2022年湖南省益阳地区达标名校中考数学适应性模拟试题含解析
展开2021-2022中考数学模拟试卷
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型(B)填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4.考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题(每小题只有一个正确答案,每小题3分,满分30分)
1.小王抛一枚质地均匀的硬币,连续抛4次,硬币均正面朝上落地,如果他再抛第5次,那么硬币正面朝上的概率为( )
A.1 B. C. D.
2.下列各数中负数是( )
A.﹣(﹣2) B.﹣|﹣2| C.(﹣2)2 D.﹣(﹣2)3
3.两个相同的瓶子装满酒精溶液,在一个瓶子中酒精与水的容积之比是1:p,而在另一个瓶子中是1:q,若把两瓶溶液混合在一起,混合液中的酒精与水的容积之比是( )
A. B. C. D.
4.已知一组数据,,,,的平均数是2,方差是,那么另一组数据,,,,,的平均数和方差分别是 .
A. B. C. D.
5.如图,a∥b,点B在直线b上,且AB⊥BC,∠1=40°,那么∠2的度数( )
A.40° B.50° C.60° D.90°
6.二次函数y=x2﹣6x+m的图象与x轴有两个交点,若其中一个交点的坐标为(1,0),则另一个交点的坐标为( )
A.(﹣1,0) B.(4,0) C.(5,0) D.(﹣6,0)
7.在,,,这四个数中,比小的数有( )个.
A. B. C. D.
8.某几何体的左视图如图所示,则该几何体不可能是( )
A. B. C. D.
9.对于数据:6,3,4,7,6,0,1.下列判断中正确的是( )
A.这组数据的平均数是6,中位数是6 B.这组数据的平均数是6,中位数是7
C.这组数据的平均数是5,中位数是6 D.这组数据的平均数是5,中位数是7
10.下列现象,能说明“线动成面”的是( )
A.天空划过一道流星
B.汽车雨刷在挡风玻璃上刷出的痕迹
C.抛出一块小石子,石子在空中飞行的路线
D.旋转一扇门,门在空中运动的痕迹
二、填空题(共7小题,每小题3分,满分21分)
11.甲、乙两点在边长为100m的正方形ABCD上按顺时针方向运动,甲的速度为5m/秒,乙的速度为10m/秒,甲从A点出发,乙从CD边的中点出发,则经过__秒,甲乙两点第一次在同一边上.
12.若关于x的一元二次方程(a﹣1)x2﹣x+1=0有实数根,则a的取值范围为________.
13.圆锥的底面半径是4cm,母线长是5cm,则圆锥的侧面积等于_____cm1.
14.如图,将一个长方形纸条折成如图的形状,若已知∠2=55°,则∠1=____.
15.如图,在▱ABCD中,E在AB上,CE、BD交于F,若AE:BE=4:3,且BF=2,则DF=_____
16.如图,将一块含有30°角的直角三角板的两个顶点叠放在长方形的两条对边上,如果∠1=27°,那么∠2=______°
17.数据﹣2,0,﹣1,2,5的平均数是_____,中位数是_____.
三、解答题(共7小题,满分69分)
18.(10分)如图,吊车在水平地面上吊起货物时,吊绳BC与地面保持垂直,吊臂AB与水平线的夹角为64°,吊臂底部A距地面1.5m.(计算结果精确到0.1m,参考数据sin64°≈0.90,cos64°≈0.44,tan64°≈2.05)
(1)当吊臂底部A与货物的水平距离AC为5m时,吊臂AB的长为 m.
(2)如果该吊车吊臂的最大长度AD为20m,那么从地面上吊起货物的最大高度是多少?(吊钩的长度与货物的高度忽略不计)
19.(5分)在Rt△ABC中,∠C=90°,∠B=30°,AB=10,点D是射线CB上的一个动点,△ADE是等边三角形,点F是AB的中点,连接EF.
