2020年广东省汕头市金平区中考数学一模试卷 解析版
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这是一份2020年广东省汕头市金平区中考数学一模试卷 解析版,共23页。试卷主要包含了下列各数中是无理数的是,下列成语所描述的是随机事件的是,能解释,下面计算正确的是等内容,欢迎下载使用。
2020年广东省汕头市金平区中考数学一模试卷
一.选择题(本题共10小题,每小题3分,共30分)
1.下列各数中是无理数的是( )
A. B.0. C. D.0.202002
2.地球离太阳约有150000000千米,150000000用科学记数法表示是( )
A.1.5×108 B.1.5×107 C.15×107 D.0.15×109
3.下列成语所描述的是随机事件的是( )
A.竹篮打水 B.瓜熟蒂落 C.海枯石烂 D.不期而遇
4.能解释:“用两个钉子就可以把木条固定在墙上”,这实际问题的数学知识是( )
A.两点之间线段最短
B.两点确定一条直线
C.垂线段最短
D.在同一平面内,过一点有且只有一条直线与已知直线垂直
5.如图所示,有一块含有30°角的直角三角板的一个顶点放在直尺的一条边上.如果∠2=52°,那么∠1的度数是( )
A.44° B.25° C.36° D.38°
6.下面计算正确的是( )
A.3a2﹣a2=2 B.a2•a3=a5
C.4a6÷2a3=2a2 D.(a2 )3=a5
7.关于x的一元二次方程x2+kx﹣3=0有一个根为﹣3,则另一根为( )
A.1 B.﹣2 C.2 D.3
8.如图,在△ABC中,以BC为直径的半圆O,分别交AB,AC于点D,E,连接OD,OE.若∠A=α,则∠DOE的度数为( )
A.180﹣2α B.180﹣α C.90﹣α D.2α
9.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=8,BC=15,将△ABC绕点B顺时针旋转60°,得到△BDE,连接DC交AB于点F,则△ACF与△BDF的周长之和为( )
A.48 B.50 C.55 D.60
10.如图,二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象与x轴交于A,B两点,点B位于(4,0)、(5,0)之间,与y轴交于点C,对称轴为直线x=2,直线y=﹣x+c与抛物线y=ax2+bx+c交于C,D两点,D点在x轴上方且横坐标小于5,则下列结论:①4a+b+c>0;②a﹣b+c<0;③m(am+b)<4a+2b(其中m为任意实数);④a<﹣1,其中正确的是( )
A.①②③④ B.①②③ C.①②④ D.①③④
二.填空题(本大题共7小题,每小题4分,共28分)
11.(4分)若式子在实数范围内有意义,则x应满足的条件是 .
12.(4分)一个正n边形的一个外角等于72°,则n的值等于 .
13.(4分)不等式组的解集为 .
14.(4分)如图,在矩形ABCD中,点E是边AD上一点,EF⊥AC于点F.若tan∠BAC=2,EF=1,则AE的长为 .
15.(4分)如图,扇形ABC的圆心角为120°,半径为8,将扇形ABC绕点C顺时针旋转得到扇形EDC,点B,A的对应点分别为点D,E.若点D刚好落在上,则阴影部分的面积为 .
16.(4分)观察这一列数:﹣1,2,﹣3,4,﹣5,6,﹣7,…,若将这列数排成如图所示的形式,按照这个规律排下去,那么第10行从左边起第10个数是 .
17.(4分)如图,△P1OA1,△P2A1A2,△P3A2A3,…,是等腰直角三角形,点P1,P2,P3,…,在反比例函数y=的图象上,斜边OA1,A1A2,A2A3,…都在x轴上,则点A3的坐标是 .
三.解答题(一)(本大题共3小题,每小题6分,共18分)
18.(6分)计算:2sin60°﹣(π﹣1)0+()﹣2+|1﹣|.
19.(6分)先化简,再求值:÷,其中m=.
20.(6分)如图,在△ABC中,AB=AC,∠A=36°.
