吉林省松原市四校联考2022-2023学年九年级上学期期中数学试卷(含答案)
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这是一份吉林省松原市四校联考2022-2023学年九年级上学期期中数学试卷(含答案),共28页。试卷主要包含了单项选择题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
2022-2023学年吉林省松原市四校联考九年级第一学期期中数学试卷
一、单项选择题(每小题2分,共12分)
1.下面的图形是用数学家名字命名的,其中既是轴对称图形又是中心对称图形的是( )
A.斐波那契螺旋线 B.笛卡尔心形线
C.赵爽弦图 D.科克曲线
2.用配方法解一元二次方程x2﹣10x+11=0,此方程可化为( )
A.(x﹣5)2=14 B.(x+5)2=14 C.(x﹣5)2=36 D.(x+5)2=36
3.如图,点A是⊙O上一点,连接OA.弦BC⊥OA于点D.若OD=2,AD=1,则BC的长为( )
A.2 B.4 C.2 D.2
4.二次函数y=﹣2x2+bx+c的图象如图所示,则下列结论正确的是( )
A.b<0,c>0 B.b<0,c<0 C.b>0,c<0 D.b>0,c>0
5.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,∠BAC=40°,将Rt△ABC绕点A旋转得到Rt△AB'C',且点C'落在AB上,则∠B'BC的度数为( )
A.100° B.120° C.135° D.140°
6.如图,在平面直角坐标系中,直线y=mx+n与抛物线y=ax2+bx+c交于A(﹣1,p),B(2,q)两点,则关于x的不等式mx+n>ax2+bx+c的解集是( )
A.x<﹣1 B.x>2 C.﹣1<x<2 D.x<﹣1或x>2
二、填空题(每小题3分,共24分)
7.若关于x的一元二次方程x2=c﹣1有实数根,则c的值可以为 (写出一个即可).
8.将抛物线y=x2+1向下平移3个单位得到的解析式为 .
9.在平面直角坐标系中,点P(2,﹣3)与点Q(m,n+1)关于原点对称,则m﹣n= .
10.已知A(﹣1,y1),B(3,y2)在抛物线y=x2﹣4x+c上,则y1 y2(填“>”“<”或“=”).
11.一圆形玻璃镜面损坏了一部分,为得到同样大小的镜面,工人师傅用直角尺作如图所示的测量,测得AB=12cm,BC=5cm,则圆形镜面的半径为 .
12.如图,在半径为1的⊙O上顺次取点A,B,C,D,E,连接AB,AE,OB,OC,OD,OE.若∠BAE=65°,∠COD=70°,则∠BOC+∠DOE= °.
13.如图,将Rt△ABC绕点A旋转一定角度得到△ADE,点B的对应点D恰好落在BC边上.若AB=2,∠B=60°,则CD= .
14.如图所示,A,B分别为y=2(x﹣2)2﹣1图象上的两点,且直线AB垂直于y轴,若AB=2,则点B的坐标为 .
三、解答题(每小题5分,共20分)
15.解方程:x2﹣2x﹣1=0.
16.解方程:y+3=5(y+3)2.
17.关于x的方程x2+2x+2k﹣1=0有两个不相等的实数根,求k的取值范围.
18.看图回答.
(1)当y=0时,x的值为 ;
(2)y随x的增大而增大时,x的范围为 ;
(3)当x=时,直接比较y的值与﹣3的大小 .
四、解答题(每小题7分,共28分)
19.如图,是边长为1的小正方形组成的8×8方格,线段AB的端点在格点上.建立平面直角坐标系,使点A、B的坐标分别为(2,1)和(﹣1,3).
(1)画出该平面直角坐标系xOy;
(2)画出线段AB关于原点O成中心对称的线段A1B1;
(3)画出以点A、B、O为其中三个顶点的平行四边形.(画出一个即可)
20.为应对新冠疫情,较短时间内要实现全国医用防护服产量成倍增长,有效保障抗击疫情一线需要,某医用防护服生产企业1月份生产9万套防护服,该企业不断加大生产力度,3月份生产达到12.96万套防护服.
(1)求该企业1月份至3月份防护服产量的月平均增长率.
(2)若平均增长率保持不变,4月份该企业防护服的产量能否达到16万套?请说明理由.
21.如图,四边形ABCD是⊙O的内接四边形,=,∠BAC=70°,∠ACB=50°.
(1)求∠ABD的度数;
(2)求∠BAD的度数.
