广东省茂名市茂南区2021-2022学年九年级上学期期末考试数学试题(word版 含答案)
展开1.下列四个实数中,无理数是( )
A.B.﹣0.3333C.D.
2.若有意义,则x的取值范围是( )
A.x≤B.x≥C.x>0D.x<﹣1
3.已知2a=3b,则下列比例式错误的是( )
A.=B.=C.=D.=
4.某校为了解九年级学生的视力情况,从九年级的800名学生中随机抽查200名学生进行视力检测,下列说法正确的是( )
A.800名学生是总体
B.200名学生是个体
C.200名学生是总体的一个样本
D.200是样本容量
5.在平面直角坐标系中,点P(x2+1,﹣2)所在的象限是( )
A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限
6.如图,在矩形ABCD中,对角线AC,BD交于点O,下列条件:①AC⊥BD,②AB=BC,③∠ACB=45°,④OA=OB.上述条件能使矩形ABCD是正方形的是( )
A.①②③④B.①②③C.②③④D.①③④
7.已知(x﹣1)2=2,则代数式x2﹣2x+5的值为( )
A.4B.5C.6D.7
8.直线y=x+a不经过第四象限,则关于x的方程ax2﹣2x﹣1=0的实数解的个数是( )
A.0个B.1个C.2个D.1个或2个
9.如图,点A、B、C是圆O上的三点,且四边形ABCO是平行四边形,OF⊥OC交圆O于点F,连接AF,则∠BAF等于( )
A.12.5°B.15°C.20°D.22.5°
10.如图,已知二次函数y=ax2+bx+c给出下列结论:①abc<0,②4a+2b+c<0,③a+c>b,④a+b≤t(at+b)(t是任意一个实数),⑤当x<﹣1时,y随x的增大而减少.其中结论正确的个数是( )
A.2个B.3个C.4个D.5个
二、填空题:
11.分解因式:m2﹣9= .
12.一个多边形的内角和是它的外角和的3倍,则这个多边形是 边形.
13.若单项式a2bm+1与b的和仍是单项式,则nm的值是 .
14.已知三角形三边长分别为1,3,x,若x为奇数,则x值为 .
15.二次函数y=x2+2x+1先向右平移2个单位长度,再向下平移3个单位长度得到的解析式为 .
16.如图,矩形ABCD中,AB=4,AD=6,动点E在矩形的边AB上运动,连接DE,作点A关于DE的对称点P,连接BP,则BP的最小值为 .
17.如图,在平面直角坐标系中,动点P从原点O出发,水平向左平移1个单位长度,再竖直向下平移1个单位长度得到点P1(﹣1,﹣1);接着水平向右平移2个单位长度,再竖直向上平移2个单位长度得到点P2;接着水平向左平移3个单位长度,再竖直向下平移3个单位长度得到点P3;接着水平向右平移4个单位长度,再竖直向上平移4个单位长度得到点P4,…,按此作法进行下去,则点P2022的坐标为 .
三、解答题
18.计算:(π﹣2021)0﹣3tan30°+|1﹣|+()﹣2.
19.如图,在△ABC中.
(1)按以下步骤作图:作边BC的垂直平分线交边AB于点D,交边BC于点E,连接CD.(保留作图痕迹,不写作法)
(2)若D是AB的中点,试判断△ABC的形状,并说明理由.
20.为落实我市关于开展中小学课后服务工作的要求,某学校开设了四门校本课程供学生选择:A.趣味数学;B.博乐阅读;C.快乐英语;D.硬笔书法.某年级共有100名学生选择了A课程,为了解本年级选择A课程学生的学习情况,从这100名学生中随机抽取了30名学生进行测试,将他们的成绩(百分制)分成六组,绘制成频数分布直方图.
(1)该年级学生小乔随机选取了一门课程,则小乔选中课程C的概率是 ;
(2)根据题中信息,估计该年级选择A课程学生成绩在80≤x<90的总人数;
(3)该年级每名学生选两门不同的课程,小张和小王在选课程的过程中,若第一次都选了课程C,那么他俩第二次同时选择课程A或课程B的概率是多少?请用列表法或树状图的方法加以说明.