(1)用直尺和圆规作∠ABC的平分线BD交AC于点D(保留作图痕迹,不要求写作法);
(2)在(1)的条件下,求∠BDC的度数.
四.解答题(二)(本大题共3小题,每小题8分,共24分)
21.(8分)某校开展“我最喜爱的一项体育活动”调查,要求每名学生必选且只能选一项.现随机抽查了部分学生,并将其结果绘制成如下不完整的条形图和扇形图.
请结合以上信息解答下列问题:
(1)在这次调查中一共抽查了 学生,扇形统计图中“乒乓球”所对应的圆心角为 度,并请补全条形统计图;
(2)已知该校共有1200名学生,请你估计该校最喜爱跑步的学生人数;
(3)若在“排球、足球、跑步、乒乓球”四个活动项目任选两项设立课外兴趣小组,请用列表法或画树状图的方法求恰好选中“排球、乒乓球”这两项活动的概率.
22.(8分)政铭老师每天要骑车到离家15千米的单位上班,若将速度提高原来的,则时间可缩短15分钟.
(1)求政铭老师原来的速度为多少千米/时;
(2)政铭老师按照原来的速度骑车到途中的A地,发现公文包忘在家里,他立即提速1倍回到家里取公文包(其他时间忽略不计),并且以返回时的速度赶往单位,若政铭老师到单位的时间不超过平时到校的时间,求A地距家最多多少千米.
23.(8分)如图,在长方形ABCD中,AB=5,AD=13,点E为BC上一点,将△ABE沿AE折叠,使点B落在长方形内点F处,连接DF且DF=12.
(1)试说明:△ADF是直角三角形;
(2)求BE的长.
五.解答题(三)(本大题共2小题,每小题10分,共20分)
24.(10分)如图,在△ABC中,AB=AC,以AB为直径的⊙O交BC于点D.DE⊥AC,垂足为E.CF∥AB交AD延长线于点F.连接BF交⊙O于点G,连接DG.
(1)求证:DE为⊙O的切线;
(2)求证:四边形ABFC为菱形;
(3)若OA=5,DG=2,求线段GF的长.
25.(10分)如图1,直线y=﹣x+2与x轴交于点B,与y轴交于点C,抛物线y=﹣x2+bx+c经过B、C两点,点P是抛物线上的一个动点,过点P作PQ⊥x轴,垂足为Q,交直线y=﹣x+2于点D.设点P的横坐标为m.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)若以P、D、O、C为顶点的四边形是平行四边形,求点Q的坐标;
(3)如图2,当点P位于直线BC上方的抛物线上时,过点P作PE⊥BC于点E,求当PE取得最大值时点P的坐标,并求PE的最大值.
2020年广东省汕头市金平区中考数学一模试卷
参考答案与试题解析
一.选择题(本题共10小题,每小题3分,共30分)
1.下列各数中是无理数的是( )
A. B.0. C. D.0.202002
【分析】无理数就是无限不循环小数.理解无理数的概念,一定要同时理解有理数的概念,有理数是整数与分数的统称.即有限小数和无限循环小数是有理数,而无限不循环小数是无理数.由此即可判定选择项.
【解答】解:A.是分数,属于有理数;
B.是循环小数,属于有理数;
C.,是无理数;
D.0.202002是有限小数,属于有理数.
故选:C.
2.地球离太阳约有150000000千米,150000000用科学记数法表示是( )
A.1.5×108 B.1.5×107 C.15×107 D.0.15×109
【分析】科学记数法表示较大的数就是将一个数字表示成a×10n的形式),其中1≤|a|<10,n表示整数.即从左边第一位开始,在首位非零的后面加上小数点,再乘以10的n次幂.10的指数n=原来的整数位数﹣1.
【解答】解:150 000 000=1.5×108,
故选:A.
3.下列成语所描述的是随机事件的是( )
A.竹篮打水 B.瓜熟蒂落 C.海枯石烂 D.不期而遇
【分析】根据事件发生的可能性大小判断.
