山西省忻州市五台县2022-2023学年九年级上学期期中考试数学试卷(含答案)
展开2022-2023学年山西省忻州市五台县九年级(上)期中数学试卷
一、单项选择题(共10个小题,每小题3分,共30分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求)
1.2022年第19届亚运会在杭州举行,吉祥物为智能小伙伴“江南忆”组合,其中吉祥物“宸宸”深受网民喜爱,结合你所学知识,从下列四个选项中选出能够和“宸宸”(如图)的图片成中心对称的是( )
A. B.
C. D.
2.已知一元二次方程x2+x+1=0,下列判断正确( )
A.该方程有两个不相等的实数根
B.该方程有两个相等的实数根
C.该方程无实数根
D.该方程根的情况无法确定
3.对于抛物线y=﹣2(x﹣1)2+3,下列判断正确的是( )
A.顶点(﹣1,3)
B.抛物线向左平移3个单位长度后得到y=﹣2(x﹣2)2+3
C.抛物线与y轴的交点是(0,1)
D.当x>1时,y随x的增大而增大
4.如图所示,在⊙O中,∠BAC=25°,∠CED=30°,则∠BOD的度数是( )
A.55° B.110° C.125° D.150°
5.将一个容积为600cm3的长方体包装盒剪开、铺平,纸样如图所示,根据题意,列出关于x的方程为( )
A.15(1﹣x)=136.7 B.30(30﹣2x)•x=600
C.15(15﹣x)•x=600 D.x(15﹣x)•x=600
6.如表中列出的是一个二次函数的自变量x与函数y的几组对应值.下列各选项中,正确的是( )
x
…
﹣2
0
1
3
…
y
…
﹣6
4
6
4
…
A.函数的图象开口向上
B.函数的图象与x轴无交点
C.函数的最大值大于6
D.当﹣1≤x≤2时,对应函数y的取值范围是3≤y≤6
7.筒车是我国古代发明的一种水利灌溉工具,明朝科学家徐光启在《农政全书》中用图画描绘了筒车的工作原理,如图1.筒车盛水桶的运行轨道是以轴心O为圆心的圆,如图2.已知圆心O在水面上方,且⊙O被水面截得的弦AB长为6米,⊙O半径长为4米.若点C为运行轨道的最低点,则点C到弦AB所在直线的距离是( )
A.1米 B.(4﹣)米 C.2米 D.(4+)米
8.如图,在△ABC中,∠A=52°,在平面内将△ABC绕点C旋转到△A'B'C位置,若A'B'⊥BC,则∠B的度数是( )
A.10° B.12° C.14° D.16°
9.如图,已知等腰△ABC,AB=BC,以AB为直径的圆交AC于点D,过点D的⊙O的切线交BC于点E,若CD=4,CE=8,则⊙O的半径是( )
A. B.5 C.6 D.
10.已知⊙O的直径CD=10cm,AB是⊙O的弦,AB⊥CD,垂足为M,且AB=8cm,则AC的长为( )
A.2cm B.4cm C.2cm或4cm D.2cm或4cm
二、填空题(共5个小题,每小题3分,共15分)
11.已知一个二次函数的图象开口向上,顶点坐标为(0,﹣5),那么这个二次函数的解析式可以是 (只需写一个).
12.将方程x2﹣mx+8=0用配方法化为(x﹣3)2=n,则m+n的值是 .
13.⊙O的半径为5cm,点O到直线AB的距离为d,当d= 时,AB与⊙O相切.
14.如图,请说出甲树是怎样由乙树变换得到的: .
15.如图,观察图中的尺规作图痕迹,若∠FMO=50°,则∠FOE的度数为 .
三、解答题(共8个小题,共75分,解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)
16.(8分)关于x的一元二次方程ax2+bx+1=0.
(1)当b=a+2时,利用根的判别式判断方程根的情况;
(2)若方程有两个相等的实数根,写出一组满足条件的a,b的值,并求此时方程的根.
