
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云南省个旧市北郊教育联合会2021-2022学年中考数学四模试卷含解析
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这是一份云南省个旧市北郊教育联合会2021-2022学年中考数学四模试卷含解析,共24页。试卷主要包含了下列计算正确的是,估计的值在等内容,欢迎下载使用。
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、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题(共10小题,每小题3分,共30分)
1.由6个大小相同的正方体搭成的几何体如图所示,比较它的正视图、左视图和俯视图的面积,则( )
A.三个视图的面积一样大 B.主视图的面积最小
C.左视图的面积最小 D.俯视图的面积最小
2.如图,A(4,0),B(1,3),以OA、OB为边作□OACB,反比例函数(k≠0)的图象经过点C.则下列结论不正确的是( )
A.□OACB的面积为12
B.若y5
C.将□OACB向上平移12个单位长度,点B落在反比例函数的图象上.
D.将□OACB绕点O旋转180°,点C的对应点落在反比例函数图象的另一分支上.
3.已知x1、x2是关于x的方程x2﹣ax﹣2=0的两根,下列结论一定正确的是( )
A.x1≠x2 B.x1+x2>0 C.x1•x2>0 D.x1<0,x2<0
4.如图,△ABC内接于半径为5的⊙O,圆心O到弦BC的距离等于3,则∠A的正切值等于( )
A. B. C. D.
5.小宇妈妈上午在某水果超市买了 16.5 元钱的葡萄,晚上散步经过该水果超市时,发现同一批葡萄的价格降低了 25% ,小宇妈妈又买了 16.5 元钱的葡萄,结果恰好比早上多了 0.5 千克.若设早上葡萄的价格是 x 元/千克,则可列方程( )
A. B.
C. D.
6.已知抛物线y=x2+3向左平移2个单位,那么平移后的抛物线表达式是( )
A.y=(x+2)2+3 B.y=(x﹣2)2+3 C.y=x2+1 D.y=x2+5
7.下列计算正确的是( )
A.a4+a5=a9 B.(2a2b3)2=4a4b6
C.﹣2a(a+3)=﹣2a2+6a D.(2a﹣b)2=4a2﹣b2
8.不论x、y为何值,用配方法可说明代数式x2+4y2+6x﹣4y+11的值( )
A.总不小于1 B.总不小于11
C.可为任何实数 D.可能为负数
9.如图,在△ABC中,AB=AC=3,BC=4,AE平分∠BAC交BC于点E,点D为AB的中点,连接DE,则△BDE的周长是( )
A.3 B.4 C.5 D.6
10.估计的值在( )
A.4和5之间 B.5和6之间 C.6和7之间 D.7和8之间
二、填空题(本大题共6个小题,每小题3分,共18分)
11.如图,在平面直角坐标系中,矩形OACB的顶点O是坐标原点,顶点A、B分别在x轴、y轴的正半轴上,OA=3,OB=4,D为边OB的中点.若E为边OA上的一个动点,当△CDE的周长最小时,则点E的坐标____________.
12.若从 -3,-1,0,1,3这五个数中随机抽取一个数记为a,再从剩下的四个数中任意抽取一个数记为b,恰好使关于x,y的二元一次方程组有整数解,且点(a,b)落在双曲线上的概率是_________.
13.计算:3﹣1﹣30=_____.
14.如图,已知点C为反比例函数上的一点,过点C向坐标轴引垂线,垂足分别为A、B,那么四边形AOBC的面积为___________.
15.如图,圆锥底面半径为r cm,母线长为10cm,其侧面展开图是圆心角为216°的扇形,则r的值为 .
16.如图,与是以点为位似中心的位似图形,相似比为,,,若点的坐标是,则点的坐标是__________.
三、解答题(共8题,共72分)
17.(8分)在正方形 ABCD 中,M 是 BC 边上一点,且点 M 不与 B、C 重合,点 P 在射线 AM 上,将线段 AP 绕点 A 顺时针旋转 90°得到线段 AQ,连接BP,DQ.
