2023-2024学年吉林省长春108学校九年级(上)月考数学试卷(12月份)(含解析)
展开1.下列式子一定是二次根式的是( )
A. 2xB. 5C. x+2D. −3
2.cs45°的值等于( )
A. 12B. 22C. 32D. 1
3.一元二次方程x2+x−2=0根的判别式的值为( )
A. −7B. 3C. 9D. ±3
4.若将抛物线y=x2−1向上平移3个单位后所得的抛物线记为G,则抛物线G对应的y与x之间的函数关系式为( )
A. y=(x−3)2−1B. y=(x+3)2−1C. y=x2−4D. y=x2+2
5.如图,某停车场入口的栏杆从水平位置AB绕点O旋转到A′B′的位置.已知AO=4米,若栏杆的旋转角∠AOA′=47°,则栏杆端点A上升的垂直距离A′H为( )
A. 4sin47°米B. 4cs47°米C. 4tan47°米D. 4sin47∘米
6.2022年北京冬奥会吉祥物“冰墩墩”深受大家欢迎,某电商平台1月份平均日销量为2000个,随着冬奥会的开幕,“冰墩墩”供不应求,3月份平均日销量达到3380个,设1至3月份冰墩墩日销量的月平均增长率为x,则可列方程为( )
A. 2000(1+2x)=3380B. 2000(1+x)2=3380
C. 3380(1−x)2=2000D. 3380(1+x)2=2000
7.如图,由边长为1的小正方形组成的网格中,点A,B,C都在格点上,以AB为直径的圆经过点C和点D,则tan∠ADC=( )
A. 43
B. 32
C. 1
D. 32
8.如图,以圆心角为45°的扇形AOB的顶点O为原点,半径OB所在直线为x轴建立平面直角坐标系,点B的坐标为(2,0),若抛物线y=12x2+k与扇形AOB的边界总有两个公共点,则实数k的取值范围是( )
A. −2
9.计算: 28÷ 7= .
10.如图,l1//l2//l3,直线AC、DF与这三条平行线分别交于点A、B、C和点D、E、F,若AB=4,DE=3,EF=6,则AC的长是______.
11.如图,阴影部分组成的图案既是关于x轴成轴对称的图形又是关于坐标原点O成中心对称的图形.若点A的坐标为(1,3),点B的坐标为(3,1),点M的坐标为(a,b),点N的坐标为(c,d),则a+c的值为______.
12.如图,在扇形BOC中,∠BOC=60°,点D为弧BC的中点,点E为半径OB上一动点,若OB=1,则阴影部分周长的最小值为______.
13.如图,某活动板房由矩形和抛物线构成,矩形的边长AB=3m,BC=4m,抛物线的最高点E到BC的距离为4m,在该抛物线与AD之间的区域内装有一扇矩形窗户FGHK,点G、H在边AD上,点F、K在该抛物线上.按如图所示建立平面直角坐标系.若GH=2m,则矩形窗户的宽FG的长为______m.
三、计算题:本大题共1小题,共6分。
14.解方程:x2−4x+2=0.
四、解答题:本题共9小题,共72分。解答应写出文字说明,证明过程或演算步骤。
15.(本小题6分)
计算:( 11+ 3)( 11− 3)+ 25.
16.(本小题6分)
有三张背面完全相同的纸牌B,C,D,其中正面分别写着不同的度数,小华将这三张纸牌背面朝上洗匀后先随机抽出一张(不放回),再随机抽出一张.用树状图(或列表法)表示两次摸牌所有可能出现的结果(纸牌可用B,C,D表示)并求摸出两张纸牌牌面上所写角度恰好互补的概率.
17.(本小题7分)
如图,四边形OACB的顶点A,B,C在以点O为圆心的同一个圆上,点C是AB的中点,连接OC,过点B作⊙O的切线交OC的延长线于点D,已知∠D=30°.
(1)求∠CBD的度数;
(2)判断四边形OACB的形状,并说明理由.
