2022-2023学年北京市海淀区九年级(上)期中数学试卷【含解析】
展开1.(2分)一元二次方程3x2﹣6x﹣4=0的二次项系数、一次项系数、常数项分别是( )
A.3,6,4B.3,﹣6,4C.3,6,﹣4D.3,﹣6,﹣4
2.(2分)将抛物线y=﹣x2+1向上平移2个单位,得到的抛物线表达式为( )
A.y=﹣(x+2)2B.y=﹣(x﹣2)2C.y=﹣x2﹣1D.y=﹣x2+3
3.(2分)下列四幅图案中,可以由如图的一笔画“天鹅”旋转180°得到的图案是( )
A.B.C.D.
4.(2分)如图,BD是△ABC的中线,E,F分别是BD,BC的中点,连接EF.若AD=4,则EF的长为( )
A.B.2C.D.4
5.(2分)用配方法解一元二次方程x2﹣4x+1=0时,下列变形正确的是( )
A.(x﹣2)2=1B.(x﹣2)2=5C.(x+2)2=3D.(x﹣2)2=3
6.(2分)二次函数y=ax2+bx+c的x与y的部分对应值如下表:
则m的值为( )
A.1B.2C.5D.10
7.(2分)如图,在△ABC中,∠BAC=135°,将△ABC绕点C逆时针旋转得到△DEC,点A,B的对应点分别为D,E,连接AD.当点A,D,E在同一条直线上时,下列结论不正确的是( )
A.△ABC≌△DECB.∠ADC=45°C.AD=ACD.AE=AB+CD
8.(2分)如图,已知关于x的一元二次方程a(x﹣h)2﹣1=0的两个根在数轴上对应的点分别在区域①和区域②,区域均含端点,则h的值可能是( )
A.﹣1B.0C.1D.2
二、填空题(共16分,每题2分)
9.(2分)若1是关于x的方程x2﹣ax=0的根,则a的值为 .
10.(2分)已知▱ABCD的周长为14,AB=3,则BC的长为 .
11.(2分)若二次函数y=ax2+bx+c的图象如图所示,则ac 0(填“>”或“=”或“<”).
12.(2分)如图,等边△ABC绕顶点A逆时针旋转80°得到△ADE,连接BE,则∠ABE= °.
13.(2分)若关于x的一元二次方程x2+x+k=0有两个相等的实数根,则k的值为 .
14.(2分)如图是某停车场的平面示意图,停车场外围的长为30米,宽为18米.停车场内车道的宽都相等,停车位总占地面积为288平方米.设车道的宽为x米,可列方程为 .
15.(2分)点A(2,y1),B(a,y2)在二次函数y=x2﹣2x+3的图象上.若y1<y2,写出一个符合条件的a的值 .
16.(2分)甲、乙、丙三名同学每人抽取一张卡片,每张卡片上有一个形如y=ax2+bx的二次函数的解析式,其中只有一人与其他两人抽到的解析式不同.下面是他们对抽到的解析式所对应的图象的描述:
甲:开口向下;
乙:顶点在第三象限;
丙:经过点(﹣2,0),(1,3).
根据描述可知,抽到与其他两人解析式不同的是 (填“甲”,“乙”或“丙”).
三、解答题(共68分,第17题8分,18-25题每题5分,第26题6分,第27、28题每题7分)
17.(8分)解方程:
(1)4x2=9;
(2)x2﹣6x+8=0.
18.(5分)如图,在△ABC中,∠ACB=90°,将△ABC绕点C顺时针旋转90°得到△DEC,点A与点D对应,点B与点E对应.
(1)依题意补全图形;
(2)直线AB与直线DE的位置关系为 .
19.(5分)已知m是方程x2+2x﹣4=0的一个根,求代数式(m+2)2+(m+3)(m﹣3)的值.
20.(5分)如图,在△ABC中,∠C=90°,∠B=20°,将△ABC绕点A顺时针旋转25°得到△ADE,AD交BC于点F.若AE=3,求AF的长.
21.(5分)在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=x2+bx+c经过A(0,3)和B(1,0)两点.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)该抛物线的对称轴为 .
22.(5分)已知关于x的一元二次方程x2+(m﹣6)x﹣6m=0.
