2023-2024学年广东省广州市番禺区九年级(上)期末数学试卷(含答案)
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这是一份2023-2024学年广东省广州市番禺区九年级(上)期末数学试卷(含答案),共27页。试卷主要包含了填空题等内容,欢迎下载使用。
1.(3 分)下列关于 x 的一元二次方程中,有两个不相等的实数根的方程是()
A.x2+1=0B.x2+2x+1=0C.x2+2x+3=0D.x2+2x﹣3=0 2.(3 分)将抛物线 y=3x2 向上平移 2 个单位,得到抛物线的解析式是()
A.y=3x2﹣2B.y=3x2C.y=3(x+2)2D.y=3x2+2
3.(3 分)古典园林中的花窗通常利用对称构图,体现对称美.下面四个花窗图案,既是轴对称图形又是中心对称图形的是()
A. B.
C. D.
4.(3 分)某种商品原价是 120 元,经两次降价后的价格是 100 元,求平均每次降价的百分率.设平均每
5.(3 分)如图,正方形 ABCD 内接于⊙O,点 P 在上,则∠BPC 的度数为()
A.30°B.45°C.60°D.90°
6.(3 分)用配方法将方程 x2﹣8x﹣1=0 变形为(x﹣m)2=17,则 m 的值是()
A.﹣2B.4C.﹣4D.8
7.(3 分)平面直角坐标系中,点 A 的坐标为(4,3),将线段 OA 绕原点 O 顺时针旋转 90°得到 OA′,则点 A′的坐标是()
A.(﹣4,3)B.(﹣3,4)C.(3,﹣4)D.(4,﹣3)
次降价的百分率为 x,可列方程为(
)
A.120(1﹣x)2=100
C.100(1+x)2=120
B.100(1﹣x)2=120
D.120(1+x)2=100
8.(3 分)一枚质地均匀的正方体骰子的六个面上分别刻有 1 到 6 的点数,投掷此骰子,朝上面的点数为奇数的概率是()
A. B. C. D.
9.(3 分)如图,△ABC 的内切圆⊙I 与 BC,CA,AB 分别相切于点 D,E,F,若⊙I 的半径为 r,∠A=α,则(BF+CE﹣BC)的值和∠FDE 的大小分别为()
A.2r,90°﹣αB.0,90°﹣αC.2r, D.0,
10.(3 分)抛物线 y=ax2+bx+c(a,b,c 是常数,c<0)经过(1,1),(m,0),(n,0)三点,且 n≥3.在下列四个结论中:①a+b+c>0;②4ac﹣b2≤4a;③当 n=3 时,若点(2,t)在该抛物线上,则 t<1;
④若关于 x 的一元二次方程 ax2+bx+c=x 有两个相等的实数根,则,其正确结论的序号是
()
A.②③④B.①②④C.①②③D.①③④
二、填空题(共 6 小题,每小题 3 分,满分 18 分.)
11.(3 分)一元二次方程 x2﹣9=0 的解是 .
12.(3 分)如图是抛物线形拱桥,当拱顶离水面 2m 时,水面宽 4m,则水面下降 1m 时,水面宽度增加
m.
13.(3 分)关于 x 的方程 5x2﹣mx﹣1=0 的一根为 1,则另一根为.
14.(3 分)如图,已知正方形 ABCD 的边长为 3,E 为 CD 边上一点,DE=1.以点 A 为中心,把△ADE顺时针旋转 90°,得△ABE′,连接 EE′,则 EE′的长等于.
15.(3 分)如图,转盘中四个扇形的面积都相等,任意转动这个转盘 2 次,当转盘停止转动时,指针 2 次都落在灰色区域的概率是.
16.(3 分)如图,在▱ABCD 中,AB=+1,BC=2,AH⊥CD,垂足为 H,AH=.以点 A 为圆心, AH 长为半径画弧,与 AB,AC,AD 分别交于点 E,F,G.若用扇形 AEF 围成一个圆锥的侧面,记这个圆锥底面圆的半径为 r1;用扇形 AHG 围成另一个圆锥的侧面,记这个圆锥底面圆的半径为 r2,则 r1
﹣r2= .(结果保留根号)
三、解答题(本大题共 9 小题,满分 72 分.解答应写出文字说明、证明过程或演
17.(4 分)解方程:(x﹣3)(x+1)=x﹣3.
