(四川成都卷)2023年中考数学第一次模拟考试(全解全析)
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2023年中考数学第一次模拟考试(四川成都卷)
数学·全解全析
A 卷
1 2 3 4 5 6 7 8 A
A
C
D
C
B
A
B
一、选择题 1.【答案】A
【分析】直接利用相反数的定义得出答案. 【详解】5-的相反数是5.故选:A
【点睛】此题主要考查了相反数,正确掌握定义是解题的关键.相反数的定义:只有符号不同的两个数叫做互为相反数. 2.【答案】A
【分析】找到从几何体的左边看所得到的图形即可.
【详解】解:从几何体的左边看有两层,底层两个正方形,上层左边一个正方形. 故选:A .
【点睛】此题主要考查了简单几何体的三视图,熟练掌握三视图的观察方法是解题的关键. 3.【答案】C
【分析】120000000用科学记数法表示成10n a ⨯的形式,其中 1.2a =,8n =,代入可得结果. 【详解】解:120000000的绝对值大于10表示成10n a ⨯的形式
1.2a =,918n
∴120000000表示成81.210⨯
故选C .
【点睛】本题考查了科学记数法.解题的关键在于确定a n 、的值. 4.【答案】D
【分析】根据合并同类项,幂的乘方,同底数幂的乘法,同底数幂的除法法则,对各选项计算后即可求解. 【详解】
A. 2a 3﹣a 3=a 3,故该选项不正确,不符合题意,
B. (a 3)2=a 6,故该选项不正确,不符合题意,
C. 2a 2•3a 3=6a 5,故该选项不正确,不符合题意,
D. a 7÷a 5=a 2,故该选项正确,符合题意, 故选D
【点睛】本题主要考查合并同类项,幂的乘方,同底数幂的乘法,同底数幂的除法法则,熟练掌握运算性质和公式是解题的关键. 5.【答案】C
【分析】根据二次根式的性质和分式的意义,被开方数大于或等于0,分母不等于0,可以求出x 的范围.
【详解】解:根据题意得:1020x x +≥⎧⎨-≠⎩,
解得:x ≥−1且x ≠2. 故选:C .
【点睛】本题考查了函数自变量的取值范围,函数自变量的范围一般从三个方面考虑: (1)当函数表达式是整式时,自变量可取全体实数; (2)当函数表达式是分式时,考虑分式的分母不能为0; (3)当函数表达式是二次根式时,被开方数非负. 6.【答案】B
【分析】由关于x 的一元二次方程有实数根,得到根的判别式的值大于等于0,列出关于a 的不等式,求出不等式的解集即可得到a 的范围.
【详解】解:∵关于x 的一元二次方程220x x a -+=有实数根, ∴24440b ac a =-=-≥, 解得:a ≤1; 故选B .
【点睛】本题考查了根的判别式:一元二次方程20(a 0)++=≠ax bx c 的根与24b ac =-△有如下关系:当△>0时,方程有两个不相等的两个实数根;当△=0时,方程有两个相等的两个实数根;当△<0时,方程无实数根. 7.【答案】A
【分析】连接OA ,根据圆周角定理求出AOC ∠,根据切线的性质得到90OAC ∠=︒,根据直角三角形的性质计算,得到答案. 【详解】解:连接OA ,
20B ︒∠=,
240AOC B ∴∠=∠=︒,
AC 与圆相切于点A ,90OAC ∴∠=︒,
904050C ∴∠=︒-︒=︒,
故选:A .
【点睛】本题考查的是切线的性质、圆周角定理,掌握圆的切线垂直于经过切点的半径是解题的关键. 8.【答案】B
【分析】①由抛物线的开口方向,抛物线与y 轴交点的位置、对称轴即可确定a 、b 、c 的符号,即得abc 的符号;②由抛物线与x 轴有两个交点判断即可;③分别比较当3x =-时、1x =时,y 的取值,然后解不等式组可得630a c +<,即20a c +<;又因为0a <,所以30a c +<.故错误;④将1x =代入抛物线解析式得到
0a b c ++<,再将1x =-代入抛物线解析式得到0a b c -+>,两个不等式相乘,根据两数相乘异号得负的取
符号法则及平方差公式变形后,得到22()a c b +<,即可求解.