18.(本小题7分)
如图①是一种常用于危险区域提示的告示牌,其主体由两片长度相等的支撑板组成,通过改变两片支撑板的夹角的度数可以调整告示牌的高度,图②是告示牌打开后的侧面示意图,经测量支撑板的长度AB=AC=62cm,支撑板与地面的夹角α=70°,求点A处到地面的距离AD.(结果精确到0.1cm,参考数据:sin70°=0.94,cs70°=0.34,tan70°=2.75)
19.(本小题7分)
如图,在每个小正方形的边长为1的网格中,△ABC的顶点A,B,C均落在格点上,以AB为直径的半圆的圆心为O,仅用无刻度的直尺在给定网格中完成画图:
(1)请在图1中作出△ABC的AC边上的高BD;
(2)请在图2中线段BC上确定一点F,使得OF//AC;
(3)请在图3中作出⊙O的切线AE.
20.(本小题8分)
如图,在平面直角坐标系中,O为坐标原点,抛物线y=x2−3x与x轴的另一交点为点A,与y轴垂直的直线l交该抛物线于点B和点C,设点B的纵坐标为n.
(1)求线段OA的长.
(2)当函数值y随x增大而增大时,直接写出自变量x的取值范围.
(3)当线段BC的长小于OA时,直接写出n的取值范围.
21.(本小题9分)
在矩形ABCD中,AB=3,BC=2,以点A为旋转中心,按逆时针方向旋转矩形ABCD,旋转角为α(0°<α<180°),得到矩形AEFG,点B、点C、点D的对应点分别为点E、点F、点G.
(1)如图①,当点E落在DC边上时,线段EC的长度为______.
(2)如图②,连结CF,当点E落在线段CF上时,AE与DC相交于点H,连结AC,
①求证:△ACD≌△CAE.
②线段DH的长度为______.
(3)如图③,设点P为边GF的中点,连结PB、PE、BE,在矩形ABCD旋转的过程中,△BEP面积的最大值为______.
22.(本小题10分)
如图,在▱ABCD中,AB= 13,BC=5,▱ABCD的面积为15,点F在边AD上,AF=2,连结CF.点P从点B出发,沿折线BC−CF的方向运动,点P在BC上的运动速度是每秒5个单位长度,在CF上的运动速度是每秒 10个单位长度.连结PF,点A′是点A关于直线PF的对称点,连结AA′、PA′、A′C、A′D.设点P的运动时间为t(s).
(1)①点A到边BC的距离为______.
②tan∠BCF= ______.
(2)当点A′在▱ABCD的外部时,求t的取值范围.
(3)当点A、A′、C在同一条直线上时,求△CDA′的面积.
(4)当直线A′C将线段DF分成1:2两部分时,直接写出t的值.
23.(本小题12分)
在平面直角坐标系中,已知抛物线y=14x2+bx+c经过点(0,−3)和(2,0),点P在这条抛物线上,其横坐标为m.点Q的坐标为(2,2+2m),以OQ和PQ为边构造▱OQPM.
(1)求该抛物线所对应的函数关系式.
(2)当▱OQPM的顶点落在抛物线y=14x2+bx+c的对称轴上时,求线段PQ的长度.
(3)当QM与某条坐标轴垂直时,求点P的坐标.
(4)当抛物线y=14x2+bx+c的对称轴将▱OQPM分成两部分图形时,设这两部分图形的面积分别为S1与S2,S1S2=t,当25≤t≤23时,直接写出m的取值范围.
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:A、 2x,x有可能小于0,故不一定是二次根式,不符合题意;
B、 5是二次根式,符合题意;
C、 x+2,若x=−2时, x+2无意义,不符合题意;
D、 −3无意义,不符合题意;
故选:B.
根据二次根式的定义,逐项判断即可求解.
本题考查了二次根式的定义,形如 a(a≥0)的式子叫二次根式,熟练掌握二次根式成立的条件是解答本题的关键.
2.【答案】B
【解析】【分析】
根据特殊角的三角函数值直接解答即可.
本题考查特殊角三角函数值的计算,特殊角三角函数值计算在中考中经常出现,要熟练掌握.
【解答】
解:cs45°= 22.
故选:B.
