2021-2022学年湖北省武汉市部分学校九年级(上)期末数学试卷(元月调考)
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一、选择题(共10小题,每小题3分,共30分)
1.(3分)下列图形中,不是中心对称图形的是( )
A. B. C. D.
2.(3分)有两个事件,事件(1):购买1张福利彩票,中奖;事件(2):掷一枚六个面的点数分别为1,2,3,4,5,6的骰子,向上一面的点数不大于6.下列判断正确的是( )
A.(1)(2)都是随机事件
B.(1)(2)都是必然事件
C.(1)是必然事件,(2)是随机事件
D.(1)是随机事件,(2)是必然事件
3.(3分)已知⊙O的半径等于5,圆心O到直线l的距离为6,那么直线l与⊙O的公共点的个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.无法确定
4.(3分)解一元二次方程x2﹣6x﹣4=0,配方后正确的是( )
A.(x+3)2=13 B.(x﹣3)2=5 C.(x﹣3)2=4 D.(x﹣3)2=13
5.(3分)在平面直角坐标系中,将抛物线y=x2向上平移一个单位长度,再向右平移一个单位长度,得到的抛物线解析式是( )
A.y=(x﹣1)2﹣1 B.y=(x﹣1)2+1 C.y=(x+1)2﹣1 D.y=(x+1)2+1
6.(3分)已知一元二次方程x2﹣4x﹣1=0的两根分别为m,n,则m+n﹣mn的值是( )
A.5 B.3 C.﹣3 D.﹣4
7.(3分)抛掷一枚质地均匀的硬币三次,恰有两次正面向上的概率是( )
A. B. C. D.
8.(3分)已知二次函数y=ax2﹣2ax+1(a为常数,且a>0)的图象上有三点A(﹣2,y1),B(1,y2),C(3,y3),则y1,y2,y3的大小关系是( )
A.y1<y2<y3 B.y1<y3<y2 C.y2<y1<y3 D.y2<y3<y1
9.(3分)在设计人体雕像时,使雕像上部(腰部以上)与下部(腰部以下)的高度比,等于下部与全部的高度比,可以增加视觉美感.如图,按此比例设计一座高度为2m的雷锋雕像,那么该雕像的下部设计高度约是( )
(参考数据:≈1.414,≈1.732,≈2.236)
A.0.76m B.1.24m C.1.36m D.1.42m
10.(3分)如图是一个含有3个正方形的相框,其中∠BCD=∠DEF=90°,AB=2,CD=3,EF=5,将它镶嵌在一个圆形的金属框上,使A,G,H三点刚好在金属框上,则该金属框的半径是( )
A. B. C. D.
二、填空题(共6小题,每小题3分,共18分)
11.(3分)在平面直角坐标系中,点(3,﹣2)关于原点的对称点的坐标是: .
12.(3分)如图是由9个小正方形组成的图案,从图中随机取一点,这点在阴影部分的概率是 .
13.(3分)如图,PM,PN分别与⊙O相切于A,B两点,C为⊙O上异于A,B的一点,连接AC,BC.若∠P=58°,则∠ACB的大小是 .
14.(3分)“降次”是解一元二次方程的基本思想,用这种思想解高次方程x3﹣x=0,它的解是 .
15.(3分)如图,已知圆锥的母线AB长为40cm,底面半径OB长为10cm,若将绳子一端固定在点B,绕圆锥侧面一周,另一端与点B重合,则这根绳子的最短长度是 .
16.(3分)下列关于二次函数y=x2﹣2mx+2m﹣3(m为常数)的结论:
①该函数的图象与x轴总有两个公共点;
②若x>1时,y随x的增大而增大,则m=1;
③无论m为何值,该函数的图象必经过一个定点;
④该函数图象的顶点一定不在直线y=﹣2的上方.
其中正确的是 (填写序号).
三、解答题(共8小题,共72分)
17.(8分)若关于x的一元二次方程x2+bx﹣2=0有一个根是x=2,求b的值及方程的另一个根.
18.(8分)如图,将△ABC绕点A逆时针旋转得到△ADE,点D在BC上,已知∠B=70°,求∠CDE的大小.
