江苏省苏州市姑苏区振华中学校2021-2022学年九年级上学期10月月考数学【试卷+答案】
展开2021-2022学年江苏省苏州市姑苏区振华中学校九年级第一学期月考数学试卷(10月份)
一、单选题(共8小题,每小题3分,满分24分)
1.下列方程中,是一元二次方程的是( )
A.x2+3x+y=0 B.x+y+1=0 C.x2+x﹣1=0 D.x2++5=0
2.用配方法解方程x2+2x﹣2=0,原方程应变形为( )
A.(x+1)2=3 B.(x﹣1)2=3 C.(x+1)2=1 D.(x﹣1)2=1
3.若关于x的一元二次方程kx2﹣2x+=0有两个实数根,则实数k的取值范围是( )
A.k<4 B.k≤4 C.k<4且k≠0 D.k≤4且k≠0
4.把抛物线y=﹣2x2向上平移1个单位,再向右平移1个单位,得到的抛物线是( )
A.y=﹣2(x+1)2+1 B.y=﹣2(x﹣1)2+1
C.y=﹣2(x﹣1)2﹣1 D.y=﹣2(x+1)2﹣1
5.在平面直角坐标系xOy中,点D(n,y1),E(3,y2)在抛物线y=﹣x2+2x上,若y1<y2,则n的取值范围是( )
A.n>3或n<﹣1 B.n>3 C.n<1 D.n>3或n<1
6.已知二次函数y=ax2+2ax+3a2+3(其中x是自变量),当x≥2时,y随x的增大而增大,且﹣2≤x≤1时,y的最大值为9,则a的值为( )
A.1或﹣2 B.或 C. D.1
7.如图,在△ABC中,∠C=90°,AB=5cm,BC=3cm,动点P从点C出发,沿折线CA→AB以3cm/s的速度匀速运动,动点Q从C出发沿CB以1cm/s的速度匀速运动,若动点P、Q同时从点C出发任意一点到达B点时两点都停止运动,则这一过程中,△PCQ的面积S(cm2)与运动时间t(s)之间的关系大致图象是( )
A. B.
C. D.
8.如图,抛物线y=a(x﹣1)2+k(a>0)经过点(﹣1,0),顶点为M,过点P(0,a+4)作x轴的平行线l,l与抛物线及其对称轴分别交于点A,B,H.以下结论:①当x=3.1时,y>0;②存在点P,使AP=PH;③(BP﹣AP)是定值;④设点M关于x轴的对称点为M',当a=2时,点M′在l下方,其中正确个数( )个.
A.1 B.2 C.3 D.4
二、填空题(共8小题,每小题3分,满分24分)
9.方程3x2﹣12=0的解是 .
10.已知一元二次方程x2﹣kx﹣3=0的一根为2,则另一个根为 .
11.抛物线y=x2﹣2x+2的顶点坐标是 .
12.已知抛物线y=x2﹣x+m﹣1恒在x轴上方,则m的取值范围是 .
13.已知抛物线y=x2﹣x﹣1与x轴的一个交点为(m,0),则代数式m2﹣m+2018的值为 .
14.如图,有一块矩形铁皮,长为100cm,宽50cm,在它的四角各切去一个同样的正方形,然后将四周突出部分折起,就能制作一个无盖方盒,如果要制作的无盖方盒的底面积为1400cm2,那么铁皮各角切去的正方形的边长为 cm.
15.已知函数y=的图象如图所示,若直线y=kx﹣3与该图象有公共点,则k的最大值和最小值的和为 .
16.二次函数y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,a≠0)的自变量x与函数值y的部分对应值如下表:
x
…
﹣2
﹣1
0
1
2
…
y
…
q
m
﹣2
n
m
…
且当x=﹣时,与其对应的函数值y>0,有下列结论:
①abc<0;②﹣2和3是关于x的方程ax2+bx+c=q的两个根;③当x>0时,y随x的增大而增大;④m+n>.其中所有正确结论的序号是 .
