备战中考数学——锐角三角函数的综合压轴题专题复习及答案解析

备战中考数学——锐角三角函数的综合压轴题专题复习及答案解析
一、锐角三角函数
1．在△ABC中，AB=BC，点O是AC的中点，点P是AC上的一个动点（点P不与点A，O，C重合）．过点A，点C作直线BP的垂线，垂足分别为点E和点F，连接OE，OF．（1）如图1，请直接写出线段OE与OF的数量关系；
（2）如图2，当∠ABC=90°时，请判断线段OE与OF之间的数量关系和位置关系，并说明理由
（3）若|CF﹣AE|=2，EF=23，当△POF为等腰三角形时，请直接写出线段OP的长．
【答案】（1）OF =OE；（2）OF⊥EK，OF=OE，理由见解析；（3）OP的长为62
或
23
.
【解析】
【分析】（1）如图1中，延长EO交CF于K，证明△AOE≌△COK，从而可得OE=OK，再根据直角三角形斜边中线等于斜边一半即可得OF=OE；
（2）如图2中，延长EO交CF于K，由已知证明△ABE≌△BCF，△AOE≌△COK，继而可证得△EFK是等腰直角三角形，由等腰直角三角形的性质即可得OF⊥EK，OF=OE；
（3）分点P在AO上与CO上两种情况分别画图进行解答即可得.
【详解】（1）如图1中，延长EO交CF于K，
∵AE⊥BE，CF⊥BE，∴AE∥CK，∴∠EAO=∠KCO，
∵OA=OC，∠AOE=∠COK，∴△AOE≌△COK，∴OE=OK，
∵△EFK是直角三角形，∴OF=1
2
EK=OE；
（2）如图2中，延长EO交CF于K，
∵∠ABC=∠AEB=∠CFB=90°，
∴∠ABE+∠BAE=90°，∠ABE+∠CBF=90°，∴∠BAE=∠CBF，
∵AB=BC，∴△ABE≌△BCF，∴BE=CF，AE=BF，
∵△AOE≌△COK，∴AE=CK，OE=OK，∴FK=EF，
∴△EFK是等腰直角三角形，∴OF⊥EK，OF=OE；
（3）如图3中，点P在线段AO上，延长EO交CF于K，作PH⊥OF于H，
∵|CF﹣AE|=2，3AE=CK，∴FK=2，
在Rt△EFK中，tan∠3
∴∠FEK=30°，∠EKF=60°，
∴EK=2FK=4，OF=1
2
EK=2，
∵△OPF是等腰三角形，观察图形可知，只有OF=FP=2，
在Rt△PHF中，PH=1
2
PF=1，3OH=23
∴()2
2
12362
+-=
如图4中，点P 在线段OC 上，当PO=PF 时，∠POF=∠PFO=30°， ∴∠BOP=90°， ∴OP=
33OE=233
， 综上所述：OP 的长为62 或
23
3
. 【点睛】本题考查了全等三角形的判定与性质、直角三角形斜边中线等于斜边一半、等腰直角三角形的判定与性质、解直角三角形等，综合性较强，正确添加辅助线是解题的关键.
2．如图1，四边形ABCD 是正方形，点E 是边BC 上一点，点F 在射线CM 上,∠AEF=90°，AE=EF ，过点F 作射线BC 的垂线，垂足为H ，连接AC ． (1) 试判断BE 与FH 的数量关系，并说明理由； (2) 求证：∠ACF=90°；
(3) 连接AF ，过A ，E ，F 三点作圆，如图2. 若EC=4，∠CEF=15°，求
的长.
图1 图2
【答案】（1）BE="FH" ；理由见解析 （2）证明见解析 （3）
=2π
【解析】
试题分析：（1）由△ABE ≌△EHF （SAS ）即可得到BE=FH
（2）由（1）可知AB=EH ，而BC=AB ，FH=EB ，从而可知△FHC 是等腰直角三角形，∠FCH 为45°，而∠ACB 也为45°，从而可证明
（3)由已知可知∠EAC=30°，AF 是直径，设圆心为O ，连接EO ，过点E 作EN ⊥AC 于点N ，则可得△ECN 为等腰直角三角形，从而可得EN 的长，进而可得AE 的长，得到半径，得到
所对圆心角的度数，从而求得弧长
试题解析：（1）BE=FH．理由如下：
∵四边形ABCD是正方形∴∠B=90°，
∵FH⊥BC ∴∠FHE=90°
又∵∠AEF=90°∴∠AEB+∠HEF="90°" 且∠BAE+∠AEB=90°
∴∠HEF=∠BAE ∴∠AEB=∠EFH 又∵AE=EF
∴△ABE≌△EHF（SAS）
∴BE=FH
(2)∵△ABE≌△EHF
∴BC=EH，BE=FH 又∵BE+EC=EC+CH ∴BE="CH"
∴CH=FH
∴∠FCH=45°，∴∠FCM=45°
∵AC是正方形对角线，∴∠ACD=45°
∴∠ACF=∠FCM +∠ACD =90°
（3）∵AE=EF，∴△AEF是等腰直角三角形
△AEF外接圆的圆心在斜边AF的中点上．设该中点为O．连结EO得∠AOE=90°
过E作EN⊥AC于点N
Rt△ENC中，EC=4，∠ECA=45°，∴EN=NC=
Rt△ENA中，EN =
