试卷 2021年广西河池市中考数学一模试卷
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一、选择题(本大题共12小题,每题3分,共36分)
1.(3分)在下列各数中,比﹣2小的数是( )
A.﹣3 B.﹣2 C.0 D.1
2.(3分)化简(a2)3的结果为( )
A.a5 B.a6 C.a8 D.a9
3.(3分)抛物线y=x2+4x+7的对称轴是( )
A.直线x=4 B.直线x=﹣4 C.直线x=2 D.直线x=﹣2
4.(3分)甲骨文是中国的一种古代文字,是汉字的早期形式.下列甲骨文中,是轴对称图形的是( )
A. B. C. D.
5.(3分)如图所示的几何体的主视图为( )
A. B. C. D.
6.(3分)要制作两个形状相同的三角形框架,其中一个三角形的三边长分别为4厘米,6厘米和9厘米,另一个三角形的最长边是18厘米,则它的最短边是( )
A.2厘米 B.4厘米 C.8厘米 D.12厘米
7.(3分)若mn=﹣2,m﹣n=3,则代数式m2n﹣mn2的值是( )
A.﹣6 B.﹣5 C.1 D.6
8.(3分)小明准备用40元钱购买作业本和签字笔.已知每个作业本6元,每支签字笔2.2元,小明买了7支签字笔,他最多还可以买的作业本个数为( )
A.5 B.4 C.3 D.2
9.(3分)如图,⊙O中,=,∠ABC=70°.则∠BOC的度数为( )
A.100° B.90° C.80° D.70°
10.(3分)某语文教师调查了本班10名学生平均每天的课外阅读时间,统计结果如下表所示:
课外阅读时间(小时)
0.5
1
1.5
2
人数
2
3
4
1
那么这10名学生平均每天的课外阅读时间的平均数和众数分别是( )
A.1.2和1.5 B.1.2和4 C.1.25和1.5 D.1.25 和4
11.(3分)已知关于x的分式方程+2=﹣的解为非负数,则正整数m的所有个数为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
12.(3分)二次函数y=ax2+bx+c的图象如图所示,有如下结论:
①abc>0;
②2a+b=0;
③3b﹣2c<0;
④am2+bm≥a+b(m为实数).
其中正确结论的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
二、填空题(本大题共6小题,每小题3分,共18分)
13.(3分)函数y=中,自变量x的取值范围是 .
14.(3分)因式分解:a3﹣ab2= .
15.(3分)盒子里有3张形状、大小、质地完全相同的卡片,上面分别标着数字1,2,3,从中随机抽出1张后不放回,再随机抽出1张,则两次抽出的卡片上的数字之和为奇数的概率是 .
16.(3分)如图,▱ABCD的对角线AC、BD相交于点O,OE∥AB交AD于点E,若OA=1,△AOE的周长等于5,则▱ABCD的周长等于 .
17.(3分)如图,点C、D分别是半圆AOB上的三等分点,若阴影部分的面积是π,则半圆的半径OA的长为 .
18.(3分)如图,矩形OABC的面积为,对角线OB与双曲线y=(k>0,x>0)相交于点D,且OB:OD=5:3,则k的值为 .
三、解答题(本大题共8个小题)
19.(6分)计算:|﹣5|﹣(2021﹣)0+2cos60°+()﹣1.
20.(6分)化简求值:(2x+3)(2x﹣3)﹣(x+2)2+4(x+3),其中x=.
21.(8分)如图,在平行四边形ABCD中,AE,CF分别平分∠BAD和∠DCB,交对角线BD于点E,F.
(1)若∠BCF=60°,求∠ABC的度数;
(2)求证:BE=DF.
22.(8分)每年的4月15日是我国全民国家安全教育日.某中学在全校七、八年级共800名学生中开展“国家安全法”知识竞赛,并从七、八年级学生中各抽取20名学生,统计这部分学生的竞赛成绩(竞赛成绩均为整数,满分10分,6分及以上为合格).相关数据统计、整理如下:
八年级抽取的学生的竞赛成绩:
4,4,6,6,6,6,7,7,7,8,8,8,8,8,8,9,9,9,10,10.
