无锡滨湖区河埒中学九年级上册期中试卷检测题
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无锡滨湖区河埒中学九年级上册期中试卷检测题
一、初三数学一元二次方程易错题压轴题(难)
1.阅读与应用:
阅读1:
a,b为实数,且a>0,b>0,因为()2≥0,所以a﹣2+b≥0,从而
a+b≥2(当a=b时取等号).
阅读2:
若函数y=x+(m>0,x>0,m为常数),由阅读1结论可知:x+≥2,所以当x=
,即x=时,函数y=x+的最小值为2.
阅读理解上述内容,解答下列问题:
问题1:
已知一个矩形的面积为4,其中一边长为x,则另一边长为,周长为2(x+),求当x=
时,周长的最小值为;
问题2:
汽车的经济时速是汽车最省油的行驶速度,某种汽车在每小时70~110公里之间行驶时(含70公里和110公里),每公里耗油()L.若该汽车以每小时x公里的速度匀速行驶,
1h的耗油量为yL.
(1)求y关于x的函数关系式(写出自变量x的取值范围);
(2)求该汽车的经济时速及经济时速的百公里耗油量.
【答案】问题1:2,8;问题2:(1)y=;(2)10.
【解析】
【分析】
(1)利用题中的不等式得到x+=4,从而得到x=2时,周长的最小值为8;
(2)根据耗油总量=每公里的耗油量×行驶的速度列出函数关系式即可,经济时速就是耗油量最小的形式速度.
【详解】
(1)∵x+≥2=4,
∴当x=时,2(x+)有最小值8.
即x=2时,周长的最小值为8;
故答案是:2;8;
问题2:,
当且仅当,
即x =90时,“=”成立,
所以,当x =90时,函数取得最小值9, 此时,百公里耗油量为
,
所以,该汽车的经济时速为每小时90公里,经济时速的百公里耗油量为10L . 【点睛】
本题考查了配方法及反比例函数的应用,最值问题,解题的关键是读懂题目提供的材料,易错点是了解“耗油总量=每公里的耗油量×行驶的速度”,难度中等偏上.
2.为了满足师生的阅读需求,某校图书馆的藏书从2016年底到2018年底两年内由5万册增加到7.2万册.
(1)求这两年藏书的年均增长率;
(2)经统计知:中外古典名著的册数在2016年底仅占当时藏书总量的5.6%,在这两年新增加的图书中,中外古典名著所占的百分率恰好等于这两年藏书的年均增长率,那么到2018年底中外古典名著的册数占藏书总量的百分之几?
【答案】(1)这两年藏书的年均增长率是20%;(2)到2018年底中外古典名著的册数占藏书总量的10%. 【解析】 【分析】
(1)根据题意可以列出相应的一元二次方程,从而可以得到这两年藏书的年均增长率; (2)根据题意可以求出这两年新增加的中外古典名著,从而可以求得到2018年底中外古典名著的册数占藏书总量的百分之几. 【详解】
解:(1)设这两年藏书的年均增长率是x ,
()2
517.2x +=,
解得,10.2x =,2 2.2x =-(舍去), 答:这两年藏书的年均增长率是20%;
(2)在这两年新增加的图书中,中外古典名著有()7.2520%0.44-⨯=(万册), 到2018年底中外古典名著的册数占藏书总量的百分比是:
5 5.6%0.44
100%10%7.2
⨯+⨯=,
答:到2018年底中外古典名著的册数占藏书总量的10%. 【点睛】
本题考查一元二次方程的应用,解答本题的关键是明确题意,列出相应的方程,利用方程的知识解答,这是一道典型的增长率问题.
3.已知关于x 的一元二次方程()22
1210m x m x +-+=有两个不相等的实数根.
(1)求实数m 的取值范围;
(2)若原方程的两个实数根分别为1x ,2x ,且满足1212215x x x x +=-,求m 的值. 【答案】(1)14m <且0m ≠;(2)15
m =- 【解析】 【分析】
(1)根据一元二次方程的定义和判别式的意义得到:()2
2140m m ∴∆=-->且
20m ≠,然后求出两个不等式解集的公共部分即可.
(2)利用根与系数的关系得到12221m x x m -+=, 12
2
1
x x m =,加上14m <且0m ≠,则可判断10x <,20x <,所以1212215x x x x --=-,22212
15m m m
--=-,然后解方程求出m 即可得到满足条件的m 的值. 【详解】
(1)因为方程()22
1210m x m x +-+=有两个不相等的实数根,
()2
21240m m ∴∆=-->,解得14
m <
; 又因为是一元二次方程,所以20m ≠,0m ∴≠.
m ∴的取值范围是1
4
m <
且0m ≠. (2)
1x ,2x 为原方程的两个实数根,12221m x x m -∴+=
,12
2
1
x x m = 14m <
且0m ≠,122210m x x m -∴+=<,12
2
1
0x x m =>,10x ∴<,20x <. 1212215x x x x +=-,1212215x x x x --=-,
22
21215m m m -∴-
=-,2
15210m m ∴--=,解得113m =,215
m =-, 14m <
且0m ≠,113m ∴=不合题意,舍去,15m ∴=-. 【点睛】 此题主要考查一元一次方程的定义和判别式的意义,正确理解概念和熟练运用根的判别式是解题的关键.
