13. $(2\sqrt{48} - 3\sqrt{27}) ÷ \sqrt{6}$。
答案
$13. -\frac{\sqrt{2}}{2}$
解析
【解析】
1. 化简二次根式:
$\sqrt{48}=\sqrt{16×3}=4\sqrt{3}$,$\sqrt{27}=\sqrt{9×3}=3\sqrt{3}$
2. 计算括号内的部分:
$2\sqrt{48}-3\sqrt{27}=2×4\sqrt{3}-3×3\sqrt{3}=8\sqrt{3}-9\sqrt{3}=-\sqrt{3}$
3. 进行除法运算并化简:
$(-\sqrt{3})÷\sqrt{6}=-\frac{\sqrt{3}}{\sqrt{6}}=-\frac{\sqrt{3}×\sqrt{6}}{\sqrt{6}×\sqrt{6}}=-\frac{3\sqrt{2}}{6}=-\frac{\sqrt{2}}{2}$
【答案】
$-\frac{\sqrt{2}}{2}$
【知识点】
二次根式的化简,二次根式的混合运算
【点评】
本题考查二次根式的混合运算,解题核心是先将各二次根式化为最简形式,再按照运算顺序计算,可有效简化运算步骤。
【难度系数】
0.6
1. 化简二次根式:
$\sqrt{48}=\sqrt{16×3}=4\sqrt{3}$,$\sqrt{27}=\sqrt{9×3}=3\sqrt{3}$
2. 计算括号内的部分:
$2\sqrt{48}-3\sqrt{27}=2×4\sqrt{3}-3×3\sqrt{3}=8\sqrt{3}-9\sqrt{3}=-\sqrt{3}$
3. 进行除法运算并化简:
$(-\sqrt{3})÷\sqrt{6}=-\frac{\sqrt{3}}{\sqrt{6}}=-\frac{\sqrt{3}×\sqrt{6}}{\sqrt{6}×\sqrt{6}}=-\frac{3\sqrt{2}}{6}=-\frac{\sqrt{2}}{2}$
【答案】
$-\frac{\sqrt{2}}{2}$
【知识点】
二次根式的化简,二次根式的混合运算
【点评】
本题考查二次根式的混合运算,解题核心是先将各二次根式化为最简形式,再按照运算顺序计算,可有效简化运算步骤。
【难度系数】
0.6
14. $(2 + \sqrt{10})^2(14 - 4\sqrt{10})$。
答案
36
解析
【解析】
1. 利用完全平方公式展开$(2+\sqrt{10})^2$:
$(2+\sqrt{10})^2=2^2+2×2×\sqrt{10}+(\sqrt{10})^2=4+4\sqrt{10}+10=14+4\sqrt{10}$
2. 将原式转化为平方差形式计算:
原式=$(14+4\sqrt{10})(14-4\sqrt{10})=14^2-(4\sqrt{10})^2=196-16×10=196-160=36$
【答案】
36
【知识点】
完全平方公式、平方差公式
【点评】
本题考查二次根式的混合运算,灵活运用乘法公式可简化运算,避免繁琐的直接展开计算,提升计算准确性与效率。
【难度系数】
0.6
1. 利用完全平方公式展开$(2+\sqrt{10})^2$:
$(2+\sqrt{10})^2=2^2+2×2×\sqrt{10}+(\sqrt{10})^2=4+4\sqrt{10}+10=14+4\sqrt{10}$
2. 将原式转化为平方差形式计算:
原式=$(14+4\sqrt{10})(14-4\sqrt{10})=14^2-(4\sqrt{10})^2=196-16×10=196-160=36$
【答案】
36
【知识点】
完全平方公式、平方差公式
【点评】
本题考查二次根式的混合运算,灵活运用乘法公式可简化运算,避免繁琐的直接展开计算,提升计算准确性与效率。
【难度系数】
0.6
四、解答题(共 30 分)
15. (8 分)先化简,再求值:$(1 + \frac{1 - x}{1 + x}) ÷ \frac{2x - 2}{x^2 + 2x + 1}$,其中$x = \sqrt{2} + 1$。
