2023年河南省许昌市中考数学一模试卷附解析
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一、选择题(每小题3分,共30分)下列各小题均有四个答案,其中只有一个是正确的.
1.(3分)的绝对值是( )
A. B. C.﹣2023 D.2023
2.(3分)下列立体图形的主视图为三角形的是( )
A. B.
C. D.
3.(3分)我国神舟十五号载人飞船于2022年11月30日,在距地面约390000米的轨道上与中国空间站天和核心舱交会对接成功,将390000用科学记数法表示应为( )
A.3.9×104 B.39×104 C.39×106 D.3.9×105
4.(3分)一副直角三角板如图摆放,点F在BC的延长线上,点D在AC上,若DE∥BF,则∠CDF的度数为( )
A.10° B.15° C.20° D.25°
5.(3分)不等式组的解集在数轴上可表示为( )
A.
B.
C.
D.
6.(3分)如图,四边形ABCD的两条对角线相交于点O,且互相平分.添加下列条件,仍不能判定四边形ABCD为菱形的是( )
A.AC⊥BD B.AB=AD C.AC=BD D.∠ABD=∠CBD
7.(3分)计算=( )
A. B. C. D.
8.(3分)某公司要招聘一名职员,根据实际需要,从学历、经验和工作态度三个方面对甲、乙、丙、丁四名应聘者进行了测试,测试成绩如下表所示.如果将学历、经验和工作态度三项得分按1:1:2的比例确定四人的最终得分,并以此为依据录用得分最高者,那么( )将被录用.
应聘者
项目
甲
乙
丙
丁
学历
9
8
9
8
经验
7
6
7
6
工作态度
5
9
6
8
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
9.(3分)某学校要建一块矩形菜地供学生参加劳动实践,菜地的一边靠墙,另外三边用木栏围成,木栏总长为40m.如图所示,设矩形一边长为xm,另一边长为ym,矩形的面积为Sm2当x在一定范围内变化时,y和S都随x的变化而变化,则y与x,S与x满足的函数关系分别是( )
A.一次函数关系,二次函数关系
B.反比例函数关系,二次函数关系
C.一次函数关系,反比例函数关系
D.反比例函数关系,一次函数关系
10.(3分)如图,原点O为▱ABCD的对称中心,AB∥x轴,与y轴交于点E(0,1),AD与x轴交于点F(﹣,0),AE:BE=1:2,若将△AOE绕原点O顺时针旋转,每次旋转90°,则第502次旋转结束时,点A的坐标为( )
A.(1,﹣1) B.(﹣1,1) C.(﹣,0) D.(,0)
11.(3分)扬州某日的最高气温为6℃,最低气温为﹣2℃,则该日的日温差是 ℃.
12.(3分)请填写一个常数,使得关于x的一元二次方程2x2﹣x+ =0有两个不相等的实数根.
13.(3分)在如图所示的电路图中,当随机闭合开关K1,K2,K3中的两个时,能够让灯泡发光的概率为 .
14.(3分)如图,在2×3的网格图中,每个小正方形的边长均为1,点A,B,C,D都在格点上,线段CD与弧AC交于点E,则图中弧AE的长度为 .
15.(3分)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠B=30°,AC=2,点P是边AB上的动点,沿CP所在的直线折叠∠A,使点A的对应点落在点A′处.当A′P与Rt△ABC的边平行时,线段AP 的长为 .
三、解答题(本大题8个小题,共75分)
16.(10分)学习了分式运算后,老师布置了这样一道计算题:().
小明同学的部分解答过程如下:
解:原式=[]×
=[]×
=×③
……
(1)请你分析小明的解答从第 步开始出现错误(填序号);
(2)请写出正确解答过程,并求出当x=﹣2时此式的值.
17.(9分)如图,一次函数y=ax+1(a≠0)的图象与x轴交于点A,与反比例函数y=的图象在第一象限交于点B(1,3),过点B作BC⊥x轴于点C.
(1)求一次函数和反比例函数的解析式.
(2)求△ABC的面积.
