2023年黑龙江省绥化市肇东市南片五校中考数学一模试卷(含答案)
展开第I卷(选择题)
一、选择题(本大题共12小题,共36.0分。在每小题列出的选项中,选出符合题目的一项)
1. 2的相反数是( )
A. -12B. 12C. -2D. 2
2. 如图所示的几何体的俯视图可能是( )
A.
B.
C.
D.
3. 要使分式5x-1有意义,则x的取值范围是( )
A. x≠1B. x>1C. x<1D. x≠-1
4. 如图,在△ABC中,∠B=∠C,AB=5,BC=8,则该三角形的面积为( )
A. 12B. 6C. 10D. 8
5. 下列运算正确的是( )
A. 13×(-3)=1B. 5-8=-3C. 2-3=6D. (-2013)0=0
6. 参加成都市今年初三毕业会考的学生约有13万人,将13万用科学记数法表示应为( )
A. 1.3×105B. 13×104C. 0.13×105D. 0.13×106
7. 如图,将矩形ABCD沿对角线BD折叠,使点C和点C'重合,若AB=2,则C'D的长为( )
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
8. 在平面直角坐标系中,下列函数的图象经过原点的是( )
A. y=-x+3B. y=5x
C. y=2xD. y=-2x2+x-7
9. 一元二次方程x2+x-2=0的根的情况是( )
A. 有两个不相等的实数根B. 有两个相等的实数根
C. 只有一个实数根D. 没有实数根
10. 如图,点A,B,C在⊙O上,∠A=50°,则∠BOC的度数为( )
A. 40°
B. 50°
C. 80°
D. 100°
11. 如果m+n=1,那么代数式(2m+nm2-mn+1m)⋅(m2-n2)的值为( )
A. -3B. -1C. 1D. 3
12. 如图,排球运动员站在点O处练习发球,将球从O点正上方2m的A处发出,把球看成点,其运行的高度y(m)与运行的水平距离x(m)满足关系式y=a(x-k)2+h.已知球与O点的水平距离为6m时,达到最高2.6m,球网与O点的水平距离为9m.高度为2.43m,球场的边界距O点的水平距离为18m,则下列判断正确的是( )
A. 球不会过网B. 球会过球网但不会出界
C. 球会过球网并会出界D. 无法确定
第II卷(非选择题)
二、填空题(本大题共11小题,共33.0分)
13. 把2x-18分解因式结果是______ .
14. 不等式2x-1>3的解集是 .
15. 今年4月20日在雅安市芦山县发生了7.0级的大地震,全川人民众志成城,抗震救灾.某班组织“捐零花钱,献爱心”活动,全班50名学生的捐款情况如图所示,则本次捐款金额的众数是______元.
16. 如图,∠B=30°,若AB//CD,CB平分∠ACD,则∠ACD=______度.
17. 如图,某山坡的坡面AB=200米,坡角∠BAC=30°,则该山坡的高BC的长为______米.
18. 若a,b都是实数,b= 1-2a+ 2a-1-2,则ab的值为 .
19. 下列说法正确的是______.
① 13-1的整数部分值为3;
②九边形的内角和等于1260°;
③菱形既是轴对称图形又是中心对称图形;
④相等的圆心角所对的弧相等,所对的弦也相等;
⑤对于命题“对顶角相等”,它的逆命题是真命题.
20. 已知一个圆锥的高是20 2,底面圆半径为10,则这个圆锥的侧面展开图的圆心角等于______ .
21. 如图,四边形ABCD内接于⊙O,AB为⊙O的直径,C为弧BD的中点,若∠DAB=40°,则∠ADC=______.
22. 两根细木条,一根长80厘米,另一根长130厘米,将它们其中的一端重合,放在同一条直线上,此时两根细木条的中点间的距离是______.
23. 如图,在矩形ABCD中,E是边AB的中点,连结DE交对角线AC于点F.若AB=8,AD=6,则CF的长为______.
