2023年江苏省连云港市赣榆区中考数学二模试卷(含解析)
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一、选择题(本大题共8小题,共24.0分。在每小题列出的选项中,选出符合题目的一项)
1. 化简( 3)2的结果是( )
A. −3 B. 3 C. ±3 D. 9
2. 在中国园林建筑中,洞窗是最生动的眼睛,主要以漏空图案填心为主,故也称镂空花窗.花窗图案丰富多样,以各种植物,动物,字体,几何图案和其他图案为基础,相互交错形成多种吉祥图案.则下列填心的图案中不是轴对称图形的是( )
A. B. C. D.
3. 2023年的“五一”假日期间,连云港市迎来疫情后首个旅游高峰.据统计,连云港全市共接游客365.3万人次,实现旅游总收入5114000000元,其中“5114000000”用科学记数法表示为( )
A. 5.114×108 B. 51.14×108 C. 5.114×109 D. 5.114×107
4. 已知正多边形的一个外角等于60°,则该正多边形的边数为( )
A. 3 B. 4 C. 5 D. 6
5. 小红在“养成阅读习惯,快乐阅读,健康成长”读书大赛活动中,随机调查了本校初二年级20名同学,在近5个月内每人阅读课外书的数量,数据如下表所示:
人数
3
4
8
5
课外书数量(本)
12
13
15
18
则阅读课外书数量的中位数和众数分别是( )
A. 35,15 B. 14,15 C. 13,18 D. 15,15
6. 如图,将一副三角板叠放在一起,使直角的顶点重合于点O,AB//OC,DC与OB交于点E,则∠DEO的度数为( )
A. 85°
B. 70°
C. 75°
D. 60°
7. 如图,在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC=4,以点C为中心,把△ABC逆时针旋转45°,得到△A′B′C,则图中阴影部分的面积为( )
A. 2
B. 2π
C. 4
D. 4π
8. 在钝角三角形ABC中(如图1),AB=AC,点P为边AB上一动点,连接PC,在直线CP的上方构造等腰直角三角形CPQ,使CP=PQ,连接BQ,设BP的长为x,△BPQ的面积为y,若y关于x的函数图象如图2所示,则△ABC的面积为( )
A. 20 B. 10 C. 8 5 D. 4 5
二、填空题(本大题共8小题,共24.0分)
9. 数轴上表示−3的点到原点的距离是______.
10. 分解因式:a2−a=______.
11. 若分式x−1x+1的值为零,则x的值为______.
12. 已知直线y=kx+1的函数值y随着x的增大而减小,请写出来这样的一条直线:______ .(答案不唯一)
13. 若n满足关系式(n−2022)2+(2023−n)2=5,则代数式(n−2022)(2023−n)的值是______ .
14. 如图,由边长为1的小正方形构成的网格中,点O、A、B、C都在格点上,若∠AOC+∠BOC=α,则tanα的值为______ .
15. 如图,AB是⊙O的直径,PA与⊙O相切于点A,∠ABC=25°,OC的延长线交PA于点P,则∠P的度数是 .
16. 如图,点A是反比例函数y=kx的图象上的一点,过点A作AC⊥x轴,垂足为C,点B为y轴上的一点,连接AB,BC.若△ABC的面积为6,则k的值是______ .
三、计算题(本大题共1小题,共6.0分)
17. 解分式方程:x−2x−1+2=21−x.
四、解答题(本大题共10小题,共96.0分。解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
18. (本小题6.0分)
计算:−|−1|−327+(π−3.14)0.
19. (本小题6.0分)
解不等式组2x−4>01−2(x−3)>x+1.
20. (本小题8.0分)
在物理实验中,当电流通过电子元件时,每个元件的状态有两种可能:通过或断开,并且这两种状态的可能性相等.
(1)如图1,当两个电子元件a、b并联时,请用树状图或列表法表示图中P、Q之间电流能否通过的所有可能情况,并求出P、Q之间电流通过的概率;
(2)如图2,当有三个电子元件并联时,请直接写出P、Q之间电流通过的概率为______ .