七、八年级抽取的学生的竞赛成绩统计表
年级
七年级
八年级
平均数
7.4
7.4
中位数
a
b
众数
7
c
合格率
85%
90%
根据以上信息,解答下列问题:
(1)填空:a= ,b= ,c= ;
(2)估计该校七、八年级共800名学生中竞赛成绩达到9分及以上的人数;
(3)根据以上数据分析,从一个方面评价两个年级“国家安全法”知识竞赛的学生成绩谁更优异.
23.(8分)如图,在平面直角坐标系中,一次函数y=x+5和y=﹣2x的图象相交于点A,反比例函数y=的图象经过点A.
(1)求反比例函数的表达式;
(2)设一次函数y=x+5的图象与反比例函数y=的图象的另一个交点为B,连接OB,求△ABO的面积.
24.(8分)某校举办“创建全国文明城市”知识竞赛,计划购买甲、乙两种奖品共30件.其中甲种奖品每件30元,乙种奖品每件20元.
(1)如果购买甲、乙两种奖品共花费800元,那么这两种奖品分别购买了多少件?
(2)若购买乙种奖品的件数不超过甲种奖品件数的3倍.如何购买甲、乙两种奖品,使得总花费最少?
25.(10分)如图,点P、Q分别是等边△ABC边AB、BC上的动点(端点除外),点P、点Q以相同的速度,同时从点A、点B出发.
(1)如图1,连接AQ、CP.求证:△ABQ≌△CAP;
(2)如图1,当点P、Q分别在AB、BC边上运动时,AQ、CP相交于点M,∠QMC的大小是否变化?若变化,请说明理由;若不变,求出它的度数;
(3)如图2,当点P、Q在AB、BC的延长线上运动时,直线AQ、CP相交于M,∠QMC的大小是否变化?若变化,请说明理由;若不变,求出它的度数.
26.(12分)如图,抛物线y=ax2+bx+4交x轴于A(﹣3,0),B(4,0)两点,与y轴交于点C,连接AC,BC.M为线段OB上的一个动点,过点M作PM⊥x轴,交抛物线于点P,交BC于点Q.
(1)求抛物线的表达式;
(2)过点P作PN⊥BC,垂足为点N.设M点的坐标为M(m,0),请用含m的代数式表示线段PN的长,并求出当m为何值时PN有最大值,最大值是多少?
(3)试探究点M在运动过程中,是否存在这样的点Q,使得以A,C,Q为顶点的三角形是等腰三角形.若存在,请求出此时点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
2021年广西河池市中考数学一模试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本大题共12小题,每题3分,共36分)
1.(3分)在下列各数中,比﹣2小的数是( )
A.﹣3 B.﹣2 C.0 D.1
【分析】根据正数大于负数;两个负数,绝对值大的其值反而小,比较各数大小即可.
【解答】解:四个数大小关系为﹣3<﹣2<0<1,
则比﹣2小的数是﹣3,
故选:A.
2.(3分)化简(a2)3的结果为( )
A.a5 B.a6 C.a8 D.a9
【分析】利用幂的乘方法则:底数不变,指数相乘.(am)n=amn(m,n是正整数),求出即可.
【解答】解:(a2)3=a6.
故选:B.
3.(3分)抛物线y=x2+4x+7的对称轴是( )
A.直线x=4 B.直线x=﹣4 C.直线x=2 D.直线x=﹣2
【分析】利用对称轴计算公式可得答案.
【解答】解:因为a=1,b=4,c=7,
所以对称轴是直线x=﹣=﹣=﹣2,
故选:D.
4.(3分)甲骨文是中国的一种古代文字,是汉字的早期形式.下列甲骨文中,是轴对称图形的是( )
A. B. C. D.
【分析】根据轴对称图形的概念对各选项分析判断即可得解.