【解答】解:A、竹篮打水,是不可能事件;
B、瓜熟蒂落,是必然事件;
C、海枯石烂,是不可能事件;
D、不期而遇,是随机事件;
故选:D.
4.能解释:“用两个钉子就可以把木条固定在墙上”,这实际问题的数学知识是( )
A.两点之间线段最短
B.两点确定一条直线
C.垂线段最短
D.在同一平面内,过一点有且只有一条直线与已知直线垂直
【分析】根据直线的性质解答即可.
【解答】解:用两个钉子就可以把木条固定在墙上”,这实际问题的数学知识是两点确定一条直线,
故选:B.
5.如图所示,有一块含有30°角的直角三角板的一个顶点放在直尺的一条边上.如果∠2=52°,那么∠1的度数是( )
A.44° B.25° C.36° D.38°
【分析】过E作EF∥AD,则EF∥BC,根据平行线的性质即可得到结论.
【解答】解:如图所示,过E作EF∥AD,则EF∥BC,
∵∠2=52°,
∴∠FEG=52°,
又∵∠HEG=90°,
∴∠FEH=90°﹣52°=38°,
∵EF∥CB,
∴∠1=∠FEH=38°,
故选:D.
6.下面计算正确的是( )
A.3a2﹣a2=2 B.a2•a3=a5
C.4a6÷2a3=2a2 D.(a2 )3=a5
【分析】各项计算得到结果,即可作出判断.
【解答】解:A、原式=2a2,不符合题意;
B、原式=a5,符合题意;
C、原式=2a3,不符合题意;
D、原式=a6,不符合题意.
故选:B.
7.关于x的一元二次方程x2+kx﹣3=0有一个根为﹣3,则另一根为( )
A.1 B.﹣2 C.2 D.3
【分析】设方程x2+kx﹣3=0的另一个根为a,根据根与系数的关系得出﹣3a=﹣3,求出方程的解即可.
【解答】解:设方程x2+kx﹣3=0的另一个根为a,
∵关于x的一元二次方程x2+kx﹣3=0有一个根为﹣3,
∴由根与系数的关系得:﹣3a=﹣3,
解得:a=1,
即方程的另一个根为1,
故选:A.
8.如图,在△ABC中,以BC为直径的半圆O,分别交AB,AC于点D,E,连接OD,OE.若∠A=α,则∠DOE的度数为( )
A.180﹣2α B.180﹣α C.90﹣α D.2α
【分析】连接CD,如图,根据圆周角定理得到∠BDC=90°,利用互余得到∠ACD=90°﹣α,然后根据圆周角定理得到∠DOE=2(90°﹣α).
【解答】解:连接CD,如图,
∵BC为直径,
∴∠BDC=90°,
∴∠ACD=90°﹣∠A=90°﹣α,
∴∠DOE=2∠ACD=2(90°﹣α)=180°﹣2α.
故选:A.
9.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=8,BC=15,将△ABC绕点B顺时针旋转60°,得到△BDE,连接DC交AB于点F,则△ACF与△BDF的周长之和为( )
A.48 B.50 C.55 D.60
【分析】根据旋转的性质得到BD=BC=15,从而得到△BCD为等边三角形,得到CD=BC=CD=15,在Rt△ACB中,利用勾股定理得到AB=17,于是得到结论.
【解答】解:∵将△ABC绕点B顺时针旋转60°,得到△BDE,
∴△ABC≌△BDE,∠CBD=60°,
∴BD=BC=15,
∴△BCD为等边三角形,
∴CD=BC=CD=15,
∵AB===17,
∴△ACF与△BDF的周长之和=AC+AF+CF+BF+DF+BD=AC+AB+CD+BD=8+15+15+17=55,
故选:C.
