肥城市2018-2019学年度上学期期中考试初三数学试题
(青岛版数学九上第一章--第三章)
题号
一
二
三
总分
得分
说明:本试卷满分150分,第一卷80分,第二卷70分。
一、选择题(本大题共12小题,共48.0分)
1. 下列4×4的正方形网格中,小正方形的边长均为1,三角形的顶点都在格点上,则在网格图1中的三角形与△ABC相似的是( )
A. B. C. D.
2. 在Rt△ABC中,∠C=90°,sinA=35,BC=6,则AB=( )
A. 4 B. 6 C. 8 D. 10
3. 如图2,在△ABC中,点D,E分别在边AB,AC上,下列条件中不能判断△ABC∽△AED的是( )
A. ADAB=AEAC B. ADAE=ACAB C. ∠ADE=∠C D. ∠AED=∠B
图1 图2 图3
4. 下列语句正确的个数是( )
①过平面上三点可以作一个圆;
②平分弦的直径垂直于弦;
③在同圆或等圆中,相等的弦所对的圆周角相等;
④三角形的内心到三角形各边的距离相等.
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
5. 如图3,在△ABC中,中线BE,CD相交于点O,连线DE,下列结论:
①DEBC=12; ②S△ADES△ABC=12;③ADAB=OEOB;④S△ODES△DEC=14
其中正确的个数有( )
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
6. 已知在△ABC中,∠A、∠B都是锐角,(sinA-32)2+|cosB-12|=0,则∠C的度数是( )
A. 30∘ B. 45∘ C. 60∘ D. 90∘
7. 如图4,水库大坝截面的迎水坡AD的坡比为4:3,背水坡BC的坡比为1:2,大坝高DE=20m,坝顶宽CD=10m,则下底AB的长为( )
A. 55m B. 60m C. 65m D. 70m
8. 在RT△ABC中,∠C=90°,BC=3cm,AC=4cm,以点C为圆心,以2.5cm为半径画圆,则⊙C与直线AB的位置关系是( )
A. 相交 B. 相切 C. 相离 D. 不能确定
1. 如图5,在等腰Rt△ABC中,AC=BC=22,点P在以斜边AB为直径的半圆上,M为PC的中点.当点P沿半圆从点A运动至点B时,点M运动的路径长是( )
A. 2π B. π C. 22 D. 2
图4 图5 图6
2. 已知:如图6,在⊙O中,OA⊥BC,∠AOB=70°,则∠ADC的度数为( )
A. 30∘ B. 35∘ C. 45∘ D. 70∘
3. 如图7,等腰直角△ABC中,AB=AC=8,以AB为直径的半圆O交斜边BC于D,则阴影部分面积为(结果保留π)( )
A. 16 B. 24-4π C. 32-4π D. 32-8π
4. 如图8,在正方形ABCD中,△BPC是等边三角形,BP、CP的延长线分别交AD于点E、F,连接BD、DP,BD与CF相交于点H,给出下列结论:
①BE=2AE;②△DFP∽△BPH;③△PFD∽△PDB;④DP2=PH•PC
其中正确的是( )
A. ①②③④ B. ②③ C. ①②④ D. ①③④
图7 图8 图9
二、填空题(本大题共8小题,共32.0分)
5. 如图9,已知△ABC中,D为边AC上一点,P为边AB上一点,AB=12,AC=8,AD=6,当AP的长度为______时,△ADP和△ABC相似.
6. 如图10,在平行四边形ABCD中,E为边BC上一点,AC与DE相交于点F,若CE=2EB,S△AFD=9,则S四边形ABEF等于_____.
7. 已知在平面直角坐标系中,点A(-3,-1)、B(-2,-4)、C(-6,-5),以原点为位似中心将△ABC缩小,位似比为1:2,则点B的对应点的坐标为______.
8. 某兴趣小组借助无人飞机航拍,如图11,无人飞机从A处飞行至B处需12秒,在地面C处同一方向上分别测得A处的仰角为75°,B处的仰角为30°.已知无人飞机的飞行速度为3米/秒,则这架无人飞机的飞行高度为(结果保留根号)______ 米.
