![专题01 选择压轴题(函数类)-2024年中考数学压轴题(安徽专用)01](http://www.enxinlong.com/img-preview/2/3/15754596/0-1716112305238/0.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![专题01 选择压轴题(函数类)-2024年中考数学压轴题(安徽专用)02](http://www.enxinlong.com/img-preview/2/3/15754596/0-1716112305303/1.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![专题01 选择压轴题(函数类)-2024年中考数学压轴题(安徽专用)03](http://www.enxinlong.com/img-preview/2/3/15754596/0-1716112305331/2.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![专题01 选择压轴题(函数类)-2024年中考数学压轴题(安徽专用)01](http://www.enxinlong.com/img-preview/2/3/15754596/1-1716112329505/0.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![专题01 选择压轴题(函数类)-2024年中考数学压轴题(安徽专用)02](http://www.enxinlong.com/img-preview/2/3/15754596/1-1716112329521/1.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
![专题01 选择压轴题(函数类)-2024年中考数学压轴题(安徽专用)03](http://www.enxinlong.com/img-preview/2/3/15754596/1-1716112329539/2.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
专题01 选择压轴题(函数类)-2024年中考数学压轴题(安徽专用)
展开通用的解题思路:
第一步:先判定函数的增减性:一次函数、反比例函数看,二次函数看对称轴与区间的位置关系;
第二步:当时,;当时,;所以.
一、二次函数的图象与a、b、c的关系
1、确定a、b、c符号:
(1)a决定开口方向(a>0开口向上,a<0开口向下);
(2)a、b决定对称轴与y轴位置(左同右异);
(3)c决定与y轴交点(c=0经过原点,c>0与y轴正半轴相交,c<0与y轴负半轴相交)。
2、判断与a、b、c相关的常见代数式与0的大小关系:
(1)看抛物线与x轴交点;
(2)看对称轴的位置;
(3)代入特殊值。
二、二次函数求取值范围之动轴定区间或者定轴动区间的分类方法:分对称轴在区间的左边、右边、中间三种情况。
若自变量的取值范围为全体实数,如图①,函数在顶点处时,取到最值.
若,如图②,当时,;当时,.
若,如图③,当,;当,.
若,且,,如图④,当,;当,.
三、分析函数图象需要注意三点:
1、关注横、纵轴:从图像上判定函数与自变量的关系,弄清横、纵轴代表的意义;
2、关注特殊点:理解起点、终点;
3、关注每一截线段。
四、反比例函数中与k相关的求值分类方法
1、已知反比例函数求图形面积,关键是确定相关点的坐标:
(1)若坐标可求,图形面积易得;
(2)若坐标不可求,可利用k的几何意义;
(3)也可设出点的坐标用式子表示。
2、确定反比例函数的解析式时,若无法直接求出其图象上某点的坐标,则可以通过图像上某点向坐标轴作垂线,求出相应图形的面积,从而确定k的值,注意k的符号。
1.(2022·山东济南·中考真题)抛物线y=−x2+2mx−m2+2与y轴交于点C,过点C作直线l垂直于y轴,将抛物线在y轴右侧的部分沿直线l翻折,其余部分保持不变,组成图形G,点Mm−1,y1,Nm+1,y2为图形G上两点,若y1
【分析】求出抛物线的对称轴、C点坐标以及当x=m-1和x=m+1时的函数值,再根据m-1<m+1,判断出M点在N点左侧,此时分类讨论:第一种情况,当N点在y轴左侧时,第二种情况,当M点在y轴的右侧时,第三种情况,当y轴在M、N点之间时,来讨论,结合图像即可求解.
【详解】抛物线解析式y=−x2+2mx−m2+2变形为:y=2−(x−m)2,
即抛物线对称轴为,
当x=m-1时,有y=2−(m−1−m)2=1,
当x=m+1时,有y=2−(m+1−m)2=1,
设(m-1,1)为A点,(m+1,1)为B点,
即点A(m-1,1)与B(m+1,1)关于抛物线对称轴对称,
当x=0时,有y=2−(0−m)2=2−m2,
∴C点坐标为(0,2−m2),
当x=m时,有y=2−(m−m)2=2,
∴抛物线顶点坐标为(m,2),
∵直线l⊥y轴,
∴直线l为y=2−m2,
∵m-1<m+1,
∴M点在N点左侧,
此时分情况讨论:
第一种情况,当N点在y轴左侧时,如图,
由图可知此时M、N点分别对应A、B点,即有y1=y2=1,
∴此时不符合题意;
第二种情况,当M点在y轴的右侧时,如图,
由图可知此时M、N点满足y1=y2,
∴此时不符合题意;
第三种情况,当y轴在M、N点之间时,如图,
或者 ,
由图可知此时M、N点满足y1<y2,
∴此时符合题意;
此时由图可知:m−1<0<m+1,
解得−1<m<1,
综上所述:m的取值范围为:−1<m<1,
故选:D.
【分析】本题考查了二次函数的图像与性质、翻折的性质,注重数形结合是解答本题的关键.