(1)如图,点D在线段CB上时,
①求证:△AEF≌△ADC;
②连接BE,设线段CD=x,BE=y,求y2﹣x2的值;
(2)当∠DAB=15°时,求△ADE的面积.
20.(8分)已知:如图,在菱形ABCD中,F为边BC的中点,DF与对角线AC交于点M,过M作ME⊥CD于点E,∠1=∠1.
(1)若CE=1,求BC的长;
(1)求证:AM=DF+ME.
21.(10分)为节约用水,某市居民生活用水按阶梯式水价计量,水价分为三个阶梯,价格表如下表所示:
某市自来水销售价格表
类别
月用水量
(立方米)
供水价格
(元/立方米)
污水处理费
(元/立方米)
居民生活用水
阶梯一
0~18(含18)
1.90
1.00
阶梯二
18~25(含25)
2.85
阶梯三
25以上
5.70
(注:居民生活用水水价=供水价格+污水处理费)
(1)当居民月用水量在18立方米及以下时,水价是_____元/立方米.
(2)4月份小明家用水量为20立方米,应付水费为:
18×(1.90+1.00)+2×(2.85+1.00)=59.90(元)
预计6月份小明家的用水量将达到30立方米,请计算小明家6月份的水费.
(3)为了节省开支,小明家决定每月用水的费用不超过家庭收入的1%,已知小明家的平均月收入为7530元,请你为小明家每月用水量提出建议
22.(10分)如图,AB是⊙O的直径,弦CD⊥AB,垂足为H,连结AC,过上一点E作EG∥AC交CD的延长线于点G,连结AE交CD于点F,且EG=FG,连结CE.
(1)求证:∠G=∠CEF;
(2)求证:EG是⊙O的切线;
(3)延长AB交GE的延长线于点M,若tanG =,AH=3,求EM的值.
23.(12分)如图,四边形ABCD内接于⊙O,∠BAD=90°,点E在BC的延长线上,且∠DEC=∠BAC.
(1)求证:DE是⊙O的切线;
(2)若AC∥DE,当AB=8,CE=2时,求AC的长.
24.(14分)如图1,二次函数y=ax2﹣2ax﹣3a(a<0)的图象与x轴交于A、B两点(点A在点B的右侧),与y轴的正半轴交于点C,顶点为D.
(1)求顶点D的坐标(用含a的代数式表示);
(2)若以AD为直径的圆经过点C.
①求抛物线的函数关系式;
②如图2,点E是y轴负半轴上一点,连接BE,将△OBE绕平面内某一点旋转180°,得到△PMN(点P、M、N分别和点O、B、E对应),并且点M、N都在抛物线上,作MF⊥x轴于点F,若线段MF:BF=1:2,求点M、N的坐标;
③点Q在抛物线的对称轴上,以Q为圆心的圆过A、B两点,并且和直线CD相切,如图3,求点Q的坐标.
参考答案
一、选择题(每小题只有一个正确答案,每小题3分,满分30分)
1、B
【解析】
直接利用概率的意义分析得出答案.
【详解】
解:因为一枚质地均匀的硬币只有正反两面,
所以不管抛多少次,硬币正面朝上的概率都是,
故选B.
【点睛】
此题主要考查了概率的意义,明确概率的意义是解答的关键.
2、B
【解析】
首先利用相反数,绝对值的意义,乘方计算方法计算化简,进一步利用负数的意义判定即可.
【详解】
A、-(-2)=2,是正数;
B、-|-2|=-2,是负数;
C、(-2)2=4,是正数;
D、-(-2)3=8,是正数.
故选B.
【点睛】
此题考查负数的意义,利用相反数,绝对值的意义,乘方计算方法计算化简是解决问题的关键.
3、C
【解析】
混合液中的酒精与水的容积之比为两瓶中的纯酒精与两瓶中的水之比,分别算出纯酒精和水的体积即可得答案.