22.如图,在△ABC中,AB=AC,∠ABC=50°.D是△ABC内任一点,将△ADC绕点A顺时针旋转,使点C与点B重合,点D的对应点为E.
(1)求证:EB=DC;
(2)连接DE.若E,D,C在同一直线上,则∠BED= °.
五、解答题(每小题8分,共16分)
23.单板滑雪大跳台是北京冬奥会比赛项目之一,举办场地为首钢滑雪大跳台.运动员起跳后的飞行路线可以看作是抛物线的一部分.建立如图所示的平面直角坐标系,从起跳到着陆的过程中,运动员的竖直高度y(单位:m)与水平距离x(单位:m)近似满足函数关系y=a(x﹣h)2+k(a<0).
某运动员进行了两次训练.
(1)第一次训练时,该运动员的水平距离x与竖直高度y的几组数据如下:
水平距离x/m
0
2
5
8
11
14
竖直高度y/m
20.00
21.40
22.75
23.20
22.75
21.40
根据上述数据,直接写出该运动员竖直高度的最大值,并求出满足的函数关系y=a(x﹣h)2+k(a<0);
(2)第二次训练时,该运动员的竖直高度y与水平距离x近似满足函数关系y=﹣0.04(x﹣9)2+23.24.记该运动员第一次训练的着陆点的水平距离为d1,第二次训练的着陆点的水平距离为d2,则d1 d2(填“>”“=”或“<”).
24.如图,在Rt△ABC中,∠B=90°,AB=6cm,BC=10cm,点P从点A开始沿AB边向点B移动,速度为1cm/s;点Q从点B开始沿BC边向点C移动,速度为2cm/s,点P、Q分别从点A、B同时出发,当其中一点到达终点后,另一点也随之停止运动.
(1)几秒时,PQ的长度为3cm?
(2)几秒时,△PBQ的面积为8cm2?
(3)当t(0<t<5)为何值时,四边形APQC的面积最小?并求这个最小值.
六、解答题(每小题10分,共20分)
25.如图1,点C在线段AB上,(点C不与A、B重合),分别以AC、BC为边在AB同侧作等边三角形ACD和等边三角形BCE,连接AE、BD交于点P.
【观察猜想】
①AE与BD的数量关系是 ;
②∠APD的度数为 .
【数学思考】
如图2,当点C在线段AB外时,(1)中的结论①、②是否仍然成立?若成立,请给予证明;若不成立,请你写出正确结论再给予证明;
【拓展应用】
如图3,点E为四边形ABCD内一点,且满足∠AED=∠BEC=90°,AE=DE,BE=CE,对角线AC、BD交于点P,AC=10,则四边形ABCD的面积为 .
26.如图所示,在平面直角坐标系xOy中,已知二次函数y=ax2+2ax+3的图象与x轴交于点A(﹣3,0),与y轴交于点B.
(1)求该函数的表达式及顶点坐标;
(2)点P(m,n)在该二次函数图象上,当m≤x≤m+3时,该二次函数有最大值2,请根据图象求出m的值;
(3)将该二次函数图象在点A,B之间的部分(含A,B两点)记为图象W.
①点Q在图象W上,连接QA,QB,求△ABQ面积的最大值;
②若直线y=c与图象W只有一个公共点,结合函数图象,直接写出c的取值范围.
参考答案
一、单项选择题(每小题2分,共12分)
1.下面的图形是用数学家名字命名的,其中既是轴对称图形又是中心对称图形的是( )
A.斐波那契螺旋线 B.笛卡尔心形线
C.赵爽弦图 D.科克曲线
【分析】根据把一个图形绕某一点旋转180°,如果旋转后的图形能够与原来的图形重合,那么这个图形就叫做中心对称图形,这个点叫做对称中心;如果一个图形沿一条直线折叠,直线两旁的部分能够互相重合,这个图形叫做轴对称图形,这条直线叫做对称轴进行分析即可.
解:A.不是轴对称图形,也不是中心对称图形,故此选项不合题意;
B.是轴对称图形,不是中心对称图形,故此选项不合题意;
C.不是轴对称图形,是中心对称图形,故此选项不合题意;
D.既是轴对称图形又是中心对称图形,故此选项符合题意;
故选:D.
【点评】此题主要考查了轴对称图形和中心对称图形,轴对称图形的关键是寻找对称轴,图形两部分折叠后可重合,中心对称图形是要寻找对称中心,旋转180度后与原来的图形重合.