2.(2023·江苏宿迁·中考真题)如图,直线y=x+1、y=x−1与双曲线y=kxk>0分别相交于点.若四边形ABCD的面积为4,则k的值是( )
A.34B.22C.45D.1
【答案】A
【分析】连接四边形ABCD的对角线AC、BD,过D作DE⊥x轴,过C作CF⊥x轴,直线y=x−1与x轴交于点M,如图所示,根据函数图像交点的对称性判断四边形ABCD是平行四边形,由平行四边形性质及平面直角坐标系中三角形面积求法,确定S△COD=14S四边形ABCD=1=12OM⋅DE+CF,再求出直线y=x−1与x轴交于点M1,0,通过联立y=x−1y=kx求出C、D纵坐标,代入方程求解即可得到答案.
【详解】解:连接四边形ABCD的对角线AC、BD,过D作DE⊥x轴,过C作CF⊥x轴,直线y=x−1与x轴交于点M,如图所示:
根据直线y=x+1、y=x−1与双曲线y=kxk>0交点的对称性可得四边形ABCD是平行四边形,
∴S△COD=14S四边形ABCD=1=12OM⋅DE+CF,
∵直线y=x−1与x轴交于点M,
∴当y=0时,x=1,即M1,0,
∵y=x−1与双曲线y=kxk>0分别相交于点C、D,
∴联立y=x−1y=kx,即y=ky−1,则y2+y−k=0,由k>0,解得y=−1±1+4k2,
12×1×−1+1+4k2−−1−1+4k2=1,即4k+1=2,解得k=34,
故选:A.
【分析】本题考查一次函数与反比例函数综合,涉及平行四边形的判定与性质,熟练掌握平面直角坐标系中三角形面积求法是解决问题的关键.
3.(2023·辽宁·中考真题)如图,∠MAN=60°,在射线AM,AN上分别截取AC=AB=6,连接BC,∠MAN的平分线交BC于点D,点E为线段AB上的动点,作交AM于点F,作EG∥AM交射线AD于点G,过点G作GH⊥AM于点H,点E沿AB方向运动,当点E与点B重合时停止运动.设点E运动的路程为x,四边形EFHG与△ABC重叠部分的面积为S,则能大致反映S与x之间函数关系的图象是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【分析】
分三种情况分别求出S与x的函数关系式,根据函数的类型与其图象的对应关系进行判断即可.
【详解】解:∵∠MAN=60°,AC=AB=6,
∴△ABC是边长为6的正三角形,
∵AD平分∠MAN,
∴∠MAD=∠NAD=30°,AD⊥BC,CD=DB=3,
①当矩形全部在△ABC之中,即由图1到图2,此时0
∵EG∥AC,
∴∠MAD=∠AGE=30°,
∴∠NAD=∠AGE=30°,
∴AE=EG=x,
在Rt△AEF中,∠EAF=60°,
∴EF=32AE=32x,
∴S=32x2;
②如图3时,当AE+AF=GE+AF=AF+CF=AC,
则x+12x=6,解得x=4,
由图2到图3,此时3
如图4,记BC,EG的交点为Q,则△EQB是正三角形,
∴EQ=EB=BQ=6−x,
∴GQ=x−6−x=2x−6, 而∠PQG=60°,
∴PG=3QG=32x−6,
∴S=S矩形EFHG−S△PQG
=32x2−12×2x−6×32x−6
=−332x2+123x−183,
③如图6时,x=6,由图3到图6,此时,
如图5,同理△EKB是正三角形,
∴EK=KB=EB=6−x,FC=AC−AF=6−12x,EF=32x,
∴S=S梯形EKCF
=126−x+6−12x×32x
=−338x2+33x,
因此三段函数的都是二次函数关系,其中第1段是开口向上,第2段、第3段是开口向下的抛物线,
故选:A.
【分析】本题考查动点问题的函数图象,求出各种情况下S与x的函数关系式是正确解答的前提,理解各种函数所对应的图象的形状是解决问题的关键.
1.(2024·安徽合肥·一模)对于二次函数y=ax2+bx+c,定义函数y=ax2+bx+cx≥0−ax2−bx−cx<0是它的相关函数.若一次函数y=x+1与二次函数y=x2−4x+c的相关函数的图象恰好两个公共点,则c的值可能是( )
A.B.0C.12D.2
【答案】D
【分析】本题考查了一次函数与二次函数的交点问题,二次函数的图象和性质,分两种情况解答:①一次函数y=x+1分别与y=x2−4x+cx≥0,y=−x2+4x−c(x<0)相交一点;②一次函数y=x+1与y=x2−4x+cx≥0有两个交点,与y=−x2+4x−c(x<0)不相交 ;求出c的取值范围,即可求解,掌握二次函数的图象和性质是解题的关键.
【详解】解:当x≥0时,二次函数y=x2−4x+c的相关函数为y=x2−4x+c
当x<0时,二次函数y=x2−4x+c的相关函数为y=−x2+4x−c,
∴二次函数y=x2−4x+c的相关函数为y=x2−4x+cx≥0−x2+4x−c(x<0),
二次函数y=x2−4x+c的图象开口向上,与y轴的交点为0,c,对称轴为直线x=−b2a=2,
当0≤x<2时,y随x的增大而减小,当 x>2时,y随x的增大而增大;
二次函数y=−x2+4x−c的图象开口向下,与y轴的交点为0,−c,对称轴为直线x=−b2a=2,当x<0时,y随x的增大而增大;
一次函数y=x+1与y轴的交点为
一次函数y=x+1与二次函数y=x2−4x+c的相关函数的图象恰好两个公共点可分为两种情况:
①一次函数y=x+1分别与y=x2−4x+cx≥0,y=−x2+4x−c(x<0)相交一点,
则有c<1−c>1,
解得;
②一次函数y=x+1与y=x2−4x+cx≥0有两个交点,与y=−x2+4x−c(x<0)不相交 ,
则有c≥1−c<1,
解得c≥1,
且x+1=x2−4x+c,
即x2−5x+c−1=0有两个不相等的实数根,
∴Δ=−52−4c−1>0,
解得c<294,
∴1≤c<294;
综上所述,或1≤c<294,
∴c的值可能是2,
故选:D.