4.已知关于x 的一元二次方程x 2﹣x +a ﹣1=0. (1)当a=﹣11时,解这个方程;
(2)若这个方程有两个实数根x 1,x 2,求a 的取值范围;
(3)若方程两个实数根x 1,x 2满足[2+x 1(1﹣x 1)][2+x 2(1﹣x 2)]=9,求a 的值. 【答案】(1)123,4x x =-=(2)5
4
a ≤
(3)-4
【解析】 【分析】
(1)根据一元二次方程的解法即可求出答案; (2)根据判别式即可求出a 的范围; (3)根据根与系数的关系即可求出答案. 【详解】
(1)把a =﹣11代入方程,得x 2﹣x ﹣12=0, (x +3)(x ﹣4)=0, x +3=0或x ﹣4=0, ∴x 1=﹣3,x 2=4;
(2)∵方程有两个实数根12x x ,, ∴△≥0,即(﹣1)2﹣4×1×(a ﹣1)≥0, 解得54
a ≤
:; (3)∵12x x ,是方程的两个实数
根,2222
11221122101011x x a x x a x x a x x a -+-=-+-=∴-=--=-,,
,. ∵[2+x 1(1﹣x 1)][2+x 2(1﹣x 2)]=9,
∴22
1122229x x x x ⎡⎤⎡⎤+-+-=⎣⎦⎣⎦, 把22
112211x x a x x a -=--=-,代入,
得:[2+a ﹣1][2+a ﹣1]=9,即(1+a )2=9, 解得:a =﹣4,a =2(舍去), 所以a 的值为﹣4.
点睛:本题考查了一元二次方程,解题的关键是熟练运用判别式以及根与系数的关系.
5.近几年,全社会对空气污染问题越来越重视,空气净化器的销量也在逐年增加.某商场从厂家购进了A ,B 两种型号的空气净化器,两种净化器的销售相关信息见下表:
(1)每台A 型空气净化器和B 型空气净化器的销售利润分别是多少?
(2)该公司计划一次购进两种型号的空气净化器共100台,其中B 型空气净化器的进货量不少于A 型空气净化器的2倍,为使该公司销售完这100台空气净化器后的总利润最大,请你设计相应的进货方案;
(3)已知A 型空气净化器的净化能力为300 m 3/小时,B 型空气净化器的净化能力为200 m 3/小时.某长方体室内活动场地的总面积为200 m 2,室内墙高3 m .该场地负责人计划
购买5台空气净化器每天花费30分钟将室内空气净化一新,如不考虑空气对流等因素,至少要购买A型空气净化器多少台?
【答案】(1)每台A型空气净化器的利润为200元,每台B型空气净化器的利润为100元;(2)为使该公司销售完这100台空气净化器后的总利润最大,应购进A型空气净化器33台,购进B型空气净化器67台;(3)至少要购买A型空气净化器2台.
【解析】
解:(1)设每台A型空气净化器的利润为x元,每台B型空气净化器的利润为y元,根据
题意得:
5102000,200, {{ 1052500.100. x y x
x y y
+==
+==
解得
答:每台A型空气净化器的利润为200元,每台B型空气净化器的利润为100元. (2)设购买A型空气净化器m台,则购买B型空气净化器(100﹣m)台,
∵B型空气净化器的进货量不少于A型空气净化器的2倍,
∴100-m≥2m,
解得:m≤100
. 3
设销售完这100台空气净化器后的总利润为W元.
根据题意,得W=200m+100(100﹣m)=100m+10000.
∵要使W最大,m需最大,
∴当m=33时,总利润最大,最大利润为W:100×33+10000=13300(元).
此时100﹣m=67.
答:为使该公司销售完这100台空气净化器后的总利润最大,应购进A型空气净化器33台,购进B型空气净化器67台.
(3)设应购买A型空气净化器a台,则购买B型空气净化器(5﹣a)台,根据题意得:1
2
[300a+200(5-a)]≥200×3.
解得:a≥2.
∴至少要购买A型空气净化器2台.
二、初三数学二次函数易错题压轴题(难)
6.如图,二次函数y=ax2+bx+c交x轴于点A(1,0)和点B(3,0),交y轴于点C,抛物线上一点D的坐标为(4,3)
(1)求该二次函数所对应的函数解析式;
(2)如图1,点P是直线BC下方抛物线上的一个动点,PE//x轴,PF//y轴,求线段EF的最大值;
(3)如图2,点M是线段CD上的一个动点,过点M作x轴的垂线,交抛物线于点N,当△CBN是直角三角形时,请直接写出所有满足条件的点M的坐标.
【答案】(1)y=x2﹣4x+3;(2)EF的最大值为92
4
;(3)M点坐标为可以为(2,
3),(55
+
,3),(
55
-
,3).
【解析】
【分析】
(1)根据题意由A、B两点坐标在二次函数图象上,设二次函数解析式的交点式,将D点坐标代入求出a的值,最后将二次函数的交点式转化成一般式形式.
(2)由题意可知点P在二次函数图象上,坐标为(p,p2﹣4p+3).又因为PF//y轴,点F 在直线BC上,P的坐标为(p,﹣p+3),在Rt△FPE中,可得FE=2PF,用纵坐标差的绝对值可求线段EF的最大值.
(3)根据题意求△CBN是直角三角形,分为∠CBN=90°和∠CNB=90°两类情况计算,利用三角形相似知识进行分析求解.
【详解】
解:(1)设二次函数的解析式为y=a(x﹣b)(x﹣c),
∵y=ax2+bx+与x轴r的两个交点A、B的坐标分别为(1,0)和(3,0),
∴二次函数解析式:y=a(x﹣1)(x﹣3).
又∵点D(4,3)在二次函数上,
∴(4﹣3)×(4﹣1)a=3,
∴解得:a=1.
∴二次函数的解析式:y=(x﹣1)(x﹣3),即y=x2﹣4x+3.
(2)如图1所示.