【详解】
设瓶子的容积即酒精与水的和是1,
则纯酒精之和为:1×+1×=+,
水之和为:+,
∴混合液中的酒精与水的容积之比为:(+)÷(+)=,
故选C.
【点睛】
本题主要考查分式的混合运算,找到相应的等量关系是解决本题的关键.
4、D
【解析】
根据数据的变化和其平均数及方差的变化规律求得新数据的平均数及方差即可.
【详解】
解:∵数据x1,x2,x3,x4,x5的平均数是2,
∴数据3x1-2,3x2-2,3x3-2,3x4-2,3x5-2的平均数是3×2-2=4;
∵数据x1,x2,x3,x4,x5的方差为,
∴数据3x1,3x2,3x3,3x4,3x5的方差是×32=3,
∴数据3x1-2,3x2-2,3x3-2,3x4-2,3x5-2的方差是3,
故选D.
【点睛】
本题考查了方差的知识,说明了当数据都加上一个数(或减去一个数)时,平均数也加或减这个数,方差不变,即数据的波动情况不变;当数据都乘以一个数(或除以一个数)时,平均数也乘以或除以这个数,方差变为这个数的平方倍.
5、B
【解析】
分析:
根据“平行线的性质、平角的定义和垂直的定义”进行分析计算即可.
详解:
∵AB⊥BC,
∴∠ABC=90°,
∵点B在直线b上,
∴∠1+∠ABC+∠3=180°,
∴∠3=180°-∠1-90°=50°,
∵a∥b,
∴∠2=∠3=50°.
故选B.
点睛:熟悉“平行线的性质、平角的定义和垂直的定义”是正确解答本题的关键.
6、C
【解析】
根据二次函数解析式求得对称轴是x=3,由抛物线的对称性得到答案.
【详解】
解:由二次函数得到对称轴是直线,则抛物线与轴的两个交点坐标关于直线对称,
∵其中一个交点的坐标为,则另一个交点的坐标为,
故选C.
【点睛】
考查抛物线与x轴的交点坐标,解题关键是掌握抛物线的对称性质.
7、B
【解析】
比较这些负数的绝对值,绝对值大的反而小.
【详解】
在﹣4、﹣、﹣1、﹣这四个数中,比﹣2小的数是是﹣4和﹣.故选B.
【点睛】
本题主要考查负数大小的比较,解题的关键时负数比较大小时,绝对值大的数反而小.
8、D
【解析】
解:几何体的左视图是从左面看几何体所得到的图形,选项A、B、C的左视图均为从左往右正方形个数为2,1,符合题意,选项D的左视图从左往右正方形个数为2,1,1,
故选D.
【点睛】
本题考查几何体的三视图.
9、C
【解析】
根据题目中的数据可以按照从小到大的顺序排列,从而可以求得这组数据的平均数和中位数.
【详解】
对于数据:6,3,4,7,6,0,1,
这组数据按照从小到大排列是:0,3,4,6,6,7,1,
这组数据的平均数是: 中位数是6,
故选C.
【点睛】
本题考查了平均数、中位数的求法,解决本题的关键是明确它们的意义才会计算,求平均数是用一组数据的和除以这组数据的个数;中位数的求法分两种情况:把一组数据从小到大排成一列, 正中间如果是一个数,这个数就是中位数,如果正中间是两个数,那中位数是这两个数的平均数.
10、B
【解析】
本题是一道关于点、线、面、体的题目,回忆点、线、面、体的知识;
【详解】
解:∵A、天空划过一道流星说明“点动成线”,
∴故本选项错误.
∵B、汽车雨刷在挡风玻璃上刷出的痕迹说明“线动成面”,
∴故本选项正确.
∵C、抛出一块小石子,石子在空中飞行的路线说明“点动成线”,
∴故本选项错误.
∵D、旋转一扇门,门在空中运动的痕迹说明“面动成体”,
∴故本选项错误.
故选B.