【详解】解:①∵抛物线开口向下,与y 轴交于正半轴,对称轴在y 轴左侧, ∴0a <, 0c >,02b
a
-<, ∴b 与a 同号, ∴0b <,
∴0abc >,故①错误; ②∵抛物线与x 轴有两个交点, ∴240b ac ->,故②正确;
③当3x =-,0y <时,即930a b c -+< (1), 当1x =时,0y <,即0a b c ++< (2), (1)+(2)3⨯得:1240a c +<, 即()430a c +<, 又40>,
30a c ∴+<.故③错误;
④1x =时,0y a b c =++<,1x =-时,0y a b c =-+>,
()()0a b c a b c ∴++-+<,
即()()()2
2
0a c b a c b a c b ⎡⎤⎡⎤+++-=+-<⎣⎦⎣⎦
, 22()a c b ∴+<,故④正确.
综上所述,正确的结论有②④,共2个. 故选:B
【点睛】本题考查了二次函数图象与系数的关系.理解二次函数2(0)y ax bx c a =++≠系数符号由抛物线开口方向、对称轴、抛物线与y 轴的交点抛物线与x 轴交点的个数确定是解题的关键. 二、填空题
9.【答案】(1)(1)a a a +-
【分析】确定公因式是 a ,然后提取公因式后再利用平方差公式分解即可. 【详解】解:3a a -,
2(1)a a =-,
(1)(1)a a a =+-. 故答案为:(1)(1)a a a +-.
【点睛】本题考查因式分解,掌握方法是关键. 10.【答案】y 2>y 1>y 3
【分析】根据题意画出图形,结合反比例函数的增减性,M (-12,y 1),N (-1
4,y 2)在第二象限,且y 随x
的增大而增大,则y 2>y 1, P (1
2
,y 3)在第四象限,则y 3最小,故可得出答案.
【详解】解:∵k <0,函数图象如图,
∴图象在第二、四象限,在每个象限内,y 随x 的增大而增大, ∴M 、N 点在第二象限,P 点在第四象限, ∵-12<-14<12
,
∴y 2>y 1>y 3.
故答案为:y2>y1>y3.
【点睛】本题考查了反比例函数图象上点的坐标特征,解题的关键是注意k<0时,函数图象在二、四象限,并且在第二象限y随x的增大而增大.
11.【答案】42°
【分析】由作图可知AE EB
=,根据∠EBD=∠ABD﹣∠ABE,求出∠ABD,∠ABE即可解决问题.
【详解】解:∵AD=AB,∠A=32°,
(180°﹣∠A)=74°,
∴∠ABD=∠ADB=1
2
由作图可知,EA=EB,∴∠ABE=∠A=32°,
∴∠EBD=∠ABD﹣∠ABE=74°﹣32°=42°,故答案为:42°.
【点睛】本题考查了作垂直平分线,垂直平分线的性质,等边对等角,三角形内角和定理,由作图得到AE EB
=
是解题的关键.
12.【答案】24
【分析】由菱形的性质得AB=BC=CD=AD,AE=CE,再证EF是△ABC的中位线,得AB=2EF=2×3=6,即可求解.
【详解】解:∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC=CD=AD,AE=CE,
∵F是BC的中点,
∴EF是△ABC的中位线,
∴AB=2EF=2×3=6,
∴菱形ABCD的周长=4×6=24.
故答案为:24.
【点睛】本题考查了菱形的性质,中位线的性质,掌握中位线的性质是解题的关键.
13.【答案】
【分析】分式方程两边都乘以x﹣2,将原方程化为整式方程,再根据增根的概念得出x=2,代入整式方程计算可得.