2.用配方法解一元二次方程x2﹣10x+11=0,此方程可化为( )
A.(x﹣5)2=14 B.(x+5)2=14 C.(x﹣5)2=36 D.(x+5)2=36
【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即可得出答案.
解:∵x2﹣10x+11=0,
∴x2﹣10x=﹣11,
则x2﹣10x+25=﹣11+25,即(x﹣5)2=14,
故选:A.
【点评】本题主要考查解一元二次方程,解一元二次方程常用的方法有:直接开平方法、因式分解法、公式法及配方法,解题的关键是根据方程的特点选择简便的方法.
3.如图,点A是⊙O上一点,连接OA.弦BC⊥OA于点D.若OD=2,AD=1,则BC的长为( )
A.2 B.4 C.2 D.2
【分析】求出圆的半径,再利用垂径定理和勾股定理即可求出答案.
解:如图,连接OB,
∵AD=1,OD=2,
∴OA=AD+OD=3=OB,
∵BC⊥OA,
∴∠ODB=90°,BD=CD,
在Rt△BOD中,由勾股定理得,
BD==,
∴BC=2BD=2,
故选:A.
【点评】本题考查垂径定理、勾股定理,掌握垂径定理、勾股定理是正确解答的前提.
4.二次函数y=﹣2x2+bx+c的图象如图所示,则下列结论正确的是( )
A.b<0,c>0 B.b<0,c<0 C.b>0,c<0 D.b>0,c>0
【分析】根据抛物线的对称轴判定b的符号;根据抛物线与y轴的交点位置判定c的符号.
解:如图,抛物线的开口方向向下,则a<0.
如图,抛物线的对称轴x=﹣<0,则a、b同号,即b<0.
如图,抛物线与y轴交于正半轴,则c>0.
综上所述,b<0,c>0.
故选:A.
【点评】本题考查了二次函数图象与系数的关系.解题时,需要学生具有一定的读图能力.
5.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,∠BAC=40°,将Rt△ABC绕点A旋转得到Rt△AB'C',且点C'落在AB上,则∠B'BC的度数为( )
A.100° B.120° C.135° D.140°
【分析】由旋转的性质可得AB=AB',∠C=∠AC'B'=90°,∠BAC=∠B'AC'=40°,即可求解.
解:∵将Rt△ABC绕点A旋转得到Rt△AB'C',
∴AB=AB',∠C=∠AC'B'=90°,∠BAC=∠B'AC'=40°,
∴∠B'BA=70°,
∵∠C=90°,∠BAC=40°,
∴∠ABC=50°,
∴∠B'BC=120°,
故选:B.
【点评】本题考查了旋转的性质,等腰三角形的性质,掌握旋转的性质是解题的关键.
6.如图,在平面直角坐标系中,直线y=mx+n与抛物线y=ax2+bx+c交于A(﹣1,p),B(2,q)两点,则关于x的不等式mx+n>ax2+bx+c的解集是( )
A.x<﹣1 B.x>2 C.﹣1<x<2 D.x<﹣1或x>2
【分析】观察两函数图象的上下位置关系,即可得出结论.
解:观察函数图象可知:当x<﹣1或x>2时,直线y=mx+n在抛物线y=ax2+bx+c的上方,
∴不等式mx+n>ax2+bx+c的解集为x<﹣1或x>2.
故选:D.
【点评】本题考查了二次函数与不等式,根据两函数图象的上下位置关系找出不等式的解集是解题的关键.
二、填空题(每小题3分,共24分)
7.若关于x的一元二次方程x2=c﹣1有实数根,则c的值可以为 2(答案不唯一) (写出一个即可).
【分析】将原方程转化为一般形式,利用根的判别式Δ≥0,即可求出c的取值范围,任取其内一值即可得出结论.
解:将原方程化为一般形式为x2﹣c+1=0,
∵该方程有实数根,
∴Δ=02﹣4×1×(﹣c+1)≥0,
∴c≥1.
故答案为:2(答案不唯一).
【点评】本题考查了根的判别式,牢记“当Δ≥0时,方程有实数根”是解题的关键.
8.将抛物线y=x2+1向下平移3个单位得到的解析式为 y=x2﹣2 .
【分析】根据抛物线平移的规律(左加右减,上加下减)求解.
解:抛物线y=x2+1向下平移3个单位得到的解析式为y=x2+1﹣3,即y=x2﹣2.
故答案为y=x2﹣2.
【点评】本题考查了二次函数图象与几何变换,掌握“左加右减,上加下减”的平移规律是解题的关键.
