福建省厦门外国语学校瑞景分校2024-2025学年九年级上学期数学第一次月考模拟试卷
展开这是一份福建省厦门外国语学校瑞景分校2024-2025学年九年级上学期数学第一次月考模拟试卷,共23页。试卷主要包含了的y与x的部分对应值如下表等内容,欢迎下载使用。
1.(4分)下列y关于x的函数中,是二次函数的是( )
A.y=5x2B.y=22﹣2x
C.y=(x+2)2﹣x2D.
2.(4分)对于一元二次方程2x2﹣3x+1=0,根的判别式b2﹣4ac中的b表示的数是( )
A.2B.3C.﹣3D.1
3.(4分)二次函数y=2x2﹣x﹣3的图象与y轴的交点坐标是( )
A.(﹣1,0)B.(,0)C.(﹣3,0)D.(0,﹣3)
4.(4分)下列函数中,y随x增大而增大的是( )
A.B.y=﹣x+5
C.D.
5.(4分)如图,四边形ABCD是正方形,点E、F分别在线段BC、DC上线段AE绕点A逆时针旋转后与线段AF重合.若∠BAE=40°,则旋转的角度是( )
A.10°B.15°C.40°D.50°
6.(4分)二次函数y=3(x﹣1)2+1的图象向下平移3个单位,再向左平移2个单位,所得到的函数关系式是( )
A.y=3(x+1)2﹣2B.y=3(x﹣1)2﹣2
C.y=3(x+1)2+2D.y=3(x﹣1)2+2
7.(4分)新纪元学校团委准备在艺术节期间举办学生绘画展览,为美化画面,在长为30cm、宽为20cm的矩形画面四周镶上宽度相等的彩纸,并使彩纸的面积恰好与原画面面积相等(如图所示),若设彩纸的宽度为xcm,根据题意可列方程( )
A.(30+x)(20+x)=600
B.(30+x)(20+x)=1200
C.(30﹣2x)(20﹣2x)=600
D.(30+2x)(20+2x)=1200
8.(4分)如图,二次函数的图象与一次函数y2=kx+m(k≠0)的图象相交两点,则二次函数y=(k﹣b)x2+ax+c﹣m的图象可能为( )
A.B.
C.D.
9.(4分)已知二次函数y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,a≠0)的y与x的部分对应值如下表:
下列结论正确的是( )
①ab>0
②a+b+c<0
③若点(﹣7,y1),点(7,y2)在二次函数图象上,则y1<y2
④方程ax2+bx+c=﹣3有两个不相等的实数根
A.①②③B.①②④C.①③④D.②③④
10.(4分)如图,正方形ABCD的顶点A,C在抛物线y=﹣x2+4上,点D在y轴上.若A,C两点的横坐标分别为m,n(m>n>0),下列结论正确的是( )
A.m+n=1B.m﹣n=1C.m=1D.=1
二.填空题(共6小题,满分24分,每小题4分)
11.(4分)计算:= .
12.(4分)抛物线y=﹣(x﹣2)2+5的顶点坐标是 .
13.(4分)已知二次函数y=x2﹣kx﹣3的图象过点(1,﹣4),则k的值为 .
14.(4分)如图,抛物线L1:y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴只有一个公共点A(2,0),与y轴交于点B(0,4),虚线为其对称轴,若将抛物线向下平移4个单位长度得抛物线L2,则图中两个阴影部分的面积和为 .
15.(4分)已知实数a,b满足a﹣b2=4,则代数式a2﹣3b2+a﹣15的最小值是 .
16.(4分)关于x的一元二次方程ax2﹣3x﹣1=0的两个不相等的实数根都在﹣1和0之间(不包括﹣1和0),则a的取值范围是 .
三.解答题(共9小题,满分86分)
17.(8分)解方程:
(1)x2﹣2x﹣4=0;
(2)(x+1)(x﹣3)=﹣4.
18.(8分)(1)解不等式组;
(2)解方程:.
19.(8分)先化简,再求值:÷(1+),其中a=+1.
20.(8分)已知:二次函数y=x2+bx+c的图象过点A(2,5),C(0,﹣3).
(1)求此二次函数的解析式;
(2)求出该抛物线与x轴的交点坐标;
(3)直接写出当﹣3≤x≤1时,y的取值范围.