21.如图,点B(4,a)是反比例函数y=图象上一点,过点B分别向坐标轴作垂线,垂足为A,C.反比例函数y=的图象经过OB的中点M,与AB,BC分别相交于点D,E.连接DE并延长交x轴于点F,连接BF.
(1)求k的值;
(2)求△BDF的面积.
22.为了做好新冠疫情的防控工作,某超市计划购进A,B两种消毒液出售,A种消毒液比B种消毒液每瓶进价少3元,已知用1600元购进的A种消毒液的数量是1100元购进的B种消毒液数量的2倍.
(1)求A,B两种消毒液每瓶进价各是多少元?
(2)疫情进入了防控常态,该超市老板决定用不超过1960元购进A、B两种消毒液共200瓶,已知A种消毒液售价为14元,B种消毒液售价为18元,请设计出该超市售完该批消毒液后获得最大利润的购进方案,并求出最大利润.
23.如图,在△ABC中,AB=AC,点D是BC边的中点,连接AD,分别过点A,C作AE∥BC,CE∥AD交于点E,连接DE,交AC于点O.
(1)求证:四边形ADCE是矩形;
(2)若AB=10,sin∠COE=,求CE的长.
24.如图,△ABC是以AB为直径的⊙O的内接三角形,BD与⊙O相切于点B,与AC的延长线交于点D,E是BD的中点,CE交BA的延长线于点F,BD=8,BE=EF.
(1)求证:FC是⊙O的切线;
(2)求AF的长;
(3)若∠F=20°,BC=3,求图中阴影部分的面积.
25.如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C,直线y=﹣x+3经过B,C两点,连接AC.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点E为直线BC上方的抛物线上的一动点(点E不与点B,C重合),连接BE,CE,设四边形BECA的面积为S,求S的最大值;
(3)若点Q在x轴上,则在抛物线上是否存在一点P,使得以B,C,P,Q四点为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出P点的坐标;若不存在,请说明理由.
参考答案
一、单选题
1.下列四个实数中,无理数是( )
A.B.﹣0.3333C.D.
【分析】无理数就是无限不循环小数.理解无理数的概念,一定要同时理解有理数的概念,有理数是整数与分数的统称.即有限小数和无限循环小数是有理数,而无限不循环小数是无理数.由此即可判定选择项.
解:A.是无理数,故本选项符合题意;
B.﹣0.3333是有限小数,属于有理数,故本选项不合题意;
C.是分数,属于有理数,故本选项不合题意;
D.,是整数,属于有理数,故本选项不合题意;
故选:A.
2.若有意义,则x的取值范围是( )
A.x≤B.x≥C.x>0D.x<﹣1
【分析】根据二次根式有意义的条件列不等式求解.
解:由题意可得:3x﹣1≥0,
解得:x≥,
故选:B.
3.已知2a=3b,则下列比例式错误的是( )
A.=B.=C.=D.=
【分析】利用比例的基本性质,把每一个选项的比例式化成等积式即可解答.
解:A.因为=,所以2a=3b,故A不符合题意;
B.因为=,所以2a=3b,故B不符合题意;
C.因为=,所以2a=3b,故C不符合题意;
D.因为=,所以2b=3a,故D符合题意;
故选:D.
4.某校为了解九年级学生的视力情况,从九年级的800名学生中随机抽查200名学生进行视力检测,下列说法正确的是( )
A.800名学生是总体
B.200名学生是个体
C.200名学生是总体的一个样本
D.200是样本容量
【分析】根据总体,样本,个体,样本容量的定义,即可得出结论.
解:A.800名学生的视力情况是总体,故本选项不合题意;
B.每一名学生的视力情况是个体,故本选项不合题意;
C.200名学生的视力情况是总体的一个样本,故本选项不合题意;
D.样本容量是200,故本选项符合题意.
故选:D.
5.在平面直角坐标系中,点P(x2+1,﹣2)所在的象限是( )
A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限
【分析】根据平方数非负数判断出点P的横坐标是正数,再根据各象限内点的坐标特征解答.