【点睛】
本题考查了点、线、面、体,准确认识生活实际中的现象是解题的关键.点动成线、线动成面、面动成体.
二、填空题(共7小题,每小题3分,满分21分)
11、1
【解析】
试题分析:设x秒时,甲乙两点相遇.根据题意得:10x-5x=250,解得:x=50,
相遇时甲走了250m,乙走了500米, 则根据题意推得第一次在同一边上时可以为1.
12、a≤且a≠1.
【解析】
根据一元二次方程有实数根的条件列出关于a的不等式组,求出a的取值范围即可.
【详解】
由题意得:△≥0,即(-1)2-4(a-1)×1≥0,
解得a≤,
又a-1≠0,
∴a≤且a≠1.
故答案为a≤且a≠1.
点睛:本题考查的是根的判别式及一元二次方程的定义,根据题意列出关于a的不等式组是解答此题的关键.
13、10π
【解析】
解:根据圆锥的侧面积公式可得这个圆锥的侧面积=•1π•4•5=10π(cm1).
故答案为:10π
【点睛】
本题考查圆锥的计算.
14、1
【解析】
由折叠可得∠3=180°﹣2∠2,进而可得∠3的度数,然后再根据两直线平行,同旁内角互补可得∠1+∠3=180°,进而可得∠1的度数.
【详解】
解:由折叠可得∠3=180°﹣2∠2=180°﹣1°=70°,
∵AB∥CD,
∴∠1+∠3=180°,
∴∠1=180°﹣70°=1°,
故答案为1.
15、.
【解析】
解:令AE=4x,BE=3x,
∴AB=7x.
∵四边形ABCD为平行四边形,
∴CD=AB=7x,CD∥AB,
∴△BEF∽△DCF.
∴,
∴DF=
【点睛】
本题考查平行四边形的性质及相似三角形的判定与性质,掌握定理正确推理论证是本题的解题关键.
16、57°.
【解析】
根据平行线的性质和三角形外角的性质即可求解.
【详解】
由平行线性质及外角定理,可得∠2=∠1+30°=27°+30°=57°.
【点睛】
本题考查平行线的性质及三角形外角的性质.
17、0.8 0
【解析】
根据中位数的定义和平均数的求法计算即可,中位数是将一组数据按照从小到大(或从大到小)的顺序排列,如果数据的个数是奇数,则处于中间位置的数就是这组数据的中位数.如果这组数据的个数是偶数,则中间两个数据的平均数就是这组数据的中位数.
【详解】
平均数=(−2+0−1+2+5)÷5=0.8;
把这组数据按从大到小的顺序排列是:5,2,0,-1,-2,
故这组数据的中位数是:0.
故答案为0.8;0.
【点睛】
本题考查了平均数与中位数的定义,解题的关键是熟练的掌握平均数与中位数的定义.
三、解答题(共7小题,满分69分)
18、(1)11.4;(2)19.5m.
【解析】
(1)根据直角三角形的性质和三角函数解答即可;
(2)过点D作DH⊥地面于H,利用直角三角形的性质和三角函数解答即可.
【详解】
解:(1)在Rt△ABC中,
∵∠BAC=64°,AC=5m,
∴AB=5÷0.44 11.4 (m);
故答案为:11.4;
(2)过点D作DH⊥地面于H,交水平线于点E,
在Rt△ADE中,
∵AD=20m,∠DAE=64°,EH=1.5m,
∴DE=sin64°×AD≈20×0.9≈18(m),
即DH=DE+EH=18+1.5=19.5(m),
答:如果该吊车吊臂的最大长度AD为20m,那么从地面上吊起货物的最大高度是19.5m.
【点睛】
本题考查解直角三角形、锐角三角函数等知识,解题的关键是添加辅助线,构造直角三角形.
19、(1)①证明见解析;②25;(2)为或50+1.