10.如图,二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象与x轴交于A,B两点,点B位于(4,0)、(5,0)之间,与y轴交于点C,对称轴为直线x=2,直线y=﹣x+c与抛物线y=ax2+bx+c交于C,D两点,D点在x轴上方且横坐标小于5,则下列结论:①4a+b+c>0;②a﹣b+c<0;③m(am+b)<4a+2b(其中m为任意实数);④a<﹣1,其中正确的是( )
A.①②③④ B.①②③ C.①②④ D.①③④
【分析】利用抛物线与y轴的交点位置得到c>0,利用对称轴方程得到b=﹣4a,则4a+2b+c=c>0,于是可对①进行判断;利用抛物线的对称性得到抛物线与x轴的另一个交点在点(﹣1,0)右侧,则当x=﹣1时,y<0,于是可对②进行判断;根据二次函数的性质得到x=2时,二次函数有最大值,则am2+bm+c≤4a+2b+c,即,m(am+b)≤4a+2b,于是可对③进行判断;由于直线y=﹣x+c与抛物线y=ax2+bx+c交于C、D两点,D点在x轴上方且横坐标小于5,利用函数图象得x=5时,一次函数值比二次函数值大,即25a+5b+c<﹣5+c,然后把b=﹣4代入解a的不等式,则可对④进行判断;
【解答】解:∵抛物线与y轴的交点在x轴上方,
∴c>0,
∵抛物线的对称轴为直线x=2∴b=﹣4a,
∴4a+b+c=4a﹣4a+c=c>0,所以①正确;
∵抛物线的对称轴为直线x=2,与x轴的一个交点B位于(4,0)、(5,0)之间,
∴抛物线与x轴的另一个交点位于(0,0)、(﹣1,0)之间,
即当x=﹣1时,y<0,也就是a﹣b+c<0,因此②正确;
∵对称轴为x=2,
∴x=2时的函数值大于或等于x=m时函数值,即,当x=2时,函数值最大,
∴am2+bm+c≤4a+2b+c,
即,m(am+b)≤4a+2b,因此③不正确;
∵直线y=﹣x+c与抛物线y=ax2+bx+c交于C、D两点,D点在x轴上方且横坐标小于5,
∴x=5时,一次函数值比二次函数值大,
即25a+5b+c<﹣5+c,
而b=﹣4a,
∴25a﹣20a<﹣5,解得a<﹣1,因此④正确;
综上所述,正确的结论有①②④,
故选:C.
二.填空题(本大题共7小题,每小题4分,共28分)
11.(4分)若式子在实数范围内有意义,则x应满足的条件是 x≥ .
【分析】根据二次根式有意义的条件得:2x﹣1≥0,再解不等式即可.
【解答】解:由题意得:2x﹣1≥0,
解得:x≥,
故答案为:x≥.
12.(4分)一个正n边形的一个外角等于72°,则n的值等于 5 .
【分析】可以利用多边形的外角和定理求解.
【解答】解:∵正n边形的一个外角为72°,
∴n的值为360°÷72°=5.
故答案为:5
13.(4分)不等式组的解集为 3≤x<5 .
【分析】分别计算出每个不等式的解集,再求其公共部分.
【解答】解:,
由①得,x≥3;
由②得,x<5;
则不等式组的解集为3≤x<5.
故答案为:3≤x<5.
14.(4分)如图,在矩形ABCD中,点E是边AD上一点,EF⊥AC于点F.若tan∠BAC=2,EF=1,则AE的长为 .
【分析】根据矩形的性质和解直角三角形即可得到结论.
【解答】解:∵在矩形ABCD中,∠B=90°,tan∠BAC=2
∴=2,
∵AD=BC,CD=AB,
∴=,
∴tan∠EAF=,
∵EF=1,
∴AF=2,
∴AE===,
故答案为:.
15.(4分)如图,扇形ABC的圆心角为120°,半径为8,将扇形ABC绕点C顺时针旋转得到扇形EDC,点B,A的对应点分别为点D,E.若点D刚好落在上,则阴影部分的面积为 +16 .
【分析】证明△BCD是等边三角形,根据S阴=S扇形DCE﹣(S扇形BDC﹣S△BCD)计算即可.
【解答】解:如图,连接BD.