19.(8分)一个不透明的口袋中有三个完全相同的小球,把它们分别标号为1,2,3.甲从口袋中随机摸取一个小球,记下标号m,然后放回,再由乙从口袋中随机摸取一个小球,记下标号n,组成一个数对(m,n).
(1)用列表法或画树状图法,写出(m,n)所有可能出现的结果;
(2)甲、乙两人玩游戏,规则如下:按上述要求,两人各摸取一个小球,小球上标号之和为奇数则甲赢,小球上标号之和为偶数则乙赢.你认为这个游戏规则公平吗?请说明理由.
20.(8分)如图,A,P,B,C是⊙O上的四个点,∠APC=∠CPB=60°.
(1)判断△ABC的形状,并证明你的结论.
(2)证明:PA+PB=PC.
21.(8分)如图是由小正方形组成的9×7网格,每个小正方形的顶点叫做格点,A,B,C三个格点都在圆上.仅用无刻度的直尺在给定网格中完成画图,画图过程用虚线表示.
(1)画出该圆的圆心O,并画出劣弧的中点D;
(2)画出格点E,使EA为⊙O的一条切线,并画出过点E的另一条切线EF,切点为F.
22.(10分)跳绳是大家喜爱的一项体育运动,当绳子甩到最高处时,其形状视为一条抛物线.如图是小涵与小军将绳子甩到最高处时的示意图,已知两人拿绳子的手离地面的高度都为1m,并且相距4m,现以两人的站立点所在的直线为x轴,建立如图所示的平面直角坐标系,其中小涵拿绳子的手的坐标是(0,1).身高1.50m的小丽站在绳子的正下方,且距小涵拿绳子的手1m时,绳子刚好经过她的头顶.
(1)求绳子所对应的抛物线的解析式(不要求写自变量的取值范围);
(2)身高1.70m的小兵,能否站在绳子的正下方,让绳子通过他的头顶?
(3)身高1.64m的小伟,站在绳子的正下方,他距小涵拿绳子的手sm,为确保绳子通过他的头顶,请直接写出s的取值范围.
23.(10分)问题背景
如图1,在△ABC与△ADE中,若AB=AC,AD=AE,∠BAC=∠DAE,则存在一对全等三角形,请直接写出这对全等三角形.
尝试运用
如图2,在等边△ABC中,BC=12,点D在BC上,以AD为边在其右侧作等边△ADE,F是DE的中点,连接BF,若BD=4,求BF的长.
拓展创新
如图3,在等腰Rt△ABC中,∠BAC=90°,BC=12,点D在BC上,以AD为斜边在其右侧作等腰Rt△ADE,连接BE.设BD=x,BE2=y,直接写出y关于x的函数关系式(不要求写自变量的取值范围).
24.(12分)如图,抛物线y=﹣x2+x+2与x轴负半轴交于点A,与y轴交于点B.
(1)求A,B两点的坐标;
(2)如图1,点C在y轴右侧的抛物线上,且AC=BC,求点C的坐标;
(3)如图2,将△ABO绕平面内点P顺时针旋转90°后,得到△DEF(点A,B,O的对应点分别是点D,E,F),D,E两点刚好在抛物线上.
①求点F的坐标;
②直接写出点P的坐标.
2021-2022学年湖北省武汉市部分学校九年级(上)期末数学试卷(元月调考)
参考答案与试题解析
一、选择题(共10小题,每小题3分,共30分)
1.(3分)下列图形中,不是中心对称图形的是( )
A. B. C. D.
【分析】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,根据中心对称图形的概念求解.
【解答】解:选项C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A、B、D均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.
【点评】本题主要考查了中心对称图形,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.(3分)有两个事件,事件(1):购买1张福利彩票,中奖;事件(2):掷一枚六个面的点数分别为1,2,3,4,5,6的骰子,向上一面的点数不大于6.下列判断正确的是( )
A.(1)(2)都是随机事件
B.(1)(2)都是必然事件
C.(1)是必然事件,(2)是随机事件
D.(1)是随机事件,(2)是必然事件
【分析】根据随机事件,必然事件,不可能事件的特点判断即可.
【解答】解:事件(1):购买1张福利彩票,中奖,这是随机事件;
事件(2):掷一枚六个面的点数分别为1,2,3,4,5,6的骰子,向上一面的点数不大于6,这是必然事件;
故选:D.