21.(8分)已知关于x的一元二次方程x2﹣(2m+1)x+m2+m=0.
(1)求证:无论m取何值时,方程都有两个不相等的实数根;
(2)如果方程的两个实数根为x1,x2,且2x1x2+x1+x2=﹣1,求m的值
22.(10分)如图,将△ABC绕点A顺时针旋转60°得到△ADE,点B的对应点为D,点C的对应点为E.
(1)作出旋转后的图形(尺规作图,保留作图痕迹);
(2)连接CE,若∠ACB=120°,请判断直线BC是否经过点E,并说明理由.
23.(10分)2022成都世乒赛期间,某店直接从工厂购进A、B两款纪念品,进货价和销售价如下表:(注:利润=销售价﹣进货价)
(1)该店第一次用850元购进A、B两款纪念品共50件,求两款纪念品分别购进的件数;
(2)第一次购进的纪念品售完后,该网店计划再次购进A、B两款纪念品共200件(进货价和销售价都不变),且进货总价不高于3200元.应如何设计进货方案,才能获得最大销售利润,最大销售利润是多少?
(3)成都世乒赛临近结束时,网店打算把B款纪念品调价销售.如果按照原价销售,平均每天可售4件,经调查发现,每降价1元,平均每天可多售2件,将销售价定为每件多少元时,才能使B款纪念品平均每天销售利润为90元?
24.(12分)【定义与性质】
如图,记二次函数y=a(x﹣b)2+c和y=﹣a(x﹣p)2+q(a≠0)的图象分别为抛物线C和C1.
定义:若抛物线C1的顶点Q(p,q)在抛物线C上,则称C1是C的伴随抛物线.
性质:①一条抛物线有无数条伴随抛物线;
②若C1是C的伴随抛物线,则C也是C1的伴随抛物线,即C的顶点P(b,c)在C1上.
【理解与运用】
(1)若二次函数y=﹣(x﹣2)2+m和y=﹣(x﹣n)2+的图象都是抛物线y=x2的伴随抛物线,则m= ,n= .
【思考与探究】
(2)设函数y=x2﹣2kx+4k+5的图象为抛物线C2.
①若函数y=﹣x2+dx+e的图象为抛物线C0,且C2始终是C0的伴随抛物线,求d,e的值;
②若抛物线C2与x轴有两个不同的交点(x1,0),(x2,0)(x1<x2),请直接写出x1的取值范围.
25.(14分)综合与实践
问题情境:如图1,矩形MNKL是学校花园的示意图,其中一个花坛的轮廓可近似看成由抛物线的一部分与线段AB组成的封闭图形,点A,B在矩形的边MN上.现要对该花坛内种植区域进行划分,以种植不同花卉,学校面向全体同学征集设计方案.
方案设计:如图2,AB=6米,AB的垂直平分线与抛物线交于点P,与AB交于点O,点P是抛物线的顶点,且PO=9米.欣欣设计的方案如下:
第一步:在线段OP上确定点C,使∠ACB=90°,用篱笆沿线段AC,BC分隔出△ABC区域,种植串串红;
第二步:在线段CP上取点F(不与C,P重合),过点F作AB的平行线,交抛物线于点D,E.用篱笆沿DE,CF将线段AC,BC与抛物线围成的区域分隔成三部分,分别种植不同花色的月季.
方案实施:学校采用了欣欣的方案,在完成第一步△ABC区域的分隔后,发现仅剩6米篱笆材料.若要在第二步分隔中恰好用完6米材料,需确定DE与CF的长.为此,欣欣在图2中以AB所在直线为x轴,OP所在直线为y轴建立平面直角坐标系.请按照她的方法解决问题:
(1)在图2中画出坐标系,并求抛物线的函数表达式;
(2)求6米材料恰好用完时DE与CF的长;
(3)种植区域分隔完成后,欣欣又想用灯带对该花坛进行装饰,计划将灯带围成一个矩形.她尝试借助图2设计矩形四个顶点的位置,其中两个顶点在抛物线上,另外两个顶点分别在线段AC,BC上.直接写出符合设计要求的矩形周长的最大值.
福建省厦门外国语学校瑞景分校2024-2025学年九年级上册数学第一次月考模拟试卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共10小题,满分40分,每小题4分)
1.(4分)下列y关于x的函数中,是二次函数的是( )
A.y=5x2B.y=22﹣2x
C.y=(x+2)2﹣x2D.
