九年级数学上册 一元二次方程(提升篇)(Word版 含解析)
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九年级数学上册 一元二次方程(提升篇)(Word 版 含解析)
一、初三数学 一元二次方程易错题压轴题(难)
1.如图1,平面直角坐标系xOy 中,等腰ABC ∆的底边BC 在x 轴上,8BC =,顶点A
在y 的正半轴上,2OA =,一动点E 从(3,0)出发,以每秒1个单位的速度沿CB 向左运动,到达OB 的中点停止.另一动点F 从点C 出发,以相同的速度沿CB 向左运动,到达点O 停止.已知点E 、F 同时出发,以EF 为边作正方形EFGH ,使正方形EFGH 和
ABC ∆在BC 的同侧.设运动的时间为t 秒(0t ≥).
(1)当点H 落在AC 边上时,求t 的值;
(2)设正方形EFGH 与ABC ∆重叠面积为S ,请问是存在t 值,使得91
36
S =?若存在,求出t 值;若不存在,请说明理由;
(3)如图2,取AC 的中点D ,连结OD ,当点E 、F 开始运动时,点M 从点O 出发,以每秒25OD DC CD DO ---运动,到达点O 停止运动.请问在点
E 的整个运动过程中,点M 可能在正方形EFGH 内(含边界)吗?如果可能,求出点M 在正方形EFGH 内(含边界)的时长;若不可能,请说明理由.
【答案】(1)t=1;(2)存在,143t =
,理由见解析;(3)可能,3455
t ≤≤或45
33t ≤≤或35t ≤≤理由见解析 【解析】 【分析】
(1)用待定系数法求出直线AC 的解析式,根据题意用t 表示出点H 的坐标,代入求解即可;
(2)根据已知,当点F 运动到点O 停止运动前,重叠最大面积是边长为1的正方形的面积,即不存在t ,使重叠面积为91
36
S =
,故t ﹥4,用待定系数法求出直线AB 的解析式,求出点H 落在BC 边上时的t 值,求出此时重叠面积为169﹤9136
,进一步求出重叠面积关于t 的表达式,代入解t 的方程即可解得t 值;
(3)由已知求得点D (2,1),
AC=
结合图形分情况讨论即可得出符合条件的时长. 【详解】
(1)由题意,A(0,2),B(-4,0),C(4,0), 设直线AC 的函数解析式为y=kx+b , 将点A 、C 坐标代入,得:
402k b b +=⎧⎨
=⎩,解得:122
k b ⎧
=-
⎪⎨⎪=⎩, ∴直线AC 的函数解析式为1
22
y x =-
+, 当点H 落在AC 边上时,点E(3-t ,0),点H (3-t ,1), 将点H 代入1
22
y x =-
+,得: 1
1(3)22
t =--+,解得:t=1;
(2)存在,143t =
,使得9136
S =. 根据已知,当点F 运动到点O 停止运动前,重叠最大面积是边长为1的正方形的面积,即不存在t ,使重叠面积为91
36
S =
,故t ﹥4, 设直线AB 的函数解析式为y=mx+n , 将点A 、B 坐标代入,得:
402m n n -+=⎧⎨
=⎩,解得:122
m n ⎧
=
⎪⎨⎪=⎩, ∴直线AC 的函数解析式为1
22
y x =
+, 当t ﹥4时,点E (3-t ,0)点H (3-t ,t-3),G(0,t-3), 当点H 落在AB 边上时,将点H 代入1