解:∵x2≥0,
∴x2+1≥1,
∴点P的横坐标是正数,
∴点P(x2+1,﹣2)所在的象限第四象限.
故选:D.
6.如图,在矩形ABCD中,对角线AC,BD交于点O,下列条件:①AC⊥BD,②AB=BC,③∠ACB=45°,④OA=OB.上述条件能使矩形ABCD是正方形的是( )
A.①②③④B.①②③C.②③④D.①③④
【分析】根据矩形的性质及正方形的判定来添加合适的条件.
解:要使矩形成为正方形,可根据正方形的判定定理解答:(1)有一组邻边相等的矩形是正方形,(2)对角线互相垂直的矩形是正方形.
∴添加AC⊥BD或AB=BC或∠ACB=45°,能使矩形ABCD成为正方形.
故选:B.
7.已知(x﹣1)2=2,则代数式x2﹣2x+5的值为( )
A.4B.5C.6D.7
【分析】根据完全平方公式可求出x2﹣2x的值,然后代入原式即可求出答案.
解:∵(x﹣1)2=2,
∴x2﹣2x+1=2,
∴x2﹣2x=1,
∴原式=1+5
=6,
故选:C.
8.直线y=x+a不经过第四象限,则关于x的方程ax2﹣2x﹣1=0的实数解的个数是( )
A.0个B.1个C.2个D.1个或2个
【分析】利用一次函数的性质得到a≤0,再判断Δ=4+4a>0,从而得到方程根的情况.
解:∵直线y=x+a不经过第四象限,
∴a≥0,
当a=0时,关于x的方程ax2﹣2x﹣1=0是一元一次方程,解为x=﹣,
当a>0时,关于x的方程ax2﹣2x﹣1=0是一元二次方程,
∵Δ=(﹣2)2+4a=4+4a>0,
∴方程有两个不相等的实数根.
故选:D.
9.如图,点A、B、C是圆O上的三点,且四边形ABCO是平行四边形,OF⊥OC交圆O于点F,连接AF,则∠BAF等于( )
A.12.5°B.15°C.20°D.22.5°
【分析】根据平行四边形的性质和圆的半径相等得到△AOB为等边三角形,根据等腰三角形的三线合一得到∠BOF=∠AOF=30°,根据圆周角定理计算即可.
解:连接OB,如图所示,
∵四边形ABCO是平行四边形,
∴OC=AB,又OA=OB=OC,
∴OA=OB=AB,
∴△AOB为等边三角形,
∵OF⊥OC,OC∥AB,
∴OF⊥AB,
∴∠BOF=∠AOF=30°,
由圆周角定理得∠BAF=∠BOF=15°,
故选:B.
10.如图,已知二次函数y=ax2+bx+c给出下列结论:①abc<0,②4a+2b+c<0,③a+c>b,④a+b≤t(at+b)(t是任意一个实数),⑤当x<﹣1时,y随x的增大而减少.其中结论正确的个数是( )
A.2个B.3个C.4个D.5个
【分析】根据抛物线开口方向,对称轴位置,抛物线与y轴交点位置,可判断①.由x=0时y<0及抛物线对称轴为直线x=1可判断②.由x=﹣1时y>0可判断③.由x=1时y取最小值可判断④.由图象开口方向及对称轴位置可判断⑤.
解:∵抛物线开口向上,
∴a>0,
∵抛物线对称轴为直线x=﹣=1,
∴b=﹣2a<0,
∵抛物线与y轴交点在x轴下方,
∴c<0,
∴abc>0,①错误.
∵x=0时y<0,抛物线对称轴为直线x=1,
∴x=2时,y=4a+2b+c<0,②正确.
∵x=﹣1时,y=a﹣b+c>0,
∴a+c>b,③正确.
∵x=1时y取最小值,
∴a+b+c≤at2+bt+c,即a+b≤t(at+b),
∴④正确.
由图象可得x<1时y随x增大而减小,
∴当x<﹣1时,y随x的增大而减少,⑤正确.
