黑龙江省哈尔滨四十九中学2021-2022学年九年级上学期月考数学【试卷+答案】(10月份)
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这是一份黑龙江省哈尔滨四十九中学2021-2022学年九年级上学期月考数学【试卷+答案】(10月份),共33页。试卷主要包含了单项选择题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
2021-2022学年黑龙江省哈尔滨四十九中九年级第一学期月考数学试卷(10月份)(五四学制)
一、单项选择题(每小题3分,共计30分)
1.下列函数中一定是二次函数的是( )
A.y=2x2+ B.y=ax2+bx+c
C.y=3x﹣1 D.y=2x(x﹣2)+1
2.若反比例函数y=在每个象限内的函数值y随x的增大而增大,则( )
A.k<2 B.k>2 C.k>0 D.k<0
3.下列说法中一定正确的是( )
A.相等的圆心角所对的弧相等
B.圆上任意两点间的部分叫做圆弧
C.平分弦的直径垂直于弦
D.圆周角等于圆心角的一半
4.把抛物线y=x2向左平移1个单位,再向下平移2个单位,所得抛物线的解析式为( )
A.y=(x+1)2+2 B.y=(x﹣1)2+2 C.y=(x+1)2﹣2 D.y=(x﹣1)2﹣2
5.如图,A,B,C是⊙O上的三个点,若∠B=32°,则∠AOC=( )
A.64° B.58° C.68° D.55°
6.已知甲、乙两地相距s(单位:km),汽车从甲地匀速行驶到乙地,则汽车行驶的时间t(单位:h)关于行驶速度v(单位:km/h)的函数图象是( )
A. B.
C. D.
7.已知二次函数y=﹣x2+2x+4,则下列关于这个函数图象和性质的说法,正确的是( )
A.图象的开口向上
B.图象的顶点坐标是(1,3)
C.当x<1时,y随x的增大而增大
D.图象与x轴有唯一交点
8.如图是二次函数y=ax2+bx+c的图象,下列结论:①abc<0;②2a+b=0;③b2﹣4ac<0;④4a+2b+c<0.其中一定正确的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
9.在同一平面直角坐标系中,一次函数y=ax+b和二次函数y=ax2+bx的图象可能为( )
A. B.
C. D.
10.如图,点E为平行四边形ABCD的边AB延长线上的一点,连接DE交BC于点F,则下列结论一定正确的是( )
A.= B.= C.= D.=
二、填空题(每小题3分,共计30分)
11.若函数y=xm﹣2是y关于x的反比例函数,则m的值为 .
12.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AB=13,AC=5,则cosA的值是 .
13.在△ABC中,∠BAC=90°,AD⊥BC,垂足为D,AD=3,BD=2,则CD的长为 .
14.如图,在平面直角坐标系xOy中,点P为函数y=(x<0)图象上任意一点,过点P作PA⊥x轴于点A,则△PAO的面积是 .
15.如图,∠ADE=∠B,若AE=1,AC=DE=2,则BC的长为 .
16.如图,在▱ABCD中,E是AB的中点,EC交BD于点F,若△DCF的面积为4,则△BEF的面积为 .
17.如图,点P、A、B、C在同一平面内,点A、B、C在同一直线上,且PC⊥AC,在点A处测得点P在北偏东60°方向上,在点B处测得点P在北偏东30°方向上,若AP=12千米,则A,B两点的距离为 千米.
18.如图,AC是⊙O的直径,AD=6,CD=8,∠ADC的平分线交⊙O于B,则AB= .
19.如图,在矩形ABCD中,AB=2AD=6,点P为AB边上一点,且AP≤3,连接DP,将△ADP沿DP折叠,点A落在点M处,连接CM,BM,当△BCM为等腰三角形时,BP的长为 .
20.如图,点E在菱形ABCD的边BC上,连接AE,点F为AD的中点,FG⊥AE,点G为垂足,∠B=60°,AE=7,FG=2,则AG的长为 .
三、解答题(共计60分)
21.先化简,再求值:÷(﹣2),其中x=4sin45°+2cos60°.