(1)求证:该方程总有两个实数根;
(2)若该方程有一个实数根小于2,求m的取值范围.
23.(5分)在平面直角坐标系xOy中,二次函数y=(x﹣1)2﹣1图象顶点为A,与x轴正半轴交于点B.
(1)求点B的坐标,并画出这个二次函数的图象;
(2)一次函数y=kx+b的图象过A,B两点,结合图象,直接写出关于x的不等式kx+b>(x﹣1)2﹣1的解集.
24.(5分)如图,在△ABC中,∠ABC=90°,BD为△ABC的中线.BE∥DC,BE=DC,连接CE.
(1)求证:四边形BDCE为菱形;
(2)连接DE,若∠ACB=60°,BC=4,求DE的长.
25.(5分)探照灯的内部可以看成是抛物线的一部分经过旋转得到的抛物曲面,其原理是过某一特殊点的光线,经抛物线反射后所得的光线平行于抛物线的对称轴,我们称这个特殊点为抛物线的焦点.若抛物线的表达式为y=ax2,则抛物线的焦点为(0,).
如图,在平面直角坐标系xOy中,某款探照灯抛物线的表达式为y=,焦点为F.
(1)点F的坐标是 ;
(2)过点F的直线与抛物线交于A,B两点,已知沿射线FA方向射出的光线,反射后沿射线AM射出,AM所在直线与x轴的交点坐标为(4,0).
①画出沿射线FB方向射出的光线的反射光线BP;
②BP所在直线与x轴的交点坐标为 .
26.(6分)在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=x2﹣2mx+m2﹣2.
(1)求抛物线的顶点坐标(用含m的式子表示);
(2)已知点P(3,2).
①当抛物线过点P时,求m的值;
②点Q的坐标为(m,1).若抛物线与线段PQ恰有一个公共点,结合函数图象,直接写出m的取值范围.
27.(7分)在等边△ABC中,将线段CA绕点C逆时针旋转α(0°<α<30°)得到线段CD,线段CD与线段AB交于点E,射线AD与射线CB交于点F.
(1)①依题意补全图形;
②分别求∠CEB和∠AFC的大小(用含α的式子表示);
(2)用等式表示线段BE,CE,CF之间的数量关系,并证明.
28.(7分)在平面直角坐标系xOy中,已知点A(a,b).对于点P(x,y)给出如下定义:当x≠a时,若实数k满足|y﹣b|=k|x﹣a|,则称k为点P关于点A的距离系数.若图形M上所有点关于点A的距离系数存在最小值,则称此最小值为图形M关于点A的距离系数.
(1)当点A与点O重合时,在P1(2,2),P2(﹣2,1),P3(﹣4,4)中,关于点A的距离系数为1的是 ;
(2)已知点B(﹣2,1),C(1,1),若线段BC关于点A(m,﹣1)的距离系数小于,则m的取值范围为 ;
(3)已知点A(4,0),T(0,t),其中2≤t≤4.以点T为对角线的交点作边长为2的正方形,正方形的各边均与某条坐标轴垂直.点D,E为该正方形上的动点,线段D,E的长度是一个定值(0<DE<2).
①线段DE关于点A的距离系数的最小值为 ;
②若线段DE关于点A的距离系数的最大值是,则DE的长为 .
2022-2023学年北京市海淀区九年级(上)期中数学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(共16分,每题2分)第1-8题均有四个选项,符合题意的选项只有一个.
1.(2分)一元二次方程3x2﹣6x﹣4=0的二次项系数、一次项系数、常数项分别是( )
A.3,6,4B.3,﹣6,4C.3,6,﹣4D.3,﹣6,﹣4
【分析】一元二次方程的一般形式是:ax2+bx+c=0(a,b,c是常数且a≠0).其中a,b,c分别叫二次项系数,一次项系数,常数项.据此作答.
【解答】解:一元二次方程3x2﹣6x﹣4=0的二次项系数、一次项系数、常数项分别是3,﹣6,﹣4,
故选:D.
【点评】本题考查了一元二次方程的一般形式,熟练掌握一元二次方程的一般形式是解题的关键.