22
y x =
+,得: 13(3)22t t -=-+,解得:133
t =;
此时重叠的面积为2
21316
(3)(3)39
t -=-=, ∵
16
9﹤9136,∴133
﹤t ﹤5, 如图1,设GH 交AB 于S ,EH 交AB 于T,
将y=t-3代入122y x =+得:1
322
t x -=+, 解得:x=2t-10, ∴点S(2t-10,t-3),
将x=3-t 代入122y x =
+得:11
(3)2(7)22
y t t =-+=-, ∴点T 1(3,(7))2
t t --, ∴AG=5-t ,SG=10-2t ,BE=7-t ,ET=
1
(7)2
t -, 211
(7)24BET S BE ET t ∆==-, 21
(5)2
ASG
S AG SG t ∆==- 所以重叠面积S=AOB BET ASG S S S ∆∆∆--=4-21(7)4t --2(5)t -=2527133424
t t -+-, 由2
5
271334
24t t -+-=9136得:1143t =,29215
t =﹥5(舍去), ∴143
t =
;
(3)可能,
3
5
≤t≤1或t=4. ∵点D 为AC 的中点,且OA=2,OC=4, ∴点D (2,1),AC=255 易知M 点在水平方向以每秒是4个单位的速度运动; 当0﹤t ﹤1
2
时,M 在线段OD 上,H 未到达D 点,所以M 与正方形不相遇; 当
12﹤t ﹤1时, 12+1
2÷(1+4)=35
秒, ∴t =
35时M 与正方形相遇,经过1÷(1+4)=1
5
秒后,M 点不在正方行内部,则
3455
t ≤≤; 当t=1时,由(1)知,点F 运动到原E 点处,M 点到达C 处; 当1≤t≤2时,当t=1+1÷(4-1)=
43秒时,点M 追上G 点,经过1÷(4-1)=1
3秒,点M 都在正方形EFGH 内(含边界),
45
33
t ≤≤ 当t=2时,点M 运动返回到点O 处停止运动,
当 t=3时,点E 运动返回到点O 处, 当 t=4时,点F 运动返回到点O 处, 当35t ≤≤时,点M 都在正方形EFGH 内(含边界), 综上,当3455t ≤≤或45
33
t ≤≤或35t ≤≤时,点M 可能在正方形EFGH 内(含边界).
【点睛】
本题考查了一次函数与几何图形的综合,涉及求一次函数的解析式、正方形的性质、直角三角形的性质、不规则图形的面积、解一元二次方程等知识,解答的关键是认真审题,提取相关信息,利用待定系数法、数形结合法等解题方法确定解题思路,进而推理、探究、发现和计算.
2.如图,在平面直角坐标系中,()4,0A -,()0,4B ,四边形ABCO 为平行四边形,
4,03D ⎛⎫
- ⎪⎝⎭
在x 轴上一定点,P 为x 轴上一动点,且点P 从原点O 出发,沿着x 轴正半轴方向以每秒
4
3
个单位长度运动,已知P 点运动时间为t . (1)点C 坐标为________,P 点坐标为________;(直接写出结果,可用t 表示) (2)当t 为何值时,BDP ∆为等腰三角形;
(3)P 点在运动过程中,是否存在t ,使得ABD OBP ∠=∠,若存在,请求出t 的值,若不存在,请说明理由!