三、解答题(本大题共6小题,共54.0分。解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
24. (本小题8.0分)
如图,在边长为1的小正方形组成的方格纸上,将△ABC绕着点A顺时针旋转90°.
(1)画出旋转之后的△AB'C';
(2)求线段AC旋转过程中扫过的扇形的面积.
25. (本小题8.0分)
如图所示,小明家住在32米高的A楼里,小丽家住在B楼里,B楼坐落在A楼的正北面,已知当地冬至中午12时太阳光线与水平面的夹角为30°.
(1)如果A,B两楼相距20 3米,那么A楼落在B楼上的影子有多长?
(2)如果A楼的影子刚好不落在B楼上,那么两楼的距离应是多少米?(结果保留根号)
26. (本小题9.0分)
如图所示,直线y=12x与反比例函数y=kx(k≠0,x>0)的图象交于点Q(4,a),点P(m,n)是反比例函数图象上一点,且n=2m.
(1)求点P坐标;
(2)若点M在x轴上,使得△PMQ的面积为3,求M的坐标.
27. (本小题9.0分)
如图,在边长为6的正方形ABCD中,G是边BC的中点,点C关于直线DG的对称点为F,连接GF并延长交AB于点E,过点E作EH⊥DE交DG的延长线于点H,连接BH.
(1)求证:△ADE≌△FDE;
(2)求AE的长;
(3)求BH的长;
28. (本小题10.0分)
如图,已知AB是圆O的直径,F是圆O上一点,∠BAF的平分线交⊙O于点E,交⊙O的切线BC于点C,过点E作ED⊥AF,交AF的延长线于点D.
(1)求证:DE是⊙O的切线;
(2)若DE=3,CE=2,
①求BCAE的值;
②若点G为AE上一点,求OG+12EG最小值.
29. (本小题10.0分)
在平面直角坐标系中,已知抛物线y=-12x2+bx+c(b,c为常数)的顶点为P,等腰直角三角形ABC的顶点A的坐标为(0,-1),C的坐标为(4,3),直角顶点B在第四象限.
(1)如图,若该抛物线过A,B两点,求该抛物线的函数表达式;
(2)平移(1)中的抛物线,使顶点P在直线AC上滑动,且与AC交于另一点Q.
(i)若点M在直线AC下方,且为平移前(1)中的抛物线上的点,当以M、P、Q三点为顶点的三角形是等腰直角三角形时,求出所有符合条件的点M的坐标;
(ii)取BC的中点N,连接NP,BQ.试探究PQNP+BQ是否存在最大值?若存在,求出该最大值;若不存在,请说明理由.
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:2的相反数是-2,
故选:C.
根据相反数的概念解答即可.
本题考查了相反数的意义,一个数的相反数就是在这个数前面添上“-”号;一个正数的相反数是负数,一个负数的相反数是正数,0的相反数是0.
2.【答案】C
【解析】解:所给图形的俯视图是一个带有圆心的圆.
故选:C.
俯视图是从上往下看得到的视图,由此可得出答案.
本题考查了俯视图的知识,属于基础题,关键是掌握俯视图是从上往下看得到的视图.
3.【答案】A
【解析】解:∵分式5x-1有意义,
∴x-1≠0,
解得:x≠1.
故选:A.
根据分式有意义的条件是分母不等于零,可得出x的取值范围.
本题考查了分式有意义的条件,属于基础题,注意掌握分式有意义分母不为零.
4.【答案】A
【解析】解:作AD⊥BC,交BC于点D,如图所示,
则∠ADB=90°,
∵∠B=∠C,BC=8,AB=5,
∴△ABC是等腰三角形,
∴BD=12BC=4,
∴AD= AB2-BD2= 52-42=3,
∴该三角形的面积为:BC⋅AD2=8×32=12,
故选:A.
先作AD⊥BC,然后根据等腰三角形的性质和勾股定理可以求AD的长,再根据三角形的面积公式计算即可.
本题考查勾股定理、等腰三角形的判定和性质,解答本题的关键是明确题意,利用数形结合的思想解答.
