试卷 2021年湖南师大附中博才实验中学中考数学一模试卷
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一、选择题(本大题共12个小题,每小题3分,共36分。在下列各题的四个选项中,只有一项是符合题意的。请在答题卡中填涂符合题意的选项。)
1.(3分)下列实数中,最大的是( )
A.﹣0.5 B. C.﹣2 D.
2.(3分)化简(﹣a)2a3所得的结果是( )
A.a5 B.﹣a5 C.a6 D.﹣a6
3.(3分)如图,在△ABC中,∠ACB为钝角.用直尺和圆规在边AB上确定一点D.使∠ADC=2∠B,则符合要求的作图痕迹是( )
A. B.
C. D.
4.(3分)若(x﹣1)2+|2y+1|=0,则x+y的值为( )
A. B. C. D.
5.(3分)用配方法解一元二次方程x2﹣6x﹣2=0以下正确的是( )
A.(x﹣3)2=2 B.(x﹣3)2=11 C.(x+3)2=11 D.(x+3)2=2
6.(3分)用科学记数法表示0.00000022是( )
A.0.22×10﹣6 B.2.2×107 C.2.2×10﹣6 D.2.2×10﹣7
7.(3分)如果点P(﹣2,b)和点Q(a,﹣3)关于x轴对称,则a+b的值是( )
A.﹣1 B.1 C.﹣5 D.5
8.(3分)将一块含有30°角的直角三角板和一把直尺按如图所示方式摆放,若∠1=85°,则∠2的度数是( )
A.70° B.65° C.55° D.60°
9.(3分)在Rt△ABC中,∠C=90°,BC=1,AB=4,则sinB的值是( )
A. B. C. D.
10.(3分)若不等式组无解,那么m的取值范围是( )
A.m>2 B.m<2 C.m≥2 D.m≤2
11.(3分)在平面直角坐标系中,抛物线y=(x﹣5)(x+3)经平移变换后得到抛物线y=(x﹣3)(x+5),则这个变换可以是( )
A.向左平移2个单位长度 B.向右平移2个单位长度
C.向左平移8个单位长度 D.向右平移8个单位长度
12.(3分)如图,矩形ABCD中,点A在双曲线y=﹣上,点B,C在x轴上,延长CD至点E,使CD=2DE,连接BE交y轴于点F,连接CF,则△BFC的面积为 ( )
A.5 B.6 C.7 D.8
二、填空题(本大题共4个小题,每小题3分,共12分,请把答案填在题中的横线上)
13.(3分)分解因式:m4n﹣4m2n= .
14.(3分)若a<1,化简= .
15.(3分)如图两条相交直线y1与y2的图象如图所示,当x 时,y1<y2.
16.(3分)等边△ABC的边长为2,等边△DEF的边长为1,把△DEF放在△ABC中,使∠D与∠A重合,点E在AB边上,如图所示,此时点E是AB中点,在△ABC内部将△DEF按下列方式旋转:绕点E顺时针旋转,使点F与点B重合,完成第1次操作,此时点D是BC中点,△DEF旋转了 °;再绕点D顺时针旋转,使点E与点C重合,完成第2次操作;……这样依次绕△DEF的某个顶点连续旋转下去,第11次操作完成时,CD= .
三、解答题(本大题共8个小题,第17、18、19题每小题6分,第20、21题每小题6分,第22,23题每小题6分,第24、25题每小题6分,共72分解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)
17.(6分)计算:﹣2cos60°+()﹣1+(π﹣3.14)0
18.(6分)解不等式组,并把它的解集表示在数轴上.
19.(6分)如图,一次函数y1=k1x+b,与反比例函数y2=交于点A(3,1)、B(﹣1,n),y1交y轴于点C,交x轴于点D.
(1)求反比例函数及一次函数的解析式;
(2)求△OBD的面积.
