【解析版】北京市海淀区2022学年九年级上期中数学试卷
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2022学年北京市海淀区九年级(上)期中数学试卷
一、选择题(本题共32分,每小题4分)下面各题均有四个选项,其中只有一个是符合题意的.
1.如图图形是中心对称图形的是( )
A. B. C. D.
2.将抛物线y=x2向上平移1个单位,得到的抛物线的解析式为( )
A. y=x2+1 B. y=x2﹣1 C. y=(x+1)2+1 D. y=(x﹣1)2+1
3.袋子中装有4个黑球、2个白球,这些球的形状、大小、质地等完全相同,即除颜色外无其他差别.在看不到球的情况下,随机从袋子中摸出1个球.下面说法正确的是( )
A. 这个球一定是黑球
B. 这个球一定是白球
C. “摸出黑球”的可能性大
D. “摸出黑球”和“摸出白球”的可能性一样大
4.用配方法解方程x2﹣2x﹣3=0时,配方后得到的方程为( )
A.(x﹣1)2=4 B. (x﹣1)2=﹣4 C. (x+1)2=4 D. (x+1)2=﹣4
5.如图,⊙O为正五边形ABCDE的外接圆,⊙O的半径为2,则的长为( )
A. B. C. D.
6.如图,AB是⊙O的直径,CD是⊙O的弦,∠ABD=59°,则∠C等于( )
A. 29° B. 31° C. 59° D. 62°
7.已知二次函数y=x2﹣4x+m(m为常数)的图象与x轴的一个交点为(1,0),则关于x的一元二次方程x2﹣4x+m=0的两个实数根是( )
A. x1=1,x2=﹣1 B. x1=﹣1,x2=2 C. x1=﹣1,x2=0 D. x1=1,x2=3
8.如图,C是半圆O的直径AB上的一个动点(不与A,B重合),过C作AB的垂线交半圆于点D,以点D,C,O为顶点作矩形DCOE.若AB=10,设AC=x,矩形DCOE的面积为y,则下列图象中能表示y与x的函数关系的图象大致是( )
A. B. C. D.
二、填空题(本题共16分,每小题4分)
9.如图,PA,PB分别与⊙O相切于点A,B,连接AB.∠APB=60°,AB=5,则PA的长是 .
10.若关于x的一元二次方程x2﹣4x+k=0有两个相等的实数根,则k的值为 .
11.在平面直角坐标系xOy中,函数y=x2的图象经过点M(x1,y1),N(x2,y2)两点,若﹣4<x1<﹣2,0<x2<2,则y1 y2 .(用“<”,“=”或“>”号连接)
12.如图,正方形ABCD中,点G为对角线AC上一点,AG=AB.∠CAE=15°且AE=AC,连接GE.将线段AE绕点A逆时针旋转得到线段AF,使DF=GE,则∠CAF的度数为 .
三、解答题(本题共30分,每小题5分)
13.解方程:x2+3x﹣1=0.
14.如图,∠DAB=∠EAC,AB=AD,AC=AE.
求证:BC=DE.
15.已知二次函数的图象经过点(0,1),且顶点坐标为(2,5),求此二次函数的解析式.
16.如图,四边形ABCD内接于⊙O,∠ABC=130°,求∠OAC的度数.
17.若x=1是关于x的一元二次方程x2﹣4mx+2m2=0的根,求代数式2(m﹣1)2+3的值.
18.某厂工业废气年排放量为450万立方米,为改善城市的大气环境质量,决定分二期投入治理,使废气的年排放量减少到288万立方米,如果每期治理中废气减少的百分率相同,求每期减少的百分率是多少?
四、解答题(本题共20分,每小题5分)
19.如图是某市某月1日至15日的空气质量指数趋势图,空气质量指数不大于100表示空气质量优良,空气质量指数大于200表示空气重度污染.
(1)由图可知,该月1日至15日中空气重度污染的有 天;
(2)小丁随机选择该月1日至15日中的某一天到达该市,求小丁到达该市当天空气质量优良的概率.
20.已知关于x的方程ax2+(a﹣3)x﹣3=0(a≠0).
(1)求证:方程总有两个实数根;
(2)若方程有两个不相等的负整数根,求整数a的值.
21.如图,AB是⊙O的直径,CD是弦,CD⊥AB于点E,点G在直径DF的延长线上,∠D=∠G=30.
(1)求证:CG是⊙O的切线;
(2)若CD=6,求GF的长.
22.阅读下面材料:
小丁在研究数学问题时遇到一个定义:对于排好顺序的三个数:x1,x2,x3,称为数列x1,x2,x3.计算|x1|,,,将这三个数的最小值称为数列x1,x2,x3的价值.例如,对于数列2,﹣1,3,因为|2|=2,=,=,所以数列2,﹣1,3的价值为.