5.【答案】B
【解析】解:A、13×(-3)=-1,运算错误,故本选项错误;
B、5-8=-3,运算正确,故本选项正确;
C、2-3=18,运算错误,故本选项错误;
D、(-2013)0=1,运算错误,故本选项错误;
故选:B.
根据有理数的乘法、减法及负整数指数幂、零指数幂的运算法则,结合各选项进行判断即可.
本题考查了负整数指数幂、零指数幂及有理数的运算,属于基础题,掌握各部分的运算法则是关键.
6.【答案】A
【解析】解:将13万用科学记数法表示为1.3×105.
故选:A.
科学记数法的表示形式为a×10n的形式,其中1≤|a|<10,n为整数.确定n的值时,要看把原数变成a时,小数点移动了多少位,n的绝对值与小数点移动的位数相同.当原数绝对值>1时,n是正数;当原数的绝对值<1时,n是负数.
此题考查科学记数法的表示方法.科学记数法的表示形式为a×10n的形式,其中1≤|a|<10,n为整数,表示时关键要正确确定a的值以及n的值.
7.【答案】B
【解析】解:在矩形ABCD中,CD=AB,
∵矩形ABCD沿对角线BD折叠后点C和点C'重合,
∴C'D=CD,
∴C'D=AB,
∵AB=2,
∴C'D=2.
故选:B.
根据矩形的对边相等可得CD=AB,再根据翻折变换的性质可得C'D=CD,代入数据即可得解.
本题考查了矩形的对边相等的性质,翻折变换的性质,是基础题,熟记性质是解题的关键.
8.【答案】C
【解析】解:A、当x=0时,y=3,不经过原点,故本选项错误;
B、反比例函数,不经过原点,故本选项错误;
C、当x=0时,y=0,经过原点,故本选项正确;
D、当x=0时,y=-7,不经过原点,故本选项错误;
故选:C.
将(0,0)代入各选项进行判断即可.
本题考查了一次函数图象、反比例函数图象及二次函数图象上点的坐标特征,注意代入判断,难度一般.
9.【答案】A
【解析】解:△=b2-4ac=12-4×1×(-2)=9,
∵9>0,
∴原方程有两个不相等的实数根.
故选:A.
先计算出根的判别式△的值,根据△的值就可以判断根的情况.
本题主要考查判断一元二次方程有没有实数根主要看根的判别式△的值.△>0,有两个不相等的实数根;△=0,有两个相等的实数根;△<0,没有实数根.
10.【答案】D
【解析】解:由题意得∠BOC=2∠A=100°.
故选:D.
在同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角相等,都等于这条弧所对的圆心角的一半,由此可得出答案.
本题考查了圆周角定理,属于基础题,掌握圆周角定理的内容是解答本题的关键.
11.【答案】D
【解析】
【分析】
此题考查了分式的化简求值,熟练掌握运算法则是解本题的关键.
原式化简后,约分得到最简结果,把已知等式代入计算即可求出值.
【解答】
解:原式=2m+n+m-nm(m-n)⋅(m+n)(m-n)
=3mm(m-n)⋅(m+n)(m-n)
=3(m+n),
当m+n=1时,原式=3.
故选D.
12.【答案】C
【解析】
【分析】
此题主要考查了二次函数的应用,根据题意求出函数解析式是解题关键.
利用球与O点的水平距离为6m时,达到最高2.6m,可得k=6,h=2.6,球从O点正上方2m的A处发出,将点(0,2)代入解析式求出函数解析式;利用当x=9时,y=-160(x-6)2+2.6=2.45,所以球能过球网;当y=0时,-160(x-6)2+2.6=0,解得:x1=6+2 39>18,x2=6-2 39(舍去),故会出界.