又∵∠EAF=45°∠CAF=∠CEF=15°（等弧对等角）
∴∠EAC=30°
∴AE=
Rt△AFE中，AE== EF，∴AF=8
AE所在的圆O半径为4，其所对的圆心角为∠AOE=90°
=2π·4·（90°÷360°）=2π
考点：1、正方形；2、等腰直角三角形；3、圆周角定理；4、三角函数
3．如图，平台AB高为12m，在B处测得楼房CD顶部点D的仰角为45°，底部点C的俯角为30°，求楼房CD31．7）．
【答案】32．4米．
【解析】
试题分析：首先分析图形，根据题意构造直角三角形．本题涉及多个直角三角形，应利用其公共边构造关系式求解．
试题解析：如图，过点B作BE⊥CD于点E，
根据题意，∠DBE=45°，∠CBE=30°．
∵AB⊥AC，CD⊥AC，
∴四边形ABEC为矩形，
∴CE=AB=12m，
在Rt△CBE中，cot∠CBE=BE CE
，
∴BE=CE•cot30°=12×3=123，
在Rt△BDE中，由∠DBE=45°，
得DE=BE=123．
∴CD=CE+DE=12（3+1）≈32.4．
答：楼房CD的高度约为32.4m．
考点：解直角三角形的应用——仰角俯角问题．
4．如图，在⊙O的内接三角形ABC中，∠ACB＝90°，AC＝2BC，过C作AB的垂线l交⊙O
于另一点D，垂足为E.设P是上异于A，C的一个动点，射线AP交l于点F，连接PC与PD，PD交AB于点G.
(1)求证：△PAC∽△PDF；
(2)若AB＝5，，求PD的长；
(3)在点P运动过程中，设＝x，tan∠AFD＝y，求y与x之间的函数关系式．(不要求写出x的取值范围)
【答案】（1）证明见解析；（2）；（3）.
【解析】
试题分析：（1）应用圆周角定理证明∠APD＝∠FPC，得到∠APC＝∠FPD，又由∠PAC＝∠PDC，即可证明结论.
（2）由AC=2BC，设，应用勾股定理即可求得BC，AC的长，则由AC=2BC得
，由△ACE∽△ABC可求得AE，CE的长，由可知△APB是等腰直角三角形，从而可求得PA的长，由△AEF是等腰直角三角形求得EF=AE=4，从而求得DF的长，
由（1）△PAC∽△PDF得，即可求得PD的长.
（3）连接BP，BD，AD，根据圆的对称性，可得，由角的转换可得
，由△AGP∽△DGB可得，由△AGD∽△PGB可得，两式相乘可得结果.
试题解析：（1）由APCB内接于圆O，得∠FPC＝∠B，
又∵∠B＝∠ACE＝90°－∠BCE，∠ACE＝∠APD，∴∠APD＝∠FPC.
∴∠APD＋∠DPC＝∠FPC＋∠DPC，即∠APC＝∠FPD.
又∵∠PAC＝∠PDC，∴△PAC∽△PDF.
（2）连接BP，设，∵∠ACB=90°，AB=5，
∴.∴.
∵△ACE∽△ABC，∴，即. ∴.
∵AB⊥CD，∴.
如图，连接BP，
∵，∴△APB是等腰直角三角形. ∴∠PAB＝45°，.
∴△AEF是等腰直角三角形. ∴EF=AE=4. ∴DF=6.
由（1）△PAC∽△PDF得，即.
∴PD的长为.
（3）如图，连接BP，BD，AD，
∵AC=2BC，∴根据圆的对称性，得AD=2DB，即.
∵AB⊥CD，BP⊥AE，∴∠ABP＝∠AFD.
∵，∴.
∵△AGP∽△DGB，∴.
∵△AGD∽△PGB，∴.
∴，即.
∵，∴.
∴与之间的函数关系式为.
考点：1.单动点问题；2.圆周角定理；3.相似三角形的判定和性质；4.勾股定理；5.等腰直角三角形的判定和性质；6.垂径定理；7.锐角三角函数定义；8.由实际问题列函数关系式.
5．如图，在△ABC中，∠ABC＝90°，以AB的中点O为圆心，OA为半径的圆交AC于点D，E是BC的中点，连接DE，OE．
（1）判断DE与⊙O的位置关系，并说明理由；（2）求证：BC2＝2CD•OE；
（3）若
314
cos,
53
BAD BE
∠==，求OE的长．
【答案】（1）DE为⊙O的切线，理由见解析；（2）证明见解析；（3）OE =35
6
．
【解析】
试题分析：（1）连接OD，BD，由直径所对的圆周角是直角得到∠ADB为直角，可得出△BCD为直角三角形，E为斜边BC的中点，由直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半，得到CE=DE，从而得∠C=∠CDE，再由OA=OD，得∠A=∠ADO，由Rt△ABC中两锐角互余，从而可得∠ADO与∠CDE互余，可得出∠ODE为直角，即DE垂直于半径OD，可得出DE为⊙O的切线；
（2）由已知可得OE是△ABC的中位线，从而有AC=2OE，再由∠C=∠C，∠ABC=∠BDC，可得△ABC∽△BDC，根据相似三角形的对应边的比相等，即可证得；
（3）在直角△ABC中，利用勾股定理求得AC的长，根据三角形中位线定理OE的长即可求得．