【答案】(1)(4,4),(4
3
t ,0);(2)1101-,4; (3)存在,310
9
t
【解析】 【分析】
(1)利用平行四边形的性质和根据P 点的运动速度,利用路程公式求解即可; (2)分三种情况:①当BD BP 时,②当BD DP =时,③当BP DP =时,分别讨论求
解,即可得出结果; (3)过D 点作DF BP 交BP 于点F ,设OP x =
,则可得2
24BP
x ,43
DP
x ,
4
53
DF
,利用1
1
22
BDP
S DP BO BP DF ,即可求出OP 的长,利用路程公式可求得t 的值。
【详解】
解:(1)∵()4,0-A ,()0,4B ,四边形ABCO 为平行四边形, ∴点C 坐标为(4,4),
又∵P 为x 轴上一动点,点P 从原点O 出发,沿着x 轴正半轴方向以每秒4
3
个单位长度运动,P 点运动时间为t , ∴P 点坐标为(
4
3
t ,0), (2)∵B ,D 的坐标分别为:()0,4B ,4,03D ⎛⎫
- ⎪⎝⎭
, ∴4OB =,4
3
OD =
, 由勾股定理有:2
2
2
2
44
4
103
3
DB OB
OD
, 当BDP ∆为等腰三角形时, ①如图所示,当BD
BP 时,
OD OP
=,
∴P点坐标为(4
3
,0),
∴1
t=
②如图所示,当BD DP
=时,
∵410
3
DB,OP DP OD ∴444
10101
333
OP,∴101
t
③如图所示,当BP DP
=时,
设P点坐标为:(x,0)
则有:2224
BP x,
2
2
4
3
DP x,
∴
2
22
4
4
3
x x,解之得:
16
3
x=
∴P 点坐标为(16
3
,0), ∴4t =
综上所述,当t 为1,101-,4时,BDP ∆为等腰三角形;
(3)答:存在t ,使得ABD OBP ∠=∠。
证明:∵A ,B 两点坐标分别为:()4,0-A ,()0,4B , ∴OA OB =,45ABO ∠=, 又∵ABD OBP ∠=∠
∴ABD OBD OBP OBD ∠+∠=∠+∠ 即有:45ABO
DBP
,
如图示,过D 点作DF
BP 交BP 于点F,
∵4
103DB , ∴4
53
DF
, 设OP x =,根据勾股定理有:2
24BP x ,
并且43
DP x ,
则:1
1
2
2
BDP
S DP BO BP DF
∴
22
44
4453
3
x x , 化简得:2610x x +-=, 解之得:3
10x (取正值),
即4310
3
t ∴3
310
310
94
t
.
【点睛】
本题考查的是平行四边形的性质,等腰三角形的性质,勾股定理,三角形的面积公式,一元二次方程得解等知识点,在(2)中懂得分类讨论,在(3)中能做出垂线,利用面积求解是解题的关键.
3.Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC=6,动点P从点A出发,在线段AC上以每秒1个单位长度的速度向点C作匀速运动,到达点C停止运动.设运动时间为t秒
(1)如图1,过点P作PD⊥AC,交AB于D,若△PBC与△PAD的面积和是△ABC的面积
的7
9
,求t的值;
(2)点Q在射线PC上,且PQ=2AP,以线段PQ为边向上作正方形PQNM.在运动过程中,若设正方形PQNM与△ABC重叠部分的面积为8,求t的值.
【答案】(1)t1=2,t2=4;(2)t 4
7
7
58.
【解析】
【分析】
(1)先求出△ABC的面积,然后根据题意可得AP=t,CP=6﹣t,然后再△PBC与△PAD
的面积和是△ABC的面积的7
9
,列出方程、解方程即可解答;
(2)根据不同时间段分三种情况进行解答即可.【详解】
(1)∵Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC=6,∴S△ABC=1
2
×6×6=18,
∵AP=t,CP=6﹣t,
∴△PBC与△PAD的面积和=1
2t2+
1
2
×6×(6﹣t),
∵△PBC与△PAD的面积和是△ABC的面积的7
9
,
∴1
2t2+
1
2
×6×(6﹣t)=18×
7
9
,
解之,得t1=2,t2=4;(2)∵AP=t,PQ=2AP,∴PQ=2t,
①如图1,当0≤t≤2时,S=(2t)2﹣1
2
t2=
7
2
t2=8,
解得:t1=4
7
7
,t2=﹣
4
7
7
(不合题意,舍去),
②如图2,当2≤t≤3时,S=1
2
×6×6﹣
1
2
t2﹣
1
2
(6﹣2t)2=12t﹣
2
5
t2=8,
解得:t1=4(不合题意,舍去),t2=4
5
(不合题意,舍去),
③如图3,当3≤t≤6时,S=1
2
6×6﹣
1
2
t2=8,
解得:t1=25,t2=﹣25(不合题意,舍去),
综上,t的值为4
7
7或25时,重叠面积为8.
【点睛】
本题考查了三角形和矩形上的动点问题,根据题意列出方程和分情况讨论是解答本题的关键.