小丁进一步发现:当改变这三个数的顺序时,所得到的数列都可以按照上述方法计算其相应的价值.如数列﹣1,2,3的价值为;数列3,﹣1,2的价值为1;….经过研究,小丁发现,对于“2,﹣1,2”这三个数,按照不同的排列顺序得到的不同数列中,价值的最小值为.
根据以上材料,回答下列问题:
(1)数列﹣4,﹣3,2的价值为 ;
(2)将“﹣4,﹣3,2”这三个数按照不同的顺序排列,可得到若干个数列,这些数列的价值的最小值为 ,取得价值最小值的数列为 (写出一个即可);
(3)将2,﹣9,a(a>1)这三个数按照不同的顺序排列,可得到若干个数列.若这些数列的价值的最小值为1,则a的值为 .
五、解答题(本题共22分,第23题7分,第24题7分,第25题8分)
23.在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=x2﹣(m﹣1)x﹣m(m>0)与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C.
(1)求点A的坐标;
(2)当S△ABC=15时,求该抛物线的表达式;
(3)在(2)的条件下,经过点C的直线l:y=kx+b(k<0)与抛物线的另一个交点为D.该抛物线在直线l上方的部分与线段CD组成一个新函数的图象.请结合图象回答:若新函数的最小值大于﹣8,求k的取值范围.
24.将线段AB绕点A逆时针旋转60°得到线段AC,继续旋转α(0°<α<120°)得到线段AD,连接CD.
(1)连接BD,
①如图1,若α=80°,则∠BDC的度数为 ;
②在第二次旋转过程中,请探究∠BDC的大小是否改变.若不变,求出∠BDC的度数;若改变,请说明理由.
(2)如图2,以AB为斜边作直角三角形ABE,使得∠B=∠ACD,连接CE,DE.若∠CED=90°,求α的值.
25.如图,在平面直角坐标系xOy中,点P(a,b)在第一象限.以P为圆心的圆经过原点,与y轴的另一个交点为A.点Q是线段OA上的点(不与O,A重合),过点Q作PQ的垂线交⊙P于点B(m,n),其中m≥0.
(1)若b=5,则点A坐标是 ;
(2)在(1)的条件下,若OQ=8,求线段BQ的长;
(3)若点P在函数y=x2(x>0)的图象上,且△BQP是等腰三角形.
①直接写出实数a的取值范围: ;
②在,,这三个数中,线段PQ的长度可以为 ,并求出此时点B的坐标.
2022学年北京市海淀区九年级(上)期中数学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本题共32分,每小题4分)下面各题均有四个选项,其中只有一个是符合题意的.
1.如图图形是中心对称图形的是( )
A. B. C. D.
考点: 中心对称图形.
分析: 根据中心对称图形的概念求解.
解答: 解:A、不是中心对称图形,故本选项错误;
B、是中心对称图形,故本选项正确;
C、不是中心对称图形,故本选项错误;
D、不是中心对称图形,故本选项错误;
故选B.
点评: 本题考查了中心对称图形的知识,中心对称图形是要寻找对称中心,旋转180度后与原图重合.
2.将抛物线y=x2向上平移1个单位,得到的抛物线的解析式为( )
A. y=x2+1 B. y=x2﹣1 C. y=(x+1)2+1 D. y=(x﹣1)2+1
考点: 二次函数图象与几何变换.
分析: 先得到抛物线y=x2的顶点坐标为(0,0),再利用点的平移规律得到点(0,0)向上平移1个单位得到的点的坐标为(0,1),然后根据顶点式写出平移后的抛物线解析式.
解答: 解:抛物线y=x2的顶点坐标为(0,0),点(0,0)向上平移1个单位得到的点的坐标为(0,1),所以所得到的抛物线的解析式为y=x2+1.
故选A.
点评: 本题考查了二次函数与几何变换:由于抛物线平移后的形状不变,故a不变,所以求平移后的抛物线解析式通常可利用两种方法:一是求出原抛物线上任意两点平移后的坐标,利用待定系数法求出解析式;二是只考虑平移后的顶点坐标,即可求出解析式.
3.袋子中装有4个黑球、2个白球,这些球的形状、大小、质地等完全相同,即除颜色外无其他差别.在看不到球的情况下,随机从袋子中摸出1个球.下面说法正确的是( )
A. 这个球一定是黑球
B. 这个球一定是白球
C. “摸出黑球”的可能性大
D. “摸出黑球”和“摸出白球”的可能性一样大
考点: 可能性的大小.
分析: 根据概率公式先求出摸出黑球和白球的概率,再进行比较即可得出答案.
解答: 解:∵布袋中有除颜色外完全相同的6个球,其中4个黑球、2个白球,
∴从布袋中随机摸出一个球是黑球的概率为=,摸出一个球是白球的概率为=,
∴摸出黑球”的可能性大;
故选C.