【解析】分式方程两边都乘以x﹣2,得:x﹣3m=2m(x﹣2),
∵关于x的分式方程2m有增根,
∴增根为x=2,
将x =2代入方程x ﹣3m =2m (x ﹣2),得2﹣3m =0,解得m= 故答案为:. 三、解答题
14.【答案】(1)63;(2)34x y =-⎧⎨
=⎩
【分析】(1)原式利用零指数幂、负整数指数幂法则,绝对值的代数意义,以及特殊角的三角函数值计算即可求出值;
(2)方程组利用加减消元法求出解即可. 【详解】解:(1)原式91323=-+63=
(2)148x y x y +=⎧⎨+=-⎩
①
②,
②-①得:39x =-, 解得:3x =-,
把3x =-代入①得:31y -+=, 解得:4y =,
则方程组的解为3
4x y =-⎧⎨=⎩
.
【点睛】此题考查了解二元一次方程组,以及实数的运算,熟练掌握运算法则是解本题的关键. 15.【答案】(1)见解析,2
3
;
(2)不公平,见解析
【分析】(1)用列表法表示所有可能出现的结果,进而求出相应的概率即可; (2)求出小明、小亮获胜的概率即可. (1)解:根据题意可列表或树状图如下: 第一次
第二次 1
2
3
4
1 (1,2) (1,3) (1,4) 2
(2,1)
(2,3)
(2,4)
3 (3,1) (3,2) (3,4)
4 (4,1) (4,2) (4,3)
从表可以看出所有可能结果共有12种,且每种结果发生的可能性相同,符合条件的结果有8种,
∴P(和为奇数)
2
3 =;
(2)解:不公平.
∵小明先挑选的概率是P(和为奇数)
2
3
=,小亮先挑选的概率是P(和为偶数)1
3
=,
21
33
≠,
∴不公平.
【点睛】本题考查了列表法或树状图法求简单随机事件发生的概率,列举出所有可能出现的结果是正确解答的关键.
16.【答案】3(2)9.1米/秒
【分析】(1)先在直角三角形ACD中,利用锐角三角函数求出AD,BD,即可求解;
(2)根据路程÷时间=速度进行计算即可.
【详解】:(1)解:由题意可知,CD=20m,∠ACD=60°,∠BCD=45°,
在Rt△ACD中,∠ACD=60°,CD=20m,
∴tan203
AD ACD CD
=∠=m),
在Rt△BCD中,∠BCD=45°,CD=20m,
∴BD=CD=20m,
∴(20203)
AB AD BD
=+=+m,
答:AB的长度为(20203)
+m;
(2)该车的速度为(20203)69.1
+÷≈(米/秒),
则该车的速度约为9.1米/秒.
【点睛】本题考查了解直角三角形的应用,解题的关键是准确构造直角三角形.
17.【答案】(1)见解析;(2)2
【分析】(1)连接OC,根据切线的判定定理,只需证明CD⊥OC即可;
(2)因为DE=OD-OE,所以设法求出OD、OE的长即可.
【详解】(1)证明:如图,连接OC.
∵AB 为⊙O 的直径,AC 为弦,
∴∠ACB =90°,即∠OCB +∠ACO =90°. ∵OA =OC , ∴∠ACO =∠A . ∵∠BCD =∠A , ∴∠ACO =∠BCD .
∴∠OCB +∠BCD =90°,即∠OCD =90°. ∴CD ⊥OC . ∵OC 为⊙O 的半径, ∴CD 是⊙O 的切线.
(2)解:∵∠BCD =∠A ,cos ∠BCD =920
, ∴cos A =cos ∠BCD =920
. 在Rt △ABC 中, ∵cos AC
A AB
=
∴AB =cos AC A
=2.7
920
=2.720
=69⨯. ∴OC =OE =
1
2
AB =3. 在Rt △ODC 中, ∵222OD OC DC =+,
∴2222345OD OC DC =++=. ∴DE =OD ﹣OE =5﹣3=2.
【点睛】本题考查了圆的切线的判定、勾股定理、锐角三角函数等知识点,熟知圆的切线的判定方法和锐角三角函数的定义是解题的关键.
18.答案(1)6k =-;4b =;(2)30,4E ⎛⎫
⎪⎝⎭
;(3)1x <-或03x <<.