故选:C.
二、填空题:
11.分解因式:m2﹣9= (m+3)(m﹣3) .
【分析】通过观察发现式子可以写成平方差的形式,故用平方差公式分解,a2﹣b2=(a+b)(a﹣b).
解:m2﹣9
=m2﹣32
=(m+3)(m﹣3).
故答案为:(m+3)(m﹣3).
12.一个多边形的内角和是它的外角和的3倍,则这个多边形是 八 边形.
【分析】根据多边形的内角和定理,多边形的内角和等于(n﹣2)•180°,外角和等于360°,然后列方程求解即可.
解:设多边形的边数是n,根据题意得,
(n﹣2)•180°=3×360°,
解得n=8,
∴这个多边形为八边形.
故答案为:八.
13.若单项式a2bm+1与b的和仍是单项式,则nm的值是 1 .
【分析】根据题意可知a2bm+1与是同类项,从而得到n=2,m=0,然后代入计算即可.
解:∵关于a、b的单项式a2bm+1与的和仍是单项式,
∴a2bm+1与是同类项.
∴n=2,m+1=1,
∴n=2,m=0,
∴nm=20=1,
故答案为:1.
14.已知三角形三边长分别为1,3,x,若x为奇数,则x值为 3 .
【分析】根据三角形任意两边的和大于第三边,进而得出答案.
解:∵三角形三边长分别为1,3,x,
∴2<x<4,
∵x为奇数,
∴x=3.
故答案为:3.
15.二次函数y=x2+2x+1先向右平移2个单位长度,再向下平移3个单位长度得到的解析式为 y=(x﹣1)2﹣3 .
【分析】根据“左加右减、上加下减”的原则进行解答即可.
解:∵y=x2+2x+1=(x+1)2,
∴将二次函数y=x2+2x+1的图象先向右平移2个单位长度,再向下平移3个单位长度,得到的函数解析式为:y=(x+1﹣2)2﹣3,即y=(x﹣1)2﹣3.
故答案是:y=(x﹣1)2﹣3.
16.如图,矩形ABCD中,AB=4,AD=6,动点E在矩形的边AB上运动,连接DE,作点A关于DE的对称点P,连接BP,则BP的最小值为 2﹣6 .
【分析】根据对称的性质可得P在以D为圆心的圆上,半径为6,连接BD,交圆D于P′,然后根据勾股定理可得问题的答案.
解:∵点A关于DE的对称点P,
∴DA=DP=6
∴P在以D为圆心的圆上,半径为6,连接BD,交圆D于P′,
∴BP′为最小值,
∵AB=4,AD=6,∠DAB=90°,
∴BD==2,
∵半径为6,即OP′=6,
∴BP′=2﹣6.
故答案为:2﹣6.
17.如图,在平面直角坐标系中,动点P从原点O出发,水平向左平移1个单位长度,再竖直向下平移1个单位长度得到点P1(﹣1,﹣1);接着水平向右平移2个单位长度,再竖直向上平移2个单位长度得到点P2;接着水平向左平移3个单位长度,再竖直向下平移3个单位长度得到点P3;接着水平向右平移4个单位长度,再竖直向上平移4个单位长度得到点P4,…,按此作法进行下去,则点P2022的坐标为 (1011,1011) .
【分析】观察图象可知,偶数点在第一象限,由题意P2(1,1),P4(2,2),P6(3,3),•••,P2n(n,n),即可解决问题.
解:观察图象可知,奇数点在第三象限,
∵P2(1,1),P4(2,2),P6(3,3),•••,P2n(n,n),
∴P2022(1011,1011),
故答案为:(1011,1011).
三、解答题
18.计算:(π﹣2021)0﹣3tan30°+|1﹣|+()﹣2.
【分析】首先计算零指数幂、负整数指数幂、特殊角的三角函数值和绝对值,然后计算乘法,最后从左向右依次计算,求出算式的值是多少即可.
解:(π﹣2021)0﹣3tan30°+|1﹣|+()﹣2
=1﹣3×+﹣1+4
=1﹣+﹣1+4
=4.
