
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北京市第三十五中学2024-2025学年九年级上学期期中考试 数学试卷
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这是一份北京市第三十五中学2024-2025学年九年级上学期期中考试 数学试卷,共37页。试卷主要包含了选择题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
1.(2分)二次函数y=﹣2(x+1)2﹣3图象的顶点坐标为( )
A.(1,3)B.(1,﹣3)C.(﹣1,3)D.(﹣1,﹣3)
2.(2分)云纹是我国的传统纹样,象征着吉祥如意.其以流动飘逸的曲线和回转交错的结构体现了流动之美.以下云纹图案都是由朵云通过不同的变换形式构造出的,请你选出其中的中心对称图形( )
A.双分朵云B.三合云
C.四合云D.五福云
3.(2分)若x=3是关于x的方程x2﹣2x﹣m=0的一个根,则m的值是( )
A.﹣15B.﹣3C.3D.15
4.(2分)二次函数y=x2+4x+a的图象与x轴没有交点,则a的值可以是( )
A.﹣2B.2C.4D.6
5.(2分)在如图所示的正方形网格中,四边形ABCD绕某一点旋转某一角度得到四边形A′B′C′D′(所有顶点都是网格线交点),在网格线交点M,N,P,Q中,可能是旋转中心的是( )
A.点MB.点NC.点PD.点Q
6.(2分)如图,△ABC内接于⊙O,连接OA,OB,∠ABO=40°,则∠C的度数是( )
A.100°B.80°C.50°D.40°
7.(2分)定点投篮是同学们喜爱的体育项目之一,某位同学投出篮球的飞行路线可以看作是抛物线的一部分,篮球飞行的竖直高度y(单位:m)与水平距离x(单位:m)近似满足函数关系y=ax2+bx+c(a≠0).下表记录了该同学将篮球投出后的x与y的三组数据,根据上述函数模型和数据,可推断出篮球飞行到最高点时,水平距离为( )
A.1.5mB.2mC.2.5mD.3m
8.(2分)如图,⊙O的直径AB=12,AM和BN是它的两条切线,DE与⊙O相切于点E,并与AM,BN分别相交于D,C两点.设AD=x,BC=y,则y关于x的函数图象大致是( )
A.B.
C.D.
二、填空题(共16分,每题2分)
9.(2分)在平面直角坐标系xOy中,点P(1,﹣2)关于原点对称的点的坐标是 .
10.(2分)写出一个开口向上,且与y轴交点在x轴下方的抛物线的表达式: .
11.(2分)若多项式x2+ax+b可以写成(x+m)2的形式,且ab≠0,则a的值可以是 ,b的值可以是 .
12.(2分)在2022年北京冬奥会开幕式和闭幕式中,一片“雪花”的故事展现了“世界大同,天下一家”的主题,让世界观众感受了中国人的浪漫.如图,作出“雪花”图案(正六边形ABCDEF)的外接圆,已知正六边形ABCDEF的边长是4,则长为 .
13.(2分)蜂巢结构精巧,其巢房横截面的形状均为正六边形.如图是部分巢房的横截面图,图中7个全等的正六边形不重叠且无缝隙,将其放在平面直角坐标系中,点P,Q,M均为正六边形的顶点.若点P,Q的坐标分别为,(0,﹣3),则点M的坐标为 .
14.(2分)某商品原来每件的售价为60元,经过两次降价后每件的售价为48.6元,并且每次降价的百分率相同.设该商品每次降价的百分率为x,则根据关系可列方程为 .
15.(2分)如图,正方形ABCD边长为4,E、F分别是边AB、BC上的点,CE、DF交于点P,当CE=DF时,BP的最小值为 .
16.(2分)已知⊙O的半径为4,B,C是⊙O上两定点,点A是⊙O上一动点,且∠BAC=60°,∠BAC的平分线交⊙O于点D,过点D作BC的平行线交AB的延长线于点F.下列说法中正确的是 .