因点P在二次函数图象上,设P(p,p2﹣4p+3).
∵y=x2﹣4x+3与y轴相交于点C,
∴点C 的坐标为(0,3). 又∵点B 的坐标为B (3,0), ∴OB =OC
∴△COB 为等腰直角三角形. 又∵PF//y 轴,PE//x 轴, ∴△PEF 为等腰直角三角形. ∴EF =2PF .
设一次函数的l BC 的表达式为y =kx+b , 又∵B (3,0)和C (0,3)在直线BC 上,
30
3k b b +=⎧⎨
=⎩
, 解得:13k b =-⎧⎨=⎩
,
∴直线BC 的解析式为y =﹣x+3. ∴y F =﹣p+3.
FP =﹣p+3﹣(p 2﹣4p+3)=﹣p 2+3p . ∴EF =﹣2p 2+32p .
∴线段EF 的最大值为,EF max =42-=92
4
.
(3)①如图2所示:
若∠CNB =90°时,点N 在抛物线上,作MN//y 轴,l//x 轴交y 轴于点E , BF ⊥l 交l 于点F .
设点N 的坐标为(m ,m 2﹣4m+3),则点M 的坐标为(m ,3), ∵C 、D 两点的坐标为(0,3)和(4,3), ∴CD ∥x 轴.
又∵∠CNE =∠NBF ,∠CEN =∠NFB =90°, ∴△CNE ∽△NBF .
∴
CE NE =NF
BF
, 又∵CE =﹣m 2+4m ,NE =m ;NF =3﹣m ,BF =﹣m 2+4m ﹣3,
∴24m m
m
-+=2
343m m m --+-, 化简得:m 2﹣5m+5=0. 解得:m 1=
552
+,m 2=552-.
∴M 点坐标为(
55+,3)或(55-,3)
②如图3所示:
当∠CBN =90°时,过B 作BG ⊥CD , ∵∠NBF =∠CBG ,∠NFB =∠BGC =90°, ∴△BFN ∽△CGB . ∵△BFN 为等腰直角三角形, ∴BF =FN ,
∴0﹣(m 2﹣4m+3)=3﹣m . ∴化简得,m 2﹣5m+6=0. 解得,m =2或m =3(舍去) ∴M 点坐标为,(2,3).
综上所述,满足题意的M 点坐标为可以为(2,3),(552
+,3),(55
2-,3).
【点睛】
本题考查待定系数法求解函数解析式,二次函数和三角函数求值,三角形相似等相关知识点;同时运用数形结合和分类讨论的思想探究点在几何图形上的位置关系.
7.如图,直线y =
12x ﹣2与x 轴交于点B ,与y 轴交于点A ,抛物线y =ax 2﹣3
2
x+c 经过
A,B两点,与x轴的另一交点为C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)M为抛物线上一点,直线AM与x轴交于点N,当
3
2
MN
AN
=时,求点M的坐标;(3)P为抛物线上的动点,连接AP,当∠PAB与△AOB的一个内角相等时,直接写出点P 的坐标.
【答案】(1)y=
1
2
x2﹣
3
2
x﹣2;(2)点M的坐标为:(5,3)或(﹣2,3)或(2,﹣3)或(1,﹣3);(3)点P的坐标为:(﹣1,0)或(
3
2
,﹣
25
8
)或(
17
3
,
50
9
)或(3,﹣2).
【解析】
【分析】
(1)根据题意直线y=
1
2
x﹣2与x轴交于点B,与y轴交于点A,则点A、B的坐标分别为:(0,-2)、(4,0),即可求解;
(2)由题意直线MA的表达式为:y=(
1
2
m﹣
3
2
)x﹣2,则点N(
4
3
m-
,0),当
MN
AN =
3
2
时,则
NH
ON
=
3
2
,即
4
3
4
3
m
m
m
-
-
-
=
3
2
,进行分析即可求解;
(3)根据题意分∠PAB=∠AOB=90°、∠PAB=∠OAB、∠PAB=∠OBA三种情况,分别求解即可.
【详解】
解:(1)直线y=
1
2
x﹣2与x轴交于点B,与y轴交于点A,则点A、B的坐标分别为:(0,﹣2)、(4,0),
则c=﹣2,将点B的坐标代入抛物线表达式并解得:a=
1
2
,
故抛物线的表达式为:y=
1
2
x2﹣
3
2
x﹣2①;
(2)设点M(m,
1
2
m2﹣
3
2
m﹣2)、点A(0,﹣2),
将点M、A的坐标代入一次函数表达式:y=kx+b并解得:
直线MA的表达式为:y=(
1
2
m﹣
3
2
)x﹣2,
则点N(
4
3
m-
,0),
当
MN
AN
=
3
2
时,则
NH
ON
=
3
2
,即:
4
3
4
3
m
m
m
-
-
-
=
3
2
,
解得:m=5或﹣2或2或1,
故点M的坐标为:(5,3)或(﹣2,3)或(2,﹣3)或(1,﹣3);
(3)①∠PAB=∠AOB=90°时,
则直线AP的表达式为:y=﹣2x﹣2②,
联立①②并解得:x=﹣1或0(舍去0),
故点P(﹣1,0);
②当∠PAB=∠OAB时,
当点P在AB上方时,无解;
当点P在AB下方时,
将△OAB沿AB折叠得到△O′AB,直线OA交x轴于点H、交抛物线为点P,点P为所求,则BO=OB=4,OA=OA=2,设OH=x,
则sin∠H=
BO OA
HB HA
'
=,即:
2
4
44
x x
=
++,解得:x=
8
3
,则点H(﹣
8
3
,0),.
