广东省广州六中教育集团2023-2024学年九年级上学期期中数学试卷
展开1.(3分)把一元二次方程x2﹣3x=1化为一般形式后,它的常数项为( )
A.1B.﹣1C.3D.﹣3
2.(3分)下列图形中,既是轴对称图形又是中心对称图形的是( )
A.等边三角形B.菱形
C.平行四边形D.正五边形
3.(3分)抛物线y=x2﹣x﹣2023与y轴的交点坐标为( )
A.(0,﹣2023)B.(0,2023)C.(﹣2023,0)D.(2023,0)
4.(3分)用配方法解方程x2+6x+7=0,下列变形正确的是( )
A.(x+3)2=16B.(x﹣3)2=16C.(x+3)2=2D.(x+3)2=﹣2
5.(3分)如图,△AOB中,∠B=25°,将△AOB绕点O顺时针旋转60°,得到△A′OB′,边A′B′与边OB交于点C(A′不在OB上),则∠A′CO的度数为( )
A.105°B.95°C.85°D.75°
6.(3分)将抛物线y=2x2向上平移3个单位长度,再向右平移2个单位长度,所得到的抛物线为( )
A.y=2(x+2)2+3B.y=2(x﹣2)2+3
C.y=2(x﹣2)2﹣3D.y=2(x+2)2﹣3
7.(3分)已知t2﹣3t+1=0,则t+=( )
A.3B.﹣3C.1D.﹣1
8.(3分)如图,在平面直角坐标系中,△ABC顶点的横、纵坐标都是整数.若将△ABC以某点为旋转中心,顺时针旋转90°得到△DEF,其中A、B、C分别和D、E、F对应,则旋转中心的坐标是( )
A.A(0,0)B.(1,0)C.(1,﹣1)D.(0.5,0.5)
9.(3分)已知一元二次方程ax2+bx+c=0的解是x1=﹣1,x2=3,则一元二次方程a(2x+1)2+b(2x+1)+c=0的解是( )
A.x1=1,x2=3B.x1=1,x2=﹣1
C.x1=﹣1,x2=3D.x1=﹣1,x2=﹣3
10.(3分)把抛物线y=x2+2x﹣3在x轴下方的图象沿x轴翻折到x轴上方,图象的其余部分不变,得到一个新函数图象(如图所示),有下列结论:①图象具有对称性,对称轴是直线x=﹣1;②当x=﹣1时,函数有最大值是4;③当﹣3<x<﹣1或x>1时,函数值随x值的增大而增大;④函数图象与直线y=5有2个交点,其中,正确结论的个数是( )
A.1B.2C.3D.4
二、填空题(本题有6个小题,每小题3分,共18分.)
11.(3分)点(3,﹣2)关于原点的对称点的坐标为 .
12.(3分)若x=2是关于x的一元二次方程3x2﹣mx﹣2=0的一个根,则m的值是 .
13.(3分)抛物线y=x2﹣2x+m与x轴的一个交点为(﹣3,0),则另一个交点坐标为 .
14.(3分)飞机着陆后滑行的距离y(单位:m)关于滑行时间t(单位:s)的函数解析式是y=60t﹣t2.在飞机着陆滑行中,飞机从开始滑行到停止所需时间为 秒.
15.(3分)已知m是一元二次方程x2+3x+n﹣2=0的一个根,则m﹣n的最小值为 .
16.(3分)如图,△AOB中,∠ABO=90°,点B在x轴上,点A坐标为 ,将△AOB绕点O旋转15°,此时点A的对应点A的坐标是 .
三、解答题(本大题有9小题,共72分,解答要求写出文字说明,证明过程或计算步骤.)
17.(4分)解一元二次方程:x2﹣4x﹣1=0.
18.(5分)如图,利用函数y=x2﹣4x+3的图象,直接回答:
(1)方程x2﹣4x+3=0的解是 ;
(2)不等式x2﹣4x+3<0的解集为 ;
(3)不等式x2﹣4x+3>x+3的解集为 .