2.(2024·山东济南·一模)定义:函数图象上到两坐标轴的距离都不大于n(n≥0)的点叫做这个函数图象的“n阶方点”.例如,点1,3与点12,2都是函数y=2x+1图象的“3阶方点”.若y关于x的二次函数y=(x−n)2+n2−6的图象存在“n阶方点”,则n的取值范围是( )
A.1≤n≤65B.65≤n≤2C.2≤n≤3D.1≤n≤3
【答案】D
【分析】本题主要考查了二函数与几何综合,由二次函数解析式可知其顶点坐标在直线x=n上移动,当二次函数图象过点(−n,−n)和点(n,n)时为临界情况,求出此时n的值,进而可得n的取值范围.
【详解】解:由题意得:二次函数y=(x−n)2+n2−6的图象上的顶点坐标为:n,n2−6,
∵y关于x的二次函数y=(x−n)2+n2−6的图象存在“n阶方点”,
∴二次函数y=(x−n)2+n2−6的图象与以坐标为(−n,−n),(n,−n),(−n,n),(n,n)的正方形有交点,
当二次函数y=(x−n)2+n2−6恰好经过(−n,−n)时,则5n2+n−6=0,
解得:n=1或n=−65(舍去);
如当二次函数y=(x−n)2+n2−6恰好经过(n,n)时,则n2−n−6=0,
解得n=3或n=−2(舍去);
∴当1≤n≤3时,二次函数y=(x−n)2+n2−6的图象存在“n阶方点”,
故选D.
3.(2024·浙江宁波·模拟预测)已知:m=12a2−a−120≤a≤4,n=4b1≤b≤4,m+n=2,则下列说法中正确的是 ( )
A.n有最大值4,最小值1B.n有最大值3,最小值−32
C.n有最大值3,最小值1D.n有最大值3,最小值52
【答案】C
【分析】本题考查了二次函数的最值和根据反比例函数的增减性求最值,解题的关键是用函数思想解决问题;根据函数的增减性求出最值,再结合不等式的性质求n的范围,进而可求n的最值;
【详解】由题意得,m=12a2−a−12=12(a−1)2−1,
∵12>0,
∴当a=1时,m 有最小值,当a=4时,m有最大值72,
∴−1≤m≤72,
∵n=4b,4>0,
∴当1≤b≤4时,n随着b的增大而减小,
∴当时,n 有最小值1,
当a=1时,n有最大值4,
∴1≤n≤4,
∵m+n=2,
∴m=2−n,
∵−1≤m≤72
∴−1≤2−n≤72,
解得:−32≤n≤3,
∵1≤n≤4,
∴1≤n≤3,
∴n有最大值3,最小值1;
故选:C.
4.(2024·江苏扬州·一模)平面直角坐标系xOy中,直线y=3x与双曲线y=kxk>0相交于A,B两点,其中点B在第三象限.设M−1,n为双曲线y=kxk>0上一点(点M异于点B),直线AM,BM分别交x轴于C,D两点,则C,D两点横坐标的和为( )
A.0B.C.−1.5D.−2
【答案】D
【分析】本题主要考查了反比例函数与一次函数的综合应用,确定直线AM,BM的解析式是解题的关键.设A,M,B三点坐标,根据题意可得k=3a2=−n,易得n=−3a2,即M−1,−3a2,分别表示出直线AM,BM的解析式,令y=0可计算出点C和D的横坐标,相加即可得到结论.
【详解】解:∵直线y=3x与双曲线y=kxk>0相交于A,B两点,
设Aa,3a,则B−a,−3a,
∴k=a×3a=3a2,
∵M−1,n为双曲线y=kxk>0上一点,
∴k=−n,
∴n=−3a2,
∴M−1,−3a2,
设直线AM的解析式为y=k1x+b1k1≠0,
将点Aa,3a,M−1,−3a2代入,
可得3a=ak1+b1−3a2=−k1+b1,解得k1=3ab1=−3a2+3a,
∴直线AM的解析式为y=3ax+3a−3a2,
令y=0,可得3ax+3a−3a2=0,解得x=a−1,
∴Ca−1,0,
设直线BM的解析式为y=k2x+b2k2≠0,
将点B−a,−3a,M−1,−3a2代入,
可得−3a=−ak2+b2−3a2=−k2+b2,解得k2=−3ab2=−3a2−3a,
∴直线BM的解析式为y=−3ax−3a2−3a,
令y=0,可得−3ax−3a2−3a=0,解得,
∴D−a−1,0,
∵a−1+−a−1=−2,
∴C,D两点横坐标的和为−2.
故选:D.