19.如图,在△ABC中.
(1)按以下步骤作图:作边BC的垂直平分线交边AB于点D,交边BC于点E,连接CD.(保留作图痕迹,不写作法)
(2)若D是AB的中点,试判断△ABC的形状,并说明理由.
【分析】(1)利用基本作图作BC的垂直平分线即可;
(2)根据线段垂直平分线的性质得到BD=CD,则BD=CD=AD,利用等腰三角形的性质得到∠BCD=∠B,∠DCA=∠A,所以∠A+∠B=∠ACB,然后根据三角形内角和定理可计算出∠ACB=90°,于是可判断△ABC是直角三角形.
【解答】解析:(1)如图,DE为所作;
(2)△ABC为直角三角形.
理由如下:
∵DE是BC的垂直平分线,
∴BD=CD,
又∵D为AB的中点,
∴BD=AD,
∴BD=CD=AD,
∵BD=CD,
∴∠BCD=∠B,
∵CD=AD,
∴∠DCA=∠A,
∴∠A+∠B=∠BCD+∠DCA=∠ACB,
∴∠ACB=×180°=90°,
∴△ABC是直角三角形.
20.为落实我市关于开展中小学课后服务工作的要求,某学校开设了四门校本课程供学生选择:A.趣味数学;B.博乐阅读;C.快乐英语;D.硬笔书法.某年级共有100名学生选择了A课程,为了解本年级选择A课程学生的学习情况,从这100名学生中随机抽取了30名学生进行测试,将他们的成绩(百分制)分成六组,绘制成频数分布直方图.
(1)该年级学生小乔随机选取了一门课程,则小乔选中课程C的概率是 ;
(2)根据题中信息,估计该年级选择A课程学生成绩在80≤x<90的总人数;
(3)该年级每名学生选两门不同的课程,小张和小王在选课程的过程中,若第一次都选了课程C,那么他俩第二次同时选择课程A或课程B的概率是多少?请用列表法或树状图的方法加以说明.
【分析】(1)直接根据概率公式求解即可;
(2)用总人数乘以样本中成绩在80≤x<90的人数所占比例;
(3)画树状图,可能的结果共有12种,小张同时选择课程A或课程B的情况共有2种,再由概率公式求解即可.
解:(1)该年级学生小乔随机选取了一门课程,则小乔选中课程C的概率是,
故答案为:;
(2)观察直方图,抽取的30名学生,成绩在80≤x<90范围内选取A课程的有9人,
所占比为,(人),
所以估计该年级选取A课程的总人数为30人;
(3)因该年级每名学生选两门不同的课程,第一次都选了课程C,列树状图如下:
等可能结果共有9种,他俩第二次同时选择课程A或课程B的有2种,
所以,他俩第二次同时选择课程A或课程B的概率是.
21.如图,点B(4,a)是反比例函数y=图象上一点,过点B分别向坐标轴作垂线,垂足为A,C.反比例函数y=的图象经过OB的中点M,与AB,BC分别相交于点D,E.连接DE并延长交x轴于点F,连接BF.
(1)求k的值;
(2)求△BDF的面积.
【分析】(1)由反比例函数y=,求得点B(4,3),则点M(2,),则k=2×=3;
(2)△BDF的面积=△OBD的面积=S△BOA﹣S△OAD,即可求解;
解:(1)将点B(4,a)代入反比例函数y=得:a=3,
∴点B(4,3),
∵M是OB的中点,
∴M(2,),
∴将M(2,)代入反比例函数y=得,k=2×=3;
(2)连接OD,D,B分别是反比例函数y=,y=图象上的点,
∴S△AOD=,S△AOB=6,
∵S△ODB=S△DBF=S△AOB﹣S△AOD=6﹣=4.5,
∴△BDF的面积为4.5.
22.为了做好新冠疫情的防控工作,某超市计划购进A,B两种消毒液出售,A种消毒液比B种消毒液每瓶进价少3元,已知用1600元购进的A种消毒液的数量是1100元购进的B种消毒液数量的2倍.
