广东省深圳实验学校2022-2023学年九年级上学期期末数学试卷
展开1.(3分)3的倒数是( )
A.﹣B.C.﹣3D.3
2.(3分)在如图所示的几何体中,俯视图和左视图相同的是( )
A.B.C.D.
3.(3分)2022年2月8日,在北京冬奥会自由式女子大跳台金牌决赛中,中国选手谷爱凌以188.25分夺得金牌.北京冬奥会大数据报告显示,这场比赛受到我国超过5650万人的关注,5650万这个数字用科学记数法表示为( )
A.5.6×107B.5.65×107C.5.65×108D.56.5×106
4.(3分)一副三角板如图所示放置,斜边平行,则∠1的度数为( )
A.5°B.10°C.15°D.20°
5.(3分)如图,BD是⊙O的直径,A,C在圆上,∠A=50°,∠DBC的度数是( )
A.50°B.45°C.40°D.35°
6.(3分)在中国共产主义青年团成立100周年之际,某校团委招募志愿者到六个社区开展“书香成都”全民阅读服务活动,报名人数分别为:56,60,63,60,60,72,则这组数据的众数是( )
A.56B.60C.63D.72
7.(3分)若方程(x﹣5)2=19的两根为a和b,且a>b,则下列结论中正确的是( )
A.a是19的算术平方根B.b是19的平方根
C.a﹣5是19的算术平方根D.b+5是19的平方根
8.(3分)下面命题正确的是( )
A.矩形对角线互相垂直
B.方程x2=14x的解为x=14
C.六边形内角和为540°
D.一条斜边和一条直角边分别相等的两个直角三角形全等
9.(3分)我市某区为30万人接种新冠疫苗,由于市民积极配合这项工作,实际每天接种人数是原计划的1.2倍,结果提前20天完成了这项工作.设原计划每天接种x万人,根据题意,所列方程正确的是( )
A.﹣=20B.﹣=1.2
C.﹣=20D.﹣=1.2
10.(3分)勾股定理是人类最伟大的科学发现之一,在我国古算书《周髀算经》中早有记载.如图1,以直角三角形的各边为边分别向外作正方形,再把较小的两张正方形纸片按图2的方式放置在最大正方形内.若知道图中阴影部分的面积,则一定能求出( )
A.直角三角形的面积
B.最大正方形的面积
C.较小两个正方形重叠部分的面积
D.最大正方形与直角三角形的面积和
二、填空题(每小题3分,共15分)
11.(3分)因式分解:3y2﹣12= .
12.(3分)2022年冬奥会的主题口号是“一起向未来”.从5张上面分别写着“一”“起”“向”“未”“来”这5个字的卡片(大小形状完全相同)中随机抽取一张,则这张卡片上面恰好写着“来”字的概率是 .
13.(3分)关于x的一元二次方程x2+3x﹣m=0的一个根是3,则另一个根是 .
14.(3分)如图,点A在x轴的负半轴上,点C在反比例函数的图象上,AC交y轴于点B,若点B是AC的中点,△AOB的面积为,则k的值为 .
15.(3分)如图,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,∠BAC=30°,BC=2,点M是线段BC上的动点,在线段CA上截取CN=BM,连接AM和BN,当点M在运动的过程中,AM+BN的最小值为 .
三、解答题(第16题5分,第17题6分,第18—20题每题8分,第21—22题每题10分,共55分)
16.(5分)计算:.
17.(6分)解不等式组:.
18.(8分)某工厂进行厂长选拔,从中抽出一部分人进行筛选,其中有“优秀”,“良好”,“合格”,“不合格”.
(1)本次抽查总人数为 ,“合格”人数的百分比为 ;
(2)补全条形统计图;
(3)扇形统计图中“不合格人数”的度数为 ;
(4)在“优秀”中有甲乙丙三人,现从中抽出两人,则刚好抽中甲乙两人的概率为 .
19.(8分)如图,菱形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,E是AD的中点,点F,G在AB上,EF⊥AB,OG∥EF.
