北京市东城区广渠门中学2021-2022学年九年级上学期10月月考数学【试卷+答案】
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这是一份北京市东城区广渠门中学2021-2022学年九年级上学期10月月考数学【试卷+答案】,共24页。试卷主要包含了选择题请把答案填在以下表格里,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
2021-2022学年北京市东城区广渠门中学九年级第一学期月考数学试卷(10月份)
一、选择题(共10小题;共30分)请把答案填在以下表格里
1.中国传统扇文化有着深厚的底蕴,下列扇面图形是中心对称图形的是( )
A. B.
C. D.
2.用配方法解一元二次方程x2+4x﹣1=0,配方后得到的方程是( )
A.(x﹣1)2=5 B.(x+2)2=5 C.(x+1)2=5 D.(x+2)2=3
3.方程x2﹣2=0的根的情况是( )
A.有两个不相等的实数根 B.有两个相等的实数根
C.无实数根 D.只有一个实数根
4.已知由二次函数y=3(x﹣4)2﹣2可知( )
A.其图象的开口向下
B.x>3时,y随x增大而增大
C.其顶点坐标为(4,2)
D.其图象的对称轴为直线x=4
5.如图,将△ABC绕点A逆时针旋转100°,得到△ADE.若点D在线段BC的延长线上,则∠B的大小为( )
A.30° B.40° C.50° D.60°
6.二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象如图所示,那么下列说法正确的是( )
A.a>0,b>0,c>0 B.a<0,b>0,c>0
C.a<0,b>0,c<0 D.a<0,b<0,c>0
7.向空中发射一枚炮弹,第x秒时的高度为y米,且高度与时间的关系为y=ax2+bx+c(a≠0).若此炮弹在第6秒与第18秒时的高度相等,则在下列时间中炮弹所在高度最高的是( )
A.第8秒 B.第10秒 C.第12秒 D.第15秒
8.若函数y=x2+3x+c的图象过点A(﹣1,y1),B(2,y2),C(﹣3,y3),则下列说法正确的是( )
A.y1<y3<y2 B.y2<y3<y1 C.y2<y1<y3 D.y1<y2<y3
9.如图,在△ABC中,AB=3,AC=2,∠BAC=30°,将△ABC绕点A逆时针旋转60°得到△AB1C1,连接BC1,则BC1的长为( )
A. B. C.4 D.6
10.如图,抛物线y=﹣x2+x+2与x轴交于A,B两点(A在B的左侧),与y轴交于点C,P为此抛物线对称轴l上任意一点,则△APC的周长的最小值是( )
A.2 B.3 C.5 D.+
二、填空题(共8小题;共16分)
11.在平面直角坐标系中,点P(﹣2,1)关于原点的对称点P′的坐标是 .
12.写出一个二次函数,使其满足:①图象开口向上;②图象过原点,这个二次函数的解析式可以是 .
13.某网店2020年一月份销售一种商品1000件,2020年三月份销售该种商品2500件,设二、三月份每月的平均增长率为x,根据题意,可列方程为 .
14.如果关于x的方程mx2+(m﹣1)x+5=0有一个解是2,那么m= .
15.若抛物线y=x2﹣4x+c的顶点在x轴上,则c的值是 .
16.点P(﹣1,4)绕原点顺时针旋转90°得到点p',点p'的坐标为 .
17.如图,△ABC为等边三角形,D是△ABC 内一点,且AD=3,将△ABD绕点A旋转到△ACE的位置,连接DE,则DE的长为 .
18.如图,在平面直角坐标系xOy中,A(2,1),B(4,1),将抛物线y=x2沿x轴向右平移m(m>0)个单位长度后,使其与线段AB(含端点)没有交点,那么m的取值范围是 .
三、解答题(共8小题;共54分)。
19.解方程:
(1)x2+x﹣1=0;
(2)x2﹣2x=3.
20.已知二次函数y=﹣x2+mx+n与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧),其中点A的坐标为(﹣1,0),AB=4.求该二次函数的表达式.