①AD的最大值是8;
②点D为上一定点;
③S△ABC的最大值是;
④DF与⊙O相交;
⑤若△ABC为锐角三角形,则.
三、解答题(共68分,第17-18题,每题5分,第19题6分,第20题6分,第21题5分,第22-24题,每题5分,第25-26题,每题6分,第27题7分,第28题7分)
17.(5分)解方程:x2+2x﹣1=0.
18.(5分)已知x2﹣2x﹣5=0,求代数式3x(x﹣2)+(x﹣1)2的值.
19.(6分)数学课上,王老师提出如下问题:
已知:如图,AB是⊙O的直径,射线AC交⊙O于点C.
求作:的中点D.
同学们分享了如下四种方案:
方案一,连接BC,作BC的垂直平分线,交⊙O于点D.
方案二,过点O作AC的平行线,交⊙O于点D.
方案三,作∠BAC的平分线,交⊙O于点D.
方案四,在射线AC上截取AE,使AE=AB,连接BE,交⊙O于点D.
你选择的方案是 ,画出相应图形并证明.
20.(6分)已知关于x的一元二次方程x2﹣(m﹣1)x+m﹣2=0.
(1)求证:对于任意实数m,方程都有实数根;
(2)m何值时,方程有负数根.
21.(5分)在我国古代数学著作《九章算术》中记载了这样一个问题:“今有圆材,埋在壁中,不知大小,以锯锯之,深一寸,锯道长一尺,问径几何?”用现代语言表述为:如图,AB为⊙O的直径,弦CD⊥AB于点E,AE=1寸,CD=10寸,求直径AB的长.
请你解答这个问题.
22.(5分)已知二次函数y=ax2+bx+3(a≠0)的图象经过点A(1,0),B(3,0).
(1)求该函数的解析式;
(2)当x>3时,对于x的每一个值,函数y=x+n的值小于二次函数y=ax2+bx+3的值,结合函数图象,直接写出n的取值范围.
23.(5分)在平面直角坐标系xOy中,△ABC的三个顶点的坐标分别为A(1,2),B(5,5),C(5,2),将△ABC绕点A顺时针旋转90°得到△AB'C'.
(1)画出旋转后的△AB'C';
(2)直接写出点B'的坐标;
(3)直接写出线段AB在变换到AB′的过程中扫过的区域的面积.(结果保留π)
24.(5分)如图,⊙O是△ABC的外接圆,∠ABC=45°,连接OC交AB于点E,过点A作OC的行线交BC延长线于点D.
(1)求证:AD是⊙O的切线;
(2)若⊙O的半径为4,AD=6,求线段CD的长.
25.(6分)如图,是直径AB所对的半圆弧,C是上一定点,D是上一动点,连接DA,DB,DC.已知AB=5cm,设D,A两点间的距离为xcm,D,B两点间的距离为y1cm,D,C两点间的距离为y2cm.
小腾根据学习函数的经验.分别对函数y1,y2随自变量x的变化而变化的规律进行了探究.下面是小腾的探究过程,请补充完整:
(1)按照表中自变量x的值进行取点、画图、测量,分别得到了y1,y2与x的几组对应值;
(2)在同一平面直角坐标系xOy中,描出补全后的表中各组数位所对应的点(x,y1),(x,y2)并画出函数y1,y2的图象;
(3)结合函数图象,解决问题:连接BC,当△BCD是以CD为腰的等腰三角形时,DA的长度约为 cm.
26.(6分)在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的对称轴为直线x=t.
(1)若3a+2b=0,求t的值;
(2)已知点(﹣1,y1),(2,y2),(3,y3)在该抛物线上.若a>c>0,且3a+2b+c=0,比较y1,y2,y3的大小,并说明理由.
27.(7分)等边△ABC中,点D是边AB上一点,点E是直线BC上一点,连接DE.将线段DE绕点D逆时针旋转60°至DF,连接EF,CF.
(1)如图1,当点D与点A重合,点E在线段BC上时.