5.(2023·辽宁辽阳·模拟预测)如图,等腰直角△ABC位于第一象限,AB=AC=2,直角顶点A在直线y=x上,A点横坐标为1,两条直角边AB、AC分别平行于x轴、y轴,若双曲线y=kxk≠0与△ABC有交点,则k的取值范围( )
A.1
【分析】本题考查了一次函数与反比例函数的综合应用,求出A、B两点坐标,再分别经过A、B两点时k的值即可得出k取值范围,求出A、B两点坐标是解题的关键.
【详解】解:∵点A在直线y=x上,A点的横坐标为1,
∴把x=1代入y=x得,y=1,
∴A的坐标是1,1,
∵AB=AC=2,
∴B点的坐标是3,1,C点的坐标是1,3,
∴BC的中点坐标为2,2,
当双曲线y=kx经过点1,1时,k=1;
当双曲线y=kx经过点2,2时,k=4;
∴1≤k≤4,
故选:C.
6.(2024·湖南常德·一模)将抛物线y=−x2+2x+3中x轴上方的部分沿x轴翻折到x轴下方,图像的其余部分不变,得到的新图像与直线y=x+m有4个交点,则m的取值范围是( )
A.m≤−5B.−214≤m<−5C.−214
【分析】本题考查抛物线与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.解方程−x2+2x+3=0得−1,0,3,0,再利用折叠的性质求出折叠部分的解析式为y=x+1x−3,即y=x2−2x−3−1≤x≤3,然后求出直线y=x+m经过点3,0时m的值和当直线y=x+m与抛物线y=x2−2x−3−1≤x≤3有唯一公共点时m的值,即可得解.掌握抛物线与x轴交点坐标的求法及抛物线与直线交点坐标的求法是解题的关键.也考查了二次函数图像与几何变换.
【详解】解:对抛物线y=−x2+2x+3,
当y=0时,得:−x2+2x+3=0,
解得:x=−1或x=3,
∴抛物线与x轴的交点为−1,0、3,0,
∵将抛物线y=−x2+2x+3中x轴上方的部分沿x轴翻折到x轴下方,图像的其余部分不变,
∴新图像中当−1≤x≤3时,解析式为y=x+1x−3,即y=x2−2x−3,如图,
当直线y=x+m经过点3,0时,此时直线y=x+m与新函数图像有3个交点,
把3,0代入直线y=x+m,解得:m=−3,
将直线y=x+m向下平移时,有4个交点,
当y=x2−2x−3与直线y=x+m有一个交点时,此时直线y=x+m与新函数图像有3个交点,
整理得:x2−3x−3−m=0,
∴−32−4−3−m=0,
解得:m=−214,
综上所述,新图像与直线y=x+m有4个交点时,m的取值范围是−214
7.(2023·安徽·二模)如图,A,B两点分别为⊙O与x轴,y轴的切点.AB=22,C为优弧AB的中点,反比例函数y=2kxx>0的图象经过点C,则k的值为( )
A.3+22B.8C.16D.32
【答案】A
【分析】连接OA,OB,OC,过点C作轴于点D,延长AO交CD于点E,根据切线的性质,等弧所对的圆心角相等,易得△AOB,△COE为等腰直角三角形,四边形OABF为正方形,四边形BDEO为矩形,求出点C的坐标即可.
【详解】解:连接OA,OB,OC,过点C作轴于点D,延长AO交CD于点E,
则:OA=OB=OC,
∵A,B两点分别为⊙O与x轴,y轴的切点,
∴OB⊥x轴,OA⊥y轴,
∴OA∥x轴,
∴OA⊥OB,
∴四边形AOBF为正方形;
∵AB=22,
∴OA=OB=2,
∴OC=2,BF=2;
∵轴,OB⊥x轴,OA⊥OB,
∴四边形BDEO为矩形,
∴∠OEC=90°,DE=OB=2,∠BOE=90°,OE=BD,
∵C为优弧AB的中点,
∴∠AOC=∠BOC=12360°−90°=135°,
∴∠COE=∠BOC−∠BOE=45°,
∴OE=CE=22OC=2,
∴CD=CE+DE=2+2,DF=BF+BD=2+2,
∴C2+2,2+2,
∴2k=2+22,
∴k=3+22,
故选A.
【分析】本题考查求反比例函数的k值,同时考查了切线的性质,等弧对等角,矩形的判定和性质,等腰三角形的判定和性质,勾股定理.解题的关键是掌握切线的性质,构造特殊图形.本题的综合性较强,难度较大.
8.(2023·安徽淮北·三模)如图,在平面直角坐标系中,A6,0、B0,8,点C在y轴正半轴上,点D在x轴正半轴上,且CD=6,以CD为直径在第一象限作半圆,交线段AB于E、F,则线段EF的最大值为( )
A.3.6B.4.8C.32D.33
【答案】B
【分析】过CD的中点G作EF的垂线与AB交于点M,过点O作OH⊥AB于H,连接OG、FG,先求出OA=6,OB=8,进而求出AB=10,再根据等面积法求出OH=4.8,由直角三角形斜边中线的性质得到OG=FG=3,由垂径定理得到EF=2FM,由FM=9−GM2,可知当GM最小时,FM最大,即EF最大,再由OG+GM≥OH,得到GM最小值=1.8,则FM最大值=9−1.82=2.4,即可得到EF最大值=4.8.