21.已知关于x的一元二次方程2x2+(m﹣2)x﹣m=0.
(1)求证:无论m取何实数,原方程总有两个实数根.
(2)若原方程的两个实数根一个小于2,另一个大于3,求m的取值范围.
22.如图,△ABC绕点O逆时针旋转90°,得到△A1B1C1.已知A(﹣2,3),B(﹣3,1),C(﹣1,2).
(1)画出旋转后的△A1B1C1;
(2)点B1的坐标为 ;
(3)作出△ABC关于原点O的对称图形△A2B2C2.
23.如图,等腰直角△ABC中,∠ABC=90°,点D在AC上,将△ABD绕顶点B沿顺时针方向旋转90°后得到△CBE.
(1)求∠DCE的度数;
(2)当AB=4,AD:DC=1:3时,求DE的长.
24.如图是抛物线型拱桥,当拱顶离水面8m时,水面宽AB为12m.当水面上升6m时达到警戒水位,此时拱桥内的水面宽度是多少米?
下面给出了解决这个问题的两种方法,请补充完整:
方法一:如图1,以点A为原点,AB所在直线为x轴,建立平面直角坐标系xOy,此时点B的坐标为( , ),抛物线的顶点坐标为( , ).
可求这条抛物线所表示的二次函数的解析式为 .
当y=6时,求出此时自变量x的取值 ,即可解决这个问题.
方法二:如图2,以抛物线顶点为原点,对称轴为y轴,建立平面直角坐标系xOy,这时这条抛物线所表示的二次函数的解析式为 .
当y= 时,求出此时自变量x的取值为 ,即可解决这个问题.
由此可知,水面上升6m达到警戒水位时,此时拱桥内的水面宽度是 米.
25.已知抛物线y=mx2+2mx﹣3m(m≠0)与x轴交于A,B两点(其中A在B的左侧),与y轴交于点C.
(1)求A,B的坐标;
(2)若直线y=x+n过A,C两点.
①求抛物线解析式;
②点C关于x轴的对称点为D,若过点D的直线y=kx+b与抛物线在x轴上方(不含x轴上的点)的部分无公共点,结合函数图象,求k的取值范围.
26.已知∠MON=α(0<α<180°),P为射线OM上的点,OP=1.
(1)如图1,若α=60°,A,B均为射线ON上的点,OA=1,OB>OA,△PBC为等边三角形,且O,C两点位于直线PB的异侧,连接AC.
①依题意将图1补全;
②判断直线AC与OM的位置关系并加以证明;
(2)如图2,若α=45°,Q为射线ON上一动点(Q与O不重合),以PQ为斜边作等腰直角△PQR,使O,R两点位于直线PQ的异侧,连接OR.根据(1)的解答经验,直接写出△POR的面积.
(3)若点E为射线ON上的点,OE=3,以PE为边作等边△PEF,且O,F两点位于直线PE的异侧,连接OF.直接写出线段OF的最大值.
参考答案
一、选择题(共10小题;共30分)请把答案填在以下表格里
1.中国传统扇文化有着深厚的底蕴,下列扇面图形是中心对称图形的是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据中心对称图形的概念求解.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.
解:选项A、B、D不能找到这样的一个点,使图形绕某一点旋转180°后与原来的图形重合,所以不是中心对称图形;
选项C能找到这样的一个点,使图形绕某一点旋转180°后与原来的图形重合,所以是中心对称图形;
故选:C.
2.用配方法解一元二次方程x2+4x﹣1=0,配方后得到的方程是( )
A.(x﹣1)2=5 B.(x+2)2=5 C.(x+1)2=5 D.(x+2)2=3
【分析】根据完全平方公式解答即可.
解:x2+4x﹣1=0,
配方,得x2+4x+4=5,
则(x+2)2=5,
故选:B.
3.方程x2﹣2=0的根的情况是( )
A.有两个不相等的实数根 B.有两个相等的实数根
C.无实数根 D.只有一个实数根
【分析】计算出判别式的值即可得出答案.