22.如图,4×10长方形网格中,每个小正方形的顶点称为格点,每个小正方形的边长均为1,点A,B,E,F都在格点上,按下列要求作图,使得所画图形的顶点均在格点上.
(1)在图中画出以AB为边的正方形ABCD;
(2)在图中画出以EF为边的等腰三角形EFG,且△EFG的周长为;
(3)在(1)(2)的条件下,连接CG,则线段CG的长为 .
23.如图,正比例函数与反比例函数的图象交于A、B两点,点A的坐标为(1,2).
(1)求反比例函数的解析式;
(2)根据图象直接写出使正比例函数的值大于反比例函数值的x取值范围 .
24.如图,AC是⊙O的直径,弦BD⊥AO于点E,联结BC,过点O作OF⊥BC于点F,BD=8,AE=2.
(1)求⊙O的半径;
(2)求OF的长度.
25.某商店销售一种成本为40元/千克的水产品,若按50元/千克销售,一个月可售出500千克,销售价每涨价1元,月销售量就减少10千克.设售价为x(单位:元),月销售量为y(单位:千克),月销售利润为W(单位:元).
(1)直接写出y与x之间的函数解析式以及自变量x的取值范围;
(2)当月销售利润为6750元时,售价为多少元?
(3)当售价定为多少元时月销售利润最大?并求出最大月销售利润.
26.正方形ABCD中,点E、F在BC、CD上,且BE=CF,AE与BF交于点G.
(1)如图1,求证AE⊥BF;
(2)如图2,在GF上截取GM=GB,∠MAD的平分线交CD于点H,交BF于点N,连接CN,求证:AN+CN=BN;
(3)在(2)的条件下,若tan∠AEB=3,S△CHN=,求AB的长.
27.如图,已知抛物线y=x2+bx+c与坐标轴交于A,B,C三点,直线BC的解析式为y=x﹣4.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点P为直线BC下方抛物线上的一点连接PB、PC,设点P的横坐标为t,△PBC的面积为S,求S与t的函数关系式,并直接写出t的取值范围;
(3)点Q在抛物线上,连接CQ,当tan∠QCB=时,连接AQ交直线BC于点M,求的值.
参考答案
一、单项选择题(每小题3分,共计30分)
1.下列函数中一定是二次函数的是( )
A.y=2x2+ B.y=ax2+bx+c
C.y=3x﹣1 D.y=2x(x﹣2)+1
【分析】根据二次函数的定义逐个判断即可.
解:A.不符合二次函数的定义,不是二次函数,故本选项不符合题意;
B.当a=0时,不是二次函数,故本选项不符合题意;
C.是一次函数,不是二次函数,故本选项不符合题意;
D.符合二次函数的定义,是二次函数,故本选项符合题意;
故选:D.
2.若反比例函数y=在每个象限内的函数值y随x的增大而增大,则( )
A.k<2 B.k>2 C.k>0 D.k<0
【分析】根据反比例函数的性质,k<0时,在每个象限内y随x增大而增大列不等式求解.
解:∵反比例函数y=在每个象限内的函数值y随x增大而增大,
∴k﹣2<0,解得k<2.
故选:A.
3.下列说法中一定正确的是( )
A.相等的圆心角所对的弧相等
B.圆上任意两点间的部分叫做圆弧
C.平分弦的直径垂直于弦
D.圆周角等于圆心角的一半
【分析】利用圆周角定理、垂径定理、圆心角、弧的关系等知识分别判断即可.
解:同圆或等圆中,相等的圆心角所对的弧相等,故A说法错误;
圆上任意两点间的部分叫做圆弧,故B说法正确;
平分弦(不是直径)的直径垂直于弦,故C说法错误;
同圆或等圆中,同弧所对的圆周角等于圆心角的一半,故D说法错误.
故选:B.
4.把抛物线y=x2向左平移1个单位,再向下平移2个单位,所得抛物线的解析式为( )
A.y=(x+1)2+2 B.y=(x﹣1)2+2 C.y=(x+1)2﹣2 D.y=(x﹣1)2﹣2
【分析】按照“左加右减,上加下减”的规律平移则可.
解:原抛物线的顶点为(0,0),向左平移1个单位,再向下平移2个单位,那么新抛物线的顶点为(﹣1,﹣2).