【点评】本题考查了随机事件,熟练掌握随机事件,必然事件,不可能事件的特点是解题的关键.
3.(3分)已知⊙O的半径等于5,圆心O到直线l的距离为6,那么直线l与⊙O的公共点的个数是( )
A.0 B.1 C.2 D.无法确定
【分析】利用直线与圆的位置关系的判断方法得到直线l和⊙O相离,然后根据相离的定义对各选项进行判断.
【解答】解:∵⊙O的半径等于5,圆心O到直线l的距离为6,
即圆心O到直线l的距离大于圆的半径,
∴直线l和⊙O相离,
∴直线l与⊙O没有公共点.
故选:A.
【点评】本题考查了直线与圆的位置关系:设⊙O的半径为r,圆心O到直线l的距离为d,则当直线l和⊙O相交⇔d<r;直线l和⊙O相切⇔d=r;直线l和⊙O相离⇔d>r.
4.(3分)解一元二次方程x2﹣6x﹣4=0,配方后正确的是( )
A.(x+3)2=13 B.(x﹣3)2=5 C.(x﹣3)2=4 D.(x﹣3)2=13
【分析】先把常数项移到等号的另一边,再配方得结论.
【解答】解:方程移项,得x2﹣6x=4,
方程两边都加9,得x2﹣6x+9=13,
∴(x﹣3)2=13.
故选:D.
【点评】本题考查了一元二次方程的解法,掌握配方法的一般步骤是解决本题的关键.
5.(3分)在平面直角坐标系中,将抛物线y=x2向上平移一个单位长度,再向右平移一个单位长度,得到的抛物线解析式是( )
A.y=(x﹣1)2﹣1 B.y=(x﹣1)2+1 C.y=(x+1)2﹣1 D.y=(x+1)2+1
【分析】根据图象的平移规律,可得答案.
【解答】解:将将抛物线y=x2向上平移一个单位长度,再向右平移一个单位长度,得到的抛物线解析式是y=(x﹣1)2+1.
故选:B.
【点评】主要考查了函数图象的平移,要求熟练掌握平移的规律:左加右减,上加下减.并用规律求函数解析式.
6.(3分)已知一元二次方程x2﹣4x﹣1=0的两根分别为m,n,则m+n﹣mn的值是( )
A.5 B.3 C.﹣3 D.﹣4
【分析】先根据根与系数的关系得到m+n=4,mn=﹣1,然后利用整体代入的方法求m+n﹣mn的值.
【解答】解:根据题意得m+n=4,mn=﹣1,
所以m+n﹣mn=4﹣(﹣1)=5.
故选:A.
【点评】本题考查了根与系数的关系:若x1,x2是一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的两根时,x1+x2=﹣,x1x2=.
7.(3分)抛掷一枚质地均匀的硬币三次,恰有两次正面向上的概率是( )
A. B. C. D.
【分析】画出树状图,再根据概率公式计算即可得.
【解答】解:画树状图如下:
由树状图可知共有8种等可能结果,其中恰有两次正面向上的有3种,
所以恰有两次正面向上的概率为,
故选:C.
【点评】本题主要考查画树状图或列表法求概率,用到的知识点为:概率=所求情况数与总情况数之比.得到所求的情况数是解决本题的关键.
8.(3分)已知二次函数y=ax2﹣2ax+1(a为常数,且a>0)的图象上有三点A(﹣2,y1),B(1,y2),C(3,y3),则y1,y2,y3的大小关系是( )
A.y1<y2<y3 B.y1<y3<y2 C.y2<y1<y3 D.y2<y3<y1
【分析】分别计算出自变量为﹣2、1、3对应的函数值,根据a>0即可得到y1、y2、y3的大小关系.
【解答】解:当x=﹣2时,y1=4a+4a+1=8a+1,
当x=1时,y2=a﹣2a+1=﹣a+1,
当x=3时,y3=9a﹣6a+1=3a+1,
∵a>0,
∴8a>3a>﹣a,
∴8a+1>3a+1>﹣a+1,
∴y1>y3>y2,
故选:D.
【点评】本题考查了二次函数图象上点的坐标特征:二次函数图象上点的坐标满足其解析式.