(1)求证:四边形OEFG是矩形;
(2)若AD=10,EF=4,求OE和BG的长.
20.(8分)我市某中学计划举行以“奋斗百年路,启航新征程”为主题的知识竞赛,并对获奖的同学给予奖励.现要购买甲、乙两种奖品,已知1件甲种奖品和2件乙种奖品共需40元,2件甲种奖品和3件乙种奖品共需70元.
(1)求甲、乙两种奖品的单价;
(2)根据颁奖计划,该中学需甲、乙两种奖品共60件,且甲种奖品的数量不少于乙种奖品数量的,应如何购买才能使总费用最少?并求出最少费用.
21.(10分)已知,在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC.
(1)【模型识别】:
如图1,已知点D在BC边上,∠DAE=90°,AD=AE,连接CE.求证:BD=CE;
(2)【类比迁移】:
如图2,已知点D在BC下方,∠DAE=90°,AD=AE,连接CE.若BD⊥AD,,CE=2,AD交BC于点F,求AF的长;
(3)【方法应用】:
如图3,已知点D在AC上方,连接DB和CD,BD与AC相交于点F,若∠BDC=90°,BF=2CD,AB=6,求△BFC的面积.
22.(10分)如图,已知抛物线:y=﹣x2+bx+c交x轴于点A和点B,交y轴于点C,且A(﹣1,0),C(0,3).
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,点P是抛物线上第二象限的动点,过点P作BC的平行线交x轴于点D,连接PD和CD,连接AP和PC,若四边形APCD的面积为4,求此时点P的坐标;
(3)如图2,已知直线EF:交x轴于点F,交y轴于点E,M是抛物线对称轴上的一个动点,连接MF,∠EFA=α,把线段FM沿着点F逆时针旋转α,M的对应点M′恰好落在抛物线上,直接写出点M′的坐标.
2022-2023学年广东省深圳实验学校九年级(上)期末数学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(每小题3分,共30分)
1.(3分)3的倒数是( )
A.﹣B.C.﹣3D.3
【分析】根据乘积是1的两个数互为倒数计算即可得解.
【解答】解:∵3×=1,
∴3的倒数是.
故选:B.
【点评】本题考查了倒数的定义,是基础题,熟记概念是解题的关键.
2.(3分)在如图所示的几何体中,俯视图和左视图相同的是( )
A.B.C.D.
【分析】主视图、左视图、俯视图是分别从物体正面、左面和上面看,所得到的图形.
【解答】解:A.俯视图是带圆心的圆,左视图是等腰三角形,故本选项不合题意;
B.俯视图是圆,左视图是矩形,故本选项不合题意;
C.俯视图与左视图都是正方形,故本选项符合题意;
D.俯视图是三角形,左视图是矩形,故本选项不合题意.
故选:C.
【点评】本题考查了几何体的三种视图,掌握定义是关键.注意所有的看到的轮廓线都应表现在三视图中.
3.(3分)2022年2月8日,在北京冬奥会自由式女子大跳台金牌决赛中,中国选手谷爱凌以188.25分夺得金牌.北京冬奥会大数据报告显示,这场比赛受到我国超过5650万人的关注,5650万这个数字用科学记数法表示为( )
A.5.6×107B.5.65×107C.5.65×108D.56.5×106
【分析】用科学记数法表示较大的数时,一般形式为a×10n,其中1≤|a|<10,n为整数,且n比原来的整数位数少1,据此判断即可.
【解答】解:5650万=56500000=5.85×107.
故选:B.
【点评】此题主要考查了用科学记数法表示较大的数,一般形式为a×10n,其中1≤|a|<10,确定a与n的值是解题的关键.
4.(3分)一副三角板如图所示放置,斜边平行,则∠1的度数为( )
A.5°B.10°C.15°D.20°
【分析】由题意得:∠ACB=45°,∠F=30°,利用平行线的性质可求∠DCB=30°,进而可求解.