①按照要求补全图形;
②过BC中点M作AC的垂线交AC于G,交EF于H,判断EH与FH的数量关系,并证明.
(2)如图2,当点D与点A、点B不重合时,若AD=BE,判断CF与AD的数量关系并说明理由.
28.(7分)对于平面直角坐标系xOy内的点P和图形M,给出如下定义:如果点P绕原点O顺时针旋转90°得到点P′,点P′落在图形M上或图形M围成的区域内,那么称点P是图形M关于原点O的“伴随点”.已知点A(1,1),B(3,1),C(3,2).
(1)在点P1(﹣2,0),P2(﹣1,1),P3(﹣1,2)中,点 是线段AB关于原点O的“伴随点”;
(2)如果点D(m,2)是△ABC关于原点O的“伴随点”,直接写出m的取值范围;
(3)已知抛物线y=x2+bx+c的顶点坐标为(﹣1,n),其关于原点对称的抛物线上存在△ABC关于原点O的“伴随点”,求n的最大值和最小值.
2024-2025学年北京三十五中九年级(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.符合题意的选项只有一个)
1.(2分)二次函数y=﹣2(x+1)2﹣3图象的顶点坐标为( )
A.(1,3)B.(1,﹣3)C.(﹣1,3)D.(﹣1,﹣3)
【分析】首先知二次函数的顶点式为y=a(x﹣h)2+k,知顶点坐标是(h,k),进行选择即可.
【解答】解:根据二次函数y=﹣2(x+1)2﹣3的顶点是(﹣1,﹣3).
故选:D.
【点评】本题考查了二次函数的性质和二次函数的三种形式.解答该题时,需熟悉二次函数的顶点式方程y=a(x﹣h)2+k中的h、k所表示的意义.
2.(2分)云纹是我国的传统纹样,象征着吉祥如意.其以流动飘逸的曲线和回转交错的结构体现了流动之美.以下云纹图案都是由朵云通过不同的变换形式构造出的,请你选出其中的中心对称图形( )
A.双分朵云B.三合云
C.四合云D.五福云
【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,根据中心对称图形的概念求解.
【解答】解:选项A、B、D的图案均不能找到这样的一个点,使图形绕某一点旋转180°后原来的图形重合,所以不是中心对称图形,
选项C的图案能找到这样的一个点,使图形绕某一点旋转180°后原来的图形重合,所以是中心对称图形,
故选:C.
【点评】本题主要考查了中心对称图形,中心对称图形是要寻找对称中心,旋转180度后与原图重合.
3.(2分)若x=3是关于x的方程x2﹣2x﹣m=0的一个根,则m的值是( )
A.﹣15B.﹣3C.3D.15
【分析】直接把x=3代入一元二次方程得到关于m的方程,然后解一次方程即可.
【解答】解:把x=3代入方程x2﹣2x﹣m=0得9﹣6﹣m=0,
解得m=3.
故选:C.
【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.
4.(2分)二次函数y=x2+4x+a的图象与x轴没有交点,则a的值可以是( )
A.﹣2B.2C.4D.6
【分析】根据抛物线与x轴的交点问题得到方程x2+4x+a=0没有实数解,则根据根的判别式的意义得到Δ=42﹣4a<0,然后解不等式得到a的取值范围,从而对各选项进行判断.
【解答】解:∵二次函数y=x2+4x+a的图象与x轴没有交点,
∴方程x2+4x+a=0没有实数解,
∴Δ=42﹣4a<0,
解得a>4,
∴a可以取6.
故选:D.
【点评】本题考查了抛物线与x轴的交点:把求二次函数y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,a≠0)与x轴的交点坐标问题转化为解关于x的一元二次方程;Δ=b2﹣4ac决定抛物线与x轴的交点个数.
5.(2分)在如图所示的正方形网格中,四边形ABCD绕某一点旋转某一角度得到四边形A′B′C′D′(所有顶点都是网格线交点),在网格线交点M,N,P,Q中,可能是旋转中心的是( )
A.点MB.点NC.点PD.点Q
【分析】连接AA'、BB'、CC',作AA'的垂直平分线,作BB'的垂直平分线,作CC'的垂直平分线,交点M为旋转中心.