【分析】(1)将点A 的横、纵坐标分别代入一次函数和反比例函数的解析式,即可求出b 和k 的值; (2)根据ABE △的面积,利用面积公式,可求得线段CE 的长,再根据线段长和点坐标的转化,可求得E 点坐标;
(3)观察函数图象的不同位置,可得出当函数值12y y >时,相对应的自变量x 的取值范围. 【详解】(1)∵点A (-1,6)在一次函数12y x b =-+上, ∴-2⨯(-1)+b =6.解得,4b =. ∵点A (-1,6)在反比例函数2k
y x
=
上,∴166k =-⨯=-. (2)设()0E a ,.∵点()2B m -,
在函数26
y x
=-上,∴-2m =-6. 解得,3m =.∴B (3,-2). ∵132
AEB S =
△,∴()113
22B A CE x x -=.
∴()1133122CE +=.∴13
4
CE =. ∴4-a=
134,解得,a=3
4
. ∴304E ⎛⎫
⎪⎝⎭
,.
(3)观察图象:
∵反比例函数26
y x
=-的两个分支在第二、四象限,
一次函数124y x =-+的图象经过第三、一、四象限, ∴在第二象限内,当12y y >时,有x <-1; 在第一、四象限内,当12y y >时,有0<x <3. 故答案为:1x <-或03x <<.
【点睛】本题考查了一次函数和反比例函数的待定系数求法、点坐标的求法,及已知函数值的大小关系,确定自变量的取值范围等知识点.熟知线段长和点坐标的相互转化是解题的基础;根据函数图象的位置判断自变量的取值范围是关键.
B 卷
一、填空题 19.【答案】8
【分析】首先根据方程组得到x +y =3,然后将代数式变形后代入即可求值. 【详解】解:()
()211 282x y a x y a ⎧+=-⎪⎨
+=+⎪⎩
(1)+(2),得3x +3y =9,∴x +y =3,∴2x+y =23=8. 故答案为:8.
【点睛】本题考查了幂的乘方及同底数幂的乘法的知识,解题的关键是能够根据方程组求得x +y =3,难度适中.
20.【答案】7
32
a ≤<
【分析】根据不等式组所有整数解之和为﹣5可知,比2小的连续整数之和为﹣5的情况为,10(1)(2)+(3)=5++-+---,最小整数为﹣3,故323a -≤-且324a ->-,解出解集即可.
【详解】解:不等式()1
2513
x x +>+,解集为:2x <, 不等式
()1
32
x x a +≤+ ,的解集为:32a x -≤, ∵不等式组所有整数解之和为﹣5,10(1)(2)+(3)=5++-+---, ∴ 323a -≤-且324a ->-, 解得:3a ≥,72a <, 综上所述,7
32a ≤< , 故答案为:732
a ≤<
. 【点睛】本题考查解一元一次不等式组的解集,以及数形结合思想,能够熟练应用数形结合思想是解决本题的关键.
21.【答案】1
3
-
【分析】化简前几个数,得到an 以三个数为一组,不断循环,因为2022÷3=674,所以a 2021=a 3,再代数求值即可.
【详解】解:a 1=a 1,21
11a a =-, 131111
111
111
1111a a a a a a -=-
=-
==
----,
4113
1
1
1
111(1)11a a a a a =-
=-=--=-, ∴an 以三个数为一组,不断循环, ∵2022÷3=674, ∴a 2021=31111
1143
a a =
==---, 故答案为:1
3
-.
【点睛】本题考查了分式的加减法,探索规律,通过计算找到规律是解题的关键. 22.【答案】﹣3.