三、解答题(共6题,满分52分)
17.用适当的方法解下列方程:
(1)x2﹣3x﹣18=0;
(2)(x﹣2)2=3(x﹣2);
(3)x2﹣4x+1=0;
(4).
18.已知关于x的一元二次方程x2﹣(m+2)x+2m=0.
(1)证明:不论m为何值时,方程总有实数根.
(2)若方程的两个实数根x1,x2满足x12+x22+x1x2=7,求m的值.
19.已知抛物线y=ax2+bx+1(其中a,b是常数,且a≠0),其自变量x与函数值y的部分对应值如下表所示:
x
…
﹣3
﹣2
﹣1
0
1
…
y
…
﹣2
m
﹣2
1
n
…
(1)求这个抛物线的解析式及m、n的值;
(2)在给出的平面直角坐标系中画出这个抛物线的图象;
(3)如果直线y=k与该抛物线有交点,那么k的取值范围是 .
20.已知抛物线y=x2+bx+c经过点(﹣2,1),它的对称轴为直线x=﹣1.
(1)求抛物线的表达式和顶点坐标.
(2)如图,已知点A(P,t)(P>0)在(1)中的抛物线上,将该抛物线向右平移若干个单位后得到抛物线l,点A在抛物线l上的对应点为点B(t,t),若抛物线l恰好经过点C(2,0),求P,t的值.
21.2022年冬奥会即将在北京召开,某网络经销商购进了一批以冬奥会为主题的文化衫进行销售,文化衫的进价为每件30元,当销售单价定为70元时,每天可售出20件,每销售一件需缴纳网络平台管理费2元,为了扩大销售,增加盈利,决定采取适当的降价措施,经调查发现:销售单价每降低1元,则每天可多售出2件(销售单价不低于进价),若设这款文化衫的销售单价为x(元),每天的销售量为y(件).
(1)求每天的销售量y(件)与销售单价x(元)之间的函数关系式;
(2)当销售单价为多少元时,销售这款文化衫每天所获得的利润最大,最大利润为多少元?
22.如图,已知直线y=2x+b与抛物线y=ax2+bx+c相交于A,B两点,抛物线的顶点是A(1,﹣4),点B在x轴上.
(1)求抛物线的解析式:
(2)在直线BC下方的抛物线上有一动点P,使得△PBC的面积最大,求点P的坐标;
(3)若点M是y轴上一点,点N是坐标平面内一点,当以A、B、M、N为顶点的四边形是矩形时,求点M的坐标.
(4)在抛物线上是否存在点Q,使∠BAQ=45°,若存在,请直接写出点Q的横坐标;若不存在,说明理由.
参考答案
一、单选题(共8小题,每小题3分,满分24分)
1.下列方程中,是一元二次方程的是( )
A.x2+3x+y=0 B.x+y+1=0 C.x2+x﹣1=0 D.x2++5=0
【分析】根据一元二次方程的定义解答.
解:A.该方程含有两个未知数,此选项不符合题意;
B.该方程含有两个未知数,此选项不符合题意;
C.此方程符合一元二次方程,符合题意;
D.此方程不是整式方程,不符合题意;
故选:C.
2.用配方法解方程x2+2x﹣2=0,原方程应变形为( )
A.(x+1)2=3 B.(x﹣1)2=3 C.(x+1)2=1 D.(x﹣1)2=1
【分析】方程移项后,利用完全平方公式配方得到结果,即可作出判断.
解:方程移项得:x2+2x=2,
配方得:x2+2x+1=3,
则方程变形为(x+1)2=3.
故选:A.
3.若关于x的一元二次方程kx2﹣2x+=0有两个实数根,则实数k的取值范围是( )
A.k<4 B.k≤4 C.k<4且k≠0 D.k≤4且k≠0
【分析】根据根的判别式和已知得出△≥0且k≠0,求出解集即可.