21. (本小题8.0分)
在世界环境日(6月5日),学校组织了保护环境知识测试,现从中随机抽取部分学生的成绩作为样本,按“优秀”“良好”“合格”“不合格”四个等级进行统计,绘制了如下尚不完整的统计图表.
测试成绩统计表
等级
频数(人数)
频率
优秀
30
a
良好
b
0.45
合格
24
0.20
不合格
12
0.10
合计
c
1
根据统计图表提供的信息,解答下列问题:
(1)表中a= ______ ,b= ______ ,c= ______
(2)补全条形统计图;
(3)若该校有800名学生参加了本次测试,估计测试成绩等级在良好以上(包括良好)的学生约有多少人?
22. (本小题10.0分)
如图,点B,E,C,F在一条直线上,AC与DE相交于点O,AB=DE,AB//DE,AC//DF.
(1)求证:△ABC≌△DEF;
(2)若∠B=55°,∠EOC=80°,求∠F的度数.
23. (本小题10.0分)
在学校开展“劳动创造美好生活”主题系列活动中,八年级(1)班负责校园某绿化角的设计、种植与养护.同学们约定每人养护一盆绿植,计划购买绿萝和吊兰两种绿植共46盆,且绿萝盆数不少于吊兰盆数的2倍.已知绿萝每盆9元,吊兰每盆6元.
(1)采购组计划将预算经费390元全部用于购买绿萝和吊兰,问可购买绿萝和吊兰各多少盆?
(2)规划组认为有比390元更省钱的购买方案,请求出购买两种绿植总费用的最小值.
24. (本小题10.0分)
动感单车是一种新型的运动器械.图①是一辆动感单车的实物图,图②是其侧面示意图.△BCD为主车架,AB为调节管,点A,B,C在同一直线上.已知BC长为70cm,∠BCD的度数为58°.当AB长度调至34cm时,求点A到CD的距离AE的长度(结果精确到1cm).(参考数据:sin58°≈0.85,cos58°≈0.53,tan58°≈1.60)
25. (本小题12.0分)
在平面直角坐标系中,已知一次函数y1=k1x+b与坐标轴分别交于A(5,0),B(0,52)两点,且与反比例函数y2=k2x的图象在第一象限内交于P,Q两点,连接OP,△OAP的面积为54.
(1)求一次函数与反比例函数的表达式;
(2)当y2>y1时,请你直接写出x的取值范围;
(3)若C为线段OA上的一个动点,当PC+QC最小时,求△PQC的面积.
26. (本小题12.0分)
如图1,在矩形ABCD中,点E是边BC的中点,ABBE=k(k>1),连接AE,过点E作EG⊥AE,并与矩形的外角∠DCF的平分线CG交于点G.
(1)求AEEG的值(用含k的代数式表示);
(2)连接AG交CD于点H,连接EH,若∠AHE=90°,求k的值;
(3)如图2,当k与题(2)取相同值时,P为边CD上一点,连接AP、PG,当PG= 5,∠PAE=45°时,求BC的长.
27. (本小题14.0分)
在平面直角坐标系中,抛物线L1:y=ax2+x+c(a>0)与x轴交于A(−2,0)、B(1,0)两点,与y轴交于点C.
(1)求抛物线L1对应的函数表达式;
(2)如图1,点D为直线AC下方抛物线上的一动点,DM⊥AC于点M,DN//y轴交AC于点N,求线段DM的最大值和此时点D的坐标;
(3)如图2,将抛物线L1:y=ax2+x+c(a>0)沿着x轴向左平移后得到抛物线L2,若点P是抛物线L1与L2在x轴下方的交点且tan∠ACP=13,求抛物线L2对应的函数表达式.
答案和解析
1.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查了二次根式的乘法,解答本题的关键是掌握二次根式的乘法法则: a⋅ b= ab.
按照二次根式的乘法法则求解.
【解答】
解:( 3)2= 3· 3= 9=3.
故选B.
2.【答案】D
【解析】解:A、是轴对称图形,不符合题意,
B、是轴对称图形,不符合题意,
C、是轴对称图形,不符合题意,
D、不是轴对称图形,符合题意,
故选:D.
根据轴对称图形的概念逐项判定即可.
本题考查了轴对称图形的定义,正确理解定义是解题的关键.