【解答】
解:∵球与O点的水平距离为6m时,达到最高2.6m,
∴抛物线为y=a(x-6)2+2.6,
∵抛物线y=a(x-6)2+2.6过点(0,2),
∴2=a(0-6)2+2.6,
解得:a=-160,
故y与x的关系式为:y=-160(x-6)2+2.6,
当x=9时,y=-160(x-6)2+2.6=2.45>2.43,
所以球能过球网;
当y=0时,-160(x-6)2+2.6=0,
解得:x1=6+2 39>18,x2=6-2 39(舍去)
故会出界.
故选C.
13.【答案】2(x-9)
【解析】解:2x-18=2(x-9).
故答案为:2(x-9).
直接提取公因式2,进而分解因式即可.
此题主要考查了提取公因式法分解因式,正确找出公因式是解题关键.
14.【答案】x>2
【解析】
【分析】
本题主要考查解一元一次不等式.
移项后合并同类项得出2x>4,不等式的两边都除以2即可求出答案.
【解答】
解:2x-1>3,
移项得:2x>3+1,
合并同类项得:2x>4,
不等式的两边都除以2得:x>2,
故答案为:x>2.
15.【答案】10
【解析】解:捐款10元的人数最多,
故本次捐款金额的众数是10元.
故答案为:10.
一组数据中出现次数最多的数据叫做众数,结合条形统计图即可作出判断.
本题考查了众数及条形统计图的知识,解答本题的关键是掌握众数的定义.
16.【答案】60
【解析】解:∵AB//CD,∠B=30°,
∴∠BCD=∠B=30°,
∵CB平分∠ACD,
∴∠ACD=2∠BCD=60°.
故答案为:60.
根据AB//CD,可得∠BCD=∠B=30°,然后根据CB平分∠ACD,可得∠ACD=2∠BCD=60°.
本题考查了平行线的性质和角平分线的性质,掌握平行线的性质:两直线平行,内错角相等是解题的关键.
17.【答案】100
【解析】解:由题意得,∠BCA=90°,∠BAC=30°,AB=200米,
故可得BC=12AB=100米.
故答案为:100.
在Rt△ABC中,由∠BAC=30°,AB=200米,即可得出BC的长度.
本题考查了解直角三角形的应用,解答本题的关键是掌握含30°角的直角三角形的性质.
18.【答案】4
【解析】
【分析】
直接利用二次根式有意义的条件得出a的值,进而利用负指数幂的性质得出答案.
此题主要考查了二次根式有意义的条件以及负指数幂的性质,正确得出a的值是解题关键.
【解答】
解:∵b= 1-2a+ 2a-1-2,
∴1-2a=0,
解得:a=12,
则b=-2,
故ab=(12)-2=4.
故答案为:4.
19.【答案】②③
【解析】解:由于 13在3与4之间,则 13-1的值在2和3之间,其整数部分是2,所以①错误;
九边形的内角和为180°×(9-2)=1260°,所以②正确;
菱形既是轴对称图形又是中心对称图形,所以③正确;
在同圆或等圆中,相等的圆心角所对的弧相等,所对的弦也相等,所以④错误;
命题“对顶角相等”的逆命题为“相等的角是对顶角”,此逆命题为是假命题,所以⑤错误.
故答案为:②③.
利用无理数的估算对①进行判断;根据多边形内角和公式对②进行判断;根据菱形的性质对③进行判断;根据圆的有关性质对④进行判断;根据互逆命题的真假判断方法对⑤进行判断.
本题考查了命题与定理:命题的“真”“假”是就命题的内容而言.任何一个命题非真即假.要说明一个命题的正确性,一般需要推理、论证,而判断一个命题是假命题,只需举出一个反例即可.
20.【答案】120°
【解析】解: (20 2)2+102=30,
根据弧长公式可知20π=n×2πR360,
解得n=120°.
故答案为:120°
底面圆半径为10,则圆的周长是20π,即展开图的弧长,根据勾股定理可知展开图的半径,再利用弧长公式计算.
此题的关键是利用勾股定理先求出展开图的半径,再求出展开图的弧长,然后利用弧长公式进行计算即可.