【解答】解:如图,∠ACB=45°,∠F=30°,
∵BC∥EF,
∴∠DCB=∠F=30°,
∴∠1=45°﹣30°=15°,
故选:C.
【点评】本题主要考查平行线的性质,掌握平行线的性质是解题的关键.
5.(3分)如图,BD是⊙O的直径,A,C在圆上,∠A=50°,∠DBC的度数是( )
A.50°B.45°C.40°D.35°
【分析】由BD是⊙O的直径,可求得∠BCD=90°,又由圆周角定理可得∠D=∠A=50°,继而求得答案.
【解答】解:∵BD是⊙O的直径,
∴∠BCD=90°,
∵∠D=∠A=50°,
∴∠DBC=90°﹣∠D=40°.
故选:C.
【点评】此题考查了圆周角定理以及直角三角形的性质.此题难度不大,注意掌握数形结合思想的应用.
6.(3分)在中国共产主义青年团成立100周年之际,某校团委招募志愿者到六个社区开展“书香成都”全民阅读服务活动,报名人数分别为:56,60,63,60,60,72,则这组数据的众数是( )
A.56B.60C.63D.72
【分析】根据众数的定义求解即可.
【解答】解:由题意知,这组数据中60出现3次,次数最多,
∴这组数据的众数是60,
故选:B.
【点评】本题主要考查众数,求一组数据的众数的方法:找出频数最多的那个数据,若几个数据频数都是最多且相同,此时众数就是这多个数据.
7.(3分)若方程(x﹣5)2=19的两根为a和b,且a>b,则下列结论中正确的是( )
A.a是19的算术平方根B.b是19的平方根
C.a﹣5是19的算术平方根D.b+5是19的平方根
【分析】结合平方根和算术平方根的定义可做选择.
【解答】解:∵方程(x﹣5)2=19的两根为a和b,
∴a﹣5和b﹣5是19的两个平方根,且互为相反数,
∵a>b,
∴a﹣5是19的算术平方根,
故选:C.
【点评】本题主要考查了平方根和算术平方根的定义,熟记定义是解答此题的关键.一般地,如果一个正数x的平方等于a,即x2=a,那么这个正数x叫做a的算术平方根.记为根号a.
8.(3分)下面命题正确的是( )
A.矩形对角线互相垂直
B.方程x2=14x的解为x=14
C.六边形内角和为540°
D.一条斜边和一条直角边分别相等的两个直角三角形全等
【分析】由矩形的对角线互相平分且相等得出选项A不正确;
由方程x2=14x的解为x=14或x=0得出选项B不正确;
由六边形内角和为(6﹣2)×180°=720°得出选项C不正确;
由直角三角形全等的判定方法得出选项D正确;即可得出结论.
【解答】解:A.矩形对角线互相垂直,不正确;
B.方程x2=14x的解为x=14,不正确;
C.六边形内角和为540°,不正确;
D.一条斜边和一条直角边分别相等的两个直角三角形全等,正确;
故选:D.
【点评】本题考查了命题与定理、矩形的性质、一元二次方程的解、六边形的内角和、直角三角形全等的判定;要熟练掌握.
9.(3分)我市某区为30万人接种新冠疫苗,由于市民积极配合这项工作,实际每天接种人数是原计划的1.2倍,结果提前20天完成了这项工作.设原计划每天接种x万人,根据题意,所列方程正确的是( )
A.﹣=20B.﹣=1.2
C.﹣=20D.﹣=1.2
【分析】由实际接种人数与原计划接种人数间的关系,可得出实际每天接种1.2x万人,再结合结果提前20天完成了这项工作,即可得出关于x的分式方程,此题得解.
【解答】解:∵实际每天接种人数是原计划的1.2倍,且原计划每天接种x万人,
∴实际每天接种1.2x万人,
又∵结果提前20天完成了这项工作,
∴﹣=20.
故选:A.
【点评】本题考查了由实际问题抽象出分式方程,找准等量关系,正确列出分式方程是解题的关键.