可设新抛物线的解析式为:y=(x﹣h)2+k,
代入得:y=(x+1)2﹣2.
故选:C.
5.如图,A,B,C是⊙O上的三个点,若∠B=32°,则∠AOC=( )
A.64° B.58° C.68° D.55°
【分析】利用圆周角定理即可求解.
解:如图,∵∠B=32°,
∴∠AOC=2∠B=2×32°=64°.
故选:A.
6.已知甲、乙两地相距s(单位:km),汽车从甲地匀速行驶到乙地,则汽车行驶的时间t(单位:h)关于行驶速度v(单位:km/h)的函数图象是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据实际意义,写出函数的解析式,根据函数的类型,以及自变量的取值范围即可进行判断.
解:根据题意有:s=v•t,
故s与t之间是正比例函数,其图象在第一象限.
故选:C.
7.已知二次函数y=﹣x2+2x+4,则下列关于这个函数图象和性质的说法,正确的是( )
A.图象的开口向上
B.图象的顶点坐标是(1,3)
C.当x<1时,y随x的增大而增大
D.图象与x轴有唯一交点
【分析】先利用配方法得到y=﹣(x﹣1)2+5,可根据二次函数的性质可对A、B、C进行判断;通过解方程﹣x2+2x+4=0可对D进行判断.
解:∵y=﹣x2+2x+4=﹣(x﹣1)2+5,
∴抛物线的开口向下,顶点坐标为(1,5),抛物线的对称轴为直线x=1,当x<1时,y随x的增大而增大,
令y=0,则﹣x2+2x+4=0,解方程解得x1=1+,x2=1﹣,
∴△=4﹣4×(﹣1)×4=20>0,
∴抛物线与x轴有两个交点.
故选:C.
8.如图是二次函数y=ax2+bx+c的图象,下列结论:①abc<0;②2a+b=0;③b2﹣4ac<0;④4a+2b+c<0.其中一定正确的有( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【分析】①根据抛物线的开口方向、抛物线对称轴位置、抛物线与y轴交点位置判定a、b、c的符号;
②根据对称轴的x=1来判断对错;
③由抛物线与x轴交点的个数判断对错;
④根据对称轴x=1来判断对错.
解:如图所示,对称轴x=﹣=1,则b=﹣2a,则2a+b=0,故②正确;
抛物线开口方向向下,则a<0,b=﹣2a>0.
抛物线与y轴交于正半轴,则c>0,
所以abc<0,
故①正确;
如图所示,抛物线与x轴有2个交点,则b2﹣4ac>0,故③错误;
对称轴x=1,当x=0与x=2时的点是关于直线x=1的对应点,
所以x=2与x=0时的函数值相等,所以4a+2b+c>0,故④错误;
综上所述,正确的结论为②④.
故选:B.
9.在同一平面直角坐标系中,一次函数y=ax+b和二次函数y=ax2+bx的图象可能为( )
A. B.
C. D.
【分析】根据二次函数的性质首先排除B选项,再根据a、b的值的正负,结合二次函数和一次函数的性质逐个检验即可得出答案.
解:根据题意可知二次函数y=ax2+bx的图象经过原点O(0,0),故B选项错误;
当a<0时,二次函数y=ax2+bx的图象开口向下,一次函数y=ax+b的斜率a为负值,故D选项错误;
当a<0、b>0时,二次函数y=ax2+bx的对称轴x=﹣>0,一次函数y=ax+b与y轴的交点(0,b)应该在y轴正半轴,故C选项错误;
当a>0、b<0时,二次函数y=ax2+bx的对称轴x=﹣>0,一次函数y=ax+b与y轴的交点(0,b)应该在y轴负半轴,故A选项正确.
故选:A.
10.如图,点E为平行四边形ABCD的边AB延长线上的一点,连接DE交BC于点F,则下列结论一定正确的是( )
A.= B.= C.= D.=
【分析】根据平行四边形的性质得到AD∥BC,AB=CD,根据相似三角形的性质即可得到结论.