(1)依题意补全图 1;
(2)①连接 DP,若点 P,Q,D 恰好在同一条直线上,求证:DP2+DQ2=2AB2;
②若点 P,Q,C 恰好在同一条直线上,则 BP 与 AB 的数量关系为: .
18.(8分)(1)如图1,在矩形ABCD中,点O在边AB上,∠AOC=∠BOD,求证:AO=OB;
(2)如图2,AB是⊙O的直径,PA与⊙O相切于点A,OP与⊙O相交于点C,连接CB,∠OPA=40°,求∠ABC的度数.
19.(8分)如图,是一座古拱桥的截面图,拱桥桥洞的上沿是抛物线形状,当水面的宽度为10m时,桥洞与水面的最大距离是5m.经过讨论,同学们得出三种建立平面直角坐标系的方案(如图),你选择的方案是 (填方案一,方案二,或方案三),则B点坐标是 ,求出你所选方案中的抛物线的表达式;因为上游水库泄洪,水面宽度变为6m,求水面上涨的高度.
20.(8分)如图,我们把一个半圆和抛物线的一部分围成的封闭图形称为“果圆”,已知分别为“果圆”与坐标轴的交点,直线与“果圆”中的抛物线交于两点
(1)求“果圆”中抛物线的解析式,并直接写出“果圆”被轴截得的线段的长;
(2)如图,为直线下方“果圆”上一点,连接,设与交于,的面积记为,的面积即为,求的最小值
(3)“果圆”上是否存在点,使,如果存在,直接写出点坐标,如果不存在,请说明理由
21.(8分) (1)计算:
(2)先化简,再求值:,其中x是不等式的负整数解.
22.(10分)楼房AB后有一假山,其坡度为i=1:,山坡坡面上E点处有一休息亭,测得假山坡脚C与楼房水平距离BC=30米,与亭子距离CE=18米,小丽从楼房顶测得E点的俯角为45°,求楼房AB的高.(注:坡度i是指坡面的铅直高度与水平宽度的比)
23.(12分)(阅读)如图1,在等腰△ABC中,AB=AC,AC边上的高为h,M是底边BC上的任意一点,点M到腰AB、AC的距离分别为h1,h1.连接AM.
∵ ∴
(思考)在上述问题中,h1,h1与h的数量关系为: .
(探究)如图1,当点M在BC延长线上时,h1、h1、h之间有怎样的数量关系式?并说明理由.
(应用)如图3,在平面直角坐标系中有两条直线l1:,l1:y=-3x+3,若l1上的一点M到l1的距离是1,请运用上述结论求出点M的坐标.
24.如图①,一次函数y=x﹣2的图象交x轴于点A,交y轴于点B,二次函数y=x2+bx+c的图象经过A、B两点,与x轴交于另一点C.
(1)求二次函数的关系式及点C的坐标;
(2)如图②,若点P是直线AB上方的抛物线上一点,过点P作PD∥x轴交AB于点D,PE∥y轴交AB于点E,求PD+PE的最大值;
(3)如图③,若点M在抛物线的对称轴上,且∠AMB=∠ACB,求出所有满足条件的点M的坐标.
参考答案
一、选择题(共10小题,每小题3分,共30分)
1、C
【解析】
试题分析:根据三视图的意义,可知正视图由5个面,左视图有3个面,俯视图有4个面,故可知主视图的面积最大.
故选C
考点:三视图
2、B
【解析】
先根据平行四边形的性质得到点的坐标,再代入反比例函数(k≠0)求出其解析式,再根据反比例函数的图象与性质对选项进行判断.
【详解】
解:A(4,0),B(1,3),,
,
反比例函数(k≠0)的图象经过点,
,
反比例函数解析式为.
□OACB的面积为,正确;
当时,,故错误;
将□OACB向上平移12个单位长度,点的坐标变为,在反比例函数图象上,故正确;
因为反比例函数的图象关于原点中心对称,故将□OACB绕点O旋转180°,点C的对应点落在反比例函数图象的另一分支上,正确.