19.(6分)如图,在平面直角坐标系中,已知△ABC的三个顶点坐标分别是A(1,1),B(4,1),C(3,3).
(1)请画出将△ABC绕原点O旋转180°后得到的△A1B1C1,并写出点B1的坐标;
(2)请画出将△ABC绕原点O顺时针旋转90°后得到的△A2B2C2,并写出点B2的坐标.
20.(7分)已知关于x的一元二次方程x2﹣(m+2)x+m+1=0.
(1)求证:不论m取任何实数,该方程总有两个实数根;
(2)如果该方程有一个根小于0,求m的取值范围.
21.(8分)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,将△ABC绕着点B顺时针旋转得到△FBE,点C,A的对应点分别为E,F,点E落在BA上,连接AF.
(1)若∠BAC=20°,求∠BAF的度数;
(2)若AC=12,BC=5,求AF的长.
22.(8分)某商家批发一种成本为8元/kg的水果,销售单价不高于18元/kg,销售一段时间后发现,每天的销售量 y(kg) 与销售单价x(元/kg) 满足的函数关系为 y=﹣100x+3000.
(1)销售单价定为多少元时,每天获得的利润是10500元?
(2)销售单价定为多少元时,每天获得的利润最大,并求出最大利润.
23.(10分)已知关于x的一元二次方程x2﹣2(k+1)x+k2+k+3=0(k为常数).
(1)若方程的两根为菱形相邻两边长,求k的值;
(2)是否存在满足条件的常数k,使该方程的两解等于边长为2的菱形的两对角线长,若存在,求k的值;若不存在,说明理由.
24.(12分)在平面直角坐标系中,O为原点,点A(0,4),点B(3,0),把△ABO绕点A逆时针旋转,得△AB′O′,点B,O旋转后的对应点为B′,O′,记旋转角为α.
(1)如图1,若α=60°,连接BB′,求BB′的长度;
(2)如图2,若α=120°,求O′的坐标并直线写出B′的坐标;
(3)在(2)的条件下,边OB上的一点P旋转后的对应点为P′,请直接写出O′P+AP′的最小值和此时点P的坐标.
25.(12分)如图,二次函数y=x2+bx的图象与x轴交于点A(4,0),顶点为B.
(1)求顶点B的坐标;
(2)点E在第二象限的抛物线上,连接BE.设BE交y轴于点D,过点B作BC⊥x轴,垂足为C,连接CD,AE.求证:CD∥AE;
(3)若将线段OA向上平移4个单位长度,再向右平移1个单位长度,得到的线段与二次函数y=a(x2+bx)的图象只有一个交点,请直接写出常数a的取值范围.
参考答案与试题解析
一、选择题(本题有10个小题,每小题3分,满分30分,每小题给出的四个选项中,只有一个是正确的)
1.(3分)把一元二次方程x2﹣3x=1化为一般形式后,它的常数项为( )
A.1B.﹣1C.3D.﹣3
【分析】根据一元二次方程的一般式及定义,即可求解.
【解答】解:x2﹣3x=1转化为一般式得,x2﹣3x﹣1=0,
∴常数项为﹣1,
故选:B.
【点评】本题主要考查一元二次方程的应用,掌握一元二次方程的定义和形式是解题的关键.
2.(3分)下列图形中,既是轴对称图形又是中心对称图形的是( )
A.等边三角形B.菱形
C.平行四边形D.正五边形
【分析】根据轴对称图形与中心对称图形的概念结合菱形、平行四边形、等边三角形、正五边形的性质求解.
【解答】解:A、等边三角形是轴对称图形,不是中心对称图形,故此选项错误;
B、菱形是轴对称图形,也是中心对称图形,故此选项正确;
C、平行四边形不是轴对称图形,是中心对称图形,故此选项错误;
D、正五边形是轴对称图形,不是中心对称图形,故此选项错误.
故选:B.
【点评】此题考查了轴对称图形和中心对称图形的概念.轴对称图形的关键是寻找对称轴,图形沿对称轴折叠后可重合;中心对称图形是要寻找对称中心,图形旋转180°后与原图形重合.
