2020-2021学年北京师大附属实验中学九年级(上)期中数学试卷 (原卷+解析)
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一、选择题(本题共16分,每小题2分)下面各题均有四个选项,其中只有一个是符合题意的
1.(2分)抛物线y=﹣(x+1)2﹣2的对称轴是( )
A.x=1 B.x=﹣1 C.x=2 D.x=﹣2
2.(2分)⊙O的半径为5,圆心O到直线l的距离为6,则直线l与⊙O的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.无法确定
3.(2分)如果4x=3y,那么下列结论正确的是( )
A.= B.= C.= D.x=4,y=3
4.(2分)如图,香港特别行政区标志紫荆花图案绕中心旋转n°后能与原来的图案互相重合,则n的最小值为( )
A.45 B.60 C.72 D.144
5.(2分)如图,若AB是⊙O的直径,CD是⊙O的弦,∠ABD=58°,则∠BCD的度数为( )
A.32° B.58° C.64° D.116°
6.(2分)下列图形一定不是中心对称图形的是( )
A.正六边形 B.线段y=﹣x+2(1≤x≤3)
C.圆 D.抛物线y=x2+x
7.(2分)二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象如图所示,则下列关系式中正确的是( )
A.ac>0 B.b+2a<0 C.b2﹣4ac>0 D.a﹣b+c<0
8.(2分)心理学家发现:课堂上,学生对概念的接受能力s与提出概念的时间t(单位:min)之间近似满足函数关系s=at2+bt+c(a≠0),s值越大,表示接受能力越强.如图记录了学生学习某概念时t与s的三组数据,根据上述函数模型和数据,可推断出当学生接受能力最强时,提出概念的时间为( )
A.8min B.13min C.20min D.25min
二、填空题(本题共16分,每小题2分).
9.(2分)已知﹣1是关于x的一元二次方程x2+kx﹣3=0的一个根,则k= .
10.(2分)如图,四边形ABCD的顶点都在⊙O上,∠C=110°,则∠A= °.
11.(2分)将抛物线y=x2向上平移1个单位,再向左平移2个单位后,得到的抛物线的顶点坐标是 .
12.(2分)已知扇形的圆心角为120°,面积为?,则扇形的半径是 .
13.(2分)已知二次函数y=ax2+bx+1(a≠0)的图象与x轴只有一个交点.请写出一组满足条件的a,b的值:a= ,b= .
14.(2分)抛物线y=2x2﹣4x上三点分别为(﹣3,y1),(0,y2),(3,y3),则y1,y2,y3的大小关系为 (用“>”号连接)
15.(2分)如图,⊙O的直径AB垂直于弦CD,垂足为E.若∠B=60°,CD=6,则AC的长为 .
16.(2分)如图,在平面直角坐标系xOy中,△ABC外接圆的圆心坐标是 ,半径是 .
三、解答题(本题共68分,第17、19-23题,每小题5分,第18、24、25、26题,每小题5分,第27、28题,每小题5分)
17.(5分)已知x2+x﹣5=0,求代数式(x+1)2+(x+2)(x﹣2)的值.
18.(6分)已知二次函数y=﹣x2+bx+c的图象过点(0,3),(2,3).
(1)求此二次函数的表达式,并用配方法将其化为y=a(x﹣h)2+k的形式;
(2)画出此函数的图象;
(3)借助图象,判断若0<x<3,则y的取值范围是 .
19.(5分)如图,一个宽为2cm的刻度尺在圆形光盘上移动,当刻度尺的一边与光盘相切时,另一边与光盘边缘两个交点处的读数恰好是“2”和“10”(单位:cm),求该光盘的直径是多少?
20.(5分)已知关于x的一元二次方程3x2﹣kx+k﹣4=0.
(1)判断方程根的情况;
(2)若此方程有一个整数根,请选择一个合适的k值,并求出此时方程的根.
21.(5分)如图,在△ABC中,AD平分∠BAC,E是AD上一点,且BE=BD.
(1)求证:△ABE∽△ACD;
(2)若E是线段AD的中点,求的值.
22.(5分)在学习《圆》这一章时,老师给同学们布置了一道尺规作图题.尺规作图:过圆外一点作圆的切线.
已知:P为⊙O外一点.
求作:经过点?的⊙O的切线.
小敏的作法如下:
①连接OP,作线段OP的垂直平分线MN交OP于点C;
②以点C为圆心,CO的长为半径作圆,交⊙O于A,B两点;
③作直线PA,PB.
所以直线PA,PB就是所求作的切线.
根据小敏设计的尺规作图过程.
(1)使用直尺和圆规,补全图形;(保留作图痕迹)
(2)完成下面的证明.
证明:由作图可知点A,B在以C为圆心,CO为半径的圆上,
∴∠OAP=∠OBP= °.( )(填推理的依据)
∴PA⊥OA,PB⊥OB.