试题解析：（1）DE为⊙O的切线，理由如下：
连接OD，BD，
∵AB为⊙O的直径，
∴∠ADB=90°，
在Rt△BDC中，E为斜边BC的中点，
∴CE=DE=BE=BC，
∴∠C=∠CDE，
∵OA=OD，
∴∠A=∠ADO，
∵∠ABC=90°，
∴∠C+∠A=90°，
∴∠ADO+∠CDE=90°， ∴∠ODE=90°，
∴DE ⊥OD ，又OD 为圆的半径， ∴DE 为⊙O 的切线；
（2）∵E 是BC 的中点，O 点是AB 的中点， ∴OE 是△ABC 的中位线， ∴AC=2OE ，
∵∠C=∠C ，∠ABC=∠BDC ， ∴△ABC ∽△BDC ， ∴
，即BC 2=AC•CD ．
∴BC 2=2CD•OE ； （3）解：∵cos ∠BAD=，
∴sin ∠BAC=，
又∵BE=，E 是BC 的中点，即BC=，
∴AC=
．
又∵AC=2OE ， ∴OE=
AC=
．
考点：1、切线的判定；2、相似三角形的判定与性质；3、三角函数
6．（本题满分14分，第（1）小题满分4分，第（2）小题满分5分，第（3）小题满分5分）
已知：如图，AB 是半圆O 的直径，弦//CD AB ，动点P 、Q 分别在线段OC 、CD 上，且DQ OP =，AP 的延长线与射线OQ 相交于点E 、与弦CD 相交于点F （点F 与点C 、D 不重合），20AB =，4
cos 5
AOC ∠=
．设OP x =，CPF ∆的面积为y ．
（1）求证：AP OQ =；
（2）求y 关于x 的函数关系式，并写出它的定义域； （3）当OPE ∆是直角三角形时，求线段OP 的长．
【答案】（1）证明见解析；（2）236030050
(10)13
x x y x x -+=<<；（3）8OP =
【解析】 【分析】
（1）证明线段相等的方法之一是证明三角形全等，通过分析已知条件，OP DQ =，联结
OD 后还有OA DO =，再结合要证明的结论AP OQ =，则可肯定需证明三角形全等，寻
找已知对应边的夹角，即POA QDO ∠=∠即可；
（2）根据PFC ∆∽PAO ∆，将面积转化为相似三角形对应边之比的平方来求；（3）分成三种情况讨论，充分利用已知条件4
cos 5
AOC ∠=、以及（1）（2）中已证的结论，注意要对不符合（2）中定义域的答案舍去． 【详解】
（1）联结OD ，∵OC OD =， ∴OCD ODC ∠=∠， ∵//CD AB ， ∴OCD COA ∠=∠， ∴POA QDO ∠=∠． 在AOP ∆和ODQ ∆中，
{OP DQ
POA QDO OA DO
=∠=∠=， ∴AOP ∆≌ODQ ∆， ∴AP OQ =；
（2）作PH OA ⊥，交OA 于H ， ∵4cos 5
AOC ∠=， ∴4455OH OP x =
=，3
5PH x =， ∴1
32
AOP S AO PH x ∆=
⋅=． ∵//CD AB ， ∴PFC ∆∽PAO ∆， ∴
22
10(
)()AOP
y CP x S OP x
∆-==， ∴2360300
x x y x
-+=，当F 与点D 重合时，
∵42cos 210165CD OC OCD =⋅∠=⨯⨯
=， ∴101016x x =-，解得5013
x =， ∴2360300x x y x
-+=50(10)13x <<； （3）①当90OPE ∠=o 时，90OPA ∠=o ， ∴4cos 1085
OP OA AOC =⋅∠=⨯=； ②当90POE ∠=o 时，1010254cos cos 25
OC CQ QCO AOC ====∠∠， ∴252OP DQ CD CQ CD ==-=-
2571622=-=， ∵501013
OP <<， ∴72OP =
（舍去）； ③当90PEO ∠=o 时，∵//CD AB ，
∴AOQ DQO ∠=∠，
∵AOP ∆≌ODQ ∆，
∴DQO APO ∠=∠，
∴AOQ APO ∠=∠，
∴90AEO AOP ∠=∠=o ，此时弦CD 不存在，故这种情况不符合题意，舍去； 综上，线段OP 的长为8．
7．如图，四边形ABCD 是菱形，对角线AC 与BD 交于点O ，且AC ＝80，BD ＝60．动点M 、N 分别以每秒1个单位的速度从点A 、D 同时出发，分别沿A→O→D 和D→A 运动，当点N 到达点A 时，M 、N 同时停止运动．设运动时间为t 秒．
(1)求菱形ABCD 的周长；
(2)记△DMN 的面积为S ，求S 关于t 的解析式，并求S 的最大值；
(3)当t=30秒时，在线段OD 的垂直平分线上是否存在点P ，使得∠DPO=∠DON ？若存在，这样的点P 有几个？并求出点P 到线段OD 的距离；若不存在，请说明理由．
【答案】解：（1）在菱形ABCD中，
∵AC⊥BD，AC=80，BD=60，∴。