3.(3分)抛物线y=x2﹣x﹣2023与y轴的交点坐标为( )
A.(0,﹣2023)B.(0,2023)C.(﹣2023,0)D.(2023,0)
【分析】令x=0时,y=﹣2023,解答即可.
【解答】解:令x=0时,y=﹣2023,
∴抛物线y=x2﹣x﹣2023与y轴的交点坐标为 (0,﹣2023),
故选:A.
【点评】本题考查了二次函数图象上点的坐标特征,掌握二次函数图象上点的坐标特征是解题的关键.
4.(3分)用配方法解方程x2+6x+7=0,下列变形正确的是( )
A.(x+3)2=16B.(x﹣3)2=16C.(x+3)2=2D.(x+3)2=﹣2
【分析】根据配方法的求解步骤,求解即可.
【解答】解:x2+6x+7=0,
移项可得:x2+6x=﹣7,
左右两边同时加上9:x2+6x+9=2,
则(x+3)2=2.
故选:C.
【点评】本题考查了一元二次方程的解法﹣﹣﹣配方法,熟练掌握配方的步骤是解题的关键;配方法的一般步骤:(1)把常数项移到等号的右边;(2)把二次项的系数化为1;(3)等式两边同时加上一次项系数一半的平方.
5.(3分)如图,△AOB中,∠B=25°,将△AOB绕点O顺时针旋转60°,得到△A′OB′,边A′B′与边OB交于点C(A′不在OB上),则∠A′CO的度数为( )
A.105°B.95°C.85°D.75°
【分析】由旋转的性质可得∠B=∠B'=25°,∠BOB'=60°,由外角的性质可求解.
【解答】解:∵将△AOB绕点O顺时针旋转60°,得到△A′OB′,
∴∠B=∠B'=25°,∠BOB'=60°,
∴∠A'CO=∠B'+∠BOB'=85°,
故选:C.
【点评】本题考查了旋转的性质,掌握旋转的性质是解题的关键.
6.(3分)将抛物线y=2x2向上平移3个单位长度,再向右平移2个单位长度,所得到的抛物线为( )
A.y=2(x+2)2+3B.y=2(x﹣2)2+3
C.y=2(x﹣2)2﹣3D.y=2(x+2)2﹣3
【分析】根据“上加下减、左加右减”的原则进行解答即可.
【解答】解:将抛物线y=2x2向上平移3个单位长度,再向右平移2个单位长度,得到的抛物线的解析式为y=2(x﹣2)2+3,
故选:B.
【点评】本题考查的是二次函数的图象与几何变换,要求熟练掌握平移的规律:左加右减,上加下减.
7.(3分)已知t2﹣3t+1=0,则t+=( )
A.3B.﹣3C.1D.﹣1
【分析】先方程两边都除以t,再移项得出t+=3即可.
【解答】解:∵t2﹣3t+1=0,
∴t﹣3+=0,
∴t+=3.
故选:A.
【点评】本题考查了分式的混合运算,能选择适当的方法求解是解此题的关键.
8.(3分)如图,在平面直角坐标系中,△ABC顶点的横、纵坐标都是整数.若将△ABC以某点为旋转中心,顺时针旋转90°得到△DEF,其中A、B、C分别和D、E、F对应,则旋转中心的坐标是( )
A.A(0,0)B.(1,0)C.(1,﹣1)D.(0.5,0.5)
【分析】根据对应点连线段的垂直平分线的交点即为旋转中心,作出旋转中心,可得结论.
【解答】解:如图,点Q即为所求,Q(1,﹣1).
故选:C.
【点评】本题考查坐标与图形变化﹣旋转,解题的关键是理解旋转中心是对应点连线段的垂直平分线的交点.