图10 图11 图12
1. 如图12,点E(0,3),O(0,0),C(4,0)在⊙A上,BE是⊙A上的一条弦.则cos∠OBE=______.
2. 如图13,在⊙O中,弦AB=8,M是弦AB上的动点,且OM的最小值为3.则⊙O的半径为______.
3. 半径为2的圆内接正三角形,正四边形,正六边形的边心距之比为______.
4. 如图14,在矩形ABCD中,AB=3,BC=4,O为矩形ABCD的中心,以D为圆心1为半径作⊙D,P为⊙D上的一个动点,连接AP、OP,则△AOP面积的最大值为________
图13 图14
三、解答题(本大题共6小题,共70.0分)
5. (10分)某中学九年级数学兴趣小组想测量建筑物AB的高度.他们在C处仰望建筑物顶端,测得仰角为48°,再往建筑物的方向前进6米到达D处,测得仰角为64°,求建筑物的高度.(测角器的高度忽略不计,结果精确到0.1米)
(参考数据:sin48°≈710,tan48°≈1110,sin64°≈910,tan64°≈2)
6. (12分)在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CD⊥AB,垂足为D,E,F分别是AC,BC边上一点.
(1)求证:ACBC=CDBD;
(2)若CE=13AC,BF=13BC,求∠EDF的度数.
1. (12分)如图,在△BCE中,点A是边BE上一点,以AB为直径的⊙O与CE相切于点D,AD∥OC,点F为OC与⊙O的交点,连接AF.
(1)求证:CB是⊙O的切线;
(2)若∠ECB=60°,AB=6,求图中阴影部分的面积.
2. (12分)如图,正方形ABCD、等腰Rt△BPQ的顶点P在对角线AC上(点P与A、C不重合),QP与BC交于E,QP延长线与AD交于点F,连接CQ.
(1)①求证:AP=CQ;②求证:PA2=AF•AD;
(2)若AP:PC=1:3,求tan∠CBQ.
3. (12分)如图,在⊙O中,直径CD垂直于不过圆心O的弦AB,垂足为点N,连接AC,点E在AB上,且AE=CE
(1)求证:AC2=AE•AB;
(2)过点B作⊙O的切线交EC的延长线于点P,试判断PB与PE是否相等,并说明理由;
(3)设⊙O半径为4,点N为OC中点,点Q在⊙O上,求线段PQ的最小值.
答案和解析
1.【答案】B
【解析】
解:根据勾股定理,,BC=,
所以,夹直角的两边的比为,
观各选项,只有B选项三角形符合,与所给图形的三角形相似.
故选:B.
可利用正方形的边把对应的线段表示出来,利用三边对应成比例两个三角形相似,分别计算各边的长度即可解题.
此题考查了勾股定理在直角三角形中的运用,三角形对应边比值相等判定三角形相似的方法,本题中根据勾股定理计算三角形的三边长是解题的关键.
2.【答案】D
【解析】
解:在Rt△ABC中,∠C=90°,sinA==,BC=6,
∴AB===10,
故选:D.
在直角三角形ABC中,利用锐角三角函数定义表示出sinA,将sinA的值与BC的长代入求出AB的长即可.
此题考查了解直角三角形,熟练掌握锐角三角函数定义是解本题的关键.
3.【答案】A
【解析】
解:∵∠DAE=∠CAB,
∴当∠AED=∠B或∠ADE=∠C时,△ABC∽△AED;
当=即=时,△ABC∽△AED.
故选:A.
根据相似三角形的判定定理进行判定即可.
本题考查了相似三角形的判定:两组对应边的比相等且夹角对应相等的两个三角形相似;有两组角对应相等的两个三角形相似.
4.【答案】A
【解析】
解:①过平面上不在同一直线上的三点可以作一个圆,错误;
②平分弦(不是直径)的直径垂直于弦,故错误;
③在同圆或等圆中,相等的弦所对的圆周角相等,错误;
④三角形的内心到三角形各边的距离相等,正确,
正确的有1个,
故选A.