9.(3分)在设计人体雕像时,使雕像上部(腰部以上)与下部(腰部以下)的高度比,等于下部与全部的高度比,可以增加视觉美感.如图,按此比例设计一座高度为2m的雷锋雕像,那么该雕像的下部设计高度约是( )
(参考数据:≈1.414,≈1.732,≈2.236)
A.0.76m B.1.24m C.1.36m D.1.42m
【分析】设雕像的下部高为x m,由黄金分割的定义得=,求解即可.
【解答】解:设雕像的下部高为x m,则上部长为(2﹣x)m,
∵雕像上部(腰部以上)与下部(腰部以下)的高度比,等于下部与全部的高度比,雷锋雕像为2m,
∴=,
∴x=﹣1≈1.24,
即该雕像的下部设计高度约是1.24m,
故选:B.
【点评】本题考查了黄金分割的定义,熟练掌握黄金分割的定义及黄金比值是解题的关键.
10.(3分)如图是一个含有3个正方形的相框,其中∠BCD=∠DEF=90°,AB=2,CD=3,EF=5,将它镶嵌在一个圆形的金属框上,使A,G,H三点刚好在金属框上,则该金属框的半径是( )
A. B. C. D.
【分析】连接AG,作线段AG的中垂线和线段HG的中垂线交于点O,连接OG,则点A、G、H三点刚好在以点O为圆心,OG为半径的圆上,然后由等腰直角三角形的性质求得OM的长,再结合勾股定理求得半径的长.
【解答】解:连接AG,作线段AG的中垂线和线段HG的中垂线交于点O,交HG于点K,交EF于点M,连接OG,则点A、G、H三点刚好在以点O为圆心,OG为半径的圆上,
∵∠BCD=∠DEF=90°,AB=2,CD=3,EF=5,
∴AC=2,EC=3,EG=5,
∴AG=10,
∴点E为线段AG的中点,
∵∠GEF=45°,OE⊥AG,
∴∠OEF=45°,
∴△OEM是等腰直角三角形,
∵EF=5,CD=3,
∴OK=5+=,KG=,
∴OG===.
故选:A.
【点评】本题考查了正方形的性质、等腰直角三角形的判定与性质、圆的内接三角形,解题的关键是利用勾股定理求得三个正方形的对角线的长度.
二、填空题(共6小题,每小题3分,共18分)
11.(3分)在平面直角坐标系中,点(3,﹣2)关于原点的对称点的坐标是: (﹣3,2) .
【分析】根据两个点关于原点对称时,它们的坐标符号相反可直接得到答案.
【解答】解:点(3,﹣2)关于原点的对称点的坐标是(﹣3,2),
故答案为:(﹣3,2).
【点评】此题主要考查了关于原点对称的点的坐标,关键是掌握点的坐标的变化规律.
12.(3分)如图是由9个小正方形组成的图案,从图中随机取一点,这点在阴影部分的概率是 .
【分析】根据几何概率的求法:这点在阴影部分的概率是就是阴影部分的面积与总面积的比值.
【解答】解:由题意可知:由9个小正方形组成的图案,阴影部分有5个小正方形,
所以,从图中随机取一点,这点在阴影部分的概率是.
故答案为:.
【点评】此题主要考查了几何概率问题,用到的知识点为:概率=相应的面积与总面积之比.
13.(3分)如图,PM,PN分别与⊙O相切于A,B两点,C为⊙O上异于A,B的一点,连接AC,BC.若∠P=58°,则∠ACB的大小是 61°或119° .
【分析】连接OA、OB,根据切线的性质得到OA⊥PA,OB⊥PB,进而求出∠AOB,分点C在优弧AB上、点C′在劣弧AB上两种情况,根据圆周角定理计算即可.
【解答】解:连接OA、OB,
∵PM,PN分别与⊙O相切于A,B两点,
∴OA⊥PA,OB⊥PB,
∴∠AOB=360°﹣90°﹣90°﹣58°=122°,
当点C在优弧AB上时,∠ACB=∠AOB=×122°=61°,
当点C′在劣弧AB上时,∠AC′B=180°﹣61°=119°,
故答案为:61°或119°.
【点评】本题考查的是切线的性质、圆周角定理,掌握圆的切线垂直于经过切点的半径是解题的关键.