9.(3分)已知一元二次方程ax2+bx+c=0的解是x1=﹣1,x2=3,则一元二次方程a(2x+1)2+b(2x+1)+c=0的解是( )
A.x1=1,x2=3B.x1=1,x2=﹣1
C.x1=﹣1,x2=3D.x1=﹣1,x2=﹣3
【分析】当把方程a(2x+1)2+b(2x+1)+c=0看作关于(2x+1)的一元二次方程时,则2x+1=﹣1或2x+1=3,然后解两个一次方程即可.
【解答】解:把方程a(2x+1)2+b(2x+1)+c=0看作关于(2x+1)的一元二次方程,
∵一元二次方程ax2+bx+c=0的解是x1=﹣1,x2=3,
∴2x+1=﹣1或2x+1=3,
解得x1=﹣1,x2=1.
故选:B.
【点评】本题考查了一元二次方程的解:能使一元二次方程左右两边相等的未知数的值是一元二次方程的解.灵活运用换元法是解决问题的关键.
10.(3分)把抛物线y=x2+2x﹣3在x轴下方的图象沿x轴翻折到x轴上方,图象的其余部分不变,得到一个新函数图象(如图所示),有下列结论:①图象具有对称性,对称轴是直线x=﹣1;②当x=﹣1时,函数有最大值是4;③当﹣3<x<﹣1或x>1时,函数值随x值的增大而增大;④函数图象与直线y=5有2个交点,其中,正确结论的个数是( )
A.1B.2C.3D.4
【分析】根据所给函数的图象,可得出其增减性和对称性,再求出函数图象与x轴的交点坐标,对所给结论逐次进行判断即可.
【解答】解:因为抛物线y=x2+2x﹣3的对称轴为直线x=,
即抛物线关于直线x=﹣1对称,
又因为新图象是将该抛物线下方的部分翻折到x轴上方,其余部分不变,
所以新函数图象仍然关于直线x=﹣1对称.
故①正确.
观察新函数图象发现,
函数图象向左上方和右上方无限延伸,
所以新函数无最大值.
故②错误.
令y=0得,
x2+2x﹣3=0,
解得x1=1,x2=﹣3.
所以当x<﹣3或﹣1<x<1时,y随x的增大而减小;
当﹣3<x<﹣1或x>1时,y随x的增大而增大.
故③正确.
由题知,
函数图象在直线x=﹣3和直线x=1之间的部分所对应的函数解析式为y=﹣x2﹣2x+3,
将x=﹣1代入得,
y=﹣1+2+3=4.
因为4<5,
所以函数图象与直线y=5有2个交点.
故④正确.
所以正确的结论有①③④.
故选:C.
【点评】本题考查二次函数与x轴交点及二次函数的最值,巧妙利用数形结合的数学思想是解题的关键.
二、填空题(本题有6个小题,每小题3分,共18分.)
11.(3分)点(3,﹣2)关于原点的对称点的坐标为 (﹣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为(﹣3,2),
故答案为:(﹣3,2).
【点评】此题主要考查了两个点关于原点对称时,关键是掌握点的坐标的变化规律.
12.(3分)若x=2是关于x的一元二次方程3x2﹣mx﹣2=0的一个根,则m的值是 5 .
【分析】把x=2代入方程3x2﹣mx﹣2=0中得:3×22﹣2m﹣2=0,然后进行计算即可解答.
【解答】解:把x=2代入方程3x2﹣mx﹣2=0中得:3×22﹣2m﹣2=0,
解得:m=5,
故答案为:5.
【点评】本题考查了一元二次方程的解,准确熟练地进行计算是解题的关键.
13.(3分)抛物线y=x2﹣2x+m与x轴的一个交点为(﹣3,0),则另一个交点坐标为 (5,0) .
【分析】根据抛物线的对称性质解答.
【解答】解:∵抛物线y=x2﹣2x+m的对称轴是直线x=﹣=1,
∴点(﹣3,0)关于直线x=1对称的点的坐标是:(5,0),即另一个交点坐标为(5,0).
故答案为:(5,0).
【点评】本题考查了抛物线与x轴的交点,解题时利用了抛物线的轴对称的性质,难度不大.