【解析】
(1)①在直角三角形ABC中,由30°所对的直角边等于斜边的一半求出AC的长,再由F为AB中点,得到AC=AF=5,确定出三角形ADE为等边三角形,利用等式的性质得到一对角相等,再由AD=AE,利用SAS即可得证;②由全等三角形对应角相等得到∠AEF为直角,EF=CD=x,在三角形AEF中,利用勾股定理即可列出y关于x的函数解析式;(2)分两种情况考虑:①当点在线段CB上时;②当点在线段CB的延长线上时,分别求出三角形ADE面积即可.
【详解】
(1)、①证明:在Rt△ABC中,
∵∠B=30°,AB=10,
∴∠CAB=60°,AC=AB=5,
∵点F是AB的中点,
∴AF=AB=5,
∴AC=AF,
∵△ADE是等边三角形,
∴AD=AE,∠EAD=60°,
∵∠CAB=∠EAD,
即∠CAD+∠DAB=∠FAE+∠DAB,
∴∠CAD=∠FAE,
∴△AEF≌△ADC(SAS);
②∵△AEF≌△ADC,
∴∠AEF=∠C=90°,EF=CD=x,
又∵点F是AB的中点,
∴AE=BE=y,
在Rt△AEF中,勾股定理可得:y2=25+x2,
∴y2﹣x2=25.
(2)①当点在线段CB上时, 由∠DAB=15°,可得∠CAD=45°,△ADC是等腰直角三角形,
∴AD2=50,△ADE的面积为;
②当点在线段CB的延长线上时, 由∠DAB=15°,可得∠ADB=15°,BD=BA=10,
∴在Rt△ACD中,勾股定理可得AD2=200+100,
综上所述,△ADE的面积为或.
【点睛】
此题考查了勾股定理,全等三角形的判定与性质,以及等边三角形的性质,熟练掌握勾股定理是解本题的关键.
20、 (1)1;(1)见解析.
【解析】
试题分析:(1)根据菱形的对边平行可得AB∥CD,再根据两直线平行,内错角相等可得∠1=∠ACD,所以∠ACD=∠1,根据等角对等边的性质可得CM=DM,再根据等腰三角形三线合一的性质可得CE=DE,然后求出CD的长度,即为菱形的边长BC的长度;
(1)先利用“边角边”证明△CEM和△CFM全等,根据全等三角形对应边相等可得ME=MF,延长AB交DF于点G,然后证明∠1=∠G,根据等角对等边的性质可得AM=GM,再利用“角角边”证明△CDF和△BGF全等,根据全等三角形对应边相等可得GF=DF,最后结合图形GM=GF+MF即可得证.
试题解析:(1)∵四边形ABCD是菱形,
∴AB∥CD,
∴∠1=∠ACD,
∵∠1=∠1,
∴∠ACD=∠1,
∴MC=MD,
∵ME⊥CD,
∴CD=1CE,
∵CE=1,
∴CD=1,
∴BC=CD=1;
(1)AM=DF+ME
证明:如图,
∵F为边BC的中点,
∴BF=CF=BC,
∴CF=CE,
在菱形ABCD中,AC平分∠BCD,
∴∠ACB=∠ACD,
在△CEM和△CFM中,
∵,
∴△CEM≌△CFM(SAS),
∴ME=MF,
延长AB交DF的延长线于点G,
∵AB∥CD,
∴∠G=∠1,
∵∠1=∠1,
∴∠1=∠G,
∴AM=MG,
在△CDF和△BGF中,
∵
∴△CDF≌△BGF(AAS),
∴GF=DF,
由图形可知,GM=GF+MF,
∴AM=DF+ME.
21、(1)1.90;(2)112.65元;(3)当小明家每月的用水量不要超过24立方米时,水费就不会超过他们家庭总收入的1%.