17.(8分)如图,AB是⊙O的直径,点P是AB上一点,且点P是弦CD的中点.
(1)依题意画出弦CD;(尺规作图不写作法,保留作图痕迹)
(2)若AP=4,CD=16,求⊙O的半径.
18.(6分)△ABC在平面直角坐标系中的位置如图所示,其中每个小正方形的边长为1个单位长度.按要求作图:
(1)画出△ABC关于原点O的中心对称图形△A1B1C1.
(2)将△ABC绕点A逆时针旋转90°得到△A2B2C2,则B2的坐标为 .
(3)求△A2B2C2面积.
19.(8分)已知,如图,AB是⊙O的直径,AD平分∠BAC交⊙O于点D,过点D的切线交AC的延长线于E.求证:DE⊥AE.
20.(8分)如图,抛物线的顶点为C(1,4),交x轴于点A,B(﹣1,0)两点,交y轴于点D.
(1)求抛物线的解析式,并直接写出点D的坐标;
(2)判断△ACD的形状,并求出△ACD的面积.
21.(12分)数学探究课上老师出了这样一道题:“如图,等边△ABC中有一点P,且PA=3,PB=4,PC=5,试求∠APB的度数.”小明和小军探讨时发现了一种求∠APB度数的方法,下面是这种方法的一部分思路,请按照下列思路要求画图或判断.
(1)在图中画出△APC绕点A顺时旋转60°后的△AP1B,并判断△AP1P的形状是 ;
(2)试判断△BP1P的形状,并说明理由;
(3)由(1)、(2)两问可知:∠APB .
22.(12分)已知直线l与⊙O,AB是⊙O的直径,AD⊥l于点D.
(1)如图①,当直线l与⊙O相切于点C时,求证:AC平分∠DAB;
(2)如图②,当直线l与⊙O相交于点E,F时,求证:∠DAE=∠BAF.
23.(13分)综合与探究
抛物线y=ax2﹣a(a>0)与x轴交于A、B两点(A点在B点左边),与y轴交于C点,已知OC=2OA.
(1)求A、B两点的坐标;
(2)求抛物线的解析式;
(3)在抛物线上是否存在一点P,使△PAC的内心在x轴上?若存在,求出P点坐标;若不存在,请说明理由.
2022-2023学年山西省忻州市五台县九年级(上)期中数学试卷
(参考答案与详解)
一、单项选择题(共10个小题,每小题3分,共30分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求)
1.2022年第19届亚运会在杭州举行,吉祥物为智能小伙伴“江南忆”组合,其中吉祥物“宸宸”深受网民喜爱,结合你所学知识,从下列四个选项中选出能够和“宸宸”(如图)的图片成中心对称的是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据中心对称图形的概念求解即可.
【解答】解:A、不是中心对称图形,故此选不符合题意;
B、不是中心对称图形,故此选不符合题意;
C、不是中心对称图形,故此选不符合题意;
D、是中心对称图形,故此选符合题意.
故选:D.
2.已知一元二次方程x2+x+1=0,下列判断正确( )
A.该方程有两个不相等的实数根
B.该方程有两个相等的实数根
C.该方程无实数根
D.该方程根的情况无法确定
【分析】把a=1,b=1,c=1代入判别式Δ=b2﹣4ac进行计算,然后根据计算结果判断方程根的情况.
【解答】解:在方程x2+x+1=0中,a=1,b=1,c=1,
∴Δ=12﹣4×1×1=﹣3<0,
∴方程x2+x+1=0没有实数根.
故选:C.
3.对于抛物线y=﹣2(x﹣1)2+3,下列判断正确的是( )
A.顶点(﹣1,3)
B.抛物线向左平移3个单位长度后得到y=﹣2(x﹣2)2+3
C.抛物线与y轴的交点是(0,1)
D.当x>1时,y随x的增大而增大
【分析】根据二次函数解析式结合二次函数的性质以及平移的规律,即可得出结论.