3.【答案】C
【解析】解:5114000000=5.114×109.
故选:C.
科学记数法的表示形式为a×10n的形式,其中1≤|a|<10,n为整数.确定n的值时,要看把原数变成a时,小数点移动了多少位,n的绝对值与小数点移动的位数相同.当原数绝对值≥10时,n是正整数,当原数绝对值<1时,n是负整数.
此题考查科学记数法的表示方法.科学记数法的表示形式为a×10n的形式,其中1≤|a|<10,n为整数,表示时关键要正确确定a的值以及n的值.
4.【答案】D
【解析】
解:360°÷60°=6.
故该正多边形的边数为6.
故选:D.
【分析】此题主要考查了多边形内角与外角,关键是掌握多边形外角和为360°.
利用外角和360°÷外角的度数即可得到边数.
5.【答案】D
【解析】解:中位数为第10个和第11个的平均数15+152=15,众数为15.
故选:D.
利用中位数,众数的定义即可解决问题.
本题考查了中位数和众数,解答本题的关键是掌握中位数和众数的概念.
6.【答案】C
【解析】解:∵AB//OC,∠A=60°,
∴∠A+∠AOC=180°,
∴∠AOC=120°,
∴∠BOC=120°−90°=30°,
∴∠DEO=∠C+∠BOC=45°+30°=75°;
故选:C.
由平行线的性质求出∠AOC=120°,再求出∠BOC=30°,然后根据三角形的外角性质即可得出结论.
本题主要考查了平行线的性质、三角形的外角性质;熟练掌握平行线的性质和三角形的外角性质是解决问题的关键.
7.【答案】B
【解析】解:∵在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC=4,
∴BC= AB2+AC2=4 2,∠ACB=∠A′CB′=45°,
∴阴影部分的面积=45π⋅(4 2)2360−12×4×4+12×4×4−45π⋅42360=2π.
故选B.
根据阴影部分的面积列式,代入数值解答即可.
本题考查了扇形面积公式的应用,以及旋转的基本性质.
8.【答案】D
【解析】解:由图2可得,当x=2 5,y=2 5,点P运动到点A的位置,
过点Q、C分别作BA的垂线,垂足为D、E,如图:
∵AB=AC=PQ=2 5,S△BPQ=12BP⋅DQ=2 5,三角形CPQ是等腰直角三角形,
∴PQ=PC,即AC=AQ=2 5,
∴QD=2
∴AD= AQ2−QD2= 20−4=4,
∵∠QPC=90°,
∴∠CAE=∠AQD,
∴△ACE≌△QAD(AAS),
∴CE=AD=4,
∴S△ABC=12AB⋅EC=12×2 5×4=4 5.
故选:D.
根据图2可得,当x=2 5,y=2 5,点P运动到点A的位置,过点Q、C分别作BA的垂线,垂足为D、E,然后根据三角形的面积求出QD,从而得出AD,再根据三角形CPQ是等腰直角三角形证明△ACE≌△QAD得出CE=AD=4,然后由三角形的面积公式求出△ABC的面积.
本题考查动点问题的函数图象,关键是根据图中信息,找到点P相应的位置.
9.【答案】3
【解析】
【分析】
本题考查数轴,表示−3的点与原点的距离是−3的绝对值.据此作答即可.
【解答】
解:在数轴上表示−3的点与原点的距离是|−3|=3.
故答案为:3.
10.【答案】a(a−1)
【解析】解:a2−a=a(a−1).
这个多项式含有公因式a,分解因式时应先提取公因式.
本题考查了提公因式法分解因式,比较简单,注意不要漏项.
11.【答案】1
【解析】解:x−1x+1=0,
则x−1=0,x+1≠0,
解得x=1.
故若分式x−1x+1的值为零,则x的值为1.
故答案为:1.
分式的值为0的条件是分子为0,分母不能为0,据此可以解答本题.
本题考查分式的值为0的条件,注意分子为0,分母不能为0这一条件.
12.【答案】y=−x+1
【解析】解:∵直线y=kx+1的函数值y随着x的增大而减小,
∴k<0,
∴符合这样要求的直线可以是y=−x+1.
故答案为:y=−x+1.