【详解】解:过CD的中点G作EF的垂线与AB交于点M,过点O作OH⊥AB于H,连接OG、FG
∵A6,0,B0,8
∴OA=6,OB=8,
∴,
∵S△ABC=12OA⋅OB=12AB⋅OH,
∴OH=OA⋅OBAB=4.8;
∵CD=6,∠COD=90°,G为CD的中点,
∴OG=FG=12CD=3,
∵GM⊥EF,
∴∠GMF=90°,EF=2FM,
∴FM=GF2−GM2=9−GM2,
∴当GM最小时,FM最大,即EF最大,
∵OG+GM≥OH,
∴3+GM≥4.8,
∴GM≥1.8,即GM最小值=1.8,
∴FM最大值=9−1.82=2.4,
∴EF最大值=4.8.
故选B.
【分析】本题主要考查了垂径定理、勾股定理、坐标与图形、直角三角形斜边上的中线的性质等知识点,正确作出辅助线是解题的关键.
9.(2023·安徽蚌埠·一模)如图,抛物线y=ax2+bx+ca≠0的对称轴为直线x=−1,与x轴分别交于A,B两点,交y轴于点C.现有下列结论:①a+b+c>0;②b2−4ac>0;③3a+c<0;④ax2+bx+a≥0.其中正确的有( )
A.1个B.2个C.3个D.4个
【答案】C
【分析】根据x=1时y=a+b+c>0,可判断①;根据抛物线与x轴有两个交点,可判断②;根据对称轴为直线x=−1,可得−b2a=−1,结合①可判断③;根据y=ax2+bx+a与x轴的交点位置,可判断④.
【详解】解:由图可知,当x=1时,y=a+b+c>0,
故①正确;
∵抛物线y=ax2+bx+ca≠0与x轴有两个交点,
∴一元二次方程ax2+bx+c=0a≠0有两个不相等的实数根,
∴,
故②正确;
∵抛物线y=ax2+bx+ca≠0的对称轴为直线x=−1,
∴−b2a=−1,
∴b=2a,
∵a+b+c>0,
∴a+2a+c=3a+c>0,
故③错误;
由图可知,当x=−1时,y取最小值,最小值为,
y=ax2+bx+a的图象相当于y=ax2+bx+c的图象上向平移a−c个单位,
∵a−b+c+a−c=2a−b=0,
∴y=ax2+bx+a的图象与x轴有且只有一个交点,
又∵抛物线开口向上,
∴ax2+bx+a≥0,
故④正确;
综上可知,正确的有①②④,
故选C.
【分析】本题考查根据二次函数图象判断式子的符号,熟练掌握二次函数的图象及性质是解题的关键.
10.(2023·安徽黄山·模拟预测)如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=32x2−32x−3的图象与x轴交于点A,C两点,与y轴交于点B,对称轴与x轴交于点D,若P为y轴上的一个动点,连接PD,则的最小值为( )
A.334B.32C.D.543
【答案】A
【分析】作射线BA,作PE⊥BA于E,作DF⊥BA于F,交y轴于P',可求得∠ABO=30°,从而得出PE=12PB,进而得出,进一步得出结果.
【详解】解:如图,
作射线BA,作PE⊥BA于E,作DF⊥BA于F,交y轴于P',
抛物线的对称轴为直线x=−−322×32=12,
∴OD=12,
当x=0时,y=−3,
∴OB=3,
当y=0时,32x2−32x−3=0,
∴x1=−1,x2=2,
∴,
∴OA=1,
∵tan∠ABO=OAOB=13=33,
∴∠ABO=30°,
∴PE=12PB,
∴,当点P在P'时,PD+PE最小,最大值等于DF,
在Rt△ADF中,∠DAF=90°−∠ABO=60°,,
∴DF=AD⋅sin∠DAE=32×32−334,
∴(12PB+PD)最小=DF=334,
故选:A.
【分析】本题以二次函数为背景,考查了二次函数与一元二次方程之间的关系,解直角三角形等知识,解决问题的关键是用三角函数构造12PB.
11.(2023·安徽合肥·模拟预测)如图,Rt△ABC中,∠ACB=90°,边BC∥x轴,顶点A,B均落在反比例函数y=kx(x>0,y>0)的图象上,延长AB交x轴于点F,过点C作DE∥AF,分别交OA,OF于点D、E,若OD=2AD,则S△ACDS四边形BCEF为( )
A.1:4B.1:5C.1:6D.2:10
【答案】C
【分析】连接OC,延长AC交x轴于G,过B作BH⊥x轴于,过A作AP⊥y轴于P,延长BC交y轴于Q,依据反比例函数系数k的几何意义,即可得到S矩形APOG=S矩形BQOH,进而得出S矩形APQC=S矩形BCGH,再根据S△AOC=S矩形APQC,OD=2AD,即可得到S△ACD=S△AOC= S矩形APQC,即可求解.
【详解】解:如图所示,连接OC,延长AC交x轴于G,过B作BH⊥x轴于,过A作AP⊥y轴于P,延长BC交y轴于Q,
∵顶点A,B均落在反比例函数y=kx(x>0,y>0)的图象上,
∴S矩形APOG=S矩形BQOH=k,
∴S矩形APQC=S矩形BCGH,
∵BC∥GF
∴S平行四边形BCEF=S矩形BCGH,
∴S矩形APQC=S平行四边形BCEF,
∵AC∥PO,
∴S△AOC=S矩形APQC,
∵OD=2AD,
∴S△ACD=S△AOC= S矩形APQC,
∴S△ACDS四边形BCEF=16,
故选:C.