20.(8分)为发展学生的核心素养,培养学生的综合能力,某学校计划开设四门选修课:乐器、舞蹈、绘画、书法.学校采取随机抽样的方法进行问卷调查(每个被调查的学生必须选择而且只能选择其中一门).对调查结果进行整理,绘制成如下两幅不完整的统计图,请结合图中所给信息解答下列问题:
(1)本次调查的学生共有 人,在扇形统计图中,m的值是 ;
(2)将条形统计图补充完整;
(3)在被调查的学生中,选修书法的有2名女同学,其余为男同学,现要从中随机抽取2名同学代表学校参加某社区组织的书法活动,请写出所抽取的2名同学恰好是1名男同学和1名女同学的概率.
21.(8分)两块三角板如图放置,已知∠BAC=∠ADC=90°,∠ABC=45°,∠ACD=30°,BC=6cm.
(1)分别求线段AD,CD的长度;
(2)求BD2的值.
22.(9分)在抗击“新冠肺炎”战役中,某公司接到转产生产1440万个医用防护口罩补充防疫一线需要的任务,临时改造了甲、乙两条流水生产线.试产时甲生产线每天的产能(每天的生产的数量)是乙生产线的2倍,各生产80万个,甲比乙少用了2天.
(1)求甲、乙两条生产线每天的产能各是多少?
(2)若甲、乙两条生产线每天的运行成本分别是1.2万元和0.5万元,要使完成这批任务总运行成本不超过40万元,则至少应安排乙生产线生产多少天?
(3)正式开工满负荷生产3天后,通过技术革新,甲生产线的日产能提高了50%,乙生产线的日产能翻了一番.再满负荷生产13天能否完成任务?
23.(9分)如图,△ABC中,∠C=90°,AC=3,AB=5,点O在BC边的中线AD上,⊙O与BC相切于点E,且∠OBA=∠OBC.
(1)求证:AB为⊙O的切线;
(2)求⊙O的半径;
(3)求tan∠BAD.
24.(10分)有一组邻边相等的凸四边形叫做“和睦四边形”,寓意是全世界和平共处,睦邻友好,共同发展.如菱形,正方形等都是“和睦四边形”.
(1)如图1,BD平分∠ABC,AD∥BC,求证:四边形ABCD为“和睦四边形”;
(2)如图2,直线y=﹣x+6与x轴、y轴分别交于A、B两点,点P、Q分别是线段OA、AB上的动点.点P从点A出发,以每秒4个单位长度的速度向点O运动.点Q从点A出发,以每秒5个单位长度的速度向点B运动.P、Q两点同时出发,设运动时间为t秒.当四边形BOPQ为“和睦四边形”时,求t的值;
(3)如图3,抛物线y=ax2+bx+2(a<0,b>0)与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,抛物线的顶点为点D.当四边形COBD为“和睦四边形”,且CD=OC.抛物线还满足顶点D在以AB为直径的圆上.点P(x0,y0)是抛物线y=ax2+bx+2(a<0,b>0)上任意一点,是否存在△ACD∽△PBD,若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
25.(10分)如图,抛物线y=﹣(其中m>0)与x轴分别交于A,B两点(A在B的右侧),与y轴交于点C.
(1)请分别求出点A、B、C的坐标;(可用含m的代数式表示)
(2)若点P为直线AC上的一点,且点P在第二象限,满足OP2=PC•PA,求tan∠APO的值及用含m的代数式表示点P的坐标;
(3)在(2)的情况下,线段OP与抛物线相交于点Q,若点Q恰好为OP的中点,此时对于在抛物线上且介于点C与抛物线顶点之间(含点C与顶点)的任意一点M(x0,y0)总能使不等式及不等式恒成立,求n的取值范围.
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参考答案与试题解析
一、选择题(本大题共12个小题,每小题3分,共36分。在下列各题的四个选项中,只有一项是符合题意的。请在答题卡中填涂符合题意的选项。)
1.(3分)下列实数中,最大的是( )
A.﹣0.5 B. C.﹣2 D.