则直线AH的表达式为:y=﹣3
4
x﹣2③,
联立①③并解得:x=3
2
,故点P(
3
2
,﹣
25
8
);
③当∠PAB=∠OBA时,
当点P在AB上方时,
则AH=BH,
设OH=a,则AH=BH=4﹣a,AO=2,
故(4﹣a)2=a2+4,解得:a=3
2
,
故点H(3
2
,0),
则直线AH的表达式为:y=4
3
x﹣2④,
联立①④并解得:x=0或17
3
(舍去0),
故点P(17
3
,
50
9
);
当点P在AB下方时,
同理可得:点P(3,﹣2);
综上,点P的坐标为:(﹣1,0)或(3
2
,﹣
25
8
)或(
17
3
,
50
9
)或(3,﹣2).
【点睛】
本题考查的是二次函数综合运用,涉及到一次函数、解直角三角形、勾股定理的运用等,要注意分类讨论,解题全面.
8.已知点P(2,﹣3)在抛物线L:y=ax2﹣2ax+a+k(a,k均为常数,且a≠0)上,L交y轴于点C,连接CP.
(1)用a表示k,并求L的对称轴及L与y轴的交点坐标;
(2)当L经过(3,3)时,求此时L的表达式及其顶点坐标;
(3)横、纵坐标都是整数的点叫做整点.如图,当a<0时,若L在点C,P之间的部分与线段CP所围成的区域内(不含边界)恰有4个整点,求a的取值范围;
(4)点M(x 1,y 1),N(x 2,y 2)是L 上的两点,若t≤x 1≤t+1,当x 2≥3时,均有y 1≥y 2,直接写出t 的取值范围.
【答案】(1)k=-3-a ;对称轴x =1;y 轴交点(0,-3);(2)2y=2x -4x-3,顶点坐标(1,-
5);(3)-5≤a <-4;(4)-1≤t ≤2.
【解析】
【分析】
(1)将点P(2,-3)代入抛物线上,求得k 用a 表示的关系式;抛物线L 的对称轴为直线2a x==12a
--,并求得抛物线与y 轴交点; (2)将点(3,3)代入抛物线的解析式,且k=-3-a ,解得a=2,k=-5,即可求得抛物线解析式与顶点坐标;
(3)抛物线L 顶点坐标(1,-a-3),点C ,P 之间的部分与线段CP 所围成的区域内(不含边界)恰有4个整点,这四个整点都在x=1这条直线上,且y 的取值分别为-2、-1、0、1,可得1<-a-3≤2,即可求得a 的取值范围;
(4)分类讨论取a >0与a <0的情况进行讨论,找出1x 的取值范围,即可求出t 的取值范围.
【详解】
解:(1)∵将点P(2,-3)代入抛物线L :2y=ax -2ax+a+k ,
∴-3=4a 4a a+k=a+k -+
∴k=-3-a ;
抛物线L 的对称轴为直线-2a x=-
=12a
,即x =1; 将x=0代入抛物线可得:y=a+k=a+(-3-a)=-3,故与y 轴交点坐标为(0,-3); (2)∵L 经过点(3,3),将该点代入解析式中,
∴9a-6a+a+k=3,且由(1)可得k=-3-a ,
∴4a+k=3a-3=3,解得a=2,k=-5,
∴L 的表达式为2y=2x -4x-3;
将其表示为顶点式:2y=2(x-1)-5,
∴顶点坐标为(1,-5);
(3)解析式L 的顶点坐标(1,-a-3),
∵在点C ,P 之间的部分与线段CP 所围成的区域内(不含边界)恰有4个整点,这四个整点都在x=1这条直线上,且y 的取值分别为-2、-1、0、1,
∴1<-a-3≤2,
∴-5≤a <-4;
(4)①当a <0时,∵2x 3≥,为保证12y y ≥,且抛物线L 的对称轴为x=1,
∴就要保证1x 的取值范围要在[-1,3]上,
即t ≥-1且t+1≤3,解得-1≤t ≤2;
②当a >0时,抛物线开口向上,t ≥3或t+1≤-1,解得:t ≥3或t ≤-2,但会有不符合题意的点存在,故舍去,
综上所述:-1≤t ≤2.
【点睛】
本题考查二次函数的图象及性质;熟练掌握二次函数的图象及性质,数形结合解题是关键.
9.如图,已知抛物线y=ax 2+bx+c(a≠0)的顶点坐标为Q(2,-1),且与y 轴交于点C(0,3),与x 轴交于A ,B 两点(点A 在点B 的右侧),点P 是该抛物线上的一动点,从点C 沿抛物线向点A 运动(点P 与A 不重合),过点P 作PD ∥y 轴,交AC 于点D .
(1)求该抛物线的函数关系式;
(2)当△ADP 是直角三角形时,求点P 的坐标;
(3)在题(2)的结论下,若点E 在x 轴上,点F 在抛物线上,问是否存在以A 、P 、E 、F 为顶点的平行四边形?若存在,求点F 的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1) y=x 2﹣4x +3;(2) P 1(1,0),P 2(2,﹣1);(3) F 1(22,1),F 2(22,1).
