2021年广东省东莞市中考一模数学试卷 解析版
展开1.(3分)﹣4的倒数是( )
A.4B.﹣4C.D.
2.(3分)医学研究发现一种新病毒的直径约为0.000043毫米,则这个数用科学记数法表示为( )
A.0.43×10﹣4B.0.43×104C.4.3×10﹣4D.4.3×10﹣5
3.(3分)由4个小立方体搭成如图所示的几何体,从正面看到的平面图形是( )
A.B.
C.D.
4.(3分)点P(﹣2,1)关于x轴对称的点的坐标是( )
A.(﹣2,﹣1)B.( 2,﹣1)C.( 2,1)D.(1,﹣2)
5.(3分)下列运算正确的是( )
A.(﹣2a3)2=4a5B.=±2
C.m2•m3=m6D.x3﹣2x3=﹣x3
6.(3分)在“美丽乡村”评选活动中,某乡镇7个村的得分如下:10,7,6,9,8,9,5,这组数据的中位数和众数分别是( )
A.7,9B.9,9C.8,9D.9,8
7.(3分)如图,直线l1∥l2,且分别与直线l交于C,D两点,把一块含30°角的三角尺按如图所示的位置摆放,若∠1=52°,则∠2的度数为( )
A.52°B.102°C.98°D.108°
8.(3分)在Rt△ABC中,∠C=90°,BC=4,AC=3,则csA的值是( )
A.B.C.D.
9.(3分)如图,Rt△ABC中,AB=9,BC=6,∠B=90°,将△ABC折叠,使A点与BC的中点D重合,折痕为MN,则线段BN的长为( )
A.4B.5C.D.
10.(3分)如图,CB=CA,∠ACB=90°,点D在边BC上(与B、C不重合),四边形ADEF为正方形,过点F作FG⊥CA,交CA的延长线于点G,连接FB,交DE于点Q,给出以下结论:①AC=FG;②S△FAB:S四边形CBFG=1:2;③∠ABC=∠ABF;④AD2=FQ•AC,其中正确的是( )
A.①②B.①③④C.①②③D.①②③④
二、填空题(共7小题,每小题4分,满分28分)
11.(4分)9的平方根是 .
12.(4分)分解因式:m2﹣4m= .
13.(4分)不等式组的解集为 .
14.(4分)正多边形的一个内角为135°,则该正多边形的边数为 .
15.(4分)如图,在△ABC中,点D、E分别是边AB、AC的中点,若△ABC的面积为4,则四边形BCED的面积为 .
16.(4分)如图,在Rt△ABO中,∠AOB=90°,AO=BO=4,以O为圆心,AO为半径作半圆,以A为圆心,AB为半径作弧BD,则图中阴影部分的面积为 .
17.(4分)如图,在平面直角坐标系中,已知点A(10,0),OA绕点O逆时针旋转60°得到OB,连接AB,双曲线y=(x>0)分别与AB,OB交于点C,D(C,D不与点B重合).若CD⊥OB,则k的值为 .
三、解答题(一)(本大题共8小题,每小题6分,共18分)
18.(6分)计算:()﹣2+2sin60°﹣+(π﹣2021)0.
19.(6分)先化简,再求值:,其中x=.
20.(6分)如图,在△ABC中,∠C=90°.
(1)尺规作图;作∠BAC的平分线交BC于点D.(不写作法,保留作图痕迹);
(2)已知AD=BD,求∠B的度数.
21.(8分)为了贯彻“减负增效”精神,掌握九年级学生每天的自主学习情况,某校学生会随机抽查了九年级的部分学生,并调查他们每天自主学习的时间.根据调查结果,制作了两幅不完整的统计图(图1,图2),请根据统计图中的信息回答下列问题:
(1)本次调查的学生人数是 人;
(2)图2中α是 度,并将图1条形统计图补充完整;
(3)请估算该校600名九年级学生自主学习时间不少于1.5小时有 人;
(4)老师想从学习效果较好的4位同学(分别记为A、B、C、D)随机选择两位进行学习经验交流,用列表法或树状图的方法求出选中A的概率.
