+吉林省长春市汽开区2023-2024学年九年级上学期期末数学试卷
展开1.(3分)2sin45°的值为( )
A.B.1C.D.
2.(3分)将二次函数y=x2﹣6x+2化成y=a(x﹣h)2+k的形式为( )
A.y=(x﹣3)2+2B.y=(x﹣3)2﹣7
C.y=(x+3)2﹣7D.y=(x﹣6)2+2
3.(3分)若点A在二次函数y=(x﹣5)2﹣4图象的对称轴上,则点A的坐标可能是( )
A.(﹣5,0)B.(5,0)C.(0,4)D.(0,﹣4)
4.(3分)某学校每年抽出一部分资金购买书籍用于扩充图书室.已知2021年该学校用于购买图书的费用为10000元,2023年用于购买图书的费用增加到14400元.设该校这两年购买图书的费用的年平均增长率为x,根据题意可列方程为( )
A.10000(1+x)2=14400B.10000(1+2x)=14400
C.10000(1+x)•2=14400D.10000(1+x2)=14400
5.(3分)已知点A是⊙O外一点,且⊙O的半径为6,则OA的长可能为( )
A.2B.4C.6D.8
6.(3分)如图,某零件的外径为12cm,用一个交叉卡钳(AC=BD),且量得CD=5cm,则零件的厚度x为( )
A.2cmB.1.5cmC.1cmD.0.5cm
7.(3分)如图,一架梯子斜靠在墙上,梯子AB的长为10米,则墙的高度BC为( )
A.10cs41°米B.10sin41°米
C.米D.米
8.(3分)如图,在圆形纸板上裁剪两个扇面.具体操作如下:作⊙O的任意一条直径FC,以点F为圆心、OF长为半径作圆;以点C为圆心、OC长为半径作圆,与⊙O相交于点D、B,得到两个扇形,并裁剪下来.若⊙O的半径为10cm(图中阴影部分图形)的面积为( )
A.B.C.D.
二、填空题(本大题共6小题,每小题3分,共18分)
9.(3分)关于x的方程x2﹣2x+k=0有两个相等的实数根,则k的值是 .
10.(3分)抛物线y=3(x﹣2)2+9的顶点坐标为 .
11.(3分)如图,练习本中的横格线都平行,且相邻两条横格线间的距离都相等,则线段BC= cm.
12.(3分)如图,MN是⊙O的切线,M是切点,则∠MON的大小为 度.
13.(3分)如图,AB为半圆O的直径,现将一块等腰直角三角板如图放置,斜边过点B,一条直角边交该半圆于点Q.若AB=4 .
14.(3分)跳绳是大家喜爱的一项体育运动,当绳子甩到最高处时,其形状视为一条抛物线.如图是小冬与小雪将绳子甩到最高处时的示意图,并且相距4米,现以两人的站立点所在的直线为x轴,其中小冬拿绳子的手的坐标是(0,1).身高1.60米的小丽站在绳子的正下方,绳子刚好经过她的头顶.若身高1.75米的小伟站在这条绳子的正下方,他距y轴m米,则m的取值范围为 .
三、解答题(本大题共10小题,共78分)
15.(6分)解方程:x2﹣4x+1=0.
16.(6分)现有三张不透明的卡片,其中两张卡片的正面图案均为成都第31届世界大学生夏季运动会会徽(卡片分别记为A1,A2,第三张卡片的正面图案为成都第31届世界大学生夏季运动会吉祥物“蓉宝”(卡片记为B),卡片除正面图案不同外,其余均相同.将这三张卡片背面向上洗匀,记录图案后放回,重新洗匀后再从中随机抽取一张.请用画树状图(或列表),求两次抽出的卡片上的图案都是“蓉宝”的概率.
17.(6分)已知二次函数y=ax2+bx﹣2(a≠0)的图象经过点(﹣1,﹣4)、(1,6),求这个二次函数的表达式.
18.(7分)在汽开区中小学科技节会场上,一架无人机进行实时航拍.如图,无人机在空中A处的飞行高度为AC,已知BC=70米,求此时无人机的飞行高度AC.(结果精确到0.1米)
【参考数据:sin18°≈0.309,cs18°≈0.951,tan18°≈0.325】
19.(7分)图①、图②、图③均是6×6的正方形网格,每个小正方形的顶点称为格点,△ABC的顶点均在格点上,在给定的网格中,按下列要求作图
(1)在图①中△ABC的边BC上确定一点E,连结DE,使DE∥AC.
