广东省广州市越秀区2021-2022学年九年级上学期期末数学试题
展开2021-2022学年广东省广州市越秀区九年级(上)
期末数学试卷
一、选择题:本题共有10小题,每小题3分,共30分.每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的
1. 下列四个图案中,是中心对称图形的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】中心对称图形是指绕一点旋转180°后得到的图形与原图形能够完全重合的图形,由此判断即可.
【详解】解:根据中心对称图形的定义,可知A选项的图形为中心对称图形,
故选:A.
【点睛】本题考查中心对称图形的识别,掌握中心对称图形的基本定义是解题关键.
2. 把抛物线向右平移1个单位长度,得到新的抛物线的解析式是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】抛物线平移法则为:左加右减,上加下减,由此判断即可.
【详解】解:抛物线向右平移1个单位长度,得到新的抛物线的解析式是,
故选:D.
【点睛】本题考查二次函数图象的平移问题,掌握平移法则是解题关键.
3. 用配方法解一元二次方程x2﹣10x+21=0,下列变形正确的是( )
A. (x﹣5)2=4 B. (x+5)2=4 C. (x﹣5)2=121 D. (x+5)2=121
【答案】A
【解析】
【分析】利用配方法,方程的两边同时加上一次项系数一半的平方,即可求解.
【详解】解:x2﹣10x+21=0,
移项得: ,
方程两边同时加上25,得: ,
即 .
故选:A
【点睛】本题主要考查了利用配方法解一元二次方程,熟练掌握利用配方法,需要方程的两边同时加上一次项系数一半的平方是解题的关键.
4. 在平面直角坐标系xOy中,已知点A(﹣4,﹣3),以点A为圆心,4为半径画⊙A,则坐标原点O与⊙A的位置关系是( )
A. 点O在⊙A内 B. 点O在⊙A外
C. 点O在⊙A上 D. 以上都有可能
【答案】B
【解析】
【分析】本题可先由勾股定理等性质算出点与圆心的距离d,再根据点与圆心的距离与半径的大小关系,即当d>r时,点在圆外;当d=r时,点在圆上;点在圆外;当d<r时,点在圆内;来确定点与圆的位置关系.
【详解】解:∵点A(﹣4,﹣3),
∴,
∵⊙A的半径为4,
∴,
∴点O在⊙A外;
故选:B
【点睛】本题考查了点与圆的位置关系及坐标与图形性质,能够根据勾股定理求得点到圆心的距离,根据数量关系判断点和圆的位置关系.
5. 下列事件为必然事件的是( )
A. 抛掷一枚硬币,正面向上
B. 在一个装有5只红球的袋子中摸出一个白球
C. 方程x2﹣2x=0有两个不相等的实数根
D. 如果|a|=|b|,那么a=b
【答案】C
【解析】
【分析】根据必然事件的定义:在一定条件下,一定会发生的事件,叫做必然事件,进行逐一判断即可
【详解】解:A、抛掷一枚硬币,可能正面向上,也有可能反面向上,不是必然事件,不符合题意;
B、在一个装有5只红球的袋子中摸出一个白球是不可能发生的,不是必然事件,不符合题意;
C、∵,∴方程x2﹣2x=0有两个不相等的实数根,是必然事件,符合题意;
D、如果|a|=|b|,那么a=b或a=-b,不是必然事件,不符合题意;
故选C.
【点睛】本题主要考查了必然事件的定义,熟知定义是解题的关键.
6. 如图,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,AB=6,BC=8.把△ABC绕点A逆时针方向旋转到△AB'C',点B'恰好落在AC边上,则CC'=( )
A. 10 B. 2 C. 2 D. 4
【答案】D
【解析】
【分析】首先运用勾股定理求出AC的长度,然后结合旋转的性质得到AB= AB',BC= B'C',从而求出B'C,即可在Rt△B'C'C中利用勾股定理求解.
【详解】解:∵在Rt△ABC中,AB=6,BC=8,
∴,
由旋转性质可知,AB= AB'=6,BC= B'C'=8,
∴B'C=10-6=4,
在Rt△B'C'C中,,
故选:D.
【点睛】本题考查勾股定理,以及旋转的性质,掌握旋转变化的基本性质,熟练运用勾股定理求解是解题关键.