【分析】根据实数比较大小的方法:正数大于零,零大于负数进行比较即可.
【解答】解:∵﹣=﹣0.75,﹣≈﹣1.414,
∴﹣2<﹣<﹣<﹣0.5,
∴最大的是﹣0.5.
故选:A.
2.(3分)化简(﹣a)2a3所得的结果是( )
A.a5 B.﹣a5 C.a6 D.﹣a6
【分析】直接利用同底数幂的乘法运算法则计算得出答案.
【解答】解:(﹣a)2a3=a2•a3
=a5.
故选:A.
3.(3分)如图,在△ABC中,∠ACB为钝角.用直尺和圆规在边AB上确定一点D.使∠ADC=2∠B,则符合要求的作图痕迹是( )
A. B.
C. D.
【分析】由∠ADC=2∠B且∠ADC=∠B+∠BCD知∠B=∠BCD,据此得DB=DC,由线段的中垂线的性质可得答案.
【解答】解:∵∠ADC=2∠B且∠ADC=∠B+∠BCD,
∴∠B=∠BCD,
∴DB=DC,
∴点D是线段BC中垂线与AB的交点,
故选:B.
4.(3分)若(x﹣1)2+|2y+1|=0,则x+y的值为( )
A. B. C. D.
【分析】直接利用非负数的性质得出x,y的值,进而得出答案.
【解答】解:∵(x﹣1)2+|2y+1|=0,
∴x﹣1=0,2y+1=0,
解得:x=1,y=﹣,
则x+y的值为:1﹣=.
故选:D.
5.(3分)用配方法解一元二次方程x2﹣6x﹣2=0以下正确的是( )
A.(x﹣3)2=2 B.(x﹣3)2=11 C.(x+3)2=11 D.(x+3)2=2
【分析】将常数项移到方程的右边,两边都加上一次项系数一半的平方配成完全平方式后可得答案.
【解答】解:∵x2﹣6x﹣2=0,
∴x2﹣6x=2,
则x2﹣6x+9=2+9,即(x﹣3)2=11,
故选:B.
6.(3分)用科学记数法表示0.00000022是( )
A.0.22×10﹣6 B.2.2×107 C.2.2×10﹣6 D.2.2×10﹣7
【分析】绝对值小于1的正数也可以利用科学记数法表示,一般形式为a×10﹣n,与较大数的科学记数法不同的是其所使用的是负指数幂,指数由原数左边起第一个不为零的数字前面的0的个数所决定.
【解答】解:用科学记数法表示0.00000022是2.2×10﹣7.
故选:D.
7.(3分)如果点P(﹣2,b)和点Q(a,﹣3)关于x轴对称,则a+b的值是( )
A.﹣1 B.1 C.﹣5 D.5
【分析】根据关于x轴对称的点,横坐标相同,纵坐标互为相反数,求出a、b的值,再计算a+b的值.
【解答】解:∵点P(﹣2,b)和点Q(a,﹣3)关于x轴对称,
又∵关于x轴对称的点,横坐标相同,纵坐标互为相反数,
∴a=﹣2,b=3.
∴a+b=1,故选:B.
8.(3分)将一块含有30°角的直角三角板和一把直尺按如图所示方式摆放,若∠1=85°,则∠2的度数是( )
A.70° B.65° C.55° D.60°
【分析】根据平行线的性质和三角形的外角的性质即可得到结论.
【解答】解:如图所示,∵AB∥CD,
∴∠1=∠BAC=85°,
又∵∠BAC是△ABE的外角,
∴∠2=∠BAC﹣∠E=85°﹣30°=55°,
故选:C.
9.(3分)在Rt△ABC中,∠C=90°,BC=1,AB=4,则sinB的值是( )
A. B. C. D.
【分析】根据勾股定理求出AC,根据余弦的定义计算即可.
【解答】解:由勾股定理得,AC===
则sinB==,
故选:C.