【分析】如图连接OB 、OC ,作BE OP ⊥ 于点E ,CF OP ⊥ 于点F .根据OA //BC ,得到=6OBC ABC S S ∆∆= ,根据已知条件得到4,=2OPB OPC S S ∆∆= ,根据相似三角形的性质即可得到结论. 【详解】解:如图连接OB ,OC ,CF ⊥y 轴于F ,过B 作BE y ⊥轴于,E
∵OA ∥BC ,
∴S △OBC =S △ABC =6, ∵:2:1PB PC =,
∴S △OPB =4,S △OPC =2,
∵S △OBE =1
12=6,2⨯
∴642,PBE
S
=-=
CF y ⊥轴,BE y ⊥轴, //,CF BE ∴
∵△BEP ∽△CFP , ∴1,4
CFP BEP
S CP S
PB ⎛⎫== ⎪⎝⎭ 1,2
CFP
S
∴=
∴S△OCF=
13
2
22
-=,
∴3
k=-.
故答案为:3
-.
【点睛】本题考查了反比例函数与一次图数的交点问题,三角形的面积的计算,相似三角形的判定和性质,解题的关键是正确的作出辅助线.
23.【答案】①②③
【分析】①由互余的性质证明∠GAF=∠BCF,由正方形的性质得AB=CB,∠ABC=∠CBF=90°,便可由ASA 定理得:△ABE≌△CBF;②证明△AFG≌△ACG(ASA),便可得出结果;③证明△ABG≌△DCG(SAS),得∠AGB=∠DGC,进而得BG⊥DG;④证明△DCH∽△ACE,利用相似三角形的性质求解.
【详解】解:①∵四边形ABCD为正方形,
∴AB=CB,∠ABC=∠CBF=90°,
∵AG⊥CF,
∴∠AGF=90°,
∴∠GAF+∠F=90°,
∵∠BCF+∠F=90°,
∴∠GAF=∠BCF,
∴△ABE≌△CBF(ASA),故此小题结论正确;
②∵AG是∠CAB的角平分线,
∴∠BAG=∠CAG,
∵∠AGF=∠AGC=90°,AG=AG,
∴△AFG≌△ACG(ASA),
∴FG=CG,故此小题结论正确;
③∵∠CBF=90°,FG=CG,
∴BG=CG,
∴∠CBG=∠BCG,
∵∠ABC=∠DCB=90°,
∴∠ABG=∠DCG,
∵AB=DC,
∴△ABG≌△DCG(SAS),
∴∠AGB =∠DGC ,
∵∠DGC +∠AGD =∠AGC =90°, ∴∠AGB +∠AGD =90°,
∴BG ⊥DG ,故此小题结论正确; ④∵△ABG ≌△DCG , ∴∠CDG =∠BAG =∠CAG , ∵∠DCH =∠ACE , ∴△DCH ∽△ACE , ∴
2
DH DC AE AC = ∴DH 2
, 故此小题结论错误.
由上可知,正确的结论是①②③, 故答案为:①②③.
【点睛】本题主要是正方形的一个综合题,主要考查了正方形的性质,全等三角形的性质与判断,角平分线的性质,相似三角形的性质与判定,直角三角形的性质,等腰三角形的性质与判定,涉及的知识点多,综合性强,难度较大.灵活运用这些知识解题是关键. 二、解答题
24.【答案】(1)()()21
155001202
{21000
4202130x x x y x x
-++≤≤=-≤≤;(2)612.5元
【分析】(1)根据题意分两种情况得到该基地销售这种果苗30天里每天所获利润y 关于x 的函数关系式; (2)根据(1)中的关系式和函数的性质可以求得基地负责人这次为“精准扶贫”捐赠多少钱. 【详解】(1)解:分两种情况, ①当1≤x ≤20时,
()()1102010502y m n x x ⎛⎫
=-=+--+ ⎪⎝⎭
21
155002
x x =-++,
②当21≤x ≤30时,
()()42010101050y m n x x ⎛⎫
=-=+--+ ⎪⎝⎭
21000
420x
=
-, 综上:()()21
155001202
{21000
4202130x x x y x x
-++≤≤=-≤≤;
(2)解:①当1≤x ≤20时,
()2
21112251550015222
y x x x =-++=--+,
∵1
02
a =-<,
∴当x =15时,y 最大=1225
=612.52
, ②21≤x ≤30时,由21000
420y x
=
-知,y 随x 的增大而减小, ∴当x =21时,y 最大=21000
42058021
-=, ∵580<612.5,
∴基地负责人向“精准扶贫”捐了612.5元.