10.(3分)勾股定理是人类最伟大的科学发现之一,在我国古算书《周髀算经》中早有记载.如图1,以直角三角形的各边为边分别向外作正方形,再把较小的两张正方形纸片按图2的方式放置在最大正方形内.若知道图中阴影部分的面积,则一定能求出( )
A.直角三角形的面积
B.最大正方形的面积
C.较小两个正方形重叠部分的面积
D.最大正方形与直角三角形的面积和
【分析】根据勾股定理得到c2=a2+b2,根据正方形的面积公式、长方形的面积公式计算即可.
【解答】解:设直角三角形的斜边长为c,较长直角边为b,较短直角边为a,
由勾股定理得,c2=a2+b2,
阴影部分的面积=c2﹣b2﹣a(c﹣b)=a2﹣ac+ab=a(a+b﹣c),
较小两个正方形重叠部分的宽=a﹣(c﹣b),长=a,
则较小两个正方形重叠部分底面积=a(a+b﹣c),
∴知道图中阴影部分的面积,则一定能求出较小两个正方形重叠部分的面积,
故选:C.
【点评】本题考查的是勾股定理,如果直角三角形的两条直角边长分别是a,b,斜边长为c,那么a2+b2=c2.
二、填空题(每小题3分,共15分)
11.(3分)因式分解:3y2﹣12= 3(y+2)(y﹣2) .
【分析】先提取公因式3,再对余下的多项式利用平方差公式继续分解.
【解答】解:3y2﹣12,
=3(y2﹣4),
=3(y+2)(y﹣2).
【点评】本题考查了用提公因式法和公式法进行因式分解,一个多项式有公因式首先提取公因式,然后再用其他方法进行因式分解,同时因式分解要彻底,直到不能分解为止.
12.(3分)2022年冬奥会的主题口号是“一起向未来”.从5张上面分别写着“一”“起”“向”“未”“来”这5个字的卡片(大小形状完全相同)中随机抽取一张,则这张卡片上面恰好写着“来”字的概率是 .
【分析】利用概率公式直接求解即可.
【解答】解:∵五个字中有一个“来”字,
∴从5张上面分别写着“一”“起”“向”“未”“来”这5个字的卡片(大小形状完全相同)中随机抽取一张,则这张卡片上面恰好写着“来”字的概率是,
故答案为:.
【点评】本题考查了统计与概率中概率的求法.用到的知识点为:概率=所求情况数与总情况数之比.
13.(3分)关于x的一元二次方程x2+3x﹣m=0的一个根是3,则另一个根是 ﹣6 .
【分析】设方程的另一个根是x1,根据两根之和等于﹣,即可得出关于x1的一元一次方程,解之即可得出x1,此题得解.
【解答】解:设方程的另一个根是x1,
依题意得:x1+3=﹣3,
解得:x1=﹣6.
故答案为:﹣6.
【点评】本题考查了根与系数的关系以及解一元一次方程,牢记两根之和等于﹣是解题的关键.
14.(3分)如图,点A在x轴的负半轴上,点C在反比例函数的图象上,AC交y轴于点B,若点B是AC的中点,△AOB的面积为,则k的值为 6 .
【分析】过点C作CD⊥x轴于点D,根据题意可推出BO为△ACD的中位线,再根据线段之间的长度关系推出△COD的面积,最后由反比例函数系数k的几何意义即可求解.
【解答】解:过点C作CD⊥x轴于点D,如图,
∵CD⊥x轴,BO⊥x轴,
∴CD∥BO,
∵点B是AC的中点,
∴BO为△ACD的中位线,
∴AO=OD,BO=,
∵,
∴,
∵点C在反比例函数的图象上,
∴,
∴k=6.
故答案为:6.
【点评】本题主要考查反比例函数系数k的几何意义、三角形中位线的判定与性质、反比例函数图象上点的坐标特征,熟知在反比例函数的图象上任意一点向坐标轴作垂线,这一点和垂足以及坐标原点所构成的三角形的面积是,且保持不变是解题关键.
