2023年吉林省长春市南关区东北师大附中明珠学校中考数学四模试卷(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. 一实验室检测A、B、C、D四个元件的质量(单位:克),超过标准质量的克数记为正数,不足标准质量的克数记为负数,结果如图所示,其中最接近标准质量的元件是( )
A. B. C. D.
2. 2020年我国进行了第七次人口普查,数据显示,吉林省的常住人口数量约为24070000人,将24070000用科学记数法表示为( )
A. 24.07×106 B. 24.07×107 C. 2.407×107 D. 0.2407×108
3. 如图是由5个相同的正方体搭成的几何体,这个几何体的左视图是( )
A.
B.
C.
D.
4. 若关于x的一元二次方程ax2−2x+3=0有两个不相等的实数根,则a的值可能是( )
A. −1 B. 12 C. 1 D. 2
5. 如图,一辆自行车竖直摆放在水平地面上,右边是它的部分示意图,测得AB=60cm,∠B=50°,则点A到BC的距离为( )
A. 60sin50°cm B. 60cos50°cm C. 60sin50cm D. 60tan50°cm
6. 如图,AB为⊙O的直径,点C在⊙O上,且AC=13BC,点D在BC上(不与点B、点C重合),则∠BDC的大小为( )
A. 110°
B. 112.5°
C. 115°
D. 120°
7. 如图,已知∠AOB=40°,按以下步骤作图:
①在射线OA、OB上,分别截取OC、OD,使OC=OD;分别以点C和点D为圆心,大于12CD长为半径作圆弧,在∠AOB内两弧交于点E;作射线OE,连结DE.
②分别以点D和点E为圆心、大于12DE长为半径作圆弧,两弧交于点F和点G;作直线FG,分别交射线OA、OB于点H、点I.
若∠OED=10°,则∠OHI的度数为( )
A. 90° B. 5° C. 85° D. 80°
8. 如图,不考虑空气阻力,以一定的速度将小球沿斜上方击出时,小球飞行的高度是飞行时间的二次函数.现以相同的初速度沿相同的方向每隔t秒依次击出三个质地一样的小球,小球在各自击出后2秒到达相同的最大飞行高度,若整个过程中,保持空中始终有1或2个小球(不考虑小球落地后再弹起),则t的取值范围是( )
A. 0
9. 分解因式:2x2−8y2= .
10. 不等式组x+1>02x−3<0的最大整数解为______ .
11. 一个正多边形的一个内角是与其相邻的一个外角的3倍,则这个正多边形的边数是______.
12. 如图,在正方形网格图中,以O为位似中心,作△ABC的位似图形,若点D是点A的对应顶点,则点B的对应顶点是点______ .
13. 如图,在△ABC中,∠C=60°,将△ABC绕点A顺时针旋转得到△ADE,点C的对应点E恰好落在边BC上.若AC=5,则CE= ______ .
14. 如图,在平面直角坐标系中,点P在反比例函数y=kx(x>0)的图象上,点A,B在x轴上,且PA⊥PB,垂足为P,PA交y轴于点C,AO=BO=BP,△ABP的面积是2,则k的值是______ .
三、解答题(本大题共10小题,共78.0分。解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤)
15. (本小题6.0分)
先化简,再求值:(1−3x+2)÷x−1x2−4,从−2,−1,1,2中选取一个合适的数作为x的值代入求值.
16. (本小题6.0分)
《九章算术》是我国古代科技著作乃至世界古代数学著作中一颗璀璨的明珠,其中“损益术”记载:今有上禾五秉,损实一斗一升,当下禾七秉:上禾七秉,损实二斗五升,当下禾五秉.问:上、下禾实一秉各几何?译文为:5捆上等禾所得谷粒减去1斗1升(1斗=10升)后,相当于7捆下等禾所得谷粒;7捆上等禾所得谷粒减去2斗5升后,相当于5捆下等禾所得谷粒.则1捆上等禾和1捆下等禾各得谷粒多少升?请解决此问题.
17. (本小题6.0分)
如图,在平行四边形ABCD中,点E是AD的中点,连接CE并延长,交BA的延长线于点F.
求证:FA=AB.