14.(3分)飞机着陆后滑行的距离y(单位:m)关于滑行时间t(单位:s)的函数解析式是y=60t﹣t2.在飞机着陆滑行中,飞机从开始滑行到停止所需时间为 20 秒.
【分析】将函数解析式配方成顶点式求出y的最大值时的t的值即可得到结论.
【解答】解:∵y=60t﹣t2=﹣(t﹣20)2+600,
∴t=20时,y取最大值,
即飞机从开始滑行到停止所需时间为20s,
故答案为:20.
【点评】本题主要考查二次函数的应用,理解题意得出飞机滑行的最大距离即为y的最大值是解题的关键.
15.(3分)已知m是一元二次方程x2+3x+n﹣2=0的一个根,则m﹣n的最小值为 ﹣6 .
【分析】根据m是一元二次方程x2+3x+n﹣2=0的一个根,可以用含m的式子表示n,然后即可计算出m﹣n的式子,整理即可求得m﹣n的最小值.
【解答】解:∵m是一元二次方程x2+3x+n﹣2=0的一个根,
∴m2+3m+n﹣2=0,
∴n=﹣m2﹣3m+2,
∴m﹣n
=m﹣(﹣m2﹣3m+2)
=m+m2+3m﹣2
=(m+2)2﹣6≥﹣6,
∴m﹣n的最小值为﹣6,
故答案为:﹣6.
【点评】本题考查了一元二次方程的解,准确熟练地进行计算是解题的关键.
16.(3分)如图,△AOB中,∠ABO=90°,点B在x轴上,点A坐标为 ,将△AOB绕点O旋转15°,此时点A的对应点A的坐标是 (1,)或(,1) .
【分析】分将△AOB绕点O逆时针和顺时针旋转15°两种情况讨论即可.
【解答】解:∵∠ABO=90°,点B在x轴上,点A坐标为 ,
∴OB=AB=,
∴OA=×=2,∠AOB=45°,
如图,当将△AOB绕点O逆时针旋转15°时,∠A′OB=60°,作A′C⊥x轴于点C,
∴∠A′=30°,
∴OC=OA′=1,
∴A′C==,
∴点A′的坐标是(1,),
当将△AOB绕点O顺时针旋转15°时,∠A′OB=30°,作A′D⊥x轴于点D,
∴A′D=OA′=1,
∴OD==,
∴点A′的坐标是(,1),
∴点A的对应点A′的坐标是(1,)或(,1).
故答案为:(1,)或(,1).
【点评】本题考查坐标与图形变化﹣旋转,解直角三角形等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造直角三角形解决问题.
三、解答题(本大题有9小题,共72分,解答要求写出文字说明,证明过程或计算步骤.)
17.(4分)解一元二次方程:x2﹣4x﹣1=0.
【分析】根据配方法解一元二次方程的步骤:移项、配方、开平方,即可得出方程的解.
【解答】解:x2﹣4x﹣1=0.
移项得:x2﹣4x=1.
配方得:x2﹣4x+4=1+4.
即(x﹣2)2=5,
开平方得:x﹣2=±,
解得x1=2+,x2=2﹣.
【点评】本题考查了一元二次方程的解法:配方法;熟练掌握用配方法解一元二次方程是解决问题的关键.
18.(5分)如图,利用函数y=x2﹣4x+3的图象,直接回答:
(1)方程x2﹣4x+3=0的解是 x1=1,x2=3 ;
(2)不等式x2﹣4x+3<0的解集为 1<x<3 ;
(3)不等式x2﹣4x+3>x+3的解集为 x<0或x>5 .
【分析】(1)根据抛物线与x轴的交点的横坐标就是二次方程的两个实数根,可直接得结论;
(2)观察图象,在x轴下方的部分y总小于0;
(3)求得交点坐标,结合图象得结论.
【解答】解:(1)∵二次函数y=x2﹣4x+3的图象与x轴交于A(1,0)、B(3,0),
∴方程x2﹣4x+3=0的解是:x1=1,x2=3.