10.(3分)若不等式组无解,那么m的取值范围是( )
A.m>2 B.m<2 C.m≥2 D.m≤2
【分析】先求出每个不等式的解集,再根据不等式组解集的求法和不等式组无解的条件,即可得到m的取值范围.
【解答】解:,
由①得,x>2,
由②得,x<m,
又因为不等式组无解,
所以根据“大大小小解不了”原则,
m≤2.故选:D.
11.(3分)在平面直角坐标系中,抛物线y=(x﹣5)(x+3)经平移变换后得到抛物线y=(x﹣3)(x+5),则这个变换可以是( )
A.向左平移2个单位长度 B.向右平移2个单位长度
C.向左平移8个单位长度 D.向右平移8个单位长度
【分析】直接利用抛物线解析式得出变化前后对称轴进而得出变化规律.
【解答】解:∵抛物线y=(x﹣5)(x+3),
∴当y=0时,x=5或﹣3,
∴此抛物线与坐标轴一定相交于(5,0)和(﹣3,0),
∴其对称轴为:直线x=1,
∵抛物线y=(x﹣3)(x+5),
∴当y=0时,x=﹣5或3,
∴此抛物线与坐标轴一定相交于(﹣5,0)和(3,0),
∴其对称轴为:直线x=﹣1,
∴抛物线y=(x﹣5)(x+3)经平移变换后得到抛物线y=(x﹣3)(x+5),则这个变换可以是向左平移2个单位长度.
故选:A.
12.(3分)如图,矩形ABCD中,点A在双曲线y=﹣上,点B,C在x轴上,延长CD至点E,使CD=2DE,连接BE交y轴于点F,连接CF,则△BFC的面积为 ( )
A.5 B.6 C.7 D.8
【分析】如图,设AD交y轴于J,交BE于K,设AB=CD=2m,则DE=m,设DK=b.利用平行线分线段成比例定理求出BC,OF即可解决问题.
【解答】解:如图,设AD交y轴于J,交BE于K,设AB=CD=2m,则DE=m,设DK=b.
∵点A在y=﹣上,
∴A(﹣,2m),
∴AJ=,
∵四边形ABCD是矩形,
∴DK∥BC,
∴==,
∴BC=AD=3b,AK=2b,JK=2b﹣,
∵JF∥DE,
∴=,
∴=,
∴JF=,
∴OF=OJ﹣JF=2m﹣=,
∴S△BFC=•BC•OF=×3b•=6,
故选:B.
二、填空题(本大题共4个小题,每小题3分,共12分,请把答案填在题中的横线上)
13.(3分)分解因式:m4n﹣4m2n= m2n(m+2)(m﹣2) .
【分析】原式提取公因式,再利用平方差公式分解即可.
【解答】解:原式=m2n(m2﹣4)=m2n(m+2)(m﹣2),
故答案为:m2n(m+2)(m﹣2)
14.(3分)若a<1,化简= ﹣a .
【分析】=|a﹣1|﹣1,根据a的范围,a﹣1<0,所以|a﹣1|=﹣(a﹣1),进而得到原式的值.
【解答】解:∵a<1,
∴a﹣1<0,
∴=|a﹣1|﹣1
=﹣(a﹣1)﹣1
=﹣a+1﹣1
=﹣a.
故答案为:﹣a.
15.(3分)如图两条相交直线y1与y2的图象如图所示,当x >a 时,y1<y2.
【分析】观察函数图象,找出一次函数y1在y2的图象下方所对应的自变量的范围即可.
【解答】解:观察图象得:当x>a时,y1<y2;
故答案为>a.
16.(3分)等边△ABC的边长为2,等边△DEF的边长为1,把△DEF放在△ABC中,使∠D与∠A重合,点E在AB边上,如图所示,此时点E是AB中点,在△ABC内部将△DEF按下列方式旋转:绕点E顺时针旋转,使点F与点B重合,完成第1次操作,此时点D是BC中点,△DEF旋转了 120 °;再绕点D顺时针旋转,使点E与点C重合,完成第2次操作;……这样依次绕△DEF的某个顶点连续旋转下去,第11次操作完成时,CD= 1 .