7. 某地区计划举行校际篮球友谊赛,赛制为主客场形式(每两队之间在主客场各比赛一场),已知共比赛了30场次,则共有( )支队伍参赛.
A. 4 B. 5 C. 6 D. 7
【答案】C
【解析】
【分析】由于每两队之间都需在主客场各赛一场,即每个队都要与其余队比赛一场.等量关系为:球队的个数×(球队的个数1)=30,把相关数值代入计算即可.
【详解】解:有x个球队参加比赛,
根据题意可列方程为:x(x1)=30,
解得:或(舍去);
∴共有6支队伍参赛;
故选:C
【点睛】本题考查了由实际问题抽象出一元二次方程,解决本题关键是读懂题意,得到总场数的等量关系.
8. 在同一平面直角坐标系xOy中,一次函数y=2x与二次函数的图象可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】先由一次函数的性质判断,然后结合二次函数中a>0时,a<0时,分别进行判断,即可得到答案.
【详解】解:∵一次函数y=2x,
∴一次函数的图像经过原点,且y随x的增大而增大,故排除A、B选项;
在二次函数中,
当a>0时,开口向上,且抛物线顶点在y的负半轴上,
当a<0时,开口向下,且抛物线顶点在y的负半轴上,
∴D不符合题意,C符合题意;
故选:C
【点睛】此题主要考查了二次函数与一次函数图象,利用二次函数的图象和一次函数的图象的特点求解.
9. 如图,在四边形ABCD中,∠A=∠B=90°,点F为边CD上一点,且FE⊥AB交AB于点E,若AD=2,BC=8,四边形AEFD~四边形EBCF,则的值是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据相似多边形的对应边成比例,可得出,先求出EF的长度,即可得出结论.
【详解】解:∵四边形AEFD~四边形EBCF,
∴,
即:,
∴EF=4(舍去负值),
∴,
故选:B.
【点睛】本题考查相似多边形的性质,比例的性质等,掌握相似多边形的基本性质,准确计算比例式是解题关键.
10. 已知点P1(x1,y1),P2(x2,y2)为抛物线y=﹣ax2+4ax+c(a≠0)上两点,且x1<x2,则下列说法正确的是( )
A. 若x1+x2<4,则y1<y2
B. 若x1+x2>4,则y1<y2
C. 若a(x1+x2﹣4)>0,则y1>y2
D. 若a(x1+x2﹣4)<0,则y1>y2
【答案】C
【解析】
【分析】先求出抛物线的对称轴为,然后结合二次函数的开口方向,判断二次函数的增减性,即可得到答案.
【详解】解:∵抛物线y=﹣ax2+4ax+c,
∴抛物线的对称轴为:,
当点P1(x1,y1),P2(x2,y2)恰好关于对称时,有,
∴,即,
∵x1<x2,
∴;
∵抛物线的开口方向没有确定,则需要对a进行讨论,故排除A、B;
当时,抛物线y=﹣ax2+4ax+c的开口向下,
此时距离越远,y值越小;
∵a(x1+x2﹣4)>0,
∴,
∴点P2(x2,y2)距离直线较远,
∴;
当时,抛物线y=﹣ax2+4ax+c的开口向上,
此时距离越远,y值越大;
∵a(x1+x2﹣4)>0,
∴,
∴点P1(x1,y1)距离直线较远,
∴;故C符合题意;D不符合题意;
故选:C
【点睛】本题考查了二次函数的性质,二次函数的对称性,解题的关键是熟练掌握二次函数的性质进行分析.
二、填空题:本题共6小题,每小题3分,满分18分.
11. 已知点P(2,﹣3)与点Q(a,b)关于原点对称,则a+b=_____.
【答案】1
【解析】
【分析】根据两点关于原点对称,横纵坐标分别互为相反数计算即可.
【详解】解:∵点与点关于原点对称,
∴a=-2,b= 3,
∴a+b=-2+3=1,
故答案为:1.
【点睛】本题考查了坐标系中两点关于原点对称的计算,代数式的值,熟练掌握两点关于原点对称时坐标之间的关系是解题的关键.
12. 在一个不透明的袋子中装有红球、黄球共20个,这些球除颜色外都相同.小明通过多次实验发现,摸出黄球的频率稳定在0.30左右,则袋子中黄球的数量可能是 _____个.