解:∵关于x的一元二次方程kx2﹣2x+=0有两个实数根,
∴Δ=(﹣2)2﹣4k•≥0,k≠0,
解得:k≤4且k≠0,
故选:D.
4.把抛物线y=﹣2x2向上平移1个单位,再向右平移1个单位,得到的抛物线是( )
A.y=﹣2(x+1)2+1 B.y=﹣2(x﹣1)2+1
C.y=﹣2(x﹣1)2﹣1 D.y=﹣2(x+1)2﹣1
【分析】易得原抛物线的顶点及平移后新抛物线的顶点,根据平移不改变二次项系数利用顶点式可得抛物线解析式.
解:∵函数y=﹣2x2的顶点为(0,0),
∴向上平移1个单位,再向右平移1个单位的顶点为(1,1),
∴将函数y=﹣2x2的图象向上平移1个单位,再向右平移1个单位,得到抛物线的解析式为y=﹣2(x﹣1)2+1,
故选:B.
5.在平面直角坐标系xOy中,点D(n,y1),E(3,y2)在抛物线y=﹣x2+2x上,若y1<y2,则n的取值范围是( )
A.n>3或n<﹣1 B.n>3 C.n<1 D.n>3或n<1
【分析】由抛物线的对称轴找到E点的对称点,抛物线开口向下,y1<y2时结合图象求解;
解:∵抛物线y=﹣x2+2x的对称轴为x=1,
E(3,y2)关于对称轴对称的点(﹣1,y2),
∵抛物线开口向下,
∴y1<y2时,n>3或n<﹣1,
故选:A.
6.已知二次函数y=ax2+2ax+3a2+3(其中x是自变量),当x≥2时,y随x的增大而增大,且﹣2≤x≤1时,y的最大值为9,则a的值为( )
A.1或﹣2 B.或 C. D.1
【分析】先求出二次函数的对称轴,再根据二次函数的增减性得出抛物线开口向上a>0,然后由﹣2≤x≤1时,y的最大值为9,可得x=1时,y=9,即可求出a.
解:∵二次函数y=ax2+2ax+3a2+3(其中x是自变量),
∴对称轴是直线x=﹣=﹣1,
∵当x≥2时,y随x的增大而增大,
∴a>0,
∵﹣2≤x≤1时,y的最大值为9,
∴x=1时,y=a+2a+3a2+3=9,
∴3a2+3a﹣6=0,
∴a=1,或a=﹣2(不合题意舍去).
故选:D.
7.如图,在△ABC中,∠C=90°,AB=5cm,BC=3cm,动点P从点C出发,沿折线CA→AB以3cm/s的速度匀速运动,动点Q从C出发沿CB以1cm/s的速度匀速运动,若动点P、Q同时从点C出发任意一点到达B点时两点都停止运动,则这一过程中,△PCQ的面积S(cm2)与运动时间t(s)之间的关系大致图象是( )
A. B.
C. D.
【分析】当点P在AC段时,S=×PC×CQ=×3t×t=t2,当点P在AB段时,S=×CQ×PH=t×(9﹣3t)sinB=(﹣3t2+9t),即可求解.
解:AB=5,BC=3,则AC=4,AC+AB=9,
当点P在AC段时,S=×PC×CQ=×3t×t=t2,为开口向上的抛物线,
当点P在AB段时,过点P作PH⊥BC于点H,
S=×CQ×PH=t×(9﹣3t)sinB=(﹣3t2+9t),为开口向下的抛物线,
故选:B.
8.如图,抛物线y=a(x﹣1)2+k(a>0)经过点(﹣1,0),顶点为M,过点P(0,a+4)作x轴的平行线l,l与抛物线及其对称轴分别交于点A,B,H.以下结论:①当x=3.1时,y>0;②存在点P,使AP=PH;③(BP﹣AP)是定值;④设点M关于x轴的对称点为M',当a=2时,点M′在l下方,其中正确个数( )个.