14.(3分)“降次”是解一元二次方程的基本思想,用这种思想解高次方程x3﹣x=0,它的解是 0或﹣1或1 .
【分析】利用因式分解法求解即可.
【解答】解:x3﹣x=0,
∴x(x2﹣1)=0.
∴x(x+1)(x﹣1)=0.
∴x=0或x+1=0或x﹣1=0.
∴x1=0,x2=﹣1,x3=1.
故答案为:0或﹣1或1.
【点评】本题考查了解高次方程,掌握整式的因式分解是解决本题的关键.
15.(3分)如图,已知圆锥的母线AB长为40cm,底面半径OB长为10cm,若将绳子一端固定在点B,绕圆锥侧面一周,另一端与点B重合,则这根绳子的最短长度是 40cm .
【分析】首先求出BD的长,再利用勾股定理求出AD以及AC的长即可.
【解答】解:将圆锥沿经过点B的母线展开,连接BC′,
设圆锥侧面展开图的圆心角为n°,
圆锥底面圆周长为2×10π=20π,
∴=20π,
解得:n=90,
∵BA=AC′=40,∠BAC′=90°,
∴BC′==40,
即这根绳子的最短长度是40,
故答案为:40cm.
【点评】此题考查了圆锥的计算;得到圆锥的底面圆的周长和扇形弧长相等是解决本题的突破点.
16.(3分)下列关于二次函数y=x2﹣2mx+2m﹣3(m为常数)的结论:
①该函数的图象与x轴总有两个公共点;
②若x>1时,y随x的增大而增大,则m=1;
③无论m为何值,该函数的图象必经过一个定点;
④该函数图象的顶点一定不在直线y=﹣2的上方.
其中正确的是 ①③④ (填写序号).
【分析】根据Δ>0可以判断①;求出函数对称轴为x=m,抛物线开口向上,当x>m时y随x的增大而增大,可以判断②;把抛物线解析式化为y=x2﹣2m(x﹣1)﹣3,可以判断③;求出抛物线的顶点纵坐标﹣m2+2m﹣3+2≤0,可以判断④.
【解答】解:∵Δ=(﹣2m)2﹣4(2m﹣3)=4m2﹣8m+12=4(m﹣1)2+8>0,
∴该函数的图象与x轴总有两个公共点,
故①正确;
∵二次函数图象的对称轴为x=m,
∴当x>m时,y随x的增大而增大,
∴m≤1,
故②错误;
∵y=x2﹣2mx+2m﹣3=x2﹣2m(x﹣1)﹣3,
当x=1时,y=1﹣3=﹣2,
∴无论m为何值,该函数的图象必经过定点(1,﹣2),
故③正确;
当x=m时,y=m2﹣2m2+2m﹣3=﹣m2+2m﹣3,
∴二次函数图象的顶点为(m,﹣m2+2m﹣3),
∵﹣m2+2m﹣3+2=﹣m2+2m﹣1=﹣(m﹣1)2≤0,
∴﹣m2+2m﹣3≤﹣2,
故④正确.
故答案为:①③④.
【点评】本题考查的是抛物线与x轴的交点,主要考查函数图象上点的坐标特征,要求学生非常熟悉函数与坐标轴的交点、顶点等点坐标的求法,及这些点代表的意义及函数特征.
三、解答题(共8小题,共72分)
17.(8分)若关于x的一元二次方程x2+bx﹣2=0有一个根是x=2,求b的值及方程的另一个根.
【分析】设方程的另一个根为t,根据根与系数的关系得2+t=﹣b,2t=﹣2,然后解方程组即可.
【解答】解:设方程的另一个根为t,
根据根与系数的关系得2+t=﹣b,2t=﹣2,
解得t=﹣1,b=﹣1,
即b的值为﹣1,方程的另一个根为﹣1.
【点评】本题考查了根与系数的关系:若x1,x2是一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的两根,则x1+x2=﹣,x1x2=.
18.(8分)如图,将△ABC绕点A逆时针旋转得到△ADE,点D在BC上,已知∠B=70°,求∠CDE的大小.
【分析】由旋转的性质可得AD=AB,∠B=∠ADE=70°,由等腰三角形的性质可求∴∠ABD=∠ADB=70°,即可求解.