22.(8分)如图,某数学兴趣小组为测量一棵古树BH和教学楼CG的高,先在A处用高1.5米的测角仪测得古树顶端H的仰角∠HDE为45°,此时教学楼顶端G恰好在视线DH上,再向前走7米到达B处,又测得教学楼顶端G的仰角∠GEF为60°,点A、B、C三点在同一水平线上.
(1)计算古树BH的高;
(2)计算教学楼CG的高.(参考数据:≈1.4,≈1.7)
23.(8分)为落实“美丽抚顺”的工作部署,市政府计划对城区道路进行改造,现安排甲、乙两个工程队完成.已知甲队的工作效率是乙队工作效率的倍,甲队改造360米的道路比乙队改造同样长的道路少用3天.
(1)甲、乙两工程队每天能改造道路的长度分别是多少米?
(2)若甲队工作一天需付费用7万元,乙队工作一天需付费用5万元,如需改造的道路全长1200米,改造总费用不超过145万元,至少安排甲队工作多少天?
24.(10分)如图,AB是⊙O的直径,点E是劣弧AD上一点,∠PBD=∠BED,且DE=,BE平分∠ABD,BE与AD交于点F.
(1)求证:BP是⊙O的切线;
(2)若tan∠DBE=,求EF的长;
(3)延长DE,BA交于点C,若CA=AO,求⊙O的半径.
25.(10分)抛物线y=ax2+bx﹣4交x轴于点A(﹣6,0),B(2,0),交y轴于点C.CD∥AB交抛物线于点D.点E从点C出发,以每秒1个单位长度的速度沿线段CD方向运动.设点E的运动时间为t(0<t<4).过点E作CD的垂线分别交AC,AB于点F,G,以EF为边向左作正方形EFMN.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当点M落在抛物线上时,求出t的值;
(3)设正方形EFMN与△ACD重合部分的面积为S.请直接写出S与t的函数关系式与相应的自变量t的取值范围.
2021年广东省东莞市石龙二中中考数学一模试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(共10小题,每小题3分,共30分)
1.(3分)﹣4的倒数是( )
A.4B.﹣4C.D.
【分析】根据倒数的定义:乘积是1的两个数,即可求解.
【解答】解:﹣4的倒数是﹣.
故选:D.
2.(3分)医学研究发现一种新病毒的直径约为0.000043毫米,则这个数用科学记数法表示为( )
A.0.43×10﹣4B.0.43×104C.4.3×10﹣4D.4.3×10﹣5
【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:0.000043毫米,则这个数用科学记数法表示为4.3×10﹣5毫米,
故选:D.
3.(3分)由4个小立方体搭成如图所示的几何体,从正面看到的平面图形是( )
A.B.
C.D.
【分析】找到从正面看所得到的图形即可.
【解答】解:该几何体的主视图是
故选:C.
4.(3分)点P(﹣2,1)关于x轴对称的点的坐标是( )
A.(﹣2,﹣1)B.( 2,﹣1)C.( 2,1)D.(1,﹣2)
【分析】让横坐标不变,纵坐标为原来点的纵坐标的相反数即可求得所求点的坐标.
【解答】解:∵两点关于x轴对称,
∴所求点的横坐标为﹣2,纵坐标为﹣1,
即(﹣2,﹣1),
故选:A.
5.(3分)下列运算正确的是( )
A.(﹣2a3)2=4a5B.=±2
C.m2•m3=m6D.x3﹣2x3=﹣x3
【分析】根据整式的运算法则即可求出答案.
【解答】解:(A)原式=4a6,故A不正确;
(B)原式=2,故B不正确;
(C)原式=m5,故C不正确;
故选:D.