A.1 B.2 C.3 D.4
【分析】根据二次函数的对称性可得抛物线与x轴的另一个交点的坐标为(3,0),且抛物线开口向上,可对①作判断;根据图形中与x轴交点坐标(﹣1,0)和对称轴与x轴交点(1,0)可对②作判断;根据对称性得:AH=BH,根据线段的和与差可对③作判断;根据M'的坐标和l到x轴的距离可对④作判断.
解:①由题意得:a>0,开口向上,
∵抛物线对称轴是直线x=1,且经过点(﹣1,0),
∴抛物线过x轴另一个点为(3,0),
∴当x=3.1时,y>0;故①正确;
②当P在O点时,AP=PH,
∵a>0,
∴P不可能与O重合,故②不正确;
③BP﹣AP=(BH+PH)﹣AP=AH+PH﹣AP=2PH=2,故③正确;
④把(﹣1,0)代入y=a(x﹣1)2+k中,k=﹣4a,
当a=2时,a+4=6,﹣(﹣4a)=8,点M'在l的上方,故④不正确;
∴正确的有:①③,
故选:B.
二、填空题(共8小题,每小题3分,满分24分)
9.方程3x2﹣12=0的解是 x1=2,x2=﹣2 .
【分析】利用直接开平方法求解即可.
解:∵3x2﹣12=0,
∴3x2=12,
∴x2=4,
则x=2或x=﹣2,
故答案为:x1=2,x2=﹣2.
10.已知一元二次方程x2﹣kx﹣3=0的一根为2,则另一个根为 ﹣ .
【分析】设方程的另一个根为t,利用根与系数的关系得到2t=﹣3,然后求出t即可.
解:设方程的另一个根为t,
根据题意得2t=﹣3,
解得t=﹣,
即方程的另一根为﹣.
故答案为﹣.
11.抛物线y=x2﹣2x+2的顶点坐标是 (1,1) .
【分析】把函数解析式整理成顶点式形式,然后写出顶点坐标即可.
解:∵y=x2﹣2x+2=(x﹣1)2+1,
∴顶点坐标为(1,1).
故答案为:(1,1).
12.已知抛物线y=x2﹣x+m﹣1恒在x轴上方,则m的取值范围是 m>5 .
【分析】抛物线开口向上,只需与x轴无交点即可使抛物线y=x2﹣x+m﹣1恒在x轴上方,列出Δ<0即可得到答案.
解:∵抛物线y=x2﹣x+m﹣1开口向上,恒在x轴上方,
∴抛物线与x轴无交点,即Δ<0,
∴1﹣4×(m﹣1)<0,
解得m>5,
故答案为:m>5.
13.已知抛物线y=x2﹣x﹣1与x轴的一个交点为(m,0),则代数式m2﹣m+2018的值为 2019 .
【分析】先把交点坐标代入抛物线解析式得到m2﹣m=1,然后利用整体代入的方法计算代数式m2﹣m+2018的值.
解:∵抛物线y=x2﹣x﹣1与x轴的一个交点为(m,0),
∴m2﹣m﹣1=0,
∴m2﹣m=1,
∴m2﹣m+2018=1+2018=2019.
故答案为2019.
14.如图,有一块矩形铁皮,长为100cm,宽50cm,在它的四角各切去一个同样的正方形,然后将四周突出部分折起,就能制作一个无盖方盒,如果要制作的无盖方盒的底面积为1400cm2,那么铁皮各角切去的正方形的边长为 15 cm.
【分析】设切去得正方形的边长为xcm,得出盒底的长为(100﹣2x)cm,宽为(50﹣2x)cm,再根据题意列出关于x的方程,求出方程的解即可得到结果.
解:设切去的正方形的边长为xcm,
则盒底的长为(100﹣2x)cm,宽为(50﹣2x)cm,
根据题意得:(100﹣2x)(50﹣2x)=1400,
展开得:x2﹣75x+900=0,
解得:x1=15,x2=60(不合题意,舍去),
则铁皮各角应切去边长为15cm的正方形.