3.【答案】C
【解析】解:∵a=1,b=1,c=−2,
∴Δ=b2−4ac=12−4×1×(−2)=9.
故选:C.
根据方程的各项系数,结合根的判别式Δ=b2−4ac,可求出结论.
本题考查了根的判别式,牢记根的判别式Δ=b2−4ac是解题的关键.
4.【答案】D
【解析】解:将抛物线y=x2−1向上平移3个单位后所得的抛物线为:y=x2+2,
故选:D.
根据抛物线的平移规律:上加下减,左加右减解答即可.
本题考查了二次函数图象的平移,掌握平移规律是解题的关键.
5.【答案】A
【解析】解:在Rt△A′OH中,OA′=4米,∠A′HO=90°,∠AOA′=47°,
∴sin∠AOA′=A′HOA′,
∴A′H=OA′⋅sin∠AOA′=4sin47°(米).
故选:A.
在Rt△A′OH中,利用正弦的定义可得出sin∠AOA′=A′HOA′,进而可得出A′H=4sin47°米.
本题考查了解直角三角形的应用,牢记正弦的定义是解题的关键.
6.【答案】B
【解析】解:设1至3月份冰墩墩日产量的月平均增长率为x,
依题意得:2000(1+x)2=3380,
故选:B.
根据1月份及3月份生产的冰墩墩的平均日产量,即可得出关于x的一元二次方程.
本题考查了由实际问题抽象出一元二次方程,找准等量关系,正确列出一元二次方程是解题的关键.
7.【答案】D
【解析】解:∵AB为直径,
∴∠ACB=90°,
在Rt△ABC中,tan∠ABC=ACBC=32,
∵∠ADC=∠ABC,
∴tan∠ADC=32.
故选:D.
先利用圆周角定理得到∠ACB=90°,∠ADC=∠ABC,再利用正切的定义得到tan∠ABC=32,从而得到tan∠ADC的值.
本题考查了圆周角定理: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;半圆(或直径)所对的圆周角是直角.也考查了正切的定义.
8.【答案】A
【解析】解:由图可知,∠AOB=45°,
∴直线OA的解析式为y=x,
联立y=xy=12x2+k,
得,x2−2x+2k=0,
Δ=b2−4ac=(−2)2−4×1×2k=0,
即k=12时,抛物线与OA有一个交点,
此交点的横坐标为1,
∵B(2,0),
∴OA=OB=2,
∴点A的坐标为( 2, 2),
∴交点在线段AO上;
当抛物线经过点B(2,0)时,12×4+k=0,
解得k=−2,
∴要使抛物线y=12x2+k与扇形OAB的边界总有两个公共点,实数k的取值范围是−2
根据∠AOB=45°求出直线OA的解析式,然后与抛物线解析式联立求出有一个公共点时的k值,即为一个交点时的最大值,再求出抛物线经过点B时的k的值,即为一个交点时的最小值,然后写出k的取值范围即可.
此题考查二次函数图象与一次函数图象交点问题,一元二次方程根的判别式,扇形的性质,综合掌握各知识点并解决问题是解题的关键.
9.【答案】2
【解析】解:原式= 287= 4=2.
故答案为:2.
根据二次根式的除法法则求解即可.
本题主要考查了二次根式的除法运算,解答本题的关键是掌握二次根式的除法法则: a÷ b= ab.
10.【答案】12
【解析】解:∵l1//l2//l3
∴ABBC=DEEF,
∵AB=4,DE=3,EF=6,
∴4BC=36,
∴BC=8,
∴AC=4+8=12,
故答案为:12.
直接利用平行线分线段成比例定理进而得出ABBC=DEEF,再将已知数据代入求出BC即可得出AC的长.
此题主要考查了平行线分线段成比例定理,得出ABBC=DEEF是解题关键.
11.【答案】−2
【解析】解:由图形可知,点A和点N关于x轴成轴对称,点M和点B关于坐标原点O成中心对称,
因为点A的坐标为(1,3),点B的坐标为(3,1),
所以a=−3,c=1,
a+c=−3+1=−2,
故答案为:−2.