6.(3分)在“美丽乡村”评选活动中,某乡镇7个村的得分如下:10,7,6,9,8,9,5,这组数据的中位数和众数分别是( )
A.7,9B.9,9C.8,9D.9,8
【分析】中位数要把数据按从小到大的顺序排列,位于最中间的一个数(或两个数的平均数)为中位数,众数是一组数据中出现次数最多的数据,注意众数可以不止一个.
【解答】解:将数据从小到大排列:5,6,7,8,9,9,10,最中间的数是8,
则中位数是92;
∵9出现了2次,出现的次数最多,
∴众数是9;
故选:C.
7.(3分)如图,直线l1∥l2,且分别与直线l交于C,D两点,把一块含30°角的三角尺按如图所示的位置摆放,若∠1=52°,则∠2的度数为( )
A.52°B.102°C.98°D.108°
【分析】依据l1∥l2,即可得到∠1=∠3=52°,再根据∠4=30°,即可得出从∠2=180°﹣∠3﹣∠4=98°.
【解答】解:如图,∵l1∥l2,
∴∠1=∠3=52°,
又∵∠4=30°,
∴∠2=180°﹣∠3﹣∠4=180°﹣52°﹣30°=98°,
故选:C.
8.(3分)在Rt△ABC中,∠C=90°,BC=4,AC=3,则csA的值是( )
A.B.C.D.
【分析】首先利用勾股定理计算出斜边长,再根据锐角A的邻边b与斜边c的比叫做∠A的余弦,记作csA进行计算即可,
【解答】解:∵∠C=90°,BC=4,AC=3,
∴AB==5,
∴csA=,
故选:B.
9.(3分)如图,Rt△ABC中,AB=9,BC=6,∠B=90°,将△ABC折叠,使A点与BC的中点D重合,折痕为MN,则线段BN的长为( )
A.4B.5C.D.
【分析】设BN=x,则由折叠的性质可得DN=AN=9﹣x,根据中点的定义可得BD=3,在Rt△BND中,根据勾股定理可得关于x的方程,解方程即可求解.
【解答】解:设BN=x,由折叠的性质可得DN=AN=9﹣x,
∵D是BC的中点,
∴BD=3,
在Rt△NBD中,x2+32=(9﹣x)2,
解得x=4.
即BN=4.
故选:A.
10.(3分)如图,CB=CA,∠ACB=90°,点D在边BC上(与B、C不重合),四边形ADEF为正方形,过点F作FG⊥CA,交CA的延长线于点G,连接FB,交DE于点Q,给出以下结论:①AC=FG;②S△FAB:S四边形CBFG=1:2;③∠ABC=∠ABF;④AD2=FQ•AC,其中正确的是( )
A.①②B.①③④C.①②③D.①②③④
【分析】由正方形的性质得出∠FAD=90°,AD=AF=EF,证出∠CAD=∠AFG,由AAS证明△FGA≌△ACD,得出AC=FG,①正确;
证明四边形CBFG是矩形,得出S△FAB=FB•FG=S四边形CBFG,②正确;
由等腰直角三角形的性质和矩形的性质得出∠ABC=∠ABF=45°,③正确;
证出△ACD∽△FEQ,得出对应边成比例,得出D•FE=AD2=FQ•AC,④正确.
【解答】解:∵四边形ADEF为正方形,
∴∠FAD=90°,AD=AF=EF,
∴∠CAD+∠FAG=90°,
∵FG⊥CA,
∴∠G=90°=∠ACB,
∴∠CAD=∠AFG,
在△FGA和△ACD中,
,
∴△FGA≌△ACD(AAS),
∴AC=FG,
①正确;
∵BC=AC,
∴FG=BC,
∵∠ACB=90°,FG⊥CA,
∴FG∥BC,
∴四边形CBFG是矩形,
∴CBF=90°,
S△FAB=×FB×FG=S四边形CBFG,
②正确;
∵CA=CB,∠C=∠CBF=90°,
∴∠ABC=∠ABF=45°,
③正确;
∵∠FQE=∠DQB=∠ADC,∠E=∠C=90°,
∴△ACD∽△FEQ,
∴AC:AD=FE:FQ,
∴AD•FE=AD2=FQ•AC,
④正确;
正确的是①②③④.