解:∵a=1,b=0,c=﹣2,
∴Δ=02﹣4×1×(﹣2)=8>0,
∴方程有两个不相等的实数根,
故选:A.
4.已知由二次函数y=3(x﹣4)2﹣2可知( )
A.其图象的开口向下
B.x>3时,y随x增大而增大
C.其顶点坐标为(4,2)
D.其图象的对称轴为直线x=4
【分析】根据二次函数的性质,可以写出二次函数y=3(x﹣4)2﹣2的图象的开口方向,顶点坐标、对称轴、增减性,从而可以判断各个选项中的说法是否正确.
解:∵二次函数y=3(x﹣4)2﹣2,
∴该函数图象的开口向上,故选项A不符合题意;
当x>4时,y随x的增大而增大,当3<x<4时,y随x的增大而减小,故选项B不符合题意;
顶点坐标为(4,﹣2),故选项C不符合题意;
其图象的对称轴为直线x=4,故选项D符合题意;
故选:D.
5.如图,将△ABC绕点A逆时针旋转100°,得到△ADE.若点D在线段BC的延长线上,则∠B的大小为( )
A.30° B.40° C.50° D.60°
【分析】根据旋转的性质可得出AB=AD、∠BAD=100°,再根据等腰三角形的性质可求出∠B的度数,此题得解.
解:根据旋转的性质,可得:AB=AD,∠BAD=100°,
∴∠B=∠ADB=×(180°﹣100°)=40°.
故选:B.
6.二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象如图所示,那么下列说法正确的是( )
A.a>0,b>0,c>0 B.a<0,b>0,c>0
C.a<0,b>0,c<0 D.a<0,b<0,c>0
【分析】利用抛物线开口方向确定a的符号,利用对称轴方程可确定b的符号,利用抛物线与y轴的交点位置可确定c的符号.
解:∵抛物线开口向下,
∴a<0,
∵抛物线的对称轴在y轴的右侧,
∴x=﹣>0,
∴b>0,
∵抛物线与y轴的交点在x轴上方,
∴c>0,
故选:B.
7.向空中发射一枚炮弹,第x秒时的高度为y米,且高度与时间的关系为y=ax2+bx+c(a≠0).若此炮弹在第6秒与第18秒时的高度相等,则在下列时间中炮弹所在高度最高的是( )
A.第8秒 B.第10秒 C.第12秒 D.第15秒
【分析】先根据题意求出抛物线的对称轴,即可得出顶点的横坐标,从而得出炮弹所在高度最高时x的值.
解:∵此炮弹在第6秒与第18秒时的高度相等,
∴抛物线的对称轴直线是:x==12,
∴x=12时,函数值最大,
即第12秒炮弹所在高度最高,
故选:C.
8.若函数y=x2+3x+c的图象过点A(﹣1,y1),B(2,y2),C(﹣3,y3),则下列说法正确的是( )
A.y1<y3<y2 B.y2<y3<y1 C.y2<y1<y3 D.y1<y2<y3
【分析】求出抛物线的对称轴,求出C关于对称轴的对称点的坐标,根据抛物线的增减性,即可求出答案.
解:∵y=x2+3x+c,
∴抛物线开口向上,对称轴是直线x=﹣,
即在对称轴的右侧y随x的增大而增大,
C点关于直线x=﹣的对称点是(0,y3),
∵﹣1<0<2,
∴y1<y3<y2,
故选:A.
9.如图,在△ABC中,AB=3,AC=2,∠BAC=30°,将△ABC绕点A逆时针旋转60°得到△AB1C1,连接BC1,则BC1的长为( )
A. B. C.4 D.6
【分析】根据旋转的性质得出AC=AC1,∠BAC1=90°,进而利用勾股定理解答即可.
解:∵将△ABC绕点A逆时针旋转60°得到△AB1C1,
∴AC=AC1=2,∠CAC1=60°,
∵AB=3,AC=2,∠BAC=30°,
∴∠BAC1=90°,
∴在Rt△BAC1中,BC1==.
故选:B.