【解答】解:A、不是轴对称图形,故本选项不符合题意;
B、不是轴对称图形,故本选项不符合题意;
C、是轴对称图形,故本选项符合题意;
D、不是轴对称图形,故本选项不符合题意.
故选:C.
5.(3分)如图所示的几何体的主视图为( )
A. B. C. D.
【分析】利用主视图的定义,即从几何体的正面观察得出视图即可.
【解答】解:从几何体的正面看,是一个矩形,矩形的中间有一条纵向的实线.
故选:D.
6.(3分)要制作两个形状相同的三角形框架,其中一个三角形的三边长分别为4厘米,6厘米和9厘米,另一个三角形的最长边是18厘米,则它的最短边是( )
A.2厘米 B.4厘米 C.8厘米 D.12厘米
【分析】根据相似三角形的对应边成比例求解可得.
【解答】解:设另一个三角形的最短边长为xcm,
根据题意,得:=,
解得:x=8,
即另一个三角形的最短边的长为8cm.
故选:C.
7.(3分)若mn=﹣2,m﹣n=3,则代数式m2n﹣mn2的值是( )
A.﹣6 B.﹣5 C.1 D.6
【分析】直接利用提取公因式法将原式变形进而将已知代入求出答案.
【解答】解:∵mn=﹣2,m﹣n=3,
∴m2n﹣mn2=mn(m﹣n)
=﹣2×3
=﹣6.
故选:A.
8.(3分)小明准备用40元钱购买作业本和签字笔.已知每个作业本6元,每支签字笔2.2元,小明买了7支签字笔,他最多还可以买的作业本个数为( )
A.5 B.4 C.3 D.2
【分析】设还可以买x个作业本,根据总价=单价×数量结合总价不超过40元,即可得出关系x的一元一次不等式,解之取其中的最大整数值即可得出结论.
【解答】解:设还可以买x个作业本,
依题意,得:2.2×7+6x≤40,
解得:x≤4.
又∵x为正整数,
∴x的最大值为4.
故选:B.
9.(3分)如图,⊙O中,=,∠ABC=70°.则∠BOC的度数为( )
A.100° B.90° C.80° D.70°
【分析】先根据圆周角定理得到∠ABC=∠ACB=70°,再利用三角形内角和计算出∠A=40°,然后根据圆周角定理得到∠BOC的度数.
【解答】解:∵=,
∴∠ABC=∠ACB=70°,
∴∠A=180°﹣70°﹣70°=40°,
∴∠BOC=2∠A=80°.
故选:C.
10.(3分)某语文教师调查了本班10名学生平均每天的课外阅读时间,统计结果如下表所示:
课外阅读时间(小时)
0.5
1
1.5
2
人数
2
3
4
1
那么这10名学生平均每天的课外阅读时间的平均数和众数分别是( )
A.1.2和1.5 B.1.2和4 C.1.25和1.5 D.1.25 和4
【分析】根据中位数、众数的计算方法求出结果即可.
【解答】解:10名学生的每天阅读时间的平均数为=1.2;
学生平均每天阅读时间出现次数最多的是1.5小时,共出现4次,因此众数是1.5;
故选:A.
11.(3分)已知关于x的分式方程+2=﹣的解为非负数,则正整数m的所有个数为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【分析】根据解分式方程,可得分式方程的解,根据分式方程的解为非负数,可得不等式,解不等式,可得答案.
【解答】解:去分母,得:m+2(x﹣1)=3,
移项、合并,得:x=,
∵分式方程的解为非负数,
∴5﹣m≥0且≠1,
解得:m≤5且m≠3,
∴正整数解有1,2,4,5共4个,
故选:B.
12.(3分)二次函数y=ax2+bx+c的图象如图所示,有如下结论:
①abc>0;
②2a+b=0;
③3b﹣2c<0;
④am2+bm≥a+b(m为实数).