故选:D.
二、填空题(共7小题,每小题4分,满分28分)
11.(4分)9的平方根是 ±3 .
【分析】直接利用平方根的定义计算即可.
【解答】解:∵±3的平方是9,
∴9的平方根是±3.
故答案为:±3.
12.(4分)分解因式:m2﹣4m= m(m﹣4) .
【分析】提取公因式m,即可求得答案.
【解答】解:m2﹣4m=m(m﹣4).
故答案为:m(m﹣4).
13.(4分)不等式组的解集为 ﹣2<x<4 .
【分析】分别求出每一个不等式的解集,根据口诀:同大取大、同小取小、大小小大中间找、大大小小无解了确定不等式组的解集.
【解答】解:解不等式5x<20,得:x<4,
解不等式2x﹣1<3x+1,得:x>﹣2,
则不等式组的解集为﹣2<x<4,
故答案为:﹣2<x<4.
14.(4分)正多边形的一个内角为135°,则该正多边形的边数为 8 .
【分析】根据正多边形的一个内角是135°,则知该正多边形的一个外角为45°,再根据多边形的外角之和为360°,即可求出正多边形的边数.
【解答】解:∵正多边形的一个内角是135°,
∴该正多边形的一个外角为45°,
∵多边形的外角之和为360°,
∴边数n==8,
∴该正多边形为正八边形,
故答案为8.
15.(4分)如图,在△ABC中,点D、E分别是边AB、AC的中点,若△ABC的面积为4,则四边形BCED的面积为 3 .
【分析】先由点D、E分别是边AB、AC的中点,得DE∥BC,从而得△ADE∽△ABC,根据相似三角形的面积比等于相似比的平方及△ABC的面积为4,可得SADE=1,用大三角形的面积减去小三角形的面积,即可得答案.
【解答】解:∵点D、E分别是边AB、AC的中点,
∴DE∥BC,DE=BC,
∴△ADE∽△ABC,
∴SADE:S△ABC=()2=,
∵△ABC的面积为4,
∴SADE=1,
∴四边形BCED的面积,4﹣1=3.
故答案为:3.
16.(4分)如图,在Rt△ABO中,∠AOB=90°,AO=BO=4,以O为圆心,AO为半径作半圆,以A为圆心,AB为半径作弧BD,则图中阴影部分的面积为 8 .
【分析】根据题意和图形可以求得AB的长,然后根据图形,可知阴影部分的面积是半圆ABC的面积减去扇形ABD的面积和弓形AB的面积,从而可以解答本题.
【解答】解:∵在Rt△ABO中,∠AOB=90°,AO=BO=4,
∴AB=4,
∴图中阴影部分的面积为:﹣﹣(﹣)=8,
故答案为:8.
17.(4分)如图,在平面直角坐标系中,已知点A(10,0),OA绕点O逆时针旋转60°得到OB,连接AB,双曲线y=(x>0)分别与AB,OB交于点C,D(C,D不与点B重合).若CD⊥OB,则k的值为 9 .
【分析】作DE⊥x轴于点E,作CF⊥x轴于点F,设OE=a,由等边三角形性质及三角函数可表示出点D坐标(a,)、点C坐标(15﹣2a,),因为点D、C在反比例函数图象上,故根据k=xy建立方程=(15﹣2a)•求解即可.
【解答】解:作DE⊥x轴于点E,作CF⊥x轴于点F.
∵△OAB为等边三角形,
∴∠BOA=∠B=∠BAO=60°.
设OE=a,则DE=,OD=2a.
∴BD=10﹣2a,故点D坐标为(a,).
∴BC==2×(10﹣2a)=20﹣4a,
∴AC=10﹣(20﹣4a)=4a﹣10.