21.【答案】110°
【解析】解:连接AC,
∵点C为弧BD的中点,
∴∠CAB=12∠DAB=20°,
∵AB为⊙O的直径,
∴∠ACB=90°,
∵∠DAB=40°,
∴∠DCB=140°,
∴∠DCA=140°-90°=50°,
∴∠ADC=180°-20°-50°=110°,
故答案为:110°.
连接AC,根据圆周角定理得到∠CAB=12∠DAB=20°,∠ACB=90°,计算即可.
本题考查的是圆周角定理的应用、圆内接四边形的性质,掌握半圆(或直径)所对的圆周角是直角是解题的关键.
22.【答案】25cm或105cm
【解析】解:①如果将两根细木条重叠摆放,则130÷2-80÷2=25cm;
②如果将两根细木条相接摆放,则130÷2+80÷2=105cm.
分两种情况讨论:
①将两根细木条重叠摆放,那么两根细木条的中点间的距离是两根木条长度的一半的差;
②将两根细木条相接摆放,那么两根细木条的中点间的距离是两根木条长度的一半的和.
本题要注意分成重叠和相接两种摆放方法分类讨论.根据题意准确的列出式子是解题的关键.
23.【答案】203
【解析】
【分析】
本题考查了矩形的性质,相似三角形的判定与性质,勾股定理的应用等知识,利用相似三角形的性质结合AC=AF+CF,找出CF=23AC是解题的关键.
根据矩形的性质得出AB//CD,BC=AD=6,∠B=90°,利用勾股定理求出AC的长,由AB//CD得∠DCF=∠EAF,∠CDF=∠AEF,则△CDF∽△AEF,利用相似三角形的性质及中点的定义得CF=2AF,结合AC=AF+CF得CF=23AC,即可求得CF的长.
【解答】
解:∵四边形ABCD是矩形,
∴AB//CD,BC=AD=6,∠B=90°,
∵AB=8,
∴AC= AB2+BC2=10.
∵AB//CD,
∴∠DCF=∠EAF,∠CDF=∠AEF,
∴△CDF∽△AEF,
∴CFAF=CDAE.
又∵E是边AB的中点,
∴CD=AB=2AE,
∴CFAF=2,
∴CF=2AF.
∵AC=AF+CF=10,
∴CF=23AC=203.
故答案为:203.
24.【答案】解:(1)△AB'C'如图所示;
(2)由图可知,AC=2,
∴线段AC旋转过程中扫过的扇形的面积=90°⋅π⋅22360°=π.
【解析】本题考查了利用旋转变换作图,扇形面积的计算,是基础题,熟练掌握网格结构,准确找出对应点的位置是解题的关键.
(1)根据网格结构找出点B、C旋转后的对应点B'、C'的位置,然后顺次连接即可;
(2)先求出AC的长,再根据扇形的面积公式列式进行计算即可得解.
25.【答案】解:(1)如图,过D作DE⊥CG于E,
∵ED=20 3,∠CDE=30°,
∴CE=DE⋅tan30°=20 3× 33=20米.
故DF=EG=CG-CE=32-20=12米.
答:A楼落在B楼上的影子有12米.
(2)A楼的影子刚好不落在B楼上,
GH=CGtan30∘=32 33=32 3米.
答:两楼的距离应是32 3米
【解析】此题可根据A楼,地面和光线正好构成直角三角形,利用勾股定理求解.
本题考查的是解直角三角形在实际生活中的运用,善于观察题目的信息是解题以及学好数学的关键.
26.【答案】解:(1)∵直线y=12x与反比例函数y=kx(k≠0,x>0)的图象交于点Q(4,a),
∴a=12×4=2,a=k4,
∴k=8,
∴反比例函数的解析式为y=8x(x>0),
∵点P(m,n)是反比例函数图象上一点,
∴mn=8,且n=2m,m>0,
∴m=2,n=4,
∴P(2,4);
(2)延长PQ交x轴于A,连接OM,
设直线PQ的解析式y=kx+b,
∴2=4k+b4=2k+b,解得:k=-1b=6,
∴直线PQ的解析式为y=-x+6,
∵直线PQ交x轴于A,
∴A(6,0),
设M(x,0)且△PMQ的面积为3,
∵S△PQM=S△PAM-S△QAM
∴3=12|6-x|×4-12|6-x|×2,
∴x=3或x=9,
∴M的坐标为(3,0)或(9,0).