10.如图,抛物线y=﹣x2+x+2与x轴交于A,B两点(A在B的左侧),与y轴交于点C,P为此抛物线对称轴l上任意一点,则△APC的周长的最小值是( )
A.2 B.3 C.5 D.+
【分析】作点C关于直线l的对称点C′,连接AC′交直线l于P,连接PC,则△APC的周长的最小,根据抛物线的对称性、二次函数与一元二次方程的关系计算即可.
解:作点C关于直线l的对称点C′,连接AC′交直线l于P,连接PC,
则△APC的周长的最小,
由抛物线的对称性可知,点C′在抛物线上,
当x=0时,y=2,
∴点C的坐标为(0,2),
∴点C′的纵坐标为2,
2=﹣x2+x+2,
解得,x1=0,x2=3,
则点C′的横坐标为3,
﹣x2+x+2=0,
x1=﹣1,x2=4,
则点A的坐标为(﹣1,0),
∴AC′==2,AC==,
∴△APC的周长的最小值是3,
故选:B.
二、填空题(共8小题;共16分)
11.在平面直角坐标系中,点P(﹣2,1)关于原点的对称点P′的坐标是 (2,﹣1) .
【分析】根据两个点关于原点对称时,它们的坐标符号相反,得出答案即可.
解:点P(﹣2,1)关于原点的对称点P′的坐标是(2,﹣1).
故答案为:(2,﹣1).
12.写出一个二次函数,使其满足:①图象开口向上;②图象过原点,这个二次函数的解析式可以是 y=x2(答案不唯一) .
【分析】根据题目中的条件和二次函数的性质,可以写出一个符合要求的函数解析式.
解:∵图象开口向上,
∴a>0,
∵图象过原点,
∴该函数过点(0,0),
∴符合要求的二次函数解析式可以为y=x2,
故答案为:y=x2(答案不唯一).
13.某网店2020年一月份销售一种商品1000件,2020年三月份销售该种商品2500件,设二、三月份每月的平均增长率为x,根据题意,可列方程为 1000(1+x)2=2500 .
【分析】由该呼吸机制造商2020年一月份及三月份生产呼吸机的数量,即可得出关于x的一元二次方程,此题得解.
解:依题意,得:1000(1+x)2=2500.
故答案为:1000(1+x)2=2500.
14.如果关于x的方程mx2+(m﹣1)x+5=0有一个解是2,那么m= ﹣ .
【分析】直接把x=2代入方程得到关于m的方程,然后解一次方程.
解:把x=2代入方程得4m+2(m﹣1)+5=0,
解得m=﹣.
故答案为﹣.
15.若抛物线y=x2﹣4x+c的顶点在x轴上,则c的值是 4 .
【分析】把抛物线化为顶点式可得出其顶点坐标,根据顶点在x轴上,可知顶点的纵坐标为0可求得c.
解:
∵y=x2﹣4x+c=(x﹣2)2+c﹣4,
∴其顶点坐标为(2,c﹣4),
∵顶点在x轴上,
∴c﹣4=0,解得c=4,
故答案为:4.
16.点P(﹣1,4)绕原点顺时针旋转90°得到点p',点p'的坐标为 (4,1) .
【分析】利用旋转变换的性质作出点P的对应点P′,可得结论.
解:如图,观察图象可知,P′(4,1).
故答案为:(4,1).
17.如图,△ABC为等边三角形,D是△ABC 内一点,且AD=3,将△ABD绕点A旋转到△ACE的位置,连接DE,则DE的长为 3 .
【分析】根据旋转的性质易得AD=AE,旋转角为60°,那么可得△ADE的形状,也就求得了DE长.
解:旋转的性质易得AD=AE,∠DAE=∠BAC=60°,
∴△ADE为等边三角形,
∴DE=AD=3.
故答案为3.
18.如图,在平面直角坐标系xOy中,A(2,1),B(4,1),将抛物线y=x2沿x轴向右平移m(m>0)个单位长度后,使其与线段AB(含端点)没有交点,那么m的取值范围是 0<m<1或m>5 .