【分析】利用等边三角形的性质,探究规律,利用规律解决问题即可.
【解答】解:∵DEF是等边三角形,
∴∠AEF=60°,
∴∠FEB=120°,
∴第一次旋转的旋转角为120°
∵第一次旋转点D落在BC边上,第二次旋转点D没有变化,第三次旋转点D落在点A处,3次应该循环,
∴11÷3=3余数为2,
∴第11次操作后,点D落在BC边上,此时CD=1,
故答案为120,1.
三、解答题(本大题共8个小题,第17、18、19题每小题6分,第20、21题每小题6分,第22,23题每小题6分,第24、25题每小题6分,共72分解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)
17.(6分)计算:﹣2cos60°+()﹣1+(π﹣3.14)0
【分析】直接利用二次根式的性质以及零指数幂的性质、负整数指数幂和特殊角的三角函数值的性质分别化简得出答案.
【解答】解:原式=3﹣2×+8+1
=3﹣1+8+1
=11.
18.(6分)解不等式组,并把它的解集表示在数轴上.
【分析】分别求出各不等式的解集,再求出其公共解集,并在数轴上表示出来即可.
【解答】解:,
由①得,x≤1;
由②得,x>﹣2,
故此不等式组的解集为:﹣2<x≤1,
在数轴上表示为:
19.(6分)如图,一次函数y1=k1x+b,与反比例函数y2=交于点A(3,1)、B(﹣1,n),y1交y轴于点C,交x轴于点D.
(1)求反比例函数及一次函数的解析式;
(2)求△OBD的面积.
【分析】(1)将点A的坐标代入反比例函数解析式中即可求出反比例函数的解析式,然后求出点B的坐标,将A、B的坐标代入一次函数中即可求出一次函数的解析式;
(2)求出点D的坐标,然后根据B、D的坐标结合三角形的面积公式即可求出△OBD的面积;
【解答】解:(1)∵反比例函数y2=的图象经过A(3,1),
∴k=3×1=3,
∴反比例函数的解析式为y2=;
把B(﹣1,n)代入反比例函数解析式,可得n=﹣3,
∴B(﹣1,﹣3),
把A(3,1),B(﹣1,﹣3)代入一次函数y1=k1x+b,
可得,解得,
∴一次函数的解析式为y1=x﹣2;
(2)令y1=0,有0=x﹣2,即x=2,
∴D(2,0),OD=2,
如图,过B作BE⊥x轴于点E,
∵B(﹣1,﹣3),
∴BE=3,
∴S△BOD=OD•BE=×2×3=3.
20.(8分)为发展学生的核心素养,培养学生的综合能力,某学校计划开设四门选修课:乐器、舞蹈、绘画、书法.学校采取随机抽样的方法进行问卷调查(每个被调查的学生必须选择而且只能选择其中一门).对调查结果进行整理,绘制成如下两幅不完整的统计图,请结合图中所给信息解答下列问题:
(1)本次调查的学生共有 50 人,在扇形统计图中,m的值是 30% ;
(2)将条形统计图补充完整;
(3)在被调查的学生中,选修书法的有2名女同学,其余为男同学,现要从中随机抽取2名同学代表学校参加某社区组织的书法活动,请写出所抽取的2名同学恰好是1名男同学和1名女同学的概率.
【分析】(1)由舞蹈的人数除以占的百分比求出调查学生总数,确定出扇形统计图中m的值;
(2)求出绘画与书法的学生数,补全条形统计图即可;
(3)列表得出所有等可能的情况数,找出恰好为一男一女的情况数,即可求出所求概率.