点评: 此题考查概率的求法:如果一个事件有n种可能,而且这些事件的可能性相同,其中事件A出现m种结果,那么事件A的概率P(A)=.
4.用配方法解方程x2﹣2x﹣3=0时,配方后得到的方程为( )
A. (x﹣1)2=4 B. (x﹣1)2=﹣4 C. (x+1)2=4 D. (x+1)2=﹣4
考点: 解一元二次方程-配方法.
分析: 在本题中,把常数项﹣3移项后,应该在左右两边同时加上一次项系数﹣2的一半的平方.
解答: 解:把方程x2﹣2x﹣3=0的常数项移到等号的右边,得到x2﹣2x=3,
方程两边同时加上一次项系数一半的平方,得到x2﹣2x+1=4,
配方得(x﹣1)2=4.
故选:A.
点评: 本题考查了解一元二次方程﹣﹣配方法.配方法的一般步骤:
(1)把常数项移到等号的右边;
(2)把二次项的系数化为1;
(3)等式两边同时加上一次项系数一半的平方.
选择用配方法解一元二次方程时,最好使方程的二次项的系数为1,一次项的系数是2的倍数.
5.如图,⊙O为正五边形ABCDE的外接圆,⊙O的半径为2,则的长为( )
A. B. C. D.
考点: 弧长的计算.
分析: 利用正五边形的性质得出中心角度数,进而利用弧长公式求出即可.
解答: 解:如图所示:∵⊙O为正五边形ABCDE的外接圆,⊙O的半径为2,
∴∠AOB==72°,
∴的长为:=π.
故选:D.
点评: 此题主要考查了弧长公式应用,得出圆心角度数是解题关键.
6.如图,AB是⊙O的直径,CD是⊙O的弦,∠ABD=59°,则∠C等于( )
A. 29° B. 31° C. 59° D. 62°
考点: 圆周角定理.
分析: 由AB是⊙O的直径,根据直径所对的圆周角是直角,求得∠ADB=90°,继而求得∠A的度数,然后由圆周角定理,求得∠C的度数.
解答: 解:∵AB是⊙O的直径,
∴∠ADB=90°,
∵∠ABD=59°,
∴∠A=90°﹣∠ABD=31°,
∴∠C=∠A=31°.
故选B.
点评: 此题考查了圆周角定理:在同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角相等,都等于这条弧所对的圆心角的一半.推论:半圆(或直径)所对的圆周角是直角,90°的圆周角所对的弦是直径.此题难度不大,注意掌握数形结合思想的应用.
7.已知二次函数y=x2﹣4x+m(m为常数)的图象与x轴的一个交点为(1,0),则关于x的一元二次方程x2﹣4x+m=0的两个实数根是( )
A. x1=1,x2=﹣1 B. x1=﹣1,x2=2 C. x1=﹣1,x2=0 D. x1=1,x2=3
考点: 抛物线与x轴的交点.
分析: 根据抛物线与x轴交点的性质和根与系数的关系进行解答.
解答: 解:∵二次函数y=x2﹣4x+m(m为常数)的图象与x轴的一个交点为(1,0),
∴关于x的一元二次方程x2﹣4x+m=0的一个根是x=1.
∴设关于x的一元二次方程x2﹣4x+m=0的另一根是t.
∴1+t=4,
解得 t=3.
即方程的另一根为3.
故选:D.
点评: 本题考查了抛物线与x轴的交点.注意二次函数解析式与一元二次方程间的转化关系.
8.如图,C是半圆O的直径AB上的一个动点(不与A,B重合),过C作AB的垂线交半圆于点D,以点D,C,O为顶点作矩形DCOE.若AB=10,设AC=x,矩形DCOE的面积为y,则下列图象中能表示y与x的函数关系的图象大致是( )
A. B. C. D.
考点: 动点问题的函数图象.
分析: 按点C在半径OA或半径OB上两种情况分类讨论;首先运用射影定理求出DC的长度,借助矩形的面积公式即可求得y与x的函数关系.
解答: 解:根据题意结合图形,分情况讨论:
如图,①当点C在半径OA上时,连接AD、BD;
∵AB为半圆O的直径,
∴∠ADB=90°,而DC⊥AB,
∴DC2=AC•BC,而AC=x,BC=10﹣x,
∴DC=,而OC=5﹣x,
∴y=(5﹣x);
②当点C在半径OB上,即点C′的位置时,
同理可求:y=(x﹣5),
综上所述,y与x的函数关系式为:
y=.
所以,y与x之间的函数关系可以用两段二次函数图象表示,纵观各选项,只有C选项图象符合.
故选:C.