∴FA=AC•cs60°=(4a﹣10)=2a﹣5,CF=AC•sin60°==.
∴OF=AO﹣FA=10﹣2a+5=15﹣2a.
故点C坐标为(15﹣2a,).
∵点D、C在反比例函数图象上,
∴=(15﹣2a)•.
解得:a1=3,a2=5(不合题意,舍去).
∴a=3,故点D坐标为(3,3),
∴=.
故答案为:.
三、解答题(一)(本大题共8小题,每小题6分,共18分)
18.(6分)计算:()﹣2+2sin60°﹣+(π﹣2021)0.
【分析】直接利用负整数指数幂的性质以及特殊角的三角函数值、零指数幂的性质、二次根式的性质分别化简得出答案.
【解答】解:原式=4+2×﹣2+1
=4+﹣2+1
=5﹣.
19.(6分)先化简,再求值:,其中x=.
【分析】先算括号内的减法,同时把除法变成乘法,算乘法,最后代入求出即可.
【解答】解:原式=•
=•
=﹣,
当x=时,原式=﹣=﹣.
20.(6分)如图,在△ABC中,∠C=90°.
(1)尺规作图;作∠BAC的平分线交BC于点D.(不写作法,保留作图痕迹);
(2)已知AD=BD,求∠B的度数.
【分析】(1)首先以A为圆心,小于AC长为半径画弧,交AC、AB于H、F,再分别以H、F为圆心,大于HF长为半径画弧,两弧交于点M,再画射线AM交CB于D;
(2)先根据角平分线定义和等腰三角形的性质得:∠B=∠BAD=∠CAD,则∠B=30°.
【解答】解:(1)如图所示:AD即为所求;
(2)∵AD平分∠BAC,
∴∠BAD=∠CAD,
∵AD=BD,
∴∠B=∠BAD,
∴∠B=∠BAD=∠CAD,
∵∠C=90°,
∴∠B=30°.
21.(8分)为了贯彻“减负增效”精神,掌握九年级学生每天的自主学习情况,某校学生会随机抽查了九年级的部分学生,并调查他们每天自主学习的时间.根据调查结果,制作了两幅不完整的统计图(图1,图2),请根据统计图中的信息回答下列问题:
(1)本次调查的学生人数是 40 人;
(2)图2中α是 54 度,并将图1条形统计图补充完整;
(3)请估算该校600名九年级学生自主学习时间不少于1.5小时有 330 人;
(4)老师想从学习效果较好的4位同学(分别记为A、B、C、D)随机选择两位进行学习经验交流,用列表法或树状图的方法求出选中A的概率.
【分析】(1)由自主学习的时间是1小时的有12人,占30%,即可求得本次调查的学生人数;
(2)用360°乘以自主学习的时间是0.5小时的人数所占的百分比即可求出α,再用总人数乘以自主学习的时间是1.5小时的人数所占的百分比,即可得出答案,从而补全统计图;
(3)首先求得这40名学生自主学习时间不少于1.5小时的百分比,然后可求得该校九年级学生自主学习时间不少于1.5小时的人数;
(4)首先根据题意画出树状图,然后由树状图求得所有等可能的结果与选中A的情况,再利用概率公式求解即可求得答案.
【解答】解:(1)自主学习的时间是1小时的有12人,占30%,
则本次调查的学生人数是12÷30%=40(人),
故答案为:40;
(2)α=×360°=54°,
自主学习的时间是1.5小时的人数有:40×35%=14(人);
补全统计图如下:
故答案为:54;
(3)600×=330(人),
答:该校600名九年级学生自主学习时间不少于1.5小时有330人.
故答案为:330;
(4)根据题意画树状图如下:
∵共有12种等可能的结果,其中选中A的有6种,
∴选中A的概率是=.