【解答】解:(1)20÷40%=50(人),15÷50=30%;
故答案为:50;30%;
(2)50×20%=10(人),50×10%=5(人),如图所示:
(3)∵5﹣2=3(名),
∴选修书法的5名同学中,有3名男同学,2名女同学,
男1
男2
男3
女1
女2
男1
﹣﹣﹣
男2男1
男3男1
女1男1
女2男1
男2
(男1男2)
﹣﹣﹣
男3男2
女1男2
女2男2
男3
(男1男3)
男2男3
﹣﹣﹣
女1男3
女2男3
女1
(男1,女1)
男2女1
男3女1
﹣﹣﹣
女2女1
女2
(男1女2)
男2女2
男3女2
女1女2
﹣﹣﹣
所有等可能的情况有20种,其中抽取的2名同学恰好是1名男同学和1名女同学的情况有12种,
则P(一男一女)==.
21.(8分)两块三角板如图放置,已知∠BAC=∠ADC=90°,∠ABC=45°,∠ACD=30°,BC=6cm.
(1)分别求线段AD,CD的长度;
(2)求BD2的值.
【分析】(1)根据等腰直角三角形的性质求出AC、AB,根据含30°的直角三角形的性质求出AD,根据勾股定理求出CD;
(2)作BE⊥AD,根据直角三角形的性质求出BE,根据勾股定理计算,得到答案.
【解答】解:(1)在Rt△ABC中,∠ABC=45°,
∴AB=AC=BC=6,
在Rt△ADC中,∠ACD=30°,
∴AD=AC=3,
由勾股定理得,CD==3;
(2)过点B作BE⊥AD交DA的延长线于E,
由题意得,∠BAE=180°﹣90°﹣60°=30°,
∴BE=AB=3,
由勾股定理得,AE==3,
∴DE=AE+AD=3+3,
∴BD2=BE2+DE2=32+(3+3)2=45+18.
22.(9分)在抗击“新冠肺炎”战役中,某公司接到转产生产1440万个医用防护口罩补充防疫一线需要的任务,临时改造了甲、乙两条流水生产线.试产时甲生产线每天的产能(每天的生产的数量)是乙生产线的2倍,各生产80万个,甲比乙少用了2天.
(1)求甲、乙两条生产线每天的产能各是多少?
(2)若甲、乙两条生产线每天的运行成本分别是1.2万元和0.5万元,要使完成这批任务总运行成本不超过40万元,则至少应安排乙生产线生产多少天?
(3)正式开工满负荷生产3天后,通过技术革新,甲生产线的日产能提高了50%,乙生产线的日产能翻了一番.再满负荷生产13天能否完成任务?
【分析】(1)可设乙条生产线每天的产能是x万个,则甲条生产线每天的产能是2x万个,根据等量关系:乙用了的天数﹣甲用了的天数=2,列出方程即可求解;
(2)可设安排乙生产线生产y天,根据完成这批任务总运行成本不超过40万元列出不等式计算即可求解;
(3)根据题意求出原来满负荷生产3天的产能和再满负荷生产13天的产能的和,再与1440万个比较大小即可求解.
【解答】解:(1)设乙条生产线每天的产能是x万个,则甲条生产线每天的产能是2x万个,依题意有
﹣=2,
解得x=20,
经检验,x=20是原方程的解,
2x=2×20=40,
故甲条生产线每天的产能是40万个,乙条生产线每天的产能是20万个;
(2)设安排乙生产线生产y天,依题意有
0.5y+1.2×≤40,
解得y≥32.
故至少应安排乙生产线生产32天;
(3)(40+20)×3+[40×(1+50%)+20×2]×13
=180+1300
=1480(万个),
1440万个<1480万个,
故再满负荷生产13天能完成任务.
23.(9分)如图,△ABC中,∠C=90°,AC=3,AB=5,点O在BC边的中线AD上,⊙O与BC相切于点E,且∠OBA=∠OBC.
(1)求证:AB为⊙O的切线;
(2)求⊙O的半径;
(3)求tan∠BAD.