解:∵四边形ABCD 是平行四边形,
∴AD∥BC,AB=CD,
∴△BEF∽△CDF,
∴,
∴,故A错误;
∵BF∥AD,
∴,
∴=,故B正确;
∵CD∥BE,
∴,故C错误,
=,故D错误.
故选:B.
二、填空题(每小题3分,共计30分)
11.若函数y=xm﹣2是y关于x的反比例函数,则m的值为 1 .
【分析】根据反比例函数的定义得出m﹣2=﹣1,再求出m即可.
解:∵函数y=xm﹣2是y关于x的反比例函数,
∴m﹣2=﹣1,
解得:m=1,
故答案为:1.
12.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AB=13,AC=5,则cosA的值是 .
【分析】根据余弦的定义解答即可.
解:在Rt△ABC中,cosA==,
故答案为:.
13.在△ABC中,∠BAC=90°,AD⊥BC,垂足为D,AD=3,BD=2,则CD的长为 .
【分析】根据同角的余角相等得到∠B=∠DAC,得到△ADB∽△CDA,根据相似三角形的性质列出比例式,代入计算即可.
解:∵∠BAC=90°,
∴∠BAD+∠DAC=90°,
∵AD⊥BC,
∴∠BAD+∠B=90°,
∴∠B=∠DAC,
∵∠ADB=∠CDA=90°,
∴△ADB∽△CDA,
∴=,即=,
解得:CD=,
故答案为:.
14.如图,在平面直角坐标系xOy中,点P为函数y=(x<0)图象上任意一点,过点P作PA⊥x轴于点A,则△PAO的面积是 2 .
【分析】利用反比例函数解析式设出P点坐标,分别用参数表示出线段AP和OA的长度,直接利用面积公式进行计算即可.
解:∵点P为函数y=图象上任意一点,
∴可设P(a,),
∴AP=﹣,OA=﹣a,
∴△PAO的面积为:==2,
故答案为:2.
15.如图,∠ADE=∠B,若AE=1,AC=DE=2,则BC的长为 4 .
【分析】先判断△ADE∽△ABC,然后利用相似比可计算出BC的长.
解:∵∠ADE=∠B,∠EAD=∠CAB,
∴△ADE∽△ABC,
∴=,
∴=,
∴BC=4.
故答案为:4.
16.如图,在▱ABCD中,E是AB的中点,EC交BD于点F,若△DCF的面积为4,则△BEF的面积为 1 .
【分析】根据平行四边形的性质得到AB∥CD,根据相似三角形的判定定理得到△BFE∽△DFC,根据相似三角形的性质计算.
解:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB∥CD,AB=CD,
∴△BFE∽△DFC,
∴△BEF与△DCF的面积比=()2=()2=,
∵△DCF的面积为4,
则△BEF的面积为1.
故答案为:1.
17.如图,点P、A、B、C在同一平面内,点A、B、C在同一直线上,且PC⊥AC,在点A处测得点P在北偏东60°方向上,在点B处测得点P在北偏东30°方向上,若AP=12千米,则A,B两点的距离为 4 千米.
【分析】根据题意和题目中的数据,可以计算出AC和BC的长,然后即可得到AB的长,从而可以解答本题.
解:∵PC⊥AC,在点A处测得点P在北偏东60°方向上,
∴∠PCA=90°,∠PAC=30°,
∵AP=12千米,
∴PC=6千米,AC=6千米,
∵在点B处测得点P在北偏东30°方向上,∠PCB=90°,PC=6千米,
∴∠PBC=60°,
∴BC===2千米,
∴AB=AC﹣BC=6﹣2=4(千米),
故答案为:4千米.
18.如图,AC是⊙O的直径,AD=6,CD=8,∠ADC的平分线交⊙O于B,则AB= 5 .
【分析】根据圆周角定理得出∠ADC=∠ABC=90°,根据勾股定理得到AC=10,根据圆心角、弦的关系得出BA=BC,根据勾股定理求解即可.
解:∵AC是⊙O的直径,
∴∠ADC=∠ABC=90°,
在Rt△ACD中,AD=6,CD=8,
∴AC===10,
∵∠ADC的平分线交⊙O于B,
∴BA=BC,
∴△ABC是等腰直角三角形,
设AB=BC=x,
根据勾股定理得,AB2+BC2=AC2,
即x2+x2=100,
∴x=5或x=﹣5(舍去),
∴AB=5,
故答案为:5.