故答案是:15.
15.已知函数y=的图象如图所示,若直线y=kx﹣3与该图象有公共点,则k的最大值和最小值的和为 17 .
【分析】根据题意可知,当直线经过点(1,12)时,直线y=kx﹣3与该图象有公共点;当直线与抛物线只有一个交点时,(x﹣5)2+8=kx﹣3,可得出k的最大值是15,最小值是2,即可得它们的和为17.
解:当直线经过点(1,12)时,12=k﹣3,解得k=15;
当直线与抛物线只有一个交点时,(x﹣5)2+8=kx﹣3,
整理得x2﹣(10+k)x+36=0,
∴10+k=±12,解得k=2或k=﹣22(舍去),
∴k的最大值是15,最小值是2,
∴k的最大值与最小值的和为15+2=17.
故答案为:17.
16.二次函数y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,a≠0)的自变量x与函数值y的部分对应值如下表:
x
…
﹣2
﹣1
0
1
2
…
y
…
q
m
﹣2
n
m
…
且当x=﹣时,与其对应的函数值y>0,有下列结论:
①abc<0;②﹣2和3是关于x的方程ax2+bx+c=q的两个根;③当x>0时,y随x的增大而增大;④m+n>.其中所有正确结论的序号是 ②④ .
【分析】先由y=m时的x值计算得到对称轴,然后结合x=﹣时的y值得到二次函数图象的开口方向,从而得到a和b的正负和判断③,再由点(0,﹣2)得到c的正负,进而判断①,利用对称性和(﹣2,q)判断②,由对称轴得到a和b的关系,结合x=﹣时,y>0求得a的取值范围,最后用含有a的式子表示m+n判断④.
解:∵x=﹣1和x=2时的函数值相等,
∴对称轴为直线x=,
∴﹣=,即b=﹣a,
∵当x=﹣时,y>0,当x=0时,y=﹣2,
∴x<时,y随x的增大而减小,c=﹣2<0,a﹣b+c=a+a﹣2>0,
∴二次函数图象开口向上,a>,
∴a>0,b<0,
∴abc>0,故①错误;
∵x=﹣2时,y=q,对称轴为直线x=,
∴x=3时,y=q,
∴关于x的方程ax2+bx+c=q的两个根是﹣2和3,故②正确;
∵开口向上,对称轴为直线x=,
∴0<x<时,y随x的增大而减小,x>时,y随x的增大而增大,故③错误;
∵x=1时,y=n,x=2时,y=m,
∴a+b+c=n,4a+2b+c=m,
∴m+n=5a+3b+2c=5a﹣3a﹣4=2a﹣4,
∵a>,
∴2a﹣4>,故④正确;
故答案为:②④.
三、解答题(共6题,满分52分)
17.用适当的方法解下列方程:
(1)x2﹣3x﹣18=0;
(2)(x﹣2)2=3(x﹣2);
(3)x2﹣4x+1=0;
(4).
【分析】(1)利用因式分解法求解即可;
(2)利用因式分解法求解即可;
(3)利用配方法求解即可;
(4)两边都乘以(x+1)(x﹣1),化分式方程为整式方程,再进一步求解即可.
解:(1)∵x2﹣3x﹣18=0,
∴(x+3)(x﹣6)=0,
则x+3=0或x﹣6=0,
解得x1=﹣3,x2=6;
(2)∵(x﹣2)2=3(x﹣2),
∴(x﹣2)2﹣3(x﹣2)=0,
则(x﹣2)(x﹣5)=0,
∴x﹣2=0或x﹣5=0,
解得x1=2,x2=5;
(3)∵x2﹣4x+1=0,
∴x2﹣4x=﹣1,
则x2﹣4x+4=﹣1+4,即(x﹣2)2=3,
∴x﹣2=±,
则x1=2+,x2=2﹣;
(4)两边都乘以(x+1)(x﹣1),得:4+2(x﹣1)=x(x+1),
整理,得:x2﹣x﹣2=0,
解得x1=﹣1,x2=2,
检验:当x=﹣1时,(x+1)(x﹣1)=0,舍去;
当x=2时,(x+1)(x﹣1)=3≠0;
所以分式方程的解为x=2.