利用确定圆的条件、垂径定理、圆周角定理及三角形的内心的性质分别判断后即可确定正确的选项;
本题考查了确定圆的条件、垂径定理、圆周角定理及三角形的内心的性质等知识,解题的关键是能够了解有关的定义及定理,难度不大.
5.【答案】B
【解析】
解:∵BE、CD是△ABC的中线,
∴DE是△ABC的中位线,
∴,①正确;
=,②错误;
∵D是AB的中点,
∴=,
由题意得,点O是△ABC的重心,
∴=,
∴,③正确;
=,④错误,
故选:B.
根据三角形的重心的概念和性质、相似三角形的性质计算即可.
本题考查的是三角形的重心的概念和性质、相似三角形的性质,掌握三角形的重心是三角形三条中线的交点,且重心到顶点的距离是它到对边中点的距离的2倍是解题的关键.
6.【答案】C
【解析】
解:∵,
∴sinA=,cosB=,
∴∠A=60°,∠B=60°,
故可得∠C=180°-∠A-∠B=60°.
故选C.
根据绝对值及完全平方的非负性可得出sinA及cosB的值,继而可得出∠A及∠B的度数,利用三角形的内角和定理求解即可.
此题考查了特殊角的三角函数值、非负数的性质,属于基础题,解答本题的关键是根据特殊角的三角函数值得出∠A及∠B的度数.
7.【答案】C
【解析】
解:∵DE=20m,DE:AE=4:3,
∴AE=15m,
∵CF=DE=20m,CF:BF=1:2,
∴BF=40m,
∴AB=AE+EF+BF=15+10+40=65m.
故选C.
利用坡比的比值关系,求出AE与BF的长度即可得出下底的长.
本题考查了坡度和坡角的知识,解答本题的关键是根据坡比和已知条件求出三角形的边长.
8.【答案】A
【解析】
解:过C作CD⊥AB于D,如图所示:
∵在Rt△ABC中,∠C=90,AC=4,BC=3,
∴AB==5,
∵△ABC的面积=AC×BC=AB×CD,
∴3×4=5CD,
∴CD=2.4<2.5,
即d<r,
∴以2.5为半径的⊙C与直线AB的关系是相交;
故选A.
过C作CD⊥AB于D,根据勾股定理求出AB,根据三角形的面积公式求出CD,得出d<r,根据直线和圆的位置关系即可得出结论.
本题考查了直线和圆的位置关系,用到的知识点是勾股定理,三角形的面积公式;解此题的关键是能正确作出辅助线,并进一步求出CD的长,注意:直线和圆的位置关系有:相离,相切,相交.
9.【答案】B
【解析】
解:取AB的中点O、AE的中点E、BC的中点F,连结OC、OP、OM、OE、OF、EF,如图,
∵在等腰Rt△ABC中,AC=BC=2,
∴AB=BC=4,
∴OC=AB=2,OP=AB=2,
∵M为PC的中点,
∴OM⊥PC,
∴∠CMO=90°,
∴点M在以OC为直径的圆上,
当P点在A点时,M点在E点;当P点在B点时,M点在F点,
易得四边形CEOF为正方形,EF=OC=2,
∴M点的路径为以2为直径的半圆,
∴点M运动的路径长=•π•2=π.
故选B.
取AB的中点O、AE的中点E、BC的中点F,连结OC、OP、OM、OE、OF、EF,如图,利用等腰直角三角形的性质得到AB=BC=4,则OC=AB=2,OP=AB=2,再根据等腰三角形的性质得OM⊥PC,则∠CMO=90°,于是根据圆周角定理得到点M在以OC为直径的圆上,由于点P点在A点时,M点在E点,点P点在B点时,M点在F点,则利用四边形CEOF为正方得到EF=OC=2,所以M点的路径为以2为直径的半圆,然后根据圆的周长公式计算点M运动的路径长.
本题考查了轨迹:点按一定规律运动所形成的图形为点运动的轨迹.解决此题的关键是利用等腰三角形的性质和圆周角定理确定M点的轨迹为以2为直径的半圆.
10.【答案】B
【解析】
解:∵OA⊥BC,∠AOB=70°,
∴=,
∴∠ADC=∠AOB=35°.
故选:B.
先根据垂径定理得出=,再由圆周角定理即可得出结论.