【分析】将抛物线y=x2沿x轴向右平移m(m>0)个单位长度后,得到y=(x﹣m)2,求得其经过点A、B时m的值,然后根据图象求得即可.
解:将抛物线y=x2沿x轴向右平移m(m>0)个单位长度后,得到y=(x﹣m)2,
把A(2,1)代入得1=(2﹣m)2,
解得m=3或1,
把B(4,1)代入得1=(4﹣m)2,
解得m=3或5,
∴使y=(x﹣m)2与线段AB(含端点)没有交点时,m的取值范围是0<m<1或m>5.
故答案为0<m<1或m>5.
三、解答题(共8小题;共54分)。
19.解方程:
(1)x2+x﹣1=0;
(2)x2﹣2x=3.
【分析】(1)利用公式法求解即可;
(2)利用因式分解法求解即可.
解:(1)∵a=1,b=1,c=﹣1,
∴Δ=12﹣4×1×(﹣1)=5>0,
则x==,
即x1=,x2=;
(2)∵x2﹣2x=3,
∴x2﹣2x﹣3=0,
则(x﹣3)(x+1)=0,
∴x﹣3=0或x+1=0,
解得x1=3,x2=﹣1.
20.已知二次函数y=﹣x2+mx+n与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧),其中点A的坐标为(﹣1,0),AB=4.求该二次函数的表达式.
【分析】A,B两点(点A在点B左侧)是二次函数与x轴的交点,根据点A的坐标和AB=4,可以求出点B坐标,再用待定系数法求函数解析式即可.
解:∵点A的坐标为(﹣1,0),AB=4,点A在点B左侧,
∴B的坐标为(3,0),
将点A(﹣1,0)和点B(3,0)代入y=﹣x2+mx+n得:
,
解得:,
∴二次函数的表达式为y=﹣x2+2x+3.
21.已知关于x的一元二次方程2x2+(m﹣2)x﹣m=0.
(1)求证:无论m取何实数,原方程总有两个实数根.
(2)若原方程的两个实数根一个小于2,另一个大于3,求m的取值范围.
【分析】(1)计算判别式的值,利用完全平方公式可判断△≥0,则根据判别式的意义可得到结论;
(2)利用求根公式解方程得到x1=1,x2=﹣m,则﹣m>3,解不等式得到m的范围.
【解答】(1)证明:∵△=(m﹣2)2﹣4×2×(﹣m)
=m2﹣4m+4+8m
=m2+4m+4
=(m+2)2≥0,
∴无论m取何实数,原方程总有两个实数根;
(2)解:x=,
即x1=1,x2=﹣m,
∵原方程的两个实数根一个小于2,另一个大于3,
∴﹣m>3,
解得m<﹣6.
22.如图,△ABC绕点O逆时针旋转90°,得到△A1B1C1.已知A(﹣2,3),B(﹣3,1),C(﹣1,2).
(1)画出旋转后的△A1B1C1;
(2)点B1的坐标为 (﹣1,﹣3) ;
(3)作出△ABC关于原点O的对称图形△A2B2C2.
【分析】(1)(2)利用网格特点和旋转的性质画出A、B、C的对应点A1、B1、C1即可;
(3)利用关于原点对称的点的坐标特征写出点A2、B2、C2的坐标,然后描点即可.
解:(1)如图,△A1B1C1为所作;
(2)点B1的坐标为(﹣1,﹣3);
故答案为(﹣1,﹣3);
(3)如图,△A2B2C2为所作.
23.如图,等腰直角△ABC中,∠ABC=90°,点D在AC上,将△ABD绕顶点B沿顺时针方向旋转90°后得到△CBE.
(1)求∠DCE的度数;
(2)当AB=4,AD:DC=1:3时,求DE的长.
【分析】(1)由题意我们知道∠A+∠C=90°,那么我们只要通过全等三角形来得出∠BCE=∠A,就能得出∠DCE=90°的结论,那么关键就是证明三角形ADB和CBE全等,根据题意我们知三角形CBE是由三角形ABD旋转得来,根据旋转的性质我们可得出两三角形全等.