根据一次函数的性质当一次函数y=kx+b的k小于0时,y随着x的增大而减小,所以只要选取一个k小于0的值即可.
此题主要是考查了一次函数的性质,对于一次函数y=kx+b,当k大于0时,y随着x的增大而增大,当k小于0时,y随着x的增大而减小.
13.【答案】−2
【解析】解:设n−2022=a,2023−n=b,
则a+b=1,a2+b2=5,
∴(n−2022)(2023−n)=ab=(a+b)2−(a2+b2)2=12−52=−2,
故答案为:−2.
设n−2022=a,2023−n=b,根据完全平方公式计算即可.
本题考查的是整式的化简求值,掌握完全平方公式是解题的关键.
14.【答案】1
【解析】解:如图,作A关于OC的对称点A′,连接OA′、A′B,则∠AOC=∠A′OC.
∵∠AOC+∠BOC=α,
∴∠A′OC+∠BOC=∠A′OB=α.
∵A′O2=12+22=5,A′B2=12+22=5,OB2=12+32=10,
∴A′O2+A′B2=OB2,A′O=A′B,
∴△A′OB是等腰直角三角形,
∴∠A′OB=45°,
∴tanα=1.
故答案为:1.
作A关于OC的对称点A′,连接OA′、A′B,则∠AOC=∠A′OC,∠AOC+∠BOC=∠A′OC+∠BOC=∠A′OB=α.再证明△A′OB是等腰直角三角形,求出∠A′OB=45°,即可得出tanα=1.
本题考查了解直角三角形,勾股定理及其逆定理,轴对称的性质等知识,准确作出辅助线是解题的关键.
15.【答案】40°
【解析】解:∵AB是⊙O的直径,PA与⊙O相切于点A,
∴OA⊥PA,
∴∠PAB=90°,
∵∠B=12∠AOC,∠ABC=25°,
∴∠AOC=50°,
∴∠P=180°−∠PAB−∠AOC=40°.
故答案为:40°.
利用圆周角定理,切线的性质定理和三角形的内角和定理解答即可.
本题主要考查了圆周角定理,圆的切线的性质定理,熟练掌握上述定理是解题的关键.
16.【答案】−12
【解析】解:如图,连接OA,
∵AB⊥x轴,
∴OC//AB,
∴S△OAB=S△CAB=6,
而S△OAB=12|k|,
∴12|k|=6,
∵k<0,
∴k=−12.
故答案为−12.
连接OA,如图,利用三角形面积公式得到S△OAB=S△CAB=6,再根据反比例函数的比例系数k的几何意义得到12|k|=6,然后去绝对值即可得到满足条件的k的值.
本题考查了反比例函数的比例系数k的几何意义:在反比例函数y=kx图象中任取一点,向坐标轴作垂线,这一点和垂足以及坐标原点所构成的三角形的面积是12|k|,且保持不变.
17.【答案】解:两边都乘以x−1,得:x−2+2(x−1)=−2,
解得:x=23,
检验:当x=23时,x−1=−13≠0,
∴方程的解为x=23.
【解析】两边都乘以x−1,化分式方程为整式方程,解之求得x的值,再检验即可得.
本题主要考查解分式方程,解题的关键是掌握解分式方程的步骤:①去分母;②求出整式方程的解;③检验;④得出结论.
18.【答案】解:原式=−1−3+1
=−3.
【解析】先去绝对值,算立方根,零指数幂,再算加减.
本题考查实数的混合运算,解题的关键是掌握实数相关的运算法则.
19.【答案】解:2x−4>0①1−2(x−3)>x+1②,
由①得,x>−2,
由②得,x<2,
所以,不等式组的解集是−2
本题主要考查了一元一次不等式组解集的求法,其简便求法就是用口诀求解.求不等式组解集的口诀:同大取大,同小取小,大小小大中间找,大大小小找不到(无解).
20.【答案】78
【解析】解:(1)树状图:
一共有4种情况,通电的情况有3种,
P(P、Q之间电流通过)=34;
(2)方法同(1),一共有8种情况,通电的情况有7种,
P(P、Q之间电流通过)=78.
故答案为:78.