【分析】(1)作OF垂直AB于点F,然后根据角平分线的性质定理即可证得OE=OF,从而证得结论;
(2)根据勾股定理求得BC,进而求得CD=DB=2,设⊙O的半径为r,然后根据S△ACD+S△COB+S△AOB=S△ABC,得到AC•CD+BD•r+,解关于r的方程即可求得半径;
(3)证得Rt△ODE∽Rt△ADC,根据相似三角形的性质求得DE=,即可求得BF=BE=,AF=AB﹣BF=,解直角三角形即可求得tan∠BAD==.
【解答】(1)证明:如图,作OF垂直AB于点F,
∵⊙O与BC相切于点E,
∴OE⊥BC
又∠OBA=∠OBC,
∴OE=OF,
∴AB为⊙O的切线
(2)解:∵∠C=90°,AC=3,AB=5,
∴BC==4,
又D为BC的中点,
∴CD=DB=2,
∵S△ACD+S△DOB+S△AOB=S△ABC
设⊙O的半径为r,即
AC•CD+BD•r+
∴6+2r+5r=12
∴r=
∴⊙O的半径为
(3)解:∵∠C=90°,OE⊥BC,
∴OE∥AC,
∴Rt△ODE∽Rt△ADC,
∴,
∴DE=,
∴BF=BE=,
∴AF=AB﹣BF=,
∴tan∠BAD==.
24.(10分)有一组邻边相等的凸四边形叫做“和睦四边形”,寓意是全世界和平共处,睦邻友好,共同发展.如菱形,正方形等都是“和睦四边形”.
(1)如图1,BD平分∠ABC,AD∥BC,求证:四边形ABCD为“和睦四边形”;
(2)如图2,直线y=﹣x+6与x轴、y轴分别交于A、B两点,点P、Q分别是线段OA、AB上的动点.点P从点A出发,以每秒4个单位长度的速度向点O运动.点Q从点A出发,以每秒5个单位长度的速度向点B运动.P、Q两点同时出发,设运动时间为t秒.当四边形BOPQ为“和睦四边形”时,求t的值;
(3)如图3,抛物线y=ax2+bx+2(a<0,b>0)与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,抛物线的顶点为点D.当四边形COBD为“和睦四边形”,且CD=OC.抛物线还满足顶点D在以AB为直径的圆上.点P(x0,y0)是抛物线y=ax2+bx+2(a<0,b>0)上任意一点,是否存在△ACD∽△PBD,若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)BD平分∠ABC及AD∥BC,推出AB=AD,即可得出结论;
(2)求出B,A的坐标,OB,OA,AB的长度,用含t的代数式表示出AQ,AP,BQ,OP,连接PQ,证△AQP∽△ABO,推出∠APQ=∠AOB=90°,求出QP=3t,根据“和睦四边形”的定义分情况讨论可求出t的值;
(3)用含字母的代数式表示顶点D的坐标,由CD=OC,列出关于字母a,b的代式,由△ADB为等腰直角三角形,得,列出另一个关于字母a,b的等式,联立可求出抛物线解析式,联立直线PD的解析式,求出点P的坐标,进而求出CD,AD,BD,PD长度,发现它们不成比例,则不存在点P使得△ACD∽△PBD.