15.(3分)如图,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,∠BAC=30°,BC=2,点M是线段BC上的动点,在线段CA上截取CN=BM,连接AM和BN,当点M在运动的过程中,AM+BN的最小值为 2 .
【分析】过点C作CD⊥AC并截取CD=AB,连接DN,BD,设BD交AC于点E,利用直角三角形的边角关系定理求得AC,AB的长,利用全等三角形的判定与性质得到AM=DN,再利用三角形的三边关系定理得到AM+BN的最小值为BD;过点B作BF∥AC,交DC的延长线于点F,利用直角三角形的边角关系定理和勾股定理解答即可得出结论.
【解答】解:过点C作CD⊥AC并截取CD=AB,连接DN,BD,设BD交AC于点E,如图,
Rt△ABC中,∠ABC=90°,∠BAC=30°,BC=2,
∴AC=2BC=4,∠ACB=60°,AB=BC•tan∠ACB=2×tan60°=2.
在△ABM和△DCN中,
,
∴△ABM≌△DCN(SAS),
∴AB=DC=2,AM=DN.
∴AM+BN=DN+BN.
∵DN+BN≥BD,
∴AM+BN的最小值为BD.
过点B作BF∥AC,交DC的延长线于点F,
∵DC⊥AC,
∴BF⊥DF.
∵∠BCF=180°﹣∠ACB﹣∠ACD=30°,
∴BF=BC=1,CF=BC•cs∠BCF=,
∴DF=DC+CF=3.
∴BD==,
∴AM+BN的最小值为2.
故答案为:2.
【点评】本题考查了翻折变换﹣折叠问题,直角三角形的性质,全等三角形的性质与判定,相似三角形的性质与判定,正确构造全等三角形是解题的关键.
三、解答题(第16题5分,第17题6分,第18—20题每题8分,第21—22题每题10分,共55分)
16.(5分)计算:.
【分析】直接利用特殊角的三角函数值以及负整数指数幂的性质、绝对值的性质、零指数幂的性质分别化简,进而计算得出答案.
【解答】解:原式=4﹣3×+﹣1﹣1
=4﹣+﹣1﹣1
=2.
【点评】此题主要考查了实数的运算,正确化简各数是解题关键.
17.(6分)解不等式组:.
【分析】首先解每个不等式,两个不等式的解集的公共部分就是不等式组的解集.
【解答】解:,
解①得x<2,
解②得x≥﹣1,
则不等式组的解集是﹣1≤x<2.
【点评】本题考查了一元一次不等式组的解法:解一元一次不等式组时,一般先求出其中各不等式的解集,再求出这些解集的公共部分,解集的规律:同大取大;同小取小;大小小大中间找;大大小小找不到.
18.(8分)某工厂进行厂长选拔,从中抽出一部分人进行筛选,其中有“优秀”,“良好”,“合格”,“不合格”.
(1)本次抽查总人数为 50人 ,“合格”人数的百分比为 40% ;
(2)补全条形统计图;
(3)扇形统计图中“不合格人数”的度数为 115.2° ;
(4)在“优秀”中有甲乙丙三人,现从中抽出两人,则刚好抽中甲乙两人的概率为 .
【分析】(1)由优秀人数及其所占百分比可得总人数,根据百分比之和为1可得合格人数所占百分比;
(2)总人数乘以不合格人数所占百分比求出其人数,从而补全图形;
(3)用360°乘以样本中“不合格人数”所占百分比即可得出答案;
(4)列表得出所有等可能结果,从中找到符合条件的结果数,再根据概率公式求解即可.
【解答】解:(1)本次抽查的总人数为8÷16%=50(人),
“合格”人数的百分比为1﹣(32%+16%+12%)=40%,
故答案为:50人,40%;
(2)补全图形如下:
(3)扇形统计图中“不合格”人数的度数为360°×32%=115.2°,
故答案为:115.2°;
(4)列表如下:
由表知,共有6种等可能结果,其中刚好抽中甲乙两人的有2种结果,
所以刚好抽中甲乙两人的概率为=.