【答案】6
【解析】
【分析】由题意直接根据黄球出现的频率和球的总数,可以计算出黄球的个数.
【详解】解:由题意可得,
20×0.30=6(个),
即袋子中黄球的个数最有可能是6个.
故答案为:6.
【点睛】本题考查利用频率估计概率,解答本题的关键是明确题意,计算出黄球的个数.
13. 在某一时刻,测得一根长为1.5米的竹竿竖直放置时,在平地上的影长是2米;在同一时刻测得旗杆在平地上的影长是24米,则旗杆的高度是 _____米.
【答案】18
【解析】
【分析】AB为竹竿,BC为影长,连接AC,DE为旗杆,EF为影长,连结DF,如图所示:根据同一时刻光线平行可得DF∥AC,可得∠ACB=∠DFE,然后易得△ABC∽△DEF,进而根据相似三角形的性质可求解.
【详解】解:AB为竹竿,BC为影长,连接AC,DE为旗杆,EF为影长,连结DF,如图所示:
∵DF∥AC,
∴∠ACB=∠DFE,
∵∠ABC=∠DEF=90°,
∴△ABC∽△DEF,
∴,
∵AB=1.5米,BC=2米,EF=24米,
∴,
∴DE=18米;
答:旗杆DE的高度为18米.
故答案为:18米.
【点睛】本题主要考查相似三角形的性质与判定及投影,熟练掌握相似三角形的性质与判定及投影是解题的关键.
14. 如图,它是在纸板上剪下的一个半圆和一个圆形,它们恰好能组成一个圆锥模型.已知半圆的半径为1,则该圆锥的侧面积是 _____.
【答案】
【解析】
【分析】首先根据题意可确定组成的圆锥侧面刚好为该半圆形,所以求出该半圆形的面积即为该圆锥的侧面积.
【详解】解:由题意,半圆为该圆锥的侧面,完整的圆形为该圆锥的底面,
∴半圆形面积即为该圆锥的侧面积,
∵半圆的半径为1,
∴,
故答案为:.
【点睛】本题考查圆锥侧面积计算,本题中理解组成的圆锥侧面恰好为半圆形是解题关键.
15. 飞机着陆后滑行的距离(单位:米)关于滑行的时间t(单位:秒)的函数解析式是s=60t﹣1.5t2,则飞机停下前最后10秒滑行的距离是 _____米.
【答案】150
【解析】
【分析】将抛物线解析式化为顶点式,求出飞机滑行时间和距离,然后将t=2010代入解析式求出对应y,然后作差求解.
【详解】解:∵,
∴当时,飞机停下来,并滑行了600米;
把,代入,得
,
∴机停下前最后10秒滑行的距离是:(米);
故答案为:150;
【点睛】本题考查二次函数的应用,解题关键是将抛物线化为顶点式,理解函数解析式与实际问题的对应关系.
16. 如图,正方形ABCD的边长为1,⊙O经过点C,CM为⊙O的直径,且CM=1.过点M作⊙O的切线分别交边AB,AD于点G,H.BD与CG,CH分别交于点E,F,⊙O绕点C在平面内旋转(始终保持圆心O在正方形ABCD内部).给出下列四个结论:
①HD=2BG;②∠GCH=45°;③H,F,E,G四点在同一个圆上;④四边形CGAH面积的最大值为2.其中正确的结论有 _____(填写所有正确结论的序号).
【答案】②③④
【解析】
【分析】根据切线的性质,正方形的性质,通过三角形全等,证明HD=HM,∠HCM=∠HCD,GM=GB,∠GCB=∠GCM,可判断前两个结论;运用对角互补的四边形内接于圆,证明∠GHF+∠GEF=180°,取GH的中点P,连接PA,则PA+PC≥AC,当PC最大时,PA最小,根据直径是圆中最大的弦,故PC=1时,PA最小,计算即可.