由图形可知,点A和点N关于x轴成轴对称,点M和点B关于坐标原点O成中心对称,求出两点的坐标,再计算即可.
本题考查了点的坐标变化规律,解题关键是明确关于x轴成轴对称的点,横坐标不变,关于坐标原点O成中心对称的点,横坐标互为相反数.
12.【答案】 2+π6
【解析】解:如图,作点D关于OB的对称点D′,连接D′C交OB于点E′,连接E′D、OD′,
此时E′C+E′D最小,即:E′C+E′D=CD′,
由题意得,∠COD=∠DOB=∠BOD′=30°,
∴∠COD′=90°,
∴CD′= OC2+D′O2= 12+12= 2,
CD的长l=30⋅π⋅1180=π6,
∴阴影部分周长的最小值为 2+π6.
故答案为: 2+π6.
利用轴对称的性质,得出当点E移动到点E′时,阴影部分的周长最小,此时的最小值为弧CD的长与CD′的长度和,分别进行计算即可.
本题考查与圆有关的计算,掌握轴对称的性质,弧长的计算方法是正确计算的前提,理解轴对称解决路程最短问题是关键.
13.【答案】34
【解析】解:设抛物线表达式为y=ax2+c,
由图象可知:E(0,4),点D(2,3),
∴c=44a+c=3,
解得a=−14c=4,
∴抛物线的表达式为y=−14x2+4,
∵GH=2,
∴H(1,3),
当x=1时,y=−14×12+4=154,
∴FG=HK=154−3=34(m),
∴矩形窗户的宽FG的长为34m,
故答案为:34.
根据抛物线在坐标系的位置,可设抛物线的表达式为y=ax2+c,依题意得点E(0,4),点D(2,3)在抛物线的图象上,抛物线解析式可求;根据GH=2m可确定H(1,3),再把x=1代入解析式求出相应的y值,然后再减去3,即可得到FG的长.
本题考查二次函数的应用,解答本题的关键是明确题意,求出相应的函数解析式,利用数形结合的思想解答.
14.【答案】解:x2−4x+2=0
x2−4x=−2
x2−4x+4=−2+4
(x−2)2=2,
则x−2=± 2,
解得:x1=2+ 2,x2=2− 2.
【解析】此题主要考查了配方法解方程,正确配方是解题关键.
直接利用配方法解方程的步骤解方程得出答案.
15.【答案】解:( 11+ 3)( 11− 3)+ 25
=( 11)2−( 3)2+5
=11−3+5
=13.
【解析】根据乘法公式利用平方差公式进行二次根式运算,再按运算顺序计算即可.
本题考查的是二次根式的运算,利用平方差公式进行计算是关键.
16.【答案】解:列表如下:
根据题意得:摸出两张纸牌牌面上所写角度恰是互补的只有B、D,
∵总共有6种不同的结果,摸出两张纸牌牌面上所写角度恰是互补的只有2种情况,
∴P=26=13.
【解析】根据题意画出树状图或列出表格,然后根据概率公式求解即可.
本题主要考查了用树状图或列表格的方法求概率,解题的关键是正确根据题意画出树状图或列出表格,根据概率公式求解.
17.【答案】解:(1)∵BD与⊙O相切于点B,
∴BD⊥OB,
∴∠OBD=90°,
∵∠D=30°,
∴∠BOD=90°−∠D=90°−30°=60°,
∴OB=OC,
∴△BOC是等边三角形,
∴∠OBC=60°,
∴∠CBD=∠OBD−∠OBC=90°−60°=30°,
∴∠CBD的度数是30°.
(2)四边形OACB是菱形,理由如下:
由(1)得△BOC是等边三角形,
∴OB=BC,
∵点C是AB的中点,
∴BC=AC,
∴BC=AC,
∵OB=OA,
∴OA=OB=BC=AC,
∴四边形OACB是菱形.
【解析】(1)由切线的性质得∠OBD=90°,而∠D=30°,所以∠BOD=60°,因为OB=OC,所以△BOC是等边三角形,则∠OBC=60°,所以∠CBD=30°;
(2)由△BOC是等边三角形,得OB=BC,由BC=AC,得BC=AC,而OB=OA,则OA=OB=BC=AC,所以四边形OACB是菱形.