【解答】解:A、∵y=﹣2(x﹣1)2+3,
∴抛物线的顶点(1,3),故错误,本选项不符合题意,
B、抛物线向左平移3个单位长度后得到y=﹣2(x﹣1+3)2+3,y=﹣2(x+2)2+3,故错误,即本选项不符合题意,
C、当x=0时,y=1,抛物线与y轴的交点是(0,1),故正确,本选项符合题意,
D、∵y=﹣2(x﹣1)2+3,
∴开口向下,对称轴为直线x=1,
∴当x>1时,y随x的增大而减小,故错误,本选项不符合题意,
故选:C.
4.如图所示,在⊙O中,∠BAC=25°,∠CED=30°,则∠BOD的度数是( )
A.55° B.110° C.125° D.150°
【分析】首先连接BE,由圆周角定理即可得∠BEC的度数,继而求得∠BED的度数,然后由圆周角定理,求得∠BOD的度数.
【解答】解:连接BE,
∵∠BEC=∠BAC=25°,∠CED=30°,
∴∠BED=∠BEC+∠CED=55°,
∴∠BOD=2∠BED=110°.
故选:B.
5.将一个容积为600cm3的长方体包装盒剪开、铺平,纸样如图所示,根据题意,列出关于x的方程为( )
A.15(1﹣x)=136.7 B.30(30﹣2x)•x=600
C.15(15﹣x)•x=600 D.x(15﹣x)•x=600
【分析】根据题意表示出长方体的长与宽,进而表示出长方体的体积即可.
【解答】解:由题意可得:长方体的长为:15,宽为:(30﹣2x)÷2=15﹣x,
则根据题意,列出关于x的方程为:15(15﹣x)•x=600.
故选:C.
6.如表中列出的是一个二次函数的自变量x与函数y的几组对应值.下列各选项中,正确的是( )
x
…
﹣2
0
1
3
…
y
…
﹣6
4
6
4
…
A.函数的图象开口向上
B.函数的图象与x轴无交点
C.函数的最大值大于6
D.当﹣1≤x≤2时,对应函数y的取值范围是3≤y≤6
【分析】由表格中的几组数求得二次函数的解析式,然后通过函数的性质得到结果.
【解答】解:设二次函数的解析式为y=ax2+bx+c,
由题意知,
解得,
∴二次函数的解析式为y=﹣x2+3x+4=﹣(x﹣4)(x+1)=﹣(x﹣)2+,
A.函数的图象开口向下,故本选项不合题意;
B.函数的与x轴的交点为(4,0)和(﹣1,0),故本选项不合题意;
C.当x=时,函数有最大值为,故本选项不合题意;
D.当﹣1≤x≤2时,对应函数y的取值范围是3≤y≤6,故D选项符合题意.
故选:D.
7.筒车是我国古代发明的一种水利灌溉工具,明朝科学家徐光启在《农政全书》中用图画描绘了筒车的工作原理,如图1.筒车盛水桶的运行轨道是以轴心O为圆心的圆,如图2.已知圆心O在水面上方,且⊙O被水面截得的弦AB长为6米,⊙O半径长为4米.若点C为运行轨道的最低点,则点C到弦AB所在直线的距离是( )
A.1米 B.(4﹣)米 C.2米 D.(4+)米
【分析】连接OC交AB于D,连接OA,根据垂径定理得到AD=AB,根据勾股定理求出OD,结合图形计算,得到答案.
【解答】解:连接OC交AB于D,连接OA,
∵点C为运行轨道的最低点,
∴OC⊥AB,
∴AD=AB=3(米),
在Rt△OAD中,OD===(米),
∴点C到弦AB所在直线的距离CD=OC﹣OD=(4﹣)米,
故选:B.