19.如图,在矩形ABCD中,AB=2AD=6,点P为AB边上一点,且AP≤3,连接DP,将△ADP沿DP折叠,点A落在点M处,连接CM,BM,当△BCM为等腰三角形时,BP的长为 3或6﹣ .
【分析】①当BC=CM时,△BCM为等腰三角形,
当BM=CM时,当△BCM为等腰三角形时,
③当BC=BM=3时,由折叠的性质得,根据等腰三角形的性质和勾股定理即可得到结论.
解:①如图1,当BC=CM时,△BCM为等腰三角形,
∴点M落在CD边上,如图1,DN=AD=3,
∴四边形APMD是正方形,
∴AP=3,∵AB=CD=6,
∴BP=3;
②如图2,当BM=CM时,当△BCM为等腰三角形时,
∴点M落在BC的垂直平分线上,如图2,
过M作BC的垂直平分线交AD于H交BC于G,
∴AH=DH=AD,
∵将△ADP沿DP折叠,点A落在点M处,
∴AD=DM,
∴DH=DM,
∴∠ADM=60°,
∴∠ADP=∠PDM=30°,
∴AP=AD=,
∴PB=6﹣;
③当BC=BM=3时,
由折叠的性质得,DM=AD=3,
∴DM+BM=6,而BD==3,
∴DM+BM<BD,故这种情况不存在,
综上所述,BP的长为3或6﹣,
故答案为:3或6﹣.
20.如图,点E在菱形ABCD的边BC上,连接AE,点F为AD的中点,FG⊥AE,点G为垂足,∠B=60°,AE=7,FG=2,则AG的长为 .
【分析】过点A作AM⊥BC于M,证△AGF∽△EMA,得=,再求出AB=2,则AF=,然后在Rt△AGF中,由勾股定理求出AG即可.
解:过点A作AM⊥BC于M,如图所示:
∵∠B=60°,
∴AM=sin60°×AB=AB,∠BAM=90°﹣60°=30°,
∵四边形ABCD是菱形,
∴∠BAD=180°﹣60°=120°,AB=AD,
∴∠MAD=∠BAD﹣∠BAM=120°﹣30°=90°,
∴∠MAE+∠GAF=∠MAE+∠MEA=90°,
∴∠GAF=∠MEA,
∵FG⊥AE,
∴∠AGF=∠EMA=90°,
∴△AGF∽△EMA,
∴=,
∵点F为AD的中点,
∴AF=AD=AB,
∴=,
解得:AB=2或AB=﹣2(不合题意舍去),
∴AF=×2=,
在Rt△AGF中,由勾股定理得:AG===,
故答案为:.
三、解答题(共计60分)
21.先化简,再求值:÷(﹣2),其中x=4sin45°+2cos60°.
【分析】根据分式的运算法则即可求出答案.
解:当x=4×+2×=2+1时,
原式=•
=
=
=
22.如图,4×10长方形网格中,每个小正方形的顶点称为格点,每个小正方形的边长均为1,点A,B,E,F都在格点上,按下列要求作图,使得所画图形的顶点均在格点上.
(1)在图中画出以AB为边的正方形ABCD;
(2)在图中画出以EF为边的等腰三角形EFG,且△EFG的周长为;
(3)在(1)(2)的条件下,连接CG,则线段CG的长为 .
【分析】(1)根据正方形的判定画出以AB为边的正方形ABCD即可;
(2)画出以EF为边的等腰三角形EFG,且△EFG的周长为等腰三角形即可;
(3)由勾股定理求出CG即可.
解:(1)如图,所作正方形ABCD即为以AB为边的正方形ABCD;
(2)如图,所作△EFG即为以EF为边的等腰三角形EFG,且△EFG的周长为;
(3)如图,CG==.
23.如图,正比例函数与反比例函数的图象交于A、B两点,点A的坐标为(1,2).