(2)在图②中△ABC的边AC上确定一点F,连结DF,使∠AFD=∠C.
(3)在图③中△ABC的边AC上确定一点G,连结DG,使∠AGD=∠B.
20.(7分)如图,AB为⊙O的直径,点C、D都在⊙O上,过点D作DE⊥BC,交BC的延长线于点E.
(1)求证:DE是⊙O的切线.
(2)延长ED交BA的延长线于点F.若∠F=30°,AB=8,则BE的长为 .
21.(8分)如图,在平面直角坐标系中,抛物线(﹣1,0)和点,顶点为C.
(1)求这条抛物线所对应的二次函数的表达式.
(2)求顶点C的坐标.
(3)当时,直接写出x的取值范围.
22.(9分)【问题呈现】小华在一次学习过程中遇到了下面的问题:
点A为⊙O内一定点,点P为⊙O上一动点,确定点P的位置
【问题解决】以下是小华的方法:
如图①,连结AO并延长交⊙O于点P,点P为所求.
理由如下:在⊙O上取点P′(异于点P),连结AP′、OP′.
接下来只需证明AP>AP′.
请你补全小华的证明过程.
【类比结论】点A为⊙O外一定点,点P为⊙O上一动点,设⊙O的半径为r,则线段AP长度的最大值为 ,线段AP长度的最小值为 .(用含r、m的代数式表示)
【拓展延伸】如图②,在半圆O中,直径AB的长为10,AD=6,点C在,连结AC,H是AC上一点,连结BH.在点C运动的过程中,线段BH长度的最小值为 .
23.(10分)如图,在△ABC中,∠A=90°,AC=10,点D为边AC的中点,沿折线AB﹣BC向点C运动,点P在AB上以每秒1个单位长度的速度运动个单位长度的速度运动,在点P运动过程中,将△APD沿PD翻折得到△A′PD.设点P的运动时间为t秒(0<t<10).(1)求BC的长.
(2)用含t的代数式表示线段BP的长.
(3)当△A′PD与△ABC相似时,求t的值.
(4)当四边形APA′D为中心对称图形时,直接写出t的值.
24.(12分)在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+nx+n经过点A(4,﹣6).点P是该抛物线上一点,其横坐标为m.以AP为对角线作矩形ABPC
(1)求抛物线所对应的函数表达式.
(2)当抛物线在矩形ABPC内部的点的纵坐标y随x的增大而减小时,m的取值范围为 .
(3)设抛物线在矩形ABPC内部的图象(包括边界)的最高点的纵坐标与最低点的纵坐标之差为h时,求h与m之间的函数关系式.
(4)设这条抛物线的顶点为D,△APD的面积为S.当S=6时,直接写出m的值.
2023-2024学年吉林省长春市汽开区九年级(上)期末数学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本大题共8小题,每小题3分,共24分)
1.(3分)2sin45°的值为( )
A.B.1C.D.
【分析】根据特殊角的正弦值解决此题.
【解答】解:2sin45°=2×=.
故选:A.
【点评】本题主要考查特殊角的三角函数值,熟练掌握特殊角的正弦值是解决本题的关键.
2.(3分)将二次函数y=x2﹣6x+2化成y=a(x﹣h)2+k的形式为( )
A.y=(x﹣3)2+2B.y=(x﹣3)2﹣7
C.y=(x+3)2﹣7D.y=(x﹣6)2+2
【分析】利用配方法把一般式化为顶点式,判断即可.
【解答】解:y=x2﹣6x+5
=x2﹣6x+4﹣9+2
=(x﹣5)2﹣7,
故选:B.
【点评】本题考查的是二次函数的三种形式,正确利用配方法把一般式化为顶点式是解题的关键.
3.(3分)若点A在二次函数y=(x﹣5)2﹣4图象的对称轴上,则点A的坐标可能是( )
A.(﹣5,0)B.(5,0)C.(0,4)D.(0,﹣4)
【分析】根据函数解析式可确定对称轴为x=5,点A在对称轴上,因此A的横坐标为5,进而可得答案.
【解答】解:二次函数y=(x﹣5)2﹣3图象的对称轴为x=5,
∵点A在二次函数y=(x﹣5)7﹣4图象的对称轴上,
∴点A的横坐标为5,
故选:B.