8.如图,在△ABC中,∠A=52°,在平面内将△ABC绕点C旋转到△A'B'C位置,若A'B'⊥BC,则∠B的度数是( )
A.10° B.12° C.14° D.16°
【分析】A'B'⊥BC,垂足为O点,如图,先根据旋转的性质得到∠A=∠CA′B′=52°,CA=CA′,则利用等腰三角形的性质得到∠CA′A=∠A=52°,则根据平角的定义计算出∠B′A′B=76°,然后利用互余计算出∠B的度数.
【解答】解:A'B'⊥BC,垂足为O点,如图,
∵△ABC绕点C旋转到△A'B'C位置,
∴∠A=∠CA′B′=52°,CA=CA′,
∵CA=CA′,
∴∠CA′A=∠A=52°,
∴∠B′A′B=180°﹣∠CA′A﹣∠CA′B′=180°﹣52°﹣52°=76°,
∵A'B'⊥BC,
∴∠A′OB=90°,
∴∠B=90°﹣∠B′A′B=90°﹣76°=14°.
故选:C.
9.如图,已知等腰△ABC,AB=BC,以AB为直径的圆交AC于点D,过点D的⊙O的切线交BC于点E,若CD=4,CE=8,则⊙O的半径是( )
A. B.5 C.6 D.
【分析】由题意可得DE⊥EC,由勾股定理可得DE=4,根据锐角三角函数可求DB的长,再根据勾股定理可求AB的长,即可求⊙O的半径.
【解答】解:如图,连接OD,BD,
∵DE是切线,
∴OD⊥DE,
∵AB是直径,
∴∠ADB=90,且AB=BC,
∴AD=CD=4,且AO=OB,
∴DO∥BC,且DE⊥OD,
∴DE⊥EC,
∴DE===4,
∵tanC=,
∴BD=2,
∴AB==10,
∴OA=5
故选:B.
10.已知⊙O的直径CD=10cm,AB是⊙O的弦,AB⊥CD,垂足为M,且AB=8cm,则AC的长为( )
A.2cm B.4cm C.2cm或4cm D.2cm或4cm
【分析】分两种情况,根据题意画出图形,先根据垂径定理求出AM的长,连接OA,由勾股定理求出OM的长,进而可得出结论.
【解答】解:连接AC,AO,
∵⊙O的直径CD=10cm,AB⊥CD,AB=8cm,
∴AM=AB=×8=4(cm),OD=OC=5(cm),
当C点位置如图1所示时,
∵OA=5cm,AM=4cm,CD⊥AB,
∴OM===3(cm),
∴CM=OC+OM=5+3=8(cm),
∴AC===4(cm);
当C点位置如图2所示时,
同理可得:OM=3cm,
∵OC=5cm,
∴MC=5﹣3=2(cm),
在Rt△AMC中,AC===2(cm);
综上所述,AC的长为4cm或2cm,
故选:C.
二、填空题(共5个小题,每小题3分,共15分)
11.已知一个二次函数的图象开口向上,顶点坐标为(0,﹣5),那么这个二次函数的解析式可以是 y=2x2﹣5(答案不唯一) (只需写一个).
【分析】根据顶点坐标知其解析式满足y=ax2﹣1,由开口向上知a>0,据此写出一个即可.
【解答】解:∵抛物线的顶点坐标为(0,﹣5),
∴该抛武线的解析式为y=ax2﹣5,
又∵二次函数的图象开口向上,
∴a>0,
∴这个二次函数的解析式可以是y=2x2﹣5,
故答案为:y=2x2﹣5(答案不唯一).
12.将方程x2﹣mx+8=0用配方法化为(x﹣3)2=n,则m+n的值是 ﹣5 .
【分析】把(x﹣3)2=n化成一般式,然后根据题意即可得到m和n的值,从而可以求得m+n的值.
【解答】解:∵(x﹣3)2=n,
∴x2﹣6x+9﹣n=0,
∴m=﹣6,9﹣n=8,
∴n=1,
∴m+n=﹣6+1=﹣5,
故答案为:﹣5.
13.⊙O的半径为5cm,点O到直线AB的距离为d,当d= 5cm 时,AB与⊙O相切.