【解析】本题考查了反比例函数和一次函数交点问题,关键根据S△PQM=S△PAM-S△QAM可得方程,求得M的坐标.
(1)将P,Q代入解析式可求P点坐标.
(2)延长PQ交x轴于A,连接OM,可得S△PQM=S△PAM-S△QAM可得M坐标.
27.【答案】证明:(1)如图1,连接DF,
∵四边形ABCD是正方形,
∴DA=DC,∠A=∠C=90°,
∵点C关于直线DG的对称点为F,
∴△DCG≌△DFG,
∴DC=DF=DA,∠DFG=∠C=90°,
∴∠DFE=90°,
在Rt△ADE和Rt△FDE中,
∵DA=DFDE=DE,
∴Rt△ADE≌Rt△FDE(HL);
(2)∵G是边BC的中点,BC=6,
∴CG=BG=FG=3,
∵△ADE≌△FDE,
∴AE=EF,
设AE=x,则BE=6-x,EG=EF+FG=x+3,
∵在Rt△EBG中,BE2+BG2=EG2,
∴(6-x)2+32=(x+3)2,
解得x=2,
∴AE=2;
(3)如图2,过点H作HN⊥AB于点N,
∴∠ENH=90°,
由(1)知∠ADE=∠EDF,∠FDG=∠CDG,
∵∠ADC=90°,
∴2∠EDF+2∠FDG=90°,
∴∠EDF+∠FDG=45°,
即∠EDG=45°,
∵EH⊥DE,
∴∠DEH=90°,△DEH是等腰直角三角形,
∴DE=EH,∠ADE=∠NEH,
在△DAE和△ENH中,
∵∠A=∠ENH∠ADE=∠NEHDE=EH,
∴△DAE≌△ENH(AAS),
∴AE=HN,AD=EN,
∵AD=AB,
∴AB=EN=AE+BE=BE+BN,
∴AE=BN=HN,
∴△BNH是等腰直角三角形,
∴BH= 2HN= 2×2=2 2.
【解析】(1)连接DF,根据对称得:△DCG≌△DFG,再由HL证明Rt△ADE≌Rt△FDE,可得结论;
(2)由条件可知CG=BG=FG=3,设AE=x,则BE=6-x,EG=x+3,在Rt△EBG中,由勾股定理可得方程,解方程即可求出AE的长;
(3)过点H作HN⊥AB于点N,证明△DAE≌△ENH,得AE=HN,AD=EN,再证明△BNH是等腰直角三角形,可得结论BH= 2HN,可求出BH的长.
本题考查了正方形的性质,全等三角形的判定定理和性质定理,对称的性质,等腰直角三角形的性质等知识,解决本题的关键是利用正方形的性质得到相等的边和相等的角,证明三角形全等,作出辅助线也是解决本题的关键.