【分析】本题主要考查了反比例函数系数k的几何意义,掌握反比例函数k的几何意义是解题的关键.
12.(2023·浙江温州·一模)如图,△AOC的顶点A在第一象限内,边OC在x轴正半轴上,点O为原点,反比例函数y=kx(x>0)交AO于点E,交AC于点B,且点E为AO中点,,若△ABE的面积为14,则k的值为( )
A.143B.283C.403D.523
【答案】C
【分析】题目主要考查分比例函数与三角形面积综合问题,根据题意,过点E作EF⊥AC于点F,确定S△BEC=14S△ABE=72,设Ea,ka,设Cb,0,利用三角形面积及相似三角形的判定和性质求解即可,作出相应辅助线,综合运用这些知识点是解题关键
【详解】解:由题意得:,OE=AE=12OA,,S△ABE=14,
过点E作EF⊥AC于点F,过点A作AH⊥x轴,过点B作BJ⊥x轴,如图所示:
∴AH∥BJ,
∴△BCJ∽△ACH,
∴S△ABES△BEC=12EF⋅AB12EF⋅BC=4,
∴S△BEC=14S△ABE=72,
设Ea,ka,
∴A2a,2ka,
设Cb,0,
∴OC=b,且S△AOC=12yA⋅OC=b2×2ka=bka,
又S△AOC=2S△AEC=2S△ABE+S△BEC=35,
∴bka=35,
∵BCAC=5,
∴2kayB=5,
∴yB=2k5a,xB=k⋅5a2k=5a2,
∵b−2ab−5a2=5,
整理得:b=21a8,
代入bka=35得:k=403,
故选:C
13.(2024·四川达州·一模)在平面直角坐标系xOy中,直线y=kx(k为常数)与抛物线y=13x2−2交于A,B两点,且A点在y轴左侧,P点的坐标为0,−4,连接PA,PB.有以下说法:①∠APO=∠BPO;②PO2=PA⋅PB;③△PAB面积的最小值为26.其中所有的正确说法是( )
A.①B.①②C.①③D.②③
【答案】A
【分析】设Am,km,Bn,nk,其中m<0,n>0,联立y=kxy=13x2−2得,从而得出m+n=3k,mn=−6,待定系数法得出直线PA的解析式为:y=km+4mx−4,从而得出直线PA与x轴的交点坐标为4mkm+4,0,同理可得:直线PB的解析式为:y=kn+4nx−4,直线PB与x轴的交点坐标为4nkn+4,0,由4mkm+4+4nkn+4=0得出直线PA、PB关于y轴对称,即可判断①;由直线PA、PB关于y轴对称,得出点A关于y轴的对称点A'落在PB上,连接OA',则OA'=OA,∠POA=∠POA',假设PO2=PA⋅PB,即PO2=PA'⋅PB,证明△POA'∽△PBO得出∠AOP=∠PBO,再由三角形外角的定义及性质即可判断②;表示出S△PAB=S△PAO+S△PBO=29k2+24,再由二次根式的性质即可得出答案,从而判断③.
【详解】解:设Am,km,Bn,nk,其中m<0,n>0,
联立y=kxy=13x2−2得:,
整理得:,
∴m+n=3k,mn=−6,
设直线PA的解析式为:,
将Am,km,P0,−4代入解析式得:ma+b=kmb=−4,
解得:a=km+4mb=−4,
∴直线PA的解析式为:y=km+4mx−4,
令y=0,则km+4mx−4=0,
解得x=4mkm+4,
∴直线PA与x轴的交点坐标为4mkm+4,0,
同理可得:直线PB的解析式为:y=kn+4nx−4,直线PB与x轴的交点坐标为4nkn+4,0,
∵4mkm+4+4nkn+4=0,
∴直线PA与x轴的交点与直线PB与x轴的交点关于y轴对称,即直线PA、PB关于y轴对称,
∴∠APO=∠BPO,故①正确,符合题意;
∵直线PA、PB关于y轴对称,
∴点A关于y轴的对称点A'落在PB上,
连接OA',则OA'=OA,∠POA=∠POA',
,
假设PO2=PA⋅PB,即PO2=PA'⋅PB,
∴POPA'=PBPO,
∵∠BPO=∠BPO,
∴△POA'∽△PBO,
∴∠POA'=∠PBO,
∴∠AOP=∠PBO,
∵∠AOP是△PBO的外角,
∴∠AOP>∠PBO,故假设不成立,故②错误,不符合题意;
S△PAB=S△PAO+S△PBO
=12OP⋅−m+12OP⋅n
=12OP⋅n−m
=2n−m
=2m+n2−4mn
=29k2+24,
当k=0时,△PAB面积有最小值,最小值为46,故③错误,不符合题意;
综上所述,正确的是①,
故选:A.
【分析】本题考查了二次函数与一次函数的交点问题、轴对称的性质、相似三角形的判定与性质、三角形外角的定义及性质等知识点,熟练掌握以上知识点并灵活运用,添加适当的辅助线是解此题的关键.