2.(2分)将抛物线y=﹣x2+1向上平移2个单位,得到的抛物线表达式为( )
A.y=﹣(x+2)2B.y=﹣(x﹣2)2C.y=﹣x2﹣1D.y=﹣x2+3
【分析】根据左加右减,上加下减可得函数解析式y=﹣x2+1+2,再整理即可.
【解答】解:将抛物线y=﹣x2+1向上平移2个单位,得到的抛物线表达式为y=﹣x2+1+2=﹣x2+3,
故选:D.
【点评】此题主要考查了二次函数图象与几何变换,关键是掌握平移的规律:左加右减,上加下减.并用规律求函数解析式.
3.(2分)下列四幅图案中,可以由如图的一笔画“天鹅”旋转180°得到的图案是( )
A.B.C.D.
【分析】把一个图形绕某一点旋转180°,如果旋转后的图形能够与原来的图形重合,那么这个图形就叫做中心对称图形,这个点叫做对称中心.
【解答】解:由如图的一笔画“天鹅”旋转180°得到的图案是选项A的“天鹅”.
故选:A.
【点评】本题考查了中心对称图形,掌握中心对称图形的定义是解答本题的关键.
4.(2分)如图,BD是△ABC的中线,E,F分别是BD,BC的中点,连接EF.若AD=4,则EF的长为( )
A.B.2C.D.4
【分析】根据三角形的中线的概念求出DC,根据三角形中位线定理计算即可.
【解答】解:∵BD是△ABC的中线,AD=4,
∴DC=AD=4,
∵E,F分别是BD,BC的中点,
∴EF是△BCD的中位线,
∴EF=DC=2,
故选:B.
【点评】本题考查的是三角形中位线定理,熟记三角形中位线等于第三边的一半是解题的关键.
5.(2分)用配方法解一元二次方程x2﹣4x+1=0时,下列变形正确的是( )
A.(x﹣2)2=1B.(x﹣2)2=5C.(x+2)2=3D.(x﹣2)2=3
【分析】移项,配方,即可得出选项.
【解答】解:x2﹣4x+1=0,
x2﹣4x=﹣1,
x2﹣4x+4=﹣1+4,
(x﹣2)2=3,
故选:D.
【点评】本题考查了解一元二次方程,能正确配方是解此题的关键.
6.(2分)二次函数y=ax2+bx+c的x与y的部分对应值如下表:
则m的值为( )
A.1B.2C.5D.10
【分析】通过观察表格中对称的点可得函数对称轴及顶点坐标,进而求解.
【解答】解:∵函数图象经过(0,2),(2,2),
∴抛物线对称轴为直线x=1,
∴点(3,5)和点(﹣1,m)关于对称轴对称,
∴m=5,
故选:C.
【点评】本题考查二次函数图象上点的坐标特征,解题关键是掌握二次函数图象的性质.
7.(2分)如图,在△ABC中,∠BAC=135°,将△ABC绕点C逆时针旋转得到△DEC,点A,B的对应点分别为D,E,连接AD.当点A,D,E在同一条直线上时,下列结论不正确的是( )
A.△ABC≌△DECB.∠ADC=45°C.AD=ACD.AE=AB+CD
【分析】由旋转的性质和等腰直角三角形 的判定和性质即可得到结论.
【解答】解:由旋转的性质得出CD=CA,∠EDC=∠BAC=135°,AB=DE,
∵点A,D,E在同一条直线上,
∴∠ADC=45°=∠DAC,△ABC≌△DEC,AD=AC,
∴AE=AD+DE=CD+AB,故选项A,B,C正确,D错误,
故选:D.
【点评】本题考查了旋转的性质,等腰直角三角形的判定和性质,解题的关键是掌握旋转的性质.
8.(2分)如图,已知关于x的一元二次方程a(x﹣h)2﹣1=0的两个根在数轴上对应的点分别在区域①和区域②,区域均含端点,则h的值可能是( )
A.﹣1B.0C.1D.2
【分析】由h和方程两根的关系,即可求解.
【解答】解:设方程的两根为x1,x2,﹣1≤x1≤0,2≤x2≤3,
∴1≤x1+x2≤3,
∵抛物线y=a(x﹣h)2﹣1与x轴交点的横坐标是x1,x2,对称轴是直线x=h,
∴h=(x1+x2),
∴≤h≤,
∴h的值是1,
故选:C.