9.在平面直角坐标系中,点P(2,﹣3)与点Q(m,n+1)关于原点对称,则m﹣n= ﹣4 .
【分析】根据关于原点对称的点,横坐标与纵坐标都互为相反数,可得答案.
解:由点P(2,﹣3)与点Q(m,n+1)关于原点对称,得:
m=﹣2,n+1=3,
所以n=2.
则m﹣n=﹣2﹣2=﹣4,
故答案为:﹣4.
【点评】本题考查了关于原点对称的点的坐标,解决本题的关键是掌握好对称点的坐标规律:关于原点对称的点,横坐标与纵坐标都互为相反数.
10.已知A(﹣1,y1),B(3,y2)在抛物线y=x2﹣4x+c上,则y1 > y2(填“>”“<”或“=”).
【分析】根据二次函数的解析式得出图象的开口向下,对称轴是直线x=2,根据x<2时,y随x的增大而增大,即可得出答案.
解:∵y=x2﹣4x+c=(x﹣2)2+c﹣4,
∴图象的开口向上,对称轴是直线x=2,
∴越靠近直线x=2时,y的值越小,
∵A(﹣1,y1),B(3,y2),
∴B比A靠近直线x=2,
∴y1>y2,
故答案为:>.
【点评】此题主要考查了二次函数图象上点的坐标特征,二次函数的性质等知识点的理解和掌握,能熟练地运用二次函数的性质进行推理是解此题的关键.
11.一圆形玻璃镜面损坏了一部分,为得到同样大小的镜面,工人师傅用直角尺作如图所示的测量,测得AB=12cm,BC=5cm,则圆形镜面的半径为 cm .
【分析】连接AC,根据∠ABC=90°得出AC是圆形镜面的直径,再根据勾股定理求出AC即可.
解:连接AC,
∵∠ABC=90°,且∠ABC是圆周角,
∴AC是圆形镜面的直径,
由勾股定理得:AC===13(cm),
所以圆形镜面的半径为cm,
故答案为:cm.
【点评】本题考查了圆周角定理和勾股定理等知识点,能根据圆周角定理得出AC是圆形镜面的直径是解此题的关键.
12.如图,在半径为1的⊙O上顺次取点A,B,C,D,E,连接AB,AE,OB,OC,OD,OE.若∠BAE=65°,∠COD=70°,则∠BOC+∠DOE= 60 °.
【分析】由圆周角定理可得∠BOE的大小,从而可得∠BOC+∠DOE的大小,进而求解.
解:∵∠BAE=65°,
∴∠BOE=2∠BAE=130°,
∴∠BOC+∠DOE=∠BOE﹣∠COD=60°.
故答案为:60.
【点评】本题考查圆周角定理,解题关键是掌握圆心角与圆周角的关系.
13.如图,将Rt△ABC绕点A旋转一定角度得到△ADE,点B的对应点D恰好落在BC边上.若AB=2,∠B=60°,则CD= 2 .
【分析】根据含30°角的直角三角形的性质可得BC=2AB=4,然后根据旋转的性质可得AB=AD,进而判断出△ABD是等边三角形,根据等边三角形的三条边都相等可得BD=AB=2,然后根据CD=BC﹣BD计算即可得解.
解:∵Rt△ABC中,∠B=60°,
∴∠C=90°﹣60°=30°,
∴BC=2AB=4,
由旋转的性质得,AB=AD,
又∵∠B=60°,
∴△ABD是等边三角形,
∴BD=AB=2,
∴CD=BC﹣BD=4﹣2=2.
故答案为:2.
【点评】本题考查了旋转的性质,等边三角形的判定与性质,解直角三角形,熟记性质并判断出△ABD是等边三角形是解题的关键.
14.如图所示,A,B分别为y=2(x﹣2)2﹣1图象上的两点,且直线AB垂直于y轴,若AB=2,则点B的坐标为 (3,1) .
【分析】由二次函数解析式可得抛物线对称轴,从而可得点B横坐标,进而求解.
解:∵y=2(x﹣2)2﹣1,
∴抛物线对称轴为直线x=2,
∵AB=2,
∴点B横坐为2+1=3,
将x=3代入y=2(x﹣2)2﹣1得y=1,
∴点B坐标为(3,1).
故答案为:(3,1).
【点评】本题考查二次函数的性质,解题关键是掌握二次函数图象与系数的关系.
三、解答题(每小题5分,共20分)
15.解方程:x2﹣2x﹣1=0.