【详解】∵GH是⊙O的切线,M为切点,且CM是⊙O的直径,
∴∠CMH=90°,
∵四边形ABCD是正方形,
∴∠CMH=∠CDH=90°,
∵CM=CD,CH=CH,
∴△CMH≌△CDH,
∴HD=HM,∠HCM=∠HCD,
同理可证,∴GM=GB,∠GCB=∠GCM,
∴GB+DH=GH,无法确定HD=2BG,
故①错误;
∵∠HCM+∠HCD+∠GCB+∠GCM=90°,
∴2∠HCM+2∠GCM=90°,
∴∠HCM+∠GCM=45°,
即∠GCH=45°,
故②正确;
∵△CMH≌△CDH,BD是正方形的对角线,
∴∠GHF=∠DHF,∠GCH=∠HDF=45°,
∴∠GHF+∠GEF=∠DHF +∠GCH+∠EFC
=∠DHF +∠HDF+∠HFD
=180°,
根据对角互补的四边形内接于圆,
∴H,F,E,G四点在同一个圆上,
故③正确;
∵正方形ABCD的边长为1,
∴
=1
=,∠GAH=90°,AC=
取GH的中点P,连接PA,
∴GH=2PA,
∴=,
∴当PA取最小值时,有最大值,
连接PC,AC,
则PA+PC≥AC,
∴PA≥AC- PC,
∴当PC最大时,PA最小,
∵直径是圆中最大的弦,
∴PC=1时,PA最小,
∴当A,P,C三点共线时,且PC最大时,PA最小,
∴PA=-1,
∴最大值为:1-(-1)=2-,
∴四边形CGAH面积的最大值为2,
∴④正确;
故答案为: ②③④.
【点睛】本题考查了切线的性质,直径是最大的弦,三角形的全等,直角三角形斜边上的中线,四点共圆,正方形的性质,熟练掌握圆的性质,灵活运用直角三角形的性质,线段最短原理是解题的关键.
三、解答题:本题共9小题,满分72分,解容应写出文字说明、证明过程或演算步,
17. 解方程:2x2+x﹣15=0.
【答案】或;
【解析】
【分析】利用十字相乘法把方程左边进行因式分解得到(2x5)(x+3)=0,进而解两个一元一次方程即可.
【详解】解:,
∴,
∴或,
∴或;
【点睛】本题考查了解一元二次方程的应用,解此题的关键是能把一元二次方程转化成一元一次方程,题目比较好,难度适中.
18. 如图,已知∠EAC=∠DAB,∠D=∠B,求证:△ABC∽△ADE.
【答案】见解析
【解析】
【分析】由∠EAC=∠DAB,可推出∠BAC=∠DAE,再由∠B=∠D,即可证明△ABC∽△ADE.
【详解】解:∵∠EAC=∠DAB,
∴∠EAC+∠DAC=∠DAB+∠DAC,即∠BAC=∠DAE,
又∵∠B=∠D,
∴△ABC∽△ADE.
【点睛】本题主要考查了相似三角形的判定,熟知相似三角形的判定条件是解题的关键.
19. 在如图所示的网格中,每个小正方形的边长为1,每个小正方形的顶点叫格点,△ABC的三个顶点都在格点上.
(1)在图中画出将△ABC绕点C按逆时针方向旋转90°后得到的△A1B1C1;
(2)在(1)所画的图中,计算线段AC在旋转过程中扫过的图形面积(结果保留π).
【答案】(1)见详解;(2)
【解析】
【分析】(1)利用网格特点和旋转的性质画出A、B的对应点A1、B1即可.
(2)由勾股定理求出AC的长度,然后利用扇形的面积公式,即可求出答案.
【详解】解:(1)如图所示:
(2)由勾股定理,则
,
∴线段AC在旋转过程中扫过的图形面积为:
;
【点睛】本题考查了作图——旋转变换:根据旋转的性质可知,对应角都相等都等于旋转角,对应线段也相等,由此可以通过作相等的角,在角的边上截取相等的线段的方法,找到对应点,顺次连接得出旋转后的图形,也考查了扇形的面积公式,勾股定理.
20. 为了更好地宣传垃圾分类,某校九(1)班学生成立了一个“垃圾分类”宣传小组,其中男生2人,女生3人.
(1)若从这5人中选1人进社区宣传,恰好选中女生概率是 ;
(2)若从这5人中选2人进社区宣传,请用树状图或列表法求恰好选中一男一女的概率.
【答案】(1);(2)
【解析】
【分析】(1)直接由概率公式求解即可;
(2)画树状图,共有20种等可能的结果,恰好选到一男一女的结果有12种,再根据概率公式求解即可.