【解答】解:∵将△ABC绕点A逆时针旋转得到△ADE,
∴AD=AB,∠B=∠ADE=70°,
∴∠ABD=∠ADB=70°,
∴∠CDE=40°.
【点评】本题考查了旋转的性质,等腰三角形的性质,掌握旋转的性质是解题的关键.
19.(8分)一个不透明的口袋中有三个完全相同的小球,把它们分别标号为1,2,3.甲从口袋中随机摸取一个小球,记下标号m,然后放回,再由乙从口袋中随机摸取一个小球,记下标号n,组成一个数对(m,n).
(1)用列表法或画树状图法,写出(m,n)所有可能出现的结果;
(2)甲、乙两人玩游戏,规则如下:按上述要求,两人各摸取一个小球,小球上标号之和为奇数则甲赢,小球上标号之和为偶数则乙赢.你认为这个游戏规则公平吗?请说明理由.
【分析】(1)画树状图列出所有等可能结果;
(2)从所有的等可能结果中找到标号之和为奇数和偶数的结果数,计算出甲、乙获胜的概率,比较大小即可得出答案.
【解答】解:(1)画树状图如下:
由树状图知共有9种等可能结果,分别为(1,1)、(1,2)、(1,3)、(2,1)、(2,2)、(2,3)、(3,1)、(3,2)、(3,3);
(2)不公平,
由树状图知,两个标号之和为奇数的有5种结果,标号之和为偶数的有4种结果,
∴甲赢的概率为,乙赢的概率为,
∵≠,
∴此游戏规则不公平.
【点评】此题考查了树状图法与列表法求概率.用到的知识点为:概率=所求情况数与总情况数之比.
20.(8分)如图,A,P,B,C是⊙O上的四个点,∠APC=∠CPB=60°.
(1)判断△ABC的形状,并证明你的结论.
(2)证明:PA+PB=PC.
【分析】(1)根据圆周角定理得到∠ABC=∠APC=60°,∠BAC=∠CPB=60°,根据等边三角形的判定定理证明;
(2)在PC上截取PH=PA,得到△APH为等边三角形,证明△APB≌△AHC,根据全等三角形的性质,结合图形证明即可.
【解答】(1)解:△ABC是等边三角形,
理由如下:由圆周角定理得,∠ABC=∠APC=60°,∠BAC=∠CPB=60°,
∴△ABC是等边三角形;
(2)证明:在PC上截取PH=PA,
∵∠APC=60°,
∴△APH为等边三角形,
∴AP=AH,∠AHP=60°,
在△APB和△AHC中,
,
∴△APB≌△AHC(AAS)
∴PB=HC,
∴PC=PH+HC=PA+PB.
【点评】本题考查的是圆周角定理,全等三角形的判定和性质,掌握在同圆或等圆中,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是解题的关键.
21.(8分)如图是由小正方形组成的9×7网格,每个小正方形的顶点叫做格点,A,B,C三个格点都在圆上.仅用无刻度的直尺在给定网格中完成画图,画图过程用虚线表示.
(1)画出该圆的圆心O,并画出劣弧的中点D;
(2)画出格点E,使EA为⊙O的一条切线,并画出过点E的另一条切线EF,切点为F.
【分析】(1)连接AC,AC的中点O即为所,取格点M,N,连接MN交格线于等J,连接OJ,延长OJ交⊙O于点D,点D即为所求;
(2)取格点E,作直线AE即可,取格点P,Q交格线于点K,连接AK交⊙O于点F,作直线EF,直线EF即为所求.
【解答】解:(1)如图,点O,点D即为所求;
(2)如图,直线AE,EF即为所求.
【点评】本题考查作图﹣应用与设计作图.圆周角定理,切线的判定和性质等知识,解题的关键是学会利用数形结合的思想解决问题,属于中考常考题型.
22.(10分)跳绳是大家喜爱的一项体育运动,当绳子甩到最高处时,其形状视为一条抛物线.如图是小涵与小军将绳子甩到最高处时的示意图,已知两人拿绳子的手离地面的高度都为1m,并且相距4m,现以两人的站立点所在的直线为x轴,建立如图所示的平面直角坐标系,其中小涵拿绳子的手的坐标是(0,1).身高1.50m的小丽站在绳子的正下方,且距小涵拿绳子的手1m时,绳子刚好经过她的头顶.