18.(6 分)已知二次函数 y=x2+bx+c 的图象经过 A(0,2),B(1,﹣3)两点.
求 b 和 c 的值;
自变量 x 在什么范围内取值时,y 随 x 的增大而减小?
19.(6 分)如图,正方形网格中,每个小正方形的边长为 1,在平面直角坐标系 xOy 内,四边形 ABCD 的四个顶点都在格点上,且 B(﹣2,1),O 为 AD 边的中点.若把四边形 ABCD 绕着点 O 顺时针旋转 180°,试解答下列问题:
画出四边形 ABCD 旋转后的图形;
设点 B 旋转后的对应点为 B',写出 B'的坐标,并求 B 旋转过程中所经过的路径长(结果保留π).
20.(6 分)已知关于 x 的方程 x2+ax+a﹣2=0
若该方程的一个根为 1,求 a 的值及该方程的另一根;
求证:不论 a 取何实数,该方程都有两个不相等的实数根.
21.(8 分)如图,AB 是⊙O 的直径,点 C 在⊙O 上,且 AC=8,BC=6.
尺规作图:过点 O 作 AC 的垂线,垂足为 E,交劣弧于点 D,连接 CD(保留作图痕迹,不写作法);
在(1)所作的图形中,分别求 OE 和 CD 的长.
22.(10 分)甲、乙两位同学相约打乒乓球.
有款式完全相同的 4 个乒乓球拍(分别记为 A,B,C,D),若甲先从中随机选取 1 个,乙再从余下的球拍中随机选取 1 个,求乙选中球拍 C 的概率;
双方约定:两人各投掷一枚质地均匀的硬币,如果两枚硬币全部正面向上或全部反面向上,那么 甲先发球,否则乙先发球.这个约定是否公平?为什么?
23.(10 分)如图,在△ABC 中,∠ABC=90°,AB=12cm,BC=2AB,动点 P 从点 A 开始沿边 AB 向点 B 以 2cm/s 的速度移动,动点 Q 从点 B 开始沿边 BC 向点 C 以 4cm/s 的速度移动.如果 P,Q 两点分别从 A,B 两点同时出发,那么△BPQ 的面积 S 随出发时间 t 而变化.
求出 S 关于 t 的函数解析式,写出 t 的取值范围;
当 t 取何值时,S 最大?最大值是多少?
24.(10 分)MN 是⊙O 上的一条不经过圆心的弦,MN=4,在劣弧 MN 和优弧 MN 上分别有点 A,B(不与 M,N 重合),且,连接 AM,BM.
如图 1,AB 是直径,AB 交 MN 于点 C,∠ABM=30°,求∠CMO 的度数;
如图 2,连接 OM,AB,过点 O 作 OD∥AB 交 MN 于点 D,求证:∠MOD+2∠DMO=90°;
如图 3,连接 AN,BN,试猜想 AM•MB+AN•NB 的值是否为定值,若是,请求出这个值;若不是, 请说明理由.
25.(12 分)蔬菜大棚是一种具有出色保温性能的框架覆膜结构,它的出现使得人们可以吃到反季节蔬菜.一般蔬菜大棚使用竹结构或者钢结构的骨架,上面覆上一层或多层保温塑料膜,这样就形成了一个温室空 间.如图,某个温室大棚的横截面可以看作矩形 ABCD 和抛物线的一部分 AED 构成(以下简记为“抛物线 AED”),其中 AB=4m,BC=6m,现取 BC 中点 O,过点 O 作线段 BC 的垂直平分线 OE 交抛物线 AED 于点 E,OE=7m,若以 O 点为原点,BC 所在直线为 x 轴,OE 为 y 轴建立如图①所示平面直角坐标系.请结合图形解答下列问题:
求抛物线的解析式;
如图②,为了保证蔬菜大棚的通风性,该大棚要安装两个正方形孔的排气装置 LFGT,SMNR, 其中 L,R 在抛物线 AED 上,若 FL=NR=0.75m,求两个正方形装置的间距 GM 的长;
如图③,在某一时刻,太阳光线透过 A 点恰好照射到 C 点,大棚截面的阴影为 BK,此刻,过点K 的太阳光线所在的直线与抛物线 AED 交于点 P,求线段 PK 的长.
2023-2024 学年广东省广州市番禺区九年级(上)期末数学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本大题共 10 小题,每小题 3 分,满分 30 分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.)