4.元旦期间,某超市销售两种不同品牌的苹果,已知1千克甲种苹果和1千克乙种苹果的进价之和为18元.当销售1千克甲种苹果和1千克乙种苹果利润分别为4元和2元时,陈老师购买3千克甲种苹果和4千克乙种苹果共用82元.
(1)求甲、乙两种苹果的进价分别是每千克多少元?
(2)在(1)的情况下,超市平均每天可售出甲种苹果100千克和乙种苹果140千克,若将这两种苹果的售价各提高1元,则超市每天这两种苹果均少售出10千克,超市决定把这两种苹果的售价提高x元,在不考虑其他因素的条件下,使超市销售这两种苹果共获利
960元,求x的值.
【答案】(1)甲、乙两种苹果的进价分别为10元/千克,8元/千克;(2)x的值为2或7.【解析】
【分析】
(1)根据题意列二元一次方程组即可求解,(2)根据题意列一元二次方程即可求解.
【详解】
(1)解:设甲、乙两种苹果的进价分别为a元/千克, b元/千克.
由题得:()()18344282a b a b +=⎧
⎨
+++=⎩ 解之得:10
8
a b =⎧⎨
=⎩ 答:甲、乙两种苹果的进价分别为10元/千克,8元/千克 (2)由题意得:()()()()410010214010960x x x x +-++-= 解之得:12x =,27x =
经检验,12x =,27x =均符合题意 答:x 的值为2或7. 【点睛】
本题考查了二元一次方程组和一元二次方程的实际应用,中等难度,列方程是解题关键.
5.问题提出:
(1)如图1,在四边形ABCD 中,已知:AD BC ∥,90D ∠=︒,4BC =,ABC 的面积为8,求BC 边上的高. 问题探究
(2)如图2在(1)的条件下,点E 是CD 边上一点,且2CE =,EAB CBA =∠∠,连接BE ,求ABE △的面积 问题解决
(3)如图3,在(1)的条件下,点E 是CD 边上任意一点,连接AE 、BE ,若
EAB CBA =∠∠,ABE △的面积是否存在最小值;若存在,求出最小值;若不存在;请
说明理由.
【答案】(1)4;(2)20
3
;(3)存在,最小值为16216 【解析】 【分析】
(1)作BC 边上的高AM ,利用三角形面积公式即可求解;
(2)延长DA ,过B 点作BF ⊥DA 于点F ,作BH ⊥AE 于点H ,易得四边形BCDF 为矩形,在(1)的条件下BC=CD=4,则BCDF 为正方形,由EAB CBA =∠∠,结合∠FAB=∠CBA 可得∠FAB=∠EAB ,从而推出BF=BH=4,易证Rt △BCE ≌Rt △BHE ,所以EH=CE=2,设AD =a ,则AF=AH=4-a ,在Rt △ADE 中利用勾股定理建立方程可求出a ,最后根据
S △ABE =1AE BH 2
即可求解; (3)辅助线同(2),设AD=a ,CE=m ,则DE=4-m ,同(2)可得出m 与a 的关系式,设△ABE 的面积为y ,由y=
1AE BH 2得到m 与y 的关系式,再求y 的最小值即可. 【详解】
(1)如图所示,作BC 边上的高AM ,
∵S △ABC =
1BC AM=82
∴82AM==44
⨯ 即BC 边上的高为4; (2)如图所示,延长DA ,过B 点作BF ⊥DA 于点F ,作BH ⊥AE 于点H ,
∵AD BC ∥,90D ∠=︒
∴∠BCD=∠D=90°=∠F
∴四边形BCDF 为矩形,
又∵BC=CD=4
∴四边形BCDF 为正方形,
∴DF=BF=BC=4,
又∵AD ∥BC
∴∠FAB=∠CBA
又∵∠EAB=∠CBA
∴∠FAB=∠EAB
∵BF ⊥AF ,BH ⊥AE
∴BH=BF=4,
在Rt △BCE 和Rt △BHE 中,
∵BE=BE ,BH=BC=4