18. (本小题7.0分)
某班同学分组做概率试验,试验要求:在一个不透明的口袋中装有n个红球和1个白球,每个小球除颜色不同外其余均相同,从口袋中摸出一个小球,记下颜色后将其放回袋中并搅匀,不断重复摸球并记录.
下表是统计汇总各小组数据后获得的全班数据统计表:
摸球的次数
500
1000
1500
2000
2500
3000
摸到白球的频数
139
318
525
658
829
998
摸到白球的频率
0.278
0.318
0.35
0.329
0.332
0.333
(1)根据试验所得的摸到白球的频率,得到n的值为______ .
(2)在试验要求的条件下,用画树状图(或列表)的方法,求连续两次摸到红球的概率.
19. (本小题7.0分)
图①、图②、图③均是7×6的正方形网格,每个小正方形的边长均为1,每个小正方形的顶点称为格点,点A、B、C均为格点.只用无刻度的直尺,按下列要求作图:(不写作法,保留画图痕迹)
(1)在图①中,在BC边上找一点D,连结AD,使AD平分∠A.
(2)在图②中,在AC边上找一点E,连结BE,使BE⊥AC于点E.
(3)在图③中,在AB边上找一点F,连结CF,使∠ACF=45°.
20. (本小题7.0分)
2022年是党和国家历史上极为重票的一年,面对风高浪急的国际环境和艰巨繁重的国内改革发展稳定任务,全国人民同心块力,顺利完成了经济保持增长,发展质量稳步提升的目标.2023年2月28日,国家统计局发布了《2022年国民经济和社会发展统计公报》,以下材料是公报中的部分内容.
材料一:如图是2018年到−2022年全年国内生产总值及其增长速度统计图.
材料二:初步核算,2022全年国内生产总值1210207亿元,比上年增长3.0%.其中,第一产业增加值88345亿元,比上年增长4.1%;第二产业增加值483164亿元,增长3.8%;第三产业增加值638698亿元,增长2.3%.第一产业增加值占国内生产总值比重为7.3%,第二产业增加值比重为39.9%,第三产业增加值比重为52.8%.
根据以上信息回答下列问题:
(1)从2018年到2022年,全年国内生产总值增长最快的是______ 年,从2018年到2022年,全年国内生产总值增长率的中位数是______ %.
(2)在十四届全国人大一次会议上,李克强总理在政府工作报告中指出,2023年全年国内生产总值增长目标为5%,请以此估计2023年全年国内生产总值.(结果精确到万亿元)
(3)小明同学阅读了材料二,发现如果将2022年的第一、二、三产业的增长率求平均数4.1%+3.8%+2.3%3=3.4%,这与2022年全年国内生产总值增长速度3.0%不符,请说明原因.
21. (本小题8.0分)
校运会上,每班选派一位男同学和一位女同学参加100米运球比赛,男同学甲与女同学乙同时从起点出发,运球沿同一路线匀速向终点前进,甲先到达终点放下球后立即原路返回接力乙同学,并与乙同学一起到达终点.甲、乙两位同学距出发地的路程y(米)与甲的运动时间x(秒)之间的函数关系如图所示.
(1)求甲同学从终点返回到与乙同学相遇过程中,甲同学距出发地的路程y与x之间的函数关系式.
(2)若甲同学与乙同学相遇后,改由甲同学运球,两人仍以甲第一次到达终点前的速度一起前往终点,则两人到达终点的时间为______ 秒.
22. (本小题9.0分)
综合与实践
【问题情境】
在数学活动课上,同学们以“折叠矩形”为主题开展数学活动.已知,在矩形ABCD中,AB=6,AD=10,点P是AB边上一点,将△APD沿直线PD折叠,点A的对应点为点E.
【操作发现】
操作一:如图①,当点P与点B重合时,过点E作EF//AB,交BD于点F,连结AF,试判定四边形ABEF的形状,并说明理由.
操作二:如图②,当点E落在BC边上时,AP= ______ .
操作三:如图③,当点P为AB中点时,延长DE交BC于点G,连结PG,则tan∠PGB= ______ .