1.(3 分)下列关于 x 的一元二次方程中,有两个不相等的实数根的方程是()
A.x2+1=0B.x2+2x+1=0C.x2+2x+3=0D.x2+2x﹣3=0
【解答】解:A、x2+1=0 中Δ<0,没有实数根; B、x2+2x+1=0 中Δ=0,有两个相等的实数根; C、x2+2x+3=0 中Δ<0,没有实数根;
D、x2+2x﹣3=0 中Δ>0,有两个不相等的实数根. 故选:D.
2.(3 分)将抛物线 y=3x2 向上平移 2 个单位,得到抛物线的解析式是()
A.y=3x2﹣2B.y=3x2C.y=3(x+2)2D.y=3x2+2
【解答】解:原抛物线的顶点为(0,0),向上平移 2 个单位那么新抛物线的顶点为(0,2).可设新抛物线的解析式为 y=3(x﹣h)2+k,
代入得 y=3x2+2. 故选:D.
3.(3 分)古典园林中的花窗通常利用对称构图,体现对称美.下面四个花窗图案,既是轴对称图形又是中心对称图形的是()
A. B.
C. D.
【解答】解:A、原图不是中心对称图形,是轴对称图形,故此选项不合题意;
B、原图既不是中心对称图形,也不是轴对称图形,故此选项不合题意; C、原图既是中心对称图形,也是轴对称图形,故此选项符合题意;
D、原图不是中心对称图形,是轴对称图形,故此选项不合题意; 故选:C.
4.(3 分)某种商品原价是 120 元,经两次降价后的价格是 100 元,求平均每次降价的百分率.设平均每
【解答】解:∵某种商品原价是 120 元,平均每次降价的百分率为 x,
∴第一次降价后的价格为:120×(1﹣x),
∴第二次降价后的价格为:120×(1﹣x)×(1﹣x)=120×(1﹣x)2,
∴可列方程为:120(1﹣x)2=100, 故选:A.
5.(3 分)如图,正方形 ABCD 内接于⊙O,点 P 在上,则∠BPC 的度数为()
A.30°B.45°C.60°D.90°
【解答】解:连接 OB、OC,如图,
∵正方形 ABCD 内接于⊙O,
∴ 所对的圆心角为 90°,
∴∠BOC=90°,
∴∠BPC= ∠BOC=45°. 故选:B.
6.(3 分)用配方法将方程 x2﹣8x﹣1=0 变形为(x﹣m)2=17,则 m 的值是()
A.﹣2B.4C.﹣4D.8
【解答】解:x2﹣8x﹣1=0, x2﹣8x=1, x2﹣8x+16=17,
次降价的百分率为 x,可列方程为(
)
A.120(1﹣x)2=100
C.100(1+x)2=120
B.100(1﹣x)2=120
D.120(1+x)2=100
(x﹣4)2=17, 所以 m=4.
故选:B.
7.(3 分)平面直角坐标系中,点 A 的坐标为(4,3),将线段 OA 绕原点 O 顺时针旋转 90°得到 OA′,则点 A′的坐标是()
A.(﹣4,3)B.(﹣3,4)C.(3,﹣4)D.(4,﹣3)
【解答】解:作 AB⊥x 轴于 B 点,A′B′⊥y 轴于 B′点.如图所示.
∵A(4,3),∴OB=4,AB=3.
∴OB′=4,A′B′=3.
∵A′在第四象限,∴A′(3,﹣4).故选:C.
8.(3 分)一枚质地均匀的正方体骰子的六个面上分别刻有 1 到 6 的点数,投掷此骰子,朝上面的点数为奇数的概率是()
A. B. C. D.
【解答】解:∵骰子六个面中奇数为 1,3,5,
∴P(向上一面为奇数)= , 故选:D.
9.(3 分)如图,△ABC 的内切圆⊙I 与 BC,CA,AB 分别相切于点 D,E,F,若⊙I 的半径为 r,∠A=α,则(BF+CE﹣BC)的值和∠FDE 的大小分别为()
A.2r,90°﹣αB.0,90°﹣αC.2r, D.0,
【解答】解:如图,连接 IF,IE.
∵△ABC 的内切圆⊙I 与 BC,CA,AB 分别相切于点 D,E,F,
∴BF=BD,CD=CE,IF⊥AB,IE⊥AC,
∴BF+CE﹣BC=BD+CD﹣BC=BC﹣BC=0,∠AFI=∠AEI=90°,
∴∠EIF=180°﹣α,
∴∠EDF= ∠EIF=90°﹣ α.