18.(9分)教育部印发的《关于进一步减轻义务教育阶段学生作业负担和校外培训负担的意见》指出学校要完善作业管理办法,加强学科组、年级组作业统筹,合理调控作业结构,建立作业校内公示制度,并确保每天初中书面作业平均完成时间不超过90分钟.某初级中学为了解学生每天完成课后作业用时情况,从本校学生中随机抽取300名进行问卷调查,并将调查结果进行了整理,结果如下.
调查问卷
1.近两周你每天完成课后作业用时约, 分钟.
如果你每天完成课后作业用时超过90分钟,请回答第2个问题.
2.影响你完成课后作业用时的主要原因是 .( 单选)
A.作业难度大
B.作业题量大
C.自身写作业效率低
D.其他
学生课后作业用时频数分布表
课后作业用时x(分钟)
x≤60
60<x≤70
70<x≤80
80<x≤90
x>90
人数
15
44
57
136
48
影响学生课后作业用时统计图:
(影响因素:A.作业难度大 B.作业题量大 C.自身写作业效率低 D.其他)
根据以上信息,解答下列问题:
(1)本次调查中,学生完成课后作业用时的中位数落在 这一组.
(2)若该校共有学生1000人,请估计有多少人未能在90分钟内完成课后作业.
(3)请对该校学生完成课后作业用时情况作出评价,并提出两条合理化建议.
19.(9分)许昌市中央公园是目前国内最大的开放式城市中心公园,是市民们游玩的好去处,公园内有许多供游客休息用的凉亭.某数学兴趣小组测量凉亭最高点到地面的距离,如图,点D,A、E在同一水平线上,测得∠DAC=80°,∠BCA=110°,AC=2米.BC=2.2米.求凉亭最高点到地面的距离BN的长.(sin80°≈0.985,cos80°≈0.174,tan80°≈5.671,1.732,结果精确到0.01米)
20.(9分)如图,AB是半圆O的直径,点C是半圆上一点(不与点A,B重合),连接AC,BC.点P为线段AB延长线上一点,连接PC,∠CAB=∠BCP.
(1)求证:PC为⊙O的切线;
(2)作∠CPB的角平分线,交AC于点M,交BC于点N.
①请用无刻度的直尺和圆规完成作图(保留作图痕迹,不写作法);
②若∠CPB=30°,NC=3,求MN的长.
21.(9分)据悉,河南省中招体育考试成绩将于2024年起,由现在的满分70分提高到100 分计入总分.某中学为了满足体育课的需要,计划购买A,B两个品牌的篮球若干个,市场调研得知,购买5个A品牌和购买10个B品牌的篮球共需1300元;购买10个A品牌和购买5个B品牌的篮球共需1400元.
(1)求A,B两种品牌篮球的单价;
(2)学校在选定的超市实际购买时,发现有两种购买方案:
方案一:购买A品牌篮球的数量如果不超过10个,按原价销售;如果超过10个,超过部分按八折优惠;B品牌篮球一律按原价销售.
方案二:购买A品牌和B品牌篮球都按八五折优惠.
该中学计划购买A品牌篮球x个,B品牌篮球10个.
①请分别写出这两种方案所需的费用y(单位:元)与x的函数关系式;
②已知x>10,则该校选择哪种方案购买更合算?请说明理由.
22.(10分)已知抛物线y=ax2+bx+3 经过点A(2,3).
(1)用含a的式子表示b;
(2)若抛物线开口向上,点P(m,n)是抛物线上一动点,当﹣1≤m≤2时,n的最大值是5,求a的值.
(3)将点M(﹣1,4)向右平移5个单位长度得到点N,若线段MN与抛物线只有一个公共点,直接写出a的取值范围.
23.(10分)(1)问题背景:数学课上,李老师出示了如下题目:如图1,在正方形ABCD中,点E、F分别在边BC、CD上,∠EAF=45°,求证:EF=BE+DF.
小华同学给出了如下的部分证明过程.
证明:延长FD到点P使DP=BE,连接AP,
∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=AD,∠ADP=∠ABE=90°,
在Rt△ABE和Rt△ADP中,
Rt△ABE≌Rt△ADP(SAS),…
请你完成剩余的证明过程.
(2)迁移应用:李老师在(1)的基础上,添加了BE=3和DF=2两个条件,请求出正方形ABCD的边长.