【解答】解:A、y=5x2,是二次函数,故A符合题意;
B、y=22﹣2x=4﹣2x,是一次函数,故B不符合题意;
C、y=(x+2)2﹣x2=x2+4x+4﹣x2=4x+4不是二次函数,故C不符合题意;
D、y=,不是二次函数,故D不符合题意;
故选:A.
2.(4分)对于一元二次方程2x2﹣3x+1=0,根的判别式b2﹣4ac中的b表示的数是( )
A.2B.3C.﹣3D.1
【解答】解:根据题意得b=﹣3.
故选:C.
3.(4分)二次函数y=2x2﹣x﹣3的图象与y轴的交点坐标是( )
A.(﹣1,0)B.(,0)C.(﹣3,0)D.(0,﹣3)
【解答】解:当x=0时,y=﹣3,
所以二次函数y=2x2﹣x﹣3的图象与y轴的交点坐标为(0,﹣3).
故选:D.
4.(4分)下列函数中,y随x增大而增大的是( )
A.B.y=﹣x+5
C.D.
【解答】解:由题意,∵对于y=kx+b,当k>0时,y随x增大而增大;当k<0时,y随x增大而减小,
∴B不符合题意,C符合题意.
选项Ay=﹣是反比例函数,x取值范围分两个区间,故不符合题意;
对于D选项,y=x2,当x<0时,y随x增大而减小,
∴D不符合题意.
故选:C.
5.(4分)如图,四边形ABCD是正方形,点E、F分别在线段BC、DC上线段AE绕点A逆时针旋转后与线段AF重合.若∠BAE=40°,则旋转的角度是( )
A.10°B.15°C.40°D.50°
【解答】解:∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=AD,∠B=∠D=90°,
∵线段AE绕点A逆时针旋转后与线段AF重合,
∴AE=AF,
在Rt△ABE和Rt△ADF中,,
∴Rt△ABE≌Rt△ADF(HL),
∴∠DAF=∠BAE,
∵∠BAE=40°,
∴∠DAF=40°,
∴∠EAF=90°﹣∠BAE﹣∠DAF=90°﹣40°﹣40°=10°,
∴旋转角为10°.
故选:A.
6.(4分)二次函数y=3(x﹣1)2+1的图象向下平移3个单位,再向左平移2个单位,所得到的函数关系式是( )
A.y=3(x+1)2﹣2B.y=3(x﹣1)2﹣2
C.y=3(x+1)2+2D.y=3(x﹣1)2+2
【解答】解:二次函数y=3(x﹣1)2+1的图象向下平移3个单位,再向左平移2个单位,所得到的函数关系式是:y=3(x﹣1+2)2+1﹣3,即y=3(x+1)2﹣2.
故选:A.
7.(4分)新纪元学校团委准备在艺术节期间举办学生绘画展览,为美化画面,在长为30cm、宽为20cm的矩形画面四周镶上宽度相等的彩纸,并使彩纸的面积恰好与原画面面积相等(如图所示),若设彩纸的宽度为xcm,根据题意可列方程( )
A.(30+x)(20+x)=600
B.(30+x)(20+x)=1200
C.(30﹣2x)(20﹣2x)=600
D.(30+2x)(20+2x)=1200
【解答】解:设彩纸的宽度为xcm,
则由题意列出方程为:(30+2x)(20+2x)=2×30×20.
故选:D.
8.(4分)如图,二次函数的图象与一次函数y2=kx+m(k≠0)的图象相交两点,则二次函数y=(k﹣b)x2+ax+c﹣m的图象可能为( )
A.B.
C.D.
【解答】解:由题意,∵二次函数的图象与一次函数y2=kx+m(k≠0)的图象相交两点的横坐标分别为﹣1和2,
∴可得方程ax2+bx+c=kx+m,即ax2+(b﹣k)x+c﹣m=0的两根为﹣1和2.
∴函数y=ax2+(b﹣k)x+c﹣m与x轴的交点为(﹣1,0),(2,0).
∴抛物线的对称轴是直线x=﹣==.
∴b﹣k=﹣a.
又∵a>0,
∴b﹣k=﹣a<0.
∴k﹣b>0.
∴﹣<0.