【分析】设圆O的半径是R,点O到直线AB的距离是d,当d=R时,直线与圆相切;当d<R时,直线与圆相交;当d>R时,直线与圆相离;根据以上结论判断即可.
【解答】解:∵⊙O的半径为5cm,
∴点O到直线AB的距离为5cm时,直线AB与⊙O的位置关系是相切,
故答案为:5cm.
14.如图,请说出甲树是怎样由乙树变换得到的: 先以直线l为对称轴作轴对称变换,再把所得的像绕点A顺时针旋转70度 .
【分析】由图易知A,B关于直线l对称,那么可先以直线l为对称轴作轴对称变换,得到与地面垂直的图形,最后的图形与地面的夹角是20°,所以应把所得的图象绕点A顺时针旋转70度.
【解答】解:甲树是这样由乙树变换得到的:先以直线l为对称轴作轴对称变换,再把所得的像绕点A顺时针旋转70度.
15.如图,观察图中的尺规作图痕迹,若∠FMO=50°,则∠FOE的度数为 20° .
【分析】弦的垂直平分线经过圆心,并且平分弦所对的两条弧,根据垂径定理即可得到∠MOE=∠BOE=∠AOB,进而得出∠FOE的度数.
【解答】解:由作图痕迹可知,PQ垂直平分FM,
∴点E是的中点,
∴,
∴∠MOE=∠BOE=∠AOB,
又∵∠FMO=50°,∠OFM=90°,
∴∠AOB=40°,
∴∠FOE=20°,
故答案为:20°.
三、解答题(共8个小题,共75分,解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)
16.(8分)关于x的一元二次方程ax2+bx+1=0.
(1)当b=a+2时,利用根的判别式判断方程根的情况;
(2)若方程有两个相等的实数根,写出一组满足条件的a,b的值,并求此时方程的根.
【分析】(1)计算根的判别式的值得到Δ=a2+4,则可判断Δ>0,然后根据根的判别式的意义判断方程根的情况;
(2)利用方程有两个相等的实数根得到Δ=b2﹣4a=0,设b=2,a=1,方程变形为x2+2x+1=0,然后解方程即可.
【解答】解:(1)根据题意得a≠0,
∵Δ=b2﹣4a=(a+2)2﹣4a=a2+4a+4﹣4a=a2+4,
而a2>0,
∴Δ>0,
∴方程有两个不相等的实数根;
(2)∵方程有两个相等的实数根,
∴Δ=b2﹣4a=0,
若b=2,a=1,则方程变形为x2+2x+1=0,解得x1=x2=﹣1.
17.(8分)如图,AB是⊙O的直径,点P是AB上一点,且点P是弦CD的中点.
(1)依题意画出弦CD;(尺规作图不写作法,保留作图痕迹)
(2)若AP=4,CD=16,求⊙O的半径.
【分析】(1)过点P作AB的垂线即可;
(2)设⊙O的半径为r,在Rt△OPD中,利用勾股定理构建方程即可解决问题.
【解答】解:(1)画出弦CD,如图.
(2)如图,连接OD,
∵OA⊥CD于点P,AB是⊙O的直径,
∴∠OPD=90°,PD=CD,
∵CD=16,
∴PD=8.
设⊙O的半径为r,则OD=r,OP=OA﹣AP=r﹣4,
在Rt△ODP中,∠OPD=90°,
∴OD2=OP2+PD2,
即r2=(r﹣4)2+82,
解得r=10,
即⊙O的半径为10.
18.(6分)△ABC在平面直角坐标系中的位置如图所示,其中每个小正方形的边长为1个单位长度.按要求作图:
(1)画出△ABC关于原点O的中心对称图形△A1B1C1.
(2)将△ABC绕点A逆时针旋转90°得到△A2B2C2,则B2的坐标为 (﹣2,0) .
(3)求△A2B2C2面积.