(3)拓展探究:如图2,在边长为6的正方形ABCD中,点 E在BC的延长线上,CE=3,连接AE交CD于点F,动点G在边AB上,动点P在线段AF上(点P与A、F 不重合),且∠GPA=45°,连接GP并延长,交射线CD 于点H,设CH=m,请直接写出m的取值范围.
2023年河南省许昌市中考数学一模试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(每小题3分,共30分)下列各小题均有四个答案,其中只有一个是正确的.
1.(3分)的绝对值是( )
A. B. C.﹣2023 D.2023
【解答】解:的绝对值是.
故选:A.
2.(3分)下列立体图形的主视图为三角形的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:A.球的主视图是圆,故本选项不符合题意;
B.圆锥的主视图是等腰三角形,故本选项符合题意;
C.圆柱的主视图的矩形,故本选项不符合题意;
D.三棱柱的主视图的矩形(矩形内部有一条纵向的虚线),故本选项不符合题意.
故选:B.
3.(3分)我国神舟十五号载人飞船于2022年11月30日,在距地面约390000米的轨道上与中国空间站天和核心舱交会对接成功,将390000用科学记数法表示应为( )
A.3.9×104 B.39×104 C.39×106 D.3.9×105
【解答】解:390000=3.9×105.
故选:D.
4.(3分)一副直角三角板如图摆放,点F在BC的延长线上,点D在AC上,若DE∥BF,则∠CDF的度数为( )
A.10° B.15° C.20° D.25°
【解答】解:由题意得:∠ACB=60°,∠EDF=45°,
∵DE∥BF,
∴∠EDC=∠ACB=60°,
∴∠CDF=∠EDC﹣∠EDF=15°.
故选:B.
5.(3分)不等式组的解集在数轴上可表示为( )
A.
B.
C.
D.
【解答】解:解不等式x+1<0得,x<﹣1,
解不等式﹣2x≤6得,x≥﹣3,
∴不等式组的解集为:﹣3≤x<﹣1,在数轴上表示为:
故选:A.
6.(3分)如图,四边形ABCD的两条对角线相交于点O,且互相平分.添加下列条件,仍不能判定四边形ABCD为菱形的是( )
A.AC⊥BD B.AB=AD C.AC=BD D.∠ABD=∠CBD
【解答】解:∵四边形ABCD的两条对角线相交于点O,且互相平分,
∴四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BC,
当AB=AD或AC⊥BD时,均可判定四边形ABCD是菱形;
当AC=BD时,可判定四边形ABCD是矩形;
当∠ABD=∠CBD时,
由AD∥BC得:∠CBD=∠ADB,
∴∠ABD=∠ADB,
∴AB=AD,
∴四边形ABCD是菱形;
故选:C.
7.(3分)计算=( )
A. B. C. D.
【解答】解:原式=,
故选:B.
8.(3分)某公司要招聘一名职员,根据实际需要,从学历、经验和工作态度三个方面对甲、乙、丙、丁四名应聘者进行了测试,测试成绩如下表所示.如果将学历、经验和工作态度三项得分按1:1:2的比例确定四人的最终得分,并以此为依据录用得分最高者,那么( )将被录用.
应聘者
项目
甲
乙
丙
丁
学历
9
8
9
8
经验
7
6
7
6
工作态度
5
9
6
8
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
【解答】解:甲的最终得分为=6.5,
乙的最终得分为=8,
丙的最终得分为=7.5,
∵6.5<7.5<8,
∴乙最终将被录用,
故选:B.
9.(3分)某学校要建一块矩形菜地供学生参加劳动实践,菜地的一边靠墙,另外三边用木栏围成,木栏总长为40m.如图所示,设矩形一边长为xm,另一边长为ym,矩形的面积为Sm2当x在一定范围内变化时,y和S都随x的变化而变化,则y与x,S与x满足的函数关系分别是( )
A.一次函数关系,二次函数关系
B.反比例函数关系,二次函数关系
C.一次函数关系,反比例函数关系
D.反比例函数关系,一次函数关系
【解答】解:由题意得,
2x+y=40,
∴y=40﹣2x,
即y与x是一次函数关系.