由题意:CD=CB=BD,
∴△BCD是等边三角形,
∴∠DBC=60°,
∴S阴=S扇形DCE﹣(S扇形BDC﹣S△BCD)
=﹣(﹣×82)
=+16,
故答案为+16.
16.(4分)观察这一列数:﹣1,2,﹣3,4,﹣5,6,﹣7,…,若将这列数排成如图所示的形式,按照这个规律排下去,那么第10行从左边起第10个数是 ﹣91 .
【分析】分析可得:第n行有2n﹣1个数,此行第一个数的绝对值为(n﹣1)2+1,且奇数为负,偶数为正,故第10行从左边数第1个数绝对值为82,故这个数为82,那么从左边数第10个数等于﹣91.
【解答】解:∵第n行左边第一个数的绝对值为(n﹣1)2+1,奇数为负,偶数为正,
∴第10行从左边数第1个数绝对值为82,即这个数为82,
∴从左边数10个数等于﹣91.
故答案为:﹣91.
17.(4分)如图,△P1OA1,△P2A1A2,△P3A2A3,…,是等腰直角三角形,点P1,P2,P3,…,在反比例函数y=的图象上,斜边OA1,A1A2,A2A3,…都在x轴上,则点A3的坐标是 (4,0) .
【分析】首先根据等腰直角三角形的性质,知点P1的横、纵坐标相等,再结合双曲线的解析式得到点P1的坐标是(2,2),则根据等腰三角形的三线合一求得点A1的坐标;同样根据等腰直角三角形的性质、点A1的坐标和双曲线的解析式求得A2点的坐标,进而求得A3的坐标.
【解答】解:△P1OA1,△P2A1A2,△P3A2A3,…,是等腰直角三角形,斜边OA1,A1A2,A2A3,…都在x轴上,
设P1(a1,a1)
则a1a1=4,解得a1=2,
∴A1(2a1,0)即A1(4,0),
设P2(4+a2,a2)
则a2(4+a2)=4,解得a2=2﹣2
∴A2(4+2a2,0)即A2(4,0)
设P3(4+a3,a3)
则a3(4+a3)=4,解得a3=2﹣2,
∴A3(4+2a3,0)即A3(4,0),
故答案为(4,0).
三.解答题(一)(本大题共3小题,每小题6分,共18分)
18.(6分)计算:2sin60°﹣(π﹣1)0+()﹣2+|1﹣|.
【分析】原式利用特殊角的三角函数值,零指数幂、负整数指数幂法则,以及绝对值的代数意义计算即可求出值.
【解答】解:原式=2×﹣1+9+﹣1
=﹣1+9+﹣1
=2+7.
19.(6分)先化简,再求值:÷,其中m=.
【分析】根据分式的除法可以化简题目中的式子,然后将m的值代入化简后的式子即可解答本题.
【解答】解:÷
=
=,
当m=时,原式==+2.
20.(6分)如图,在△ABC中,AB=AC,∠A=36°.
(1)用直尺和圆规作∠ABC的平分线BD交AC于点D(保留作图痕迹,不要求写作法);
(2)在(1)的条件下,求∠BDC的度数.
【分析】(1)直接利用角平分线的作法得出BD;
(2)利用等腰三角形的性质以及角平分线的性质分析得出答案.
【解答】解:(1)如图所示:BD即为所求;
(2)∵AB=AC,∠A=36°,
∴∠ABC=∠C=72°,
∵BD平分∠ABC,
∴∠ABD=∠ABC=36°,
∴∠BDC=∠A+∠ABD=72°.
四.解答题(二)(本大题共3小题,每小题8分,共24分)
21.(8分)某校开展“我最喜爱的一项体育活动”调查,要求每名学生必选且只能选一项.现随机抽查了部分学生,并将其结果绘制成如下不完整的条形图和扇形图.