故选:D.
10.(3 分)抛物线 y=ax2+bx+c(a,b,c 是常数,c<0)经过(1,1),(m,0),(n,0)三点,且 n≥3.在下列四个结论中:①a+b+c>0;②4ac﹣b2≤4a;③当 n=3 时,若点(2,t)在该抛物线上,则 t<1;
④若关于 x 的一元二次方程 ax2+bx+c=x 有两个相等的实数根,则,其正确结论的序号是
()
A.②③④B.①②④C.①②③D.①③④
【解答】解:①∵图象经过(1,1),
∴a+b+c=1>0, 故①正确;
②∵c<0,
∴抛物线与 y 轴的负半轴有交点,
如果抛物线的开口向上,则抛物线与 x 轴的交点 都在(1,0)的左侧,
∵(n,0)中 n≥3,
∴抛物线与 x 轴的一个交点一定在(3,0)或(3,0)的右侧,
∴抛物线的开口一定向下,即 a<0,
把(1,1)代入 y=ax2+bx+c 得:a+b+c=1, 即 b=1﹣a﹣c,
∵a<0,c<0,
∴b>0,
∴ >0,
∴方程 ax2+bx+c=0 的两个根的积大于 0, 即 mn>0,
∵n≥3,
∴m>0,
∴ >1.5,
即抛物线的对称轴在直线 x=1.5 的右侧,
∴抛物线的顶点在点(1,1)的上方或者右上方,
∴ ≥1,
∵4a<0,
∴4ac﹣b2≤4a, 故②正确;
③∵m>0,
∴当 n=3 时,>1.5,
∴抛物线对称轴在直线 x=1.5 的右侧,
∴(1,1)到对称轴的距离大于(2,t)到对称轴的距离,
∵a<0,抛物线开口向下,
∴距离抛物线越近的函数值越大,
∴t>1,
故③错误;
④方程 ax2+bx+c=x 可变为 ax2+(b﹣1)x+c=0,
∵方程有两个相等的实数解,
∴Δ=(b﹣1)2﹣4ac=0.
∵把(1,1)代入 y=ax2+bx+c 得 a+b+c=1,即 1﹣b=a+c,
∴(a+c)2﹣4ac=0, 即 a2+2ac+c2﹣4ac=0,
∴(a﹣c)2=0,
∴a﹣c=0, 即 a=c,
∵(m,0),(n,0)在抛物线上,
∴m,n 为方程 ax2+bx+c=0 的两个根,
∴mn= =1,
∴n=
∵n≥3,
∴ ≥3,
∴0<m≤ , 故④正确.
综上,正确的结论有:①②④. 故选:B.
二、填空题(共 6 小题,每小题 3 分,满分 18 分.)
11.(3 分)一元二次方程 x2﹣9=0 的解是 x1=3,x2=﹣3.
【解答】解:∵x2﹣9=0,
∴x2=9,
解得:x1=3,x2=﹣3.
故答案为:x1=3,x2=﹣3.
12.(3 分)如图是抛物线形拱桥,当拱顶离水面 2m 时,水面宽 4m,则水面下降 1m 时,水面宽度增加 (2
﹣4) m.
【解答】解:建立平面直角坐标系,设横轴 x 通过 AB,纵轴 y 通过 AB 中点 O 且通过 C 点,则通过画图可得知 O 为原点,
抛物线以 y 轴为对称轴,且经过 A,B 两点,可求出 OA 和 OB 为 AB 的一半 2 米,抛物线顶点 C 坐标为(0,2),
设顶点式 y=ax2+2,代入 A 点坐标(﹣2,0),得:a=﹣0.5,
所以抛物线解析式为 y=﹣0.5x2+2, 把 y=﹣1 代入抛物线解析式得出:
﹣1=﹣0.5x2+2, 解得:x=± ,
所以水面宽度增加到 2米,比原先的宽度当然是增加了 2﹣4, 故答案为:(2﹣4).
13.(3 分)关于 x 的方程 5x2﹣mx﹣1=0 的一根为 1,则另一根为 x=﹣ .
【解答】解:∵x=1 是方程 5x2﹣mx﹣1=0 的根,
∴5﹣m﹣1=0, 解得 m=4,
∴方程为 5x2﹣4x﹣1=0,
(5x+1)(x﹣1)=0,
5x+1=0 或 x﹣1=0,
解得 x=﹣或 x=1, 故答案为:x=﹣ .