∴菱形ABCD的周长为200。

（2）过点M作MP⊥AD，垂足为点P．
①当0＜t≤40时，如答图1，
∵，
∴MP=AM•sin∠OAD=t。

S=DN•MP=×t×t=t2。

②当40＜t≤50时，如答图2，MD=70﹣t，
∵，
∴MP=（70﹣t）。

∴S△DMN=DN•MP=×t×（70﹣t）=t2+28t=（t﹣35）2+490。

∴S关于t的解析式为。

当0＜t≤40时，S随t的增大而增大，当t=40时，最大值为480；当40＜t≤50时，S随t的增大而减小，最大值不超过480。

综上所述，S的最大值为480。

（3）存在2个点P，使得∠DPO=∠DON。

如答图3所示，过点N作NF⊥OD于点F，
则NF=ND•sin∠ODA=30×=24，
DF=ND•cos∠ODA=30×=18。

∴OF=12。

∴。

作∠NOD的平分线交NF于点G，过点G作GH⊥ON于点H，
则FG=GH。

∴S△ONF=OF•NF=S△OGF+S△OGN=OF•FG+ON•GH=（OF+ON）•FG。

∴。

∴。

设OD中垂线与OD的交点为K，由对称性可知：∠DPK=∠DPO=∠DON=∠FOG，
∴。

∴PK=。

根据菱形的对称性可知，在线段OD的下方存在与点P关于OD轴对称的点P′。

∴存在两个点P到OD的距离都是
【解析】
试题分析：本题考查了相似三角形的判定与性质、菱形、等腰三角形、中垂线、勾股定理、解直角三角形、二次函数极值等知识点，涉及考点较多，有一定的难度．第（2）问中，动点M在线段AO和OD上运动时，是两种不同的情形，需要分类讨论；第（3）问中，满足条件的点有2个，注意不要漏解.
（1）根据勾股定理及菱形的性质，求出菱形的周长；
（2）在动点M、N运动过程中：①当0＜t≤40时，如答图1所示，②当40＜t≤50时，如答图2所示．分别求出S的关系式，然后利用二次函数的性质求出最大值；
（3）如答图4所示，作ON的垂直平分线，交EF于点I，连接OI，IN．过点N作
NG⊥OD，NH⊥EF，垂足分别为G，H．易得△DNG∽△DAO，由EF垂直平分OD，得到OE=ED=15，EG=NH=3，再设OI=R，EI=x，根据勾股定理，在Rt△OEI和Rt△NIH中，得到关于R和x的方程组，解得R和x的值，把二者相加就是点P到OD的距离，即PE=PI＋IE=R+x，又根据对称性可得，在BD下方还存在一个点P′也满足条件，故存在两个点P，到OD的距离也相同，从而问题解决．
试题解析：（1）如图①)在菱形ABCD中，OA=AC=40， OD=BD=30，
∵AC⊥BD，
∴AD==50，
∴菱形ABCD的周长为200；
（2）(如图②)过点M作MH⊥AD于点H．
① (如图②甲)①当0＜t≤40时，
∵sin∠OAD===，
∴MH=t，
∴S=DN·MH=t2．
②(如图②乙)当40＜t≤50时，
∴MD=80-t，
∵sin∠ADO=-，
∴MH=(70-t)，
∴S=DN·MH,
=-t2＋28t
＝-(t-35)2＋490．
∴S=，
当0＜t≤40时，S随t的增大而增大，当t=40时，最大值为480．当40＜t≤50时，S随t的增大而增大，当t=40时，最大值为480．综上所述，S的最大值为480；
(3)存在2个点P，使得∠DPO=∠DON．
(如图④)作ON的垂直平分线，交EF于点I，连接OI，IN．过点N作NG⊥OD，NH⊥EF，垂足分别为G，H．
当t=30时，DN=OD=30，易知△DNG∽△DAO，
∴NG=24，DG=18．
∵EF垂直平分OD，
∴OE=ED=15，EG=NH=3，
设OI=R，EI=x，则
在Rt△OEI中，有R2=152＋x2……①，
在Rt△NIH中，有R2=32＋(24-x)2……②，
由①,②可得：,
∴PE=PI＋IE=．
根据对称性可得，在BD下方还存在一个点P′也满足条件，∴存在两个点P，到OD的距离都是．
考点：相似性综合题.
8．如图，直线y ＝12x +2与x 轴交于点A ，与y 轴交于点B ，抛物线y ＝﹣12
x 2+bx +c 经过A 、B 两点，与x 轴的另一个交点为 C ．
（1）求抛物线的解析式； （2）根据图象，直接写出满足12x +2≥﹣12
x 2+bx +c 的x 的取值范围； （3）设点D 为该抛物线上的一点、连结AD ，若∠DAC ＝∠CBO ，求点D 的坐标．
【答案】（1）213222y x x =-
-+；（2）当x ≥0或x ≤﹣4；（3）D 点坐标为（0，2）或（2，﹣3）．
【解析】
【分析】
（1）由直线y ＝
12
x +2求得A 、B 的坐标，然后根据待定系数法即可求得抛物线的解析式； （2）观察图象，找出直线在抛物线上方的x 的取值范围；
（3）如图，过D 点作x 轴的垂线，交x 轴于点E ，先求出CO ＝1，AO ＝4，再由∠DAC ＝∠CBO ，得出tan ∠DAC ＝tan ∠CBO ，从而有，
DE CO AE BO =,最后分类讨论确定点D 的坐标． 【详解】
解：（1）由y ＝12
x +2可得：
当x＝0时，y＝2；当y＝0时，x＝﹣4，∴A（﹣4，0），B（0，2），
把A、B的坐标代入y＝﹣1
2
x2+bx+c得：
3
2
2
b
c
⎧
=
-
⎪
⎨
⎪=
⎩
，，
∴抛物线的解析式为：2