【点评】此题主要考查了二次函数的性质,关键是正确确定抛物线的对称轴.
4.(3分)某学校每年抽出一部分资金购买书籍用于扩充图书室.已知2021年该学校用于购买图书的费用为10000元,2023年用于购买图书的费用增加到14400元.设该校这两年购买图书的费用的年平均增长率为x,根据题意可列方程为( )
A.10000(1+x)2=14400B.10000(1+2x)=14400
C.10000(1+x)•2=14400D.10000(1+x2)=14400
【分析】根据题意和题目中的数据,可以列出方程10000(1+x)2=14400,然后即可判断哪个选项符合题意.
【解答】解:由题意可得,
10000(1+x)2=14400.
故选:A.
【点评】本题考查由实际问题抽象出一元二次方程,解答本题的关键是明确题意,列出相应的方程,这是一道典型的增长率问题.
5.(3分)已知点A是⊙O外一点,且⊙O的半径为6,则OA的长可能为( )
A.2B.4C.6D.8
【分析】根据点在圆外,点到圆心的距离大于圆的半径6可对各选项进行判断.
【解答】解:∵点A是⊙O外一点,
∴OA>6,
∴OA的长可能为8.
故选:D.
【点评】本题考查了点与圆的位置关系:若半径为r,点到圆心的距离为d,则有当d>r时,点在圆外;当d=r时,点在圆上,当d<r时,点在圆内.
6.(3分)如图,某零件的外径为12cm,用一个交叉卡钳(AC=BD),且量得CD=5cm,则零件的厚度x为( )
A.2cmB.1.5cmC.1cmD.0.5cm
【分析】求出△AOB和△COD相似,利用相似三角形对应边成比例列式计算求出AB,再根据外径的长度解答.
【解答】解:∵OA:OC=OB:OD=2,∠AOB=∠COD,
∴△AOB∽△COD,
∴AB:CD=2,
∴AB:2=2,
∴AB=10(cm),
∵外径为12cm,
∴10+2x=12,
∴x=7(cm).
故选:C.
【点评】本题考查相似三角形的应用,解题的关键是利用相似三角形的性质求出x的长.
7.(3分)如图,一架梯子斜靠在墙上,梯子AB的长为10米,则墙的高度BC为( )
A.10cs41°米B.10sin41°米
C.米D.米
【分析】根据正弦的定义计算,得到答案.
【解答】解:在Rt△ABC中,AB=10米,
∵sin∠BAC=,
∴BC=AB•sin∠BAC=10sin41°(米),
故选:B.
【点评】本题考查的是解直角三角形的应用﹣坡度坡角问题,熟记锐角三角函数的定义是解题的关键.
8.(3分)如图,在圆形纸板上裁剪两个扇面.具体操作如下:作⊙O的任意一条直径FC,以点F为圆心、OF长为半径作圆;以点C为圆心、OC长为半径作圆,与⊙O相交于点D、B,得到两个扇形,并裁剪下来.若⊙O的半径为10cm(图中阴影部分图形)的面积为( )
A.B.C.D.
【分析】连接EB,AD,将图中阴影部分面积拼补为扇形EDO与扇形AOB面积之和,进一步利用扇形的面积公式从而求出阴影部分的面积=×2,即可求解.
【解答】解:连接EB,AD,
∵EF,AF的面积与弓形EO,弓形CD,OB的面积相等,
∴图中阴影部分的面积=S扇形EDO+S扇形ABO,
∵OE=OD=AO=OB=OF=OC=10cm,
∴△EDO、△AOB是正三角形,
∴阴影部分的面积=×2=2).
故选:B.
【点评】本题考查扇形的面积;通过拼补将阴影部分的面积转化为扇形的面积是解题的关键.
二、填空题(本大题共6小题,每小题3分,共18分)
9.(3分)关于x的方程x2﹣2x+k=0有两个相等的实数根,则k的值是 1 .
【分析】根据根的判别式Δ=0,即可得出关于k的一元一次方程,解之即可得出k值.
【解答】解:∵关于x的方程x2﹣2x+k=3有两个相等的实数根,
∴Δ=(﹣2)2﹣2×1×k=0,
解得:k=2.
故答案为:1.
【点评】本题考查了根的判别式,牢记“当Δ=0时,方程有两个相等的实数根”是解题的关键.
10.(3分)抛物线y=3(x﹣2)2+9的顶点坐标为 (2,9) .