(1)根据树状图的画法作出即可,再根据概率公式列式即可得解;
(2)根据(1)的规律,只有全断开时电流不通过,列出电流通过的概率即可.
本题考查了列表法与树状图,用到的知识点为:概率=所求情况数与总情况数之比.
21.【答案】0.25 54 120
【解析】解:(1)本次抽取的学生有:24÷0.20=120(人),
a=30÷120=0.25,
b=120×0.45=54,
c=120,
故答案为:0.25,54,120;
(2)由(1)知,b=54,
补全的条形统计图如右图所示;
(3)800×(0.25+0.45)
=800×0.7
=560(人),
答:估计测试成绩等级在良好以上(包括良好)的学生约有560人.
(1)根据合格的频数和频率,可以计算出本次调查的总人数,然后即可计算出a、b、c的值;
(2)根据(1)中b的值,可以将条形统计图补充完整;
(3)根据统计图中的数据,可以计算出测试成绩等级在良好以上(包括良好)的学生约有多少人.
本题考查条形统计图、频数分布表、用样本估计总体,解答本题的关键是明确题意,利用数形结合的思想解答.
22.【答案】(1)证明:∵AB//DE,
∴∠B=∠DEF,
∵AC//DF.
∴∠ACB=∠DFE,
在△ABC和△DEF中,
∠B=DEF∠ACB=DFEAB=DE,
∴△ABC≌△DEF(SAS),
∴∠ACB=∠F,
∴AC//DF;
(2)解:由(1)得∠B=∠DEF,∠ACB=∠F,
∴∠DEF=∠B=55°,∠EOC=80°,
在△EOC中,∠DEF+∠ACB+∠EOC=180°,
∴∠ACB=180°−∠DEF−∠EOC=180°−55°−80°=45°.
∴∠F=45°.
【解析】(1)由AB//DE得∠B=∠DEF,根据BE=CF得BC=EF,可证明△CAE≌△DAE(SAS),根据全等三角形的性质和平行线的性质即可证得结论;
(2)由全等三角形的性质得到∠DEF=55°,∠EOC=80°,根据三角形内角和定理即可求出∠ACB.
本题考查了平行线的性质,全等三角形的判定和性质,三角形内角和定理,根据判定三角形全等的方法证得△ABC≌△DEF是解决问题的关键.
23.【答案】解:(1)设购买绿萝x盆,吊兰y盆,
依题意得:x+y=469x+6y=390,
解得:x=38y=8,
∵8×2=16,16<38,
∴x=38y=8符合题意.
答:购买绿萝38盆,吊兰8盆.
(2)设购买绿萝m盆,则购买吊兰(46−m)盆,
依题意得:m≥2(46−m),
解得:m≥923,
设购买两种绿植的总费用为w元,则w=9m+6(46−m)=3m+276,
∵3>0,
∴w随m的增大而增大,
又∵m≥923,且m为整数,
∴当m=31时,w取得最小值,最小值=3×31+276=369.
答:购买两种绿植总费用的最小值为369元.
【解析】本题考查了二元一次方程组的应用、一元一次不等式的应用以及一次函数的应用,解题的关键是:(1)找准等量关系,正确列出二元一次方程组;(2)根据各数量之间的关系,找出w关于m的函数关系式.
(1)设购买绿萝x盆,吊兰y盆,利用总价=单价×数量,结合购进两种绿植46盆共花费390元,即可得出关于x,y的二元一次方程组,解之即可得出结论;
(2)设购买绿萝m盆,则购买吊兰(46−m)盆,根据购进绿萝盆数不少于吊兰盆数的2倍,即可得出关于m的一元一次不等式,解之即可得出m的取值范围,设购买两种绿植的总费用为w元,利用总价=单价×数量,即可得出w关于m的函数关系式,再利用一次函数的性质,即可解决最值问题.
24.【答案】解:∵AB=34cm,BC=70cm,
∴AC=AB+BC=104cm,
在Rt△ACE中,sin∠BCD=AEAC,
∴AE=AC⋅sin∠BCD=104×0.85≈88cm.
答:点A到CD的距离AE的长度约88cm.
【解析】由AB,BC的长度求出AC长度,然后根据sin∠BCD=AEAC求解.