【点评】本题考查一元二次方程的知识,关键是明白抛物线y=a(x﹣h)2﹣1与x轴交点的横坐标是方程a(x﹣h)2﹣1=0的两根.
二、填空题(共16分,每题2分)
9.(2分)若1是关于x的方程x2﹣ax=0的根,则a的值为 1 .
【分析】把x=1代入方程x2﹣ax=0得1﹣a=0,然后解关于a的方程.
【解答】解:把x=1代入方程x2﹣ax=0,得1﹣a=0,
解得a=1.
故答案为:1.
【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.
10.(2分)已知▱ABCD的周长为14,AB=3,则BC的长为 4 .
【分析】由平行四边形的周长=2(长+宽),列式可求解.
【解答】解:∵平行四边形ABCD的周长为14,
∴2(AB+BC)=14,
∴2(3+BC)=14,
∴BC=4,
故答案为:4.
【点评】本题考查了平行四边形的性质,掌握平行四边形的性质是解题的关键.
11.(2分)若二次函数y=ax2+bx+c的图象如图所示,则ac < 0(填“>”或“=”或“<”).
【分析】首先由抛物线的开口方向判断a与0的关系,由抛物线与y轴的交点判断c与0的关系,进而判断ac与0的关系.
【解答】解:∵抛物线的开口向下,
∴a<0,
∵与y轴的交点在y轴的正半轴上,
∴c>0,
∴ac<0.
故答案为<.
【点评】考查二次函数y=ax2+bx+c系数符号的确定.二次项系数a决定抛物线的开口方向和大小.常数项c决定抛物线与y轴交点.
12.(2分)如图,等边△ABC绕顶点A逆时针旋转80°得到△ADE,连接BE,则∠ABE= 20 °.
【分析】根据等边三角形的性质,旋转的性质和等腰三角形的判定和性质定理即可得到结论.
【解答】解:等边△ABC绕顶点A逆时针旋转80°得到△ADE,
∴∠BAC=∠DAE=60°,AB=AC=AE,∠BAD=80°,
∴∠BAE=140°,
∴∠ABE=∠AEB=×(180°﹣140°)=20°,
故答案为:20.
【点评】本题考查了旋转的性质,四边形内角和定理,三角形内角和定理等知识,掌握旋转的性质是本题的关键.
13.(2分)若关于x的一元二次方程x2+x+k=0有两个相等的实数根,则k的值为 .
【分析】由关于x的一元二次方程x2+x+k=0有两个相等的实数根,即可得判别式Δ=0,解方程可求得k的值.
【解答】解:∵关于x的一元二次方程x2+x+k=0有两个相等的实数根,
∴Δ=b2﹣4ac=12﹣4×1×k=1﹣4k=0,
解得:k=,
故答案为:.
【点评】此题考查了一元二次方程判别式的知识.此题比较简单,解题的关键是掌握一元二次方程有两个相等的实数根,即可得Δ=0.
14.(2分)如图是某停车场的平面示意图,停车场外围的长为30米,宽为18米.停车场内车道的宽都相等,停车位总占地面积为288平方米.设车道的宽为x米,可列方程为 (18﹣x)(30﹣x)=288 .
【分析】停车位总占地长为(30﹣x)米,宽为(18﹣x)米,根据矩形的面积=长×宽=288平方米列出方程,此题得解.
【解答】解:设车道的宽为x米,则停车位总占地长为(30﹣x)米,宽为(18﹣x)米,
根据题意,得(18﹣x)(30﹣x)=288.
故答案为:(18﹣x)(30﹣x)=288.
【点评】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.
15.(2分)点A(2,y1),B(a,y2)在二次函数y=x2﹣2x+3的图象上.若y1<y2,写出一个符合条件的a的值 3(答案不唯一) .
【分析】由解析式求得开口方向和对称轴,然后利用二次函数的性质即可得出a>2或a<0.
【解答】解:∵y=x2﹣2x+3,
∴抛物线开口向上,对称轴为直线x=﹣=1,
∴点A(2,y1)关于直线x=1的对称点为(0,y1),
∵点A(2,y1),B(a,y2)在二次函数y=x2﹣2x+3的图象上.且y1<y2,
∴a>2或a<0,
故a的值可以是3,
故答案为:3(答案不唯一).