∴二次函数y=(k﹣b)x2+ax+c﹣m的图象开口向上,对称轴在y轴的左边,故只有A选项符合题意.
故选:A.
9.(4分)已知二次函数y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,a≠0)的y与x的部分对应值如下表:
下列结论正确的是( )
①ab>0
②a+b+c<0
③若点(﹣7,y1),点(7,y2)在二次函数图象上,则y1<y2
④方程ax2+bx+c=﹣3有两个不相等的实数根
A.①②③B.①②④C.①③④D.②③④
【解答】解:由表格可知,
该二次函数有最大值,开口向下,对称轴为直线x=﹣1,顶点坐标为(﹣1,1),
∴a<0,b<0,
∴ab>0,故①正确;
由表格可知,当x=1时,y=a+b+c=﹣3<0,故②正确;
∵点(﹣7,y1)到对称轴x=﹣1的距离小于点(7,y2)到对称轴的距离,
∴y1>y2,故③错误,
∵图象经过(﹣3,﹣3)和(1,﹣3)两个点,
∴方程ax2+bx+c=﹣3有两个不相等的实数根,故④正确,
故选:B.
10.(4分)如图,正方形ABCD的顶点A,C在抛物线y=﹣x2+4上,点D在y轴上.若A,C两点的横坐标分别为m,n(m>n>0),下列结论正确的是( )
A.m+n=1B.m﹣n=1C.m=1D.=1
【解答】解:分别过点A和点C作y轴的垂线,垂足分别为M和N,
将A,C两点的横坐标代入函数解析式得,
点A坐标为(m,﹣m2+4),点C坐标为(n,﹣n2+4),
所以AM=m,MO=﹣m2+4,CN=n,NO=﹣n2+4.
因为四边形ABCD是正方形,
所以AD=CD,∠ADC=90°,
所以∠CDN+∠ADM=∠ADM+∠DAM=90°,
所以∠CDN=∠DAM.
在△CDN和△DAM中,
,
所以△CDN≌△DAM(AAS),
所以DM=CN=n,DN=AM=m,
所以MN=DM+DN=m+n,
又因为MN=NO﹣MO=m2﹣n2,
所以m2﹣n2=m+n,
即(m+n)(m﹣n)=m+n,
因为m>n>0,
所以m+n≠0,
所以m﹣n=1.
故选:B.
二.填空题(共6小题,满分24分,每小题4分)
11.(4分)计算:= ﹣4 .
【解答】解:原式=4﹣9+1
=﹣4.
故答案为:﹣4.
12.(4分)抛物线y=﹣(x﹣2)2+5的顶点坐标是 (2,5) .
【解答】解:∵抛物线y=﹣(x﹣2)2+5,
∴该抛物线的顶点坐标为(2,5),
故答案为:(2,5).
13.(4分)已知二次函数y=x2﹣kx﹣3的图象过点(1,﹣4),则k的值为 2 .
【解答】解:把(1,﹣4)代入y=x2﹣kx﹣3得1﹣k﹣3=﹣4,
解得k=2.
故答案为2.
14.(4分)如图,抛物线L1:y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴只有一个公共点A(2,0),与y轴交于点B(0,4),虚线为其对称轴,若将抛物线向下平移4个单位长度得抛物线L2,则图中两个阴影部分的面积和为 8 .
【解答】解:过抛物线L2的顶点D作CD∥x轴,与y轴交于点C,如图所示,
∵∠COD=∠QAD=∠DCO=90°,
∴四边形OCDA是矩形,
∵抛物线L1:y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴只有一个公共点A(2,0),与y轴交于点B(0,4),
∴OB=4,OA=2,
将抛物线L1向下平移两个单位长度得抛物线L2,
∴AD=OC=4,
根据平移的性质及抛物线的对称性得到阴影部分的面积等于矩形OCDA的面积,
∴S阴影部分=S矩形OCDA=OA⋅AD=2×4=8.
故答案为:8.
15.(4分)已知实数a,b满足a﹣b2=4,则代数式a2﹣3b2+a﹣15的最小值是 5 .
【解答】解:∵a﹣b2=4,
∴b2=a﹣4,
∴a2﹣3b2+a﹣15
=a2﹣3(a﹣4)+a﹣15
=a2﹣2a﹣3
=(a﹣1)2﹣4,
∵a=b2+4,
∴a≥4,
∴当a=4时,
∴a2﹣3b2+a﹣15的最小值是(4﹣1)2﹣4=5.