(2)由(1)可得出三角形DEC是个直角三角形,要求DE的长,就必须求出CD和CE,由(1)可知AD=CE,那么就必须求出AD和DC的长,有AD,CD的比例关系,那么求出AC就是关键.直角三角形ABC中,AB=AC,有AB的长,进而可得AC的值.
解:(1)∵△CBE是由△ABD旋转得到的,
∴△ABD≌△CBE,
∴∠A=∠BCE=45°,
∴∠DCE=∠DCB+∠BCE=90°.
(2)在等腰直角三角形ABC中,
∵AB=4,∴AC=4,
又∵AD:DC=1:3,
∴AD=,DC=3.
由(1)知AD=CE且∠DCE=90°,
∴DE2=DC2+CE2=2+18=20,
∴DE=2.
24.如图是抛物线型拱桥,当拱顶离水面8m时,水面宽AB为12m.当水面上升6m时达到警戒水位,此时拱桥内的水面宽度是多少米?
下面给出了解决这个问题的两种方法,请补充完整:
方法一:如图1,以点A为原点,AB所在直线为x轴,建立平面直角坐标系xOy,此时点B的坐标为( 12 , 0 ),抛物线的顶点坐标为( 6 , 8 ).
可求这条抛物线所表示的二次函数的解析式为 y=﹣x2+x .
当y=6时,求出此时自变量x的取值 3或9 ,即可解决这个问题.
方法二:如图2,以抛物线顶点为原点,对称轴为y轴,建立平面直角坐标系xOy,这时这条抛物线所表示的二次函数的解析式为 y=﹣x2 .
当y= ﹣2 时,求出此时自变量x的取值为 ±3 ,即可解决这个问题.
由此可知,水面上升6m达到警戒水位时,此时拱桥内的水面宽度是 6 米.
【分析】方法一:根据顶点坐标为(4,4),设其解析式为y=a(x﹣4)2+4,将(0,0)代入求出a的值即可得;
方法二:设抛物线解析式为y=ax2,将点(4,﹣4)代入求得a的值,据此可得抛物线的解析式,再求出上涨3m后,即y=﹣1时x的值即可得.
解:方法一:B(12,0),O(6,8),
设二次函数的解析式为y=a(x﹣6)2+8,
把B点的坐标代入得,a=﹣,
∴二次函数的解析式为y=﹣x2+x;
当y=6时,求出此时自变量x的取值为x=3或x=9;
方法二:设二次函数的解析式为y=ax2,
把B(6,﹣8)代入得,a=﹣,
∴二次函数的解析式为y=﹣x2;
y=﹣2时,求出此时自变量x的取值为±3,
水面上升6m达到警戒水位时,此时拱桥内的水面宽度是6米,
故答案为:12,0,6,8,y=﹣x2+x,3或9;y=﹣x2;6,﹣2,±3,6.
25.已知抛物线y=mx2+2mx﹣3m(m≠0)与x轴交于A,B两点(其中A在B的左侧),与y轴交于点C.
(1)求A,B的坐标;
(2)若直线y=x+n过A,C两点.
①求抛物线解析式;
②点C关于x轴的对称点为D,若过点D的直线y=kx+b与抛物线在x轴上方(不含x轴上的点)的部分无公共点,结合函数图象,求k的取值范围.
【分析】(1)令y=0,求出方程mx2+2mx﹣3m=0的解即可;
(2)①根据已知条件和待定系数法求出m,n的值即可;
②先根据①求出点C的坐标,再根据点D与点C关于x轴对称,从而求出点D坐标,再根据过点D的直线y=kx+b与抛物线在x轴上方(不含x轴上的点)的部分无公共点,结合图象,求出k的取值范围.