22.(8分)如图,某数学兴趣小组为测量一棵古树BH和教学楼CG的高,先在A处用高1.5米的测角仪测得古树顶端H的仰角∠HDE为45°,此时教学楼顶端G恰好在视线DH上,再向前走7米到达B处,又测得教学楼顶端G的仰角∠GEF为60°,点A、B、C三点在同一水平线上.
(1)计算古树BH的高;
(2)计算教学楼CG的高.(参考数据:≈1.4,≈1.7)
【分析】(1)利用等腰直角三角形的性质即可解决问题;
(2)作HJ⊥CG于G.则△HJG是等腰三角形,四边形BCJH是矩形,设HJ=GJ=BC=x.构建方程即可解决问题;
【解答】解:(1)由题意:四边形ABED是矩形,可得DE=AB=7米,AD=BE=1.5米,
在Rt△DEH中,∵∠EDH=45°,
∴HE=DE=7米.
∴BH=EH+BE=8.5米.
(2)作HJ⊥CG于J.则△HJG是等腰三角形,四边形BCJH是矩形,设HJ=GJ=BC=x.
在Rt△EFG中,tan60°=,
∴=,
∴x=(+1),
∴GF=x≈16.45
∴CG=CF+FG=1.5+16.45≈18.0米.
23.(8分)为落实“美丽抚顺”的工作部署,市政府计划对城区道路进行改造,现安排甲、乙两个工程队完成.已知甲队的工作效率是乙队工作效率的倍,甲队改造360米的道路比乙队改造同样长的道路少用3天.
(1)甲、乙两工程队每天能改造道路的长度分别是多少米?
(2)若甲队工作一天需付费用7万元,乙队工作一天需付费用5万元,如需改造的道路全长1200米,改造总费用不超过145万元,至少安排甲队工作多少天?
【分析】(1)设乙工程队每天能改造道路的长度为x米,则甲工程队每天能改造道路的长度为x米,根据工作时间=工作总量÷工作效率结合甲队改造360米的道路比乙队改造同样长的道路少用3天,即可得出关于x的分式方程,解之经检验后即可得出结论;
(2)设安排甲队工作m天,则安排乙队工作天,根据总费用=甲队每天所需费用×工作时间+乙队每天所需费用×工作时间结合总费用不超过145万元,即可得出关于m的一元一次不等式,解之取其中的最大值即可得出结论.
【解答】解:(1)设乙工程队每天能改造道路的长度为x米,则甲工程队每天能改造道路的长度为x米,
根据题意得:﹣=3,
解得:x=40,
经检验,x=40是原分式方程的解,且符合题意,
∴x=×40=60.
答:乙工程队每天能改造道路的长度为40米,甲工程队每天能改造道路的长度为60米.
(2)设安排甲队工作m天,则安排乙队工作天,
根据题意得:7m+5×≤145,
解得:m≥10.
答:至少安排甲队工作10天.
24.(10分)如图,AB是⊙O的直径,点E是劣弧AD上一点,∠PBD=∠BED,且DE=,BE平分∠ABD,BE与AD交于点F.
(1)求证:BP是⊙O的切线;
(2)若tan∠DBE=,求EF的长;
(3)延长DE,BA交于点C,若CA=AO,求⊙O的半径.
【分析】(1)根据圆周角定理得到∠ADB=90°,求得∠DAB+∠ABD=90°,等量代换得到∠DAB=∠PBD,求得∠ABP=90°,于是得到结论;
(2)连接AE,由圆周角定理得到∠AEB=90°,根据角平分线的定义得到∠ABE=∠DBE,根据三角函数的定义即可得到结论;
(3)连接OE,根据等腰三角形的性质得到∠ABE=∠OEB,等量代换得到∠DBE=∠OEB,根据相似三角形的性质得到,根据相似三角形的性质列方程即可得到结论.