【解析】
【分析】
(1)已知了抛物线的顶点坐标,可将抛物线的解析式设为顶点式,然后将函数图象经过的C 点坐标代入上式中,即可求出抛物线的解析式;
(2)由于PD∥y轴,所以∠ADP≠90°,若△ADP是直角三角形,可考虑两种情况:
①以点P为直角顶点,此时AP⊥DP,此时P点位于x轴上(即与B点重合),由此可求出P点的坐标;
②以点A为直角顶点,易知OA=OC,则∠OAC=45°,所以OA平分∠CAP,那么此时D、P关于x轴对称,可求出直线AC的解析式,然后设D、P的横坐标,根据抛物线和直线AC的解析式表示出D、P的纵坐标,由于两点关于x轴对称,则纵坐标互为相反数,可据此求出P 点的坐标;
(3)很显然当P、B重合时,不能构成以A、P、E、F为顶点的四边形,因为点P、F都在抛物线上,且点P为抛物线的顶点,所以PF与x轴不平行,所以只有(2)②的一种情况符合题意,由②知此时P、Q重合;假设存在符合条件的平行四边形,那么根据平行四边形的性质知:P、F的纵坐标互为相反数,可据此求出F点的纵坐标,代入抛物线的解析式中即可求出F点的坐标.
【详解】
(1)∵抛物线的顶点为Q(2,﹣1),
∴设抛物线的解析式为y=a(x﹣2)2﹣1,
将C(0,3)代入上式,得:
3=a(0﹣2)2﹣1,a=1;
∴y=(x﹣2)2﹣1,即y=x2﹣4x+3;
(2)分两种情况:
①当点P1为直角顶点时,点P1与点B重合;
令y=0,得x2﹣4x+3=0,解得x1=1,x2=3;
∵点A在点B的右边,
∴B(1,0),A(3,0);
∴P1(1,0);
②当点A为△AP2D2的直角顶点时;
∵OA=OC,∠AOC=90°,
∴∠OAD2=45°;
当∠D2AP2=90°时,∠OAP2=45°,
∴AO平分∠D2AP2;
又∵P2D2∥y轴,
∴P2D2⊥AO,
∴P2、D2关于x轴对称;
设直线AC 的函数关系式为y=kx+b (k≠0).
将A (3,0),C (0,3)代入上式得:
303k b b +=⎧⎨=⎩
, 解得13k b =-⎧⎨=⎩
; ∴y=﹣x+3;
设D 2(x ,﹣x+3),P 2(x ,x 2﹣4x+3),
则有:(﹣x+3)+(x 2﹣4x+3)=0,
即x 2﹣5x+6=0;
解得x 1=2,x 2=3(舍去);
∴当x=2时,y=x 2﹣4x+3=22﹣4×2+3=﹣1;
∴P 2的坐标为P 2(2,﹣1)(即为抛物线顶点).
∴P 点坐标为P 1(1,0),P 2(2,﹣1);
(3)由(2)知,当P 点的坐标为P 1(1,0)时,不能构成平行四边形;
当点P 的坐标为P 2(2,﹣1)(即顶点Q )时,
平移直线AP 交x 轴于点E ,交抛物线于F ;
∵P (2,﹣1),
∴可设F (x ,1);
∴x 2﹣4x+3=1,
解得x 1=2﹣2,x 2=2+2;
∴符合条件的F 点有两个,
即F 1(2﹣2,1),F 2(2+2,1).
【点睛】
此题主要考查了二次函数的解析式的确定、直角三角形的判定、平行四边形的判定与性质等重要知识点,同时还考查了分类讨论的数学思想,能力要求较高,难度较大.
10.如图①抛物线y =ax 2+bx +4(a ≠0)与x 轴,y 轴分别交于点A (﹣1,0),B (4,0),点C 三点.
(1)试求抛物线的解析式;
(2)点D(3,m)在第一象限的抛物线上,连接BC,BD.试问,在对称轴左侧的抛物线上是否存在一点P,满足∠PBC=∠DBC?如果存在,请求出点P点的坐标;如果不存在,请说明理由;
(3)点N在抛物线的对称轴上,点M在抛物线上,当以M、N、B、C为顶点的四边形是平行四边形时,请直接写出点M的坐标.
【答案】(1)y=﹣x2+3x+4;(2)存在.P(﹣3
4
,
19
16
).(3)
1
539
(,)
24
M--
2
1139 (,) 24
M-
3
521 (,) 24
M
【解析】
【分析】
(1)将A,B,C三点代入y=ax2+bx+4求出a,b,c值,即可确定表达式;
(2)在y轴上取点G,使CG=CD=3,构建△DCB≌△GCB,求直线BG的解析式,再求直线BG与抛物线交点坐标即为P点,
(3)根据平行四边形的对边平行且相等,利用平移的性质列出方程求解,分情况讨论.【详解】
解:如图:
(1)∵抛物线y=ax2+bx+4(a≠0)与x轴,y轴分别交于点A(﹣1,0),B(4,0),点C三点.
∴
40
16440
a b
a b
-+=
⎧
⎨
++=
⎩
解得
1
3
a
b
=-
⎧
⎨
=
⎩
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+3x+4.(2)存在.理由如下:
y=﹣x2+3x+4=﹣(x﹣3
2
)2+
25
4
.
∵点D(3,m)在第一象限的抛物线上,
∴m=4,∴D(3,4),∵C(0,4)
∵OC=OB,∴∠OBC=∠OCB=45°.
连接CD,∴CD∥x轴,
∴∠DCB=∠OBC=45°,
∴∠DCB=∠OCB,
在y轴上取点G,使CG=CD=3,
再延长BG交抛物线于点P,在△DCB和△GCB中,CB=CB,∠DCB=∠OCB,CG=CD,∴△DCB≌△GCB(SAS)
∴∠DBC=∠GBC.