∵S=xy
=x(40﹣x)
=﹣x2+40x,
∴矩形面积满足的函数关系为S=﹣x2+40x,
即满足二次函数关系,
故选:A.
10.(3分)如图,原点O为▱ABCD的对称中心,AB∥x轴,与y轴交于点E(0,1),AD与x轴交于点F(﹣,0),AE:BE=1:2,若将△AOE绕原点O顺时针旋转,每次旋转90°,则第502次旋转结束时,点A的坐标为( )
A.(1,﹣1) B.(﹣1,1) C.(﹣,0) D.(,0)
【解答】解:连接OC,设CD交y轴于点G,BC交x轴于点H,
∵原点O为▱ABCD的对称中心,
∴点G与点E关于点O对称,点H与点F关于点O对称,点C与点A关于点O对称,
∵E(0,1),F(﹣,0),
∴G(0,﹣1),H(,0),
∵AB∥x轴,点F和点H在x轴上,
∴AB∥FH,
∵AF∥BH,
∴四边形ABHF是平行四边形,
∴AB=FH=+=3,
∵AE:BE=1:2,
∴AE=AB=×3=1,
∴A(﹣1,1),
∴C(1,﹣1),
∵每4次旋转360°,且502÷4=125(周)……2(次),
∴第502次旋转结束时△AOE旋转到△COG的位置,此时点A与点C重合,
∴点A的坐标为(1,﹣1),
故选:A.
11.(3分)扬州某日的最高气温为6℃,最低气温为﹣2℃,则该日的日温差是 8 ℃.
【解答】解:根据题意得:6﹣(﹣2)=6+2=8(℃),
则该日的日温差是8℃.
故答案为:8.
12.(3分)请填写一个常数,使得关于x的一元二次方程2x2﹣x+ ﹣1(答案不唯一) =0有两个不相等的实数根.
【解答】解:设常数项为c,
根据题意得Δ=(﹣1)2﹣4×2×c>0.
解得c<,
所以c可以取﹣1.
故答案为:﹣1(答案不唯一).
13.(3分)在如图所示的电路图中,当随机闭合开关K1,K2,K3中的两个时,能够让灯泡发光的概率为 .
【解答】解:画树状图得:
∵共有6种等可能的结果,能够让灯泡发光的是闭合(K1,K3),(K1,K2),(K3,K1),(K2,K1),
∴能够让灯泡发光的概率为:=,
故答案为:.
14.(3分)如图,在2×3的网格图中,每个小正方形的边长均为1,点A,B,C,D都在格点上,线段CD与弧AC交于点E,则图中弧AE的长度为 π .
【解答】解:连接AC、AD.
∵AD2=22+12=5,AC2=22+12=5,
CD2=12+32=10,
∴AD=AC,AD2+AC2=CD2.
∴△ACD是等腰直角三角形.
∴∠ACD=45°.
∴∠AOE=90°.
∵∠ABC是直角,
∴AC是直径.
∴AC=.
∴OE=OA=AC=.
∴l==π.
故答案为:π.
15.(3分)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠B=30°,AC=2,点P是边AB上的动点,沿CP所在的直线折叠∠A,使点A的对应点落在点A′处.当A′P与Rt△ABC的边平行时,线段AP 的长为 2或 .
【解答】解:①当A′P∥AC时,如图,
根据折叠的性质可得,∠APC=∠A′PC,
∵A′P∥AC,
∴∠ACP=∠A′PC,
∴∠ACP=∠APC,
∴AC=AP=2;
②当A′P∥BC时,设A′C交AC于点D,如图,
在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠B=30°,
∴∠A=60°,
根据折叠的性质可得,∠A=∠A′=60°,AP=AP′,AC=A′C=2,
∵A′P∥BC,
∴∠A′PD=∠B=30°,
∴∠A′DP=180°﹣∠A′﹣∠A′PD=90°,
∴∠ADC=90°,
∴∠ACD=30°,
在Rt△ACD中,AD==1,CD=AC•sinA=2×=,
∴A′D=A′C﹣CD=,
设AP=A′P=x,则PD=AD﹣AP=1﹣x,
在Rt△A′PD中,A′D2+PD2=A′P2,
∴,
解得:x=,
∴AP=.