请结合以上信息解答下列问题:
(1)在这次调查中一共抽查了 150 学生,扇形统计图中“乒乓球”所对应的圆心角为 36 度,并请补全条形统计图;
(2)已知该校共有1200名学生,请你估计该校最喜爱跑步的学生人数;
(3)若在“排球、足球、跑步、乒乓球”四个活动项目任选两项设立课外兴趣小组,请用列表法或画树状图的方法求恰好选中“排球、乒乓球”这两项活动的概率.
【分析】(1)由排球人数及其所占百分比可得总人数,用360°乘以乒乓球人数所占比例可得其对应圆心角度数,总人数乘以足球对应的百分比可得其人数,从而补全图形;
(2)用总人数乘以样本中跑步人数所占比例即可得;
(3)先画树状图展示所有12种等可能的结果数,再找出恰好选中“①排球、④乒乓球”两项活动的结果数,然后根据概率公式计算.
【解答】解:(1)在这次调查中一共抽查学生21÷14%=150(人),
扇形统计图中“乒乓球”所对应的圆心角为360°×=36°,
“足球”人数为150×20%=30(人),
补全图形如下:
故答案为:150、36;
(2)估计该校最喜爱跑步的学生人数为1200×=312(人);
(3)排球、足球、跑步、乒乓球依次用①②③④表示,
画树状图:
共有12种等可能的结果数,其中恰好选中“①排球、④乒乓球”两项活动的有2种情况,
所有故恰好选中“排球、乒乓球”两项活动的概率为=.
22.(8分)政铭老师每天要骑车到离家15千米的单位上班,若将速度提高原来的,则时间可缩短15分钟.
(1)求政铭老师原来的速度为多少千米/时;
(2)政铭老师按照原来的速度骑车到途中的A地,发现公文包忘在家里,他立即提速1倍回到家里取公文包(其他时间忽略不计),并且以返回时的速度赶往单位,若政铭老师到单位的时间不超过平时到校的时间,求A地距家最多多少千米.
【分析】(1)设政铭老师原来的速度为x千米/时,根据两种速度行驶相同路程所需时间差为15分钟列出方程并解答.
(2)设A地距家a千米,根据“政铭老师到单位的时间不超过平时到校的时间”列出方程并解答.
【解答】解:(1)设政铭老师原来的速度为x千米/时,
根据题意,得﹣=.
解得x=12.
经检验,x=12是所列方程的解.
答:政铭老师原来的速度为12千米/时;
(2)设A地距家a千米,
根据题意,得+≤.
解得a≤5.
答:A地距家最多5千米.
23.(8分)如图,在长方形ABCD中,AB=5,AD=13,点E为BC上一点,将△ABE沿AE折叠,使点B落在长方形内点F处,连接DF且DF=12.
(1)试说明:△ADF是直角三角形;
(2)求BE的长.
【分析】(1)根据勾股定理的逆定理即可得证;
(2)根据(1)说明点D、E、F三点共线,再根据勾股定理即可求解.
【解答】解:(1)根据折叠可知:
AB=AF=5,
∵AD=13,DF=12,
122+52=132,
即FD2+AF2=AD2,
根据勾股定理的逆定理,得
△ADF是直角三角形.
(2)设BE=x,
则EF=x,
∵根据折叠可知:∠AFE=∠B=90°,
∵∠AFD=90°,
∴∠DFE=180°,
∴D、F、E三点在同一条直线上,
∴DE=12+x,
CE=13﹣x,DC=AB=5,
在Rt△DCE中,根据勾股定理,得
DE2=DC2+EC2,即(12+x)2=52+(13﹣x)2,
解得x=1.
答:BE的长为1
五.解答题(三)(本大题共2小题,每小题10分,共20分)
24.(10分)如图,在△ABC中,AB=AC,以AB为直径的⊙O交BC于点D.DE⊥AC,垂足为E.CF∥AB交AD延长线于点F.连接BF交⊙O于点G,连接DG.
(1)求证:DE为⊙O的切线;
(2)求证:四边形ABFC为菱形;
(3)若OA=5,DG=2,求线段GF的长.