(1)求绳子所对应的抛物线的解析式(不要求写自变量的取值范围);
(2)身高1.70m的小兵,能否站在绳子的正下方,让绳子通过他的头顶?
(3)身高1.64m的小伟,站在绳子的正下方,他距小涵拿绳子的手sm,为确保绳子通过他的头顶,请直接写出s的取值范围.
【分析】(1)设抛物线的解析式为:y=ax2+bx+c(a≠0),把(0,1),(4,1),(1,1.5)代入,得到三元一次方程组,解方程组即可;
(2)由自变量的值求出函数值,再比较便可;
(3)由y=1.64时求出其自变量的值,便可确定s的取值范围.
【解答】解:(1)设抛物线的解析式为:y=ax2+bx+c(a≠0),
∴抛物线经过点(0,1),(4,1),(1,1.5),
∴,
解得,
∴绳子对应的抛物线的解析式为:y=﹣x2+x+1;
(2)不能,
理由:∵y=﹣x2+x+1=﹣(x﹣2)2+,
∵a=﹣<0,
∴y有最大值=m,
∵1.70m>m,
∴身高1.70m的小兵,站在绳子的正下方,绳子不能通过他的头顶;
(3)当y=1.64时,﹣x2+x+1=1.64,
解得x1=2.4,x2=1.6,
∴1.6<s<2.4.
故s的取值范围为1.6<s<2.4.
【点评】本题是二次函数的应用,主要考查了待定系数法求二次函数的解析式,应用二次函数的解析式由自变量求函数值,由函数值确定自变量等知识判定实际问题,关键是确定抛物线上点的坐标,和应用二次函数解析式解决实际问题.
23.(10分)问题背景
如图1,在△ABC与△ADE中,若AB=AC,AD=AE,∠BAC=∠DAE,则存在一对全等三角形,请直接写出这对全等三角形.
尝试运用
如图2,在等边△ABC中,BC=12,点D在BC上,以AD为边在其右侧作等边△ADE,F是DE的中点,连接BF,若BD=4,求BF的长.
拓展创新
如图3,在等腰Rt△ABC中,∠BAC=90°,BC=12,点D在BC上,以AD为斜边在其右侧作等腰Rt△ADE,连接BE.设BD=x,BE2=y,直接写出y关于x的函数关系式(不要求写自变量的取值范围).
【分析】问题背景:由“SAS”可证△BAD≌△CAE;
尝试运用:由“SAS”可证△ABD≌△ACE,可得BD=CE=4,∠ABD=∠ACE=60°,由三角形中位线定理可求FH=2,FH∥EC,由勾股定理可求解;
拓展创新:通过证明△ABD∽△AHE,可得∠AHE=∠ABD=45°,,可得HE=x,由等腰直角三角形的性质可求EN,HN的长,由勾股定理可求解.
【解答】解:问题背景:△BAD≌△CAE,理由如下:
∵∠BAC=∠DAE,
∴∠BAD=∠CAE,
在△BAD和△CAE中,
,
∴△BAD≌△CAE(SAS);
尝试运用:如图2,连接CE,取DC中点H,连接FH,过点F作FN⊥CD于N,
∵△ABC和△ADE是等边三角形,
∴AB=AC,AD=AE,∠BAC=∠DAE=60°=∠ABC,
∴∠BAD=∠CAE,
∴△ABD≌△ACE(SAS),
∴BD=CE=4,∠ABD=∠ACE=60°,
∴∠BCE=120°,
∵BC=12,BD=4,
∴CD=8,
∵点H是CD中点,
∴DH=CH=4,
又∵点F是DE的中点,
∴FH=CE=2,FH∥EC,
∴∠DHF=∠BCE=120°,
∴∠FHC=60°,
∵FN⊥CD,
∴∠HFN=30°,
∴HN=FH=1,FN=HN=,
∴BN=9,
∴BF===2;
拓展创新:如图3,过点A作AH⊥BC于点H,连接HE,过点E作EN⊥BC于点N,
在等腰Rt△ABC中,∠BAC=90°,BC=12,AH⊥BC,
∴BH=CH=AH=6,∠BAH=∠ABH=45°,
∴AB=AH,
∵△ADE是等腰直角三角形,
∴AE=DE,∠DAE=45°,AD=AE,
∴∠DAE=∠BAH,
∴∠BAD=∠HAE,
又∵=,
∴△ABD∽△AHE,
∴∠AHE=∠ABD=45°,,
∴∠EHN=45°,HE=x,
∵EN⊥BC,
∴∠HEN=∠EHN=45°,
∴EN=HN,
∴EH=EN,
∴EN=x=HN,
∵BE2=EN2+BN2,
∴y=x2+(6+x)2=x2+6x+36.