【点评】本题考查了二次函数图象上点的坐标特点,熟知二次函数的性质是解题的关键.
16.(2分)甲、乙、丙三名同学每人抽取一张卡片,每张卡片上有一个形如y=ax2+bx的二次函数的解析式,其中只有一人与其他两人抽到的解析式不同.下面是他们对抽到的解析式所对应的图象的描述:
甲:开口向下;
乙:顶点在第三象限;
丙:经过点(﹣2,0),(1,3).
根据描述可知,抽到与其他两人解析式不同的是 甲 (填“甲”,“乙”或“丙”).
【分析】由于抛物线y=ax2+bx经过原点,若开口向下,则顶点不可能在第三象限,于是可判断甲、乙的解析式不同;若开口向下,抛物线过点(﹣2,0),(0,0),则可判断抛物线不经过第一象限,不可能经过(1,3),则可判断甲、丙的解析式不同.
【解答】解:∵抛物线y=ax2+bx经过原点,
∴当开口向下,顶点不可能在第三象限,所以甲、乙的解析式不同;
当开口向下,过点(﹣2,0),(0,0),则抛物线不可能经过(1,3),所以甲、丙的解析式不同,
∴抽到与其他两人解析式不同的是甲.
故答案为:甲.
【点评】本题考查了待定系数法求二次函数的解析式:在利用待定系数法求二次函数关系式时,要根据题目给定的条件,选择恰当的方法设出关系式,从而代入数值求解.也考查了二次函数的性质.
三、解答题(共68分,第17题8分,18-25题每题5分,第26题6分,第27、28题每题7分)
17.(8分)解方程:
(1)4x2=9;
(2)x2﹣6x+8=0.
【分析】(1)方程两边除以4,再开方,即可得出方程的解;
(2)先把方程的左边分解因式,即可得出两个一元一次方程,再求出方程的解即可.
【解答】解:(1)4x2=9,
,
,
即,;
(2)x2﹣6x+8=0,
(x﹣2)(x﹣4)=0,
x﹣2=0或x﹣4=0,
解得:x1=2,x2=4.
【点评】本题考查了解一元二次方程,能选择适当的方法解方程是解此题的关键,解一元二次方程的方法有直接开平方法,公式法,配方法,因式分解法等.
18.(5分)如图,在△ABC中,∠ACB=90°,将△ABC绕点C顺时针旋转90°得到△DEC,点A与点D对应,点B与点E对应.
(1)依题意补全图形;
(2)直线AB与直线DE的位置关系为 AB⊥DE .
【分析】(1)以点C为圆心,BC的长为半径画弧,交AC于点E,延长BC,以点C为圆心,AC的长为半径画弧,交BC的延长线于点D,连接DE即可.
(2)延长DE,交AB于点F,由旋转可得,∠CED=∠B,进而可得∠AEF=∠B,则∠A+∠B=∠A+∠AEF=90°,可得∠AFE=90°,即AB⊥DE.
【解答】解:(1)如图,△DEC即为所求.
(2)延长DE,交AB于点F,
由旋转可得,∠CED=∠B,
∵∠CED=∠AEF,
∴∠AEF=∠B,
∵∠ACB=90°,
∴∠A+∠B=∠A+∠AEF=90°,
∴∠AFE=90°,
即AB⊥DE.
故答案为:AB⊥DE.
【点评】本题考查作图﹣旋转变换,熟练掌握旋转的性质是解答本题的关键.
19.(5分)已知m是方程x2+2x﹣4=0的一个根,求代数式(m+2)2+(m+3)(m﹣3)的值.
【分析】根据完全平方公式、平方差公式、合并同类项法则把原式化简,根据一元二次方程根的概念得到m2+2m=4,代入计算即可.
【解答】解:原式=m2+4m+4+m2﹣9
=2m2+4m﹣5,
∵m是方程x2+2x﹣4=0的一个根,
∴m2+2m﹣4=0,
∴m2+2m=4,
则原式=2(m2+2m)﹣5
=2×4﹣5
=3.
【点评】本题考查的是整式的化简求值,掌握完全平方公式、平方差公式是解题的关键.