∴Rt △BCE ≌
Rt △BHE (HL )
∴EH=CE=2
同理可证Rt △BAF ≌Rt △BAH (HL )
∴AF=AH
设AD=a ,则AF=AH=4-a
在Rt △ADE 中,AD=a ,DE=2,AE=AH+EH=4-a+2=6-a
由勾股定理得AD 2+DE 2=AE 2,即()2
2226+=-a a 解得8=3
a ∴AE=6-a=
103 S △ABE =111020AE BH=4=2233
⨯⨯ (3)存在,
如图所示,延长DA ,过B 点作BF ⊥DA 于点F ,作BH ⊥AE 于点H ,
同(2)可得CE=EH ,AF=AH ,
设AD=a ,CE=EH=m ,则DE=4-m ,AF=AH=4-a
在Rt △ADE 中,AD 2+DE 2=AE 2,即()()22244+-=-+a m a m
整理得8=4
+m a m ∴AE=AH+HE=2816444
+-+=++m m m m m 设△ABE 的面积为y ,
则y=()222161116AE BH=42244
++=++m m m m ∴()()
24216+=+y m m 整理得:2
23240++-=m ym y
∵方程必有实数根
∴()2=423240∆-⨯⨯-≥y y
整理得2322560+-≥y y
∴()()16160⎡⎤⎡⎤---≥⎣⎦⎣⎦
y y (注:利用求根公式进行因式分解) 又∵面积y ≥0
∴16≥y
即△ABE 的面积最小值为16.
【点睛】
本题考查四边形综合问题,正确作出辅助线,得出AB 平分∠FAC ,利用角平分线的性质定理得到BF=BH ,结合勾股定理求出AE 是解决(2)题的关键,(3)题中利用一元二次方程的判别式求最值是解题的关键.
6.随着经济收入的不断提高以及汽车业的快速发展,家用汽车已越来越多地进入普通家庭,汽车消费成为新亮点.抽样调查显示,截止2008年底全市汽车拥有量为14.4万辆.已知2006年底全市汽车拥有量为10万辆.
(1)求2006年底至2008年底我市汽车拥有量的年平均增长率;
(2)为保护城市环境,要求我市到2010年底汽车拥有量不超过15.464万辆,据估计从2008年底起,此后每年报废的汽车数量是上年底汽车拥有量的10%,那么每年新增汽车数量最多不超过多少辆?(假定每年新增汽车数量相同)
【答案】详见解析
【解析】
试题分析:(1)主要考查增长率问题,一般用增长后的量=增长前的量×(1+增长率)解决问题;
(2)参照增长率问题的一般规律,表示出2010年的汽车拥有量,然后根据关键语列出不等式来判断正确的解.
试题解析:(1)设年平均增长率为x ,根据题意得:
10(1+x )2=14.4,
解得x=﹣2.2(不合题意舍去)x=0.2,
答:年平均增长率为20%;
(2)设每年新增汽车数量最多不超过y 万辆,根据题意得:
2009年底汽车数量为14.4×90%+y ,
2010年底汽车数量为(14.4×90%+y )×90%+y ,
∴(14.4×90%+y )×90%+y≤15.464,
∴y≤2.
答:每年新增汽车数量最多不超过2万辆.
考点:一元二次方程—增长率的问题
7.已知关于x 的方程24832x nx n --=和()22
3220x n x n -+-+=,是否存在这样的n 值,使第一个方程的两个实数根的差的平方等于第二个方程的一整数根?若存在,请求
出这样的n 值;若不存在,请说明理由? 【答案】存在,n=0.
【解析】
【分析】
在方程①中,由一元二次方程的根与系数的关系,用含n 的式子表示出两个实数根的差的平方,把方程②分解因式,建立方程求n ,要注意n 的值要使方程②的根是整数.
【详解】
若存在n 满足题意.