28.【答案】(1)证明:连接OE
∵OA=OE
∴∠OAE=∠OEA
∵AE平分∠BAF
∴∠OAE=∠EAF
∴∠OEA=∠EAF
∴OE//AD
∵ED⊥AF
∴∠D=90°
∴∠OED=180°-∠D=90°
∴OE⊥DE
∴DE是⊙O的切线
(2)解:①连接BE
∵AB是⊙O直径
∴∠AEB=90°
∴∠BED=∠D=90°,∠BAE+∠ABE=90°
∵BC是⊙O的切线
∴∠ABC=∠ABE+∠CBE=90°
∴∠BAE=∠CBE
∵∠DAE=∠BAE
∴∠DAE=∠CBE
∴△ADE∽△BEC
∴AEBC=DECE
∵DE=3,CE=2
∴BCAE=23
②过点E作EH⊥AB于H,过点G作GP//AB交EH于P,过点P作PQ//OG交AB于Q
∴EP⊥PG,四边形OGPQ是平行四边形
∴∠EPG=90°,PQ=OG
∵BCAE=23
∴设BC=2x,AE=3x
∴AC=AE+CE=3x+2
∵∠BEC=∠ABC=90°,∠C=∠C
∴△BEC∽△ABC
∴BCAC=CEBC
∴BC2=AC⋅CE 即(2x)2=2(3x+2)
解得:x1=2,x2=-12(舍去)
∴BC=4,AE=6,AC=8
∴sin∠BAC=BCAC=12,
∴∠BAC=30°
∴∠EGP=∠BAC=30°
∴PE=12EG
∴OG+12EG=PQ+PE
∴当E、P、Q在同一直线上(即H、Q重合)时,PQ+PE=EH最短
∵EH=12AE=3
∴OG+12EG的最小值为3
【解析】(1)根据切线的判定,连接过切点E的半径OE,利用等腰三角形和平行线性质即能证得OE⊥DE.
(2)①观察DE所在的△ADE与CE所在的△BCE的关系,由等角的余角相等易证△ADE∽△BEC,即得BCAE的值.②先利用BCAE的值和相似求出圆的直径,发现∠BAC=30°;利用30°所对直角边等于斜边一半,给EG构造以EG为斜边且有30°的直角三角形,把12EG转化到EP,再从P出发构造PQ=OG,最终得到三点成一直线时线段和最短的模型.
本题考查了等腰三角形和平行线性质,切线的判定和性质,相似的判定和性质,最短路径问题.第(1)题为常规题型较简单;第(2)①题关键是发现DE、CE所在三角形的相似关系;②是求出所有线段长后发现30°角,利用30°构造12EG,考查了转化思想.
29.【答案】解:(1)∵等腰直角三角形ABC的顶点A的坐标为(0,-1),C的坐标为(4,3)
∴点B的坐标为(4,-1).
∵抛物线过A(0,-1),B(4,-1)两点,
∴c=-1-12×16+4b+c=-1,解得:b=2,c=-1,
∴抛物线的函数表达式为:y=-12x2+2x-1.
(2)方法一:
i)∵A(0,-1),C(4,3),
∴直线AC的解析式为:y=x-1.
设平移前抛物线的顶点为P0,则由(1)可得P0的坐标为(2,1),且P0在直线AC上.
∵点P在直线AC上滑动,∴可设P的坐标为(m,m-1),
则平移后抛物线的函数表达式为:y=-12(x-m)2+m-1.
解方程组:y=x-1y=-12(x-m)2+(m-1),
解得x1=my1=m-1,x2=m-2y2=m-3
∴P(m,m-1),Q(m-2,m-3).
过点P作PE//x轴,过点Q作QF//y轴,则
PE=m-(m-2)=2,QF=(m-1)-(m-3)=2.
∴PQ=2 2=AP0.
若以M、P、Q三点为顶点的等腰直角三角形,则可分为以下两种情况:
①当PQ为直角边时:点M到PQ的距离为2 2(即为PQ的长).
由A(0,-1),B(4,-1),P0(2,1)可知,
△ABP0为等腰直角三角形,且BP0⊥AC,BP0=2 2.
如答图1,过点B作直线l1//AC,交抛物线y=-12x2+2x-1于点M,则M为符合条件的点.
∴可设直线l1的解析式为:y=x+b1,
∵B(4,-1),∴-1=4+b1,解得b1=-5,
∴直线l1的解析式为:y=x-5.
解方程组y=x-5y=-12x2+2x-1,得:x1=4y1=-1,x2=-2y2=-7
∴M1(4,-1),M2(-2,-7).
②当PQ为斜边时:MP=MQ=2,可求得点M到PQ的距离为 2.
如答图2,取AB的中点F,则点F的坐标为(2,-1).