23. (本小题10.0分)
如图,在扇形AOB中,圆心角∠AOB=90°,半径OA=2.点P为AB上一点,连结OP,过点A作AQ⊥OP于点Q.
(1)求AB的长.
(2)当点A、Q、B在同一条直线上时,求扇形AOP的面积.
(3)连结BQ,则线段BQ长的最小值为______ .
(4)延长AQ,交直线OB于点C,若点Q为线段AC的三等分点,直接写出AC的长.
24. (本小题12.0分)
如图①,在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+bx+c(b、c为常数)与x轴交于A、B两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C(0,−3),抛物线的对称轴为直线x=1,过B、C两点作直线l,点P在抛物线上,且在直线l下方,连结AP,交BC于点Q.
(1)求b和c的值;
(2)求点A和点B的坐标,并直接写出直线l的表达式;
(3)求PQAQ的最大值,及此时点P的坐标;
(4)如图②,点C关于x轴的对称点为点D,点R在线段AQ上,且AR=3QR,连接DR,则DR+34AQ的最小值为______ .
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:∵|+0.9|=0.9,|−0.8|=0.8,|−1.2|=1.2,|−2.3|=2.3,
又∵0.8<0.9<1.2<2.3,
∴从轻重的角度看,最接近标准的是选项B中的元件.
故选:B.
分别求出每个数的绝对值,根据绝对值的大小找出绝对值最小的数即可.
本题考查了绝对值以及正数和负数的应用,掌握正数和负数的概念和绝对值的性质是解题的关键.
2.【答案】C
【解析】解:24070000=2.407×107.
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;当原数的绝对值<1时,n是负整数.
此题考查了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.
3.【答案】B
【解析】解:这个组合体的左视图的底层是两个小正方形,上层的左边是一个小正方形.
故选:B.
根据简单组合体的三视图的画法画出它的左视图即可.
本题考查简单组合体的三视图,理解视图的定义,掌握简单组合体三视图的画法和形状是正确解答的前提.
4.【答案】A
【解析】解:根据题意,得Δ=4−4a×3>0,
解得a<13,
∵−1<13,
故选:A.
根据一元二次方程根的情况,可得Δ=4−4a×3>0,解出a的取值范围,即可进行判断.
本题考查了一元二次方程根的情况,熟练掌握一元二次方程根的判别式是解题的关键.
5.【答案】A
【解析】解:如图,过点A作AD⊥BC于点D,
在Rt△ABD中,
∵sinB=ADAB,
∴AD=sinB⋅AB=60sin50°,
即点A到BC的距离为60sin50°cm,
故选:A.
通过作高构造直角三角形,利用直角三角形的边角关系进行计算即可.
本题考查解直角三角形的应用,掌握直角三角形的边角关系是正确解答的前提.
6.【答案】B
【解析】解:连接AD,
∵AC=13BC,
∴AC=14ACD,
∴∠AOC=14×180°=45°,
∴∠ADC=12∠AOC=22.5°,
∵AB是圆的直径,
∴∠ADB=90°,
∴∠BDC=∠ADB+∠ADC=112.5°.
故选:B.
连接AD,由AC=13BC,推出∠AOC=14×180°=45°,由圆周角定理推出∠ADC=12∠AOC=22.5°,∠ADB=90°,因此∠BDC=∠ADB+∠ADC=112.5°.
本题考查圆周角定理,关键是连接AD由圆周角定理求出∠ADC=12∠AOC=22.5°.
7.【答案】D
【解析】解:由作图得:∠BOE=12∠AOB=20°,HI垂直平分DE,
∴∠BDE=∠BOE+∠OED=30°,
∴∠OGH=60°,
∴∠OHI=180°−∠AOB−∠OGH=80°,
故选:D.
根据角平分线的性质及三角形的内角和定理求解.
本题考查了复杂作图,掌握角平分线的性质及三角形的内角和定理是解题的关键.
8.【答案】B
【解析】解:以球出发的地方为原点建立直角坐标系,
由题意得,二次函数过原点且对称轴为直线t=2,
∴设二次函数解析式为h=a(t−2)2+k,
代入原点坐标得0=a(0−2)2+k,
解得k=−4a,
∴h=a(t−2)2−4a,
令h=0得a(t−2)2−4a=0,解得t1=0,t2=4,
∴一个球从出发到落地用时4秒,
∵整个过程中,保持空中始终有1或2个小球(不考虑小球落地后再弹起),
∴ t<42t≥4,
解得2≤t<4,
故选:B.