18.已知关于x的一元二次方程x2﹣(m+2)x+2m=0.
(1)证明:不论m为何值时,方程总有实数根.
(2)若方程的两个实数根x1,x2满足x12+x22+x1x2=7,求m的值.
【分析】(1)计算判别式的值得到Δ=(m﹣2)2,利用非负数的意义得到Δ≥0,然后根据判别式的意义得到结论;
(2)利用根与系数的关系得到x1+x2=m+2,x1x2=2m,再把x12+x22+x1x2=7变形为(x1+x2)2﹣x1x2=7,所以(m+2)2﹣2m=7,然后解关于m的方程即可.
【解答】(1)证明:∵Δ=(m+2)2﹣4×2m
=m2+4m+4﹣8m
=m2﹣4m+4
=(m﹣2)2≥0,
∴不论m为何值时,方程总有实数根;
(2)根据题意得x1+x2=m+2,x1x2=2m,
∵x12+x22+x1x2=7,
∴(x1+x2)2﹣x1x2=7,
∴(m+2)2﹣2m=7,
整理得m2+2m﹣3=0,
解得m1=1,m2=﹣3,
∴m的值为1或﹣3.
19.已知抛物线y=ax2+bx+1(其中a,b是常数,且a≠0),其自变量x与函数值y的部分对应值如下表所示:
x
…
﹣3
﹣2
﹣1
0
1
…
y
…
﹣2
m
﹣2
1
n
…
(1)求这个抛物线的解析式及m、n的值;
(2)在给出的平面直角坐标系中画出这个抛物线的图象;
(3)如果直线y=k与该抛物线有交点,那么k的取值范围是 k≥﹣3 .
【分析】(1)把三点坐标代入抛物线解析式求出a,b,c的值确定出解析式,进而求出m与n的值即可;
(2)描点、连线画出抛物线图象即可,
(3)根据图象即可求得.
解:(1)把(﹣3,﹣2),(﹣1,﹣2),(0,1)代入y=ax2+bx+c,得:,
解得:,
∴抛物线解析式为y=x2+4x+1,
把x=﹣2代入得y=﹣3,
把x=1代入得y=6,
∴m=﹣3,n=6;
(2)描点、连线画出抛物线图象如图:
.
(3)由图象可知,如果直线y=k与该抛物线有交点,那么k的取值范围是k≥﹣3.
故答案为k≥﹣3.
20.已知抛物线y=x2+bx+c经过点(﹣2,1),它的对称轴为直线x=﹣1.
(1)求抛物线的表达式和顶点坐标.
(2)如图,已知点A(P,t)(P>0)在(1)中的抛物线上,将该抛物线向右平移若干个单位后得到抛物线l,点A在抛物线l上的对应点为点B(t,t),若抛物线l恰好经过点C(2,0),求P,t的值.
【分析】(1)根据待定系数法即可求得抛物线的解析式,把解析式化成顶点式,即可求得顶点坐标;
(2)根据题意得到抛物线l为y=(x﹣2)2,代入B(t,t)即可求得t=4,把A(p,4)代入y=x2+2x+1即可求得p的值.
解:(1)∵抛物线y=x2+bx+c经过点(﹣2,1),它的对称轴为直线x=﹣1.