【分析】(1)利用平移变换的性质分别作出A,B,C的对应点A1,B1,C1即可;
(2)利用旋转变换的性质分别作出B,C的对应B2,C2即可;
(3)把三角形的面积看成矩形的面积减去周围的三个三角形面积即可.
【解答】解:(1)如图,△A1B1C1即为所求;
(2)如图,△A2B2C2即为所求,B2的坐标为为(﹣2,0).
故答案为:(﹣2,0);
(3)=3×3﹣×1×2﹣×1×3﹣×2×3=.
19.(8分)已知,如图,AB是⊙O的直径,AD平分∠BAC交⊙O于点D,过点D的切线交AC的延长线于E.求证:DE⊥AE.
【分析】由切线的性质可知∠ODE=90°,纵坐标OD∥AE即可解决问题;
【解答】证明:连接OD.
∵DE是⊙O的切线,
∴OD⊥DE,
∴∠ODE=90°,
∵OA=OD,
∴∠OAD=∠ODA,
∵AD平分∠BAC,
∴∠CAD=∠DAB,
∴∠CAB=∠ADO,
∴OD∥AE,
∴∠E+∠ODE=180°,
∴∠E=90°,
∴DE⊥AE.
20.(8分)如图,抛物线的顶点为C(1,4),交x轴于点A,B(﹣1,0)两点,交y轴于点D.
(1)求抛物线的解析式,并直接写出点D的坐标;
(2)判断△ACD的形状,并求出△ACD的面积.
【分析】(1)由顶点坐标和A点坐标,可求得抛物线的解析式,容易求出B、D的坐标;
(2)根据点的坐标,利用勾股定理可求得AD、AC、CD的长,可判断△ACD的形状,并根据直角三角形面积公式求面积.
【解答】解:(1)∵抛物线的顶点坐标为(1,4),
∴可设抛物线解析式为y=a(x﹣1)2+4,
∵与x轴交于点B(﹣1,0),
∴0=4a+4,
解得a=﹣1,
∴抛物线解析式为y=﹣(x﹣1)2+4=﹣x2+2x+3,
令x=0,可得y=3,
∴D点坐标为(0,3);
(2)令y=0,可得﹣x2+2x+3=0,
解得x=﹣1或x=3,
∴A点坐标为(3,0),
∵A(3,0),D(0,3),C(1,4),
∴AD==3,CD==,AC==2,
∴AD2+CD2=(3)2+()2=20=(2)2=AC2,
∴△ACD是以AC为斜边的直角三角形,
∴S△ACD=AD•CD=×3×=3.
21.(12分)数学探究课上老师出了这样一道题:“如图,等边△ABC中有一点P,且PA=3,PB=4,PC=5,试求∠APB的度数.”小明和小军探讨时发现了一种求∠APB度数的方法,下面是这种方法的一部分思路,请按照下列思路要求画图或判断.
(1)在图中画出△APC绕点A顺时旋转60°后的△AP1B,并判断△AP1P的形状是 等边三角形 ;
(2)试判断△BP1P的形状,并说明理由;
(3)由(1)、(2)两问可知:∠APB 150° .
【分析】(1)先画图,再利用旋转的性质得到AP=AP1,∠PAP1=60°,则可判断△AP1P为等边三角形;
(2)根据旋转的性质得到BP1=CP=5,再利用△AP1P为等边三角形得到P1P=AP=3,然后利用勾股定理得逆定理可证明△BP1P为直角三角形.
(3)利用△AP1P为等边三角形得到∠APP1=60°,再利用△BP1P为直角三角形得到∠BPP1=90°,从而得到∠APB=150°.
【解答】解:(1)如图,△AP1B为所作;
∵△APC绕点A顺时旋转60°后的△AP1B,
∴AP=AP1,∠PAP1=60°,
∴△AP1P为等边三角形;
故答案为:等边三角形;
(2)△BP1P为直角三角形.