【分析】根据抛物线的顶点式,可以直接写出该抛物线的顶点坐标.
【解答】解:∵抛物线y=3(x﹣2)4+9,
∴该抛物线的顶点坐标为(2,5),
故答案为:(2,9).
【点评】本题考查二次函数的性质,解答本题的关键是由顶点式可以写出顶点坐标.
11.(3分)如图,练习本中的横格线都平行,且相邻两条横格线间的距离都相等,则线段BC= 6 cm.
【分析】过点A作AE⊥CE于点E,交BD于点D,根据平行线分线段成比例可得=,代入计算即可解答.
【解答】解:如图,过点A作AE⊥CE于点E,
∵练习本中的横格线都平行,且相邻两条横格线间的距离都相等,
∴=,
即,
∴BC=6cm.
故答案为:6.
【点评】本题主要考查平行线分线段成比例,掌握平行线分线段所得线段对应成比例是解题的关键.
12.(3分)如图,MN是⊙O的切线,M是切点,则∠MON的大小为 54 度.
【分析】根据切线的性质得到∠OMN=90°,然后利用互余计算出∠MON的度数.
【解答】解:∵MN是⊙O的切线,M是切点,
∴OM⊥MN,
∴∠OMN=90°,
∵∠N=36°,
∴∠MON=90°﹣36°=54°.
故答案为:54.
【点评】本题考查了切线的性质:圆的切线垂直于经过切点的半径.
13.(3分)如图,AB为半圆O的直径,现将一块等腰直角三角板如图放置,斜边过点B,一条直角边交该半圆于点Q.若AB=4 π .
【分析】连接OQ,根据圆周角定理可得出∠QOB=2∠P=90°,根据弧长公式即可得出结论.
【解答】解:连接OQ,
∵∠P=45°,
∴∠QOB=2∠P=90°,
∵AB=4,
∴OB=6,
∴弧BQ的长==π.
故答案为:π.
【点评】本题考查的是圆周角定理,掌握弧长公式是解答此题的关键.
14.(3分)跳绳是大家喜爱的一项体育运动,当绳子甩到最高处时,其形状视为一条抛物线.如图是小冬与小雪将绳子甩到最高处时的示意图,并且相距4米,现以两人的站立点所在的直线为x轴,其中小冬拿绳子的手的坐标是(0,1).身高1.60米的小丽站在绳子的正下方,绳子刚好经过她的头顶.若身高1.75米的小伟站在这条绳子的正下方,他距y轴m米,则m的取值范围为 1.5<m<2.5 .
【分析】依据题意,设解析式为y=a(x﹣2)2+k,再由小丽的坐标(1,1.6),且过(0,1),求出a,k,最后令y=1.75时,求出x,进而表示出m的范围.
【解答】解:由题意,设解析式为y=a(x﹣2)2+k,
又由小丽的坐标(8,1.6),2),
∴a=﹣,k=.
∴解析式为y=﹣(x﹣2)2+.
又令y=1.75时,
∴x=3.5或x=1.8.
∴1.5<m<7.5.
【点评】本题主要考查二次函数的实际应用,解题的关键在于数值运算,为基础题.
三、解答题(本大题共10小题,共78分)
15.(6分)解方程:x2﹣4x+1=0.
【分析】根据配方法可以解答此方程.
【解答】解:x2﹣4x+7=0
x2﹣3x+4=3
(x﹣8)2=3
x﹣5=
∴x1=3+,x2=5﹣;
【点评】本题考查解一元二次方程﹣配方法,解答本题的关键是会用配方法解方程的方法.
16.(6分)现有三张不透明的卡片,其中两张卡片的正面图案均为成都第31届世界大学生夏季运动会会徽(卡片分别记为A1,A2,第三张卡片的正面图案为成都第31届世界大学生夏季运动会吉祥物“蓉宝”(卡片记为B),卡片除正面图案不同外,其余均相同.将这三张卡片背面向上洗匀,记录图案后放回,重新洗匀后再从中随机抽取一张.请用画树状图(或列表),求两次抽出的卡片上的图案都是“蓉宝”的概率.
【分析】用树状图表示所有等可能出现的结果,再由概率的定义进行解答即可.
【解答】解:用树状图表示所有等可能出现的结果如下:
共有9种等可能出现的结果,其中两张卡片上的图案都是“蓉宝”的只有1种,
所以两次抽出的卡片上的图案都是“蓉宝”的概率为.