根据题意建立直角坐标系,再分析二次函数的性质即可.
本题主要考查了二次函数与一元二次方程的关系,根据题意建立方程是解决问题的关键.
9.【答案】2(x+2y)(x−2y)
【解析】
【分析】
考查了对一个多项式因式分解的能力.一般地,因式分解有两种方法,提公因式法,公式法,能提公因式先提公因式,然后再考虑公式法.要求灵活运用各种方法进行因式分解.
观察原式2x2−8y2,找到公因式2,提出公因式后发现x2−4y2符合平方差公式,所以利用平方差公式继续分解可得.
【解答】
解:2x2−8y2=2(x2−4y2)=2(x+2y)(x−2y).
故答案为:2(x+2y)(x−2y).
10.【答案】1
【解析】解:x+1>0①2x−3<0②,
解不等式①得:x>−1,
解不等式②得:x<32,
∴不等式组的解集为−1
故答案为:1.
先求出每一个不等式的解集,再根据找不等式组解集的规律找出不等式组的解集即可.
本题考查的是解一元一次不等式组,正确求出每一个不等式解集是基础,熟知“同大取大;同小取小;大小小大中间找;大大小小找不到”的原则是解答此题的关键.
11.【答案】8
【解析】解:设正多边形的一个外角等于x°,
∵一个内角的度数恰好等于它相邻的外角的3倍,
∴这个正多边形的一个内角为:3x°,
∴x+3x=180,
解得:x=45,
∴这个正多边形的边数是:360°÷45°=8.
故答案为:8.
首先设正多边形的一个外角等于x°,由在正多边形中,一个内角的度数恰好等于它相邻的外角的3倍,即可得方程:x+3x=180,解此方程即可求得答案.
此题考查了多边形的内角和与外角和的知识.此题难度不大,方程思想的应用是解题的关键.
12.【答案】Q
【解析】解:∵OA=1,OD=3,
∴△ABC与其位似图形的相似比为1:3,
∴点B的对应点是点Q,
故答案为:Q.
根据题意求出相似比,根据位似变换的性质解答即可.
本题考查的是位似变换,根据题意求出相似比是解题的关键.
13.【答案】5
【解析】解:∵将△ABC绕点A顺时针旋转得到△ADE,
∴AE=AC=5,
∵∠C=60°,
∴△AEC是等边三角形,
∴AE=EC=AC=5,
故答案为:5.
由旋转的性质可得AE=AC=5,可证△AEC是等边三角形,即可求解.
本题考查了旋转的性质,等边三角形的性质,掌握旋转的性质是解题的关键.
14.【答案】1
【解析】解:连接OP,作PD⊥x轴于D,
∵△ABP的面积是2,AO=BO,
∴△OBP的面积为1,
∵PA⊥PB,AO=BO=BP,
∴sin∠PAB=12,
∵sin30°=12,
∴∠PAB=30°,
∴∠PBA=60°,
∴△POB为等边三角形,
∴S△POD=12S△POB=12,
∴|k|2=12,
∴k=±1,
∵反比例函数的图象位于第一象限,
∴k=1.
故答案为:1.
连接OP,作PD⊥x轴于D,根据三角形中线平分面积求出三角形POB的面积,再求证出三角形POB是等边三角形,再利用反比例函数的几何意义求出k即可.
本题考查了反比例函数的几何意义的应用,等边三角形的确定、三角形中线平分面积是解题关键.
15.【答案】解:(1−3x+2)÷x−1x2−4
=x+2−3x+2⋅(x+2)(x−2)x−1
=x−1x+2⋅(x+2)(x−2)x−1
=x−2,
∵x≠1,±2,
∴当x=−1时,原式=−3,
【解析】直接将括号里面通分运算,再利用分式的除法运算法则计算,把已知数据得出答案.
此题主要考查了分式的化简求值,正确掌握分式的混合运算法则是解题关键.