本题考查的是圆周角定理,熟知在同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角相等,都等于这条弧所对的圆心角的一半是解答此题的关键.
11.【答案】B
【解析】
解:连接AD,OD,
∵等腰直角△ABC中,
∴∠ABD=45°.
∵AB是圆的直径,
∴∠ADB=90°,
∴△ABD也是等腰直角三角形,
∴=.
∵AB=8,
∴AD=BD=4,
∴S阴影=S△ABC-S△ABD-S弓形AD
=S△ABC-S△ABD-(S扇形AOD-S△ABD)
=×8×8-×4×4-+××4×4=16-4π+8
=24-4π.
故选B.
连接AD,因为△ABC是等腰直角三角形,故∠ABD=45°,再由AB是圆的直径得出∠ADB=90°,故△ABD也是等腰直角三角形,所以=,S阴影=S△ABC-S△ABD-S弓形AD由此可得出结论.
本题考查的是扇形面积的计算,根据题意作出辅助线,构造出三角形及扇形是解答此题的关键.
12.【答案】C
【解析】
解:∵△BPC是等边三角形,
∴BP=PC=BC,∠PBC=∠PCB=∠BPC=60°,
在正方形ABCD中,
∵AB=BC=CD,∠A=∠ADC=∠BCD=90°
∴∠ABE=∠DCF=30°,
∴BE=2AE;故①正确;
∵PC=CD,∠PCD=30°,
∴∠PDC=75°,
∴∠FDP=15°,
∵∠DBA=45°,
∴∠PBD=15°,
∴∠FDP=∠PBD,
∵∠DFP=∠BPC=60°,
∴△DFP∽△BPH;故②正确;
∵∠FDP=∠PBD=15°,∠ADB=45°,
∴∠PDB=30°,而∠DFP=60°,
∴∠PFD≠∠PDB,
∴△PFD与△PDB不会相似;故③错误;
∵∠PDH=∠PCD=30°,∠DPH=∠DPC,
∴△DPH∽△CPD,
∴,
∴DP2=PH•PC,故④正确;
故选C.
由正方形的性质和相似三角形的判定与性质,即可得出结论.
本题考查的正方形的性质,等边三角形的性质以及相似三角形的判定和性质,解答此题的关键是熟练掌握性质和定理.
13.【答案】4或9
【解析】
【分析】
此题主要考查了相似三角形的判定与性质,利用倒推法以及分类讨论得出是解题关键.分别根据当△ADP∽△ACB时,当△ADP∽△ABC时,求出AP的长即可.
【解答】
解:当△ADP∽△ACB时,
∴=,
∴=,
解得:AP=9,
当△ADP∽△ABC时,
∴=,
∴=,
解得:AP=4,
∴当AP的长度为4或9时,△ADP和△ABC相似.
故答案为4或9.
14.【答案】11
【解析】
【分析】
此题主要考查了相似三角形的判定与性质,解题首先利用平行四边形的构造相似三角形的相似条件,然后利用其性质即可求解.由于四边形ABCD是平行四边形,所以得到BC∥AD、BC=AD,而CE=2EB,由此即可得到△AFD∽△CFE,它们的相似比为3:2,最后利用相似三角形的性质即可求解.
【解答】
解:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴BC∥AD、BC=AD,
而CE=2EB,
∴△AFD∽△CFE,且它们的相似比为3:2,
∴S△AFD:S△EFC=()2,
而S△AFD=9,
∴S△EFC=4,
∴S△DFC=9×=6,
∴S△ADC=15,
S四边形ABEF=15-4=11.
故答案为11.
15.【答案】(1,2)或(-1,-2)
【解析】
解:∵点B的坐标为(-2,-4),以原点为位似中心将△ABC缩小,位似比为1:2,
∴点B的对应点的坐标为(1,2)或(-1,-2),
故答案为:(1,2)或(-1,-2).
根据在平面直角坐标系中,如果位似变换是以原点为位似中心,相似比为k,那么位似图形对应点的坐标的比等于k或-k解答.
本题考查的是位似变换的概念和性质,在平面直角坐标系中,如果位似变换是以原点为位似中心,相似比为k,那么位似图形对应点的坐标的比等于k或-k.