20.(5分)如图,在△ABC中,∠C=90°,∠B=20°,将△ABC绕点A顺时针旋转25°得到△ADE,AD交BC于点F.若AE=3,求AF的长.
【分析】根据旋转的性质和勾股定理即可得到结论.
【解答】解:∵△ABC绕点A顺时针旋转25°得到△ADE,
∴∠FAB=25°,AC=AE,
∵AE=3,
∴AC=3,
∵∠B=20°,
∴∠AFC=∠FAB+∠B=45°,
∵∠C=90°,
∴∠AFC=∠CAF=45°,
∴CF=AC=3,
在Rt△ACF中,AF===3.
【点评】本题考查了旋转的性质,勾股定理,等腰三角形的性质等知识,灵活运用这些性质解决问题是解题的关键.
21.(5分)在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=x2+bx+c经过A(0,3)和B(1,0)两点.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)该抛物线的对称轴为 直线x=2 .
【分析】(1)把两个已知点的坐标代入y=x2+bx+c中得到b、c的方程组,然后解方程组即可;
(2)利用抛物线的对称轴方程求解.
【解答】解:(1)∵抛物线y=x2+bx+c经过A(0,3)和B(1,0)两点,
∴,
解得,
∴抛物线的解析式为y=x2﹣4x+3;
(2)抛物线的对称轴为直线x=﹣=2.
故答案为:直线x=2.
【点评】本题考查了待定系数法求二次函数的解析式:在利用待定系数法求二次函数关系式时,要根据题目给定的条件,选择恰当的方法设出关系式,从而代入数值求解.也考查了二次函数的性质.
22.(5分)已知关于x的一元二次方程x2+(m﹣6)x﹣6m=0.
(1)求证:该方程总有两个实数根;
(2)若该方程有一个实数根小于2,求m的取值范围.
【分析】(1)先根据题意求出Δ的值,再根据一元二次方程根的情况与根的判别式Δ的关系即可得出结论;
(2)利用因式分解法求得方程的解,然后根据题意列出关于m的不等式,解不等式即可得到结论.
【解答】(1)证明:由题意得:Δ=(m﹣6)2﹣4×(﹣6m)=m2+12m+36=(m+6)2≥0,
故该方程总有两个实数根;
(2)解:x2+(m﹣6)x﹣6m=0,
解得:x1=﹣m,x2=6,
∵方程有一个实数根小于2,
∴﹣m<2.
∴m>﹣2.
【点评】本题考查了根的判别式,一元二次方程的解法,解一元一次不等式,掌握判别式Δ与0的关系判定方程根的情况是解决本题的关键.
23.(5分)在平面直角坐标系xOy中,二次函数y=(x﹣1)2﹣1图象顶点为A,与x轴正半轴交于点B.
(1)求点B的坐标,并画出这个二次函数的图象;
(2)一次函数y=kx+b的图象过A,B两点,结合图象,直接写出关于x的不等式kx+b>(x﹣1)2﹣1的解集.
【分析】(1)将y=0代入函数解析式求解.
(2)根据点A,B坐标及图象求解.
【解答】(1)解:令y=0,则(x﹣1)2﹣1=0,
解得x1=0,x2=2,
∴B点坐标为(2,0),
列表得:
画图得:
(2)如图,
由图形可得1<x<2时,kx+b>(x﹣1)2﹣1.
【点评】本题考查二次函数的性质,解题关键是掌握二次函数与方程及不等式的关系.
24.(5分)如图,在△ABC中,∠ABC=90°,BD为△ABC的中线.BE∥DC,BE=DC,连接CE.
(1)求证:四边形BDCE为菱形;
(2)连接DE,若∠ACB=60°,BC=4,求DE的长.
【分析】(1)先证明四边形BDCE为平行四边形,由直角三角形的性质可得BD=CD,可得结论;
(2)由菱形的性质可得DO=OE,BC⊥DE,OC=2,由直角三角形的性质可求DO的长,即可求解.
【解答】(1)证明:∵BE∥AC,BE=DC,
∴四边形BDCE为平行四边形,
∵∠ABC=90°,BD为AC边上的中线,
∴,
∴四边形BDCE为菱形;
(2)解:连接DE交BC于O点,如图,
∵四边形BDCE为菱形,BC=4,
∴,
∴∠ACB=60°,
∴∠EDC=90°﹣∠ACB=30°,
∴DC=2OC=4,DO=OC=2,
∴.