【解答】证明:(1)∵BD平分∠ABC,
∴∠ABD=∠CBD,
∵AD∥BC,
∴∠ADB=∠CBD,
∴∠ABD=∠ADB,
∴AB=AD,
∴四边形ABCD为“和睦四边形”;
(2)在直线y=﹣x+6中,当x=0时,y=6;当y=0时,x=8,
∴B(0,6),A(8,0),
∴OB=6,OA=8,
∴AB==10,
由题意得:AQ=5t,AP=4t,BQ=10﹣5t,OP=8﹣4t,
连接PQ,
=,=,
∴=,
又∵∠BAO=∠QAP,
∴△AQP∽△ABO,
∴∠APQ=∠AOB=90°,
∴QP==3t,
∵四边形BOPQ为“和睦四边形”,
∴①当OB=OP时,6=8﹣4t,
∴t=;
②当OB=BQ时,6=10﹣5t,
∴t=;
③当OP=PQ时,8﹣4t=3t,
∴t=;
④当BQ=PQ时,10﹣5t=3t,
∴t=,
综上所述,t的值为或或或;
(3)不存在.理由如下:
由题意可得:D,C(0,2),
∵CD2=OC2,
∴,
∵D在以AB为直径的圆上,且在抛物线对称轴上,
∴△ADB为等腰直角三角形,
∴,
∴,
由①和②,且ab<0,
得:a=﹣,b=,
∴抛物线为y=,
∵△ACD∽△PBD,
∴∠CDA=∠BDP,∠ACD=∠PBD,
∵∠ACD为钝角,
∴∠PBD为钝角,点P在x轴下方,
∴∠ADB=∠ADP+∠BDP=∠ADP+∠CDA=∠CDP=90°,
过点D作CD的垂线交抛物线于点P,如图3:
∴PD:y=,
联立y=和y=
解得P(),
此时,CD=2,AD=,BD=,PD=,
∵,
∴抛物线上不存在点P使得△ACD∽△PBD.
25.(10分)如图,抛物线y=﹣(其中m>0)与x轴分别交于A,B两点(A在B的右侧),与y轴交于点C.
(1)请分别求出点A、B、C的坐标;(可用含m的代数式表示)
(2)若点P为直线AC上的一点,且点P在第二象限,满足OP2=PC•PA,求tan∠APO的值及用含m的代数式表示点P的坐标;
(3)在(2)的情况下,线段OP与抛物线相交于点Q,若点Q恰好为OP的中点,此时对于在抛物线上且介于点C与抛物线顶点之间(含点C与顶点)的任意一点M(x0,y0)总能使不等式及不等式恒成立,求n的取值范围.
【分析】(1)分别令y=0和x=0即可得到A、B、C的坐标;
(2)由A(3m,0),C(0,m)可得tan∠OAC从而求出∠OAC,再根据相似三角形对应角相等求出∠POC,进而求出∠APO和tan∠APO,再在△POE中利用三角函数求P的坐标;
(3)Q为OP的中点且在抛物线上可得到抛物线解析式及顶点坐标,求出已知不等式的最大(小)值即得n的范围.
【解答】解:(1)在y=﹣中,令y=0得x1=,x2=3m,令x=0得y=m,
∵A在B的右侧,m>0,
∴A(3m,0),B(,0),C(0,m);
(2)过P作PE⊥x轴于E,如图:
∵A(3m,0),C(0,m),
∴tan∠OAC==,
∴∠OAC=30°,
∵OP2=PC•PA,
∴,且∠OPC=∠OPC,
∴△OPA∽△CPO,
∴∠POC=∠OAC=30°,
∴∠ACO=60°,
∴∠APO=∠ACO﹣∠POC=30°,
∴tan∠APO=,
∵∠APO=∠OAC=30°,
∴PO=OA=3m,
而∠POE=90°﹣∠POC=60°,
∴OE=OP•cos60°=m,PE=OP•sin60°=m,
∵点P在第二象限,
∴P(﹣m,m);
(3)∵P(﹣m,m),Q为OP中点,
∴Q(﹣m,m),
∵Q在抛物线上,
∴m=﹣(﹣m+)(﹣m﹣3m),解得m=,
∴y=﹣=﹣x2+x+3,
对称轴为x=,
∵M(x0,y0)介于点C与抛物线顶点之间(含点C与顶点),
∴0≤x0≤,
∴当x0=时,取最小值4,
而不等式总能成立,
∴n≤4,
不等式恒成立即是n≥﹣2x02+x0+恒成立,
而﹣2x02+x0+=﹣2(x0﹣)2+,又0<<,
∴当x0=时,﹣2x02+x0+有最大值,
n≥﹣2x02+x0+恒成立则n≥,
∴≤n≤4.
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