故选:B.
【点睛】
本题综合考查了平行四边形的性质和反比例函数的图象与性质,结合图形,熟练掌握和运用相关性质定理是解答关键.
3、A
【解析】
分析:A、根据方程的系数结合根的判别式,可得出△>0,由此即可得出x1≠x2,结论A正确;
B、根据根与系数的关系可得出x1+x2=a,结合a的值不确定,可得出B结论不一定正确;
C、根据根与系数的关系可得出x1•x2=﹣2,结论C错误;
D、由x1•x2=﹣2,可得出x1<0,x2>0,结论D错误.
综上即可得出结论.
详解:A∵△=(﹣a)2﹣4×1×(﹣2)=a2+8>0,
∴x1≠x2,结论A正确;
B、∵x1、x2是关于x的方程x2﹣ax﹣2=0的两根,
∴x1+x2=a,
∵a的值不确定,
∴B结论不一定正确;
C、∵x1、x2是关于x的方程x2﹣ax﹣2=0的两根,
∴x1•x2=﹣2,结论C错误;
D、∵x1•x2=﹣2,
∴x1<0,x2>0,结论D错误.
故选A.
点睛:本题考查了根的判别式以及根与系数的关系,牢记“当△>0时,方程有两个不相等的实数根”是解题的关键.
4、C.
【解析】
试题分析:如答图,过点O作OD⊥BC,垂足为D,连接OB,OC,
∵OB=5,OD=3,∴根据勾股定理得BD=4.
∵∠A=∠BOC,∴∠A=∠BOD.
∴tanA=tan∠BOD=.
故选D.
考点:1.垂径定理;2.圆周角定理;3.勾股定理;4.锐角三角函数定义.
5、B
【解析】
分析:根据数量=,可知第一次买了千克,第二次买了,根据第二次恰好比第一次多买了 0.5 千克列方程即可.
详解:设早上葡萄的价格是 x 元/千克,由题意得,
.
故选B.
点睛:本题考查了分式方程的实际应用,解题的关键是读懂题意,找出列方程所用到的等量关系.
6、A
【解析】
结合向左平移的法则,即可得到答案.
【详解】
解:将抛物线y=x2+3向左平移2个单位可得y=(x+2)2+3,
故选A.
【点睛】
此类题目主要考查二次函数图象的平移规律,解题的关键是要搞清已知函数解析式确定平移后的函数解析式,还是已知平移后的解析式求原函数解析式,然后根据图象平移规律“左加右减、上加下减“进行解答.
7、B
【解析】分析:根据合并同类项、幂的乘方与积的乘方、单项式乘多项式法则以及完全平方公式进行计算.
详解:A、a4与a5不是同类项,不能合并,故本选项错误;
B、(2a2b3)2=4a4b6,故本选项正确;
C、-2a(a+3)=-2a2-6a,故本选项错误;
D、(2a-b)2=4a2-4ab+b2,故本选项错误;
故选:B.
点睛:本题主要考查了合并同类项的法则、幂的乘方与积的乘方、单项式乘多项式法则以及完全平方公式,熟练掌握运算法则是解题的关键.
8、A
【解析】
利用配方法,根据非负数的性质即可解决问题;
【详解】
解:∵x2+4y2+6x-4y+11=(x+3)2+(2y-1)2+1,
又∵(x+3)2≥0,(2y-1)2≥0,
∴x2+4y2+6x-4y+11≥1,
故选:A.
【点睛】
本题考查配方法的应用,非负数的性质等知识,解题的关键是熟练掌握配方法.
9、C
【解析】
根据等腰三角形的性质可得BE=BC=2,再根据三角形中位线定理可求得BD、DE长,根据三角形周长公式即可求得答案.
【详解】
解:∵在△ABC中,AB=AC=3,AE平分∠BAC,
∴BE=CE=BC=2,
又∵D是AB中点,
∴BD=AB=,
∴DE是△ABC的中位线,
∴DE=AC=,
∴△BDE的周长为BD+DE+BE=++2=5,
故选C.