故答案为:x1=1,x2=3.
(2)观察图象可知:不等式x2﹣4x+3<0的解集为1<x<3.
故答案为:1<x<3.
(3)因为函数y=x2﹣4x+3的图象与直线y=x+3交于点(0,3)、B(4,7),
所以不等式x2﹣4x+3>x+3的解集为x<0或x>5.
故答案为:x<0或x>5.
【点评】本题考查了待定系数法确定函数解析式、抛物线的性质及二次函数与一元二次方程、不等式的关系,题目综合性较强.会读图用图是解决本题的关键.
19.(6分)如图,在平面直角坐标系中,已知△ABC的三个顶点坐标分别是A(1,1),B(4,1),C(3,3).
(1)请画出将△ABC绕原点O旋转180°后得到的△A1B1C1,并写出点B1的坐标;
(2)请画出将△ABC绕原点O顺时针旋转90°后得到的△A2B2C2,并写出点B2的坐标.
【分析】(1)作出中心对称图形,写出对应点的坐标;
(2)作出旋转后的图形,写出对应点的坐标.
【解答】解:(1)如图所示,△A1B1C1即为所求,
点B1的坐标为(﹣4,﹣1);
(2)如图所示,△A2B2C2即为所求,
点B2的坐标为(1,﹣4).
【点评】本题考查了作图﹣旋转变换,解答本题的关键是掌握旋转方向和旋转角度.
20.(7分)已知关于x的一元二次方程x2﹣(m+2)x+m+1=0.
(1)求证:不论m取任何实数,该方程总有两个实数根;
(2)如果该方程有一个根小于0,求m的取值范围.
【分析】(1)根据根的判别式的意义得到Δ=[﹣(m+2)]2﹣4(m+1)=0,然后解关于m的方程即可;
(2)利用公式法解方程得到x1=m+1,x2=1,则m+1<0,然后解不等式即可.
【解答】解:(1)根据题意得,
Δ=[﹣(m+2)]2﹣4(m+1)
=m2,
∴Δ≥0,
∴不论m取任何实数,该方程总有两个实数根;
(2)x=,
所以x1=m+1,x2=1,
∵该方程有一个根小于0,
∴m+1<0,
解得m<﹣1,
∴m的取值范围为m<﹣1.
【点评】本题考查了根的判别式,掌握:当Δ>0时,方程有两个不相等的实数根;当Δ=0时,方程有两个相等的实数根;当Δ<0时,方程无实数根,是解题关键.
21.(8分)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,将△ABC绕着点B顺时针旋转得到△FBE,点C,A的对应点分别为E,F,点E落在BA上,连接AF.
(1)若∠BAC=20°,求∠BAF的度数;
(2)若AC=12,BC=5,求AF的长.
【分析】(1)根据三角形的内角和定理得到∠ABC=70°,根据旋转的性质得到∠EBF=∠ABC=70°,AB=BF,根据三角形的内角和定理即可得到结论;
(2)根据勾股定理得到AB=13,根据旋转的性质得到BE=BC=5,EF=AC=12,根据勾股定理即可得到结论.
【解答】解:(1)在Rt△ABC中,∠C=90°,∠BAC=20°,
∴∠ABC=70°,
∵将△ABC绕着点B逆时针旋转得到△FBE,
∴∠EBF=∠ABC=70°,AB=BF,
∴∠BAF=∠BFA=(180°﹣70°)=55°.
(2)∵∠C=90°,AC=12,BC=5,
∴AB=13,
∵将△ABC绕着点B逆时针旋转得到△FBE,
∴BE=BC=5,EF=AC=12,
∴AE=AB﹣BE=13﹣5=8,
∴AF==4.
【点评】本题考查了旋转的性质,勾股定理,熟练掌握旋转的性质是解题的关键.
22.(8分)某商家批发一种成本为8元/kg的水果,销售单价不高于18元/kg,销售一段时间后发现,每天的销售量 y(kg) 与销售单价x(元/kg) 满足的函数关系为 y=﹣100x+3000.