14.(3 分)如图,已知正方形 ABCD 的边长为 3,E 为 CD 边上一点,DE=1.以点 A 为中心,把△ADE顺时针旋转 90°,得△ABE′,连接 EE′,则 EE′的长等于.
【解答】解:根据旋转的性质得到:BE′=DE=1,在直角△EE′C 中:EC=DC﹣DE=2,CE′=
BC+BE′=4.
根据勾股定理得到:EE′= = =2 . 故答案为:2 .
15.(3 分)如图,转盘中四个扇形的面积都相等,任意转动这个转盘 2 次,当转盘停止转动时,指针 2 次都落在灰色区域的概率是.
【解答】解:画树状图如下:
共有 16 种等可能的结果,其中两次都落在灰色区域的结果有共 4 种,
∴两次都落在灰色区域的概率为 = . 故答案为: .
16.(3 分)如图,在▱ABCD 中,AB=+1,BC=2,AH⊥CD,垂足为 H,AH=.以点 A 为圆心, AH 长为半径画弧,与 AB,AC,AD 分别交于点 E,F,G.若用扇形 AEF 围成一个圆锥的侧面,记这个圆锥底面圆的半径为 r1;用扇形 AHG 围成另一个圆锥的侧面,记这个圆锥底面圆的半径为 r2,则 r1
﹣r2= .(结果保留根号)
【解答】解:在▱ABCD 中,AB=+1,BC=2,
∴AD=BC=2,CD=AB= +1,AB∥CD.
∵AH⊥CD,垂足为 H,AH=,
∴sinD= = ,
∴∠D=60°,
∴∠DAH=90°﹣∠D=30°,
∴DH= AD=1,
∴CH=CD﹣DH= +1﹣1= ,
∴CH=AH,
∵AH⊥CD,
∴△ACH 是等腰直角三角形,
∴∠ACH=∠CAH=45°,
∵AB∥CD,
∴∠BAC=∠ACH=45°,
∴=2πr1,解得 r1=,
=2πr2,解得 r2=,
∴r1﹣r2=﹣ = . 故答案为:.
三、解答题(本大题共 9 小题,满分 72 分.解答应写出文字说明、证明过程或演
17.(4 分)解方程:(x﹣3)(x+1)=x﹣3.
【解答】解:原方程变形得:(x﹣3)(x+1)﹣(x﹣3)=0,因式分解得:(x﹣3)(x+1﹣1)=0,
即 x(x﹣3)=0,
解得:x1=0,x2=3.
18.(6 分)已知二次函数 y=x2+bx+c 的图象经过 A(0,2),B(1,﹣3)两点.
求 b 和 c 的值;
自变量 x 在什么范围内取值时,y 随 x 的增大而减小?
【解答】解:(1)把 A(0,2),B(1,﹣3)两点代入二次函数 y=x2+bx+c 得,解得 b=﹣6,c=2;
(2)由(1)得 y=x2﹣6x+2,则对称轴为:直线 x=3,
∵a=1>0,
∴开口向上,
∴当 x<3 时,y 随 x 的增大而减小.
19.(6 分)如图,正方形网格中,每个小正方形的边长为 1,在平面直角坐标系 xOy 内,四边形 ABCD 的四个顶点都在格点上,且 B(﹣2,1),O 为 AD 边的中点.若把四边形 ABCD 绕着点 O 顺时针旋转 180°,试解答下列问题:
画出四边形 ABCD 旋转后的图形;
设点 B 旋转后的对应点为 B',写出 B'的坐标,并求 B 旋转过程中所经过的路径长(结果保留π).
【解答】解:(1)如图,四边形 A′B′C′D′即为所求;
(2)B′(2,﹣1),
∵OB== ,
∴B 旋转过程中所经过的路径长=×2π×=π.
20.(6 分)已知关于 x 的方程 x2+ax+a﹣2=0
若该方程的一个根为 1,求 a 的值及该方程的另一根;
求证:不论 a 取何实数,该方程都有两个不相等的实数根.
【解答】解:(1)将 x=1 代入方程 x2+ax+a﹣2=0 得,1+a+a﹣2=0,解得,a=;方程为 x2+x﹣ =0,即 2x2+x﹣3=0,设另一根为 x1,则 1•x1=﹣,x1=﹣ .