【分析】(1)连接OD,证明∠ODB=∠ACB,则OD∥AC,而DE⊥AC,故DE⊥OD,即可求解;
(2)证明四边形ABFC为平行四边形,而AB=AC,即可求解;
(3)证明四边形ABFC为菱形,得到DA=DG=2,AF=2AD=.证明△FGD∽△FAB,则,即可求解.
【解答】(1)证明:连接OD,∵OB=OD,
∴∠OBD=∠ODB.
∵AB=AC,
∴∠ABC=∠ACB.
∴∠ODB=∠ACB.
∴OD∥AC.
∵DE⊥AC,
∴DE⊥OD.
∴DE为⊙O的切线;
(2)证明:由(1)得,OD∥AC.
又∵OA=OB,
∴DB=DC.
∵CF∥AB,
∴∠BAD=∠CFD,∠ABD=∠FCD.
∴△ABD≌△FCD(AAS).
∴AB=CF.
∴四边形ABFC为平行四边形.
∵AB=AC,
∴平行四边形ABFC为菱形;
(3)解:∵AB为⊙O的直径,OA=5,
∴AB=10.
∵四边形ABFC为菱形,
∴∠ABD=∠FBD,AF=2AD.
∴DA=DG=2.
∴AF=2AD=.
∵四边形ABGD内接于⊙O,
∴∠ABG+∠ADG=180°.
∵∠GDF+∠ADG=180°,
∴∠GDF=∠ABG.
∵∠GFD=∠BFA,
∴△FGD∽△FAB.
∴.
∴.
25.(10分)如图1,直线y=﹣x+2与x轴交于点B,与y轴交于点C,抛物线y=﹣x2+bx+c经过B、C两点,点P是抛物线上的一个动点,过点P作PQ⊥x轴,垂足为Q,交直线y=﹣x+2于点D.设点P的横坐标为m.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)若以P、D、O、C为顶点的四边形是平行四边形,求点Q的坐标;
(3)如图2,当点P位于直线BC上方的抛物线上时,过点P作PE⊥BC于点E,求当PE取得最大值时点P的坐标,并求PE的最大值.
【分析】(1)用待定系数法即可求解;
(2)当P、D、O、C为顶点的四边形为平行四边形时,则有PD=OC=2,进而求解;
(3)证明△PED∽△BOC,则,即,进而求解.
【解答】解:(1)∵直线y=﹣x+2与x轴交于点B,与y轴交于点C,
∴点B、C的坐标分别为(4,0)、(0,2).
抛物线y=﹣x2+bx+c经过B、C两点,
∴,
解得,
∴二次函数表达式为y=﹣x2+x+2;
(2)∵P点在抛物线上,横坐标为m,
∴P点坐标为(m,﹣m2+m+2),
∵PQ⊥x轴,垂足为Q,交直线y=﹣x+2于点D.
∴Q坐标为(m,0),D点坐标为(m,﹣m+2),
当P、D、O、C为顶点的四边形为平行四边形时,则有PD=OC=2,
即|﹣m2+m+2﹣(﹣m+2)|=2,即|﹣m2+2m|=2,
当﹣m2+2m=2时,解得m=2,则Q坐标为(2,0),
当﹣m2+2m=﹣2时,解得m=2±2,则Q坐标为(2+2,0)或(2﹣2,0),
综上可知,Q点坐标为(2,0)或(2+2,0)或(2﹣2,0);
(3)由(2)可知P点坐标为(m,﹣m2+m+2),Q坐标为(m,0),
D点坐标为(m,﹣m+2),
∴PD=﹣m2+2m.
在Rt△OBC中,OC=2,OB=4,由勾股定理可求得BC=2,
∵OQ∥OC,
∴∠OCB=∠BDQ.
∵∠PDE=∠BDQ,
∴∠OCB=∠PDE.
∵PE⊥BC,
∴∠PED=∠COB=90°.
∴△PED∽△BOC.
∴,
即,
解得:PE=,
∵P在直线BC上方,
∴0<m<4,
∴当m=2时,PE有最大值,
此时P点坐标为(2,3).
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