由A(0,-1),F(2,-1),P0(2,1)可知:
△AFP0为等腰直角三角形,且点F到直线AC的距离为 2.
过点F作直线l2//AC,交抛物线y=-12x2+2x-1于点M,则M为符合条件的点.
∴可设直线l2的解析式为:y=x+b2,
∵F(2,-1),∴-1=2+b2,解得b2=-3,
∴直线l2的解析式为:y=x-3.
解方程组y=x-3y=-12x2+2x-1,得:x1=1+ 5y1=-2+ 5,x2=1- 5y2=-2- 5
∴M3(1+ 5,-2+ 5),M4(1- 5,-2- 5).
综上所述,所有符合条件的点M的坐标为:
M1(4,-1),M2(-2,-7),M3(1+ 5,-2+ 5),M4(1- 5,-2- 5).
方法二:
∵A(0,1),C(4,3),
∴lAC:y=x-1,
∵抛物线顶点P在直线AC上,设P(t,t-1),
∴抛物线表达式:y=-12(x-t)2+t-1,
∴lAC与抛物线的交点Q(t-2,t-3),
∵以M、P、Q三点为顶点的三角形是等腰直角三角形,P(t,t-1),
①当M为直角顶点时,M(t,t-3),-12t2+2t-1=t-3,
∴t=1± 5,
∴M1(1+ 5, 5-2),M2(1- 5,-2- 5),
②当Q为直角顶点时,点M可视为点P绕点Q顺时针旋转90°而成,
将点Q(t-2,t-3)平移至原点Q'(0,0),则点P平移后P'(2,2),
将点P'绕原点顺时针旋转90°,则点M'(2,-2),
将Q'(0,0)平移至点Q(t-2,t-3),则点M'平移后即为点M(t,t-5),
∴-12t2+2t-1=t-5,
∴t1=4,t2=-2,
∴M1(4,-1),M2(-2,-7),
③当P为直角顶点时,同理可得M1(4,-1),M2(-2,-7),
综上所述,所有符合条件的点M的坐标为:
M1(4,-1),M2(-2,-7),M3(1+ 5,-2+ 5),M4(1- 5,-2- 5).
ii)PQNP+BQ存在最大值.理由如下:
由i)知PQ=2 2为定值,则当NP+BQ取最小值时,PQNP+BQ有最大值.
如答图2,取点B关于AC的对称点B',易得点B'的坐标为(0,3),BQ=B'Q.
连接QF,FN,QB',易得FN//PQ,且FN=PQ,
∴四边形PQFN为平行四边形.
∴NP=FQ.
∴NP+BQ=FQ+B'Q≥FB'= 22+42=2 5.
∴当B'、Q、F三点共线时,NP+BQ最小,最小值为2 5.
∴PQNP+BQ的最大值为2 22 5= 105.
【解析】本题为二次函数中考压轴题,考查了二次函数的图象与性质、待定系数法、一次函数、几何变换(平移,对称)、等腰直角三角形、平行四边形、轴对称-最短路线问题等知识点,考查了存在型问题和分类讨论的数学思想,试题难度较大.
(1)先求出点B的坐标,然后利用待定系数法求出抛物线的函数表达式;
(2)i)首先求出直线AC的解析式和线段PQ的长度,作为后续计算的基础.
若△MPQ为等腰直角三角形,则可分为以下两种情况:
①当PQ为直角边时:点M到PQ的距离为2 2.此时,将直线AC向右平移4个单位后所得直线(y=x-5)与抛物线的交点,即为所求之M点;
②当PQ为斜边时:点M到PQ的距离为 2.此时,将直线AC向右平移2个单位后所得直线(y=x-3)与抛物线的交点,即为所求之M点.
ii)由(i)可知,PQ=2 2为定值,因此当NP+BQ取最小值时,PQNP+BQ有最大值.
如答图2所示,作点B关于直线AC的对称点B',由分析可知,当B'、Q、F(AB中点)三点共线时,NP+BQ最小,最小值为线段B'F的长度.
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