【点评】本题是三角形综合题,考查了全等三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,等边三角形的性质,等腰直角三角形的性质,三角形中位线定理等知识,添加恰当辅助线构造全等三角形或相似三角形是解题的关键.
24.(12分)如图,抛物线y=﹣x2+x+2与x轴负半轴交于点A,与y轴交于点B.
(1)求A,B两点的坐标;
(2)如图1,点C在y轴右侧的抛物线上,且AC=BC,求点C的坐标;
(3)如图2,将△ABO绕平面内点P顺时针旋转90°后,得到△DEF(点A,B,O的对应点分别是点D,E,F),D,E两点刚好在抛物线上.
①求点F的坐标;
②直接写出点P的坐标.
【分析】(1)令y=0,可求A点坐标,令x=0,可求B点坐标;
(2)由题意可知C点在AB的垂直平分线与抛物线的交点处,证明∠ABO=∠HGA,再由三角函数sin∠ABO==,可求G点坐标,进而求出直线HC的解析式y=﹣x+,联立即可求C点坐标;
(3)①设E(t,﹣t2+t+2),则F(t﹣2,﹣t2+t+2),D(t﹣2,﹣t2+t+3),再由D点在抛物线上,可求t=3,则F(1,2);
②过点P作PN⊥x轴交于点N,交EF于点M,证明△FMP≌△PNO(AAS),则PM+PN=2,设P(m,2﹣m),OP2=2m2﹣4m+4,再由OF2=2OP2,可得5=2(2m2﹣4m+4),即可求P(,).
【解答】解:(1)令y=0,0=﹣x2+x+2,
∴x=﹣1或x=4,
∴A(﹣1,0),
令x=0,则y=2,
∴B(0,2);
(2)∵AC=BC,
∴C点在AB的垂直平分线上,
∵A(﹣1,0),B(0,2),
∴AB的中点H(﹣,1),
∵∠AHG=90°,
∴∠HAG+∠HGA=90°,∠BAG+∠ABO=90°,
∴∠ABO=∠HGA,
∵AB=,
∴AH=,
∵sin∠ABO==,
∴sin∠AGH==,
∴AG=,
∴OG=,
∴G(,0),
设直线HC的解析式为y=kx+b,
∴,
∴,
∴y=﹣x+,
联立,
解得x=2±,
∵C点在y轴右侧,
∴x=2+,
∴C(2+,﹣﹣);
(3)①如图2,设E(t,﹣t2+t+2),
∵OA=1,OB=2,
∴F(t﹣2,﹣t2+t+2),D(t﹣2,﹣t2+t+3),
∵D点在抛物线上,
∴﹣t2+t+3=﹣(t﹣2)2+(t﹣2)+2,
∴t=3,
∴F(1,2);
②过点P作PN⊥x轴交于点N,交EF于点M,
∵∠OPF=90°,
∴∠FPM+∠OPN=90°,
∵∠FPM+∠MFP=90°,FP=OP,
∴△FMP≌△PNO(AAS),
∴FM=PN,PM=ON,
∵F(1,2),
∴PM+PN=2,
设P(m,2﹣m),
∴OP2=m2+(2﹣m)2=2m2﹣4m+4,
∵PO=FP,
∴OF2=2OP2,
∴5=2(2m2﹣4m+4),
∴m=或m=,
∴P(,)或P(,),
∵①结论可知F(1,2),PO=FP,
∴P(,)舍去,
∴P(,).
【点评】本题是二次函数的综合题,熟练掌握二次函数的图象及性质,旋转的性质,线段垂直平分线的性质,数形结合解题是关键.
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