点评: 该题主要考查了圆周角定理及其推论、射影定理、矩形的面积公式等几何知识点及其应用问题;作辅助线,牢固掌握圆周角定理及其推论、射影定理等几何知识点是解题的关键.
二、填空题(本题共16分,每小题4分)
9.如图,PA,PB分别与⊙O相切于点A,B,连接AB.∠APB=60°,AB=5,则PA的长是 5 .
考点: 切线的性质.
分析: 利用切线长定理得出PA=PB,再利用等边三角形的判定得出△PAB是等边三角形,即可得出答案.
解答: 解:∵PA,PB分别与⊙O相切于点A,B,
∴PA=PB,
∵∠APB=60°,
∴△PAB是等边三角形,
∴AB=PA=5,
故答案为:5.
点评: 此题主要考查了切线长定理以及等边三角形的判定与性质,得出△PAB是等边三角形是解题关键.
10.若关于x的一元二次方程x2﹣4x+k=0有两个相等的实数根,则k的值为 4 .
考点: 根的判别式.
分析: 根据判别式的意义得到△=(﹣4)2﹣4k=0,然后解一次方程即可.
解答: 解:根据题意得△=(﹣4)2﹣4k=0,
解得k=4.
故答案为4.
点评: 本题考查了一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根的判别式△=b2﹣4ac:当△>0,方程有两个不相等的实数根;当△=0,方程有两个相等的实数根;当△<0,方程没有实数根.
11.在平面直角坐标系xOy中,函数y=x2的图象经过点M(x1,y1),N(x2,y2)两点,若﹣4<x1<﹣2,0<x2<2,则y1 > y2 .(用“<”,“=”或“>”号连接)
考点: 二次函数图象上点的坐标特征.
分析: 根据二次函数的性质即可求解.
解答: 解:由y=x2可知,
∵a=1>0,
∴抛物线的开口向上,
∵抛物线的对称轴为y轴,
∴当x>0时,y随x的增大而增大,
∵﹣4<x1<﹣2,0<x2<2,
∴2<﹣x1<4,
∴y1>y2.
点评: 本题考查了二次函数图象上的点的坐标特征及二次函数的性质.当a>0时,开口向上,在对称轴的左侧y随x的增大而减小,在对称轴的右侧,y随x的增大而增大;当a<0,开口向下,在对称轴的左侧y随x的增大而增大,在对称轴的右侧,y随x的增大而减小;
12.如图,正方形ABCD中,点G为对角线AC上一点,AG=AB.∠CAE=15°且AE=AC,连接GE.将线段AE绕点A逆时针旋转得到线段AF,使DF=GE,则∠CAF的度数为 30°或60° .
考点: 旋转的性质.
分析: 根据旋转的性质可得AE=AF,然后利用“边边边”证明△AGE和△ADF全等,根据全等三角形对应角相等可得∠DAF=∠CAE,然后分点F在AD的下方和上方两种情况讨论求解.
解答: 解:∵线段AE绕点A逆时针旋转得到线段AF,
∴AE=AF,
∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=AD,
∵AG=AB,
∴AD=AG,
在△AGE和△ADF中,,
∴△AGE≌△ADF(SSS),
∴∠DAF=∠CAE=15°,
∵AC为正方形ABCD的对角线,
∴∠CAD=45°,
点F在AD的下方时,∠CAF=∠CAD﹣∠DAF=45°﹣15°=30°,
点F在AD的上方时,∠CAF=∠CAD+∠DAF=45°+15°=60°,
综上所述,∠CAF的度数为30°或60°.
故答案为:30°或60°.
点评: 本题考查了旋转的性质,正方形的性质,全等三角形的判定与性质,熟记性质并求出∠DAF的度数是解题的关键,作出图形更形象直观.
三、解答题(本题共30分,每小题5分)
13.解方程:x2+3x﹣1=0.
考点: 解一元二次方程-公式法.
专题: 计算题.
分析: 找出a,b,c的值,计算出根的判别式的值大于0,代入求根公式即可求出解.
解答: 解:这里a=1,b=3,c=﹣1,
∵△=9+4=13,
∴x=,
则x1=,x2=.
点评: 此题考查了解一元二次方程﹣公式法,熟练掌握求根公式是解本题的关键.
14.如图,∠DAB=∠EAC,AB=AD,AC=AE.
求证:BC=DE.
考点: 全等三角形的判定与性质.
专题: 证明题.
分析: 求出∠DAE=∠BAC,根据SAS推出△BAC≌△DAE,根据全等三角形的性质得出即可.
解答: 证明:∵∠DAB=∠EAC,
∴∠DAB+∠BAE=∠EAC+∠BAE,
∴∠DAE=∠BAC,
在△BAC和△DAE中,
∴△BAC≌△DAE,
∴BC=DE.