13
2
22
y x x
=--+
（2）当x≥0或x≤﹣4时，
1
2
x+2≥﹣
1
2
x2+bx+c
（3）如图，过D点作x轴的垂线，交x轴于点E，
由2
13
2
22
y x x
=-+令y＝0，
解得：x1＝1，x2＝﹣4，
∴CO＝1，AO＝4，
设点D的坐标为（m，2
13
2
22
m m
--+），
∵∠DAC＝∠CBO，
∴tan∠DAC＝tan∠CBO，
∴在Rt△ADE和Rt△BOC中有DE CO
AE BO
=，
当D在x轴上方时，
2
13
21
22
42
--+
=
+
m m
m
解得：m1＝0，m2＝﹣4（不合题意，舍去），
∴点D的坐标为（0，2）．
当D在x轴下方时，
2
13
(2)1
22
42
---+
=
+
m m
m
解得：m1＝2，m2＝﹣4（不合题意，舍去），
∴点D的坐标为（2，﹣3），
故满足条件的D点坐标为（0，2）或（2，﹣3）．
【点睛】
本题是二次函数综合题型，主要考查了一次函数图象上点的坐标特征，待定系数法求二次
函数解析式．解题的关键是能够熟练掌握一次函数和二次函数的有关知识解决问题，分类讨论是第（3）题的难点．
9．如图，A（0，2），B（6，2），C（0，c）（c＞0），以A为圆心AB长为半径的¶BD 交y轴正半轴于点D，¶BD与BC有交点时，交点为E，P为¶BD上一点．
（1）若c＝63+2，
①BC＝，¶DE的长为；
②当CP＝62时，判断CP与⊙A的位置关系，井加以证明；
（2）若c＝10，求点P与BC距离的最大值；
（3）分别直接写出当c＝1，c＝6，c＝9，c＝11时，点P与BC的最大距离（结果无需化简）
【答案】（1）①12，π；②详见解析；（2）①6
5
；②
6
5
（3）答案见详解
【解析】
【分析】
（1）①先求出AB，AC，进而求出BC和∠ABC，最后用弧长公式即可得出结论；②判断出△APC是直角三角形，即可得出结论；
（2）分两种情况，利用三角形的面积或锐角三角函数即可得出结论；
（3）画图图形，同（2）的方法即可得出结论．
【详解】
（1）①如图1，
∵c＝3+2，
∴OC＝3，
∴AC ＝63+2﹣2＝63，
∵AB ＝6，
在Rt △BAC 中，根据勾股定理得，BC ＝12，tan ∠ABC ＝AC AB ＝3， ∴∠ABC ＝60°，
∵AE ＝AB ，
∴△ABE 是等边三角形，
∴∠BAE ＝60°，
∴∠DAE ＝30°， ∴»DE
的长为306180
π⨯＝π， 故答案为12，π；
②CP 与⊙A 相切． 证明：∵AP ＝AB ＝6，AC ＝OC ﹣OA ＝63， ∴AP 2+CP 2＝108，
又AC 2＝（63）2＝108，
∴AP 2+PC 2＝AC 2．
∴∠APC ＝90°，即：CP ⊥AP ．
而AP 是半径，
∴CP 与⊙A 相切．
（2）若c ＝10，即AC ＝10﹣2＝8，则BC ＝10．
①若点P 在»BE
上，AP ⊥BE 时，点P 与BC 的距离最大，设垂足为F ， 则PF 的长就是最大距离，如图2，
S △ABC ＝12AB ×AC ＝12
BC ×AF ， ∴AF ＝AB AC BC ⋅＝245
， ∴PF ＝AP ﹣AF ＝65
； ②如图3，若点P 在»DE 上，作PG ⊥BC 于点G ，
当点P与点D重合时，PG最大．
此时，sin∠ACB＝PG AB CP BC
=，
即PG＝AB CP
BC
⋅
＝
6
5
∴若c＝10，点P与BC距离的最大值是6
5
；（3）当c＝1时，如图4，
过点P作PM⊥BC，sin∠BCP＝AB PM BC CD
=
∴PM＝
6742
3737
AB CD
BC
⋅⨯
===4237
37
；
当c＝6时，如图5，同c＝10的①情况，PF＝6﹣12
13
=
1213
6
13
-，
当c＝9时，如图6，同c＝10的①情况，PF＝
4285
6-，
当c＝11时，如图7，
点P和点D重合时，点P到BC的距离最大，同c＝10时②情况，DG＝18117
．
【点睛】
此题是圆的综合题，主要考查了弧长公式，勾股定理和逆定理，三角形的面积公式，锐角三角函数，熟练掌握锐角三角函数是解本题的关键．
10．如图，建筑物上有一旗杆，从与相距的处观测旗杆顶部的仰角为，观测旗杆底部的仰角为，求旗杆的高度.（参考数据：
,，）
【答案】旗杆的高度约为.
【解析】
【分析】
在Rt△BDC中，根据tan∠BDC=求出BC，接着在Rt△ADC中，根据
tan∠ADC==即可求出AB的长度
【详解】
解：∵在Rt△BDC中，tan∠BDC==1，∴BC=CD= 40m
在Rt△ADC中，tan∠ADC==
∴tan50°= =1.19
∴AB7.6m
答：旗杆AB的高度约为7.6m.
【点睛】
此题主要考查了三角函数的应用
11．如图①,在菱形ABCD 中,60B ︒∠= ，4AB =.点P 从点A 出发以每秒2个单位的速度沿边AD 向终点D 运动，过点P 作PQ AC ⊥交边AB 于点Q ，过点P 向上作
//PN AC ，且3
PN PQ =
，以PN 、PQ 为边作矩形PQMN .设点P 的运动时间为t （秒），矩形PQMN 与菱形ABCD 重叠部分图形的面积为S . （1）用含t 的代数式表示线段PQ 的长. （2）当点M 落在边BC 上时，求t 的值. （3）当0t 1<<时，求S 与t 之间的函数关系式，