(1)求反比例函数的解析式;
(2)根据图象直接写出使正比例函数的值大于反比例函数值的x取值范围 ﹣1<x<0或x>1 .
【分析】(1)把y=﹣2代入y=2x中求出x的值,确定出A坐标,利用对称性确定出B坐标,把A点坐标代入反比例解析式求出k的值,即可确定出反比例解析式;
(2)根据图象,找出正比例函数图象位于反比例函数图象上方时x的范围即可.
解:(1)设反比例函数的解析式为:y=,
将点A的坐标为(1,2)代入y=得:k=2,
∴反比例解析式为y=,
同理可得正比例函数的解析式为:y=2x,
∴B(﹣1,﹣2);
(2)由图象得:﹣1<x<0或x>1时,正比例函数值大于反比例函数值.
故答案为:﹣1<x<0或x>1.
24.如图,AC是⊙O的直径,弦BD⊥AO于点E,联结BC,过点O作OF⊥BC于点F,BD=8,AE=2.
(1)求⊙O的半径;
(2)求OF的长度.
【分析】(1)连接OB,根据垂径定理求出BE,根据勾股定理计算,得到答案;
(2)根据勾股定理求出BC,根据垂径定理求出BF,根据勾股定理计算,得到答案.
解:(1)连接OB,
设⊙O的半径为x,则OE=x﹣2,
∵OA⊥BD,
∴BE=ED=BD=4,
在Rt△OEB中,OB2=OE2+BE2,即x2=(x﹣2)2+42,
解得,x=5,即⊙O的半径为5;
(2)在Rt△CEB中,BC===4,
∵OF⊥BC,
∴BF=BC=2,
∴OF==.
25.某商店销售一种成本为40元/千克的水产品,若按50元/千克销售,一个月可售出500千克,销售价每涨价1元,月销售量就减少10千克.设售价为x(单位:元),月销售量为y(单位:千克),月销售利润为W(单位:元).
(1)直接写出y与x之间的函数解析式以及自变量x的取值范围;
(2)当月销售利润为6750元时,售价为多少元?
(3)当售价定为多少元时月销售利润最大?并求出最大月销售利润.
【分析】(1)根据按50元/千克销售,一个月可售出500千克,销售价每涨价1元,月销售量就减少10千克写出月销售量为y与售价为x的函数关系式,并求出自变量的取值范围;
(2)根据月利润=每千克的利润×销售量列出一元二次方程,解方程即可;
(3)根据月利润=每千克的利润×销售量列出函数关系式,再根据函数的性质求函数最值.
解:(1)由题意可得:y=500﹣10(x﹣50)=﹣10x+1000,
∵x﹣50≥0且﹣10x+100≥0,
∴50≤x≤100,
∴y与x之间的函数解析式为y=﹣10x+1000(50≤x≤100);
(2)根据题意得:(x﹣40)(﹣10x+1000)=6750,
整理,得:x2﹣140x+4675=0,
解得:x1=55,x2=85,
∴当月销售利润为6750元时,售价为55元或85元;
(3)设月销售利润为W,
则W=(x﹣40)y=(x﹣40)(﹣10x+1000)=﹣10x2+1400x﹣40000=﹣10(x﹣70)2+9000,
∵﹣10<0,
∴当x=70时,y取得最大值,此时y=9000,
答:当售价定为70元时月销售利润,最大利润是9000元.
26.正方形ABCD中,点E、F在BC、CD上,且BE=CF,AE与BF交于点G.
(1)如图1,求证AE⊥BF;
(2)如图2,在GF上截取GM=GB,∠MAD的平分线交CD于点H,交BF于点N,连接CN,求证:AN+CN=BN;
(3)在(2)的条件下,若tan∠AEB=3,S△CHN=,求AB的长.
【分析】(1)先证明△CFB≌△BEA(SAS),得∠BEA=∠BFC,可得结论;
(2)过B作BP⊥BN,与NA的延长线交于点P,由正方形ABCD的性质结合已知条件证明△ABP≌△CBN,△PBN是等腰直角三角形,从而可得结论;
(3)如图3,延长CB至Q,使BQ=DH,连接AQ,EH,先根据三角函数定义设BE=x,则AB=3x,CE=2x,证明△ABQ≌△ADH和△EAH≌△EAQ(SAS),设DH=y,根据勾股定理列方程为(x+y)2=(2x)2+(3x﹣y)2,得y=x,由三角形内角和定理得∠DAH=∠HCN,最后由三角函数定义列等式可得HN和CN的长,由三角形面积公式可得答案.