【分析】先整理成一元二次方程的一般形式再利用求根公式求解,或者利用配方法求解皆可.
解:解法一:∵a=1,b=﹣2,c=﹣1
∴b2﹣4ac=4﹣4×1×(﹣1)=8>0
∴
∴,;
解法二:∵x2﹣2x﹣1=0,
则x2﹣2x+1=2
∴(x﹣1)2=2,
开方得:,
∴,.
【点评】命题意图:考查学生解一元二次方程的能力,且方法多样,可灵活选择.本题考查了解一元二次方程的方法,公式法适用于任何一元二次方程.方程ax2+bx+c=0的解为x=(b2﹣4ac≥0).
16.解方程:y+3=5(y+3)2.
【分析】利用解一元二次方程﹣因式分解法,进行计算即可解答.
解:y+3=5(y+3)2,
(y+3)﹣5(y+3)2=0,
(y+3)[1﹣5(y+3)]=0,
(y+3)(﹣5y﹣14)=0,
y+3=0或﹣5y﹣14=0,
y1=﹣3,y2=﹣
【点评】本题考查了解一元二次方程﹣因式分解法,熟练掌握解一元二次方程﹣因式分解法是解题的关键.
17.关于x的方程x2+2x+2k﹣1=0有两个不相等的实数根,求k的取值范围.
【分析】根据方程的系数结合根的判别式Δ=b2﹣4ac>0,即可得出关于k的一元一次不等式,解之即可得出k的取值范围.
解:∵关于x的方程x2+2x+2k﹣1=0有两个不相等的实数根,
∴Δ=22﹣4×1×(2k﹣1)>0,
解得:k<1,
∴k的取值范围为k<1.
【点评】本题考查了根的判别式,解题的关键是:牢记“当Δ>0时,方程有两个不相等的实数根”.
18.看图回答.
(1)当y=0时,x的值为 ﹣1和3 ;
(2)y随x的增大而增大时,x的范围为 x>1 ;
(3)当x=时,直接比较y的值与﹣3的大小 y<﹣3 .
【分析】(1)根据抛物线的对称性求得另一个交点坐标,可得答案;
(2)根据待定系数法求得抛物线的解析式,根据二次函数的性质可得答案;
(3)根据二次函数的性质可得答案.
解:(1)由图象可知,抛物线经过点(﹣1,0),对称轴为直线x=1,
∴抛物线与x轴的另一个交点为(3,0),
∴当y=0时,x的值为﹣1和3;
故答案为:﹣1和3;
(2)∵抛物线经过点(﹣1,0),(3,0),(0,﹣3),
∴设抛物线的解析式为y=a(x+1)(x﹣3),
代入(0,﹣3)得,﹣3=﹣3a,
解得a=1,
∵y=(x+1)(x﹣3)=(x﹣1)2+4,
∴抛物线开口向上,顶点为(1,4),对称轴为直线x=1,
∴y随x的增大而增大时,x的范围是x>1.
故答案为:x>1;
(3)当x=时,0<,
∴y<﹣3.
故答案为:y<﹣3.
【点评】本题考查了二次函数的图象,待定系数法求二次函数解析式,利用二次函数的性质是解题关键.
四、解答题(每小题7分,共28分)
19.如图,是边长为1的小正方形组成的8×8方格,线段AB的端点在格点上.建立平面直角坐标系,使点A、B的坐标分别为(2,1)和(﹣1,3).
(1)画出该平面直角坐标系xOy;
(2)画出线段AB关于原点O成中心对称的线段A1B1;
(3)画出以点A、B、O为其中三个顶点的平行四边形.(画出一个即可)
【分析】(1)根据其中一个点的坐标,即可确定原点位置;
(2)根据中心对称的性质,即可画出线段A1B1;
(3)根据平行四边形的性质即可画出图形.
解:(1)如图,即为所求;
(2)如图,线段A1B1即为所求;
(3)如图,平行四边形AOBD即为所求(答案不唯一).
【点评】本题主要考查了平面直角坐标系中点的坐标的特征,平行四边形的判定,作图﹣旋转变换,熟练掌握各性质是解题的关键.
20.为应对新冠疫情,较短时间内要实现全国医用防护服产量成倍增长,有效保障抗击疫情一线需要,某医用防护服生产企业1月份生产9万套防护服,该企业不断加大生产力度,3月份生产达到12.96万套防护服.
(1)求该企业1月份至3月份防护服产量的月平均增长率.