（4）如图②,若点O 是AC 的中点，作直线OM .当直线OM 将矩形PQMN 分成两部分图形的面积比为12：时，直接写出t 的值
【答案】（1）23PQ t =；（2）
45
；（3）2193403163t t -+-；（4） 2
3t = 或
8
7
t = ． 【解析】 【分析】
（1）由菱形性质得∠D=∠B=60°，AD=AB=CD=4，△ACD 是等边三角形，证出△APQ 是等腰三角形，得出PF=QF ，3，即可得出结果；
（2）当点M 落在边BC 上时，由题意得：△PDN 是等边三角形，得出PD=PN ，由已知得3
，得出PD=3t ，由题意得出方程，解方程即可； （3）当0＜t≤45时，3t ，PN=
3
2
PQ=3t ，S=矩形PQMN 的面积=PQ×PN ，即可得出结果；当
4
5
＜t ＜1时，△PDN 是等边三角形，得出PE=PD=AD-PA=4-2t ，∠FEN=∠PED=60°，得出NE=PN-PE=5t-4，33（5t-4），S=矩形PQMN 的面积-2△EFN 的面积，即可得出结果；
（4）分两种情况：当0＜t≤
4
5
时，△ACD 是等边三角形，AC=AD=4，得出OA=2，OG 是△MNH 的中位线，得出OG=4t-2，NH=2OG=8t-4，由面积关系得出方程，解方程即可；
当4
5
＜t≤2时，由平行线得出△OEF∽△MEQ，得出
EF OF
EQ MQ
=，即
2
3
3
EF t
t
EF t
-
=
+
，
解得EF=
2
4
3
2
3
2t t
t
-
-
，得出EQ=
2
33
2
2
3
4
t t
t
t
-
-
+，由三角形面积关系得出方程，解方
程即可．
【详解】
（1）∵在菱形ABCD中，∠B=60°，
∴∠D=∠B=60°，AD=AB=CD=4，△ACD是等边三角形，∴∠CAD=60°，
∵PQ⊥AC，
∴△APQ是等腰三角形，
∴PF=QF，PF=PA•sin60°=2t×3
2
=3t，
∴PQ=23t；
（2）当点M落在边BC上时，如图2所示：
由题意得：△PDN是等边三角形，
∴PD=PN，
∵PN=3PQ=3×23t=3t，
∴PD=3t，
∵PA+PD=AD，
即2t+3t=4，
解得：t=4
5
．
（3）当0＜t≤4
5
时，如图1所示：
PQ=23t，PN=
3
2
PQ=
3
2
×23t=3t，
S=矩形PQMN的面积=PQ×PN=23t×3t=63t2；
当4
5
＜t＜1时，如图3所示：
∵△PDN是等边三角形，
∴PE=PD=AD-PA=4-2t，∠FEN=∠PED=60°，
∴NE=PN-PE=3t-（4-2t）=5t-4，
∴FN=3NE=3（5t-4），
∴S=矩形PQMN的面积-2△EFN的面积=63t2-2×1
2
×3（5t-4）2=-19t2+403t-163，即S=-19t2+403t-163；
（4）分两种情况：当0＜t≤4
5
时，如图4所示：
∵△ACD是等边三角形，
∴AC=AD=4，
∵O是AC的中点，
∴OA=2，OG是△MNH的中位线，
∴OG=3t-（2-t）=4t-2，NH=2OG=8t-4，
∴△MNH的面积=1
2MN×NH=
1
2
3（8t-4）=
1
3
3t2，
解得：t=2
3
；
当4
5
＜t≤2时，如图5所示：
∵AC ∥QM ， ∴△OEF ∽△MEQ ，
∴EF OF EQ MQ =233t
t EF t -=+， 解得：2332t t -，
∴2
332
34t t t t --+，
∴△MEQ 的面积=12×3t×2
3322
34t t t t -+）=1332，
解得：t=
87
； 综上所述，当直线OM 将矩形PQMN 分成两部分图形的面积比为1：2时，t 的值为
23
或87
． 【点睛】
本题是四边形综合题目，考查了菱形的性质、矩形的性质、等边三角形的判定与性质、勾股定理、相似三角形的判定与性质、三角形中位线定理等知识；本题综合性强，难度较大，熟练掌握菱形和矩形的性质，综合运用知识，进行分类讨论是解题的关键．
12．已知抛物线y ＝﹣
16x 2﹣2
3
x+2与x 轴交于点A ，B 两点，交y 轴于C 点，抛物线的对称轴与x 轴交于H 点，分别以OC 、OA 为边作矩形AECO ． (1)求直线AC 的解析式；
(2)如图，P 为直线AC 上方抛物线上的任意一点，在对称轴上有一动点M ，当四边形AOCP 面积最大时，求|PM ﹣OM|的值．
(3)如图，将△AOC 沿直线AC 翻折得△ACD ，再将△ACD 沿着直线AC 平移得△A'C′D'．使得点A′、C'在直线AC 上，是否存在这样的点D′，使得△A′ED′为直角三角形？若存在，请求出点D′的坐标；若不存在，请说明理由．
【答案】(1) y＝1
3
x+2；(2) 点M坐标为（﹣2，
5
3
）时，四边形AOCP的面积最大，此时
|PM﹣OM|有最大值61； (3)存在，D′坐标为：（0，4）或（﹣6，2）或（
3
5
-，
19
5
）．
【解析】
【分析】
（1）令x＝0，则y＝2，令y＝0，则x＝2或﹣6，求出点A、B、C坐标，即可求解；（2）连接OP交对称轴于点M，此时，|PM﹣OM|有最大值，即可求解；
（3）存在；分①A′D′⊥A′E；②A′D′⊥ED′；③ED′⊥A′E三种情况利用勾股定理列方程求解即可．