【详解】解:(1)根据题意,
∵男生2人,女生3人,
∴从这5人中选1人进社区宣传,恰好选中女生的概率是:;
故答案为:;
(2)画树状图如图:
共有20种等可能的结果,恰好选到一男一女的结果有12种,
∴恰好选到一男一女的概率为:.
【点睛】本题考查了利用列表或树状图求概率;用的的知识点为:概率=所求情况数与总情况数之比.
21. 如图,在平面直角坐标系xOy中,一次函数y=﹣2x+m与二次函数y=ax2+bx+c的图象相交于A,B两点,点A(1,4)为二次函数图象的顶点,点B在x轴上.
(1)求二次函数的解析式;
(2)根据图象,求二次函数的函数值大于0时,自变量x的取值范围.
【答案】(1);(2)
【解析】
【分析】(1)把点A代入一次函数解析式,求出一次函数解析式和点B的坐标,然后设出二次函数顶点式,把点B代入即可求出二次函数解析式;
(2)由图像可知,x轴上面部分的二次函数值都大于0,根据二次函数与x轴的交点特征求得二次函数与x轴的交点即可得出答案.
【详解】解:(1)∵点A(1,4)在一次函数y=﹣2x+m上,
∴把点A(1,4)代入y=﹣2x+m,
得,4=﹣2×1+m,
解得:m=6,
∴一次函数解析式为:y=﹣2x+6,
令y=0时,则﹣2x+6=0,解得:x=3,
∴点B的坐标为:(3,0),
∵点A(1,4)为二次函数图象的顶点,点B在x轴上,
∴设二次函数解析式为:,
把点B(3,0)代入,
解得:a=﹣1,
∴二次函数的解析式为:;
(2)由(1)求得二次函数解析式为,
令y=0,即,
解得:,,
由图像可知x轴上面部分的二次函数值都大于0,且二次函数与x轴交于点(﹣1,0)和(3,0),
∴自变量x的取值范围:.
【点睛】本题考查了一次函数的图像和性质,二次函数的图像和性质,根据顶点坐标设出二次函数顶点式是求出二次函数的关键.
22. 如图,在△ABC中,∠C=90°,点O为边BC上一点.以O为圆心,OC为半径的⊙O与边AB相切于点D.
(1)尺规作图:画出⊙O,并标出点D(不写作法,保留作图痕迹);
(2)在(1)所作的图中,连接CD,若CD=BD,且AC=6.求劣弧的长.
【答案】(1)作图见解析;(2)
【解析】
【分析】(1)由于D点为⊙O的切点,即可得到OC=OD,且OD⊥AB,则可确定O点在∠A的角平分线上,所以应先画出∠A的角平分线,与BC的交点即为O点,再以O为圆心,OC为半径画出圆即可;
(2)连接CD和OD,根据切线长定理,以及圆的基本性质,求出∠DCB的度数,然后进一步求出∠COD的度数,并结合三角函数求出OC的长度,再运用弧长公式求解即可.
【详解】解:(1)如图所示,先作∠A的角平分线,交BC于O点,以O为圆心,OC为半径画出⊙O即为所求;
(2)如图所示,连接CD和OD,
由题意,AD为⊙O的切线,
∵OC⊥AC,且OC为半径,
∴AC为⊙O的切线,
∴AC=AD,
∴∠ACD=∠ADC,
∵CD=BD,
∴∠B=∠DCB,
∵∠ADC=∠B+∠BCD,
∴∠ACD=∠ADC=2∠DCB,
∵∠ACB=90°,
∴∠ACD+∠DCB=90°,
即:3∠DCB=90°,
∴∠DCB=30°,
∵OC=OD,
∴∠DCB=∠ODC=30°,
∴∠COD=180°-2×30°=120°,
∵∠DCB=∠B=30°,
∴在Rt△ABC中,∠BAC=60°,
∵AO平分∠BAC,
∴∠CAO=∠DAO=30°,
∴在Rt△ACO中,,
∴.
【点睛】本题考查复杂作图-作圆,以及圆的基本性质和切线长定理等,掌握圆的基本性质,切线的性质以及灵活运用三角函数求解是解题关键.
23. 某市为鼓励居民节约用水,对居民用水实行阶梯收费,每户居民用水量每月不超过a吨时,每吨按0.3a元缴纳水费;每月超过a吨时,超过部分每吨按0.4a元缴纳水费.