其中正确结论的个数是( )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【分析】由抛物线的对称轴的位置判断ab的符号,由抛物线与y轴的交点判断c与0的关系,然后根据对称轴判定2a+b=0;当x=﹣1时,y=a﹣b+c;然后由图象顶点坐标确定am2+bm与a+b的大小关系.
【解答】解:①∵对称轴在y轴右侧,
∴a、b异号,
∴ab<0,
∵c<0,
∴abc>0,
故①正确;
②∵对称轴x=﹣=1,
∴2a+b=0;
故②正确;
③∵2a+b=0,
∴a=﹣b,
∵当x=﹣1时,y=a﹣b+c>0,
∴﹣b﹣b+c>0,
∴3b﹣2c<0,
故③正确;
④根据图象知,当x=1时,y有最小值;
当m为实数时,有am2+bm+c≥a+b+c,
所以am2+bm≥a+b(m为实数).
故④正确.
本题正确的结论有:①②③④,4个;
故选:D.
二、填空题(本大题共6小题,每小题3分,共18分)
13.(3分)函数y=中,自变量x的取值范围是 x≥﹣1 .
【分析】根据被开方数大于等于0列式计算即可得解.
【解答】解:由题意得,x+1≥0,
解得x≥﹣1.
故答案为:x≥﹣1.
14.(3分)因式分解:a3﹣ab2= a(a+b)(a﹣b) .
【分析】观察原式a3﹣ab2,找到公因式a,提出公因式后发现a2﹣b2是平方差公式,利用平方差公式继续分解可得.
【解答】解:a3﹣ab2=a(a2﹣b2)=a(a+b)(a﹣b).
15.(3分)盒子里有3张形状、大小、质地完全相同的卡片,上面分别标着数字1,2,3,从中随机抽出1张后不放回,再随机抽出1张,则两次抽出的卡片上的数字之和为奇数的概率是 .
【分析】列表得出所有等可能结果,从中找到符合条件的结果数,再根据概率公式计算可得.
【解答】解:列表如下
1
2
3
1
3
4
2
3
5
3
4
5
由表可知,共有6种等可能结果,其中两次抽出的卡片上的数字之和为奇数的有4种结果,
所以两次抽出的卡片上的数字之和为奇数的概率为=,
故答案为:.
16.(3分)如图,▱ABCD的对角线AC、BD相交于点O,OE∥AB交AD于点E,若OA=1,△AOE的周长等于5,则▱ABCD的周长等于 16 .
【分析】由平行四边形的性质得AB=CD,AD=BC,OB=OD,证OE是△ABD的中位线,则AB=2OE,AD=2AE,求出AE+OE=4,则AB+AD=2AE+2OE=8,即可得出答案.
【解答】解:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB=CD,AD=BC,OB=OD,
∵OE∥AB,
∴OE是△ABD的中位线,
∴AB=2OE,AD=2AE,
∵△AOE的周长等于5,
∴OA+AE+OE=5,
∴AE+OE=5﹣OA=5﹣1=4,
∴AB+AD=2AE+2OE=8,
∴▱ABCD的周长=2×(AB+AD)=2×8=16;
故答案为:16.
17.(3分)如图,点C、D分别是半圆AOB上的三等分点,若阴影部分的面积是π,则半圆的半径OA的长为 3 .
【分析】连接OC、OD,利用同底等高的三角形面积相等可知阴影部分的面积等于扇形OCD的面积,列式计算就可.
【解答】解:连接OC、OD、CD.
∵点C,D为半圆的三等分点,
∴∠AOC=∠COD=∠BOD=60°,
∵OC=OD,
∴△COD是等边三角形,
∴∠OCD=60°,
∴∠OCD=∠AOC,
∴CD∥AB,
∵△COD和△CBD等底等高,
∴S△COD=S△BCD.
∴阴影部分的面积=S扇形COD,
∵阴影部分的面积是π,
∴=π,
∴r=3,
故答案为3.
18.(3分)如图,矩形OABC的面积为,对角线OB与双曲线y=(k>0,x>0)相交于点D,且OB:OD=5:3,则k的值为 12 .