此题重点考查切线的性质、直角三角形的两个锐角互余、等边三角形的判定与性质、菱形的判定等知识,证明BD⊥OB及△BOC是等边三角形是解题的关键.
18.【答案】解:由题意得:在Rt△ADC中,∠α=70°,AC=62cm,
∴sin∠ACD=sin70°=ADAC=AD62=0.94,
∴AD=58.28≈58.3(cm),
∴点A处到地面的距离AD约为58.3cm.
【解析】在Rt△ADC中直接利用∠ACD正弦求出AD长即可.
本题考查锐角三角函数,掌握正弦等于对边与斜边的比是解题关键.
19.【答案】解:(1)如图1中,线段BD即为所求;
(2)如图2中,线段OF即为所求;
(3)如图3中,直线AE即为所求.
【解析】(1)延长AC交⊙O于点D,连接BD即可;
(2)利用三角形的三条中线交于一点解决问题即可;
(3)取格点E,连接AE即可.
本题考查作图−复杂作图,圆周角定理,切线的判定和性质等知识,解题的关键是理解题意,灵活运用所学知识解决问题.
20.【答案】解:(1)令y=0,则x2−3x=0.
解得x1=0(舍去),x2=3.
∴点A的坐标为(3,0).
∴OA=3;
(2)出抛物线y=x2−3x的对称轴为直线x=−−32=32,
∵a=1>0,
∴抛物线y=x2−3x开口向上,
∴当x≥32时,函数值y随x增大而增大;
(3)∵y=x2−3x=(x−32)2−94,
∴抛物线的顶点坐标为(32,−94),
当线段BC的长小于OA时,即线段BC在线段OA下方,
∴−94
(2)求出抛物线y=x2−3x的对称轴可得结论;
(3)求出抛物线y=x2−3x的顶点坐标,结合线段BC在线段OA下方可得结论.
本题主要考查了二次函数的图象与性质,熟练掌握抛物线的开口方向、对称轴和顶点坐标是解答本题的关键.
21.【答案】3− 5 56 274
【解析】(1)解:∵四边形ABCD是矩形,
∴AB=CD=3,BC=AD=2,∠D=90°,
∵矩形AEFG是由矩形ABCD旋转得到,
∴AE=AB=3,
在Rt△ADE中,DE= 32−22= 5,
∴CE=3− 5,
故答案为:3− 5;
(2)①证明:∵当点E落在线段CF上,
∴∠AEC=∠ADC=90°,
在Rt△ADC和Rt△AEC中,
AC=CACD=AE,
∴Rt△ACD≌Rt△CAE(HL);
②解:∵△ACD≌△CAE,
∴∠ACD=∠CAE,
∴AH=HC,设AH=HC=m,
在Rt△ADH中,∵AD2+DH2=AH2,
∴22+(3−m)2=m2,
∴m=136
∴DH=3−136=56,
故答案为:56.
(3)解:如图,连接PA,作AM⊥PE于M.
当AM与AB共线,且BM=BA+AM时,△BPE面积最大,
由题意:PF=PG=32,
∵AG=EF=2,∠G=∠F=90°,
∴PA=PE=52,
∵S△APE=12S矩形AGFE=12PE⋅AM,
∴AM=S矩形AGFEPE=652=125,
则S△BPE=12PE⋅BM=12×52×(3+125)=274,
∴△PBE的面积的最大值为274,
故答案为:274.
(1)如图①中,在Rt△ADE中,利用勾股定理即可解决问题;
(2)①证明:如图②中,根据HL即可证明△ACD≌△CAE;
②如图②中,由△ACD≌△CAE,推出∠ACD=∠CAE,推出AH=HC,设AH=HC=m,在Rt△ADH中,根据AD2+DH2=AH2,构建方程即可解决问题;
(3)存在.连接PA,作AM⊥PE于M.当AM与AB共线,且BM=BA+AM时,△BPE面积最大,利用S△APE=12S矩形AGFE=12PE⋅AM求出AM=125,再根据S△BPE=12PE⋅BM计算即可得出答案.