本题考查解直角三角形,解题关键是掌握锐角三角函数的定义.
25.【答案】解:(1)∵一次函数y1=k1x+b与坐标轴分别交于A(5,0),B(0,52)两点,
∴5k1+b=0b=52,
解得k1=−12b=52.
∴一次函数的解析式为:y1=−12x+52.
∵△OAP的面积为54,
∴12⋅OA⋅yP=54,
∴yP=12,
∵点P在一次函数图象上,
∴令−12x+52=12.解得x=4,
∴P(4,12).
∵点P在反比例函数y2=k2x的图象上,
∴k2=4×12=2.
∴一次函数的解析式为:y1=−12x+52,反比例函数的解析式为:y2=2x.
(2)令−12x+52=2x,解得x=1或x=4,
∴K(1,2),
由图象可知,当y2>y1时,x的取值范围为:0
(3)如图,作点P关于x轴的对称点P′,连接QP′,线段QP′与x轴的交点即为点C,
∵P(4,12),
∴P′(4,−12),
∴PP′=1,
∴直线QP′的解析式为:y=−56x+176,
令y=0,解得x=175,
∴C(175,0),
∴S△PQC=12⋅(xC−xQ)⋅PP′
=12×(175−1)×1
=65,
∴当PC+QC最小时,△PKC的面积为65.
【解析】(1)根据待定系数法可求出直线AB的解析式,根据△OAP的面积可得出点P的坐标,代入反比例函数解析式可得出反比例函数的解析式;
(2)联立一次函数和反比例函数的解析式,可得出点K的坐标,结合图象可直接得出x的取值范围;
(3)作点P关于x轴的对称点P′,连接KP′,线段KP′与x轴的交点即为点C,求出直线QP′的解析式,令y=0,可得出点C的坐标,再根据三角形的面积公式可得出结论.
本题考查反比例函数与一次函数综合题,掌握待定系数法求函数解析式,数形结合思想,轴对称最值问题,三角形的面积问题等知识,求出一次函数和反比例函数的解析式是解题的关键.
26.【答案】解:(1)在线段AB上取一点R,使BR=BE,连接RE,则△BRE是等腰直角三角形,
∴∠BRE=45°,
∴∠ARE=135°,
∵CG平分∠DCF,
∴∠GCF=45°,
∴∠ECG=135°,
∴∠ARE=∠ECG,
∵EG⊥AE,
∴∠BEA+∠CEG=90°,
又∵∠BAE+∠BEA=90°,
∴∠BAE=∠CEG,
∴△ARE∽△ECG,
∴AEEG=AREC,
∵E是BC的中点,
∴BE=CE,AR=AB−BR=AB−BE,
∵ABBE=k,
∴AB=kBE,
∴AR=kBE−BE=(k−1)BE,
∴AEEG=(k−1)BEBE=k−1;
(2)∵∠EAH=∠GAE,∠AHE=∠AEG=90°,
∴△AHE∽△AEG,
∴AHAE=HEEG,
∴AHHE=AEEG,
∵∠AHE=90°,
∴∠AHD+∠EHC=90°,
∵∠AHD+∠HAD=90°,
∴∠EHC=∠HAD,
∵∠ADH=∠HCE=90°,
∴△ADH∽△HCE,
∴AHHE=ADEC=BCEC=2,
∴AGEG=2,
∴k−1=2,
∴k=3;
(3)过点P作PQ⊥AE于Q,过Q作MN//AD分别交AB,CD于M,N,
设BE=2x=EC,
则AB=6x,
由△AMQ与△QNP全等,
设MQ=n,
∵tan∠BAE=13,
∴AM=3n=QN,
∴n+3n=4x,
∴n=x,
∴MQ=x,AQ= 10x=PQ,
∴QE=AE−QA= 10x,
由(2)知,AE:EG=k−1=2,
∴EG= 10x,
∴EG=PQ,
∵EG⊥AE,
∴PQ//EG,
∴四边形QEGP是平行四边形,
∵QE=EG,∠PQE=90°,
∴四边形QEGP是正方形,
∴PG= 10x= 5,
∴x= 22,
∴BC=4x=2 2.