点评: 本题考查了全等三角形的性质和判定的应用,注意:全等三角形的判定定理有SAS,ASA,AAS,SSS,全等三角形的对应边相等,对应角相等.
15.已知二次函数的图象经过点(0,1),且顶点坐标为(2,5),求此二次函数的解析式.
考点: 待定系数法求二次函数解析式.
分析: 根据抛物线的顶点坐标设出,抛物线的解析式为:y=a(x﹣2)2+5,再把(0,1)代入,求出a的值,即可得出二次函数的解析式.
解答: 解:设抛物线的解析式为:y=a(x﹣2)2+5,
把(0,1)代入解析式得,1=a(0﹣2)2+5,
解得a=﹣1,
则抛物线的解析式为:y=﹣2x2+4x+1.
点评: 本题主要考查了用待定系数法求二次函数解析式,在已知抛物线顶点坐标的情况下,通常用顶点式设二次函数的解析式.
16.如图,四边形ABCD内接于⊙O,∠ABC=130°,求∠OAC的度数.
考点: 圆内接四边形的性质;圆周角定理.
分析: 先根据圆内接四边形的性质推出∠ADC=50°,再根据圆周角定理推出∠AOC=100°,然后根据等腰三角形的性质及三角形内角和定理即可得出∠OAC的度数.
解答: 解:∵四边形ABCD内接于⊙O,
∴∠ADC+∠ABC=180°,
∵∠ABC=130°,
∴∠ADC=180°﹣∠ABC=50°,
∴∠AOC=2∠ADC=100°.
∵OA=OC,
∴∠OAC=∠OCA,
∴∠OAC=(180°﹣∠AOC)=40°.
点评: 本题主要考查圆内接四边形的性质、圆周角定理、等腰三角形的性质及三角形内角和定理,关键在于求出∠AOC的度数.
17.若x=1是关于x的一元二次方程x2﹣4mx+2m2=0的根,求代数式2(m﹣1)2+3的值.
考点: 一元二次方程的解.
分析: 把x=1代入已知方程可以求得2m2﹣4m=﹣1,然后将其代入整理后的所求代数式进行求值即可.
解答: 解:依题意,得 1﹣4m+2m2=0,
∴2m2﹣4m=﹣1,
∴2(m﹣1)2+3=2(m2﹣2m+1)+3=2m2﹣4m+5=﹣1+5=4.即2(m﹣1)2+3=4.
点评: 本题考查了一元二次方程的解.能使一元二次方程左右两边相等的未知数的值是一元二次方程的解.又因为只含有一个未知数的方程的解也叫做这个方程的根,所以,一元二次方程的解也称为一元二次方程的根.
18.某厂工业废气年排放量为450万立方米,为改善城市的大气环境质量,决定分二期投入治理,使废气的年排放量减少到288万立方米,如果每期治理中废气减少的百分率相同,求每期减少的百分率是多少?
考点:一元二次方程的应用.
专题: 增长率问题.
分析: 等量关系为:450×(1﹣减少的百分率)2=288,把相关数值代入计算即可;
解答: 解:设每期减少的百分率为x,
根据题意得:450×(1﹣x)2=288,
解得:x1=1.8(舍去),x2=0.2
解得x=20%.
答:每期减少的百分率是20%.
点评: 考查一元二次方程的应用;求平均变化率的方法为:若设变化前的量为a,变化后的量为b,平均变化率为x,则经过两次变化后的数量关系为a(1±x)2=b.
四、解答题(本题共20分,每小题5分)
19.如图是某市某月1日至15日的空气质量指数趋势图,空气质量指数不大于100表示空气质量优良,空气质量指数大于200表示空气重度污染.
(1)由图可知,该月1日至15日中空气重度污染的有 3 天;
(2)小丁随机选择该月1日至15日中的某一天到达该市,求小丁到达该市当天空气质量优良的概率.
考点: 条形统计图;概率公式.
分析: (1)根据空气质量指数大于200表示空气重度污染,找出统计图中空气质量指数大于200的天数即可;
(2)根据统计图求出空气质量优良的天数,再根据概率公式列式计算即可.
解答: 解:(1)根据统计图可得:空气质量指数大于200的有5日、8日、15日,共3天;
故答案为:3.
(2)小丁随机选择该月1日至15日中的某一天到达该市,则到达该市的日期有15种不同的选择,在其中任意一天到达的可能性相等,
由图可知,其中有9天空气质量优良,则P(到达当天空气质量优良)==.
点评: 本题考查的是条形统计图和概率公式.读懂统计图,从统计图中得到必要的信息是解决问题的关键.条形统计图能清楚地表示出每个项目的数据.如果一个事件有n种可能,而且这些事件的可能性相同,其中事件A出现m种结果,那么事件A的概率P(A)=.