故答案为:5.
16.(4分)关于x的一元二次方程ax2﹣3x﹣1=0的两个不相等的实数根都在﹣1和0之间(不包括﹣1和0),则a的取值范围是 <a<﹣2 .
【解答】解:∵关于x的一元二次方程ax2﹣3x﹣1=0的两个不相等的实数根
∴△=(﹣3)2﹣4×a×(﹣1)>0,
解得:a>
设f(x)=ax2﹣3x﹣1,如图,
∵实数根都在﹣1和0之间,
∴﹣1,
∴a,
且有f(﹣1)<0,f(0)<0,
即f(﹣1)=a×(﹣1)2﹣3×(﹣1)﹣1<0,f(0)=﹣1<0,
解得:a<﹣2,
∴<a<﹣2,
故答案为:<a<﹣2.
三.解答题(共9小题,满分86分)
17.(8分)解方程:
(1)x2﹣2x﹣4=0;
(2)(x+1)(x﹣3)=﹣4.
【解答】解:(1)∵a=1,b=﹣2,c=﹣4,
∴Δ=4﹣4×1×(﹣4)=20>0,
∴x==1±;
∴x1=1+,x2=1﹣.
(2)整理得:x2﹣2x+1=0,
∴(x﹣1)2=0,
则x﹣1=0或x﹣1=0,
∴x1=x2=1.
18.(8分)(1)解不等式组;
(2)解方程:.
【解答】解:(1),
解不等式①得:x≤﹣1,
解不等式②得:x>﹣4,
∴原不等式组的解集为:﹣4<x≤﹣1;
(2),
2(1﹣x)=x﹣2(x﹣2),
解得:x=﹣2,
检验:当x=﹣2时,2(x﹣2)≠0,
∴x=﹣2是原方程的根.
19.(8分)先化简,再求值:÷(1+),其中a=+1.
【解答】解:原式=÷(+)
=÷
=•
=,
当a=+1时,原式==.
20.(8分)已知:二次函数y=x2+bx+c的图象过点A(2,5),C(0,﹣3).
(1)求此二次函数的解析式;
(2)求出该抛物线与x轴的交点坐标;
(3)直接写出当﹣3≤x≤1时,y的取值范围.
【解答】解:(1)将A(2,5),C(0,﹣3)代入二次函数解析式得:,
解得:,
则二次函数解析式为y=x2+2x﹣3;
(2)二次函数y=x2+2x﹣3,
令y=0,得到x2+2x﹣3=0,即(x﹣1)(x+3)=0,
解得:x=1或x=﹣3,
则该抛物线与x轴的交点坐标为(1,0),(﹣3,0);
(3)作出函数图象,如图所示:
根据图象得:当﹣3≤x≤1时,y的取值范围为﹣4≤y≤0.
21.(8分)已知关于x的一元二次方程x2﹣(2m+1)x+m2+m=0.
(1)求证:无论m取何值时,方程都有两个不相等的实数根;
(2)如果方程的两个实数根为x1,x2,且2x1x2+x1+x2=﹣1,求m的值
【解答】(1)证明:∵Δ=[﹣(2m+1)]2﹣4(m2+m),
=4m2+4m+1﹣4m2﹣4m,
=1>0,
∴无论m取何值时,方程都有两个不相等的实数根;
(2)解:∵该方程的两个实数根为x1,x2,
∴x1+x2=2m+1,,
∴2x1x2+x1+x2=﹣1,
2(m2+m)+2m+1=﹣1,
2m2+2m+2m+1=﹣1,
2m2+4m+2=0,
(m+1)2=0,
m=﹣1.
22.(10分)如图,将△ABC绕点A顺时针旋转60°得到△ADE,点B的对应点为D,点C的对应点为E.
(1)作出旋转后的图形(尺规作图,保留作图痕迹);
(2)连接CE,若∠ACB=120°,请判断直线BC是否经过点E,并说明理由.
【解答】解:(1)如图,先分别以点A,C为圆心,线段AC的长为半径画弧,两弧相交于点E,再以点E为圆心,线段BC的长为半径画弧,以点A为圆心,线段AB的长为半径画弧,两弧交于点D,连接AE,DE,AD,
则△ADE即为所求.