故答案为:.
【点评】本题考查了列表法与树状图法、用样本估计总体、扇形统计图、条形统计图;读懂统计图中的信息、画出树状图是解题的关键.
19.(8分)如图,菱形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,E是AD的中点,点F,G在AB上,EF⊥AB,OG∥EF.
(1)求证:四边形OEFG是矩形;
(2)若AD=10,EF=4,求OE和BG的长.
【分析】(1)根据菱形的性质得出OB=OD,再由点E是AD的中点,所以,AE=DE,进而判断出OE是三角形ABD的中位线,得到AE=OE=AD,推出OE∥FG,求得四边形OEFG是平行四边形,根据矩形的判定定理即可得到结论;
(2)根据菱形的性质得到BD⊥AC,AB=AD=10,得到OE=AE=AD=5;由(1)知,四边形OEFG是矩形,求得FG=OE=5,根据勾股定理得到AF==3,于是得到结论.
【解答】解:(1)∵四边形ABCD是菱形,
∴OB=OD,
∵E是AD的中点,
∴OE是△ABD的中位线,
∴OE∥FG,
∵OG∥EF,
∴四边形OEFG是平行四边形,
∵EF⊥AB,
∴∠EFG=90°,
∴平行四边形OEFG是矩形;
(2)∵四边形ABCD是菱形,
∴BD⊥AC,AB=AD=10,
∴∠AOD=90°,
∵E是AD的中点,
∴OE=AE=AD=5;
由(1)知,四边形OEFG是矩形,
∴FG=OE=5,
∵AE=5,EF=4,
∴AF==3,
∴BG=AB﹣AF﹣FG=10﹣3﹣5=2.
【点评】本题考查了矩形的判定和性质,菱形的性质,勾股定理,直角三角形的性质,正确的识别图形是解题的关键.
20.(8分)我市某中学计划举行以“奋斗百年路,启航新征程”为主题的知识竞赛,并对获奖的同学给予奖励.现要购买甲、乙两种奖品,已知1件甲种奖品和2件乙种奖品共需40元,2件甲种奖品和3件乙种奖品共需70元.
(1)求甲、乙两种奖品的单价;
(2)根据颁奖计划,该中学需甲、乙两种奖品共60件,且甲种奖品的数量不少于乙种奖品数量的,应如何购买才能使总费用最少?并求出最少费用.
【分析】(1)设甲种奖品的单价为x元/件,乙种奖品的单价为y元/件,根据“购买1件甲种奖品和2件乙种奖品共需40元,购买2件甲种奖品和3件乙种奖品共需70元”,即可得出关于x,y的二元一次方程组,解之即可得出结论;
(2)设购买甲种奖品m件,则购买乙种奖品(60﹣m)件,设购买两种奖品的总费用为w,由甲种奖品的数量不少于乙种奖品数量的,可得出关于m的一元一次不等式,解之可得出m的取值范围,再由总价=单价×数量,可得出w关于m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)设甲种奖品的单价为x元/件,乙种奖品的单价为y元/件,
依题意,得:,
解得,
答:甲种奖品的单价为20元/件,乙种奖品的单价为10元/件.
(2)设购买甲种奖品m件,则购买乙种奖品(60﹣m)件,设购买两种奖品的总费用为w元,
∵甲种奖品的数量不少于乙种奖品数量的,
∴m(60﹣m),
∴m≥20.
依题意,得:w=20m+10(60﹣m)=10m+600,
∵10>0,
∴w随m值的增大而增大,
∴当学校购买20件甲种奖品、40件乙种奖品时,总费用最少,最少费用是800元.
【点评】本题考查了二元一次方程组的应用、一元一次不等式的应用以及一次函数的应用,解题的关键是:(1)找准等量关系,正确列出二元一次方程组;(2)根据各数量之间的关系,找出w关于m的一次函数关系式.