20.(5分)(2014秋•海淀区期中)已知关于x的方程ax2+(a﹣3)x﹣3=0(a≠0).
(1)求证:方程总有两个实数根;
(2)若方程有两个不相等的负整数根,求整数a的值.
考点: 根的判别式;解一元二次方程-因式分解法.
分析: (1)根据a≠0,得出原方程为一元二次方程,再根据△=(a+3)2即可得出方程总有两个实数根.
(2)先求出原方程的解是x1=﹣1,x2=,再根据此方程有两个负整数根,且a为整数,得出a=﹣1或﹣3,最后根据x1=﹣1,x2=得出a≠﹣3即可.
解答: 解:(1)∵a≠0,
∴原方程为一元二次方程.
∴△=(a﹣3)2﹣4×a×(﹣3)=(a+3)2.
∵(a+3)2≥0.
∴此方程总有两个实数根.
(2)解原方程,得 x1=﹣1,x2=.
∵此方程有两个负整数根,且a为整数,
∴a=﹣1或﹣3.
∵x1=﹣1,x2=.
∴a≠﹣3.
∴a=﹣1.
点评: 本题考查了一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根的判别式△=b2﹣4ac:当△>0,方程有两个不相等的实数根;当△=0,方程有两个相等的实数根;当△<0,方程没有实数根.
21.如图,AB是⊙O的直径,CD是弦,CD⊥AB于点E,点G在直径DF的延长线上,∠D=∠G=30.
(1)求证:CG是⊙O的切线;
(2)若CD=6,求GF的长.
考点: 切线的判定.
分析: (1)连接OC,根据三角形内角和定理可得∠DCG=180°﹣∠D﹣∠G=120°,再计算出∠GCO的度数可得OC⊥CG,进而得到CG是⊙O的切线;
(2)设EO=x,则CO=2x,再利用勾股定理计算出EO的长,进而得到CO的长,然后再计算出FG的长即可.
解答: (1)证明:连接OC.
∵OC=OD,∠D=30°,
∴∠OCD=∠D=30°.
∵∠G=30°,
∴∠DCG=180°﹣∠D﹣∠G=120°.
∴∠GCO=∠DCG﹣∠OCD=90°.
∴OC⊥CG.
又∵OC是⊙O的半径.
∴CG是⊙O的切线.
(2)解:∵AB是⊙O的直径,CD⊥AB,
∴CE=CD=3.
∵在Rt△OCE中,∠CEO=90°,∠OCE=30°,
∴EO=CO,CO2=EO2+CE2.
设EO=x,则CO=2x.
∴(2x)2=x2+32.
解得x=(舍负值).
∴CO=2.
∴FO=2.
在△OCG中,∵∠OCG=90°,∠G=30°,
∴GO=2CO=4.
∴GF=GO﹣FO=2.
点评: 此题主要考查了切线的判定,关键是掌握切线的判定定理:经过半径的外端且垂直于这条半径的直线是圆的切线.
22.阅读下面材料:
小丁在研究数学问题时遇到一个定义:对于排好顺序的三个数:x1,x2,x3,称为数列x1,x2,x3.计算|x1|,,,将这三个数的最小值称为数列x1,x2,x3的价值.例如,对于数列2,﹣1,3,因为|2|=2,=,=,所以数列2,﹣1,3的价值为.
小丁进一步发现:当改变这三个数的顺序时,所得到的数列都可以按照上述方法计算其相应的价值.如数列﹣1,2,3的价值为;数列3,﹣1,2的价值为1;….经过研究,小丁发现,对于“2,﹣1,2”这三个数,按照不同的排列顺序得到的不同数列中,价值的最小值为.
根据以上材料,回答下列问题:
(1)数列﹣4,﹣3,2的价值为 ;
(2)将“﹣4,﹣3,2”这三个数按照不同的顺序排列,可得到若干个数列,这些数列的价值的最小值为 ,取得价值最小值的数列为 ﹣3,2,﹣4;或2,﹣3,﹣4. (写出一个即可);
(3)将2,﹣9,a(a>1)这三个数按照不同的顺序排列,可得到若干个数列.若这些数列的价值的最小值为1,则a的值为 11或4 .
考点: 规律型:数字的变化类.
专题: 阅读型.
分析: (1)根据上述材料给出的方法计算其相应的价值即可;
(2)按照三个数不同的顺序排列算出价值,由计算可以看出,要求得这些数列的价值的最小值;只有当前两个数的和的绝对值最小,最小只能为|﹣3+2|=1,由此得出答案即可;
(3)分情况算出对应的数值,建立方程求得a的数值即可.
解答: 解:(1)因为|﹣4|=4,||=3.5,||=,
所以数列﹣4,﹣3,2的价值为.
(2)数列的价值的最小值为||=,
数列可以为:﹣3,2,﹣4,;或2,﹣3,﹣4.