【点评】本题考查列表法活树状图法,列举出所有等可能出现的结果是正确解答的关键.
17.(6分)已知二次函数y=ax2+bx﹣2(a≠0)的图象经过点(﹣1,﹣4)、(1,6),求这个二次函数的表达式.
【分析】把2个已知点的坐标分别代入y=ax2+bx﹣2中得到关于a、b的方程组,然后解方程组即可.
【解答】解:把(﹣1,﹣4),7)分别代入数y=ax2+bx﹣2得,
解得,
所以这个二次函数解析式为y=7x2+5x﹣7.
【点评】本题考查了待定系数法求二次函数的解析式:在利用待定系数法求二次函数关系式时,要根据题目给定的条件,选择恰当的方法设出关系式,从而代入数值求解.也考查了二次函数图象上点的坐标特征.
18.(7分)在汽开区中小学科技节会场上,一架无人机进行实时航拍.如图,无人机在空中A处的飞行高度为AC,已知BC=70米,求此时无人机的飞行高度AC.(结果精确到0.1米)
【参考数据:sin18°≈0.309,cs18°≈0.951,tan18°≈0.325】
【分析】根据正切的定义求出AC.
【解答】解:在Rt△ACB中,BC=70米,
∵tanα=,
∴AC=BC•tanα=70tan18°≈70×0.325≈22.8米),
答:无人机的飞行高度AC约为22.5.
【点评】本题考查的是解直角三角形的应用﹣仰角俯角问题,掌握锐角三角函数的定义是解题的关键.
19.(7分)图①、图②、图③均是6×6的正方形网格,每个小正方形的顶点称为格点,△ABC的顶点均在格点上,在给定的网格中,按下列要求作图
(1)在图①中△ABC的边BC上确定一点E,连结DE,使DE∥AC.
(2)在图②中△ABC的边AC上确定一点F,连结DF,使∠AFD=∠C.
(3)在图③中△ABC的边AC上确定一点G,连结DG,使∠AGD=∠B.
【分析】(1)利用网格特征作出BC的中点E,连接DE即可;
(2)利用网格特征作出线段AC的中点F,连接DF即可;
(3)利用平行线分线段成比例定理作出线段AG=,连接DG即可.
【解答】解:(1)如图1中,线段DE即为所求;
(2)如图2中,线段DF即为所求;
(3)如图5中,线段DG即为所求.
【点评】本题考查作图﹣应用与设计作图,解题的关键是理解题意,学会利用数形结合的思想解决问题.
20.(7分)如图,AB为⊙O的直径,点C、D都在⊙O上,过点D作DE⊥BC,交BC的延长线于点E.
(1)求证:DE是⊙O的切线.
(2)延长ED交BA的延长线于点F.若∠F=30°,AB=8,则BE的长为 6 .
【分析】(1)连结OD,如图,先证明∠ODB=∠EBD得到OD∥BE,再利用DE⊥BE得到DE⊥OD,然后根据切线的判定方法得到结论;
(2)根据含30度角的直角三角形三边的关系,先在Rt△ODF中计算出OF=8,则BF=12,然后在Rt△EFB中可计算出BE的长.
【解答】(1)证明:连结OD,如图,
∵BD平分∠ABC,
∴∠OBD=∠EBD,
∵OB=OD,
∴∠ODB=∠OBD,
∴∠ODB=∠EBD,
∴OD∥BE,
∵DE⊥BE,
∴DE⊥OD,
∴DE是⊙O的切线;
(2)解:∵AB=8,
∴OA=OB=OD=4,
∵OD⊥EF,
∴∠ODF=90°,
在Rt△ODF中,
∵∠F=30°,
∴OF=2OD=8,
∴BF=OF+OB=8+8=12,
∵BE⊥EF,
∴∠E=90°,
在Rt△EFB中,
∵∠F=30°,
∴BE=BF=4.
故答案为:6.
【点评】本题考查了切线的判定与性质:经过半径的外端且垂直于这条半径的直线是圆的切线;圆的切线垂直于经过切点的半径.
21.(8分)如图,在平面直角坐标系中,抛物线(﹣1,0)和点,顶点为C.
(1)求这条抛物线所对应的二次函数的表达式.
(2)求顶点C的坐标.
(3)当时,直接写出x的取值范围.