15. (8 分)先化简,再求值:$(1 + \frac{1 - x}{1 + x}) ÷ \frac{2x - 2}{x^2 + 2x + 1}$,其中$x = \sqrt{2} + 1$。
答案
$\frac{x + 1}{x - 1}\cdot\sqrt{2}+1$
解析
【解析】
1. 化简原式:
先计算括号内的部分:
$1 + \frac{1 - x}{1 + x} = \frac{(1 + x) + (1 - x)}{1 + x} = \frac{2}{1 + x}$
将除法转化为乘法,并分解因式:
$\frac{2}{1 + x} ÷ \frac{2(x - 1)}{(x + 1)^2} = \frac{2}{1 + x} · \frac{(x + 1)^2}{2(x - 1)}$
约分后得:$\frac{x + 1}{x - 1}$
2. 代入$x = \sqrt{2} + 1$求值:
当$x = \sqrt{2} + 1$时,$x - 1 = \sqrt{2}$,$x + 1 = \sqrt{2} + 2$,
则$\frac{x + 1}{x - 1} = \frac{\sqrt{2} + 2}{\sqrt{2}} = \frac{(\sqrt{2} + 2)×\sqrt{2}}{\sqrt{2}×\sqrt{2}} = \frac{2 + 2\sqrt{2}}{2} = \sqrt{2} + 1$
【答案】
$\sqrt{2} + 1$
【知识点】
分式的化简求值、因式分解、分式四则运算
【点评】
本题主要考查分式的化简求值,需熟练掌握分式的运算法则及因式分解方法,代入求值时注意二次根式的运算规范,计算过程需细心严谨。
【难度系数】
0.6
1. 化简原式:
先计算括号内的部分:
$1 + \frac{1 - x}{1 + x} = \frac{(1 + x) + (1 - x)}{1 + x} = \frac{2}{1 + x}$
将除法转化为乘法,并分解因式:
$\frac{2}{1 + x} ÷ \frac{2(x - 1)}{(x + 1)^2} = \frac{2}{1 + x} · \frac{(x + 1)^2}{2(x - 1)}$
约分后得:$\frac{x + 1}{x - 1}$
2. 代入$x = \sqrt{2} + 1$求值:
当$x = \sqrt{2} + 1$时,$x - 1 = \sqrt{2}$,$x + 1 = \sqrt{2} + 2$,
则$\frac{x + 1}{x - 1} = \frac{\sqrt{2} + 2}{\sqrt{2}} = \frac{(\sqrt{2} + 2)×\sqrt{2}}{\sqrt{2}×\sqrt{2}} = \frac{2 + 2\sqrt{2}}{2} = \sqrt{2} + 1$
【答案】
$\sqrt{2} + 1$
【知识点】
分式的化简求值、因式分解、分式四则运算
【点评】
本题主要考查分式的化简求值,需熟练掌握分式的运算法则及因式分解方法,代入求值时注意二次根式的运算规范,计算过程需细心严谨。
【难度系数】
0.6
16. (10 分)一个直角三角形的两条直角边长分别是$(3 - \sqrt{2})$cm,$(3 + \sqrt{2})$cm,求这个直角三角形的面积和周长。
答案
面积$=\frac{1}{2}\times(3 - \sqrt{2})(3 + \sqrt{2})=\frac{7}{2}$,周长$=\sqrt{(3 + \sqrt{2})^2+(3 - \sqrt{2})^2}+(3 + \sqrt{2})+(3 - \sqrt{2})=6+\sqrt{22}$
解析
【解析】
1. 计算面积:
根据直角三角形面积公式$S=\frac{1}{2}ab$($a,b$为直角边),代入得:
$S=\frac{1}{2}×(3 - \sqrt{2})(3 + \sqrt{2})$
利用平方差公式$(a-b)(a+b)=a^2-b^2$,得$(3 - \sqrt{2})(3 + \sqrt{2})=3^2-(\sqrt{2})^2=9-2=7$,