∵OA,OB为⊙O的半径,
∴直线PA,PB是⊙O的切线.( )(填推理的依据)
23.(5分)体育测试时,九年级一名学生,双手扔实心球.已知实心球所经过的路线是某个二次函数图象的一部分,如果球出手处A点距离地面的高度为2m,当球运行的水平距离为4m时,达到最大高度4m的B处(如图),问该学生把实心球扔出多远?(结果保留根号)
24.(6分)有这样一个问题:探究函数y=(x﹣1)(x﹣2)(x﹣3)的图象与性质.
小东对函数y=(x﹣1)(x﹣2)(x﹣3)的图象与性质进行了探究.
下面是小东的探究过程,请补充完整:
(1)函数y=(x﹣1)(x﹣2)(x﹣3)的自变量x的取值范围是全体实数;
(2)下表是y与x的几组对应值.
x
…
﹣2
﹣1
0
1
2
3
4
5
6
…
y
…
m
﹣24
﹣6
0
0
0
6
24
60
…
①m= ;
②若M(n,﹣720),N(11,720)为该函数图象上的两点,则n= ;
(3)在平面直角坐标系xOy中,如图所示,点A(x1,y1)是该函数在2≤x≤3范围的图象上的最低点.
①直线y=﹣y1与该函数图象的交点个数是 ;
②根据图象,直接写出不等式(x﹣1)(x﹣2)(x﹣3)>0的解集.
25.(6分)如图,点C是以AB为直径的圆O上一点,直线AC与过B点的切线相交于D,点E是BD的中点,直线CE交直线AB于点F.
(1)求证:CF是⊙O的切线;
(2)若ED=3,EF=5,求⊙O的半径.
26.(6分)在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=x2﹣2nx+n2+n﹣3与y轴交于点C,与x轴交于点A,B,点A在B的左边,x轴正半轴上一点D,满足OD=OA+OB.
(1)①当?=2时,求点D的坐标和抛物线的顶点坐标;
②当AB=2BD时,求n的值;
(2)过点D作x轴的垂线交抛物线于点P,作射线CP,若射线CP与x轴没有公共点,直接写出n的取值范围.
27.(7分)如图,在等边△ABC中,点D是边AC上一动点(不与点A,C重合),连接BD,作AH⊥BD于点H,将线段AH绕点A逆时针旋转60°至线段AE,连接CE.
(1)①补全图形;
②判断线段BH与线段CE的数量关系,并证明;
(2)已知AB=4,点M在边AB上,且BM=1,作直线HE.
①是否存在一个定点P,使得对于任意的点D,点P总在直线HE上,若存在,请指出点P的位置,若不存在,请说明理由;
②直接写出点M到直线HE的距离的最大值.
28.(7分)对于给定的⨀M和点P,若存在边长为1的等边△PQR,满足点Q在⨀M上,且MP≥MR(当点R,M重合时,定义MR=0),则称点P为⨀M的“等边远点”,此时,等边△PQR是点P关于⨀M的“关联三角形”,MR的长度为点P关于⨀M的“等边近距”.
在平面直角坐标系xOy中,⨀O的半径为.
(1)试判断点A(,1)是否是⨀O的“等边远点”,若是,请画出对应的“关联三角形”;若不是,请说明理由.
(2)下列各点:B(0,3),C(﹣,0),D(,),E(0,1﹣)中,⨀O的“等边远点”有 ;
(3)已知直线FG:y=x+b(b>0)分别交x,y轴于点F,G,且线段FG上存在⨀O的“等边远点”,求b的取值范围;
(4)直接写出⨀O的“等边远点”关于⨀O的“等边近距”d的取值范围是 .
2020-2021学年北京师大附属实验中学九年级(上)期中数学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本题共16分,每小题2分)下面各题均有四个选项,其中只有一个是符合题意的
1.(2分)抛物线y=﹣(x+1)2﹣2的对称轴是( )
A.x=1 B.x=﹣1 C.x=2 D.x=﹣2
【分析】由y=a(x﹣h)2+k的对称轴是x=h可得答案.
【解答】解:抛物线y=﹣(x+1)2﹣2的对称轴是直线x=﹣1,
故选:B.
【点评】本题考查将二次函数的性质,解析式化为顶点式y=a(x﹣h)2+k,顶点坐标是(h,k),对称轴是x=h.
2.(2分)⊙O的半径为5,圆心O到直线l的距离为6,则直线l与⊙O的位置关系是( )
A.相交 B.相切 C.相离 D.无法确定
【分析】直接根据直线与圆的位置关系即可得出结论.
【解答】解:∵⊙O的半径为5,圆心O到直线l的距离为6,5<6,
∴直线l与⊙O相离.
故选:C.
【点评】本题考查的是直线与圆的位置关系,熟知设⊙O的半径为r,圆心O到直线l的距离为d,当d>r时,直线l和⊙O相离是解答此题的关键.
3.(2分)如果4x=3y,那么下列结论正确的是( )
A.= B.= C.= D.x=4,y=3
【分析】根据等式的性质,依次分析各个选项,选出正确的选项即可.