解:(1)令y=0,则mx2+2mx﹣3m=0,
∵m≠0,
∴x2+2x﹣3=0,
解得:x1=﹣3,x2=1,
∵A在B的左侧,
∴A点坐标为(﹣3,0),B点坐标(1,0);
(2)①令x=0,则y=﹣3m,
∴点C坐标为(0,﹣3m),
∵直线y=x+n过A,C两点,
∴,
解得:,
∴点C坐标为(0,3),
直线AC的解析式为y=x+3,
抛物线解析式为y=﹣x2﹣2x+3;
②∴点C坐标为(0,3),
∴点C关于x轴的对称点D的坐标为(0,﹣3),
∵直线y=kx+b过点D,
∴b=﹣3,
过点D的直线y=kx+b与抛物线y=﹣x2﹣2x+3的图象如图所示:
①当直线过点B,D时,
把B(1,0)代入y=k1 x﹣3得,k1﹣3=0,
解得:k1=3,
②当直线过点A,D时,
把A(﹣3,0)代入y=k2﹣3得,﹣3k2﹣3=0,
解得:k2=﹣1,
根据一次函数的性质,若过点D的直线y=kx+b与抛物线在x轴上方(不含x轴上的点)的部分无公共点,
则k的取值范围为:0<k≤3或﹣1≤k<0.
26.已知∠MON=α(0<α<180°),P为射线OM上的点,OP=1.
(1)如图1,若α=60°,A,B均为射线ON上的点,OA=1,OB>OA,△PBC为等边三角形,且O,C两点位于直线PB的异侧,连接AC.
①依题意将图1补全;
②判断直线AC与OM的位置关系并加以证明;
(2)如图2,若α=45°,Q为射线ON上一动点(Q与O不重合),以PQ为斜边作等腰直角△PQR,使O,R两点位于直线PQ的异侧,连接OR.根据(1)的解答经验,直接写出△POR的面积.
(3)若点E为射线ON上的点,OE=3,以PE为边作等边△PEF,且O,F两点位于直线PE的异侧,连接OF.直接写出线段OF的最大值.
【分析】(1)①根据题意,画出图形即可;
②如图1,连接PA,只要证明△OBP≌△ACP(SAS)即可解决问题;
(2)作PH⊥OQ于H,取PQ的中点K,连接HK,RK.只要证明OP∥RH即可解决问题;
(3)如图3,先根据边界点确定点F的运动轨迹:点F的运动轨迹是以G为圆心以1为半径的半圆,当OF过圆心G时,OF有最大值,根据三角形的中位线定理和梯形的中位线定理可得OF的最大值是4.
解:(1)①如图1所示:
②结论:AC∥OM;
理由:连接AP,
∵OA=OP=1,∠POA=60°,
∴△OAP是等边三角形,
∴OP=PA,∠OPA=∠OAP=60°,
∵△PBC是等边三角形,
∴PB=PC,∠BPC=60°,
∴∠OPA+∠APB=∠BPC+∠APB,
即∠OPB=∠APC,
∴△OBP≌△ACP(SAS),
∴∠PAC=∠O=60°,
∴∠OPA=∠PAC,
∴AC∥OM;
(2)如图2,作PH⊥OQ于H,取PQ的中点K,连接HK,RK,RH,
∵∠POH=45°,
∴△POH是等腰直角三角形,
∵OP=1,
∴PH=OH=,
∵∠PHQ=∠PRQ=90°,PK=KQ,
∴HK=PK=KQ=RK,
∴P,R,Q,H四点共圆,
∴∠RHQ=∠RPQ=45°,
∴∠RHQ=∠POQ=45°,
∴RH∥OP,
∴S△POR=S△POH=××=;
(3)如图3,当α=0°时,点P在P'上,P'H=EH=P'E=3﹣1=2,
当α=180°时,P在P''上,ED=P''E=3+1=4,
∴随着α的增大,点F的运动轨迹是以G为圆心以1为半径的半圆,当OF过圆心G时,OF有最大值,
∴EP'=P'P'',EH=DH,
∴P'H是△EDP''的中位线,
∴P''D∥P'H,
∵OP'=OP'',DG=GH,
∴OG=(2+4)=3,
∴PF的最大值是3+1=4.
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