【分析】设D的坐标是(3m,3n),则B的坐标是(5m,5n),根据矩形OABC的面积即可求得mn的值,把D的坐标代入函数解析式y=即可求得k的值.
【解答】解:设D的坐标是(3m,3n),则B的坐标是(5m,5n).
∵矩形OABC的面积为,
∴5m•5n=,
∴mn=.
把D的坐标代入函数解析式得:3n=,
∴k=9mn=9×=12.
故答案为:12.
三、解答题(本大题共8个小题)
19.(6分)计算:|﹣5|﹣(2021﹣)0+2cos60°+()﹣1.
【分析】直接利用特殊角的三角函数值以及绝对值的性质、负整数指数幂的性质、零指数幂的性质分别化简得出答案.
【解答】解:原式=5﹣1+2×+3
=5﹣1+1+3
=8.
20.(6分)化简求值:(2x+3)(2x﹣3)﹣(x+2)2+4(x+3),其中x=.
【分析】先利用平方差公式、完全平方公式、单项式乘多项式法则展开,再去括号、合并同类项即可化简原式,继而将x的值代入计算可得答案.
【解答】解:原式=4x2﹣9﹣(x2+4x+4)+4x+12
=4x2﹣9﹣x2﹣4x﹣4+4x+12
=3x2﹣1,
当x=时,
原式=3×()2﹣1
=3×2﹣1
=6﹣1
=5.
21.(8分)如图,在平行四边形ABCD中,AE,CF分别平分∠BAD和∠DCB,交对角线BD于点E,F.
(1)若∠BCF=60°,求∠ABC的度数;
(2)求证:BE=DF.
【分析】(1)根据平行四边形的性质得到AB∥CD,根据平行线的性质得到∠ABC+∠BCD=180°,根据角平分线的定义得到∠BCD=2∠BCF,于是得到结论;
(2)根据平行四边形的性质得到AB∥CD,AB=CD,∠BAD=∠DCB,求得∠ABE=∠CDF,根据角平分线的定义得到∠BAE=∠DCE,根据全等三角形的性质即可得到结论.
【解答】解:(1)∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB∥CD,
∴∠ABC+∠BCD=180°,
∵CF平分∠DCB,
∴∠BCD=2∠BCF,
∵∠BCF=60°,
∴∠BCD=120°,
∴∠ABC=180°﹣120°=60°;
(2)证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB∥CD,AB=CD,∠BAD=∠DCB,
∴∠ABE=∠CDF,
∵AE,CF分别平分∠BAD和∠DCB,
∴∠BAE=,∠DCF=,
∴∠BAE=∠DCE,
∴△ABE≌△CDF(ASA),
∴BE=DF.
22.(8分)每年的4月15日是我国全民国家安全教育日.某中学在全校七、八年级共800名学生中开展“国家安全法”知识竞赛,并从七、八年级学生中各抽取20名学生,统计这部分学生的竞赛成绩(竞赛成绩均为整数,满分10分,6分及以上为合格).相关数据统计、整理如下:
八年级抽取的学生的竞赛成绩:
4,4,6,6,6,6,7,7,7,8,8,8,8,8,8,9,9,9,10,10.
七、八年级抽取的学生的竞赛成绩统计表
年级
七年级
八年级
平均数
7.4
7.4
中位数
a
b
众数
7
c
合格率
85%
90%
根据以上信息,解答下列问题:
(1)填空:a= 7.5 ,b= 8 ,c= 8 ;
(2)估计该校七、八年级共800名学生中竞赛成绩达到9分及以上的人数;
(3)根据以上数据分析,从一个方面评价两个年级“国家安全法”知识竞赛的学生成绩谁更优异.
【分析】(1)由图表可求解;
(2)利用样本估计总体思想求解可得;
(3)由八年级的合格率高于七年级的合格率,可得八年级“国家安全法”知识竞赛的学生成绩更优异.