【解答】解:A.若=,等式两边同时乘以12得:4x=3y,A项正确,
B.若=,等式两边同时乘以12得:3x=4y,B项错误,
C.若=,等式两边同时乘以3y得:3x=4y,C项错误,
D.若x=4,y=3,则3x=4y,D项错误,
故选:A.
【点评】本题考查等式的性质,正确掌握等式的性质是解题的关键.
4.(2分)如图,香港特别行政区标志紫荆花图案绕中心旋转n°后能与原来的图案互相重合,则n的最小值为( )
A.45 B.60 C.72 D.144
【分析】该图形被平分成五部分,因而每部分被分成的圆心角是72°,并且圆具有旋转不变性,因而旋转72度的整数倍,就可以与自身重合.
【解答】解:该图形被平分成五部分,旋转72°的整数倍,就可以与自身重合,
故n的最小值为72.
故选:C.
【点评】本题考查旋转对称图形的概念:把一个图形绕着一个定点旋转一个角度后,与初始图形重合,这种图形叫做旋转对称图形,这个定点叫做旋转对称中心,旋转的角度叫做旋转角.
5.(2分)如图,若AB是⊙O的直径,CD是⊙O的弦,∠ABD=58°,则∠BCD的度数为( )
A.32° B.58° C.64° D.116°
【分析】先根据AB是⊙O的直径得出∠ADB=90°,故可得出∠A的度数,再由圆周角定理即可得出结论.
【解答】解:∵AB是⊙O的直径,
∴∠ADB=90°.
∵∠ABD=58°,
∴∠A=90°﹣58°=32°,
∴∠BCD=∠A=32°.
故选:A.
【点评】本题考查的是圆周角定理,熟知在同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角相等,都等于这条弧所对的圆心角的一半是解答此题的关键.
6.(2分)下列图形一定不是中心对称图形的是( )
A.正六边形 B.线段y=﹣x+2(1≤x≤3)
C.圆 D.抛物线y=x2+x
【分析】根据中心对称图形的概念对各选项分析判断即可得解.
【解答】解:A、正六边形是中心对称图形,故本选项不符合题意;
B、线段y=﹣x+2(1≤x≤3)是中心对称图形,故本选项不符合题意;
C、圆是中心对称图形,故本选项不符合题意;
D、抛物线y=x2+x不是中心对称图形,故本选项符合题意.
故选:D.
【点评】本题考查了中心对称图形的概念,中心对称图形是要寻找对称中心,旋转180度后与原图重合.
7.(2分)二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象如图所示,则下列关系式中正确的是( )
A.ac>0 B.b+2a<0 C.b2﹣4ac>0 D.a﹣b+c<0
【分析】由抛物线的开口方向判断a与0的关系,由抛物线与y轴的交点判断c与0的关系,然后根据对称轴及抛物线与x轴交点情况进行推理,进而对所得结论进行判断.
【解答】解:A、由函数图象可知二次函数y=ax2+bx+c的开口向上,即a>0,交于y轴的负半轴c<0,ac<0,故本选项错误;
B、由函数图象可知对称轴x=﹣<1,所以﹣b<2a,即2a+b>0,故本选项错误;
C、由函数图象可知二次函数y=ax2+bx+c与x轴有两个交点,则b2﹣4ac>0.故本选项正确;
D、由函数图象可知当x=﹣1时,y>0,a﹣b+c>0,故本选项错误.
故选:C.
【点评】考查二次函数图象与系数的关系;用到的知识点为:二次函数的开口向上,a>0;二次函数与y轴交于负半轴,c<0;二次函数与x轴有2个交点,b2﹣4ac>0;a﹣b+c的符号用当x=﹣1时,函数值的正负判断.
8.(2分)心理学家发现:课堂上,学生对概念的接受能力s与提出概念的时间t(单位:min)之间近似满足函数关系s=at2+bt+c(a≠0),s值越大,表示接受能力越强.如图记录了学生学习某概念时t与s的三组数据,根据上述函数模型和数据,可推断出当学生接受能力最强时,提出概念的时间为( )
A.8min B.13min C.20min D.25min
【分析】把点坐标:(0,43)、(20,55)、(30,31),代入函数s=at2+bt+c,求出函数表达式,由a=﹣,故函数有最大值,即:当t=﹣=13时,s有最大值.
【解答】解:由题意得:函数过点(0,43)、(20,55)、(30,31),
把以上三点坐标代入s=at2+bt+c得:
,解得:,
则函数的表达式为:s=﹣t2+t+43,
∵a=﹣,则函数有最大值,
当t=﹣=13时,s有最大值,即学生接受能力最强,
因此B正确;
备注:本题为选择题,为此可用函数的对称性来解答,从图象看,函数的对称轴大概是在10到15之间的,所以答案是B,这样判断较为简便,可参考.
故选:B.
【点评】本题考查了二次函数的性质在实际生活中的应用,首先要吃透题意,确定已知点坐标,求出函数表达式,通常自变量在对称轴时,函数取得最值.
二、填空题(本题共16分,每小题2分).
9.(2分)已知﹣1是关于x的一元二次方程x2+kx﹣3=0的一个根,则k= ﹣2 .