【点睛】
本题考查了等腰三角形的性质、三角形中位线定理,熟练掌握三角形中位线定理是解题的关键.
10、C
【解析】
∵ ,
∴.
即的值在6和7之间.
故选C.
二、填空题(本大题共6个小题,每小题3分,共18分)
11、 (1,0)
【解析】
分析:由于C、D是定点,则CD是定值,如果的周长最小,即有最小值.为此,作点D关于x轴的对称点D′,当点E在线段CD′上时的周长最小.
详解:
如图,作点D关于x轴的对称点D′,连接CD′与x轴交于点E,连接DE.
若在边OA上任取点E′与点E不重合,连接CE′、DE′、D′E′
由DE′+CE′=D′E′+CE′>CD′=D′E+CE=DE+CE,
可知△CDE的周长最小,
∵在矩形OACB中,OA=3,OB=4,D为OB的中点,
∴BC=3,D′O=DO=2,D′B=6,
∵OE∥BC,
∴Rt△D′OE∽Rt△D′BC,有
∴OE=1,
∴点E的坐标为(1,0).
故答案为:(1,0).
点睛:考查轴对称-最短路线问题, 坐标与图形性质,相似三角形的判定与性质等,找出点E的位置是解题的关键.
12、
【解析】
分析:根据题意可以写出所有的可能性,然后将所有的可能性代入方程组和双曲线,找出符号要求的可能性,从而可以解答本题.
详解:从﹣3,﹣1,0,1,3这五个数中随机抽取一个数记为a,再从剩下的四个数中任意抽取一个数记为b,则(a,b)的所有可能性是:
(﹣3,﹣1)、(﹣3,0)、(﹣3,1)、(﹣3,3)、
(﹣1,﹣3)、(﹣1,0)、(﹣1,1)、(﹣1,3)、
(0,﹣3)、(0,﹣1)、(0,1)、(0,3)、
(1,﹣3)、(1,﹣1)、(1,0)、(1,3)、
(3,﹣3)、(3,﹣1)、(3,0)、(3,1),将上面所有的可能性分别代入关于x,y的二元一次方程组有整数解,且点(a,b)落在双曲线上的是:(﹣3,1),(﹣1,3),(3,﹣1),故恰好使关于x,y的二元一次方程组有整数解,且点(a,b)落在双曲线上的概率是:.故答案为.
点睛:本题考查了列表法与树状图法,解题的关键是明确题意,写出所有的可能性.
13、﹣.
【解析】
原式利用零指数幂、负整数指数幂法则计算即可求出值.
【详解】
原式=﹣1=﹣.
故答案是:﹣.
【点睛】
考查了实数的运算,熟练掌握运算法则是解本题的关键.
14、1
【解析】
解:由于点C为反比例函数上的一点,
则四边形AOBC的面积S=|k|=1.
故答案为:1.
15、1.
【解析】
试题分析:∵圆锥底面半径为rcm,母线长为10cm,其侧面展开图是圆心角为211°的扇形,
∴2πr=×2π×10,解得r=1.
故答案为:1.
【考点】圆锥的计算.
16、(2,2)
【解析】
分析:首先解直角三角形得出A点坐标,再利用位似是特殊的相似,若两个图形与是以点为位似中心的位似图形,相似比是k,上一点的坐标是 则在中,它的对应点的坐标是或,进而求出即可.
详解:与是以点为位似中心的位似图形,,
,若点的坐标是,
过点作交于点E.
点的坐标为:
与的相似比为,
点的坐标为:即点的坐标为:
故答案为:
点睛:考查位似图形的性质,熟练掌握位似图形的性质是解题的关键.
三、解答题(共8题,共72分)
17、(1)详见解析;(1)①详见解析;②BP=AB.