【分析】(1)把A点和B点坐标代入y=﹣x2+bx+c中得到关于b、c的方程组,然后解方程组求出b、c即可;
(2)把(1)中的解析式配成顶点式,然后根据二次函数的性质求解.
(3)根据二次函数的性质求解即可.
【解答】解:(1)∵抛物线y=﹣x8+bx+c经过点A(﹣1,0)和点B(2,),
∴,
解得,
∴这条抛物线所对应的二次函数的表达式为y=﹣x2+2x+;
(2)∵y=﹣x2+2x+=﹣2+,
∴顶点C的坐标为(2,);
(3)∵y=时,x=6或4,
根据图象得当y时,0≤x≤4.
【点评】本题考查了待定系数法求二次函数的解析式:在利用待定系数法求二次函数关系式时,要根据题目给定的条件,选择恰当的方法设出关系式,从而代入数值求解.一般地,当已知抛物线上三点时,常选择一般式,用待定系数法列三元一次方程组来求解;当已知抛物线的顶点或对称轴时,常设其解析式为顶点式来求解;当已知抛物线与x轴有两个交点时,可选择设其解析式为交点式来求解.也考查了二次函数的性质.
22.(9分)【问题呈现】小华在一次学习过程中遇到了下面的问题:
点A为⊙O内一定点,点P为⊙O上一动点,确定点P的位置
【问题解决】以下是小华的方法:
如图①,连结AO并延长交⊙O于点P,点P为所求.
理由如下:在⊙O上取点P′(异于点P),连结AP′、OP′.
接下来只需证明AP>AP′.
请你补全小华的证明过程.
【类比结论】点A为⊙O外一定点,点P为⊙O上一动点,设⊙O的半径为r,则线段AP长度的最大值为 m+r ,线段AP长度的最小值为 m﹣r .(用含r、m的代数式表示)
【拓展延伸】如图②,在半圆O中,直径AB的长为10,AD=6,点C在,连结AC,H是AC上一点,连结BH.在点C运动的过程中,线段BH长度的最小值为 ﹣3 .
【分析】【问题解决】根据三角形三边关系求解即可;
【类比结论】结合【问题解决】求解即可;
【拓展延伸】取AD的中点M,连接BD,HM,BM.由题意点H在以M为圆心,MD为半径的⊙M上,推出当M、H、B共线时,BH的值最小.
【解答】解:【问题解决】如图①,连结AO并延长交⊙O于点P.
理由如下:在⊙O上取点P′(异于点P),连结AP′.
在△AOP′AOP中,OA+OP′>APAP′,
∵OP=OP′,
∴OA+OP>AP′,
即AP>AP′;
【类比结论】如图,线段AO交⊙O于点P′,
由【问题解决】知,此时AP长度最大为OA+OP=m+r,
当点P在P′位置时,AP长度最小为OA﹣OP′=m﹣r,
∴线段AP长度的最大值为m+r,线段AP长度的最小值为m﹣r,
故答案为:m+r;m﹣r;
【拓展延伸】解:如图②,取AD的中点M,HM.
∵∠DHC=90°,
∴∠AHD=90°,
∴点H在以M为圆心,MD为半径的⊙M上,
∴MH=MD=AD=7,
∴当M、H、B共线时,
∵AB是直径,
∴∠ADB=90°,
∴BD===8,
∴BM===,
∴BH的最小值为BM﹣MH=﹣6,
故答案为:﹣3.
【点评】本题是圆的综合题,考查点与圆的位置关系、勾股定理、圆周角定理等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线并能够根据点的运动情况确定H点的运动轨迹是解题的关键..
23.(10分)如图,在△ABC中,∠A=90°,AC=10,点D为边AC的中点,沿折线AB﹣BC向点C运动,点P在AB上以每秒1个单位长度的速度运动个单位长度的速度运动,在点P运动过程中,将△APD沿PD翻折得到△A′PD.设点P的运动时间为t秒(0<t<10).(1)求BC的长.
(2)用含t的代数式表示线段BP的长.
(3)当△A′PD与△ABC相似时,求t的值.
(4)当四边形APA′D为中心对称图形时,直接写出t的值.