14.(2024·安徽合肥·一模)如图,在△ABC中,∠C=90°,AC=BC.AB与矩形DEFG的一边EF都在直线l上,其中AB=4、DE=1、EF=3,且点B位于点E处.将△ABC沿直线,向右平移,直到点A与点E重合为止.记点B平移的距离为x,△ABC与矩形DEFG重叠区域面积为y,则y关于x的函数图象大致为( )
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】先根据CB经过点D和CA经过点D时计算出x=1和x=3,再分0≤x≤1,和3
∵△ABC为等腰直角三角形,
∴∠DBE=45°,
∵DE=1,∠DEB=90°,
∴EB=DEtan45°=11=1;
当AC经过点D时,如图所示:
∵∠A=45°,DE=1,
∴AE=1,
∴EB=AB−AE=4−1=3;
①当0≤x≤1时,如图所示:
此时,∠HBE=45°,
∴HE=tan45°⋅EB=x,
∴y=12EB⋅HE=12x⋅x=12x2;
②当时,如图所示:
过M作MN⊥AB于N,
此时,MN=1,∠MBN=45°,
,
∵EB=x,
∴EN=EB−NB=x−1,
∵四边形DENM是矩形,
∴DM=EN=x−1,
∴y=12(DM+EB)⋅DE=12(x−1+x)×1=x−12;
③当3
∴BR=1,
∵EB=x,
∴ER=DI=x−1,AE=AB−EB=4−x,
,
∴TE=AE⋅tan45°=4−x,
∵DE=1,
∴DT=DE−TE=1−(4−x)=x−3,
∵DG∥AB,
∴∠DKT=45°,
∴DK=DTtan45°=x−31=x−3,
∴y=S四边形DERI+SΔIRB−SΔDTK=1×x−1+12×1×1−12×(x−3)2=−12x2+4x−5.
故选:D.
【分析】本题考查了动点问题的函数图象,等腰直角三角形的性质,矩形的性质,解三角形等知识,关键是画出图形,利用数形结合和分类讨论的思想进行运算.
15.(2024·安徽·一模)如图,在四边形ABCD中,∠A=60°,CD⊥AD,∠BCD=90°,AB=BC=4,动点P,Q同时从A点出发,点Q以每秒2个单位长度沿折线A−B−C向终点C运动;点P以每秒1个单位长度沿线段AD向终点D运动,当其中一点运动至终点时,另一点随之停止运动.设运动时间为x秒,△APQ的面积为y个平方单位,则y随x变化的函数图象大致为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】
分当0≤x<2时,点Q在AB上和当2≤x≤4时,点Q在BC上,根据三角形的面积公式即可得到结论.
【详解】
解:过Q作QN⊥AD于N,当0≤x<2时,点Q在AB上,
∵∠A=60°,
∴∠AQN=90°−60°=30°,
∴12AQ=12×2x=x,
∴QN=AQ2−AN2=3x,
∴y=12×AP×NQ=12×x×3x=32x2,
当2≤x≤4时,点Q在BC上,过点B作BM⊥AD于点M,
∵BM⊥AD,∠A=60°,
∴∠ABM=30°,
∴12AB=12×4=2,
∴,
∵CD⊥AD,QN⊥AD,
∴QN∥CD,
∴∠BQN=∠BCD=90°,
∵BM⊥AD,CD⊥AD,
∴四边形BMNQ是矩形,
∴QN=BM=23,
y=12AP⋅QN=12x×23=3x,
综上所述,当0≤x<2时的函数图象是开口向上的抛物线的一部分,当2≤x≤4时,函数图象是直线的一部分,
故选:D.
【分析】
本题考查了动点问题的函数图象,二次函数的图象,一次函数的图象,矩形的性质,勾股定理,30度直角三角形的性质,熟练掌握各定理是解题的关键.
16.(2023·安徽·模拟预测)如图,△ABC为等腰直角三角形,,正方形DEFG的边长为1,且AB与DE在同一条直线上,△ABC从点B与点D重合开始,沿直线DE向右平移,直至点A与点E完全重合时停止.设BD的长为与正方形DEFG重合部分(图中阴影部分)的面积为y,则y与x之间的函数图像大致是( )
A.B.C.D.
【答案】B
【分析】本题考查了等腰直角三角形的性质,抛物线的解析式及其图像,分割法计算面积,分类思想,图像信息的获取与处理,利用分类思想,表示不同阶段的图形面积,再画出大致图像即可.
【详解】解:①当0≤x≤1时,∵△ABC为等腰直角三角形,,正方形DEFG的边长为1,
∴∠GDE=90°,∠DBC=45°
∵设BD的长为x,
∴y=12BD2=12x2;
②当1
∴BE=BD−DE=x−1,AD=AB−BD=2−x,
∵,
∴y=12ABGD−12AD2−12BE2
=12×2×1−12(2−x)2−12(x−1)2
=−x2+3x−32=−x−322+34;
③当2
∴y=12AE2
=12(3−x)2.
∴.观察图像,知B项正确,
故选:B.
17.(2024·河南开封·一模)如图1,在△ABC中,∠B=60°,点D从点B出发,沿BC运动,速度为1cm/s.点P在折线BAC上,且PD⊥BC于点D.点D运动2s时,点P与点A重合.△PBD的面积Scm2与运动时间ts的函数关系图象如图2所示,E是函数图象的最高点.当Scm2取最大值时,PD的长为( )
A.23cmB.1+3cmC.1+23cmD.2+23cm
【答案】B
【分析】本题考查动点函数图象,二次函数图象性质,三角形面积.本题属二次函数与几何综合题目.