(2)直线BC经过点E.
理由:由旋转可得,∠EAC=60°,AE=AC,
∴△ACE为等边三角形,
∴∠ACE=60°,
∵∠ACB=120°,
∴∠BCE=∠ACE+∠ACB=180°,
∴点B,C,E在一条直线上,
∴直线BC经过点E.
23.(10分)2022成都世乒赛期间,某店直接从工厂购进A、B两款纪念品,进货价和销售价如下表:(注:利润=销售价﹣进货价)
(1)该店第一次用850元购进A、B两款纪念品共50件,求两款纪念品分别购进的件数;
(2)第一次购进的纪念品售完后,该网店计划再次购进A、B两款纪念品共200件(进货价和销售价都不变),且进货总价不高于3200元.应如何设计进货方案,才能获得最大销售利润,最大销售利润是多少?
(3)成都世乒赛临近结束时,网店打算把B款纪念品调价销售.如果按照原价销售,平均每天可售4件,经调查发现,每降价1元,平均每天可多售2件,将销售价定为每件多少元时,才能使B款纪念品平均每天销售利润为90元?
【解答】解:(1)设购进A款纪念品x件,B款纪念品y件,
依题意得:,
解得:,
答:购进A款纪念品20件,B款纪念品30件;
(2)设购进m件A款纪念品,
则购进(200﹣m)件B款纪念品,
依题意得:20m+15(200﹣m)≤3200,
解得:m≤40,
设再次购进的A、B两款纪念品全部售出后获得的总利润为w元,
则w=(35﹣20)m+(27﹣15)(200﹣m)=3m+2400,
∵3>0,
∴w随m的增大而增大,
∴当m=40时,w取得最大值,最大值=3×40+2400=2520,
此时200﹣m=160.
答:当购进40件A款纪念品,160件B款纪念品时,才能获得最大销售利润,最大销售利润是2520元;
(3)设B款纪念品的售价定为a元,
则每件的销售利润为(a﹣15)元,平均每天可售出4+2(27﹣a)=(58﹣2a)件,
依题意得:(a﹣15)(58﹣2a)=90,
整理得:a2﹣44a+480=0,
解得:a1=20,a2=24.
答:将销售价定为每件20元或24元时,才能使B款纪念品平均每天销售利润为90元.
24.(12分)【定义与性质】
如图,记二次函数y=a(x﹣b)2+c和y=﹣a(x﹣p)2+q(a≠0)的图象分别为抛物线C和C1.
定义:若抛物线C1的顶点Q(p,q)在抛物线C上,则称C1是C的伴随抛物线.
性质:①一条抛物线有无数条伴随抛物线;
②若C1是C的伴随抛物线,则C也是C1的伴随抛物线,即C的顶点P(b,c)在C1上.
【理解与运用】
(1)若二次函数y=﹣(x﹣2)2+m和y=﹣(x﹣n)2+的图象都是抛物线y=x2的伴随抛物线,则m= 2 ,n= ±1 .
【思考与探究】
(2)设函数y=x2﹣2kx+4k+5的图象为抛物线C2.
①若函数y=﹣x2+dx+e的图象为抛物线C0,且C2始终是C0的伴随抛物线,求d,e的值;
②若抛物线C2与x轴有两个不同的交点(x1,0),(x2,0)(x1<x2),请直接写出x1的取值范围.
【解答】解:(1)由题意,∵二次函数y=﹣(x﹣2)2+m和y=﹣(x﹣n)2+的图象都是抛物线y=x2的伴随抛物线,
∴×22=m,×n2=,
∴m=2,n=±1,
故答案为:2;±1;
(2)①由题意,∵y=x2﹣2kx+4k+5=(x﹣k)2﹣k2+4k+5,
∴抛物线C2的顶点为(k,﹣k2+4k+5),
又C2始终是C0的伴随抛物线,
∴可令k=0,顶点为(0,5);k=1,顶点为(1,8),
∴,
∴d=4,e=5;
②∵C2与x轴有两个不同的交点(x1,0),(x2,0),
由①得:函数y=﹣x2+4x+5的图象为抛物线C0,且C2始终是C0的伴随抛物线,
∴顶点坐标(k,﹣k2+4k+5)在y=﹣x2+4x+5=﹣(x﹣2)2+9图象上滑动,顶点为(2,9),
当﹣x2+4x+5=0时,解得:x=﹣1或x=5,
抛物线与x轴交于(﹣1,0)(5,0)两个点,
当顶点在(﹣1,0)下方时,抛物线有两个交点,x1<﹣1;
∵若C1是C的伴随抛物线,则C也是C1的伴随抛物线,即C的顶点P(b,c)在C1上,
∴(2,9)在C2上,
当顶点在(5,0)下方时,2<x1<5;
综上可得:2<x1<5或x1<﹣1.