16.【答案】93+9
【解析】
解:如图,作AD⊥BC,BH⊥水平线,
由题意得:∠ACH=75°,∠BCH=30°,AB∥CH,
∴∠ABC=30°,∠ACB=45°,
∵AB=3×12=36m,
∴AD=CD=18m,BD=AB•cos30°=18m,
∴BC=CD+BD=(18+18)m,
∴BH=BC•sin30°=(9+9)m.
故答案为:9+9.
作AD⊥BC,BH⊥水平线,根据题意确定出∠ABC与∠ACB的度数,利用锐角三角函数定义求出AD与BD的长,由CD+BD求出BC的长,即可求出BH的长.
此题考查了解直角三角形的应用-仰角俯角问题,熟练掌握锐角三角函数定义是解本题的关键.
17.【答案】45
【解析】
解:连接EC,由∠EOC=90°得到BC为圆A的直径,
∴EC过点A,
又OE=3,OC=4,根据勾股定理得:EC=5,
∵∠OBE和∠OCE为所对的圆周角,
∴∠OBE=∠OCE,
则cos∠OBE=cos∠OCE==.
故答案为:
连接EC,由90°的圆周角所对的弦为直径,根据∠EOC=90°得到EC为圆A的直径,所以点A在EC上且为EC中点,在直角三角形EOC中,由OE和OC的长
,利用勾股定理求出EC的长,根据同弧所对的圆周角都相等得到∠EBO与∠ECO相等,而∠ECO在直角三角形EOC中,根据余弦函数定义即可求出cos∠ECO的值,进而得到cos∠EBO.
此题考查学生掌握90°的圆周角所对的弦为直径以及同弧所对的圆周角相等,考查了数形结合以及转化的数学思想,是一道中档题.连接EC且得到EC为圆A的直径是解本题的突破点.
18.【答案】5
【解析】
解:根据垂线段最短知,当OM⊥AB时,OM有最小值,
此时,由垂径定理知,点M是AB的中点,
连接OA,AM=AB=4,
由勾股定理知,OA2=OM2+AM2.
即OA2=42+32,
解得OA=5.
所以⊙O的半径为5;
故答案为5.
根据垂线段最短知,当OM⊥AB时,OM有最小值.根据垂径定理和勾股定理求解.
本题考查了垂径定理和勾股定理,根据垂线段最短知,当OM⊥AB时,OM有最小值是解题的关键.
19.【答案】1:2:3
【解析】
解:由题意可得,
正三角形的边心距是:2×sin30°=2×=1,
正四边形的边心距是:2×sin45°=2×,
正六边形的边心距是:2×sin60°=2×,
∴半径为2的圆内接正三角形,正四边形,正六边形的边心距之比为:1::,
故答案为:1::.
根据题意可以求得半径为2的圆内接正三角形,正四边形,正六边形的边心距,从而可以求得它们的比值.
本题考查正多边形和圆,解答本题的关键是明确题意,求出相应的图形的边心距.
20.【答案】174.
【解析】
【分析】
本题考查了圆的切线的性质,矩形的性质,平行线的性质,勾股定理的应用以及三角形相似的判定和性质,本题的关键是判断出P处于什么位置时面积最大.当P点移动到平行于OA且与⊙D相切时,△AOP面积的最大,由于P为切点,得出MP垂直与切线,进而得出PM⊥AC,根据勾股定理先求得AC的长,进而求得OA的长,根据△ADM∽△ACD,求得DM的长,从而求得PM的长,最后根据三角形的面积公式即可求得.
【解答】
解:当P点移动到平行于OA且与⊙D相切时,△AOP面积的最大,如图,
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∵P是⊙D的切线,
∴DP垂直与切线,延长PD交AC于M,则DM⊥AC,
∵在矩形ABCD中,AB=3,BC=4,
∴.
∴.
∵∠AMD=∠ADC=90°,∠DAM=∠CAD,
∴△ADM∽△ACD,
∴,
∵AD=4,CD=3,AC=5,
∴DM=,
∴,
∴△AOP的最大面积=.