【点评】本题考查了菱形的判定和性质,直角三角形的性质,掌握菱形的性质是解题的关键.
25.(5分)探照灯的内部可以看成是抛物线的一部分经过旋转得到的抛物曲面,其原理是过某一特殊点的光线,经抛物线反射后所得的光线平行于抛物线的对称轴,我们称这个特殊点为抛物线的焦点.若抛物线的表达式为y=ax2,则抛物线的焦点为(0,).
如图,在平面直角坐标系xOy中,某款探照灯抛物线的表达式为y=,焦点为F.
(1)点F的坐标是 (0,1) ;
(2)过点F的直线与抛物线交于A,B两点,已知沿射线FA方向射出的光线,反射后沿射线AM射出,AM所在直线与x轴的交点坐标为(4,0).
①画出沿射线FB方向射出的光线的反射光线BP;
②BP所在直线与x轴的交点坐标为 (﹣1,0) .
【分析】(1)根据焦点的定义和抛物线解析式即可求得;
(2)①根据反射光线平行于y轴作出图形即可;
②先求出A点坐标,再用待定系数法求出直线AB的解析式,再联立直线AB解析式和抛物线解析式,解方程组求出交点B的坐标,从而得解.
【解答】(1)由题意可得:抛物线y=,焦点为F(0,1),
故答案为:(0,1);
(2)①画出反射光线BP,如图:
②∵AM∥y轴,AM所在直线与x轴的交点坐标为(4,0).
∴当x=4时,y=×42=4,
∴A(4,4),
设AB所在直线解析式为y=kx+b,
则,
解得,
∴AB所在直线解析式为y=x+1,
联立方程组,
解得或,
∴B(﹣1,)
∵BP∥y轴,
∴BP所在直线为x=﹣1,
∴直线BP与x轴的交点为(﹣1,0).
故答案为:(﹣1,0).
【点评】本题考查二次函数的应用和新定义,关键是对新定义的理解和运用.
26.(6分)在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=x2﹣2mx+m2﹣2.
(1)求抛物线的顶点坐标(用含m的式子表示);
(2)已知点P(3,2).
①当抛物线过点P时,求m的值;
②点Q的坐标为(m,1).若抛物线与线段PQ恰有一个公共点,结合函数图象,直接写出m的取值范围.
【分析】(1)把解析式化为顶点式即可;
(2)①把P点坐标代入解析式,解方程即可;
②找出对称轴,求出抛物线与x轴的交点,根据题意得出点P在抛物线的左侧或右侧求出m的取值范围.
【解答】解:(1)∵y=x2﹣2mx+m2﹣2=(x﹣m)2﹣2,
∴抛物线的顶点坐标为(m,﹣2);
(2)①∵点P(3,2)在抛物线y=x2﹣2mx+m2﹣2上,
∴9﹣6m+m2﹣2=2,
∴m2﹣6m+5=0,
解得m1=1,m2=5;
②令y=0,则(x﹣m)2﹣2=0,
解得x=m±,
∴抛物线与x轴的交点为(m+,0)或(m﹣,0),
∵a=1>0,
∴抛物线开口向上,大致图象如图所示:
要想使抛物线与线段PQ恰有一个公共点,则点P在抛物线左侧或右侧,
当y=2时,(x﹣m)2=4,
∴x=m+2或x=m﹣2,
当点P在抛物线左侧时,3≤m﹣2,即m≥5;
当点P在抛物线右侧时,3≥m+2,即m≤1,
∴m的取值范围为m≤1或m≥5.
【点评】本题考查了二次函数与图象的关系,二次函数的性质,解题的关键是理解题意,学会寻找特殊点解决问题,属于中考常考题型.
27.(7分)在等边△ABC中,将线段CA绕点C逆时针旋转α(0°<α<30°)得到线段CD,线段CD与线段AB交于点E,射线AD与射线CB交于点F.
(1)①依题意补全图形;
②分别求∠CEB和∠AFC的大小(用含α的式子表示);
(2)用等式表示线段BE,CE,CF之间的数量关系,并证明.