因此面积$S=\frac{1}{2}×7=\frac{7}{2}$(cm²)。
2. 计算周长:
根据勾股定理求斜边$c$:
$c=\sqrt{(3 - \sqrt{2})^2+(3 + \sqrt{2})^2}$
展开平方项:$(3 - \sqrt{2})^2=9-6\sqrt{2}+2$,$(3 + \sqrt{2})^2=9+6\sqrt{2}+2$,
相加得$9-6\sqrt{2}+2+9+6\sqrt{2}+2=22$,故$c=\sqrt{22}$(cm)。
周长$C=(3 - \sqrt{2})+(3 + \sqrt{2})+\sqrt{22}=6+\sqrt{22}$(cm)。
【答案】
面积为$\boldsymbol{\frac{7}{2}\ \mathrm{cm}^2}$,周长为$\boldsymbol{(6+\sqrt{22})\ \mathrm{cm}}$。
【知识点】
勾股定理、二次根式混合运算、直角三角形面积周长计算
【点评】
本题考查直角三角形的基本性质与二次根式的混合运算,需熟练运用平方差、完全平方公式简化计算,注重运算的准确性。
【难度系数】
0.6
1. 计算面积:
根据直角三角形面积公式$S=\frac{1}{2}ab$($a,b$为直角边),代入得:
$S=\frac{1}{2}×(3 - \sqrt{2})(3 + \sqrt{2})$
利用平方差公式$(a-b)(a+b)=a^2-b^2$,得$(3 - \sqrt{2})(3 + \sqrt{2})=3^2-(\sqrt{2})^2=9-2=7$,
因此面积$S=\frac{1}{2}×7=\frac{7}{2}$(cm²)。
2. 计算周长:
根据勾股定理求斜边$c$:
$c=\sqrt{(3 - \sqrt{2})^2+(3 + \sqrt{2})^2}$
展开平方项:$(3 - \sqrt{2})^2=9-6\sqrt{2}+2$,$(3 + \sqrt{2})^2=9+6\sqrt{2}+2$,
相加得$9-6\sqrt{2}+2+9+6\sqrt{2}+2=22$,故$c=\sqrt{22}$(cm)。
周长$C=(3 - \sqrt{2})+(3 + \sqrt{2})+\sqrt{22}=6+\sqrt{22}$(cm)。
【答案】
面积为$\boldsymbol{\frac{7}{2}\ \mathrm{cm}^2}$,周长为$\boldsymbol{(6+\sqrt{22})\ \mathrm{cm}}$。
【知识点】
勾股定理、二次根式混合运算、直角三角形面积周长计算
【点评】
本题考查直角三角形的基本性质与二次根式的混合运算,需熟练运用平方差、完全平方公式简化计算,注重运算的准确性。
【难度系数】
0.6
17. (12 分)如图①,$C$是线段$BD$上的一个动点,$AB ⊥ BD$,$ED ⊥ BD$,垂足分别为$B$,$D$,连接$AC$,$EC$。已知$AB = 5$,$DE = 1$,$BD = 8$,设$BC = x$。

(1)用含$x$的代数式表示$AC + CE$的值,并回答:当点$A$,$C$,$E$满足什么条件时,$AC + CE$的值最小。
(2)如图②,在平面直角坐标系中,已知点$M(0,4)$,$N(3,2)$,请根据(1)中的结论在$x$轴上找一点$P$,使$PM + PN$的值最小,求出点$P$的坐标和$PM + PN$的最小值。
(1)用含$x$的代数式表示$AC + CE$的值,并回答:当点$A$,$C$,$E$满足什么条件时,$AC + CE$的值最小。
(2)如图②,在平面直角坐标系中,已知点$M(0,4)$,$N(3,2)$,请根据(1)中的结论在$x$轴上找一点$P$,使$PM + PN$的值最小,求出点$P$的坐标和$PM + PN$的最小值。
答案
$(1) AC + CE=\sqrt{25 + x^2}+\sqrt{1+(8 - x)^2} $当A、C、E三点共线时,值最小$ (2) P(2,0) 3\sqrt{5}$