综上,线段AP 的长为2或.
故答案为:2或.
三、解答题(本大题8个小题,共75分)
16.(10分)学习了分式运算后,老师布置了这样一道计算题:().
小明同学的部分解答过程如下:
解:原式=[]×
=[]×
=×③
……
(1)请你分析小明的解答从第 ③ 步开始出现错误(填序号);
(2)请写出正确解答过程,并求出当x=﹣2时此式的值.
【解答】解:(1)小明的解答从第③步开始出现错误;
故答案为:③
(2)原式=
=
=
=
=,
当x=﹣2时,原式==.
17.(9分)如图,一次函数y=ax+1(a≠0)的图象与x轴交于点A,与反比例函数y=的图象在第一象限交于点B(1,3),过点B作BC⊥x轴于点C.
(1)求一次函数和反比例函数的解析式.
(2)求△ABC的面积.
【解答】解:(1)∵一次函数y=ax+1(a≠0)的图象经过点B(1,3),
∴a+1=3,
∴a=2.
∴一次函数的解析式为y=2x+1,
∵反比例函数y=的图象经过点B(1,3),
∴k=1×3=3,
∴反比例函数的解析式为y=.
(2)令y=0,则2x+1=0,
∴x=﹣.
∴A(﹣,0).
∴OA=.
∵BC⊥x轴于点C,B(1,3),
∴OC=1,BC=3.
∴AC=1=.
∴△ABC的面积=×AC•BC=.
18.(9分)教育部印发的《关于进一步减轻义务教育阶段学生作业负担和校外培训负担的意见》指出学校要完善作业管理办法,加强学科组、年级组作业统筹,合理调控作业结构,建立作业校内公示制度,并确保每天初中书面作业平均完成时间不超过90分钟.某初级中学为了解学生每天完成课后作业用时情况,从本校学生中随机抽取300名进行问卷调查,并将调查结果进行了整理,结果如下.
调查问卷
1.近两周你每天完成课后作业用时约, • 分钟.
如果你每天完成课后作业用时超过90分钟,请回答第2个问题.
2.影响你完成课后作业用时的主要原因是 • .( 单选)
A.作业难度大
B.作业题量大
C.自身写作业效率低
D.其他
学生课后作业用时频数分布表
课后作业用时x(分钟)
x≤60
60<x≤70
70<x≤80
80<x≤90
x>90
人数
15
44
57
136
48
影响学生课后作业用时统计图:
(影响因素:A.作业难度大 B.作业题量大 C.自身写作业效率低 D.其他)
根据以上信息,解答下列问题:
(1)本次调查中,学生完成课后作业用时的中位数落在 80<x≤90 这一组.
(2)若该校共有学生1000人,请估计有多少人未能在90分钟内完成课后作业.
(3)请对该校学生完成课后作业用时情况作出评价,并提出两条合理化建议.
【解答】答:(1)300个数据的中位数是第150个和第151个数据的平均数,
本题中这两个数据都在80<x≤90这一组中.
故答案为:80<x≤90.
(2)1000×=160(人).
答:该校1000人中约有160人未能在90分钟内完成课后作业.
(3)①建议学校降低作业的难度;
②建议学校减少作业量.(答案不唯一).
19.(9分)许昌市中央公园是目前国内最大的开放式城市中心公园,是市民们游玩的好去处,公园内有许多供游客休息用的凉亭.某数学兴趣小组测量凉亭最高点到地面的距离,如图,点D,A、E在同一水平线上,测得∠DAC=80°,∠BCA=110°,AC=2米.BC=2.2米.求凉亭最高点到地面的距离BN的长.(sin80°≈0.985,cos80°≈0.174,tan80°≈5.671,1.732,结果精确到0.01米)
【解答】解:如图,过点C作CF⊥BN于点F,过点C作CG⊥DE于点G,
则四边形CGNF为矩形,
∴CF∥GN,CG=FN,
∴∠DAC=∠ACF=80°,
∴∠BCF=∠ACB﹣∠ACF=30°,
在Rt△BCF中,BF=BC•sin∠BCF=2.2×=1.1(米),
在Rt△ACG中,CG=AC•sin∠GAC=2×0.985≈1.97(米),
∴FN=CG≈1.97米,
∴BN=BF+FN=1.1+1.97≈3.07(米).