【解答】(1)证明:∵AB是⊙O的直径,
∴∠ADB=90°,∴∠DAB+∠ABD=90°,
∵∠BED=∠DAB,∠PBD=∠BED,
∴∠DAB=∠PBD,
∴∠PBD+∠ABD=90°,
∴∠ABP=90°,
∴AB⊥PB,
∴BP是⊙O的切线;
(2)解:连接AE,
∴∠AEB=90°,
∵BE平分∠ABD,
∴∠ABE=∠DBE,
∴=,
∴AE=DE=,
∴∠ABE=∠DBE=∠DAE,
∴tan∠DBE=tan∠ABE=tan∠DAE==,
∴=,
∴EF=;
(3)解:连接OE,
∵OE=OB,
∴∠ABE=∠OEB,
∵∠ABE=∠DBE,
∴∠DBE=∠OEB,
∴△CEO∽△CDB,
∴,
∵CA=AO,
设CA=AO=BO=R,
∴=,即=2,
∴CE=2,
∴DC=3,
∵∠ADC=∠ABE,∠C=∠C,
∴△CAD∽△CEB,
∴=,
∴=,
∴R=,
∴⊙O的半径为.
25.(10分)抛物线y=ax2+bx﹣4交x轴于点A(﹣6,0),B(2,0),交y轴于点C.CD∥AB交抛物线于点D.点E从点C出发,以每秒1个单位长度的速度沿线段CD方向运动.设点E的运动时间为t(0<t<4).过点E作CD的垂线分别交AC,AB于点F,G,以EF为边向左作正方形EFMN.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当点M落在抛物线上时,求出t的值;
(3)设正方形EFMN与△ACD重合部分的面积为S.请直接写出S与t的函数关系式与相应的自变量t的取值范围.
【分析】(1)将A(﹣6,0),B(2,0)代入y=ax2+bx﹣4,列方程组求a、b的值;
(2)由相似三角形对应边成比例的性质,用含t的代数式表示线段EF、FG的长,从而用含t的代数式表示点M的坐标,代入抛物线的解析式列方程求出t的值;
(3)在点E的运动过程中,正方形EFMN与△ACD重合部分的图形分别为正方形、五边形和梯形,用含t的代数式分别表示正方形EFMN的边长及线段DE、DN的长,分三种不同的情况求出S关于t的函数关系式和相应的自变量的取值范围.
【解答】解:(1)把A(﹣6,0),B(2,0)代入y=ax2+bx﹣4,
得,解得,
∴抛物线的解析式为y=x2+x﹣4.
(2)∵抛物线y=x2+x﹣4与y轴交于点C,
∴C(0,﹣4),
∵CD∥AB,EG∥OC,
∴∠ECF=∠OAC,
∵∠CEF=∠AOC=90°,
∴,
∴FM=EF=t,CN=t+t=t,FG=4t,M(﹣t,﹣4+t),
当点M落在抛物线上时,则,
整理,得25t2﹣78t=0,t1=,t2=0(不符合题意,舍去),
∴t=.
(3)由点A(﹣6,0),B(2,0)关于抛物线的对称轴对称,得该抛物线的对称轴为直线x=﹣2,
∵点D与点C(0,﹣4)关于直线x=﹣2对称,
∴D(﹣4,﹣4),
当点N与点D重合时,则t=4,解得t=;
当点M落在AD上,如图1,由FM∥CD,得△AFM∽△ACD,
∵FM∥AG∥CE,
∴,
∵CD=EG=4,
∴FM=FG,
∴t=4t,
解得t=3.
当0<t≤时,如图2,S=(t)2=t2,
当<t≤3时,如图3,MN交AD于点I,作DH⊥x轴于点H,
∵∠NDI=∠DAH,
∴,
∴NI=2DN=2(t﹣4),
∴S=t2×2(t﹣4)2=t2+t﹣16;
当3<t<4时,如图4,DH交FM于点K,FM交AD于点J,则∠DKJ=∠DHA=90°,
∴JK=DK•tan∠ADH=t×=t,
∴FJ=4﹣t+t=4﹣t,
∴S=×t(4﹣t+4﹣t)=﹣t2+t.
综上所述,S=.
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