21.(10分)已知,在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC.
(1)【模型识别】:
如图1,已知点D在BC边上,∠DAE=90°,AD=AE,连接CE.求证:BD=CE;
(2)【类比迁移】:
如图2,已知点D在BC下方,∠DAE=90°,AD=AE,连接CE.若BD⊥AD,,CE=2,AD交BC于点F,求AF的长;
(3)【方法应用】:
如图3,已知点D在AC上方,连接DB和CD,BD与AC相交于点F,若∠BDC=90°,BF=2CD,AB=6,求△BFC的面积.
【分析】(1)证明△BAD≌△CAE(SAS),由全等三角形的性质可得出结论;
(2)证明四边形ADHE为正方形,则BH=BD+DH=2+6=8,CH=HE﹣CE=6﹣2=4,在Rt△BCH中,tan∠CBH=,在Rt△BDF中,DF=BDtan∠CBH=2×=1,进而求解;
(3)延长BA,CD交于E,证明△ABF≌△ACE(ASA),由全等三角形的性质得出BF=CE,设AF=FM=x,则CF=6﹣x,得出x=6﹣x,求出x=6﹣6,由三角形面积公式可得出答案.
【解答】(1)证明:∵∠EAC+∠CAD=∠EAD=90°,∠BAD+∠DAC=90°,
∴∠BAD=∠CAE,
∵AB=AC,AD=AE,
∴△BAD≌△CAE(SAS),
∴BD=CE;
(2)解:延长BD和EC交于点H,
同(1)可知△BAD≌△CAE,
∴∠BAD=∠CAE,CE=BD=2,
∴∠ABD+∠BAD=∠ABD+∠CAE=90°,
∴∠ABD+∠BAE+∠E=90°+90°+90°=270°,
∴∠H=360°﹣270°=90°,
又∵∠ADH=90°,∠DAE=90°,
故四边形ADHE为矩形,
而AD=AE,
故四边形ADHE为正方形,
在Rt△ACE中,AE====6
∴DH=EH=AD=6,
则BH=BD+DH=2+6=8,CH=HE﹣CE=6﹣2=4,
在Rt△BCH中,tan∠CBH=,
在Rt△BDF中,DF=BDtan∠CBH=2×=1,
故AF=AD﹣DF=6﹣1=5;
(3)解:延长BA,CD交于E,
∵∠BAC=90°,∠BDC=90°,
∴∠CAE=∠BDC=90°,
∵∠AFB=∠CFD,
∴∠ABF=∠DCF,
又∵AB=AC,
∴△ABF≌△ACE(ASA),
∴BF=CE,
又∵BF=2CD,
∴CD=CE,
∵BD⊥CE,
∴BC=BE,
∴∠CBD=∠EBD,
过点F作FM⊥BC于点M,
∵BA⊥AF,
∴AF=FM,
设AF=FM=x,则CF=6﹣x,
∵AB=AC,∠BAC=90°,
∴∠ACB=45°,
∴FM=CM,
∴x=6﹣x,
∴x=6﹣6,
∴FM=6﹣6,
∵AB=6,
∴BC=AB=6,
∴S△BCF=BC•FM==36﹣18.
【点评】本题是三角形综合题,主要考查了三角形全等的判定与性质,等腰三角形的性质,解直角三角形,勾股定理,熟练掌握全等三角形的判定与性质是解题的关键.
22.(10分)如图,已知抛物线:y=﹣x2+bx+c交x轴于点A和点B,交y轴于点C,且A(﹣1,0),C(0,3).
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,点P是抛物线上第二象限的动点,过点P作BC的平行线交x轴于点D,连接PD和CD,连接AP和PC,若四边形APCD的面积为4,求此时点P的坐标;
(3)如图2,已知直线EF:交x轴于点F,交y轴于点E,M是抛物线对称轴上的一个动点,连接MF,∠EFA=α,把线段FM沿着点F逆时针旋转α,M的对应点M′恰好落在抛物线上,直接写出点M′的坐标.