【解答】解:(1)由图表可得:a==7.5,b==8,c=8,
故答案为:7.5,8,8;
(2)该校七、八年级共800名学生中竞赛成绩达到9分及以上的人数=800×=200(人),
答:该校七、八年级共800名学生中竞赛成绩达到9分及以上的人数为200人;
(3)∵八年级的合格率高于七年级的合格率,
∴八年级“国家安全法”知识竞赛的学生成绩更优异.
23.(8分)如图,在平面直角坐标系中,一次函数y=x+5和y=﹣2x的图象相交于点A,反比例函数y=的图象经过点A.
(1)求反比例函数的表达式;
(2)设一次函数y=x+5的图象与反比例函数y=的图象的另一个交点为B,连接OB,求△ABO的面积.
【分析】(1)联立y=x+5①和y=﹣2x并解得:,故点A(﹣2,4),进而求解;
(2)S△AOB=S△AOC﹣S△BOC=OC•AMOC•BN,即可求解.
【解答】解:(1)联立y=x+5①和y=﹣2x并解得:,故点A(﹣2,4),
将点A的坐标代入反比例函数表达式得:4=,解得:k=﹣8,
故反比例函数表达式为:y=﹣②;
(2)联立①②并解得:x=﹣2或﹣8,
当x=﹣8时,y=x+5=1,故点B(﹣8,1),
设y=x+5交x轴于点C,
令y=0,则x+5=0,
∴x=﹣10,
∴C(﹣10,0),
过点A、B分别作x轴的垂线交x轴于点M、N,
则S△AOB=S△AOC﹣S△BOC=OC•AMOC•BN=.
24.(8分)某校举办“创建全国文明城市”知识竞赛,计划购买甲、乙两种奖品共30件.其中甲种奖品每件30元,乙种奖品每件20元.
(1)如果购买甲、乙两种奖品共花费800元,那么这两种奖品分别购买了多少件?
(2)若购买乙种奖品的件数不超过甲种奖品件数的3倍.如何购买甲、乙两种奖品,使得总花费最少?
【分析】(1)设甲种奖品购买了x件,乙种奖品购买了(30﹣x)件,利用购买甲、乙两种奖品共花费了800元列方程30x+20(30﹣x)=800,然后解方程求出x,再计算30﹣x即可;
(2)设甲种奖品购买了x件,乙种奖品购买了(30﹣x)件,设购买两种奖品的总费用为w元,由购买乙种奖品的件数不超过甲种奖品件数的3倍,可得出关于x的一元一次不等式,解之可得出x的取值范围,再由总价=单价×数量,可得出w关于x的函数关系式,利用一次函数的性质即可解决最值问题.
【解答】解:(1)设甲种奖品购买了x件,乙种奖品购买了(30﹣x)件,
根据题意得30x+20(30﹣x)=800,
解得x=20,
则30﹣x=10,
答:甲种奖品购买了20件,乙种奖品购买了10件;
(2)设甲种奖品购买了x件,乙种奖品购买了(30﹣x)件,设购买两种奖品的总费用为w元,
根据题意得 30﹣x≤3x,解得x≥7.5,
w=30x+20(30﹣x)=10x+600,
∵10>0,
∴w随x的增大而增大,
∴x=8时,w有最小值为:w=10×8+600=680.
答:当购买甲种奖品8件、乙种奖品22件时,总花费最小,最小费用为680元.
25.(10分)如图,点P、Q分别是等边△ABC边AB、BC上的动点(端点除外),点P、点Q以相同的速度,同时从点A、点B出发.
(1)如图1,连接AQ、CP.求证:△ABQ≌△CAP;
(2)如图1,当点P、Q分别在AB、BC边上运动时,AQ、CP相交于点M,∠QMC的大小是否变化?若变化,请说明理由;若不变,求出它的度数;
(3)如图2,当点P、Q在AB、BC的延长线上运动时,直线AQ、CP相交于M,∠QMC的大小是否变化?若变化,请说明理由;若不变,求出它的度数.