【详解】
（1）令x＝0，则y＝2，令y＝0，则x＝2或﹣6，∴A（﹣6，0）、B（2，0）、C（0，
2），函数对称轴为：x＝﹣2，顶点坐标为（﹣2，8
3
），C点坐标为（0，2），则过点C
的直线表达式为：y＝kx+2，将点A坐标代入上式，解得：k
1
3
=，则：直线AC的表达式
为：y
1
3
=x+2；
（2）如图，过点P作x轴的垂线交AC于点H．
四边形AOCP面积＝△AOC的面积+△ACP的面积，四边形AOCP面积最大时，只需要△ACP
的面积最大即可，设点P坐标为（m，
1
6
-m2
2
3
-m+2），则点G坐标为（m，
1
3
m+2），
S△ACP
1
2
=PG•OA
1
2
=•（
1
6
-m2
2
3
-m+2
1
3
-m﹣2）•6
1
2
=-m2﹣3m，当m＝﹣3时，上式
取得最大值，则点P 坐标为（﹣3，
5
2
）．连接OP 交对称轴于点M ，此时，|PM ﹣OM |有最大值，直线OP 的表达式为：y 56=-
x ，当x ＝﹣2时，y 5
3
=，即：点M 坐标为（﹣2，53
），|PM ﹣OM |的最大值为：
2222555(32)()2()233-++--+=61． （3）存在．
∵AE ＝CD ，∠AEC ＝∠ADC ＝90°，∠EMA ＝∠DMC ，∴△EAM ≌△DCM （AAS ），∴EM ＝DM ，AM ＝MC ，设：EM ＝a ，则：MC ＝6﹣a ．在Rt △DCM 中，由勾股定理得：MC 2＝DC 2+MD 2，即：（6﹣a ）2＝22+a 2，解得：a 83=，则：MC 103
=，过点D 作x 轴的垂线交x 轴于点N ，交EC 于点H ．在Rt △DMC 中，12DH •MC 12=MD •DC ，即：DH 108
33
⨯
=⨯2，则：DH 85=
，HC 22
65DC DH =-=，即：点D 的坐标为（61855
-，）； 设：△ACD 沿着直线AC 平移了m 个单位，则：点A ′坐标（﹣61010
，D ′坐标为（618551010
，-++），而点E 坐标为（﹣6，2），则2''
A D =
22618
(6)()55
-++=36，2'A E =22(2)1010+=2410m +，2
'ED =22248(
()551010+=2128
510
m +．若△A ′ED ′为直角三角形，分三种情况讨论：
①当2''A D +2'A E =2'ED 时，36+2
410m -=2128510m +，解得：m =105
，
此时D ′（618551010
，-
++）为（0，4）； ②当2''A D +2'ED =2'A E 时，36+2
128510m +=2
410
m +，解得：
m =8105
-
，此时D ′（618551010，-++）为（－6，2）； ③当2'A E +2'ED =2''A D 时，2
410m -
++2128510m ++=36，解得：m =810-
或m =10，此时D ′（618551010，-++）为（－6，2）或（35-，195）．
综上所述：D 坐标为：（0，4）或（﹣6，2）或（35-，19
5
）． 【点睛】
本题考查了二次函数知识综合运用，涉及到一次函数、图形平移、解直角三角形等知识，其中（3）中图形是本题难点，其核心是确定平移后A ′、D ′的坐标，本题难度较大．
13．已知：如图，在Rt △ABO 中，∠B =90°，∠OAB =30°，OA =3．以点O 为原点，斜边OA 所在直线为x 轴，建立平面直角坐标系，以点P （4，0）为圆心，PA 长为半径画圆，⊙P 与x 轴的另一交点为N ，点M 在⊙P 上，且满足∠MPN =60°．⊙P 以每秒1个单位长度的速度沿x 轴向左运动，设运动时间为ts ，解答下列问题： （发现）（1）MN n
的长度为多少；
（2）当t =2s 时，求扇形MPN （阴影部分）与Rt △ABO 重叠部分的面积． （探究）当⊙P 和△ABO 的边所在的直线相切时，求点P 的坐标．
（拓展）当MN n
与Rt △ABO 的边有两个交点时，请你直接写出t 的取值范围．
【答案】【发现】（1）MN n
的长度为π3；（2）重叠部分的面积为3
8
；【探究】：点P 的坐标为10（，）；或23
0）或23
0（）；【拓展】t 的取值范围是23t ≤＜或45t ≤＜，理由见解析．
【解析】 【分析】
发现：（1）先确定出扇形半径，进而用弧长公式即可得出结论； （2）先求出PA =1，进而求出PQ ，即可用面积公式得出结论； 探究：分圆和直线AB 和直线OB 相切，利用三角函数即可得出结论；
拓展：先找出·MN
和直角三角形的两边有两个交点时的分界点，即可得出结论． 【详解】
[发现]
（1）∵P （4，0），∴OP =4．
∵OA =3，∴AP =1，∴·MN
的长度为6011803
ππ
⨯=． 故答案为
3
π
； （2）设⊙P 半径为r ，则有r =4﹣3=1，当t =2时，如图1，点N 与点A 重合，∴PA =r =1，设MP 与AB 相交于点Q ．在Rt △ABO 中，∵∠OAB =30°，∠MPN =60°． ∵∠PQA =90°，∴PQ 12=PA 12=，∴AQ =AP ×cos30°3=，∴S 重叠部分=S △APQ 12=
PQ ×AQ 3