【分析】(1)①根据要求画出图形即可;
②利用三角形的外角的性质,三角形内角和定理求解即可;
(2)结论:CF=BE+CE.如图2中,延长EA至点G使得EG=CE,连接CG.证明△ACF≌△CBG(AAS),可得结论.
【解答】解:(1)①补全图形,如图1所示.
②解:∵△ABC是等边三角形,
∴∠BAC=∠ACB=60°.
∵线段CA绕点C逆时针旋转α得到线段CD,
∴CA=CD,∠ACD=α,,
∴,
∴∠CEB=∠BAC+∠ACD=60°+α,
∴.
(2)结论:CF=BE+CE.
理由:如图2中,延长EA至点G使得EG=CE,连接CG.
∴∠G=∠ECG.
∵∠CEB=∠G+∠ECG=2∠G,∠CEB=60°+α,
∴.
∴,
∵∠G=∠AFC.
∵△ABC是等边三角形,
∴AC=BC,∠ABC=∠ACB=60°.
∴△ACF≌△CBG(AAS),
∴CF=BG,
∵BG=BE+EG=BE+CE,
∴CF=BE+CE.
【点评】本题属于几何变换综合题,考查了等边三角形的性质,全等三角形的判定和性质等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造全等三角形解决问题.
28.(7分)在平面直角坐标系xOy中,已知点A(a,b).对于点P(x,y)给出如下定义:当x≠a时,若实数k满足|y﹣b|=k|x﹣a|,则称k为点P关于点A的距离系数.若图形M上所有点关于点A的距离系数存在最小值,则称此最小值为图形M关于点A的距离系数.
(1)当点A与点O重合时,在P1(2,2),P2(﹣2,1),P3(﹣4,4)中,关于点A的距离系数为1的是 P1,P3 ;
(2)已知点B(﹣2,1),C(1,1),若线段BC关于点A(m,﹣1)的距离系数小于,则m的取值范围为 m<﹣3或m>2 ;
(3)已知点A(4,0),T(0,t),其中2≤t≤4.以点T为对角线的交点作边长为2的正方形,正方形的各边均与某条坐标轴垂直.点D,E为该正方形上的动点,线段D,E的长度是一个定值(0<DE<2).
①线段DE关于点A的距离系数的最小值为 ;
②若线段DE关于点A的距离系数的最大值是,则DE的长为 .
【分析】(1)当线段PA与x轴的夹角为45°时,关于点A的距离系数为1,由此判断即可;
(2)判断出距离系数等于时,点A的位置,可得结论;
(3)①如图3中,当T(0,2),点E与M重合时,线段DE关于点A的距离系数的值最小,再根据距离系数的定义求解;
②如图4中,当T(0,4),点E在PQ上,点D在PN上(D,E交换位置也可以),且E,D,A共线,满足条件k=时,求出PD,PE的长,利用勾股定理求解即可.
【解答】解:(1)观察图象可知,线段P1O,线段P3O与x轴的夹角为45°,
所以关于点A的距离系数为1的点为P1,P3.
故答案为:P1,P3;
(2)如图2中,
过点C作CF⊥直线y=﹣1,垂足为F,过点B作BE⊥直线y=﹣1,垂足为E.
当=时,∵CF=2,
∴AF=4,
∴A(﹣3,﹣1),
当=时,∵BE=2,
∴EA′=4,
∴A′(2,﹣1),
观察图象可知,满足条件的m的值为:m<﹣3或m>2;
故答案为:m<﹣3或m>2;
(3)①如图3中,当T(0,2),点E与M重合时,线段DE关于点A的距离系数的值最小,此时k=.
故答案为:;
②如图4中,当T(0,4),点E在PQ上,点D在PN上(D,E交换位置也可以),且E,D,A共线,满足条件k=时,
延长PN交x轴于点J.
由题意=,
∵AJ=3,
∴DJ=,
∴PD=PJ﹣DJ=5﹣=,
∵PE∥AJ,
∴=,
∴=,
∴PE=,
∴DE===.
故答案为:.
【点评】本题属于四边形综合题,考查了正方形的性质,平面直角坐标系,距离系数的定义等知识,解题的关键是理解题意,灵活运用所学知识解决问题,学会寻找特殊位置解决问题,属于中考常考题型.
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