(1)销售单价定为多少元时,每天获得的利润是10500元?
(2)销售单价定为多少元时,每天获得的利润最大,并求出最大利润.
【分析】(1)由题意得:10500=y(x﹣8),即可求解;
(2)设每天的利润为w元,则w=(﹣100x+3000)(x﹣8)=﹣100(x﹣30)(x﹣8),即可求解.
【解答】解:(1)由题意得:10500=y(x﹣8),即10500=(x﹣8)(﹣100x+3000),
解得:x=23(舍去)或15(元),
即销售单价定为15元时,每天获得的利润是10500元;
(2)设每天的利润为w元,
则w=(﹣100x+3000)(x﹣8)=﹣100(x﹣30)(x﹣8),
则函数w的对称轴为x=(30+8)=19,
而x≤18,
即当x=18时,w取得最大值为:12000元.
销售单价定为18元时,每天获得的利润最大最大利润为12000元.
【点评】本题考查了二次函数的应用,二次函数的性质,求出函数关系式是本题的关键.
23.(10分)已知关于x的一元二次方程x2﹣2(k+1)x+k2+k+3=0(k为常数).
(1)若方程的两根为菱形相邻两边长,求k的值;
(2)是否存在满足条件的常数k,使该方程的两解等于边长为2的菱形的两对角线长,若存在,求k的值;若不存在,说明理由.
【分析】(1)根据菱形的性质知四边相等,方程的两根为菱形相邻两边长,得Δ=0,求出k;
(2)根与系数的关系求出两根之和、两根之积,根据菱形的两对角线互相垂直平分,由勾股定理列等式,求出k.
【解答】解:(1)∵方程的两根为菱形相邻两边长,
∴此方程有两个相等的实数根,
∴Δ=0,
∴[﹣2(k+1)]2﹣4(k2+k+3)=0,
4(k2+2k+1)﹣4k2﹣4k﹣12=0,
4k2+8k+4﹣4k2﹣4k﹣12=0,
4k﹣8=0,
k=2,
(2)不存在,理由如下:
∵该方程的两解是菱形的两对角线长,
∴a+b=2(k+1),ab=k2+k+3,
设菱形的两对角线长a,b.
∵菱形的两对角线互相垂直平分,
∴由勾股定理得,+=4,
+=4,
b2+a2=16,
∴b2+2ab+a2﹣2ab=16,
(a+b)2﹣2ab=16,
[2(k+1)]2﹣2(k2+k+3)=16,
解得k=,
∵Δ=4k﹣8,
∴4k﹣8≥0.
∴k≥2,
∵k=<2,
∴不存在满足条件的常数k.
【点评】此题主要考查了根与系数的关系、菱形的判定与性质,掌握根的判别式、菱形的性质、勾股定理的综合应用,第二问求出k时,一定注意4k﹣8≥0这个知识点.
24.(12分)在平面直角坐标系中,O为原点,点A(0,4),点B(3,0),把△ABO绕点A逆时针旋转,得△AB′O′,点B,O旋转后的对应点为B′,O′,记旋转角为α.
(1)如图1,若α=60°,连接BB′,求BB′的长度;
(2)如图2,若α=120°,求O′的坐标并直线写出B′的坐标;
(3)在(2)的条件下,边OB上的一点P旋转后的对应点为P′,请直接写出O′P+AP′的最小值和此时点P的坐标.