(1)若a=12,某户居民3月份用水量为22吨,则该用户应缴纳水费多少元?
(2)若如表是某户居民4月份和5月份的用水量和缴费情况:
月份
用水量(吨)
交水费总金额(元)
4
18
62
5
24
86
根据上表数据,求规定用水量a的值
【答案】(1) ;(2)10
【解析】
【分析】(1)根据题意得:该用户3月份用水量超过a吨,然后根据“用水量每月不超过a吨时,每吨按0.3a元缴纳水费;每月超过a吨时,超过部分每吨按0.4a元缴纳水费”,即可求解;
(2)若 ,可得 ,从而得到 ,再由“用水量每月不超过a吨时,每吨按0.3a元缴纳水费;每月超过a吨时,超过部分每吨按0.4a元缴纳水费”,列出方程,即可求解.
【详解】解:(1)根据题意得:该用户3月份用水量超过a吨,
元;
(2)若 ,有
,解得: ,即 ,不合题意,舍去,
∴ ,
根据题意得: ,
解得: (舍去),
答:规定用水量a的值为10吨.
【点睛】本题主要考查了一元二次方程的应用,明确题意,准确得到等量关系是解题的关键.
24. 如图,四边形ABCD为平行四边形,以AD为直径的⊙O交AB于点E,连接DE,DA=2,DE,DC=5.过点E作直线l.过点C作CH⊥l,垂足为H.
(1)若l∥AD,且l与⊙O交于另一点F,连接DF,求DF的长;
(2)连接BH,当直线l绕点E旋转时,求BH的最大值;
(3)过点A作AM⊥l,垂足为M,当直线l绕点E旋转时,求CH﹣4AM的最大值.
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【分析】(1)由平行线的性质可得∠ADE=∠DEF,则AE=DF,由AD是圆O的直径,得到∠AED=90°,则;
(2)连接CE,取CE中点K,过点K作KM⊥BE于M,由题意可知H在以K为圆心,以CE为直径的圆上,如图所示,当H运动到的位置时,即此时,B,K三点共线,BH有最大值,由此求解即可;
(3)如图3-1所示,过点B作BN⊥l于N,过点B作BT∥l交CH于T,先证四边形BCHN是平行四边形,得到HT=BN,再证△AME∽△BNE,得到BN=4AM,即可推出CH-4AM=CH-HT=CT,又由 即可得到当直线l与直线BC垂直时,,如图3-2所示,即此时CH-4AM的最大值即为BC,由此求解即可.
【详解】解:(1)如图所示,连接DF,
∵AD∥l,
∴∠ADE=∠DEF,
∴AE=DF,
∵AD是圆O的直径,
∴∠AED=90°,
∴;
(2)如图所示,连接CE,取CE中点K,过点K作KM⊥BE于M,
∵CH⊥EH,
∴∠CHE=90°,
∴H在以K为圆心,以CE为直径的圆上,
∵,
∴如图所示,当H运动到的位置时,即此时,B,K三点共线,BH有最大值,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB=CD=5,AB∥CD,
∴BE=AB-AE=4,∠CDE=∠AED=90°,∠DCE=∠MEK,
∴,
∴,
∵∠CDE=∠EMK=90°,
∴△CDE∽△EMK,
∴,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴BH的最大值为;
(3)如图3-1所示,过点B作BN⊥l于N,过点B作BT∥l交CH于T,
∵BN⊥l,CH⊥l,
∴BN∥CH,
∴四边形BCHN是平行四边形,
∴HT=BN,
同理可证AM∥BN,
∴△AME∽△BNE,
∴,
∴BN=4AM,
∴HT=4AM,
∴CH-4AM=CH-HT=CT,
又∵
∴当直线l与直线BC垂直时,,如图3-2所示,即此时CH-4AM的最大值即为BC,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴,
∴CH-4AM的最大值为.
【点睛】本题主要考查了平行四边形的性质与判定,弧、弦,圆周角之间的关系,直径所对的圆周角是直角,圆内一点到圆上一点的最大距离,勾股定理,相似三角形的性质与判定等等,熟练掌握相关知识是解题的关键.