解析
【解析】
(1)在$Rt△ ABC$中,由勾股定理得:
$AC=\sqrt{AB^2+BC^2}=\sqrt{5^2+x^2}=\sqrt{25+x^2}$,
在$Rt△ CDE$中,$CD=BD-BC=8-x$,由勾股定理得:
$CE=\sqrt{DE^2+CD^2}=\sqrt{1^2+(8-x)^2}=\sqrt{1+(8-x)^2}$,
所以$AC + CE=\sqrt{25 + x^2}+\sqrt{1+(8 - x)^2}$。
根据两点之间线段最短,当点$A$、$C$、$E$三点共线时,$AC + CE$的值最小。
(2)作点$M(0,4)$关于$x$轴的对称点$M'(0,-4)$,连接$M'N$,与$x$轴的交点即为所求点$P$。
设直线$M'N$的解析式为$y=kx+b$,将$M'(0,-4)$,$N(3,2)$代入得:
$\begin{cases}b=-4\\3k + b=2\end{cases}$,
解得$\begin{cases}k=2\\b=-4\end{cases}$,
所以直线$M'N$的解析式为$y=2x-4$。
令$y=0$,则$2x-4=0$,解得$x=2$,故$P(2,0)$。
$PM + PN$的最小值为$M'N$的长度,由两点间距离公式得:
$M'N=\sqrt{(3-0)^2+(2-(-4))^2}=\sqrt{9+36}=3\sqrt{5}$。
【答案】
(1) $AC + CE=\sqrt{25 + x^2}+\sqrt{1+(8 - x)^2}$;当点$A$、$C$、$E$三点共线时,$AC + CE$的值最小
(2) 点$P$的坐标为$(2,0)$,$PM + PN$的最小值为$3\sqrt{5}$
【知识点】
勾股定理;两点之间线段最短;一次函数的应用
【点评】
本题综合考查几何与代数知识,利用转化思想将最短路径问题转化为两点之间线段最短,结合勾股定理和一次函数求解,体现了数形结合思想。
【难度系数】
0.6
(1)在$Rt△ ABC$中,由勾股定理得:
$AC=\sqrt{AB^2+BC^2}=\sqrt{5^2+x^2}=\sqrt{25+x^2}$,
在$Rt△ CDE$中,$CD=BD-BC=8-x$,由勾股定理得:
$CE=\sqrt{DE^2+CD^2}=\sqrt{1^2+(8-x)^2}=\sqrt{1+(8-x)^2}$,
所以$AC + CE=\sqrt{25 + x^2}+\sqrt{1+(8 - x)^2}$。
根据两点之间线段最短,当点$A$、$C$、$E$三点共线时,$AC + CE$的值最小。
(2)作点$M(0,4)$关于$x$轴的对称点$M'(0,-4)$,连接$M'N$,与$x$轴的交点即为所求点$P$。
设直线$M'N$的解析式为$y=kx+b$,将$M'(0,-4)$,$N(3,2)$代入得:
$\begin{cases}b=-4\\3k + b=2\end{cases}$,
解得$\begin{cases}k=2\\b=-4\end{cases}$,
所以直线$M'N$的解析式为$y=2x-4$。
令$y=0$,则$2x-4=0$,解得$x=2$,故$P(2,0)$。
$PM + PN$的最小值为$M'N$的长度,由两点间距离公式得:
$M'N=\sqrt{(3-0)^2+(2-(-4))^2}=\sqrt{9+36}=3\sqrt{5}$。
【答案】
(1) $AC + CE=\sqrt{25 + x^2}+\sqrt{1+(8 - x)^2}$;当点$A$、$C$、$E$三点共线时,$AC + CE$的值最小
(2) 点$P$的坐标为$(2,0)$,$PM + PN$的最小值为$3\sqrt{5}$
【知识点】
勾股定理;两点之间线段最短;一次函数的应用
【点评】
本题综合考查几何与代数知识,利用转化思想将最短路径问题转化为两点之间线段最短,结合勾股定理和一次函数求解,体现了数形结合思想。
【难度系数】
0.6
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