∴a 的值为,该方程的另一个根是﹣ .
(2)∵Δ=a2﹣4(a﹣2)=a2﹣4a+8=a2﹣4a+4+4=(a﹣2)2+4>0,
∴不论 a 取何实数,该方程都有两个不相等的实数根.
21.(8 分)如图,AB 是⊙O 的直径,点 C 在⊙O 上,且 AC=8,BC=6.
尺规作图:过点 O 作 AC 的垂线,垂足为 E,交劣弧于点 D,连接 CD(保留作图痕迹,不写作法);
在(1)所作的图形中,分别求 OE 和 CD 的长.
【解答】解:(1)分别以 A、C 为圆心,大于AC 为半径画弧,在 AC 的两侧分别相交于 P、Q 两点,画直线 PQ 交劣弧于点 D,交 AC 于点 E,即作线段 AC 的垂直平分线,由垂径定理可知,直线 PQ 一定过点 O;
(2)∵AB 是⊙O 的直径,
∴∠ACB=90°,
在 Rt△ABC 中,且 AC=8,BC=6.
∴AB= =10,
∵OD⊥AC,
∴AE=CE= AC=4,
又∵OA=OB,
∴OE 是△ABC 的中位线,
∴OE= BC=3,
由于 PQ 过圆心 O,且 PQ⊥AC, 即点 O 到 AC 的距离为 3,
连接 OC,在 Rt△CDE 中,
∵DE=OD﹣CE=5﹣3=2,CE=4,
∴CD= = =2 .
22.(10 分)甲、乙两位同学相约打乒乓球.
有款式完全相同的 4 个乒乓球拍(分别记为 A,B,C,D),若甲先从中随机选取 1 个,乙再从余下的球拍中随机选取 1 个,求乙选中球拍 C 的概率;
双方约定:两人各投掷一枚质地均匀的硬币,如果两枚硬币全部正面向上或全部反面向上,那么 甲先发球,否则乙先发球.这个约定是否公平?为什么?
【解答】解:(1)画树状图如下:
一共有 12 种等可能的结果,其中乙选中球拍 C 有 3 种可能的结果,
∴P(乙选中球拍 C)=;
(2)公平.理由如下: 画树状图如下:
一共有 4 种等可能的结果,其中两枚硬币全部正面向上或全部反面向上有 2 种可能的结果,
∴P(甲先发球)= ,
P(乙先发球)= ,
∵P(甲先发球)=P(乙先发球),
∴这个约定公平.
23.(10 分)如图,在△ABC 中,∠ABC=90°,AB=12cm,BC=2AB,动点 P 从点 A 开始沿边 AB 向点 B 以 2cm/s 的速度移动,动点 Q 从点 B 开始沿边 BC 向点 C 以 4cm/s 的速度移动.如果 P,Q 两点分别从 A,B 两点同时出发,那么△BPQ 的面积 S 随出发时间 t 而变化.
求出 S 关于 t 的函数解析式,写出 t 的取值范围;
当 t 取何值时,S 最大?最大值是多少?
【解答】解:(1)由题知,
∵AB=12cm,BC=2AB,
∴BC=24cm.
又∵动点 P 从点 A 开始沿边 AB 向点 B 以 2cm/s 的速度移动,动点 Q 从点 B 开始沿边 BC 向点 C 以 4cm/s
的速度移动,
∴BP=12﹣2t,BQ=4t,
∴ ,
∵点 P 和点 Q 分别在 AB 和 BC 上运动,
∴0≤t≤6.
(2)∵S=﹣4t2+24t,
∴当 t=时,S 有最大值, 且 0≤3≤6,
∴ .
故当 t=3 时,S 有最大值为 36.
24.(10 分)MN 是⊙O 上的一条不经过圆心的弦,MN=4,在劣弧 MN 和优弧 MN 上分别有点 A,B(不与 M,N 重合),且,连接 AM,BM.
如图 1,AB 是直径,AB 交 MN 于点 C,∠ABM=30°,求∠CMO 的度数;
如图 2,连接 OM,AB,过点 O 作 OD∥AB 交 MN 于点 D,求证:∠MOD+2∠DMO=90°;
如图 3,连接 AN,BN,试猜想 AM•MB+AN•NB 的值是否为定值,若是,请求出这个值;若不是, 请说明理由.