【点睛】本题考查二次函数与反比例函数的应用,解答本题的关键是明确题意,找出所求问题需要的条件,求出相应的函数关系式,再利用函数的性质解决问题. 25.【答案】(1)2
1382
y x x =
++ (2)P 1(2,12),P 2(6,8)
(3)存在,(3,515),(3,11),(3,8)
【分析】(1)直接将A (﹣2,0)和点B (8,0)代入y =ax 2+bx +8(a ≠0),解出a ,b 的值即可得出答案; (2)先求出点C 的坐标及直线BC 的解析式,再根据图及题意得出三角形PBC 的面积;过点P 作PG ⊥x 轴,交x 轴于点G ,交BC 于点F ,设2
1(,38)2
P t t x -++,根据三角形PBC 的面积列关于t 的方程,解出t
的值,即可得出点P 的坐标;
(3)由题意得出三角形BOC 为等腰直角三角形,然后分MN =EM ,MN =NE ,NE =EM 三种情况讨论结合图形得出边之间的关系,即可得出答案.
【详解】(1)解:∵抛物线y =ax 2+bx +8(a ≠0)过点A (﹣2,0)和点B (8,0), ∴428064880a b a b -+=⎧⎨++=⎩,解得123
a b ⎧=-
⎪⎨
⎪=⎩.
∴抛物线解析式为:2
1382
y x x =
++; (2)解:当x =0时,y =8, ∴C (0,8),
∵B (8,0),设直线BC 解析式为y kx b =+',
则8
80b k b '=⎧⎨+'=⎩,解得81b k '=⎧⎨
=-⎩
∴直线BC 解析式为:y =﹣x +8, ∵11
1084022
ABC S AB OC ∆=⋅⋅=⨯⨯=,
∴3
245
PBC ABC S S ∆∆==,
过点P 作PG ⊥x 轴,交x 轴于点G ,交BC 于点F , 设2
1(,38)2
P t t t -++,
∴F (t ,﹣t +8), ∴21
42
PF t t =-+,
∴1
242
PBC S PF OB ∆=
⋅=, 即2
11(4)82422
t t ⨯-+⨯=, ∴t 1=2,t 2=6,
∴P 1(2,12),P 2(6,8);
(3)存在,∵C (0,8),B (8,0),∠COB =90°,∴△OBC 为等腰直角三角形,
抛物线21382
y x x =++的对称轴为3
3
122()
2
b x a =-==⨯-,∴点E 的横坐标为3, 又∵点E 在直线BC 上,∴点E 的纵坐标为5,∴E (3,5), 设2
1(3,),(,38)2
M m N n n n ++,
①当MN =EM ,∠EMN =90°,
△NME ∽△COB ,则253
1382
m n n n m -=-⎧⎪
⎨-++=⎪⎩,解得68n m =⎧⎨=⎩或20n m =-⎧⎨=⎩(舍去),
∴此时点M 的坐标为(3,8),
②当ME =EN ,当∠MEN =90°时,
则25313852
m n n n -=-⎧⎪
⎨-++=⎪⎩,解得:515315m n ⎧=+⎪⎨=+⎪⎩或515315m n ⎧=-⎪⎨=-⎪⎩(舍去),
∴此时点M 的坐标为(3,515)+;
③当MN =EN ,∠MNE =90°时,此时△MNE 与△COB 相似,
此时的点M与点E关于①的结果(3,8)对称,
设M(3,m),则m﹣8=8﹣5,解得m=11,∴M(3,11);
此时点M的坐标为(3,11);
故在射线ED上存在点M,使得以点M,N,E为顶点的三角形与△OBC相似,点M的坐标为:(3,8)或(3,515)或(3,11).
【点睛】本题是一道综合题,涉及到二次函数的综合、相似三角形的判定及性质、等腰三角形的性质、勾股定理、正方形的性质等知识点,综合性比较强,解答类似题的关键是添加合适的辅助线.