∴凉亭最高点到地面的距离BN的长为3.07米.
20.(9分)如图,AB是半圆O的直径,点C是半圆上一点(不与点A,B重合),连接AC,BC.点P为线段AB延长线上一点,连接PC,∠CAB=∠BCP.
(1)求证:PC为⊙O的切线;
(2)作∠CPB的角平分线,交AC于点M,交BC于点N.
①请用无刻度的直尺和圆规完成作图(保留作图痕迹,不写作法);
②若∠CPB=30°,NC=3,求MN的长.
【解答】(1)证明:连接OC,如图,
∵AB是半圆O的直径,
∴∠ACB=90°,
即∠ACO+∠BCO=90°,
∵OA=OC,
∴∠CAB=∠ACO,
∵∠CAB=∠BCP,
∴∠BOC+∠BCP=90°,
即∠OCP=90°,
∴OC⊥PC,
∵OC为⊙O的半径,
∴PC为⊙O的切线;
(2)①如图,PM为所作;
②∵PM平分∠APC,
∴∠APM=∠CPM,
∵∠CMN=∠CAB+∠APM,∠CNM=∠PCN+∠CPN,
而∠CAB=∠PCN,
∴∠CMN=∠CNM,
∴CM=CN,
∵∠ACB=90°,
∴△CMN为等腰直角三角形,
∴MN=CN=3.
21.(9分)据悉,河南省中招体育考试成绩将于2024年起,由现在的满分70分提高到100 分计入总分.某中学为了满足体育课的需要,计划购买A,B两个品牌的篮球若干个,市场调研得知,购买5个A品牌和购买10个B品牌的篮球共需1300元;购买10个A品牌和购买5个B品牌的篮球共需1400元.
(1)求A,B两种品牌篮球的单价;
(2)学校在选定的超市实际购买时,发现有两种购买方案:
方案一:购买A品牌篮球的数量如果不超过10个,按原价销售;如果超过10个,超过部分按八折优惠;B品牌篮球一律按原价销售.
方案二:购买A品牌和B品牌篮球都按八五折优惠.
该中学计划购买A品牌篮球x个,B品牌篮球10个.
①请分别写出这两种方案所需的费用y(单位:元)与x的函数关系式;
②已知x>10,则该校选择哪种方案购买更合算?请说明理由.
【解答】解:(1)设A品牌篮球的单价为m元,B品牌篮球的单价为n元,
根据题意,得,
解得,
答:A品牌篮球的单价为100元,B品牌篮球的单价为80元;
(2)①方案一:当0<x≤10时,y=100x+10×80=100x+800,
当x>10时,y=100×10+100×0.8(x﹣10)+80×10=80x+1000,
方案二:y=100×0.85x+80×0.85×10=85x+680,
∴方案一:当0<x≤10时,y=100x+800;当x>10时,y=80x+1000;
方案二:y=85x+680;
②当10<x<64时,选择方案二合算;当x=64时,两种方案费用相同;当x>64时,选择方案一合算,理由如下:
∵x>10,
当80x+1000>85x+680时,x<64,此时方案二合算;
当80x+1000=85x+680时,x=64,此时两种方案费用相同;
当80x+1000<85x+680时,x>64,此时方案一合算,
∴当10<x<64时,选择方案二合算;当x=64时,两种方案费用相同;当x>64时,选择方案一合算.
22.(10分)已知抛物线y=ax2+bx+3 经过点A(2,3).
(1)用含a的式子表示b;
(2)若抛物线开口向上,点P(m,n)是抛物线上一动点,当﹣1≤m≤2时,n的最大值是5,求a的值.
(3)将点M(﹣1,4)向右平移5个单位长度得到点N,若线段MN与抛物线只有一个公共点,直接写出a的取值范围.
【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+3 经过点A(2,3),
∴4a+2b+3=3,
∴b=﹣2a.