设直线BP解析式为y BP=kx+b(k≠0),把G(0,1),B(4,0)代入,得
k=﹣1
4
,b=1,
∴BP解析式为y BP=﹣1
4
x+1.
y BP=﹣1
4
x+1,y=﹣x2+3x+4
当y=y BP时,﹣1
4
x+1=﹣x2+3x+4,
解得x1=﹣3
4
,x2=4(舍去),
∴y=19
16
,∴P(﹣
3
4
,
19
16
).
(3)
1
539 (,)
24
M--
2
1139 (,) 24
M-
3
521 (,) 24
M理由如下,如图
B(4,0),C(0,4) ,抛物线对称轴为直线
3
2
x=,
设N(3
2
,n),M(m, ﹣m2+3m+4)
第一种情况:当MN与BC为对边关系时,MN∥BC,MN=BC,
∴4-3
2
=0-m,∴m=
5
2
-
∴﹣m2+3m+4=
39 4 -,
∴
1
539 (,)
24
M--;
或∴
0-3
2
=4-m,
∴m=11 2
∴﹣m2+3m+4=
39 4 -,
∴
2
1139 (,) 24
M-;
第二种情况:当MN与BC为对角线关系,MN与BC交点为K,则K(2,2),
∴3
22 2
m
∴m=5 2
∴﹣m2+3m+4=21 4
∴
3
521 (,) 24
M
综上所述,当以M、N、B、C为顶点的四边形是平行四边形时,点M的坐标为
1
539 (,)
24
M--
2
1139 (,) 24
M-
3
521 (,) 24
M.
【点睛】
本题考查二次函数与图形的综合应用,涉及待定系数法,函数图象交点坐标问题,平行四边形的性质,方程思想及分类讨论思想是解答此题的关键.
三、初三数学
旋转易错题压轴题(难)
11.两块等腰直角三角形纸片AOB 和COD 按图1所示放置,直角顶点重合在点O 处,25AB =,17CD =.保持纸片AOB 不动,将纸片COD 绕点O 逆时针旋转
(090)αα<<角度,如图2所示.
()1利用图2证明AC BD =且AC BD ⊥;
()2当BD 与CD 在同一直线上(如图3)时,求AC 的长和α的正弦值.
【答案】(1)详见解析;(2)7,
725
. 【解析】
【分析】 (1)图形经过旋转以后明确没有变化的边长,证明AOC BOD ≅,得出AC=BD , 延长BD 交AC 于E ,证明∠AEB=90︒,从而得到BD AC ⊥.
(2) 如图3中,设AC=x ,在Rt △ABC 中,利用勾股定理求出x ,再根据sinα=sin ∠ABC=AC AB
即可解决问题
【详解】 ()1证明:如图2中,延长BD 交OA 于G ,交AC 于E .
∵90AOB COD ∠=∠=,
∴AOC DOB ∠=∠,
在AOC 和BOD 中,
OA OB AOC BOD OC OD =⎧⎪∠=∠⎨⎪=⎩
,
∴AOC BOD ≅,
∴AC BD =,CAO DBO ∠=∠,
∵90DBO GOB ∠+∠=,
∵OGB AGE ∠=∠,
∴90CAO AGE ∠+∠=,
∴90AEG ∠=,
∴BD AC ⊥.
()2解:如图3中,设AC x =,
∵BD 、CD 在同一直线上,BD AC ⊥,
∴ABC 是直角三角形,
∴222AC BC AB +=,
∴222(17)25x x ++=,
解得7x =,
∵45ODC DBO α∠=∠+∠=,45ABC DBO ∠+∠=,
∴ABC α∠=∠,
∴7sin sin 25
AC ABC AB α=∠=
=. 【点睛】
本题考查旋转的性质、全等三角形的判定和性质、勾股定理、等腰直角三角形的性质等知识,解题的关键是正确寻找全等三角形,利用全等三角形的性质解决问题,第二个问题的关键是利用(1)的结论解决问题,属于中考常考题型.
12.操作与证明:如图1,把一个含45°角的直角三角板ECF 和一个正方形ABCD 摆放在一起,使三角板的直角顶点和正方形的顶点C 重合,点E 、F 分别在正方形的边CB 、CD 上,连接AF .取AF 中点M ,EF 的中点N ,连接MD 、MN .
(1)连接AE ,求证:△AEF 是等腰三角形;
猜想与发现:
(2)在(1)的条件下,请判断MD 、MN 的数量关系和位置关系,得出结论.
结论1:DM 、MN 的数量关系是 ;
结论2:DM 、MN 的位置关系是 ;
拓展与探究:
(3)如图2,将图1中的直角三角板ECF 绕点C 顺时针旋转180°,其他条件不变,则(2)中的两个结论还成立吗?若成立,请加以证明;若不成立,请说明理由.
【答案】(1)证明参见解析;(2)相等,垂直;(3)成立,理由参见解析.
【解析】
试题分析:(1)根据正方形的性质以及等腰直角三角形的知识证明出CE=CF,继而证明出△ABE≌△ADF,得到AE=AF,从而证明出△AEF是等腰三角形;(2)DM、MN的数量关系是相等,利用直角三角形斜边中线等于斜边一半和三角形中位线定理即可得出结论.位置关系是垂直,利用三角形外角性质和等腰三角形两个底角相等性质,及全等三角形对应角相等即可得出结论;(3)成立,连接AE,交MD于点G,标记出各个角,首先证明出
MN∥AE,MN=1
2
AE,利用三角形全等证出AE=AF,而DM=
1
2
AF,从而得到DM,MN数量
相等的结论,再利用三角形外角性质和三角形全等,等腰三角形性质以及角角之间的数量关系得到∠DMN=∠DGE=90°.从而得到DM、MN的位置关系是垂直.