先根据点D运动2s时,点P与点A重合.从而求得PD=PB2−BD2=23cm,再由函数图象求得BC=2+23×1=2+23cm,从而求得DC=BC−BD=2+23−2=23cm,得出PD=DC,然后根据由题图2点E的位置可知,点P在AC上时,S△PBD有最大值.所以当2≤t≤2+23时,点P在AC边上,此时BD=t×1=tcm,PD=DC=2+23−tcm,根据三角形面积公式求得S△PBD=−12t−1+32+2+3,最后根据二次函数的性质求解即可.
【详解】解:由题意知,点D运动2s时,点P,D的位置如图1所示.
此时,在中,BD=2cm,∠B=60°,PD⊥BC,
∴PB=2BD=4cm,
∴PD=PB2−BD2=23cm.
由函数图象得BC=2+23×1=2+23cm,
∴DC=BC−BD=2+23−2=23cm,
∴PD=DC.
由题图2点E的位置可知,点P在AC上时,S△PBD有最大值.
当2≤t≤2+23时,点P在AC边上,如图2,
此时BD=t×1=tcm,PD=DC=2+23−tcm,
∴S△PBD=12×BD×PD=12×t×2+23−t=−12t2+1+3t.
∵S△PBD=−12t−1+32+2+3,
又∵,
∴当t=1+3时,S△PBD的值最大,
此时PD=CD=2+23−1+3=1+3cm.
故选:B.
18.(2023·广西·模拟预测)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠A=30°,AB=43cm,CD⊥AB,垂足为点D,动点M从点A出发沿AB方向以的速度匀速运动到点B,同时动点N从点C出发沿射线DC方向以1cm/s的速度匀速运动.当点M停止运动时,点N也随之停止,连接MN,设运动时间为ts,△MND的面积为S cm2,则下列图象能大致反映S与t之间函数关系的是( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【分析】分别求出M在AD和在BD上时△MND的面积为S关于t的解析式即可判断.
【详解】解:∵∠ACB=90°,∠A=30°,AB=43,
∴∠B=60°,BC=12AB=23,,
∵CD⊥AB,
∴CD=12AC=3,AD=3CD=33,BD=12BC=3,
∴当M在AD上时,0≤t≤3,
MD=AM−AD=33−3t,DN=DC+CN=3+t,
∴S=12MDDN=1233−3t3+t=−32t2+932,
当M在BD上时,3<t≤4,
MD=AD−AM=3t−33,
∴S=12MDDN=123t−333+t=32t2−932,
故选:B.
【分析】本题考查了动点问题的函数图象,函数图象是典型的数形结合,图象应用信息广泛,通过看图获取信息,不仅可以解决生活中的实际问题,还可以提高分析问题、解决问题的能力.
19.(2023·山东聊城·模拟预测)如图,在 Rt△ABC中,AB=10cm,sinA=35,∠ACB=90°,过点 C向AB作垂线,垂足为D.直线m,n垂直于AB,直线m分别与AB,AC相交于点M,N,直线n分别与AB,BC相交于点P、Q.直线m从点A出发,沿AB方向以1cm/s的速度向点D运动,到达点D时停止运动;同时,直线n从点B出发,沿BA方向以相同的速度向点D运动,到达点D时停止运动.若运动过程中直线m、n及△ABC围成的多边形MNCQP的面积是ycm2 ,直线m的运动时间是x(s),则y与x之间函数关系的图象大致是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】本题考查的是动点图象问题,涉及到解直角三角形等知识,此类问题关键是:弄清楚不同时间段,图象和图形的对应关系,进而求解.分别求出当0
∴,
∴∠A+∠ACD=90°,∠BCD+∠ACD=90°,
∴∠A=∠BCD,
同理∠B=∠ACD
∵AB=10cm,sinA=35,
∴BC=AB⋅sinA=6,
在Rt△ABC中,运用勾股定理得AC=8,
∵12AB⋅CD=12AC⋅BC,∴CD=245,
由sinA=35得:csA=45,tanA=43,
当0
∴MD=325−x,DP=185−x,
∴y=S五边形MNCQP12MN+CD⋅MD+12QP+CD⋅DP
=12245+34x325−x+12245+43x185−x=−2524x2+24;
当185≤x<325时,
y=S四边形MND=12MN+CD⋅MD=1234x+245325−x
=−38x2+38425.
∴y=−2524x2+240
20.(2024·浙江嘉兴·一模)如图1,在矩形ABCD中,点E在BC上,连接AE,过点D作DF⊥AE于点F.设AE=x,DF=y,已知x,y满足反比例函数y=kxk>0,x>0,其图像如图2所示,则矩形ABCD的面积为( ).
A.45B.9C.10D.55
【答案】C
【分析】本题主要考查了矩形的动点问题、勾股定理等知识点,正确从函数图像上获取信息成为解题的关键.
由图可知,当E与点B重合时,AE最小,DF与AD重合,此时x=5=AB,y=a=AD;当E与点C重合时,AE最大,AE与AC重合,根据AB2+BC2=AC2,矩形ABCD的面积=AB⋅AD=AC⋅DH,据此列方程求解即可.
【详解】解:如图:连接AC.
由函数图像可知:AB=5,AD=a,AC=b,D到AC的距离等于2.
∵AB2+BC2=AC2,矩形ABCD的面积=AB⋅AD=AC⋅DH,
∴52+a2=b25a=2b,解得:a=25b=5(负数已经舍去)
∴矩形ABCD的面积为=AB⋅AD=5×25=10,
故选C.
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