本题属于四边形综合题,考查了矩形的性质,旋转变换,全等三角形的判定和性质,勾股定理,三角形的面积,三角形的三边关系等知识,解题的关键是正确寻找全等三角形解决问题,学会利用参数构建方程解决问题,属于中考压轴题.
22.【答案】3 3
【解析】解:(1)①过点A作AG⊥BC于G,
∵S▱ABCD=BC⋅AG=15,
∴5AG=15,
∴AG=3,
故答案为:3.
②过点A作AG⊥BC于G,过点F作FH⊥BC于H,
则AG//FH,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD//BC,
∵FH⊥BC,
∴四边形AFHG是矩形,
∴FH=AG=3,GH=AF=2,
在Rt△ABG中,BG= AB2−AG2= ( 13)2−32=2,
∴CH=BC−BG−GH=5−2−2=1,
∴tan∠BCF=FHCH=31=3,
故答案为:3.
(2)当点P在线段BC上运动时,点A′始终在▱ABCD的内部或边上,当点P在线段CF上运动时,点A′始终在▱ABCD的外部,
∵BC=5,CF= 32+12= 10,
且5÷5=1, 10÷ 10=1,
∴t的取值范围为1
则LT=AG=3,
∵点A′与点A关于直线PF对称,
∴∠AKF=∠CKP=90°,AK=A′K,
∵CG=BC−BG=5−2=3,
∴AG=CG,
∴△ACG是等腰直角三角形,
∴∠ACG=45°,AC= 2AG=3 2,
∵AD//BC,
∴∠CAD=∠ACG=45°,
∴△AFK和△CPK均为等腰直角三角形,
∴AK= 22AF= 2,
∴A′K= 2,
∴A′C=AC−AK−A′K=3 2− 2− 2= 2,
∴A′CAC= 23 2=13,
∴S△CDA′=13S△ACD=13×12S▱ABCD=13×12×15=52.
(4)设直线A′C与AD交于Q,
∵直线A′C将线段DF分成1:2两部分,
∴FQ=13DF=1或FQ=23DF=2,
当点P在BC边上,FQ=1时,如图,过点A作AG⊥BC于G,过点F作FN⊥BC于N,
则AG=3,BG=2,GN=AF=2,BP=5t,DQ=2,
∵点A′是点A关于直线PF的对称点,
∴AA′=2AK,
∵∠B=∠D,DQ=BG,CD=AB,
∴△CDQ≌△ABG(SAS),
∴∠CQD=∠AGB=90°=∠AQA′,
∵∠AKF=∠AQA′=90°,∠FAK=∠A′AQ,
∴△AFK∽△AA′Q,
∴AKAF=AQAA′,即AK2=32AK,
∴AK= 3,AA′=2 3,
在Rt△AA′Q中,A′Q= AA′2−AQ2= (2 3)2−32= 3,
∵BG=2,GN=AF=2,
∴BN=4,PN=4−5t,
∵∠AKF=∠FNP=90°,∠AFK=∠FPN,
∴△AFK∽△FPN,
∴PNA′Q=FNAQ,即4−5t 3=33,
解得:t=4− 35;
当点P在BC边上,FQ=2时,如图,
则AF=FQ=2,
∵AK=A′K,
∴AFFQ=AKA′K,
∴PF//CQ,
∵AD//BC,
∴四边形CQFP是平行四边形,
∴CP=FQ=2,
∴BP=3,
∴5t=3,
解得:t=35;
综上所述,t的值为4− 35或35.