(2)若平均增长率保持不变,4月份该企业防护服的产量能否达到16万套?请说明理由.
【分析】(1)设防护服产量的月平均增长率为x,根据1月份及3月份的产量,列出方程即可求解;
(2)结合(1)按照这个增长率,根据3月份产量达到12.96万套,即可求出预计4月份平均日产量.
解:(1)设防护服产量的月平均增长率为x,根据题意,得
9(1+x)2=12.96.
解得x1=﹣2.2(舍去),x2=0.2=20%,
答:防护服产量的月平均增长率为20%;
(2)12.96×(1+0.2)=15.552(万套).
答:预计4月份的产量为15.552万套.
【点评】本题考查了一元二次方程的应用,找准等量关系,正确列出一元二次方程是解题的关键.
21.如图,四边形ABCD是⊙O的内接四边形,=,∠BAC=70°,∠ACB=50°.
(1)求∠ABD的度数;
(2)求∠BAD的度数.
【分析】(1)根据三角形内角和定理求出∠ABC,根据圆周角定理求出∠ABD的度数;
(2)根据圆周角定理求出∠BCD,进而求出∠BCD,根据圆内接四边形的性质计算,得到答案.
解:(1)∵∠BAC=70°,∠ACB=50°,
∴∠ABC=180°﹣∠BAC﹣∠ACB=60°,
∵=,
∴∠ABD=∠CBD=∠ABC=30°;
(2)由圆周角定理得:∠ACD=∠ABD=30°,
∴∠BCD=∠ACB+∠ACD=80°,
∵四边形ABCD是⊙O的内接四边形,
∴∠BAD=180°﹣∠BCD=100°.
【点评】本题考查的是圆内接四边形的性质、圆周角定理、三角形内角和定理,掌握圆内接四边形的对角互补是解题的关键.
22.如图,在△ABC中,AB=AC,∠ABC=50°.D是△ABC内任一点,将△ADC绕点A顺时针旋转,使点C与点B重合,点D的对应点为E.
(1)求证:EB=DC;
(2)连接DE.若E,D,C在同一直线上,则∠BED= 80 °.
【分析】(1)由旋转的性质可直接得到;
(2)由旋转的性质可得AD=AE,∠BAC=∠DAE=80°,∠ADC=∠AEB,由等腰三角形的性质可得∠AED=∠ADE=50°,即可求解.
【解答】(1)证明:∵将△ADC绕点A顺时针旋转,
∴△ADC≌△AEB,
∴BE=DC;
(2)解:如图,
∵AB=AC,∠ABC=50°,
∴∠ABC=∠ACB=50°,
∴∠BAC=80°,
∵将△ADC绕点A顺时针旋转,
∴AD=AE,∠BAC=∠DAE=80°,∠ADC=∠AEB,
∴∠AED=∠ADE=50°,
∴∠ADC=130°=∠AEB,
∴∠BED=80°,
故答案为:80.
【点评】本题考查了旋转的性质,等腰三角形的性质,掌握旋转的性质是解题的关键.
五、解答题(每小题8分,共16分)
23.单板滑雪大跳台是北京冬奥会比赛项目之一,举办场地为首钢滑雪大跳台.运动员起跳后的飞行路线可以看作是抛物线的一部分.建立如图所示的平面直角坐标系,从起跳到着陆的过程中,运动员的竖直高度y(单位:m)与水平距离x(单位:m)近似满足函数关系y=a(x﹣h)2+k(a<0).
某运动员进行了两次训练.
(1)第一次训练时,该运动员的水平距离x与竖直高度y的几组数据如下:
水平距离x/m
0
2
5
8
11
14
竖直高度y/m
20.00
21.40
22.75
23.20
22.75
21.40
根据上述数据,直接写出该运动员竖直高度的最大值,并求出满足的函数关系y=a(x﹣h)2+k(a<0);
(2)第二次训练时,该运动员的竖直高度y与水平距离x近似满足函数关系y=﹣0.04(x﹣9)2+23.24.记该运动员第一次训练的着陆点的水平距离为d1,第二次训练的着陆点的水平距离为d2,则d1 < d2(填“>”“=”或“<”).
【分析】(1)先根据表格中的数据找到顶点坐标,即可得出h、k的值,运动员竖直高度的最大值;将表格中除顶点坐标之外的一组数据代入函数关系式即可求出a的值即可得出函数解析式;
(2)设着陆点的纵坐标为t,分别代入第一次和第二次的函数关系式,求出着陆点的横坐标,用t表示出d1和d2,然后进行比较即可.