试题解析:(1)∵四边形ABCD是正方形,∴AB=AD=BC=CD,∠B=∠ADF=90°,∵△CEF 是等腰直角三角形,∠C=90°,∴CE=CF,∴BC﹣CE=CD﹣CF,即BE=DF,
∴△ABE≌△ADF,∴AE=AF,∴△AEF是等腰三角形;(2)DM、MN的数量关系是相等,DM、MN的位置关系是垂直;∵在Rt△ADF中DM是斜边AF的中线,∴AF=2DM,∵MN 是△AEF的中位线,∴AE=2MN,∵AE=AF,∴DM=MN;∵∠DMF=∠DAF+∠ADM,
AM=MD,∵∠FMN=∠FAE,∠DAF=∠BAE,∴∠ADM=∠DAF=∠BAE,
∴∠DMN=∠FMN+∠DMF=∠DAF+∠BAE+∠FAE=∠BAD=90°,∴DM⊥MN;(3)(2)中的两个结论还成立,连接AE,交MD于点G,∵点M为AF的中点,点N为EF的中点,
∴MN∥AE,MN=1
2
AE,由已知得,AB=AD=BC=CD,∠B=∠ADF,CE=CF,又
∵BC+CE=CD+CF,即BE=DF,∴△ABE≌△ADF,∴AE=AF,在Rt△ADF中,∵点M为AF的
中点,∴DM=1
2
AF,∴DM=MN,∵△ABE≌△ADF,∴∠1=∠2,∵AB∥DF,∴∠1=∠3,
同理可证:∠2=∠4,∴∠3=∠4,∵DM=AM,∴∠MAD=∠5,
∴∠DGE=∠5+∠4=∠MAD+∠3=90°,∵MN∥AE,∴∠DMN=∠DGE=90°,∴DM⊥MN.所以(2)中的两个结论还成立.
考点:1.正方形的性质;2.全等三角形的判定与性质;3.三角形中位线定理;4.旋转的性质.
13.我们定义:如果一个三角形一条边上的高等于这条边,那么这个三角形叫做“等高底”三角形,这条边叫做这个三角形的“等底”。
(1)概念理解:
如图1,在ABC ∆中,6AC = ,3BC =.30ACB ∠=︒,试判断ABC ∆是否是“等高底”三角形,请说明理由. (2)问题探究:
如图2, ABC ∆是“等高底”三角形,BC 是“等底”,作ABC ∆关于BC 所在直线的对称图形得到A BC '∆,连结AA '交直线BC 于点D .若点B 是123,12z ai z i =-=+的重心,求AC
BC
的值. (3)应用拓展:
如图3,已知12l l //,1l 与2l 之间的距离为2.“等高底”ABC ∆的“等底” BC 在直线1l 上,点A 在直线2l 上,有一边的长是BC 的2倍.将ABC ∆绕点C 按顺时针方向旋转45︒得到
A B C ∆'',A C '所在直线交2l 于点D .求CD 的值.
【答案】(1)证明见解析;(2)13
AC BC =
(3)CD 210322 【解析】
分析:(1)过点A 作AD ⊥直线CB 于点D ,可以得到AD =BC =3,即可得到结论; (2)根据 ΔABC 是“等高底”三角形,BC 是“等底”,得到AD =BC , 再由 ΔA ′BC 与ΔABC 关于直线BC 对称, 得到 ∠ADC =90°,由重心的性质,得到BC =2BD .设BD =x ,则AD =BC =2x , CD =3x ,由勾股定理得AC 13,即可得到结论; (3)分两种情况讨论即可:①当AB 2BC 时,再分两种情况讨论; ②当AC 2BC 时,再分两种情况讨论即可.
详解:(1)是.理由如下:
如图1,过点A作AD⊥直线CB于点D,∴ΔADC为直角三角形,∠ADC=90°.
∵ ∠ACB=30°,AC=6,∴ AD=1
2
AC=3,
∴ AD=BC=3,
即ΔABC是“等高底”三角形.
(2)如图2,∵ ΔABC是“等高底”三角形,BC是“等底”,∴AD=BC,∵ ΔA′BC与ΔABC关于直线BC对称,∴ ∠ADC=90°.
∵点B是ΔAA′C的重心,∴ BC=2BD.
设BD=x,则AD=BC=2x,∴CD=3x,
∴由勾股定理得AC=13x,
∴
1313
22 AC x
BC x
==.
(3)①当AB2BC时,
Ⅰ.如图3,作AE⊥l1于点E,DF⊥AC于点F.
∵“等高底” ΔABC的“等底”为BC,l1//l2,
l1与l2之间的距离为2,AB2BC,
∴BC=AE=2,AB2,
∴BE=2,即EC=4,∴AC= 25
∵ΔABC绕点C按顺时针方向旋转45°得到ΔA' B' C,∴∠CDF=45°.设DF=CF=x.
∵l1//l2,∴∠ACE=∠DAF,∴
1
2
DF AE
AF CE
==,即AF=2x.
∴AC=3x=5x 2
5
3
,∴CD2x
2
10
3
.
Ⅱ.如图4,此时ΔABC是等腰直角三角形,
∵ΔABC绕点C按顺时针方向旋转45°得到ΔA' B' C,
∴ΔACD是等腰直角三角形,
∴CD=2AC=22.
②当AC=2BC时,
Ⅰ.如图5,此时△ABC是等腰直角三角形.
∵ ΔABC绕点C按顺时针方向旋转45°得到ΔA′ B′C,∴A′C⊥l1,∴CD=AB=BC=2.