∴,解得,
∴抛物线的表达式为y=x2+2x+1,
∵y=x2+2x+1=(x+1)2,
∴顶点为(﹣1,0);
(2)∵将该抛物线向右平移若干个单位后得到抛物线l,抛物线l恰好经过点C(2,0),
∴抛物线l的顶点为(2,0),
∴抛物线l为y=(x﹣2)2,
∵点A在抛物线l上的对应点为点B(t,t),
∴t=(t﹣2)2,解得t=4或1(舍去),
∴t=4,
把A(p,4)代入y=x2+2x+1得4=p2+2p+1,整理得p2+2p﹣3=0,
∴p=1或﹣3(舍去),
∴p=1,t=4.
21.2022年冬奥会即将在北京召开,某网络经销商购进了一批以冬奥会为主题的文化衫进行销售,文化衫的进价为每件30元,当销售单价定为70元时,每天可售出20件,每销售一件需缴纳网络平台管理费2元,为了扩大销售,增加盈利,决定采取适当的降价措施,经调查发现:销售单价每降低1元,则每天可多售出2件(销售单价不低于进价),若设这款文化衫的销售单价为x(元),每天的销售量为y(件).
(1)求每天的销售量y(件)与销售单价x(元)之间的函数关系式;
(2)当销售单价为多少元时,销售这款文化衫每天所获得的利润最大,最大利润为多少元?
【分析】(1)根据“销售单价每降低1元,则每天可多售出2件”列函数关系式;
(2)根据总利润=单件利润×销售量列出函数关系式,然后利用二次函数的性质分析其最值.
解:(1)由题意可得:y=20+2(70﹣x),
整理,得:y=﹣2x+160,
∴每天的销售量y(件)与销售单价x(元)之间的函数关系式为y=﹣2x+160;
(2)设销售所得利润为w,由题意可得:
w=(x﹣30﹣2)y=(x﹣32)(﹣2x+160)=﹣2x2+224x﹣5120,
整理,得:w=﹣2(x﹣56)2+1152,
∵﹣2<0,
∴当x=56时,w取最大值为1152,
∴当销售单价为56元时,销售这款文化衫每天所获得的利润最大,最大利润为1152元.
22.如图,已知直线y=2x+b与抛物线y=ax2+bx+c相交于A,B两点,抛物线的顶点是A(1,﹣4),点B在x轴上.
(1)求抛物线的解析式:
(2)在直线BC下方的抛物线上有一动点P,使得△PBC的面积最大,求点P的坐标;
(3)若点M是y轴上一点,点N是坐标平面内一点,当以A、B、M、N为顶点的四边形是矩形时,求点M的坐标.
(4)在抛物线上是否存在点Q,使∠BAQ=45°,若存在,请直接写出点Q的横坐标;若不存在,说明理由.
【分析】(1)先求出点B的坐标,再根据顶点坐标设y=a(x﹣1)2﹣4,把B(3,0)代入,即可求得答案;
(2)如图1,作PH∥y轴交直线BC于点H,运用待定系数法求出直线BC的解析式为y=x﹣3,设P(x,x2﹣2x﹣3),则H(x,x﹣3),可得S△PBC=×PH×OB=﹣(x﹣)2+,再利用二次函数性质即可得出答案;
(3)分类讨论:①如图2,以AB为矩形AMBN对角线时,②如图3,以AB为矩形ABNM的一边,③如图4,以AB为矩形ABMN的一边,分别运用相似三角形的判定和性质及勾股定理即可得出答案;
(4)如图5,在y轴上取点K(0,﹣1),连接AK,BK,过点A作AT⊥y轴于点T,证明△BKO≌△KAT(SAS),可推出∠BAK=∠ABK=45°,运用待定系数法求出直线AK的解析式为y=﹣3x﹣1,联立方程组即可求得答案,过点B作BL⊥AT交TA的延长线于点L,过点A作AS⊥AK交BL于点S,求出点S的坐标,再求得直线AS的解析式,联立方程组即可求得答案.