解:(1)根据表格中的数据可知,抛物线的顶点坐标为:(8,23.20),
∴h=8,k=23.20,
即该运动员竖直高度的最大值为23.20m,
根据表格中的数据可知,当x=0时,y=20.00,代入y=a(x﹣8)2+23.20得:
20.00=a(0﹣8)2+23.20,
解得:a=﹣0.05,
∴函数关系式为:y=﹣0.05(x﹣8)2+23.20;
(2)设着陆点的纵坐标为t,则第一次训练时,t=﹣0.05(x﹣8)2+23.20,
解得:x=8+或x=8﹣,
∴根据图象可知,第一次训练时着陆点的水平距离d1=8+,
第二次训练时,t=﹣0.04(x﹣9)2+23.24,
解得:x=9+或x=9﹣,
∴根据图象可知,第二次训练时着陆点的水平距离d2=9+,
∵20(23.20﹣t)<25(23.24﹣t),
∴<,
∴d1<d2,
故答案为:<.
【点评】本题主要考查了二次函数的应用,待定系数法求函数关系式,设着陆点的纵坐标为t,用t表示出d1和d2是解题的关键.
24.如图,在Rt△ABC中,∠B=90°,AB=6cm,BC=10cm,点P从点A开始沿AB边向点B移动,速度为1cm/s;点Q从点B开始沿BC边向点C移动,速度为2cm/s,点P、Q分别从点A、B同时出发,当其中一点到达终点后,另一点也随之停止运动.
(1)几秒时,PQ的长度为3cm?
(2)几秒时,△PBQ的面积为8cm2?
(3)当t(0<t<5)为何值时,四边形APQC的面积最小?并求这个最小值.
【分析】(1)设运动时间为t秒,分别用t的代数式表示出线段PB,BQ的长度,利用勾股定理列出方程即可求解;
(2)利用(1)中的方法,利用三角形的面积公式列出方程即可求解;
(3)利用(1)中的方法求得四边形APQC的面积,利用二次函数的性质即可求解.
解:设运动时间为t秒时,PQ的长度为3cm,
依题意得:AP=tcm,BQ=2tcm,
∴PB=(6﹣t)cm.
∴∠B=90°,
∴PB2+BQ2=PQ2,
∴,
解得:t=3或﹣(负数不合题意,舍去).
∴t=3.
∴3秒时,PQ的长度为3cm;
(2)设运动时间为t秒时,△PBQ的面积为8cm2,
依题意得:AP=tcm,BQ=2tcm,0≤t≤5,
∴PB=(6﹣t)cm.
∵△PBQ的面积为8cm2,
∴×(6﹣t)×2t=8.
解得:t=2或4.
∴2或4秒时,△PBQ的面积为8cm2.
(3)四边形APQC的面积
=S△ABC﹣S△PBQ
=×AB•BC﹣×BQ•PB
=×6×10﹣×(6﹣t)×2t
=t2﹣6t+30
=(t﹣3)2+21,
∴当t=3时,四边形APQC的面积最小,最小值为21.
【点评】本题主要考查了勾股定理,二次函数的极值,一元二次方程分应用,本题是动点问题,利用t代数式表示出相应线段的长度是解题的关键.
六、解答题(每小题10分,共20分)
25.如图1,点C在线段AB上,(点C不与A、B重合),分别以AC、BC为边在AB同侧作等边三角形ACD和等边三角形BCE,连接AE、BD交于点P.
【观察猜想】
①AE与BD的数量关系是 AE=BD ;
②∠APD的度数为 60° .
【数学思考】
如图2,当点C在线段AB外时,(1)中的结论①、②是否仍然成立?若成立,请给予证明;若不成立,请你写出正确结论再给予证明;
【拓展应用】
如图3,点E为四边形ABCD内一点,且满足∠AED=∠BEC=90°,AE=DE,BE=CE,对角线AC、BD交于点P,AC=10,则四边形ABCD的面积为 50 .
【分析】【观察猜想】:证明△ACE≌△DCB(SAS),可得AE=BD,∠CAO=∠ODP,由∠AOC=∠DOP,推出∠DPO=∠ACO=60°.
【数学思考】:结论成立,证明方法类似.
【拓展应用】:证明AC⊥BD,可得S四边形ABCD=•AC•DP+•AC•PB=•AC•(DP+PB)=•AC•BD.
解:【观察猜想】:结论:AE=BD.∠APD=60°.