【解析】
(1)根据要求画出图形即可;
(1)①连接BD,如图1,只要证明△ADQ≌△ABP,∠DPB=90°即可解决问题;
②结论:BP=AB,如图3中,连接AC,延长CD到N,使得DN=CD,连接AN,QN.由△ADQ≌△ABP,△ANQ≌△ACP,推出DQ=PB,∠AQN=∠APC=45°,由∠AQP=45°,推出∠NQC=90°,由CD=DN,可得DQ=CD=DN=AB;
【详解】
(1)解:补全图形如图 1:
(1)①证明:连接 BD,如图 1,
∵线段 AP 绕点 A 顺时针旋转 90°得到线段 AQ,
∴AQ=AP,∠QAP=90°,
∵四边形 ABCD 是正方形,
∴AD=AB,∠DAB=90°,
∴∠1=∠1.
∴△ADQ≌△ABP,
∴DQ=BP,∠Q=∠3,
∵在 Rt△QAP 中,∠Q+∠QPA=90°,
∴∠BPD=∠3+∠QPA=90°,
∵在 Rt△BPD 中,DP1+BP1=BD1, 又∵DQ=BP,BD1=1AB1,
∴DP1+DQ1=1AB1.
②解:结论:BP=AB.
理由:如图 3 中,连接 AC,延长 CD 到 N,使得 DN=CD,连接 AN,QN.
∵△ADQ≌△ABP,△ANQ≌△ACP,
∴DQ=PB,∠AQN=∠APC=45°,
∵∠AQP=45°,
∴∠NQC=90°,
∵CD=DN,
∴DQ=CD=DN=AB,
∴PB=AB.
【点睛】
本题考查正方形的性质,旋转变换、勾股定理等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造全等三角形解决问题,属于中考压轴
18、(1)证明见解析;(2)25°.
【解析】
试题分析: (1)根据等量代换可求得∠AOD=∠BOC,根据矩形的对边相等,每个角都是直角,可知∠A=∠B=90°,AD=BC,根据三角形全等的判定AAS证得△AOD≌△BOC,从而得证结论.
(2)利用切线的性质和直角三角形的两个锐角互余的性质得到圆心角∠POA的度数,然后利用圆周角定理来求∠ABC的度数.
试题解析:(1)∵∠AOC=∠BOD
∴∠AOC -∠COD=∠BOD-∠COD
即∠AOD=∠BOC
∵四边形ABCD是矩形
∴∠A=∠B=90°,AD=BC
∴
∴AO=OB
(2)解:∵AB是的直径,PA与相切于点A,
∴PA⊥AB,
∴∠A=90°.
又∵∠OPA=40°,
∴∠AOP=50°,
∵OB=OC,
∴∠B=∠OCB.
又∵∠AOP=∠B+∠OCB,
∴.
19、 (1) 方案1; B(5,0); ;(2) 3.2m.
【解析】
试题分析:(1)根据抛物线在坐标系的位置,可用待定系数法求抛物线的解析式.
(2)把x=3代入抛物线的解析式,即可得到结论.
试题解析:解:方案1:(1)点B的坐标为(5,0),设抛物线的解析式为:.由题意可以得到抛物线的顶点为(0,5),代入解析式可得:,∴抛物线的解析式为:;
(2)由题意:把代入,解得:=3.2,∴水面上涨的高度为3.2m.
方案2:(1)点B的坐标为(10,0).设抛物线的解析式为:.
由题意可以得到抛物线的顶点为(5,5),代入解析式可得:,∴抛物线的解析式为:;
(2)由题意:把代入解得:=3.2,∴水面上涨的高度为3.2m.
方案3:(1)点B的坐标为(5, ),由题意可以得到抛物线的顶点为(0,0).
设抛物线的解析式为:,把点B的坐标(5, ),代入解析式可得:,
∴抛物线的解析式为:;
(2)由题意:把代入解得:=,∴水面上涨的高度为3.2m.
20、 (1);6;(2)有最小值;(3),.