【分析】(1)利用待定系数法解答即可;
(2)过点P⊥OA于点E,PF⊥OC于点F,连接OP,设点P(m,﹣m2+2m+3),利用点的坐标表示出相应线段的长度,再利用S四边形APCD=S△AOP+S△COP+S△ODC=4,列出关于m的方程,解方程即可得出结论;
(3)过点M′作M′H⊥EF于点H,并延长交x轴于点N,过点H作HK⊥OF于点K,设抛物线的对称轴交x轴于点G,利用旋转的性质和全等三角形的判定与性质求得FH,再利用相似三角形的判定与性质求得点H的坐标;通过计算得到点N与点O重合,可知直线M′H为正比例函数的图象,利用待定系数法求得直线M′H的解析式,与抛物线解析式联立,解方程组即可得出结论.
【解答】解:(1)∵抛物线y=﹣x2+bx+c经过点A(﹣1,0),C(0,3),
∴,
解得:,
∴抛物线的解析为y=﹣x2+2x+3;
(2)过点P作PE⊥OA于点E,PF⊥OC于点F,连接OP,如图,
设点P(m,﹣m2+2m+3),
∵点P是抛物线上第二象限的动点,
∴OE=PF=﹣m,PE=﹣m2+2m+3,
令y=0,则﹣x2+2x+3=0,
解得:x=﹣1或x=3,
∴B(3,0),
∴OB=3.
∵A(﹣1,0),C(0,3),
∴OA=1,OC=3,
∴OB=OC=3.
∴∠OCB=∠OBC=45°,
∵PD∥BC,
∴∠PDE=∠OBC=45°,
∵PE⊥OA,
∴DE=PE=﹣m2+2m+3,
∴OD=ED﹣EO=﹣m2+3m+3,
∵S四边形APCD=S△AOP+S△COP+S△ODC=4,
∴OA•PE+OC•PF+OC•OD=4,
即1×(﹣m2+2m+3)+3(﹣m)+3(﹣m2+3m+3)=4,
解得:m=1﹣或m=1+(不合题意,舍去),
∴m=1﹣,
∴P(1﹣,2);
(3)过点M′作M′H⊥EF于点H,并延长交x轴于点N,过点H作HK⊥OF于点K,设抛物线的对称轴交x轴于点G,如图,
令x=0,则y=,
∴E(0,),
∴OE=.
令y=0,则﹣=0,
∴x=,
∴F(,0),
∴OF=.
∴EF==.
∵y=﹣x2+2x+3=﹣(x﹣1)2+4,
∴抛物线 对称轴为直线x=1,
∴OG=1,
∴FG=OF﹣OG=.
由题意得:FM=FM′,∠EFA=∠MFM′=α,
∴∠MFG=∠HFM′,
在△MFG和△M′FH中,
,
∴△MFG≌△M′FH(AAS),
∴FG=FH=.
∵HK⊥OF,OE⊥OF,
∴OE∥HK,
∴△FHK∽△FEO,
∴,
∴HK=,FK=.
∴OK=OF﹣KF=,
∴H(,).
∵HN⊥HF,HK⊥FN,
∴△FKH∽△FHN,
∴,
∴,
∴FN=.
∵OF=,
∴O,N两点重合,
∴M′H经过原点,即M′H的图象是正比例函数的图象,
设直线M′H的解析式为y=kx,
∴k=,
∴k=.
∴直线M′H的解析式为y=x.
∴,
解得:,,
∴M′的坐标为(,)或(,).
【点评】本题主要考查了二次函数的图象和性质,待定系数法确定函数的解析式,等腰直角三角形的判定与性质,旋转的性质,全等三角形的判定与性质,相似三角形 点P的与性质,利用点的坐标表示出相应线段的长度是解题的关键.
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乙
丙
甲
(乙,甲)
(丙,甲)
乙
(甲,乙)
(丙,乙)
丙
(甲,丙)
(乙,丙)
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