设x1,x2是方程①的两个根,则x 1+x 2=2n ,x 1x 2=324n +-
,所以(x 1-x 2)2=4n 2+3n+2, 由方程②得,(x+n-1)[x-2(n+1)]=0,
①若4n 2+3n+2=-n+1,解得n=-12,但1-n=32
不是整数,舍. ②若4n 2+3n+2=2(n+2),解得n=0或n=-
14(舍), 综上所述,n=0.
8.如图,∠ AOB =90°,且点A ,B 分别在反比例函数1k y x =
(x <0),2k y x
=(x >0)的图象上,且k 1,k 2分别是方程x 2-x -6=0的两根.
(1)求k 1,k 2的值;
(2)连接AB ,求tan ∠ OBA 的值.
【答案】(1)k 1=-2,k 2=3.
(2)tan∠OBA 6. 【解析】
解:(1)∵k 1,k 2分别是方程x 2-x -6=0的两根,∴解方程x 2-x -6=0,得x 1=3,x 2=-2.结合图像可知:k 1<0,k 2>0,∴k 1=-2,k 2=3.
(2)如图,过点A 作AC ⊥x 轴于点C ,过点B 作BD ⊥y 轴于点D .[来源:学&科&网Z&X&X&K]
由(1)知,点A,B分别在反比例函数
2
y
x
=-(x<0),
3
y
x
=(x>0)的图象上,
∴S△ACO=1
2
×2
-=1 ,S
△ODB
=
1
2
×3=
3
2
.∵∠ AOB=90°,
∴∠ AOC+∠ BOD=90°,∵∠ AOC+∠ OAC=90°,∴∠ OAC=∠ BOD.又∵∠ACO=∠ODB=90°,∴△ACO∽△ODB.
∴S
S
ACO
ODB
∆
∆
=
2
OA
OB
⎛⎫
⎪
⎝⎭
=
2
3
,∴
OA
OB
=±
6
(舍负取正),即
OA
OB
=
6
.
∴在Rt△AOB中,tan∠OBA=OA
OB
=6.
9.如图,抛物线y=ax2+bx+c与x轴交于点A和点B(1,0),与y轴交于点C(0,3),其对称轴l为x=﹣1.
(1)求抛物线的解析式并写出其顶点坐标;
(2)若动点P在第二象限内的抛物线上,动点N在对称轴l上.
①当PA⊥NA,且PA=NA时,求此时点P的坐标;
②当四边形PABC的面积最大时,求四边形PABC面积的最大值及此时点P的坐标.
【答案】(1)y=﹣(x+1)2+4,顶点坐标为(﹣1,4);(2)①点P2﹣1,
2);②P(﹣3
2
,
15
4
)
【解析】
试题分析:(1)将B、C的坐标代入已知的抛物线的解析式,由对称轴为1
x=-即可得到抛物线的解析式;
(2)①首先求得抛物线与x轴的交点坐标,然后根据已知条件得到PD=OA,从而得到方
程求得x 的值即可求得点P 的坐标; ②ΔOBC ΔAPD ABCP C =PDO S S S S ++四边形梯形,表示出来得到二次函数,求得最值即可.
试题解析:(1)∵抛物线2y ax bx c =++与x 轴交于点A 和点B (1,0),与y 轴交于
点C (0,3),其对称轴l 为1x =-,∴0{312a b c c b a
++==-=-,解得:1{23a b c =-=-=,∴二次函数的解析式为223y x x =--+=2(1)4x -++,∴顶点坐标为(﹣1,4);
(2)令2230y x x =--+=,解得3x =-或1x =,∴点A (﹣3,0),B (1,0),作PD ⊥x 轴于点D ,∵点P 在223y x x =--+上,∴设点P (x ,223x x --+), ①∵PA ⊥NA ,且PA=NA ,∴△PAD ≌△AND ,∴OA=PD ,即2232y x x =--+=,解得x=21-(舍去)或x=21--,∴点P (21--,2);
②设P(x ,y),则223y x x =--+,∵ΔOBC ΔAPD ABCP C =PDO S S S S ++四边形梯形
=12OB•OC+12AD•PD+12(PD+OC)•OD=11131+(3)(3)()222
x y y x ⨯⨯⨯+++-=333222
x y -+ =2333(23)222x x x -+--+=239622x x --+=23375()228
x -++, ∴当x=32-
时,ABCP S 四边形最大值=758,当x=32-时,223y x x =--+=154,此时P (32
-,154).