【解析】
(1)先求出点B,C坐标,利用待定系数法求出抛物线解析式,进而求出点A坐标,即可求出半圆的直径,再构造直角三角形求出点D的坐标即可求出BD;
(2)先判断出要求的最小值,只要CG最大即可,再求出直线EG解析式和抛物线解析式联立成的方程只有一个交点,求出直线EG解析式,即可求出CG,结论得证.
(3)求出线段AC,BC进而判断出满足条件的一个点P和点B重合,再利用抛物线的对称性求出另一个点P.
【详解】
解:(1) 对于直线y=x-3,令x=0,
∴y=-3,
∴B(0,-3),
令y=0,
∴x-3=0,
∴x=4,
∴C(4,0),
∵抛物线y=x2+bx+c过B,C两点,
∴
∴
∴抛物线的解析式为y=;
令y=0,
∴=0,
∴x=4或x=-1,
∴A(-1,0),
∴AC=5,
如图2,记半圆的圆心为O',连接O'D,
∴O'A=O'D=O'C=AC=,
∴OO'=OC-O'C=4-=,
在Rt△O'OD中,OD==2,
∴D(0,2),
∴BD=2-(-3)=5;
(2) 如图3,
∵A(-1,0),C(4,0),
∴AC=5,
过点E作EG∥BC交x轴于G,
∵△ABF的AF边上的高和△BEF的EF边的高相等,设高为h,
∴S△ABF=AF•h,S△BEF=EF•h,
∴==
∵的最小值,
∴最小,
∵CF∥GE,
∴
∴最小,即:CG最大,
∴EG和果圆的抛物线部分只有一个交点时,CG最大,
∵直线BC的解析式为y=x-3,
设直线EG的解析式为y=x+m①,
∵抛物线的解析式为y=x2-x-3②,
联立①②化简得,3x2-12x-12-4m=0,
∴△=144+4×3×(12+4m)=0,
∴m=-6,
∴直线EG的解析式为y=x-6,
令y=0,
∴x-6=0,
∴x=8,
∴CG=4,
∴=;
(3),.理由:
如图1,∵AC是半圆的直径,
∴半圆上除点A,C外任意一点Q,都有∠AQC=90°,
∴点P只能在抛物线部分上,
∵B(0,-3),C(4,0),
∴BC=5,
∵AC=5,
∴AC=BC,
∴∠BAC=∠ABC,
当∠APC=∠CAB时,点P和点B重合,即:P(0,-3),
由抛物线的对称性知,另一个点P的坐标为(3,-3),
即:使∠APC=∠CAB,点P坐标为(0,-3)或(3,-3).
【点睛】
本题是二次函数综合题,考查待定系数法,圆的性质,勾股定理,相似三角形的判定和性质,抛物线的对称性,等腰三角形的判定和性质,判断出CG最大时,两三角形面积之比最小是解本题的关键.
21、(1)5;(2),3.
【解析】
试题分析:(1) 原式先计算乘方运算,再计算乘运算,最后算加减运算即可得到结果;
(2)先化简,再求得x的值,代入计算即可.
试题解析:
(1)原式=1-2+1×2+4=5;
(2)原式=×=,
当3x+7>1,即 x>-2时的负整数时,(x=-1)时,原式==3..
22、(39+9)米.
【解析】
过点E作EF⊥BC的延长线于F,EH⊥AB于点H,根据CE=20米,坡度为i=1:,分别求出EF、CF的长度,在Rt△AEH中求出AH,继而可得楼房AB的高.
【详解】
解:过点E作EF⊥BC的延长线于F,EH⊥AB于点H,
在Rt△CEF中,∵=tan∠ECF,
∴∠ECF=30°,
∴EF=CE=10米,CF=10米,
∴BH=EF=10米, HE=BF=BC+CF=(25+10)米,
在Rt△AHE中,∵∠HAE=45°,
∴AH=HE=(25+10)米,∴AB=AH+HB=(35+10)米.
答:楼房AB的高为(35+10)米.
