等的角得到反射四边形;
(2)图2中,利用勾股定理求出EF=FG=GH=HE的长度,然后可得周长;图3中利用勾股定理求出EF=GH,FG=HE的长度,然后求出周长,得知四边形EFGH的周长是定值;
(3)证法一:延长GH交CB的延长线于点N,再利用“角边角”证明Rt△FCE≌Rt△FCM,根据全等三角形对应边相等可得EF=MF,EC=MC,同理求出NH=EH,NB=EB,从而得到MN=2BC,再证明GM=GN,过点G作GK⊥BC于K,根据等腰三角形三线合一的性质求出MK= MN=8,再利用勾股定理求出GM的长度,然后可求出四边形EFGH的周长;
证法二:利用“角边角”证明Rt△FCE≌Rt△FCM,根据全等三角形对应边相等可得EF=MF,EC=MC,再根据角的关系推出∠M=∠HEB,根据同位角相等,两直线平行可得HE∥GF,同理可证GH∥EF,所以四边形EFGH是平行四边形,过点G作GK⊥BC于K,根据边的关系推出MK=BC,再利用勾股定理列式求出GM的长度,然后可求出四边形EFGH的周长.
【答案】(1)作图如下: 2分
(2)解:在图2中, ,
∴四边形EFGH的周长为 . 3分
在图3中, , .
∴四边形EFGH的周长为 . 4分
猜想:矩形ABCD的反射四边形的周长为定值. 5分
(3)如图4,证法一:延长GH交CB的延长线于点N.
∵ , ,
∴ .
而 ,
∴Rt△FCE≌Rt△FCM.
∴ , . 6分
同理: , .
∴ . 7分
∵ , ,
∴ . ∴ . 8分
过点G作GK⊥BC于K,则 . 9分
∴ .
∴四边形EFGH的周长为 . 10分
证法二:∵ , , ∴ .
而 , ∴Rt△FCE≌Rt△FCM.
∴ , . 6分
∵ , ,
而 , ∴ .
∴HE∥GF. 同理:GH∥EF.
∴四边形EFGH是平行四边形.
∴ . 而 ,
∴Rt△FDG≌Rt△HBE. ∴ .
过点G作GK⊥BC于K,则
∴ .
∴四边形EFGH的周长为 .
【点评】本题主要考查了应用与设计作图,全等三角形的判定与性质,勾股定理的应用,矩形的性质,读懂题意理解“反射四边形EFGH”特征是解题的关键.
25.(2012贵州黔西南州,25,14分)问题:
已知方程x2+x-1=0,求一个一元二次方程,使它的根分别是已知方程根的2倍.
解:设所求方程的根为y,则y=2x,所以x=y2.
把x=y2代入已知方程,得(y2)2+y2-1=0.
化简,得:y2+2y-4=0.
故所求方程为y2+2y-4=0.
这种利用方程根的代换求新方程的方法,我们称为“换根法”.请用阅读材料提供的“换根法”求新方程(要求:把所求方程化成一般形式):
(1)已知方程x2+x-2=0,求一个一元二次方程,使它的根分别是已知方程根的相反数.
(2)已知关于x的一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)有两个不等于零的实数根,求一个一元二次方程,使它的根分别是已知方程根的倒数.
【解析】按照题目给出的范例,对于(1)的“根相反”,用“y=-x”作替换;对于(2)的“根是倒数”,用“y=1x”作替换,并且注意有“不等于零的实数根”的限制,要进行讨论.
【答案】(1)设所求方程的根为y,则y=-x,所以x=-y.………………(2分)
把x=-y代入已知方程x2+x-2=0,
得(-y)2+(-y)-2=0.………………(4分)
化简,得:y2-y-2=0.………………(6分)
(2)设所求方程的根为y,则y=1x,所以x=1y.………………(8分)
把x=1y 代如方程ax2+bx+c=0得.
a(1y)2+b•1y+c=0,………………(10分)
去分母,得,a+by+cy2=0.……………………(12分)
若c=0,有ax2+bx=0,于是方程ax2+bx+c=0有一个根为0,不符合题意.
∴c≠0,故所求方程为cy2+by+a=0(c≠0).……………………(14分)
【点评】本题属于阅读理解题,读懂题意,理解题目讲述的方法的基础;在实际解题时,还要灵活运用题目提供的方法进行解题,实际上是数学中“转化”思想的运用.
八、(本大题16分)
26.(2012贵州黔西南州,26,16分)如图11,在平面直角坐标系xoy中,已知抛物线经过点A(0,4),B(1,0),C(5,0)抛物线的对称轴l与x轴相交于点M.
(1)求抛物线对应的函数解析式和对称轴.
(2)设点P为抛物线(x>5)上的一点,若以A、O、M、P为顶点的四边形的四条边的长度为四个连续的正整数.请你直接写出点P的坐标.
(3)连接AC,探索:在直线AC下方的抛物线上是否存在一点N,使△NAC的面积最大?若存在,请你求出N的坐标;若不存在,请说明理由.
【解析】(1)已知抛物线上三点,用“待定系数法”确定解析式;(2)四边形AOMP中,AO=4,OM=3,过A作x轴的平行线交抛物线于P点,这个P点符合要求“四条边的长度为四个连续的正整数”;(3)使△NAC的面积最大,AC确定,需要N点离AC的距离最大,一种方法可以作平行于AC的直线,计算这条直线与抛物线只有一个交点时,这个交点即为N;另一种方法,过AC上任意一点作y轴的平行线交抛物线于N点,这样△NAC被分成两个三角形,建立函数解析式求最大值.
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