【解答】解:(1)如图 1,
∵AB 是⊙O 的直径,
∴∠AMB=90°.
∵ ,
∴∠AMN=∠BMN=45°.
∵OM=OB,
∴∠OMB=∠OBM=30°,
∴∠CMO=45°﹣30°=15°;
如图 2,连接 OA,OB,ON.
∵ ,
∴∠AON=∠BON. 又∵OA=OB,
∴ON⊥AB.
∵OD∥AB,
∴∠DON=90°.
∵OM=ON,
∴∠OMN=∠ONM.
∵∠OMN+∠ONM+∠MOD+∠DON=180°,
∴∠MOD+2∠DMO=90°;
如图 3,延长 MB 至点 M′,使 BM′=AM,连接 NM′,作 NE⊥MM′于点 E.
设 AM=a,BM=b.
∵四边形 AMBN 是圆内接四边形,
∴∠A+∠MBN=180°.
∵∠NBM′+∠MBN=180°,
∴∠A=∠NBM′.
∵,
∴AN=BN,
∴△AMN≌△BM′N(SAS),
∴MN=NM′,BM′=AM=a.
∵NE⊥MM′于点 E.
∴ .
∵ME2+(BN2﹣BE2)=MN2,
∴ .
化简得 ab+NB2=16,
∴AM•MB+AN•NB=16.
25.(12 分)蔬菜大棚是一种具有出色保温性能的框架覆膜结构,它的出现使得人们可以吃到反季节蔬菜.一般蔬菜大棚使用竹结构或者钢结构的骨架,上面覆上一层或多层保温塑料膜,这样就形成了一个温室空 间.如图,某个温室大棚的横截面可以看作矩形 ABCD 和抛物线的一部分 AED 构成(以下简记为“抛物线 AED”),其中 AB=4m,BC=6m,现取 BC 中点 O,过点 O 作线段 BC 的垂直平分线 OE 交抛物线 AED 于点 E,OE=7m,若以 O 点为原点,BC 所在直线为 x 轴,OE 为 y 轴建立如图①所示平面直角坐标系.请结合图形解答下列问题:
求抛物线的解析式;
如图②,为了保证蔬菜大棚的通风性,该大棚要安装两个正方形孔的排气装置 LFGT,SMNR, 其中 L,R 在抛物线 AED 上,若 FL=NR=0.75m,求两个正方形装置的间距 GM 的长;
如图③,在某一时刻,太阳光线透过 A 点恰好照射到 C 点,大棚截面的阴影为 BK,此刻,过点K 的太阳光线所在的直线与抛物线 AED 交于点 P,求线段 PK 的长.
【解答】解:(1)由题意可知四边形 ABCD 为矩形,OE 为 BC 的中垂线,
∴AD=BC=6m,则 OB=3m,
∵AB=4m,OE=7m,
∴A(﹣3,4),D(3,4),E(0,7),
设抛物线的解析式为:y=ax2+bx+c,
∴,解得,
∴抛物线的解析式为:y=﹣ x2+7;
∵四边形 LFGT,四边形 SMNR 均为正方形,FL=NR=0.75m,∴MN=FG=FL=NR=0.75m, 延长 LF 交 BC 于点 H,延长 RN 交 BC 于点 J,则四边形 FHJN,四边形 ABFH 均为矩形,
∴FH=AB=4m,FN=HL,
∴HL=HF+FL=4.75m,
∵y=﹣ x2+7,当 y=4.75 时,4.75=﹣x2+7,解得 x=±,
∴H(﹣,0),J(,0),
∴FN=HJ=3 m,
∴GM=FN﹣FG﹣MN=(3﹣ )m;
∵BC=6m,OE 垂直平分 BC,
∴OB=OC=3m,
∴B(﹣3,0),C(3,0),
∵A(﹣3,4),
∴直线 AC 的解析式为:y=﹣x+2,
∵太阳光为平行光,
设过点 K 平行于 AC 的光线的解析式为:y=﹣x+t, 由题意可得,y=﹣ x+t 与抛物线相切,
令﹣ x+t=﹣ x2+7,整理得,x2﹣2x+3t﹣21=0,
则Δ=(﹣2)2﹣4(3t﹣21)=0,
解得 t=;
∴y=﹣ x+ ,x2﹣2x+1=0, 解得 x=1,
∴P(1,),
当 y=0 时,x=11,即 K(11,0),
∴PK==m.
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