(1)①过点A作AG⊥BC于G,根据平行四边形的面积即可求得答案;
②过点A作AG⊥BC于G,过点F作FH⊥BC于H,运用勾股定理可得AG=3,BG=2,进而可得CH=1,运用三角函数定义即可求得答案;
(2)当点P在线段BC上运动时,点A′始终在▱ABCD的内部或边上,当点P在线段CF上运动时,点A′始终在▱ABCD的外部,再结合题意即可求得答案;
(3)当点A、A′、C在同一条直线上时,设AC与FP交于K,过点A作AG⊥BC于G,过点K作LT⊥BC于T,交AD于L,则LT=AG=3,可证得△ACG、△AFK和△CPK均为等腰直角三角形,再运用面积公式可得S△CDA′=13S△ACD=13×12S▱ABCD=13×12×15=52;
(4)设直线A′C与AD交于Q,可得FQ=13DF=1或FQ=23DF=2,分两种情况:当点P在BC边上,FQ=1时,当点P在BC边上,FQ=2时,分别求得t的值.
本题是平行四边形综合题,考查了平行四边形性质,三角函数定义,相似三角形的判定和性质,等腰直角三角形的判定和性质,勾股定理等,熟练掌握平行四边形的性质,勾股定理,等腰直角三角形的性质等知识是解题的关键.
23.【答案】解:(1)∵抛物线y=14x2+bx+c经过点(0,−3)和(2,0),
∴c=−31+2b+c=0,
解得:b=1c=−3,
∴该抛物线所对应的函数关系式为y=14x2+x−3.
(2)∵y=14x2+x−3=14(x+2)2−4,
∴抛物线y=14x2+x−3的对称轴为直线x=−2,
由题意得P(m,14m2+m−3),Q(2,2+2m),O(0,0),
设M(p,s),
∵四边形OQPM是平行四边形,
∴m=p+214m2+m−3=s+2+2m
解得:p=m−2s=14m2−m−5,
∴M(m−2,14m2−m−5),
当顶点P在落在抛物线y=14x2+x−3的对称轴上时,
则m=−2,
∴P(−2,−4),Q(2,−2),
∴PQ= (−2−2)2+[−4−(−2)]2=2 5;
当顶点M在落在抛物线y=14x2+x−3的对称轴上时,
则m−2=−2,
解得m=0
∴P(0,−3),Q(2,2),
∴PQ= (0−2)2+(−3−2)2= 29;
综上所述,线段PQ的长度为2 5或 29.
(3)由(2)知:Q(2,2+2m),M(m−2,14m2−m−5),
当QM与x轴垂直时,
则m−2=2,
解得:m=4,
∴P(4,5)
当QM与y轴垂直时,
则14m2−m−5=2+2m,
解得:m1=14,m2=−2,
∴点P的坐标为(14,60)或(−2,−4);
综上所述,点P的坐标为(4,5)或(14,60)或(−2,−4).
(4)如图,过点P作PE⊥x轴交MO于点E,PQ与y轴交于点F,过点P作PH⊥y轴交y于点H,交对称轴于点G.
∵PE//OF,EO//PF,
∴四边形PEOF是平行四边形,
∴S△PEM=S△OQF.
∵y=14x2+x−3=14(x+2)2−4,
抛物线的对称轴为直线x=−2,
∴H(0,14m2+m−3),G(−2,14m2+m−3).
∴PG=−2−m.PH=−m.
∴①S1S2=t=OF(1+GH)OF(1+PH)=1+21−2−m=3−1−m,
∵25≤t≤23,即25≤3−1−m≤23.
∴−172≤m≤−112.
②S1S2=t=OF(1+PG)OF(1+GH)=1−2−m1+2=−1−m3.
∵25≤t≤23,即25≤−1−m3≤23.
∴−3≤m≤−112.
综上可知,−172≤m≤−112.
【解析】(1)待定系数法求解即可;
(2)根据平行四边形性质和两点之间的距离即可求解;
(3)分两种情况当QM⊥y轴时,当QM⊥x轴时讨论即可;
(4)过点P作PE⊥x轴交MO于点E,PQ与y轴交于点F,过点P作PH⊥y轴交y于点H,交对称轴于点G.证明四边形PEOF是平行四边形,然后分情况讨论即可.
本题考查了二次函数的应用和平行四边形的性质,解题关键是熟练掌握以上知识点的应用.B
C
D
B
(B,C)
(B,D)
C
(C,B)
(C,D)
D
(D,B)
(D,C)
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