【解答】解:
连接AA'、BB'、CC',作AA'的垂直平分线,作BB'的垂直平分线,作CC'的垂直平分线,交到在M处,所以可知旋转中心的是点M.
故选:A.
【点评】本题主要考查了旋转的性质以及学生的理解能力和观察图形的能力.注意:旋转时,对应顶点到旋转中心的距离应相等且旋转角也相等,对称中心在连接对应点线段的垂直平分线上.
6.(2分)如图,△ABC内接于⊙O,连接OA,OB,∠ABO=40°,则∠C的度数是( )
A.100°B.80°C.50°D.40°
【分析】根据三角形内角和定理、等腰三角形的性质求出∠AOB,根据圆周角定理解答.
【解答】解:∵OA=OB,∠ABO=40°,
∴∠AOB=100°,
∴∠C=∠AOB=50°,
故选:C.
【点评】本题考查的是圆周角定理,掌握在同圆或等圆中,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是解题的关键.
7.(2分)定点投篮是同学们喜爱的体育项目之一,某位同学投出篮球的飞行路线可以看作是抛物线的一部分,篮球飞行的竖直高度y(单位:m)与水平距离x(单位:m)近似满足函数关系y=ax2+bx+c(a≠0).下表记录了该同学将篮球投出后的x与y的三组数据,根据上述函数模型和数据,可推断出篮球飞行到最高点时,水平距离为( )
A.1.5mB.2mC.2.5mD.3m
【分析】首先根据提供数据列出函数解析式,然后确定其顶点坐标的横坐标即为本题答案.
【解答】解:设二次函数的解析式为y=ax2+bx+c,
根据表可得:,
解得:,
∴y=﹣0.2x2+x+2.25=﹣0.2(x﹣2.5)2+3.5,
∴可推断出篮球飞行到最高点时,水平距离为2.5米,
故选:C.
【点评】考查了二次函数的应用,解题的关键是正确的求得解析式,难度不大.
8.(2分)如图,⊙O的直径AB=12,AM和BN是它的两条切线,DE与⊙O相切于点E,并与AM,BN分别相交于D,C两点.设AD=x,BC=y,则y关于x的函数图象大致是( )
A.B.
C.D.
【分析】根据切线长定理得到BF=AD=x,CE=CB=y,则DC=DE+CE=x+y,在直角△DFC中根据勾股定理,就可以求出y与x的关系.
【解答】解:作DF⊥BN交BC于F;
∵AM、BN与⊙O切于点定A、B,
∴AB⊥AM,AB⊥BN.
又∵DF⊥BN,
∴∠BAD=∠ABC=∠BFD=90°,
∴四边形ABFD是矩形,
∴BF=AD=x,DF=AB=12,
∵BC=y,
∴FC=BC﹣BF=y﹣x;
∵DE切⊙O于E,
∴DE=DA=x CE=CB=y,
则DC=DE+CE=x+y,
在Rt△DFC中,
由勾股定理得:(x+y)2=(y﹣x)2+122,
整理为y=,
∴y与x的函数关系式是y=,
y是x的反比例函数.
故选:A.
【点评】此题考查了动点问题的函数图象,切线的性质、切线长定理、矩形的判定与性质以及勾股定理.此题难度适中,注意掌握辅助线的作法,注意掌握数形结合思想与方程思想的应用.
二、填空题(共16分,每题2分)
9.(2分)在平面直角坐标系xOy中,点P(1,﹣2)关于原点对称的点的坐标是 (﹣1,2) .
【分析】根据两个点关于原点对称时,它们的坐标符号相反可得答案.
【解答】解:在平面直角坐标系xOy中,点P(1,﹣2)关于原点对称的点的坐标是(﹣1,2).
故答案为:(﹣1,2).
【点评】此题主要考查了关于原点对称的点的坐标,关键是掌握点的坐标的变化规律.