【分析】把x=﹣1代入方程x2+kx﹣3=0得1﹣k﹣3=0,然后解关于k的方程.
【解答】解:把x=﹣1代入方程x2+kx﹣3=0得1﹣k﹣3=0,解得k=﹣2.
故答案为﹣2.
【点评】本题考查了一元二次方程的解:能使一元二次方程左右两边相等的未知数的值是一元二次方程的解.
10.(2分)如图,四边形ABCD的顶点都在⊙O上,∠C=110°,则∠A= 70 °.
【分析】直接利用圆内接四边形的性质进行解答即可.
【解答】解:∵四边形ABCD的顶点都在⊙O上,
∴∠A+∠C=180°,
∴∠A=180°﹣∠C=180°﹣110°=70°,
故答案为:70.
【点评】本题考查了圆内接四边形的性质;熟练掌握圆内接四边形的性质是解题的关键.
11.(2分)将抛物线y=x2向上平移1个单位,再向左平移2个单位后,得到的抛物线的顶点坐标是 (﹣2,1) .
【分析】根据二次函数图象左加右减,上加下减的平移规律进行求解.
【解答】解:将抛物线y=x2向上平移1个单位,再向左平移2个单位后,得到的抛物线y=(x+2)2+1.
此时抛物线顶点坐标是(﹣2,1).
故答案为:(﹣2,1).
【点评】本题考查了二次函数图象与几何变换,要求熟练掌握平移的规律:左加右减,上加下减.并用规律求函数解析式.
12.(2分)已知扇形的圆心角为120°,面积为?,则扇形的半径是 .
【分析】根据扇形的面积公式S扇形=即可求得.
【解答】解:∵S扇形=,
∴r2===3,
∴r=(负值舍去),
故答案为.
【点评】本题主要考查扇形面积的计算,解题的关键是掌握扇形面积的计算公式:S扇形=.
13.(2分)已知二次函数y=ax2+bx+1(a≠0)的图象与x轴只有一个交点.请写出一组满足条件的a,b的值:a= 1 ,b= 2 .
【分析】根据判别式的意义得到△=b2﹣4a=0,然后a取一个不为0的实数,再确定对应的b的值.
【解答】解:∵二次函数y=ax2+bx+1(a≠0)的图象与x轴只有一个交点,
∴△=b2﹣4a=0,
若a=1,则b可取2.
故答案为1,2(答案不唯一).
【点评】本题考查了抛物线与x轴的交点:把求二次函数y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,a≠0)与x轴的交点坐标问题转化为解关于x的一元二次方程.
14.(2分)抛物线y=2x2﹣4x上三点分别为(﹣3,y1),(0,y2),(3,y3),则y1,y2,y3的大小关系为 y1>y3>y2 (用“>”号连接)
【分析】先配方得到抛物线的对称轴为直线x=1,根据二次函数的性质,通过三点与对称轴距离的远近来比较函数值的大小.
【解答】解:∵y=2(x﹣1)2﹣2,
∴抛物线开口向上,抛物线的对称轴为直线x=1,
∵点A(﹣3,y1)到对称轴距离最远,点(0,y2)到对称轴的距离最近,
∴y1>y3>y2.
故答案为:y1>y3>y2.
【点评】本题考查了二次函数图象与系数的关系.此题需要掌握二次函数图象的增减性.
15.(2分)如图,⊙O的直径AB垂直于弦CD,垂足为E.若∠B=60°,CD=6,则AC的长为 6 .
【分析】先由圆周角定理得∠ACB=90°,则∠A=30°,再由垂径定理得CE=DE=CD=3,然后由含30°角的直角三角形的性质即可得出答案.
【解答】解:∵AB为⊙O的直径,
∴∠ACB=90°,
∴∠A=90°﹣∠B=90°﹣60°=30°,
∵AB⊥CD,
∴∠AEC=90°,CE=DE=CD=3,
∴AC=2CE=6,
故答案为:6.
【点评】本题考查了圆周角定理、垂径定理以及由含30°角的直角三角形的性质等知识;熟练掌握圆周角定理和垂径定理是解题的关键.
16.(2分)如图,在平面直角坐标系xOy中,△ABC外接圆的圆心坐标是 (5,2) ,半径是 2 .
【分析】利用三角形的外心与三角形三个顶点的距离相等,确定出外心的位置,即可解决.
【解答】解:∵△ABC外接圆的圆心到三角形三个顶点的距离相等,
又∵到B,C两点距离相等的点在BC的垂直平分线上,
∴三角形的外心位置基本确定,只有(5,2)点到三角形三个顶点距离相等,
∴(5,2)点是三角形的外接圆圆心.
利用勾股定理可得半径为:2.
故答案为:(5,2),2.
【点评】此题主要考查了三角形的外心相关知识,以及结合平面坐标系确定特殊点,题目比较典型.
三、解答题(本题共68分,第17、19-23题,每小题5分,第18、24、25、26题,每小题5分,第27、28题,每小题5分)
17.(5分)已知x2+x﹣5=0,求代数式(x+1)2+(x+2)(x﹣2)的值.