【分析】(1)先根据点A和点B的坐标求出OA、OB的长,然后用勾股定理求出AB的长,根据旋转的意义判定△ABB'是等边三角形即可求出结果;
(2)过点 O'作OD⊥y轴于点D,过点B'作 B'C⊥y轴于点C,过点B'作 B′F⊥O′D轴于点F,判定四边形CB′FD是矩形,
【解答】解:(1)∵点A(0,4),B(3,0),
∴OA=4,OB=3,
在Rt△AOB中,由勾股定理得:
AB===5,
∵α=60°,AB=AB',
∴△ABB'是等边三角形,
∴BB'=AB=5;
(2)如图1,过点 O'作OD⊥y轴于点D,过点B'作 B'C⊥y轴于点C,过点B'作 B′F⊥O′D轴于点F,
∴四边形CB′FD是矩形,
∴CB'=FD=O'D﹣O'F,CD=B′F,
∵点A(0,4),点B(3,0),
∴OA=4,OB=3,
∵α=120°,
∴∠OAO'=120°,AO'=4,B'O'=3,
∴∠DAO'=60°,∠DO'A=30°,∠B'O'F=60°,
∴AD=AO'=2,DO'=,FO'=B'O'=,B'F=,
∴OD=OA+AD=6,CB'=,OC=OD+DC=
∴点 ,;
(3)如图2,作点A关于x轴的对称点N,连接O′N交OB于点P,连接AP,
则AP+O'P的值最小,
由旋转可知,AP'=AP,
∴O′P+AP′的值最小,
∵点A(0,4),
∴点 N(0,﹣4),
设直线 O'N 的解析式为 y=kx+b,
把点 O'(,6),N(0,﹣4)分别代入y=kx+b,得:
,
解得:,
∴直线的解析式为 ,
令y=0,
得:,
解得:,
∴点P(,0),O'N==,
即O'P+AP′的最小值为 ,此时点P的坐标为(,0).
【点评】本题是几何变换综合题,主要考查旋转的性质,直角三角形的性质,轴对称的性质,勾股定理,含30°角的直角三角形的性质等知识点,深入理解题意是解决问题的关键.
25.(12分)如图,二次函数y=x2+bx的图象与x轴交于点A(4,0),顶点为B.
(1)求顶点B的坐标;
(2)点E在第二象限的抛物线上,连接BE.设BE交y轴于点D,过点B作BC⊥x轴,垂足为C,连接CD,AE.求证:CD∥AE;
(3)若将线段OA向上平移4个单位长度,再向右平移1个单位长度,得到的线段与二次函数y=a(x2+bx)的图象只有一个交点,请直接写出常数a的取值范围.
【分析】(1)由待定系数法即可求解;
(2)证明直线CD和直线AE对应表达式中的k值相同,b值不同,即可求解;
(3)当a<0时,则当x=5时,y≤4,x=1时,y>4,即可求解;当a>0时,则当x=5时,y≥4,x=1时,y<4,即可求解.
【解答】(1)解:∵抛物线y=x2+bx与x轴交于点A(4,0),
∴抛物线解析式为y=(x﹣4),
即y=x2﹣2x,
则抛物线的对称轴为x=2,当x=2时,y=﹣2,
即点B(2,﹣2);
(2)证明:设E(t,t2﹣2t),
∵B(2,﹣2),BC⊥OA,
∴C(2,0),
由B(2,﹣2),E(t,t2﹣2t)的坐标得,直线BE的解析式为y=x﹣t,
当x=0时,y=x﹣t=﹣t,
∴D(0,﹣t),
设直线CD的解析式为y=k1x+b1,
将C(2,0),D(0,﹣t)分别代入得,
解得:,
由点A、E的坐标,同理可得:直线AE的解析式为:y=t﹣2t,
直线CD和AE表达式中的k值相同,b不相同,
∴CD∥AE;
(3)解:由二次函数y=a(x2+bx)=a(x2﹣2x)知,其顶点为:(2,﹣2a),
设线段OA平移后对应线段MN,则点M、N的坐标分别为:(1,4)、(5,4);
当a<0时,
则当x=5时,y≤4,x=1时,y>4,
即a(×52﹣10)≤4且a(﹣2)>4,
解得:a<﹣;
当a>0时,
则当x=5时,y≥4,x=1时,y<4,
即a(×52﹣10)≥4且a(﹣2)<4,
解得:a≥;
综上,a<﹣或a≥.
【点评】本题考查二次函数的综合应用,掌握一次函数和二次函数的图象和性质,分类讨论等知识思想是解决问题的关键.
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