=． 即重叠部分的面积为3
8
． [探究]
①如图2，当⊙P 与直线AB 相切于点C 时，连接PC ，则有PC ⊥AB ，PC =r =1． ∵∠OAB =30°，∴AP =2，∴OP =OA ﹣AP =3﹣2=1； ∴点P 的坐标为（1，0）；
②如图3，当⊙P 与直线OB 相切于点D 时，连接PD ，则有PD ⊥OB ，PD =r =1，∴PD ∥AB ，∴∠OPD =∠OAB =30°，∴cos ∠OPD PD OP =，∴OP 123
30cos ==︒∴点P 的23
，0）； ③如图4，当⊙P 与直线OB 相切于点E 时，连接PE ，则有PE ⊥OB ，同②可得：OP 23
=
； ∴点P 的坐标为（23
，0）；
[拓展]
t的取值范围是2＜t≤3，4≤t＜5，理由：
如图5，当点N运动到与点A重合时，·MN与Rt△ABO的边有一个公共点，此时t=2；
当t＞2，直到⊙P运动到与AB相切时，由探究①得：OP=1，∴t
41
1
-
==3，·MN与
Rt△ABO的边有两个公共点，∴2＜t≤3．
如图6，当⊙P运动到PM与OB重合时，·MN与Rt△ABO的边有两个公共点，此时t=4；
直到⊙P运动到点N与点O重合时，·MN与Rt△ABO的边有一个公共点，此时t=5；
∴4≤t＜5，即：t的取值范围是2＜t≤3，4≤t＜5．
【点睛】
本题是圆的综合题，主要考查了弧长公式，切线的性质，锐角三角函数，三角形面积公
式，作出图形是解答本题的关键．
14．已知Rt△ABC,∠A=90°,BC=10,以BC为边向下作矩形BCDE,连AE交BC于F.
(1)如图1,当AB=AC,且sin∠BEF=3
5
时，求
BF
CF
的值；
(2)如图2,当tan∠ABC=1
2
时,过D作DH⊥AE于H,求EH EA
⋅的值；
(3)如图3,连AD交BC于G,当2
FG BF CG
=⋅时,求矩形BCDE的面积
【答案】(1)
17
；（2）80；（3）100. 【解析】
【分析】 (1)过A 作AK ⊥BC 于K ,根据sin ∠BEF=35得出35
FK AK =,设FK =3a ,AK =5a ，可求得BF =a ,故17
BF CF =；（2）过A 作AK ⊥BC 于K ,延长AK 交ED 于G ,则AG ⊥ED ，得△EGA ∽△EHD ，利用相似三角形的性质即可求出；（3）延长AB 、ED 交于K ,延长AC 、ED 交于T ,根据相似三角形的性质可求出BE =ED ，故可求出矩形的面积.
【详解】
解：(1)过A 作AK ⊥BC 于K ,
∵sin ∠BEF ＝
35,sin ∠FAK ＝35, ∴35
FK AK =, 设FK =3a ,AK =5a ,
∴AK =4a ,
∵AB =AC ,∠BAC =90°,
∴BK =CK =4a ,
∴BF =a ,
又∵CF =7a , ∴17
BF CF = (2)过A 作AK ⊥BC 于K ,延长AK 交ED 于G ,则AG ⊥ED ，
∵∠AGE =∠DHE =90°,
∴△EGA ∽△EHD , ∴EH ED EG EA
=， ∴·EH EA EG ED ⋅=,其中EG =BK , ∵BC =10,tan ∠ABC ＝
12， cos ∠ABC
∴BA ＝BC · cos ∠ABC
BK= BA·cos ∠ABC 8
= ∴EG =8,
另一方面：ED =BC =10,
∴EH ·EA =80
(3)延长AB 、ED 交于K ,延长AC 、ED 交于T ,
∵BC ∥KT , BF AF FG KE AE ED ==， ∴BF KE FG DE =，同理：FG ED CG DT
= ∵FG 2= BF ·CG ∴BF FG FG CG
=， ∴ED 2= KE ·DT ∴
KE ED DE DT = ， 又∵△KEB ∽△CDT ,∴
KE CD BE DT
=， ∴KE ·DT ＝BE 2， ∴BE 2＝ED 2
∴ BE =ED
∴1010100BCDE S =⨯=矩形
【点睛】
此题主要考查相似三角形的判定与性质，解题的关键根据题意作出辅助线再进行求解.
15．如图，在航线l 的两侧分别有观测点A 和B ，点B 到航线l 的距离BD 为4km ，点A 位于点B 北偏西60°方向且与B 相距20km 处．现有一艘轮船从位于点A 南偏东74°方向的C 处，沿该航线自东向西航行至观测点A 的正南方向E 处．求这艘轮船的航行路程CE 的长度．（结果精确到0.1km ）（参考数据：3≈1.73，sin74°≈0.96，cos74°≈0.28，tan74°≈3.49）
【答案】20.9km
【解析】
分析：根据题意，构造直角三角和相似三角形的数学模型，利用相似三角形的判定与性质和解直角三角形即可.
详解：如图，
在Rt △BDF 中，∵∠DBF=60°，BD=4km ，
∴BF=cos 60BD o =8km ， ∵AB=20km ，
∴AF=12km ， ∵∠AEB=∠BDF ，∠AFE=∠BFD ，
∴△AEF ∽△BDF ，
∴
AE BD AF BF
， ∴AE=6km ， 在Rt △AEF 中，CE=AE•tan74°≈20.9km ．
故这艘轮船的航行路程CE 的长度是20.9km ．
点睛：本题考查相似三角形，掌握相似三角形的概念，会根据条件判断两个三角形相似.。