16.【答案】解:设1捆上等禾和1捆下等禾各得谷粒x,y升,
5x−11=7y7x−25=5y,
解得:x=5y=2,
答:1捆上等禾和1捆下等禾各得谷粒5升,2升.
【解析】先设1捆上等禾和1捆下等禾各得谷粒x,y升,列出方程组即可.
本题考查学生设未知数列二元一次方程组的能力,熟悉古代数学常识是难点.
17.【答案】证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB=DC,AB//DC.
∴∠FEA=∠DEC,∠F=∠ECD.
又∵EA=ED,
∴△AFE≌△DCE.
∴AF=DC.
∴AF=AB.
【解析】在证明全等时常根据已知条件,分析还缺什么条件,然后用(SAS,ASA,SSS)来证明△AFE≌△DCE,根据全等的性质再证明AF=DC,从而证明AF=AB.
本题考查平行四边形的性质及全等三角形等知识,是比较基础的证明题.
18.【答案】2
【解析】解:(1)根据试验所得的摸到白球的频率,
根据从口袋中摸出一个白球的概率为13,
所以1n+1=13,
解得n=2.
故答案为:2;
(2)画树状图为:
共有9种等可能的结果,其中两次都是红球的结果数为4,
所以连续两次摸到红球的概率=49.
(1)利用频率估计概率可得到从口袋中摸出一个白球的概率为13,则利用概率公式可求出n=2;
(2)画树状图展示所有9种等可能的结果,再找出两次都是红球的结果数,然后根据概率公式求解.
本题考查了列表法与树状图法:利用列表法或树状图法展示所有可能的结果求出n,再从中选出符合事件A或B的结果数目m,然后根据概率公式计算事件A或事件B的概率.也考查了频率估计概率.
19.【答案】解:(1)如图1中,点D即为所求;(2)如图2中,点E即为所求;(3)如图3中,点F即为所求.
【解析】(1)利用等腰三角形的三线合一的性质解决问题;
(2)利用数形结合的思想取点T,连接BT交AC于点E,点E即为所求;
(3)构造等腰直角三角形ACT,作出斜边上的中线CG,延长CG交AB与点F,点F即为所求.
本题考查作图−应用与设计作图,角平分线的性质等知识,解题的关键是学会利用数形结合的射线解决问题.
20.【答案】2021 6.0
【解析】解:(1)由增长速度的折线统计图可以看出,全年国内生产总值增长最快的是2021年,
从2018年到2022年,全年国内生产总值增长率从小到大排序为:2.2%,3.0%,6.0%,6.7%,8.1%,
∴全年国内生产总值增长率的中位数是6.0%.
故答案为:2021,6.0.
(2)2023年全年国内生产总值为:1210207×(1+5%)=1270717.35≈127(万亿元).
答:2023年全年国内生产总值大约为127万亿元.
(3)2022年的第一、二、三产业在国内总产值中所占的权重不一样,不能按算术平均数计算,应该算加权平均数,故计算出结果与实际不符.
(1)根据折线统计图读出每年的增长率,找出最大值,并按中位数定义求中位数即可.
(2)用“2022年的国内生产总值×(1+2023年全年国内生产总值的增长率)“计算即可.
(3)用加权平均数解释即可.
本题考查了条形统计图,加权平均数,中位数的定义,正确的理解题意是解题的关键.
21.【答案】5.6
【解析】解:如图,由题意得:OABC是甲的函数,OBC是乙的函数,
(1)设OB:y=kx,
由图得:20k=60,
解得:k=3,
∴OB:y=3x,
∴B(24,72),
设AB:y=ax+b,
由图得:20a+b=10024a+b=72,
解得:a=−7b=240,
∴AB:y=−7x+240,
(2)OA:y=5x,
∴(100−72)÷5=5.6,
故答案为:5.6.
(1)根据待定系数法求解;
(2)先求出甲之前的速度,再根据路程求出时间.
本题考查了一次函数的应用,掌握待定系数法及数形结合思想是解题的关键.