故答案为.
21.【答案】解:根据题意,得∠ADB=64°,∠ACB=48°
在Rt△ADB中,tan64°=ABBD,
则BD=ABtan64∘≈12AB,
在Rt△ACB中,tan48°=ABCB,
则CB=ABtan48∘≈1011AB,
∴CD=BC-BD
即6=1011AB-12AB
解得:AB=1329≈14.7(米),
∴建筑物的高度约为14.7米.
【解析】
Rt△ADB中用AB表示出BD、Rt△ACB中用AB表示出BC,根据CD=BC-BD可得关于AB 的方程,解方程可得.
本题考查解直角三角形的应用-仰角俯角问题,解题的关键是利用数形结合的思想找出各边之间的关系,然后找出所求问题需要的条件.
22.【答案】解:(1)∵CD⊥AB,
∴∠A+∠ACD=90°
又∵∠A+∠B=90°
∴∠B=∠ACD
∴Rt△ADC∽Rt△CDB
∴ACBC=CDBD;
(2)∵CEBF=13AC13BC=ACBC,
又∵∠ACD=∠B,
∴△CED∽△BFD;
∴∠CDE=∠BDF;
∴∠EDF=∠EDC+∠CDF=∠BDF+∠CDF=∠CDB=90°.
【解析】
(1)证相关线段所在的三角形相似即可,即证Rt△ADC∽Rt△CDB;
(2)易证得CE:BF=AC:BC,联立(1)的结论,即可得出CE:BF=CD:BD,由此易证得△CED∽△BFD,即可得出∠CDE=∠BDF,由于∠BDF和∠CDF互余,则∠EDC和∠CDF也互余,由此可求得∠EDF的度数.
此题考查的是相似三角形的判定和性质;识别两三角形相似,除了要掌握定义外,还要注意正确找出两三角形的对应边、对应角,可利用数形结合思想根据图形提供的数据计算对应角的度数、对应边的比.
23.【答案】(1)证明:连接OD,与AF相交于点G,
∵CE与⊙O相切于点D,
∴OD⊥CE,
∴∠CDO=90°,
∵AD∥OC,
∴∠ADO=∠DOC,∠DAO=∠BOC,
∵OA=OD,
∴∠ADO=∠DAO,
∴∠DOC=∠BOC,
在△CDO和△CBO中,\
CO=CO∠DOC=∠BOCOD=OB,
∴△CDO≌△CBO,
∴∠CBO=∠CDO=90°,
∴CB是⊙O的切线.
(2)由(1)可知∠DOA=∠BOC,∠DOC=∠BOC,
∵∠ECB=60°,
∴∠DCO=∠BCO=12∠ECB=30°,
∴∠DOC=∠BOC=60°,
∴∠DOA=60°,
∵OA=OD,
∴△OAD是等边三角形,
∴AD=OD=OF,∵∠GOF=∠ADO,
在△ADG和△FOG中,
∠GOF=∠ADG∠FGO=∠AGDAD=OF,
∴△ADG≌△FOG,
∴S△ADG=S△FOG,
∵AB=6,
∴⊙O的半径r=3,
∴S阴=S扇形ODF=60π⋅32360=32π.
【解析】
(1)欲证明CB是⊙O的切线,只要证明BC⊥OB,可以证明△CDO≌△CBO解决问题.
(2)首先证明S阴=S扇形ODF,然后利用扇形面积公式计算即可.
本题考查切线的性质和判定、扇形的面积公式,记住切线的判定方法和性质是解决问题的关键,学会把求不规则图形面积转化为求规则图形面积,属于中考常考题型.