(3)当||=1,则a=0,不合题意;
当||=1,则a=11;
当||=1,则a=4.
故答案为:;,﹣3,2,﹣4,;或2,﹣3,﹣4;11或4.
点评: 此题考查数字的变化规律,理解运算的方法是解决问题的关键.
五、解答题(本题共22分,第23题7分,第24题7分,第25题8分)
23.在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=x2﹣(m﹣1)x﹣m(m>0)与x轴交于A,B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C.
(1)求点A的坐标;
(2)当S△ABC=15时,求该抛物线的表达式;
(3)在(2)的条件下,经过点C的直线l:y=kx+b(k<0)与抛物线的另一个交点为D.该抛物线在直线l上方的部分与线段CD组成一个新函数的图象.请结合图象回答:若新函数的最小值大于﹣8,求k的取值范围.
考点: 二次函数综合题.
专题: 综合题.
分析: (1)对于抛物线解析式,令y=0得到关于x的方程,求出方程的解,根据A在B的左侧且m大于0,求A的坐标即可;
(2)由(1)的结果表示出B的坐标,根据抛物线与y轴交于点C,表示出C坐标,进而表示出AB与OC,由三角形ABC面积为15,利用三角形面积公式列出关于m的方程,求出方程的解得到m的值,即可确定出抛物线解析式;
(3)由(2)中m的值确定出C坐标,设直线l解析式为y=kx+b,把C坐标代入求出b的值,抛物线解析式配方后,经判断得到当点D在抛物线对称轴右侧时,新函数的最小值有可能大于﹣8,令y=﹣8求出x的值,确定出抛物线经过点(3,﹣8),把(3,﹣8)代入一次函数解析式求出k的值,由图象确定出满足题意k的范围即可.
解答: 解:(1)∵抛物线y=x2﹣(m﹣1)x﹣m(m>0)与x轴交于A、B两点,
∴令y=0,即x2﹣(m﹣1)x﹣m=0,
解得:x1=﹣1,x2=m,
又∵点A在点B左侧,且m>0,
∴点A的坐标为(﹣1,0);
(2)由(1)可知点B的坐标为(m,0),
∵抛物线与y轴交于点C,
∴点C的坐标为(0,﹣m),
∵m>0,
∴AB=m+1,OC=m,
∵S△ABC=15,
∴m(m+1)=15,即m2+m﹣30=0,
解得:m=﹣6或m=5,
∵m>0,
∴m=5;
则抛物线的表达式为y=x2﹣4x﹣5;
(3)由(2)可知点C的坐标为(0,﹣5),
∵直线l:y=kx+b(k<0)经过点C,
∴b=﹣5,
∴直线l的解析式为y=kx﹣5(k<0),
∵y=x2﹣4x﹣5=(x﹣2)2﹣9,
∴当点D在抛物线顶点处或对称轴左侧时,新函数的最小值为﹣9,不符合题意;
当点D在抛物线对称轴右侧时,新函数的最小值有可能大于﹣8,
令y=﹣8,即x2﹣4x﹣5=﹣8,
解得:x1=1(不合题意,舍去),x2=3,
∴抛物线经过点(3,﹣8),
当直线y=kx﹣5(k<0)经过点(3,﹣8)时,可求得k=﹣1,
由图象可知,当﹣1<k<0时新函数的最小值大于﹣8.
点评: 此题属于二次函数综合题,涉及的知识有:待定系数法确定函数解析式,坐标与图形性质,抛物线与x轴的交点,以及二次函数的图象与性质,熟练掌握二次函数的图象与性质是解本题的关键.
24.将线段AB绕点A逆时针旋转60°得到线段AC,继续旋转α(0°<α<120°)得到线段AD,连接CD.
(1)连接BD,
①如图1,若α=80°,则∠BDC的度数为 30° ;
②在第二次旋转过程中,请探究∠BDC的大小是否改变.若不变,求出∠BDC的度数;若改变,请说明理由.
(2)如图2,以AB为斜边作直角三角形ABE,使得∠B=∠ACD,连接CE,DE.若∠CED=90°,求α的值.
考点: 几何变换综合题.
分析: (1)①根据图形旋转的性质可知AB=AC=AD,再由圆周角定理即可得出结论;
②不变,证明过程同①;
(2)过点AM⊥CD于点M,连接EM,先根据AAS定理得出△AEB≌△AMC,故可得出AE=AM,∠BAE=∠CAM,所以△AEM是等边三角形.根据AC=AD,AM⊥CD可知CM=DM.故可得出点A、C、D在以M为圆心,MC为半径的圆上.由圆周角定理可得出结论.
解答: 解:(1)①∵线段AC,AD由AB旋转而成,
∴AB=AC=AD.
∴点B、C、D在以A为圆心,AB为半径的圆上.