Ⅱ.如图6,作AE⊥l1于点E,则AE=BC,
∴AC=2BC=2AE,∴∠ACE=45°,
∴ΔABC绕点C按顺时针方向旋转45°得到ΔA′ B′C时,点A′在直线l1上,
∴A′C∥l2,即直线A′ C与l2无交点.
综上所述:CD 2
10
3
,222.
点睛:本题是几何变换-旋转综合题.考查了重心的性质,勾股定理,旋转的性质以及阅读理解能力.解题的关键是对新概念“等高底”三角形的理解.
14.两块等腰直角三角板△ABC和△DEC如图摆放,其中∠ACB=∠DCE=90°,F是DE的中点,H是AE的中点,G是BD的中点.
(1)如图1,若点D、E分别在AC、BC的延长线上,通过观察和测量,猜想FH和FG的数量关系为______和位置关系为______;
(2)如图2,若将三角板△DEC绕着点C顺时针旋转至ACE在一条直线上时,其余条件
均不变,则(1)中的猜想是否还成立,若成立,请证明,不成立请说明理由;
(3)如图3,将图1中的△DEC绕点C顺时针旋转一个锐角,得到图3,(1)中的猜想还成立吗?直接写出结论,不用证明.
【答案】(1)相等,垂直.(2)成立,证明见解析;(3)成立,结论是
FH=FG,FH⊥FG.
【解析】
试题分析:(1)证AD=BE,根据三角形的中位线推出FH=1
2
AD,FH∥AD,FG=
1
2
BE,
FG∥BE,即可推出答案;
(2)证△ACD≌△BCE,推出AD=BE,根据三角形的中位线定理即可推出答案;(3)连接BE、AD,根据全等推出AD=BE,根据三角形的中位线定理即可推出答案.试题解析:
(1)解:∵CE=CD,AC=BC,∠ECA=∠DCB=90°,
∴BE=AD,
∵F是DE的中点,H是AE的中点,G是BD的中点,
∴FH=1
2
AD,FH∥AD,FG=
1
2
BE,FG∥BE,
∴FH=FG,
∵AD⊥BE,
∴FH⊥FG,
故答案为相等,垂直.
(2)答:成立,
证明:∵CE=CD,∠ECD=∠ACD=90°,AC=BC,∴△ACD≌△BCE
∴AD=BE,
由(1)知:FH=1
2
AD,FH∥AD,FG=
1
2
BE,FG∥BE,
∴FH=FG,FH⊥FG,
∴(1)中的猜想还成立.
(3)答:成立,结论是FH=FG ,FH ⊥FG . 连接AD ,BE ,两线交于Z ,AD 交BC 于X , 同(1)可证
∴FH=
12AD ,FH ∥AD ,FG=1
2
BE ,FG ∥BE , ∵三角形ECD 、ACB 是等腰直角三角形, ∴CE=CD ,AC=BC ,∠ECD=∠ACB=90°, ∴∠ACD=∠BCE ,
在△ACD 和△BCE 中
AC BC ACD BCE CE CD ⎧⎪
∠∠⎨⎪⎩
=== , ∴△ACD ≌△BCE , ∴AD=BE ,∠EBC=∠DAC ,
∵∠DAC+∠CXA=90°,∠CXA=∠DXB , ∴∠DXB+∠EBC=90°, ∴∠EZA=180°﹣90°=90°, 即AD ⊥BE , ∵FH ∥AD ,FG ∥BE , ∴FH ⊥FG , 即FH=FG ,FH ⊥FG , 结论是FH=FG ,FH ⊥FG.
【点睛】运用了等腰直角三角形的性质、全等三角形的性质和判定、三角形的中位线定理,旋转的性质等知识点的理解和掌握,能熟练地运用这些性质进行推理是解此题的关键.
15.已知ABC ∆是边长为4的等边三角形,点D 是射线BC 上的动点,将AD 绕点A 逆时针方向旋转60得到AE ,连接DE .
(1).如图,猜想ADE ∆是_______三角形;(直接写出结果) (2).如图,猜想线段CA 、CE 、CD 之间的数量关系,并证明你的结论; (3).①当BD=___________时,30DEC ∠=;(直接写出结果)
②点D 在运动过程中,DEC ∆的周长是否存在最小值?若存在.请直接写出DEC ∆周长的最小值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)等边三角形;(2)AC CD CE +=,证明见解析;(3)①BD 为2或8时,30DEC ∠=;②最小值为423+ 【解析】 【分析】
(1)根据旋转的性质得到,60AD AE DAE =∠=,根据等边三角形的判定定理解答; (2)证明ABD ACE ∆≅∆,根据全等三角形的性质得到BD CE =,结合图形计算即可; (3)①分点D 在线段BC 上和点D 在线段BC 的延长线上两种情况,根据直角三角形的性质解答;②根据ABD ACE ∆≅∆得到CE BD =,根据垂线段最短解答. 【详解】
解:(1)由旋转变换的性质可知,,60AD AE DAE =∠=,
ADE ∴∆是等边三角形, 故答案为等边三角形; (2)AC CD CE +=,
证明:由旋转的性质可知,60,DAE AD AE ∠==,
ABC ∆是等边三角形
60AB AC BC BAC ∴∠︒==,=, 60BAC DAE ∴∠∠︒==,
BAC DAC DAE DAC ∴∠+∠∠+∠=,即BAD CAE ∠∠=, 在ABD ∆和ACE ∆中, AB AC BAD CAE AD AE =⎧⎪
∠=∠⎨⎪=⎩
, ABD ACE SAS ∴∆∆≌()
BD CE ∴=,
CE BD CB CD CA CD ∴++===;
(3)①BD 为2或8时,30DEC ∠=,。