【解析】(1)在AB上截BR=BE,根据矩形的性质和AE⊥EG,判定△ARE与△ECG相似,根据相似三角形的性质解答即可;
(2)根据(1)中的证明方法解答即可;
(3)延长AP,EG交于点Q,过点Q作QM⊥CF于点M,过点Q作QN⊥DC于点N,根据等腰直角三角形的判定得出△AEQ是等腰直角三角形,进而利用全等三角形的判定和性质解答即可.
本题是相似形的综合题,考查了相似三角形的判定和性质,正方形的判定和性质,矩形的性质,正确地作出辅助线是解题的关键.
27.【答案】解:(1)把A(−2,0)、B(1,0)代入y=ax2+x+c得:
4a−2+c=0a+1+c=0,
解得a=1c=−2,
∴抛物线L1对应的函数表达式为y=x2+x−2;
(2)在y=x2+x−2中,令x=0得y=−2,
∴C(0,−2),
由A(−2,0),C(0,−2)得直线AC解析式为y=−x−2,
设D(m,m2+m−2),则N(m,−m−2),
∴DN=−m−2−(m2+m−2)=−m2−2m,
∵OA=OC=2,
∴△AOC是等腰直角三角形,
∴∠ACO=45°,
∵DN//OC,
∴∠DNM=∠ACO=45°,
∴△DNM是等腰直角三角形,
∴DM= 22DN,
∴DM= 22(−m2−2m)=− 22m2− 2m=− 22(m+1)2+ 22,
∵− 22<0,
∴当m=−1时,DM取最大值 22,此时D的坐标为(−1,−2);
∴线段DM的最大值是 22,此时点D的坐标为(−1,−2);
(3)过A作AH⊥CP于H,过H作KR//y轴交x轴于K,过C作CR⊥KR于R,如图:
∵tan∠ACP=13,
∴AHCH=13,
∵∠AHK=90°−∠CHR=∠HCR,∠AKH=∠CRH=90°,
∴△AKH∽△HRC,
∴AKHR=HKCR=AHCH=13,
∴HR=3AK,CR=3HK,
设AK=p,HK=q,则HR=3p,CR=3q,
∵CR=OK=OA+AK,HK+HR=OC,
∴3q=2+pq+3p=2,
解得p=25q=45,
∴H(−125,−45),
由H(−125,−45),C(0,−2)得直线HC解析式为y=−12x−2,
联立y=−12x−2y=x2+x−2,
解得x=0y=−2或x=−32y=−54,
∴P(−32,−54),
∵y=x2+x−2=(x+12)2−94,将抛物线y=x2+x−2沿着x轴向左平移后得到抛物线L2,
∴设抛物线L2解析式为y=(x+t)2−94,
将P(−32,−54)代入y=(x+t)2−94得:
−54=(−32+t)2−94,
解得t=52或t=12(舍去),
∴抛物线L2对应的函数表达式为y=(x+52)2−94.
【解析】(1)用待定系数法可得抛物线L1对应的函数表达式为y=x2+x−2;(2)求出C(0,−2),直线AC解析式为y=−x−2,设D(m,m2+m−2),可得DN=−m−2−(m2+m−2)=−m2−2m,而OA=OC=2,可推得△DNM是等腰直角三角形,DM= 22DN,故DM= 22(−m2−2m)=− 22m2− 2m=− 22(m+1)2+ 22,由二次函数性质可得答案;
(3)过A作AH⊥CP于H,过H作KR//y轴交x轴于K,过C作CR⊥KR于R,由tan∠ACP=13,证明△AKH∽△HRC,得AKHR=HKCR=AHCH=13,设AK=p,HK=q,可得3q=2+pq+3p=2,从而H(−125,−45),直线HC解析式为y=−12x−2,联立y=−12x−2y=x2+x−2,解得P(−32,−54),设抛物线L2解析式为y=(x+t)2−94,解得t=52或t=12(舍去),故抛物线L2对应的函数表达式为y=(x+52)2−94.
本题考查二次函数的综合应用,涉及待定系数法,等腰三角形的判定与性质,相似三角形的判定与性质,平移变换,锐角三角函数等知识,解题的关键是用含字母的式子表示相关点的坐标和相关线段的长度.
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