【分析】(1)由勾股定理可得BC的长为5;
(2)分两种情况:当0<t≤5时,P在AB上,BP=5﹣t;当5<t≤10时,P在BC上,BP=(t﹣5)=t﹣5;
(3)当△A'PD与△ABC相似时,△APD与△ABC相似;分两种情况:当P在AB上时,===,即=,可得得AP=,t==;当P在BC上时,可求出BP=BC=,故t=+=+=;
(4)由四边形APA′D为中心对称图形,可知四边形APA′D为菱形;分两种情况:当P与B重合时,t==5;当P在BC上,四边形APA′D为菱形时,过A作AH⊥BC于H,由面积法求出AH===2,可得BH===;故BP=2,从而t=+=5+2=7.
【解答】解:(1)∵∠A=90°,AB=5,
∴BC===5,
∴BC的长为5;
(2)当0<t≤5时,P在AB上;
当6<t≤10时,P在BC上(t﹣5)=;
∴BP=;
(3)∵△A'PD是将△APD沿PD翻折得到,
∴当△A'PD与△ABC相似时,△APD与△ABC相似;
当P在AB上时,如图:
∵AB=3,AC=10,
∴===,即=,
解得AP=,
∴t==;
当P在BC上时,如图:
此时∠ADP=∠BAC=90°,==;
∴PD∥AB,
∵D为AC中点,
∴P为BC中点,
∴BP=BC=,
∴t=+=+=;
综上所述,t的值为或;
(4)∵四边形APA′D为中心对称图形,
∴四边形APA′D是平行四边形,
∵AP=A'P,
∴四边形APA′D为菱形;
当P与B重合时,如图:
此时AP=AB=5=A'P=AD=A'D,且∠BAC=90°,
∴四边形APA′D为正方形,是中心对称图形,
此时t==4;
当P在BC上,四边形APA′D为菱形时,如图:
∵AP=AD=5=AB,AH⊥BC,
∴BH=PH,
∵2S△ABC=AB•AC=BC•AH,
∴AH===4,
∴BH===;
∴PH=,
∴BP=2,
∴t=+=4+2=7;
综上所述,t的值为5或7.
【点评】本题考查相似三角形综合应用,涉及三角形中位线定理及应用,菱形,正方形的性质及应用,勾股定理及应用等,解题的关键是分类讨论思想的应用.
24.(12分)在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+nx+n经过点A(4,﹣6).点P是该抛物线上一点,其横坐标为m.以AP为对角线作矩形ABPC
(1)求抛物线所对应的函数表达式.
(2)当抛物线在矩形ABPC内部的点的纵坐标y随x的增大而减小时,m的取值范围为 m>﹣2且m≠4 .
(3)设抛物线在矩形ABPC内部的图象(包括边界)的最高点的纵坐标与最低点的纵坐标之差为h时,求h与m之间的函数关系式.
(4)设这条抛物线的顶点为D,△APD的面积为S.当S=6时,直接写出m的值.
【分析】(1)由待定系数法即可求解;
(2)当点P在点A′的右侧时,抛物线在矩形ABPC内部的点的纵坐标y随x的增大而减小,即可求解;
(3)当m<﹣2或m>4时,则h=﹣6﹣(﹣m2+2m+2)=m2﹣2m﹣8.当﹣2<m<4时,则h=﹣m2+2m+2﹣(﹣6)=﹣m2+2m+8,即可求解;
(4)由DH×|xA﹣xP|=|3﹣3m|×|4﹣m|=6,即可求解.
【解答】解:(1)∵抛物线y=﹣x2+nx+n经过点A(4,﹣8),
∴﹣16+4n+n=﹣6,
解得 n=3,
∴该抛物线对应的函数表达式y=﹣x2+2x+2;
(2)如下图,点A关于抛物线对称轴的对称点为点A′(﹣2,
当点P在点A′的右侧时,抛物线在矩形ABPC内部的点的纵坐标y随x的增大而减小,
即m>﹣2且m≠4,
故答案为:m>﹣2且m≠4.
(3)当m<﹣5或m>4时,
则h=﹣6﹣(﹣m2+2m+2)=m3﹣2m﹣8.
当﹣6<m<4时,
则h=﹣m2+4m+2﹣(﹣6)=﹣m6+2m+8,
即h=;
(4)如上图,过点D作DH∥y轴交AP于点H,
设点P(m,﹣m2+2m+3),
由点A、P的坐标得,
则点H(1,3m),
则S=DH×|xA﹣xP|=|3﹣3m|×|4﹣m|=6,
解得:m=0或m=3.
【点评】本题考查的是二次函数综合运用,涉及到矩形的性质、一次函数的性质、面积的计算,数形结合和分类求解是解题的关键.
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