25.(14分)综合与实践
问题情境:如图1,矩形MNKL是学校花园的示意图,其中一个花坛的轮廓可近似看成由抛物线的一部分与线段AB组成的封闭图形,点A,B在矩形的边MN上.现要对该花坛内种植区域进行划分,以种植不同花卉,学校面向全体同学征集设计方案.
方案设计:如图2,AB=6米,AB的垂直平分线与抛物线交于点P,与AB交于点O,点P是抛物线的顶点,且PO=9米.欣欣设计的方案如下:
第一步:在线段OP上确定点C,使∠ACB=90°,用篱笆沿线段AC,BC分隔出△ABC区域,种植串串红;
第二步:在线段CP上取点F(不与C,P重合),过点F作AB的平行线,交抛物线于点D,E.用篱笆沿DE,CF将线段AC,BC与抛物线围成的区域分隔成三部分,分别种植不同花色的月季.
方案实施:学校采用了欣欣的方案,在完成第一步△ABC区域的分隔后,发现仅剩6米篱笆材料.若要在第二步分隔中恰好用完6米材料,需确定DE与CF的长.为此,欣欣在图2中以AB所在直线为x轴,OP所在直线为y轴建立平面直角坐标系.请按照她的方法解决问题:
(1)在图2中画出坐标系,并求抛物线的函数表达式;
(2)求6米材料恰好用完时DE与CF的长;
(3)种植区域分隔完成后,欣欣又想用灯带对该花坛进行装饰,计划将灯带围成一个矩形.她尝试借助图2设计矩形四个顶点的位置,其中两个顶点在抛物线上,另外两个顶点分别在线段AC,BC上.直接写出符合设计要求的矩形周长的最大值.
【解答】解:(1)建立如图所示的平面直角坐标系,
∵OP所在直线是AB的垂直平分线,且AB=6,
∴.
∴点B的坐标为(3,0),
∵OP=9,
∴点P的坐标为(0,9),
∵点P是抛物线的顶点,
∴设抛物线的函数表达式为y=ax2+9,
∵点B(3,0)在抛物线y=ax2+9 上,
∴9a+9=0,
解得:a=﹣1.
∴抛物线的函数表达式为y=﹣x2+9(﹣3≤x≤3);
(2)点D,E在抛物线y=﹣x2+9 上,
∴设点E的坐标为(m,﹣m2+9),
∵DE∥AB,交y轴于点F,
∴DF=EF=m,OF=﹣m2+9,
∴DE=2m.
∵在Rt△ABC中,∠ACB=90°,OA=OB,
∴.
∴CF=OF﹣OC=﹣m2+9﹣3=﹣m2+6,
根据题息,得DE+CF=6,
∴﹣m2+6+2m=6,
解得:m1=2,m=0(不符合题意,舍去),
∴m=2.
∴DE=2m=4,CF=﹣m2+6=2
答:DE的长为4米,CF的长为2米;
(3)如图矩形灯带为GHML,
由点A、B、C的坐标得,直线AC和BC的表达式分别为:y=x+3,y=﹣x+3,
设点G(m,﹣m2+9)、H(﹣m,﹣m2+9)、L(m,m+3)、M(﹣m,m+3),
则矩形周长=2(GH+GL)=2(﹣2m﹣m2+9﹣m﹣3)=﹣2(m+1.5)2+≤,
故矩形周长的最大值为米.x
…
﹣3
﹣2
﹣1
0
1
…
y
…
﹣3
0
1
0
﹣3
…
类别价格
A款纪念品
B款纪念品
进货价(元/件)
20
15
销售价(元/件)
35
27
x
…
﹣3
﹣2
﹣1
0
1
…
y
…
﹣3
0
1
0
﹣3
…
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进货价(元/件)
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15
销售价(元/件)
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