理由如下:
∵△APC绕点A顺时旋转60°后的△AP1B,
∴BP1=CP=5,
∵△AP1P为等边三角形,
∴P1P=AP=3,
在△BP1P中,∵P1P=3,PB=4,BP1=5,
∴P1P2+PB2=BP12,
∴△BP1P为直角三角形.
(3)∵△AP1P为等边三角形,
∴∠APP1=60°,
∵△BP1P为直角三角形.
∴∠BPP1=90°,
∴∠APB=60°+90°=150°.
故答案为:150°.
22.(12分)已知直线l与⊙O,AB是⊙O的直径,AD⊥l于点D.
(1)如图①,当直线l与⊙O相切于点C时,求证:AC平分∠DAB;
(2)如图②,当直线l与⊙O相交于点E,F时,求证:∠DAE=∠BAF.
【分析】(1)连接OC,易得OC∥AD,根据平行线的性质就可以得到∠DAC=∠ACO,再根据OA=OC得到∠ACO=∠CAO,就可以证出结论;
(2)如图②,连接BF,由AB是⊙O的直径,根据直径所对的圆周角是直角,可得∠AFB=90°,由三角形外角的性质,可求得∠AEF的度数,又由圆的内接四边形的性质,继而证得结论.
【解答】解:(1)连接OC,
∵直线l与⊙O相切于点C,
∴OC⊥CD;
又∵AD⊥CD,
∴AD∥OC,
∴∠DAC=∠ACO;
又∵OA=OC,
∴∠ACO=∠CAO,
∴∠DAC=∠CAO,
即AC平分∠DAB;
(2)如图②,连接BF,
∵AB是⊙O的直径,
∴∠AFB=90°,
∴∠BAF=90°﹣∠B,
∴∠AEF=∠ADE+∠DAE,
在⊙O中,四边形ABFE是圆的内接四边形,
∴∠AEF+∠B=180°,
∴∠BAF=∠DAE.
23.(13分)综合与探究
抛物线y=ax2﹣a(a>0)与x轴交于A、B两点(A点在B点左边),与y轴交于C点,已知OC=2OA.
(1)求A、B两点的坐标;
(2)求抛物线的解析式;
(3)在抛物线上是否存在一点P,使△PAC的内心在x轴上?若存在,求出P点坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)令y=0可得ax2﹣a=0,解之可得;
(2)根据OA=1,OC=2OA得C(0,﹣2),可得a的值,即可得抛物线解析式;
(3)假设存在点P,使△PAC三个内角的角平分线的交点在x轴上,则此时x轴就是∠PAC的角平分线,从而得知点C(0,﹣2)的对称点C′(0,2)在直线AP上,待定系数法可得直线AP的解析式,由直线AP的解析式和抛物线解析式可得点P的坐标.
【解答】解:(1)根据题意知,y=0,即ax2﹣a=0,
∴a(x+1)(x﹣1)=0,
解得:x=﹣1或x=1,
∴A(﹣1,0),B(1,0);
(2)∵A(﹣1,0),
∴OA=1,
∴OC=2OA=2,
∴C(0,﹣2),
代入抛物线y=ax2﹣a(a>0)得:﹣a=﹣2,
∴a=2,
∴抛物线解析式为y=2x2﹣2;
(3)存在,
假设存在点P,使△PAC三个内角的角平分线的交点在x轴上,则此时x轴就是∠PAC的角平分线.
∴C点关于x轴的对称点必在直线PA上.设为C',
∵C(0.﹣2),
∴C'(0,2),
∴直线AP过A(﹣1,0)C'(0,2),
设直线AP的解析式为y=kx+2,
∴﹣k+2=0,解得k=2,
∴直线AP的解析式为y=2x+2,
∵直线AP与二次函数y=2x2﹣2相交于P点,
∴2x+2=2x2﹣2,
解得:x=2或﹣1,
当x=2时,y=6,
当x=﹣1时,y=0,即为点A,
∴存在一点P,使△PAC三个内角的角平分线的交点在x轴上,且点P的坐标为(2,6).
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