【解答】(1)证明:如图1,∵四边形ABCD为正方形,
∴AB=CB,∠ABC=∠C=90°,
∵BE=CF,
∴△CFB≌△BEA(SAS),
∴∠BEA=∠BFC,
∵∠FBC+∠BFC=90°,
∴∠FBC+∠BEG=∠FBC+∠BFC=90°,
∴∠BGE=90°,
∴AE⊥BF;
(2)证明:如图2,过B作BP⊥BN,交NA的延长线于点P,
∵AB=BC,∠ABC=∠PBN=90°,
∴∠PBA=∠NBC,
由(1)得:AE⊥BF.
∴PB∥AE,
∴∠P=∠EAN,
∵BG=MG,则AE是BM的垂直平分线,
∴AB=AM,则∠BAG=∠MAG,
∵AN平分∠DAM,
∴∠DAN=∠MAN,
∴∠EAM+∠MAN=∠EAN=45°=∠P,
∴∠BNP=45°=∠P,
∴BP=BN,PN=BN,
∴△ABP≌△CBN(SAS),
∴AP=CN,
∴AN+CN=AP+AN=PN=BN;
(3)解:∵tan∠AEB==3,
∴设BE=x,则AB=3x,CE=2x,
如图3,延长CB至Q,使BQ=DH,连接AQ,EH,
∵AD=AB,∠D=∠ABQ=90°,DH=BQ,
∴△ABQ≌△ADH(SAS),
∴DH=BQ,∠DAH=∠QAB,AQ=AH,
∴∠QAB+∠BAE=∠BAE+∠DAH=45°=∠EAH,
∵AE=AE,
∴△EAH≌△EAQ(SAS),
∴EQ=EH,
设DH=y,
∴EH=EQ=x+y,
在Rt△EHC中,由勾股定理得:EH2=CE2+CH2,
即(x+y)2=(2x)2+(3x﹣y)2,
解得:y=x,
∴DH=CH=x,
∵∠BNC=∠P=45°,∠BNP=45°,
∴∠CNH=90°=∠D,
∵∠AHD=∠CHN,
∴∠DAH=∠HCN,
∴tan∠HCN=tan∠DAH,
∴,即=,
∴HN=,CN=,
∵S△CHN=,
∴=•=,
∴x=±2(负值舍去),
∴AB=3x=6.
27.如图,已知抛物线y=x2+bx+c与坐标轴交于A,B,C三点,直线BC的解析式为y=x﹣4.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点P为直线BC下方抛物线上的一点连接PB、PC,设点P的横坐标为t,△PBC的面积为S,求S与t的函数关系式,并直接写出t的取值范围;
(3)点Q在抛物线上,连接CQ,当tan∠QCB=时,连接AQ交直线BC于点M,求的值.
【分析】(1)由直线BC的解析式为y=x﹣4得出B、C点的坐标,代入抛物线解析式,即可求出抛物线的解析式;
(2)设P(t,t2﹣3t﹣4),0<t<4,过点P作PH⊥x轴,交y=x﹣4于点H,则H(t,t﹣4),进而求得PH的长度,根据S=•PH•|xB﹣xC|即可求得;
(3)①当点Q在x轴上方时,如图,过Q作QT⊥y轴于点T,QS⊥CM于点S,交y轴于点R,设CQ与x轴的交点为D,过Q、M分别作x轴的垂线,垂足分别为F、G,由tan∠QCB=,设QS=k,则CS=RS=7k,根据tan∠OCD==,求得D点的坐标,进而求得CQ的直线解析式,联立抛物线解析式求得Q点的坐标,进而求得直线AM的解析式,联立BC的解析式进而求得M点的坐标,根据平行线分线段成比例即可求得的值,②当点Q在x轴下方时,方法同①.