∴∠BDC=∠BAC=30°.
故答案为:30°.
②不改变,∠BDC的度数为30°.
方法一:
由题意知,AB=AC=AD.
∴点B、C、D在以A为圆心,AB为半径的圆上.
∴∠BDC=∠BAC=30°.
方法二:
由题意知,AB=AC=AD.
∵AC=AD,∠CAD=α,
∴∠ADC=∠C==90°﹣α.
∵AB=AD,∠BAD=60°+α,
∴∠ADB=∠B===60°﹣α.
∴∠BDC=∠ADC﹣∠ADB=(90°﹣α)﹣(60°﹣α)=30°.
(2)过点AM⊥CD于点M,连接EM.
∵∠AMD=90°,
∴∠AMC=90°.
在△AEB与△AMC中,
,
∴△AEB≌△AMC(AAS).
∴AE=AM,∠BAE=∠CAM.
∴∠EAM=∠EAC+∠CAM=∠EAC+∠BAE=∠BAC=60°.
∴△AEM是等边三角形.
∴EM=AM=AE.
∵AC=AD,AM⊥CD,
∴CM=DM.
又∵∠DEC=90°,
∴EM=CM=DM.
∴AM=CM=DM.
∴点A、C、D在以M为圆心,MC为半径的圆上.
∴α=∠CAD=90°.
点评: 本题考查的是几何变换综合题,涉及到图形旋转的性质、等边三角形的性质及圆周角定理,难度适中.
25.如图,在平面直角坐标系xOy中,点P(a,b)在第一象限.以P为圆心的圆经过原点,与y轴的另一个交点为A.点Q是线段OA上的点(不与O,A重合),过点Q作PQ的垂线交⊙P于点B(m,n),其中m≥0.
(1)若b=5,则点A坐标是 (0,10) ;
(2)在(1)的条件下,若OQ=8,求线段BQ的长;
(3)若点P在函数y=x2(x>0)的图象上,且△BQP是等腰三角形.
①直接写出实数a的取值范围: a≥1 ;
②在,,这三个数中,线段PQ的长度可以为 ,并求出此时点B的坐标.
考点: 圆的综合题.
分析: (1)过点P作PH⊥OA于点H,由垂径定理可求出OA的长,进而可求出A的坐标;
(2)连接BP、OP,由已知条件易求QH,在Rt△QHP中,由勾股定理可得:PQ2=QH2+PH2=9+PH2,在RtPHO中,由勾股定理可得:PO2=OH2+PH2=25+PH2=BP2,
进而在RtBQP中,BQ2=BP2﹣PQ2=(25+PH2)﹣(9+PH2)=16.所以BQ=4;
(3)①把P点的坐标代入抛物线解析式可得到b=a2,进而可求出a≥1;②在,,这三个数中,线段PQ的长度可以为,作BM⊥y轴于点M,首先求出a=2,再求出MQ=PH=2,利用勾股定理可求出MB=QH==.所以可得:B1(,6+),若点Q在OH上,再由抛物线对称性可得B2(,2﹣)综上,当PQ=时,B点坐标为(,6+)或(,2﹣).
解答: 解:(1)过点P作PH⊥OA于点H,
∴OA=2OH,
∵b=5,
∴OH=5,
∴OA=10,
∴点A坐标是(0,10).
故答案为:(0,10).
(2)连接BP、OP.
∵b=5,PH⊥OA,
∴OH=AH=5.
∵OQ=8,
∴QH=OQ﹣OH=3.
在Rt△QHP中,PQ2=QH2+PH2=9+PH2,
在RtPHO中,PO2=OH2+PH2=25+PH2=BP2,
在RtBQP中,BQ2=BP2﹣PQ2=(25+PH2)﹣(9+PH2)=16.
∴BQ=4.
(3)①∵点P在函数y=x2(x>0)的图象上,
∴b=a2,
∴a≥1,
故答案为:a≥1;
②在,,这三个数中,线段PQ的长度可以为,
理由如下:
∵△BQP是等腰直角三角形,PQ=,
∴半径BP=2.
又∵P(a,a2),
∴OP2=a2+a4=(2)2.
即a4+a2﹣20=0.
解得a=±2.
∵a>0
∴a=2.
∴P(2,4).
如图,作BM⊥y轴于点M,则△QBM≌△PQH.
∴MQ=PH=2,
∴MB=QH==.
∴B1(,6+).
若点Q在OH上,由对称性可得B2(,2﹣)
综上,当PQ=时,B点坐标为(,6+)或(,2﹣).
点评: 本题着重考查了待定系数法求二次函数解析式、勾股定理的运用,三角形全等、探究等腰三角形的构成情况等重要知识点,综合性强,能力要求极高.考查学生分类讨论,数形结合的数学思想方法.
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