【分析】(1)根据等边三角形的性质,利用SAS证明△ABQ≌△CAP即可;
(2)先判定△ABQ≌△CAP,根据全等三角形的性质可得∠BAQ=∠ACP,从而得到∠QMC=60°;
(3)先判定△ABQ≌△CAP,根据全等三角形的性质可得∠BAQ=∠ACP,从而得到∠QMC=120°.
【解答】解:(1)证明:如图1,∵△ABC是等边三角形
∴∠ABQ=∠CAP=60°,AB=CA,
又∵点P、Q运动速度相同,
∴AP=BQ,
在△ABQ与△CAP中,
,
∴△ABQ≌△CAP(SAS);
(2)点P、Q在AB、BC边上运动的过程中,∠QMC不变.
理由:∵△ABQ≌△CAP,
∴∠BAQ=∠ACP,
∵∠QMC是△ACM的外角,
∴∠QMC=∠ACP+∠MAC=∠BAQ+∠MAC=∠BAC
∵∠BAC=60°,
∴∠QMC=60°;
(3)如图2,点P、Q在运动到终点后继续在射线AB、BC上运动时,∠QMC不变
理由:同理可得,△ABQ≌△CAP,
∴∠BAQ=∠ACP,
∵∠QMC是△APM的外角,
∴∠QMC=∠BAQ+∠APM,
∴∠QMC=∠ACP+∠APM=180°﹣∠PAC=180°﹣60°=120°,
即若点P、Q在运动到终点后继续在射线AB、BC上运动,∠QMC的度数为120°.
26.(12分)如图,抛物线y=ax2+bx+4交x轴于A(﹣3,0),B(4,0)两点,与y轴交于点C,连接AC,BC.M为线段OB上的一个动点,过点M作PM⊥x轴,交抛物线于点P,交BC于点Q.
(1)求抛物线的表达式;
(2)过点P作PN⊥BC,垂足为点N.设M点的坐标为M(m,0),请用含m的代数式表示线段PN的长,并求出当m为何值时PN有最大值,最大值是多少?
(3)试探究点M在运动过程中,是否存在这样的点Q,使得以A,C,Q为顶点的三角形是等腰三角形.若存在,请求出此时点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)将点A、B的坐标代入抛物线表达式,即可求解;
(2)PN=PQsin45°=(﹣m2+m)=﹣(m﹣2)2+,即可求解;
(3)分AC=CQ、AC=AQ、CQ=AQ三种情况,分别求解即可.
【解答】解:(1)将点A、B的坐标代入抛物线表达式得,解得,
故抛物线的表达式为:y=﹣x2+x+4;
(2)由抛物线的表达式知,点C(0,4),
由点B、C的坐标得,直线BC的表达式为:y=﹣x+4;
设点M(m,0),则点P(m,﹣m2+m+4),点Q(m,﹣m+4),
∴PQ=﹣m2+m+4+m﹣4=﹣m2+m,
∵OB=OC,故∠ABC=∠OCB=45°,
∴∠PQN=∠BQM=45°,
∴PN=PQsin45°=(﹣m2+m)=﹣(m﹣2)2+,
∵﹣<0,故当m=2时,PN有最大值为;
(3)存在,理由:
点A、C的坐标分别为(﹣3,0)、(0,4),则AC=5,
①当AC=CQ时,过点Q作QE⊥y轴于点E,连接AQ,
则CQ2=CE2+EQ2,即m2+[4﹣(﹣m+4)]2=25,
解得:m=±(舍去负值),
故点Q(,);
②当AC=AQ时,则AQ=AC=5,
在Rt△AMQ中,由勾股定理得:[m﹣(﹣3)]2+(﹣m+4)2=25,解得:m=1或0(舍去0),
故点Q(1,3);
③当CQ=AQ时,则2m2=[m﹣(﹣3)]2+(﹣m+4)2,解得:m=(舍去);
综上,点Q的坐标为(1,3)或(,).
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