【点睛】
本题考查解直角三角形的应用-仰角俯角问题;坡度坡角问题,掌握概念正确计算是本题的解题关键.
23、【思考】h1+h1=h;【探究】h1-h1=h.理由见解析;【应用】所求点M的坐标为(,1)或(-,4).
【解析】
思考:根据等腰三角形的性质,把代数式化简可得.
探究:当点M在BC延长线上时,连接,可得,化简可得.
应用:先证明,△ABC为等腰三角形,即可运用上面得到的性质,再分点M在BC边上和在CB延长线上两种情况讨论,第一种有1+My=OB,第二种为My-1=OB,解得的纵坐标,再分别代入的解析式即可求解.
【详解】
思考
即
h1+h1=h.
探究
h1-h1=h.
理由.连接,
∵
∴
∴h1-h1=h.
应用
在中,令x=0得y=3;
令y=0得x=-4,则:
A(-4,0),B(0,3)
同理求得C(1,0),
,
又因为AC=5,
所以AB=AC,即△ABC为等腰三角形.
①当点M在BC边上时,
由h1+h1=h得:
1+My=OB,My=3-1=1,
把它代入y=-3x+3中求得:
,
∴;
②当点M在CB延长线上时,
由h1-h1=h得:
My-1=OB,My=3+1=4,
把它代入y=-3x+3中求得:
,
∴,
综上,所求点M的坐标为或.
【点睛】
本题结合三角形的面积和等腰三角形的性质考查了新性质的推理与证明,熟练掌握三角形的性质,结合图形层层推进是解答的关键.
24、(1)二次函数的关系式为y=;C(1,0);(2)当m=2时,PD+PE有最大值3;(3)点M的坐标为(,)或(,).
【解析】
(1)先求出A、B的坐标,然后把A、B的坐标分别代入二次函数的解析式,解方程组即可得到结论;
(2)先证明△PDE∽△OAB,得到PD=2PE.设P(m,),则E(m,),PD+PE=3PE,然后配方即可得到结论.
(3)分两种情况讨论:①当点M在在直线AB上方时,则点M在△ABC的外接圆上,如图1.求出圆心O1的坐标和半径,利用MO1=半径即可得到结论.
②当点M在在直线AB下方时,作O1关于AB的对称点O2,如图2.求出点O2的坐标,算出DM的长,即可得到结论.
【详解】
解:(1)令y==0,得:x=4,∴A(4,0).
令x=0,得:y=-2,∴B(0,-2).
∵二次函数y=的图像经过A、B两点,
∴,解得:,
∴二次函数的关系式为y=.
令y==0,解得:x=1或x=4,∴C(1,0).
(2)∵PD∥x轴,PE∥y轴,
∴∠PDE=∠OAB,∠PED=∠OBA,
∴△PDE∽△OAB.∴===2,
∴PD=2PE.设P(m,),
则E(m,).
∴PD+PE=3PE=3×[()-()]==.
∵0<m<4,∴当m=2时,PD+PE有最大值3.
(3)①当点M在在直线AB上方时,则点M在△ABC的外接圆上,如图1.
∵△ABC的外接圆O1的圆心在对称轴上,设圆心O1的坐标为(,-t).
∴=,解得:t=2,
∴圆心O1的坐标为(,-2),∴半径为.
设M(,y).∵MO1=,∴,
解得:y=,∴点M的坐标为().
②当点M在在直线AB下方时,作O1关于AB的对称点O2,如图2.
∵AO1=O1B=,∴∠O1AB=∠O1BA.∵O1B∥x轴,∴∠O1BA=∠OAB,
∴∠O1AB=∠OAB,O2在x轴上,∴点O2的坐标为 (,0),∴O2D=1,
∴DM==,∴点M的坐标为(,).
综上所述:点M的坐标为(,)或(,).
点睛:本题是二次函数的综合题.考查了求二次函数的解析式,求二次函数的最值,圆的有关性质.难度比较大,解答第(3)问的关键是求出△ABC外接圆的圆心坐标.
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