【分析】直接利用乘法公式化简,再合并同类项,最后把已知代入得出答案.
【解答】解:(x+1)2+(x+2)(x﹣2)
=x2+2x+1+x2﹣4
=2x2+2x﹣3,
∵x2+x﹣5=0,
∴x2+x=5,
原式=2(x2+x)﹣3
=2×5﹣3
=7.
【点评】此题主要考查了整式的混合运算,正确掌握相关运算法则是解题关键.
18.(6分)已知二次函数y=﹣x2+bx+c的图象过点(0,3),(2,3).
(1)求此二次函数的表达式,并用配方法将其化为y=a(x﹣h)2+k的形式;
(2)画出此函数的图象;
(3)借助图象,判断若0<x<3,则y的取值范围是 0<y≤4 .
【分析】(1)利用待定系数法即可求得解析式,然后用配方法将其化为y=a(x﹣h)2+k的形式;
(2)描点、连线画出函数图象即可;
(3)根据图象即可求得.
【解答】解:(1)∵二次函数y=﹣x2+bx+c的图象过点(0,3),(2,3).
∴c=3,﹣==1,
∴b=2,
∵二次函数的表达式为y=﹣x2+2x+3,
y=﹣x2+2x+3
=﹣x2+2x﹣1+4
=﹣(x﹣1)2+4;
(2)画出函数图象如图:
;
(3)由图象可知,若0<x<3,则y的取值范围是0<y≤4,
故答案为0<y≤4.
【点评】本题考查了二次函数的图象,二次函数图象上点的坐标特征,待定系数法求二次函数的解析式,数形结合是解题的关键.
19.(5分)如图,一个宽为2cm的刻度尺在圆形光盘上移动,当刻度尺的一边与光盘相切时,另一边与光盘边缘两个交点处的读数恰好是“2”和“10”(单位:cm),求该光盘的直径是多少?
【分析】先过点O作OA垂直直尺与点A,连接OB,再设OB=r,利用勾股定理求出r的值即可得出答案.
【解答】解:过点O作OA垂直直尺与点A,连接OB,设OB=rcm,
∵一边与光盘边缘两个交点处的读数恰好是“2”和“10”,
∴AB=4cm,
∵刻度尺宽2cm,
∴OA=(r﹣2)cm,
在Rt△OAB中,
OA2+AB2=OB2,即(r﹣2)2+42=r2,
解得r=5,
则该光盘的直径是10cm.
【点评】本题考查的是垂径定理的应用,勾股定理及切线的性质,根据题意作出辅助线,构造出直角三角形是解答此题的关键.
20.(5分)已知关于x的一元二次方程3x2﹣kx+k﹣4=0.
(1)判断方程根的情况;
(2)若此方程有一个整数根,请选择一个合适的k值,并求出此时方程的根.
【分析】(1)先求出△的值,再根据根的判别式即可得出方程根的情况;
(2)根据方程有整数根,可知△是完全平方数,利用求根公式选择k=4(答案不唯一),求出方程的根即可.
【解答】解:(1)∵△=(﹣k)2﹣12(k﹣4)=k2﹣12k+48=(k﹣6)2+12>0,
∴方程有两个不等的实数根;
(2)当k=4时,△=16,
方程化为3x2﹣4x=0,
解得x1=0,x2=.
【点评】本题考查了一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根的判别式△=b2﹣4ac:当△>0,方程有两个不相等的实数根;当△=0,方程有两个相等的实数根;当△<0,方程没有实数根.也考查了一元二次方程的解法.
21.(5分)如图,在△ABC中,AD平分∠BAC,E是AD上一点,且BE=BD.
(1)求证:△ABE∽△ACD;
(2)若E是线段AD的中点,求的值.
【分析】(1)先由角平分线的定义得∠BAE=∠CAD,再由等腰三角形的性质得∠BED=∠BDE,则∠AEB=∠ADC,根据相似三角形的判定定理即可得到结论;
(2)先由相似三角形的性质得==,则BE=CD,再由BE=BD得BD=CD,即可得出答案.
【解答】(1)证明:∵AD平分∠BAC,
∴∠BAD=∠CAD,
∵BE=BD,
∴∠BED=∠BDE,
∴∠AEB=∠ADC,
∴△ABE∽△ACD;
(2)解:∵E是线段AD的中点,
∴AE=AD,
∵△ABE∽△ACD,
∴==,
∴BE=CD,
∵BE=BD,
∴BD=CD,
∴=.
【点评】本题考查了相似三角形的判定和性质,角平分线的定义,等腰三角形的性质等知识;熟练掌握相似三角形的判定和性质是解题的关键.
22.(5分)在学习《圆》这一章时,老师给同学们布置了一道尺规作图题.尺规作图:过圆外一点作圆的切线.
已知:P为⊙O外一点.
求作:经过点?的⊙O的切线.