26.【答案】(1)55
BC=
(2)5
AE=
(3)当t 2344
-
CG取得最小值为31732
【分析】(1)过点B作BH⊥CD于点H,则四边形ADHB是矩形,由勾股定理可得出答案;
(2)过点G作MN⊥AB,证明△EMG≌△GND(AAS),得出MG=DN,设DN=a,GN=b,则MG=a,
ME=b,证明△DGN∽△GFN,由相似三角形的性质得出GN NF
DN GN
=,得出方程3t=10﹣t+
2
10
t
t-
,解方程
求出t的值可得出答案;
(3)连接BD,交EF于点K,证明△BEK∽△DFK,得出比例线段
22
33
BK BE t
DK DF t
===,求出BD=2,
DK=2DK的中点,连接OG,点G在以O为圆心,r=2OC,OG,求出CG的最小值和t的值即可.
【详解】(1)解:如图1,过点B作BH⊥CD于点H,则四边形ADHB是矩形,
∵AB=10,CD=15,
∴CH=5,
又∵BH=AD=10,
∴BC=2222
+=+=;
10555
BH CH
(2)解:过点G作MN⊥AB,如图2,
∥,
∵AB CD
∴MN⊥CD,
∵DG⊥EF,
∴∠EMG=∠GND=90°,
∴∠MEG+∠MGE=90°,
∵∠EGM+∠DGN=90°,
∴∠GEM=∠DGN,
∵EG=DG,
∴△EMG≌△GND(AAS),
∴MG=DN,
设DN=a,GN=b,则MG=a,ME=b,
∵点E从点B向点A以每秒2个单位的速度运动,同时点F从点D向点C以每秒3个单位的速度运动,
∴BE=2t,AE=10﹣2t,DF=3t,CF=15﹣3t,∵AM=DN,AD=MN,
∴a+b=10,a﹣b=10﹣2t,解得a=10﹣t,b=t,∵DG⊥EF,GN⊥DF,
∴∠DNG=∠FNG=90°,
∴∠GDN+∠DFG=∠GDN+∠DGN=90°,
∴∠DFG=∠DGN,
∴△DGN∽△GFN,
∴GN NF DN GN
=,
∴GN2=DN•NF,
∴NF=
22
10
GN t
DN t
=
-
,
又∵DF=DN+NF,
∴3t=10﹣t+
2
10
t
t-
,
解得t=55
±,
又∵0≤t≤5,
∴t=5﹣5,
∴AE=10﹣2t=25.
(3)解:如图3,连接BD,交EF于点K,∵BE DF
∥,
∴△BEK∽△DFK,
∴
22
33 BK BE t
DK DF t
===,
又∵AB=AD=10,
∴BD 2=2, ∴DK =3
625
BD =
取DK 的中点,连接OG , ∵DG ⊥EF ,
∴△DGK 为直角三角形, ∴OG =1
322
DK =
∴点G 在以O 为圆心,r =2 连接OC ,OG ,由图可知CG ≥OC ﹣OG , 当点G 在线段OC 上时取等号, ∵AD =AB ,∠A =90°, ∴∠ADB =45°, ∴∠ODC =45°,
过点O 作OH ⊥DC 于点H , 又∵OD =2CD =15, ∴OH =DH =3, ∴CH =12,
∴OC 22317OH CH += 则CG 的最小值为3172,
当O ,G ,C 三点共线时,过点O 作直线OR ⊥DG 交CD 于点S , ∵OD =OG , ∴R 为DG 的中点, 又DG ⊥GF , ∴OS ∥GF , ∴点S 是DF 的中点,
OC SC
OG SF
=, ∴DS =SF =32t ,SC =15﹣3
2
t ,
31531723322
t
t -=,
∴t 2344
-
,
即当t 2344
-
时,CG取得最小值为31732
【点睛】此题考查了矩形的性质,勾股定理,全等三角形的判定及性质,相似三角形的判定及性质,最小值问题,圆的基础知识,熟记各知识点并熟练应用是解题的关键.。