解:(1)∵直线BC的解析式为y=x﹣4,
∴当x=0时,y=﹣4,当y=0时,x=4,
∴C(0,﹣4)、B(4,0),
把C(0,﹣4)、B(4,0)代入y=x2+bx+c得:
,
解得:,
∴y=x2﹣3x﹣4;
(2)点P为直线BC下方抛物线上的一点连接PB、PC,如图,
∵点P的横坐标为t,
∴P(t,t2﹣3t﹣4),
过点P作PH⊥x轴,交y=x﹣4于点H,则H(t,t﹣4),
∴PH=t﹣4﹣(t2﹣3t﹣4)=﹣t2+4t,
∴S=•PH•|xB﹣xC|=×(﹣t2+4t)×4=﹣2t2+8t,
∴S=﹣2t2+8t(0<t<4);
(3)∵抛物线解析式为y=x2﹣3x﹣4,
当y=0时,x2﹣3x﹣4=0,
解得:x1=﹣1,x2=4,
∴A(﹣1,0),
①当点Q在x轴上方时,如图,过Q作QT⊥y轴于点T,QS⊥CM于点S,交y轴于点R,设CQ与x轴的交点为D,过Q、M分别作x轴的垂线,垂足分别为F、G,
∵A(﹣1,0),B(4,0),C(0,﹣4),
∴OB=OC=4,
∴∠OCB=45°,
∵RS⊥CS,
∴∠SRC=45°,
∴RS=CS,RC=RS,
∵tan∠QCB=,
∴CS=7QS,
设QS=k,则CS=RS=7k,RQ=QS﹣QS=6k,
∴CR=7k,
∵∠QRT=45°,QT⊥RT,
∴TQ=sin∠QRT•RQ=×6k=3k=RT,
∴TC=RC﹣RT=7k﹣3k=4k,
∵tan∠OCD==,OC=4,TQ=3k,TC=4k,
∴,
∴OD=3,
∴D(3,0),
设直线CQ的解析式为:y=kx+b,将C(0,﹣4)、D(3,0)代入得:
,
解得:,
∴y=,
联立抛物线解析式得:
,
解得:,,
∴Q(,),
设直线AQ的解析式为:y=mx+n,将A(﹣1,0)、Q(,)代入得:
,
解得:,
∴直线AQ的解析式为:y=x+,
联立直线BC的解析式y=x﹣4:
,
解得:,
∴M(,),
∵QF⊥x轴,MG⊥x轴,则F(,0)、G(,0)、A(﹣1,0),
∴GF=﹣=,GA=+1=,
∵OF∥MG,
∴,
∴==,
②当点Q在x轴下方时,如图,过Q作QT⊥y轴于点T,QS⊥CM于点S,交y轴于点R,设CQ与x轴的交点为D,过Q、M分别作x轴的垂线,垂足分别为F、G,
∵OB=OC=4,
∴∠OCB=45°,
∵RS⊥CS,
∴∠SRC=45°,
∴RS=CS,RC=RS,
∵tan∠QCB=,
∴CS=7QS,
设QS=k,则CS=RS=7k,RQ=QS+QS=8k,
∴CR=7k,
∵∠QRT=45°,QT⊥RT,
∴TQ=sin∠QRT•RQ=×8k=4k=RT,
∴TC=RC﹣RT=7k﹣4k=3k,
∵tan∠OCD==,OC=4,TQ=4k,TC=3k,
∴,
∴OD=,
∴D(,0),
设直线CQ的解析式为:y=kx+b,将C(0,﹣4)、D(,0)代入得:
,
解得:,
∴y=x﹣4,
联立抛物线解析式得:
,
解得:,,
∴Q(,),
设直线AQ的解析式为:y=mx+n,将A(﹣1,0)、Q(,)代入得:
,
解得:,
∴直线AQ的解析式为:y=x﹣,
联立直线BC的解析式y=x﹣4:
,
解得:,
∴M(3,﹣1),
∵QF⊥x轴,MG⊥x轴,则F(,0)、G(3,0)、A(﹣1,0),
∴GF=﹣3=,GA=3+1=4,
∵OF∥MG,
∴,
∴==,
综上所述,的值为或.
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