小敏的作法如下:
①连接OP,作线段OP的垂直平分线MN交OP于点C;
②以点C为圆心,CO的长为半径作圆,交⊙O于A,B两点;
③作直线PA,PB.
所以直线PA,PB就是所求作的切线.
根据小敏设计的尺规作图过程.
(1)使用直尺和圆规,补全图形;(保留作图痕迹)
(2)完成下面的证明.
证明:由作图可知点A,B在以C为圆心,CO为半径的圆上,
∴∠OAP=∠OBP= 90 °.( 直径所对的圆周角为直角 )(填推理的依据)
∴PA⊥OA,PB⊥OB.
∵OA,OB为⊙O的半径,
∴直线PA,PB是⊙O的切线.( 经过半径的外端,垂直于半径的直线是圆的切线 )(填推理的依据)
【分析】(1)根据几何语言画出对应的几何图形;
(2)先根据圆周角定理的推论,由OP为直径得到∠OAP=∠OBP=90°,则PA⊥OA,PB⊥OB,然后根据切线的判定定理得到直线PA,PB是⊙O的切线.
【解答】解:(1)如图,PA、PB为所作;
(2)由作图可知点A,B在以C为圆心,CO为半径的圆上,
∴∠OAP=∠OBP=90°,(直径所对的圆周角为直角)
∴PA⊥OA,PB⊥OB.
∵OA,OB为⊙O的半径,
∴直线PA,PB是⊙O的切线.(经过半径的外端,垂直于半径的直线是圆的切线)
故答案为90,直径所对的圆周角为直角;经过半径的外端,垂直于半径的直线是圆的切线.
【点评】本题考查了作图﹣复杂作图:复杂作图是在五种基本作图的基础上进行作图,一般是结合了几何图形的性质和基本作图方法.解决此类题目的关键是熟悉基本几何图形的性质,结合几何图形的基本性质把复杂作图拆解成基本作图,逐步操作.也考查了切线的判定.
23.(5分)体育测试时,九年级一名学生,双手扔实心球.已知实心球所经过的路线是某个二次函数图象的一部分,如果球出手处A点距离地面的高度为2m,当球运行的水平距离为4m时,达到最大高度4m的B处(如图),问该学生把实心球扔出多远?(结果保留根号)
【分析】根据题意建立合适的平面直角坐标系,从而可以求得抛物线的解析式,然后令y=0,即可求得CD的长度.
【解答】解:以DC所在直线为x轴,过点A作DC的垂线为y轴,建立平面直角坐标系,如右图所示,
则A(0,2),B(4,4),
设抛物线解析式为y=a(x﹣4)2+4(a≠0),
∵A(0,2)在抛物线上,
∴2=a(0﹣4)2+4,
解得,a=﹣,
∴y=﹣(x﹣4)2+4,
将y=0代入,得
﹣(x﹣4)2+4=0
解得,x1=4﹣4(舍去),x2=4+4,
∴DC=4+4,
答:该同学把实心球扔出(4+4)米.
【点评】本题考查二次函数的应用,解题的关键是明确题意,找出所求问题需要的条件.
24.(6分)有这样一个问题:探究函数y=(x﹣1)(x﹣2)(x﹣3)的图象与性质.
小东对函数y=(x﹣1)(x﹣2)(x﹣3)的图象与性质进行了探究.
下面是小东的探究过程,请补充完整:
(1)函数y=(x﹣1)(x﹣2)(x﹣3)的自变量x的取值范围是全体实数;
(2)下表是y与x的几组对应值.
x
…
﹣2
﹣1
0
1
2
3
4
5
6
…
y
…
m
﹣24
﹣6
0
0
0
6
24
60
…
①m= ﹣60 ;
②若M(n,﹣720),N(11,720)为该函数图象上的两点,则n= ﹣7 ;
(3)在平面直角坐标系xOy中,如图所示,点A(x1,y1)是该函数在2≤x≤3范围的图象上的最低点.
①直线y=﹣y1与该函数图象的交点个数是 2 ;
②根据图象,直接写出不等式(x﹣1)(x﹣2)(x﹣3)>0的解集.
【分析】(2)①把x=﹣2代入函数解析式可求得m的值;
②观察给定表格中的数据可发现函数图象上的点关于点(2,0)对称,再根据点M、N的坐标即可求出n值;
(3)①根据图象即可求得;
②根据图象的即可求得.
【解答】解:(2)①当x=﹣2时,m=(x﹣1)(x﹣2)(x﹣3)=﹣60.
故答案为:﹣60.
②观察表格中的数据可得出函数图象关于点(2,0)中心对称,
∴=2,解得:n=﹣7.
故答案为:﹣7.
(3)①由图象可知直线y=﹣y1与该函数图象的交点个数是3个,
故答案为2.
②由图象可知,不等式(x﹣1)(x﹣2)(x﹣3)>0的解为1<x<2或x>3.
【点评】本题考查了多次函数的图象与性质,根据给定表格找出函数图象关于点(2,0)中心对称是解题的关键.