24.【答案】解:(1)①∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=CB,∠ABC=90°,
∴∠ABP+∠PBC=90°,
∵△BPQ是等腰直角三角形,
∴BP=BQ,∠PBQ=90°,
∴∠PBC+∠CBQ=90°
∴∠ABP=∠CBQ,
∴△ABP≌△CBQ,
∴AP=CQ;
②∵四边形ABCD是正方形,
∴∠DAC=∠BAC=∠ACB=45°,
∵∠PQB=45°,∠CEP=∠QEB,
∴∠CBQ=∠CPQ,
由①得△ABP≌△CBQ,∠ABP=∠CBQ
∵∠CPQ=∠APF,
∴∠APF=∠ABP,
∴△APF∽△ABP,
∴APAB=AFAP,
∴AP2=AF•AB=AF•AD;
(本题也可以连接PD,证△APF∽△ADP)
(2)由①得△ABP≌△CBQ,
∴∠BCQ=∠BAC=45°,
∵∠ACB=45°,∠PCQ=45°+45°=90°,
∴tan∠CPQ=CQCP,
由①
得AP=CQ,
又∵AP:PC=1:3,
∴tan∠CPQ=CQCP=APCP=13,
由②得∠CBQ=∠CPQ,
∴tan∠CBQ=tan∠CPQ=13.
【解析】
(1)①证出∠ABP=∠CBQ,由SAS证明△ABP≌△CBQ可得结论;
②根据正方形的性质和全等三角形的性质得到∠DAC=∠BAC,∠APF=∠ABP,根据AA证明△APF∽△ABP,再根据相似三角形的性质即可求解;
(2)根据全等三角形的性质得到∠BCQ=∠BAC=45°,可得∠PCQ=90°,根据三角函数和已知条件得到tan∠CPQ=,由②中∠CBQ=∠CPQ即可求解.
本题是四边形综合题目,考查了正方形的性质、全等三角形的判定与性质、相似三角形的判定与性质等知识;本题综合性强,有一定难度.
25.【答案】证明:(1)如图1,连接BC,
∵CD为⊙O的直径,AB⊥CD,
∴BC=AC,
∴∠A=∠ABC,
∵EC=AE,
∴∠A=∠ACE,
∴∠ABC=∠ACE,
∵∠A=∠A,
∴△AEC∽△ACB,
∴ACAB=AEAC,
∴AC2=AE•AB;
(2)PB=PE,理由是:
如图2,连接OB,
∵PB为⊙O的切线,
∴OB⊥PB,
∴∠OBP=90°,
∴∠PBN+∠OBN=90°,
∵∠OBN+∠COB=90°,
∴∠PBN=∠COB,
∵∠PEB=∠A+∠ACE=2∠A,
∠COB=2∠A,
∴∠PEB=∠COB,
∴∠PEB=∠PBN,
∴PB=PE;
(3)如图3,∵N为OC的中点,
∴ON=12OC=12OB,
Rt△OBN中,∠OBN=30°,
∴∠
COB=60°,
∵OC=OB,
∴△OCB为等边三角形,
∵Q为⊙O任意一点,
连接PQ、OQ,
因为OQ为半径,是定值4,
则PQ+OQ的值最小时,PQ最小,
当P、Q、O三点共线时,PQ最小,
∴Q为OP与⊙O的交点时,PQ最小,
∠A=12∠COB=30°,
∴∠PEB=2∠A=60°,
∠ABP=90°-30°=60°,
∴△PBE是等边三角形,
Rt△OBN中,BN=42-22=23,
∴AB=2BN=43,
设AE=x,则CE=x,EN=23-x,
Rt△CNE中,x2=22+(23-x)2,
x=433,
∴BE=PB=43-433=833,
Rt△OPB中,OP=PB2+OB2=(833)2+42=4321,
∴PQ=4321-4=421-123.
则线段PQ的最小值是421-123.
【解析】
(1)证明△AEC∽△ACB,列比例式可得结论;
(2)如图2,证明∠PEB=∠COB=∠PBN,根据等角对等边可得:PB=PE;
(3)如图3,先确定线段PQ的最小值时Q的位置:因为OQ为半径,是定值4,则PQ+OQ的值最小时,PQ最小,当P、Q、O三点共线时,PQ最小,先求AE的长,从而得PB的长,最后利用勾股定理求OP的长,与半径的差就是PQ的最小值.
本题是圆的综合题,考查了三角形相似的性质和判定、等腰三角形、等边三角形的性质和判定、垂径定理、切线的性质、勾股定理等知识,第三问有难度,确定PQ最小值时Q的位置是关键,根据两点之间线段最短,与勾股定理、方程相结合,解决问题.