解:(1)把A(1,﹣4)代入y=2x+b,得:2×1+b=﹣4,
解得:b=﹣6,
∴y=2x﹣6,
令y=0,得:2x﹣6=0,
解得:x=3,
∴B(3,0),
∵抛物线y=ax2+bx+c的顶点是A(1,﹣4),
∴设y=a(x﹣1)2﹣4,把B(3,0)代入,得:4a﹣4=0,
解得:a=1,
∴该抛物线的解析式为:y=(x﹣1)2﹣4;
(2)如图1,作PH∥y轴交直线BC于点H,
∵y=(x﹣1)2﹣4=x2﹣2x﹣3,
令x=0,得y=﹣3,
∴C(0,﹣3),
设直线BC的解析式为y=kx+b,
∵B(3,0),C(0,﹣3),
∴,
解得:,
∴直线BC的解析式为y=x﹣3,
设P(x,x2﹣2x﹣3),则H(x,x﹣3),
∴PH=x﹣3﹣(x2﹣2x﹣3)=﹣x2+3x,
∴S△PBC=×PH×OB=(﹣x2+3x)=﹣(x﹣)2+,
∴当x=时,S△PBC取得最大值,此时P(,);
(3)①如图2,以AB为矩形AMBN对角线时,
设M(0,y),
∵∠AMB=90°,
∴AM2+BM2=AB2,
∴(1﹣0)2+(﹣4﹣y)2+(3﹣0)2+(0﹣y)2=(1﹣3)2+(﹣4﹣0)2,
解得:y1=﹣1,y2=﹣3,
∴M1(0,﹣1),M2(0,﹣3),
②如图3,以AB为矩形ABNM的一边,过点A作AM⊥AB交y轴于点M,
则∠DAM=∠DOB=90°,
∵∠MDA=∠BDO,
∴△DMA∽△DBO,
∴=,
在y=2x﹣6中,令x=0,得y=﹣6,
∴D(0,﹣6),
∴AD==,DB==3,
∴=,
∴DM=,
∴OM=6﹣=,
∴M(0,﹣),
③如图4,以AB为矩形ABMN的一边,过点B作BM⊥AB交y轴于点M,
则∠OBM+∠OBD=90°,
∵∠BOM=∠BOD=90°,
∴∠OBM+∠BMO=90°,
∴∠OBD=∠BMO,
∴△BMO∽△DBO,
∴=,
∴=,
∴OM=,
∴M(0,),
综上所述,点M的坐标为:M(0,﹣1)或M(0,﹣3)或M(0,﹣)或M(0,).
(4)存在,理由如下:
如图5,在y轴上取点K(0,﹣1),连接AK,BK,过点A作AT⊥y轴于点T,
则∠ATK=∠KOB=90°,
∵A(1,﹣4),B(3,0),
∴OK=AT=1,OB=KT=3,
∴△BKO≌△KAT(SAS),
∴BK=AK,∠OBK=∠AKT,
∵∠OBK+∠OKB=90°,
∴∠AKT+∠OKB=90°,
∴∠AKB=90°,
∴∠BAK=∠ABK=45°,
设直线AK的解析式为y=mx+n,
∵A(1,﹣4),K(0,﹣1),
∴,
解得:,
∴直线AK的解析式为y=﹣3x﹣1,
联立方程组,得:,
解得:,,
∴Q1(﹣2,5);
如图5,过点B作BL⊥AT交TA的延长线于点L,过点A作AS⊥AK交BL于点S,
则∠BAK+∠BAS=90°,
∴∠BAS=45°,
∵∠ATK=∠L=90°,
∴∠KAT+∠SAL=∠SAL+∠ASL=90°,
∴∠KAT=∠ASL,
∴△KAT∽△ASL,
∴=,
即:=,
∴SL=,
∴BS=4﹣=,
∴S(3,),
设直线AS的解析式为y=sx+t,
∵A(1,﹣4),S(3,),
∴,
解得:,
∴直线AS的解析式为y=x﹣,
联立方程组,得:,
解得:,,
∴Q2(,﹣);
综上,点Q的横坐标为﹣2或.
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