(2)如图1,∵b=﹣2a,
∴抛物线为y=ax2﹣2ax+3,
设抛物线y=ax2﹣2ax+3与直线x=﹣1、直线x=2分别交于点B、点C,
∵当x=﹣1时,y=a+2a+3=3a+3;当x=2时,y=4a﹣4a+3=3,
∴B(﹣1,3a+3),C(2,3),
∵y=ax2﹣2ax+3=a(x﹣1)2﹣a+3,
∴该抛物线的顶点为(1,﹣a+3),对称轴为直线x=1,
∴设点C关于直线x=1的对称点为点D,则D(0,3),
∵a>0,且﹣1<0,
∴3a+3>3,
∴当点P与点B重合,即m=﹣1时,n=3a+3最大,
∴3a+3=5,
解得a=.
(3)∵点M(﹣1,4)向右平移5个单位长度得到点N,
∴N(4,4),
设抛物线y=ax2﹣2ax+3与直线x=﹣1交于点B,与直线x=4交于点E,则B(﹣1,3a+3),E(4,8a+3),
当a<0时,如图2,
∵3a+3<3,8a+3<3,
∴点B、点E都在直线MN的下方,
∴当抛物线的顶点在线段MN上时,线段MN与抛物线只有一个公共点,
∴﹣a+3=4,解得a=﹣1;
当a>0时,如图3,
∵当点B在点M下方,且点E与点N重合或在点N上方时,线段MN与抛物线只有一个公共点,
∴,解得≤a<,
综上所述,a的取值范围是a=﹣1或≤a<.
23.(10分)(1)问题背景:数学课上,李老师出示了如下题目:如图1,在正方形ABCD中,点E、F分别在边BC、CD上,∠EAF=45°,求证:EF=BE+DF.
小华同学给出了如下的部分证明过程.
证明:延长FD到点P使DP=BE,连接AP,
∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=AD,∠ADP=∠ABE=90°,
在Rt△ABE和Rt△ADP中,
Rt△ABE≌Rt△ADP(SAS),…
请你完成剩余的证明过程.
(2)迁移应用:李老师在(1)的基础上,添加了BE=3和DF=2两个条件,请求出正方形ABCD的边长.
(3)拓展探究:如图2,在边长为6的正方形ABCD中,点 E在BC的延长线上,CE=3,连接AE交CD于点F,动点G在边AB上,动点P在线段AF上(点P与A、F 不重合),且∠GPA=45°,连接GP并延长,交射线CD 于点H,设CH=m,请直接写出m的取值范围.
【解答】(1)证明:如图1中,
延长FD到点P使DP=BE,连接AP,
∵正方形ABCD,
∴AB=AD,∠ADP=∠ABE=90°,
在Rt△ABE和Rt△ADP中,
,
∴Rt△ABE≌Rt△ADP(SAS),
∴AE=AP,∠BAE=∠DAP,
∵∠DAE+∠BAE=90°,
∴∠DAE+∠DAP=90°,
∵∠EAF=45°,
∴∠EAF=∠FAP=45°,
在△AEF和△APF中,
,
∴△AEF≌△APF(SAS),
∴EF=PF,
∵DP=BE,
∴EF=BE+DF.
(2)解:由(1)可得EF=BE+DF=5,
设正方形ABCD的边长是x,
在Rt△CEF中,EC=x﹣3,CF=x﹣2,EF2=EC2+CF2,
∴52=(x﹣3)2+(x﹣2)2,
解得x1=6,x2=﹣1(舍去),
∴正方形ABCD的边长是6;
(3)解:过点A作AM∥HG交CD的延长线于M,过点F作FN⊥AM于N,则∠NAF=∠GAP=45°,
∵CF∥AB,
∴△ECF∽△EBA,
∴,
∴,
∴CF=2,
∴DF=DC﹣CF=4,
∴AF===2,
∴NF=AF=,
设DM=x,则MF=x+4,AM==,
∵S△AMF=AM•NF,
∴(x+4)×6=,
解得x=或x=﹣30(舍去),
∴CM=,
∵动点P在线段AF上(点P与A、F 不重合),CF=2,
∴2<m<.
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