考点:1.二次函数综合题;2.二次函数的最值;3.最值问题;4.压轴题.
10.如图,正方形ABCD 的四个顶点分别在正方形EFGH 的四条边上,我们称正方形EFGH 是正方形ABCD 的外接正方形.
探究一:已知边长为1的正方形ABCD,是否存在一个外接正方形EFGH,它的面积是正方形ABCD面积的2倍?如图,假设存在正方形EFGH,它的面积是正方形ABCD的2倍.因为正方形ABCD的面积为1,则正方形EFGH的面积为2,
所以EF=FG=GH=HE2EB=x,则BF2﹣x,
∵Rt△AEB≌Rt△BFC
∴BF=AE2﹣x
在Rt△AEB中,由勾股定理,得
x2+2﹣x)2=12
解得,x1=x2=
2 2
∴BE=BF,即点B是EF的中点.
同理,点C,D,A分别是FG,GH,HE的中点.
所以,存在一个外接正方形EFGH,它的面积是正方形ABCD面积的2倍
探究二:已知边长为1的正方形ABCD,是否存在一个外接正方形EFGH,它的面积是正方形ABCD面积的3倍?(仿照上述方法,完成探究过程)
探究三:已知边长为1的正方形ABCD,一个外接正方形EFGH,它的面积是正方形ABCD面积的4倍?(填“存在”或“不存在”)
探究四:已知边长为1的正方形ABCD,是否存在一个外接正方形EFGH,它的面积是正方形ABCD面积的n倍?(n>2)(仿照上述方法,完成探究过程)
【答案】不存在,详见解析
【解析】
【分析】
探究二,根据探究一的解答过程、运用一元二次方程计算即可;探究三,根据探究一的解答过程、运用一元二次方程根的判别式解答;探究四,根据探究一的解答过程、运用一元二次方程根的判别式解答.
【详解】
探究二:因为正方形ABCD的面积为1,则正方形EFGH的面积为3,
所以EF=FG=GH=HE3,设EB=x,则BF3x,
∵Rt△AEB≌Rt△BFC,
∴BF=AE3﹣x,
在Rt△AEB中,由勾股定理,得,
x2+x)2=12,
整理得x2x+1=0,
b2﹣4ac=3﹣4<0,
此方程无解,
不存在一个外接正方形EFGH,它的面积是正方形ABCD面积的3倍;
探究三:因为正方形ABCD的面积为1,则正方形EFGH的面积为4,
所以EF=FG=GH=HE=2,设EB=x,则BF=2﹣x,
∵Rt△AEB≌Rt△BFC,
∴BF=AE=2﹣x,
在Rt△AEB中,由勾股定理,得,
x2+(2﹣x)2=12,
整理得2x2﹣4x+3=0,
b2﹣4ac=16﹣24<0,
此方程无解,
不存在一个外接正方形EFGH,它的面积是正方形ABCD面积的3倍,
故答案为不存在;
探究四:因为正方形ABCD的面积为1,则正方形EFGH的面积为n,
所以EF=FG=GH=HE,设EB=x,则BF﹣x,
∵Rt△AEB≌Rt△BFC,
∴BF=AE﹣x,
在Rt△AEB中,由勾股定理,得,
x2+﹣x)2=12,
整理得2x2﹣+n﹣1=0,
b2﹣4ac=8﹣4n<0,
此方程无解,
不存在一个外接正方形EFGH,它的面积是正方形ABCD面积的n倍.
【点睛】
本题考查了正方形的性质、全等三角形的判定和性质、一元二次方程的解法等知识.读懂探究一的解答过程、正确运用一元二次方程根的判别式是解题的关键.。