25.(6分)如图,点C是以AB为直径的圆O上一点,直线AC与过B点的切线相交于D,点E是BD的中点,直线CE交直线AB于点F.
(1)求证:CF是⊙O的切线;
(2)若ED=3,EF=5,求⊙O的半径.
【分析】(1)连CB、OC,根据切线的性质得∠ABD=90°,根据圆周角定理由AB是直径得到∠ACB=90°,即∠BCD=90°,则根据直角三角形斜边上的中线性质得CE=BE,于是得到∠OBC+∠CBE=∠OCB+∠BCE=90°,然后根据切线的判定定理得CF是⊙O的切线;
(2)CE=BE=DE=3,于是得到CF=CE+EF=4,然后根据相似三角形的性质即可得到结论.
【解答】(1)证明:连CB、OC,如图,
∵BD为⊙O的切线,
∴DB⊥AB,
∴∠ABD=90°,
∵AB是直径,
∴∠ACB=90°,
∴∠BCD=90°,
∵E为BD的中点,
∴CE=BE,
∴∠BCE=∠CBE,
而∠OCB=∠OBC,
∴∠OBC+∠CBE=∠OCB+∠BCE=90°,
∴OC⊥CF,
∴CF是⊙O的切线;
(2)解:CE=BE=DE=3,
∵EF=5,
∴CF=CE+EF=8,
∵∠ABD=90°,
∴∠EBF=90°,
∵∠OCF=90°,
∴∠EBF=∠OCF,
∵∠F=∠F,
∴△EBF∽△OCF,
∴,
∴,
∴OC=6,
即⊙O的半径为6.
【点评】本题考查了切线的判定定理:经过半径的外端且垂直于这条半径的直线是圆的切线.也考查了勾股定理、圆周角定理.
26.(6分)在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=x2﹣2nx+n2+n﹣3与y轴交于点C,与x轴交于点A,B,点A在B的左边,x轴正半轴上一点D,满足OD=OA+OB.
(1)①当?=2时,求点D的坐标和抛物线的顶点坐标;
②当AB=2BD时,求n的值;
(2)过点D作x轴的垂线交抛物线于点P,作射线CP,若射线CP与x轴没有公共点,直接写出n的取值范围.
【分析】(1)①利用待定系数法求出A,B,的坐标,即可解决问题.
②分两种情形:A,B在y轴的两侧或A,B在y轴的右侧,分解构建方程求解即可.
(2)如图1中,∵抛物线的得到(n,n﹣3),抛物线的顶点在直线y=x﹣3上运动,利用图象法,分n<0或n>0,两种情形,分别构建不等式求解即可.
【解答】解:(1)①n=2时,抛物线的解析式y=x2﹣4x+3=(x﹣2)2﹣1,
∴抛物线的顶点坐标(2,﹣1),
令y=0,得到x2﹣4x+3=0,解得x=1或3,
∴A(1,0),B(3,0),
∴OA=1,OB=3,
∴OD=OA+OB=1+3=4,
∴D(4,0).
②∵OD=OA+OB,AB=2BD,
∴有两种情形:A,B在y轴的两侧或A,B在y轴的右侧.
当A,B在Y轴的两侧时,由题意OA=OB=BD,
∴抛物线的对称轴是y轴,
∴n=0.
当A,B在y轴的右侧时,由题意OA=BD,AB=2OA,
∵抛物线的对称轴x=n,
∴A(n,0),
把(n,0)代入y=x2﹣2nx+n2+n﹣3,
0=(n)2﹣2n×n+n2+n﹣3,
解得n=2或﹣6(舍弃),
综上所述,满足条件的n的值为0或2.
(2)如图1中,∵抛物线的得到(n,n﹣3),
∴抛物线的顶点在直线y=x﹣3上运动,
观察图象可知,当n<0且n2+n﹣3>0时,满足条件,
解得:n<.
如图2中,当时,满足条件.
解得:n>,
综上所述,满足条件的n的值为n<或n>.
【点评】本题属于二次函数综合题,考查了二次函数的性质,待定系数法,一次函数的性质等知识,解题的关键是理解题意,学会用转化的思想思考问题,学会用分类讨论的思想思考问题,学会构建不等式解决问题,属于中考压轴题.
27.(7分)如图,在等边△ABC中,点D是边AC上一动点(不与点A,C重合),连接BD,作AH⊥BD于点H,将线段AH绕点A逆时针旋转60°至线段AE,连接CE.
(1)①补全图形;
②判断线段BH与线段CE的数量关系,并证明;
(2)已知AB=4,点M在边AB上,且BM=1,作直线HE.
①是否存在一个定点P,使得对于任意的点D,点P总在直线HE上,若存在,请指出点P的位置,若不存在,请说明理由;
②直接写出点M到直线HE的距离的最大值.
【分析】(1)①依照题意画出图形;
②由“SAS”可证△ABH≌△ACE,可得BH=CE;
(2)①如图2,设直线EH与BC的交点为P,过点C作CG∥BD,交EH的延长线于G,由“ASA”可证△BHP≌△CGP,可得BP=PC,可得结论;
②连接AP,可证点A,点B,点P,点H四点共圆,可得当AB∥PH时,点M到PE的距离最大,即可求解.
