22.(本题满分11分)
如图1所示,将一个边长为2的正方形和一个长为2、宽为1的长方形拼在一起,构成一个大的长方形.现将小长方形绕点顺时针旋转至,旋转角为.
(1)当点恰好落在边上时,求旋转角的值;
(2)如图2,为的中点,且0°<<90°,求证:;
(3)小长方形绕点顺时针旋转一周的过程中,与能否全等?若能,直接写出旋转角的值;若不能,说明理由.
答案:(1) ∵DC//EF,∴∠DCD′=∠CD′E=∠CD′E=α. ∴sinα=,∴α=30°
(2) ∵G为BC中点,∴GC=CE′=CE=1,
∵∠D′CG=∠DCG+∠DCD′=90°+α, ∠DCE′=∠D′CE′+∠DCD′=90°+α,
∴∠D′CG=∠DCE′又∵CD′=CD, ∴△GCD′≌△E′CD, ∴GD′=E′D
(3) 能. α=135°或α=315°
考点:图形的旋转、三角函数、解直角三角形、全等三角形的判定
点评:本题依据学生的认知规律,从简单特殊的问题入手,将问题向一般进行拓展、变式,通过操作、观察、计算、猜想等获得结论.此类问题综合性较强,要完成本题学生需要有较强的类比、迁移、分析、变形应用、综合、推理和探究能力.
23.(本题满分12分)
为了改善市民的生活环境,我是在某河滨空地处修建一个如图所示的休闲文化广场.在Rt△内修建矩形水池,使顶点在斜边上,分别在直角边上;又分别以为直径作半圆,它们交出两弯新月(图中阴影部分),两弯新月部分栽植花草;其余空地铺设地砖.其中,.设米,米.
(1)求与之间的函数解析式;
(2)当为何值时,矩形的面积最大?最大面积是多少?
(3)求两弯新月(图中阴影部分)的面积,并求当为何值时,矩形的面积等于两弯新月面积的?
答案:(1)在Rt△ABC中,由题意得AC=米,BC=36米,∠ABC=30°,
所以
又AD+DE+BE=AB,
所以(0<x<8).
(2)矩形DEFG的面积
所以当x=9时,矩形DEFG的面积最大,最大面积为平方米.
(3)记AC为直径的半圆\、BC为直径的半圆、AB为直径的半圆面积分别为S1、S2、S3,两弯新月面积为S,则
由AC2+BC2=AB2可知S1+S2=S3,∴S1+S2-S=S3-S△ABC ,故S=S△ABC
所以两弯新月的面积S=(平方米)
由, 即,解得,符合题意,
所以当米时,矩形DEFG的面积等于两弯新月面积的.
考点:考查了解直角三角形,二次函数最值求法以及一元二次方程的解法。
点评:本题是二次函数的实际问题。解题的关键是对于实际问题能够灵活地构建恰当的数学模型,并综合应用其相关性质加以解答.
24.(本题满分13分)
如图,抛物线关于直线对称,与坐标轴交于三点,且,点在抛物线上,直线是一次函数的图象,点是坐标原点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若直线平分四边形的面积,求的值.
(3)把抛物线向左平移1个单位,再向下平移2个单位,所得抛物线与直线交于两点,问在轴正半轴上是否存在一定点,使得不论取何值,直线与总是关于轴对称?若存在,求出点坐标;若不存在,请说明理由.
答案:(1)因为抛物线关于直线x=1对称,AB=4,所以A(-1,0),B(3,0),
由点D(2,1.5)在抛物线上,所以,所以3a+3b=1.5,即a+b=0.5,
又,即b=-2a,代入上式解得a=-0.5,b=1,从而c=1.5,所以.
(2)由(1)知,令x=0,得c(0,1.5),所以CD//AB,
令kx-2=1.5,得l与CD的交点F(),
令kx-2=0,得l与x轴的交点E(),
根据S四边形OEFC=S四边形EBDF得:OE+CF=DF+BE,
即:
(3)由(1)知
所以把抛物线向左平移1个单位,再向下平移2个单位,所得抛物线的解析式为
假设在y轴上存在一点P(0,t),t>0,使直线PM与PN关于y轴对称,过点M、N分别向y轴作垂线MM1、NN1,垂足分别为M1、N1,因为∠MPO=∠NPO,所以Rt△MPM1∽Rt△NPN1,
所以,………………(1)
不妨设M(xM,yM)在点N(xN,yN)的左侧,因为P点在y轴正半轴上,
则(1)式变为,又yM =k xM-2, yN=k xN-2,
所以(t+2)(xM +xN)=2k xM xN,……(2)
把y=kx-2(k≠0)代入中,整理得x2+2kx-4=0,
所以xM +xN=-2k, xM xN=-4,代入(2)得t=2,符合条件,
故在y轴上存在一点P(0,2),使直线PM与PN总是关于y轴对称.
考点:本题是一道与二次函数相关的压轴题,综合考查了考查了二次函数解析式的确定,函数图象交点及图形面积的求法,三角形的相似,函数图象的平移,一元二次方程的解法等知识,难度较大.
点评:本题是一道集一元二次方程、二次函数解析式的求法、相似三角形的条件与性质以及质点运动问题、分类讨论思想于一体的综合题,能够较好地考查了同学们灵活应用所学知识,解决实际问题的能力。问题设计富有梯度、由易到难层层推进,既考查了知识掌握,也考查了方法的灵活应用和数学思想的形成。