22.【答案】103 103
【解析】解:操作一:四边形ABEF是菱形,理由如下:
由折叠的性质可知,AB=BE,AF=EF,∠ABF=∠EBF,
∵EF//AB,
∴∠ABF=∠EFB,
∴∠EFB=∠EBF,
∴BE=EF,
∴AB=AF=EF=BE,
∴四边形ABEF是菱形;
操作二:如图②,由翻折可知:AP=EP,AD=ED=10,
在矩形ABCD中,CD=AB=6,∠B=∠C=90°,
∴EC= DE2−CD2= 102−62=8,
∴BE=BC−EC=10−8=2,
∵BP=AB−AP=6−AP,
在Rt△BPE中,根据勾股定理得:
EP2=BP2+BE2,
∴AP2=(6−AP)2+22,
∴AP=103,
故答案为:103;
操作三:如图③,∵点P为AB中点,
∴AP=BP=12AB=3,
由翻折可知:AP=EP=3,AD=ED=10,∠DEP=∠A=90°,
∴∠DEG=∠B=90°,
∵PG=PG,
∴Rt△BPG≌Rt△EPG(HL),
∴BG=GE,
∴DG=DE+EG=10+BG,
∵GC=BC−BG=10−BG,
在Rt△DCG中,CD=6,根据勾股定理得:
DG2=GC2+CD2,
∴(10+BG)2=(10−BG)2+62,
∴BG=910,
∴tan∠PGB=PBBG=3910=103.
故答案为:103.
操作一:由折叠的性质得出AB=BE,AF=EF,∠ABF=∠EBF,根据四边相等的四边形是菱形证明即可;
操作二:如图②,当点E落在BC边上时,利用勾股定理即可求出AP;
操作三:如图③,利用勾股定理列出方程求出BG,进而利用锐角三角函数可以解决问题.
本题属于四边形综合题,考查了矩形的性质,菱形的判定,全等三角形的判定和性质,解直角三角形等知识,解题的关键是学会利用参数构建方程解决问题.
23.【答案】 5−1
【解析】解:(1)AB的长为90π×2180=π;
(2)当点A、Q、B在同一条直线上时,点Q是AB的中点,
∴∠AOP=∠BOP=12∠AOB=45°,
∴扇形AOP的面积为45π×22360π2;
(3)如图1,当点P在AB上移动时,其点Q在以OA为直径的半圆上移动,如图,连接BC交半圆弧于点Q′,此时线段BQ长的最小,
在Rt△BOC中,OC=1,OB=2,
∴BC= 22+12= 5,
∴BQ′=BC−CQ′= 5−1,
故答案为: 5−1;
(4)①如图2,当AQ=12QC时,设AQ=a,则QC=2a,
∵OA⊥OC,OQ⊥AC,
∴△AOQ∽△ACO,
∴AQOA=OAAC,
即a2=2a+2a,
解得a=2 33,
经检验a=2 33是原方程的解,
∴AC=3a=2 3;
②如图3,当AQ=2QC时,设CQ=b,则AQ=2b,
由①可得△AOQ∽△ACO,
∴AQAO=AOAC,
即2b2=2b+2b,
解得b= 63,
经检验b= 63是原方程的解,
∴AC=3b= 6;
综上所述,AC的长为2 3或 6.
(1)由弧长公式进行计算即可;
(2)求出扇形的圆心角的度数,由扇形面积的计算方法进行计算即可;
(3)连接BQ,画出线段BQ长的最小时的图形,再进行计算即可;
(4)分两种情况进行解答,即当AQ=12QC时和AQ=2QC时,分别画出相应的图形,利用相似三角形的性质进行计算即可.
本题考查扇形面积的计算,弧长的计算,勾股定理、垂径定理以及相似三角形的判定和性质,掌握扇形面积的计算方法,勾股定理、垂径定理以及相似三角形的判定和性质是正确解答的前提.
24.【答案】2 10
【解析】解:(1)∵抛物线y=x2+bx+c与y轴交于点C(0,−3),抛物线的对称轴为直线x=1,
∴c=−3−b2=1,
解得:b=−2c=−3.
(2)由(1)知:抛物线的解析式为y=x2−2x−3,
令y=0,则x2−2x−3=0,
∴x=−1或x=3,
∵点A在点B左侧,
∴A(−1,0),B(3,0).