(1)求A,B两种消毒液每瓶进价各是多少元?
(2)疫情进入了防控常态,该超市老板决定用不超过1960元购进A、B两种消毒液共200瓶,已知A种消毒液售价为14元,B种消毒液售价为18元,请设计出该超市售完该批消毒液后获得最大利润的购进方案,并求出最大利润.
【分析】(1)设A种消毒液每瓶进价是x元,B种消毒液每瓶进价是(x+3)元,根据“A种消毒液比B种消毒液每瓶进价少3元,已知用1600元购进的A种消毒液的数量是1100元购进的B种消毒液数量的2倍”列方程解答即可;
(2)设购进A种消毒液a瓶,则B种消毒液(200﹣a)瓶,根据“用不超过1960元购进A、B两种消毒液”列不等式求出a的取值范围,设售完该批消毒液后获得总利润为w元,根据题意求出w与a的函数关系式,再根据一次函数的性质解答即可.
解:(1)设A种消毒液每瓶进价是x元,B种消毒液每瓶进价是(x+3)元,
=2×解得x=8,
经检验x=8是原方程的根.∴B:8+3=11(元),
∴A种消毒液每瓶进价是8元,B种消毒液每瓶进价是11元.
(2)设购进A种消毒液a瓶,B种消毒液(200﹣a)瓶,则:
8a+11(200﹣a)≤1960,
∴a≥80,
设售完该批消毒液后获得总利润为w元,则:
W=(14﹣8)a+(18﹣11)(200﹣a)=﹣a+1400,
∵﹣1<0,
∴w随a的增大而减少,
∴当a=80时,
则B:200﹣80=120(瓶),w最大=﹣80+1400=1320(元),
∴购进A种消毒液80瓶,B种消毒液120瓶时获得最大利润,最大利润是1320元.
23.如图,在△ABC中,AB=AC,点D是BC边的中点,连接AD,分别过点A,C作AE∥BC,CE∥AD交于点E,连接DE,交AC于点O.
(1)求证:四边形ADCE是矩形;
(2)若AB=10,sin∠COE=,求CE的长.
【分析】(1)根据等腰三角形的性质得到AD⊥BC于点D,根据矩形的判定定理即可得到结论;
(2)过点E作EF⊥AC于F.解直角三角形即可得到结论.
【解答】(1)证明:∵AB=AC,点D是BC边的中点,
∴AD⊥BC于点D,
∵AE∥BC,CE∥AD,
∴四边形ADCE是平行四边形,
∴平行四边形ADCE是矩形;
(2)解:过点E作EF⊥AC于F.
∵AB=10,
∴AC=10,
∵对角线AC,DE交于点O,
∴DE=AC=10,
∴OE=5,
∵sin∠COE=,
∴EF=4,
∴OF=3,
∵OE=OC=5,
∴CF=2.
∴CE=.
24.如图,△ABC是以AB为直径的⊙O的内接三角形,BD与⊙O相切于点B,与AC的延长线交于点D,E是BD的中点,CE交BA的延长线于点F,BD=8,BE=EF.
(1)求证:FC是⊙O的切线;
(2)求AF的长;
(3)若∠F=20°,BC=3,求图中阴影部分的面积.
【分析】(1)要证明FC是⊙O的切线,想到连接OC,求出∠OCE=90°即可,先利用切线的性质得出∠ABD=90°,再根据直径所对的圆周角是90°,可得∠ACB=90°,然后利用直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半,证明EB=EC,从而可得∠BCE=∠CBE,最后根据OB=OC,得出∠OCB=∠OBC即可解答;
(2)根据已知可得BE=4,EF=12,然后利用勾股定理求出BF的长,再证明△FOC∽△FEB,然后利用相似三角形的性质即可解答;
(3)利用扇形BOC的面积减去△OBC的面积即可解答.