【解析】
试题分析:
(1)由表中数据可知,当用水量在18立方米及以下时,水价为1.9元/立方米;
(2)由题意可知小明家6月份的水费是:(1.9+1)×18+(2.85+1)×7+(5.70+1)×5=112.65(元);
(3)由已知条件可知,用水量为18立方米时,应交水费52.2元,当用水量为25立方米时,应交水费79.15元,而小明家计划的水费不超过75.3元,由此可知他们家的用水量不会超过25立方米,设他们家的用水量为x立方米,则由题意可得:18×(1.9+1)+(x-18)×(2.85+1)75.3,解得:x24,即小明家每月的用水量不要超过24立方米.
试题解析:
(1)由表中数据可知,当用水量在18立方米及以下时,水价为1.9元/立方米;
(2)由题意可得:
小明家6月份的水费是:(1.9+1)×18+(2.85+1)×7+(5.70+1)×5=112.65(元);
(3)由题意可知,当用水量为18立方米时,应交水费52.2元,当用水量为25立方米时,应交水费79.15元,而小明家计划的水费不超过75.3元,由此可知他们家的用水量不超过18立方米,而不足25立方米,设他们家的用水量为x立方米,则由题意可得:
18×(1.9+1)+(x-18)×(2.85+1)75.3,解得:x24,
∴当小明家每月的用水量不要超过24立方米时,水费就不会超过他们家庭总收入的1%.
22、(1)证明见解析;(2)证明见解析;(3).
【解析】
试题分析:(1)由AC∥EG,推出∠G=∠ACG,由AB⊥CD推出,推出∠CEF=∠ACD,推出∠G=∠CEF,由此即可证明;
(2)欲证明EG是⊙O的切线只要证明EG⊥OE即可;
(3)连接OC.设⊙O的半径为r.在Rt△OCH中,利用勾股定理求出r,证明△AHC∽△MEO,可得,由此即可解决问题;
试题解析:(1)证明:如图1.∵AC∥EG,∴∠G=∠ACG,∵AB⊥CD,∴,∴∠CEF=∠ACD,∴∠G=∠CEF,∵∠ECF=∠ECG,∴△ECF∽△GCE.
(2)证明:如图2中,连接OE.∵GF=GE,∴∠GFE=∠GEF=∠AFH,∵OA=OE,∴∠OAE=∠OEA,∵∠AFH+∠FAH=90°,∴∠GEF+∠AEO=90°,∴∠GEO=90°,∴GE⊥OE,∴EG是⊙O的切线.
(3)解:如图3中,连接OC.设⊙O的半径为r.
在Rt△AHC中,tan∠ACH=tan∠G==,∵AH=,∴HC=,在Rt△HOC中,∵OC=r,OH=r﹣,HC=,∴,∴r=,∵GM∥AC,∴∠CAH=∠M,∵∠OEM=∠AHC,∴△AHC∽△MEO,∴,∴,∴EM=.
点睛:本题考查圆综合题、垂径定理、相似三角形的判定和性质、锐角三角函数、勾股定理等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,灵活运用所学知识解决问题,正确寻找相似三角形,构建方程解决问题吗,属于中考压轴题.
23、(1)证明见解析;(2)AC的长为.
【解析】
(1)先判断出BD是圆O的直径,再判断出BD⊥DE,即可得出结论;
(2)先判断出AC⊥BD,进而求出BC=AB=8,进而判断出△BCD∽△DCE,求出CD,再用勾股定理求出BD,最后判断出△CFD∽△BCD,即可得出结论.
【详解】
(1)如图,连接BD,
∵∠BAD=90°,
∴点O必在BD上,即:BD是直径,
∴∠BCD=90°,
∴∠DEC+∠CDE=90°.
∵∠DEC=∠BAC,
∴∠BAC+∠CDE=90°.
∵∠BAC=∠BDC,
∴∠BDC+∠CDE=90°,
∴∠BDE=90°,即:BD⊥DE.
∵点D在⊙O上,
∴DE是⊙O的切线;
(2)∵DE∥AC.