【解答】解:(1)①由题意可得:
②BH=CE,
理由如下:∵将线段A?绕点A逆时针旋转60°至线段AE,
∴AH=AE,∠HAE=60°=∠BAC,
∴∠BAH=∠CAE,
又∵AB=AC,
∴△ABH≌△ACE(SAS),
∴BH=CE;
(2)①如图2,设直线EH与BC的交点为P,过点C作CG∥BD,交EH的延长线于G,
∴∠PCG=∠PBH,∠G=∠BHP,
∵△ABH≌△ACE,
∴∠AHB=∠AEC=90°,
∵AH=AE,∠HAE=60°,
∴△AHE是等边三角形,
∴∠AEH=60°,
∴∠HEC=30°,
∵∠ABC+∠ACB=120°=∠ABH+∠CBD+∠ACB,
∴∠ACE+∠∠BCG+∠ACB=120°=∠GCE,
∴∠G=∠HEC=30°,
∴CG=CE,
∴CG=BH,
∴△BHP≌△CGP(ASA),
∴BP=PC,
∴点P是BC的中点;
②如图3,连接AP,
∵△ABC是等边三角形,BP=PC=BC=2,
∴AP⊥BC,
∴∠APB=∠AHB=90°,
∴点A,点B,点P,点H四点共圆,
∴当AB∥PH时,点M到PE的距离最大,
过点P作PF⊥AB,
∵∠B=60°,
∴∠BPF=30°,
∴BF=1,即点M与点F重合,
∴FP=BF=,
∴点M到PE的最大距离为.
【点评】本题是几何变换综合题,考查了等边三角形的性质,全等三角形的判定和性质,直角三角形的性质,旋转的性质,四点共圆等知识,添加恰当辅助线构造全等三角形是本题的关键.
28.(7分)对于给定的⨀M和点P,若存在边长为1的等边△PQR,满足点Q在⨀M上,且MP≥MR(当点R,M重合时,定义MR=0),则称点P为⨀M的“等边远点”,此时,等边△PQR是点P关于⨀M的“关联三角形”,MR的长度为点P关于⨀M的“等边近距”.
在平面直角坐标系xOy中,⨀O的半径为.
(1)试判断点A(,1)是否是⨀O的“等边远点”,若是,请画出对应的“关联三角形”;若不是,请说明理由.
(2)下列各点:B(0,3),C(﹣,0),D(,),E(0,1﹣)中,⨀O的“等边远点”有 B,C,D ;
(3)已知直线FG:y=x+b(b>0)分别交x,y轴于点F,G,且线段FG上存在⨀O的“等边远点”,求b的取值范围;
(4)直接写出⨀O的“等边远点”关于⨀O的“等边近距”d的取值范围是 1≤d≤. .
【分析】(1)根据“等边远点”的定义即可作图,求出“等边远点”到圆心的距离范围,故可进行判断;
(2)根据“等边远点”的定义,利用图像法,故可进行判断;
(3)找出满足条件的“等边远点”的分界点,即可求解;
(4)根据“等边近距”找出最远与最近,即可求解.
【解答】解:(1)点A是⨀O的“等边远点”,对应的“关联三角形”△AEF如图1所示:
(2)如图2中,观察图像可知,点B,C,D是⊙O的“等边远点”.
故答案为:B,C,D.
(3)如图3﹣1中,过点O作OP⊥FG于P,交⊙O于Q,当点P是⊙O的“等边远点”且PQ=1,△PQM是⊙O的“关联三角形”时,OP=PQ+OQ=1+.
在Rt△OPG中,∠OGP=30°,
∴OG=2OP=2+2,
∴b=2+2,
如图3﹣2中,过点G作GM⊥FG,方GM=1,△MGP是⊙O的“关联三角形”时,四边形OPMG是菱形,此时OG=1,可得b=1,
观察图像可知满足条件的b的范围为:1≤b≤2+2,
再根据对称性可知,﹣2﹣2≤b≤﹣1也满足条件,
综上所述,b的取值范围为:1≤b≤2+2或﹣2﹣2≤b≤﹣1.
(4)如图3﹣1中,OM==,
如图3﹣2中,OP=1,
观察图像可知,⨀O的“等边远点”关于⨀O的“等边近距”d的取值范围是1≤d≤.
故答案为:1≤d≤.
【点评】本题属于一次函数综合题,考查了点P为⨀M的“等边远点”,点P关于⨀M的“关联三角形”,MR的长度为点P关于⨀M的“等边近距”的定义,等边三角形的性质等知识,解题的关键是理解题意,学会利用图像法解决问题,学会寻找特殊位置解决问题,属于中考压轴题.
2023-2024学年北京师大附属实验中学九年级(上)期末数学试卷(含解析): 这是一份2023-2024学年北京师大附属实验中学九年级(上)期末数学试卷(含解析),共28页。试卷主要包含了选择题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
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