【解答】(1)证明:连接OC,
∵BD与⊙O相切于点B,
∴∠ABD=90°,
∴∠CBE+∠OBC=90°,
∵AB是⊙O的直径,
∴∠ACB=∠BCD=90°,
∵E是BD中点,
∴BE=CE,
∴∠BCE=∠CBE,
∵OC=OB,
∴∠OCB=∠OBC,
∴∠BCE+∠OCB=90°,
∴∠OCE=90°,
∵OC是⊙O的半径,
∴FC是⊙O的切线;
(2)解:∵BD=8,点E是BD中点,
∴BE=BD=4,
∵BE=EF,
∴EF=3BE=12,
在Rt△FBE中,BF===8,
由(1)得∠OCF=∠ABD=90°,
∵∠F=∠F,
∴△FOC∽△FEB,
∴,
设OC=x,则OF=BF﹣OB=8﹣x,
∴,
∴x=2,
∴AF=8﹣2x=4;
(3)解:过O作OM⊥BC于点M,
∴BM=BC=,
在Rt△BMO中,OM===,
∴S△BOC=BC•OM=3,
∵∠F=20°,
∴∠BOC=∠F+∠OCF=110°,
∴S扇形BOC=)2=,
∴S阴影=S扇形BOC﹣S△BOC=π﹣,
∴图中阴影部分的面积为π﹣.
25.如图,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A(﹣1,0),B(3,0)两点,与y轴交于点C,直线y=﹣x+3经过B,C两点,连接AC.
(1)求抛物线的表达式;
(2)点E为直线BC上方的抛物线上的一动点(点E不与点B,C重合),连接BE,CE,设四边形BECA的面积为S,求S的最大值;
(3)若点Q在x轴上,则在抛物线上是否存在一点P,使得以B,C,P,Q四点为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出P点的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)将A(﹣1,0)B(3,0)代入y=﹣x2+bx+c,即可求解;
(2)过E作EF⊥x轴于点F,与BC交于点H,设F(a,﹣a2+2a+3),则H(a,﹣a+3),则S=,当a=时,S的最大值为;
(3)设Q(x,0),P(a,b),分三种情况讨论:①当BQ∥PC时,BP与CQ是对角线,求出P(2,3);②当BQ∥PC时,BC与PQ是对角线,求出P(2,3);③当BP∥CQ时,BQ与CP是对角线,求出P(1+,﹣3)或∴P,﹣3).
解:(1)将A(﹣1,0)B(3,0)代入y=﹣x2+bx+c,
∴,
解得:,
∴y=﹣x2+2x+3;
(2)过E作EF⊥x轴于点F,与BC交于点H,
∵A(﹣1,0)B(3,0),
∴AB=4
当x=0时,y=3,
∴C(0,3),
∴OC=3,
设F(a,﹣a2+2a+3),则H(a,﹣a+3),
∴EH=﹣a2+2a+3+a﹣3=﹣a2+3a,
∵S四边形BECA=S△ABC+S△BCE,
∴S=×4×3+(﹣a2+3a)×3
=6+(﹣a2+3a)
=,
∴当a=时,S的最大值为;
(3)存在一点P,使得以B,C,P,Q四点为顶点的四边形是平行四边形,理由如下:
∵B(3,0)C(0,3),
设Q(x,0),P(a,b),
∵B,C,P,Q四点为顶点的四边形是平行四边形,
①当BQ∥PC时,
∵四边形BCPQ是平行四边形,
∴BP与CQ是对角线,则有0+b=3+0,
∴b=3,
将P(a,3)代入y=﹣x2+2x+3,
∴﹣a2+2a+3=3,
∴a=0(舍去)或a=2,
∴P(2,3);
②当BQ∥PC时,
∵四边形BPCQ是平行四边形,
∴BC与PQ是对角线,则有0+b=0+3,
∴b=3,
∴P(2,3);
③当BP∥CQ时,
∵四边形BCQP是平行四边形,
∴BQ与CP是对角线,则有3+b=0+0,
∴b=﹣3,
将P(a,﹣3)代入y=﹣x2+2x+3,
∴﹣a2+2a+3=﹣3,
∴a=,
∴P(1+,﹣3)或∴P,﹣3);
综上所述:P点坐标为(2,3)或(1+,﹣3)或,﹣3).
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