25. 已知抛物线yx2+mx+m与x轴交于点A,B(点A在点B的左侧),与y轴交于点C(0,),点P为抛物线在直线AC上方图象上一动点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)求△PAC面积的最大值,并求此时点P的坐标;
(3)在(2)的条件下,抛物线yx2+mx+m在点A、B之间的部分(含点A、B)沿x轴向下翻折,得到图象G.现将图象G沿直线AC平移,得到新的图象M与线段PC只有一个交点,求图象M的顶点横坐标n的取值范围.
【答案】(1);(2)当时,取得的最大值,最大值为;(3)或
【解析】
【分析】(1)将点C(0,)代入抛物线解析式直接求解即可;
(2)先求出A点坐标,以及直线AC的解析式,再过P点作PQ⊥x轴,交AC于Q点,通过设P、Q两点的坐标,建立出关于的二次函数表达式,然后结合二次函数的性质求出其最值,并求出此时对应的P点坐标即可;
(3)先根据题意画出基本图像G,然后结合平移的性质确定B点的运动轨迹,以及其直线解析式,根据题目要求和平移的性质可以确定点B平移至恰好在PC上时,以及图象G与直线AC的交点R,经过平移至C点时,满足要求,应注意,当A点平移后经过C点时,此时也可满足图象M与PC仅有一个交点,即为C点,此情况应单独求解.
【详解】解:(1)将点C(0,)代入抛物线解析式得:
,解得:,
∴抛物线解析式为:;
(2)∵抛物线与x轴交于A、B两点,
∴令,解得:,,
∴A、B坐标分别为:,,
设直线AC的解析式为:,
将和代入得:
,解得:,
∴直线AC的解析式为:,
如图所示,过P点作PQ⊥x轴,交AC于Q点,
∵P点在位于直线AC上方的抛物线上,
∴设,则,其中,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴抛物线开口向下,当时,取得的最大值,最大值为,
此时,将代入抛物线解析式得:,
∴当时,取得的最大值,最大值为;
(3)如图所示,抛物线yx2+mx+m在点A、B之间的部分(含点A、B)沿x轴向下翻折,得到图象G.
由(1)可知,原抛物线顶点坐标为,
∴沿x轴向下翻折后,图象G的顶点坐标为,图象G的解析式为:;
∵图象G沿着直线AC平移,
∴作直线BS∥AC,交PC于S点,则随着平移过程,点B在直线BS上运动,
分如下情况讨论:
①当图象G沿直线AC平移至B点恰好经过S点时,如图中M1所示,
此时,平移后的图象M恰好与线段PC有一个交点,即为S点,
由(2)知,,以及直线AC的解析式为,
∴设直线BS的解析式为:,
将代入得:,
∴直线BS的解析式为:;
设直线PC的解析式为:,
将,代入得:
,解得:,
∴直线PC的解析式为:;
联立,解得:,
即:S点的坐标为,
∴此时点平移至,等同于向左平移个单位,向上平移个单位,
即:当平移后的图象M与线段PC恰好仅有一个交点时,可由原图像G向左平移个单位,向上平移个单位,
∵原图像G的顶点坐标为:,
∴平移后图象M1的顶点的横坐标;
②当图象G沿直线AC平移至恰好经过C点时,如图中M2所示,
设图象G与直线AC的交点为R,
联立,解得:或,
∴点R的坐标为:,
由平移至,等同于向右平移2个单位,向下平移1个单位,
∴当平移后的图象M与线段PC恰好仅有一个交点时,可由原图像G向右平移2个单位,向下平移1各单位,
∵原图像G的顶点坐标为:,
∴平移后图象M2的顶点的横坐标;
∴当图象G在M1和M2之间平移时,均能满足与线段PC有且仅有一个交点,
此时,图象M的顶点横坐标n的取值范围为:;
③当图象G沿直线AC平移至A点恰好经过C点时,如图中M3所示,
此时,由平移至,等同于向右平移5个单位,向下平移个单位,
即:原图像G向右平移5个单位,向下平移个单位,得到图象M3,
∵原图像G的顶点坐标为:,
∴平移后图象M3的顶点的横坐标;
综上所述,当新图象M与线段PC只有一个交点时,图象M的顶点横坐标n的取值范围为:或.
【点睛】本题考查二次函数综合问题,包括图象的翻折变换和平移变换等,掌握二次函数的基本性质,翻折和平移变换的性质,以及准确分类讨论是解题关键.
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