∴OA=1,OB=3.
设直线l的解析式为y=kx+n,
∴3k+n=0n=−3,
∴k=1n=−3,
∴直线l的解析式为y=x−3;
(3)过点A作AD⊥AB,交直线l于点D,过点P作PE⊥OB于点E,交直线l于点F,如图,
设P(m,m2−2m−3),
∵点P在抛物线上,且在直线l下方,
∴OE=m,PE=−m2+2m+3.
当x=−1时,y=−1−3=−4,
∴D(−1,−4),
∴AD=4.
当x=m时,y=m−3,
∴F(m,m−3),
∴FE=3−m,
∴PF=PE−FE=−m2+3m.
∵AD⊥AB,PE⊥OB,
∴DA//PF,
∴△PQF∽△AQD,
∴PQAQ=PFAD,
∴PQAQ=−14m2+34m
=−14(m−32)2+916,
∵−14<0,
∴当m=32时,PQAQ的最大值为916,此时点P的坐标为(32,−154);
(4)过点R作MN//BC,分别交y轴,x轴于点M,N,作点A关于MN的对称点A′,连接AA′,交MN于点F,连接DA′,交MN于点R′,连接AR′,如图,
则AR′=A′R′.
∵AR=3QR,
∴AR=34AQ,
∴DR+34AQ=DR+AR.
∵点R在线段AQ上,点Q在BC上,AR=3QR,
∴点R在MN上运动.
∴要求DR+AR的最小值,就是在MN上找一点R,使DR+AR最小,
∵AR′=A′R′,
∴AR′+DR′=DA′,
由将军饮马模型可知:当点R与点R′重合时,DR+AR取得最小值为DA′.
∵OB=OC=3,
∴∠OCB=∠OBC=45°,
∵MN//BC,
∴∠OMN=∠ONM=45°,
∴OM=ON.
∵MN//BC,
∴△ARM∽△AQB,
∴ANAB=ARAQ,
∴AN4=34,
∴AN=3,
∴ON=AN−OA=3−1=2,
连接A′N,
∵MN为AA′的垂直平分线,
∴NA=NA′=3,
∴∠NAA′=∠NA′A.
∵MN⊥AA′,∠ONM=45°,
∴∠NAA′=45°,
∴∠NA′A=45°,
∴∠ANA′=90°,
∴A′N⊥OB,
∴A′(2,−3).
连接A′C,
∵C(0,−3),
∴A′C⊥CD,A′C=2.
∵点C关于x轴的对称点为点D,
∴D(0,3),
∴OD=3,
∴CD=OC+OD=6,
∴DA′= CD2+A′C2= 62+22=2 10.
∴DR+34AQ的最小值为DR+AR=DA′=2 10.
故答案为:2 10.
(1)利用待定系数法解答即可;
(2)令y=0,解关于x的一元二次方程,即可得出点A,B的横坐标,利用待定系数法解得即可得出直线的解析式;
(3)过点A作AD⊥AB,交直线l于点D,过点P作PE⊥OB于点E,交直线l于点F,设P(m,m2−2m−3),利用点的坐标表示出线段AD,PF的长,再利用相似三角形的判定与性质求得PQAQ的值,再利用配方法解答即可得出结论;
(4)过点R作MN//BC,分别交y轴,x轴于点M,N,作点A关于MN的对称点A′,连接AA′,交MN于点F,连接DA′,交MN于点R′,连接AR′,利用已知条件可得点R的轨迹为线段MN,依据将军饮马模型可得:当点R与点R′重合时,DR+AR取得最小值为DA′;利用轴对称的性质和等腰直角三角形的性质可得:A′N⊥OB,则A′(2,−3),利用点的坐标的性质得到:CD=6,A′C⊥OC,利用勾股定理解答即可得出结论.
本题主要考查了二次函数的图象与性质,抛物线上点的坐标的特征,待定系数法,一次函数图象与性质,一次函数图象上点的坐标的特征,配方法,二次函数的极值,轴对称的性质,等腰直角三角形的判定与性质,平行线的性质,相似三角形的判定与性质,利用点的坐标表示出相应线段的长度是解题的关键.
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