∵∠BDE=90°,
∴∠BFC=90°,
∴CB=AB=8,AF=CF=AC,
∵∠CDE+∠BDC=90°,∠BDC+∠CBD=90°,
∴∠CDE=∠CBD.
∵∠DCE=∠BCD=90°,
∴△BCD∽△DCE,
∴,
∴,
∴CD=1.
在Rt△BCD中,BD==1,
同理:△CFD∽△BCD,
∴,
∴,
∴CF=,
∴AC=2C=.
【点睛】
考查了圆周角定理,垂径定理,相似三角形的判定和性质,切线的判定和性质,勾股定理,求出BC=8是解本题的关键.
24、(1)(1,﹣4a);(2)①y=﹣x2+2x+3;②M(,)、N(,);③点Q的坐标为(1,﹣4+2)或(1,﹣4﹣2).
【解析】
分析: (1)将二次函数的解析式进行配方即可得到顶点D的坐标.
(2)①以AD为直径的圆经过点C,即点C在以AD为直径的圆的圆周上,依据圆周角定理不难得出△ACD是个直角三角形,且∠ACD=90°,A点坐标可得,而C、D的坐标可由a表达出来,在得出AC、CD、AD的长度表达式后,依据勾股定理列等式即可求出a的值.
②将△OBE绕平面内某一点旋转180°得到△PMN,说明了PM正好和x轴平行,且PM=OB=1,所以求M、N的坐标关键是求出点M的坐标;首先根据①的函数解析式设出M点的坐标,然后根据题干条件:BF=2MF作为等量关系进行解答即可.
③设⊙Q与直线CD的切点为G,连接QG,由C、D两点的坐标不难判断出∠CDQ=45°,那么△QGD为等腰直角三角形,即QD ²=2QG ²=2QB ²,设出点Q的坐标,然后用Q点纵坐标表达出QD、QB的长,根据上面的等式列方程即可求出点Q的坐标.
详解:
(1)∵y=ax2﹣2ax﹣3a=a(x﹣1)2﹣4a,
∴D(1,﹣4a).
(2)①∵以AD为直径的圆经过点C,
∴△ACD为直角三角形,且∠ACD=90°;
由y=ax2﹣2ax﹣3a=a(x﹣3)(x+1)知,A(3,0)、B(﹣1,0)、C(0,﹣3a),则:
AC2=9a2+9、CD2=a2+1、AD2=16a2+4
由勾股定理得:AC2+CD2=AD2,即:9a2+9+a2+1=16a2+4,
化简,得:a2=1,由a<0,得:a=﹣1,
②∵a=﹣1,
∴抛物线的解析式:y=﹣x2+2x+3,D(1,4).
∵将△OBE绕平面内某一点旋转180°得到△PMN,
∴PM∥x轴,且PM=OB=1;
设M(x,﹣x2+2x+3),则OF=x,MF=﹣x2+2x+3,BF=OF+OB=x+1;
∵BF=2MF,
∴x+1=2(﹣x2+2x+3),化简,得:2x2﹣3x﹣5=0
解得:x1=﹣1(舍去)、x2=.
∴M(,)、N(,).
③设⊙Q与直线CD的切点为G,连接QG,过C作CH⊥QD于H,如下图:
∵C(0,3)、D(1,4),
∴CH=DH=1,即△CHD是等腰直角三角形,
∴△QGD也是等腰直角三角形,即:QD2=2QG2;
设Q(1,b),则QD=4﹣b,QG2=QB2=b2+4;
得:(4﹣b)2=2(b2+4),
化简,得:b2+8b﹣8=0,解得:b=﹣4±2;
即点Q的坐标为(1,)或(1,).
点睛: 此题主要考查了二次函数解析式的确定、旋转图形的性质、圆周角定理以及直线和圆的位置关系等重要知识点;后两个小题较难,最后一题中,通过构建等腰直角三角形找出QD和⊙Q半径间的数量关系是解题题目的关键.
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