理由:设AE交CD于点O.
∵△ADC,△ECB都是等边三角形,
∴CA=CD,∠ACD=∠ECB=60°,CE=CB,
∴∠ACE=∠DCB,
∴△ACE≌△DCB(SAS),
∴AE=BD,∠CAO=∠ODP,
∵∠AOC=∠DOP,
∴∠DPO=∠ACO=60°,
即∠APD=60°.
故答案为AE=BD,60°.
【数学思考】:结论仍然成立.
理由:设AC交BD于点O.
∵△ADC,△ECB都是等边三角形,
∴CA=CD,∠ACD=∠ECB=60°,CE=CB,
∴∠ACE=∠DCB
∴△ACE≌△DCB(SAS),
∴AE=BD,∠PAO=∠ODC,
∵∠AOP=∠DOC,
∴∠APO=∠DCO=60°,
即∠APD=60°.
【拓展应用】:
设AC交BE于点O.
∵△ADE,△ECB都是等腰直角三角形,
∴ED=EA,∠AED=∠BEC=90°,CE=EB,
∴∠AEC=∠DEB
∴△AEC≌△DEB(SAS),
∴AC=BD=10,∠PBO=∠OCE,
∵∠BOP=∠EOC,
∴∠BPO=∠CEO=90°,
∴AC⊥BD,
∴S四边形ABCD=•AC•DP+•AC•PB=•AC•(DP+PB)=•AC•BD=50.
故答案为50.
【点评】本题属于四边形综合题,考查了等边三角形的性质,等腰直角三角形的性质等知识,解题的关键是正确寻找全等三角形解决问题,属于中考压轴题.
26.如图所示,在平面直角坐标系xOy中,已知二次函数y=ax2+2ax+3的图象与x轴交于点A(﹣3,0),与y轴交于点B.
(1)求该函数的表达式及顶点坐标;
(2)点P(m,n)在该二次函数图象上,当m≤x≤m+3时,该二次函数有最大值2,请根据图象求出m的值;
(3)将该二次函数图象在点A,B之间的部分(含A,B两点)记为图象W.
①点Q在图象W上,连接QA,QB,求△ABQ面积的最大值;
②若直线y=c与图象W只有一个公共点,结合函数图象,直接写出c的取值范围.
【分析】(1)用待定系数法求得抛物线的解析式,再把解析式化成顶点式便可得出顶点坐标;
(2)分两种情况:m+3<﹣1;m>﹣1;根据二次函数的性质列出方程求得m的值便可;
(3)①设Q(t,﹣t2﹣2t+3)(﹣3≤t≤0),过Q作QM⊥y轴于点M,根据三角形的面积公式得出函数解析式,再由函数的性质求得最大值便可;
②根据函数图象求得当直线y=c与图象W只有一个交点时的c的取值便可.
解:(1)把A(﹣3,0)代入y=ax2+2ax+3中,
得9a﹣6a+3=0,
解得a=﹣1,
∴抛物线的解析式为:y=﹣x2﹣2x+3,
∵y=﹣x2﹣2x+3=﹣(x+1)2+4,
∴抛物线的顶点坐标为(﹣1,4);
(2)当m+3<﹣1,即m<﹣4时,
∵m≤x≤m+3时,该二次函数有最大值2,
∴﹣(m+3)2﹣2(m+3)+3=2,
解得m=﹣4+(舍)或m=﹣4﹣,
当m>﹣1时,
∵m≤x≤m+3时,该二次函数有最大值2,
∴﹣m2﹣2m+3=2,
解得m=﹣1﹣(舍)或m=﹣1+,
故m的值为m==﹣4﹣或m=﹣1+;
(3)①令x=0,得y=﹣x2﹣2x+3=3,
∴B(0,3),
设Q(t,﹣t2﹣2t+3)(﹣3≤t≤0),过Q作QM⊥y轴于点M,
则QM=﹣t,OM=﹣t2﹣2t+3,
∴△ABQ的面积S=S梯形OAQB﹣S△OAB﹣S△BQM
=
=
=(﹣3≤t≤0),
∴△ABQ面积的最大值为;
②由函数图象可知,当c=4或0≤c<3时,直线y=c与W只有一个交点,
∴c=4或0≤c<3.
【点评】本题考查了抛物线与x轴的交点,三角形的面积公式,二次函数的性质,函数图象上点的坐标特征,要求学生非常熟悉函数与坐标轴的交点、顶点等点坐标的求法,及这些点代表的意义及函数特征.
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