10.(2分)写出一个开口向上,且与y轴交点在x轴下方的抛物线的表达式: y=x2﹣1(答案不唯一) .
【分析】根据二次函数的图象与性质写出符合要求的抛物线的表达式即可.
【解答】解:由题知,
令抛物线的表达式为y=ax2+bx+c,
因为抛物线开口向上,
所以a>0.
又因为抛物线与y轴交点在x轴下方,
所以c<0,
所以抛物线的表达式可以是:y=x2﹣1.
故答案为:y=x2﹣1(答案不唯一).
【点评】本题主要考查了待定系数法求二次函数解析式、二次函数的性质及二次函数图象上点的坐标特征,熟知二次函数的图象与性质是解题的关键.
11.(2分)若多项式x2+ax+b可以写成(x+m)2的形式,且ab≠0,则a的值可以是 ﹣4 ,b的值可以是 4 .
【分析】此题是一道开放型的题目,答案不唯一,只要符合完全平方公式即可.
【解答】解:∵多项式x2+ax+b可以写成(x+m)2的形式,且ab≠0,
∴x2+ax+b=(x+m)2,
∴a可以为﹣4,b可以为4,
即x2﹣4x+4=(x﹣2)2,
故答案为:﹣4,4.
【点评】本题考查了完全平方公式,能熟记完全平方公式是解此题的关键,a2+2ab+b2=(a+b)2,a2﹣2ab+b2=(a﹣b)2.
12.(2分)在2022年北京冬奥会开幕式和闭幕式中,一片“雪花”的故事展现了“世界大同,天下一家”的主题,让世界观众感受了中国人的浪漫.如图,作出“雪花”图案(正六边形ABCDEF)的外接圆,已知正六边形ABCDEF的边长是4,则长为 π .
【分析】设正六边形ABCDEF的圆心为点O,易求∠BOC的度数,则△BOC为等边三角形,圆的半径也可求出,进而利用弧长公式计算即可.
【解答】解:设正六边形ABCDEF的圆心为点O,
∵∠BOC==60°,OB=OC,
∴△BOC为等边三角形,
∴OB=OC=BC=4,
∴的长==π,
故答案为:π.
【点评】本题考查的是正六边形的性质,弧长的计算公式,解答此题的关键是熟知正六边形的边长等于半径.
13.(2分)蜂巢结构精巧,其巢房横截面的形状均为正六边形.如图是部分巢房的横截面图,图中7个全等的正六边形不重叠且无缝隙,将其放在平面直角坐标系中,点P,Q,M均为正六边形的顶点.若点P,Q的坐标分别为,(0,﹣3),则点M的坐标为 (3,﹣2) .
【分析】设中间正六边形的中心为D,连接DB.判断出OC,CM的长,可得结论.
【解答】解:设中间正六边形的中心为D,连接DB.
∵点P,Q的坐标分别为,(0,﹣3),图中是7个全等的正六边形,
∴AB=BC=2,OQ=3,
∴OA=OB=,
∴OC=3,
∵DQ=DB=2OD,
∴OD=1,QD=DB=CM=2,
∴M(3,﹣2),
故答案为:(3,﹣2).
【点评】本题考查正多边形与圆,解直角三角形等知识,解题的关键是理解题意,灵活运用所学知识解决问题.
14.(2分)某商品原来每件的售价为60元,经过两次降价后每件的售价为48.6元,并且每次降价的百分率相同.设该商品每次降价的百分率为x,则根据关系可列方程为 60(1﹣x)2=48.6 .
【分析】利用该商品经过两次降价后的价格=原价×(1﹣该商品每次降价的百分率)2,即可列出关于x的一元二次方程,此题得解.
【解答】解:根据题意得:60(1﹣x)2=48.6.
故答案为:60(1﹣x)2=48.6.
【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)如图,正方形ABCD边长为4,E、F分别是边AB、BC上的点,CE、DF交于点P,当CE=DF时,BP的最小值为 .
【分析】取CD的中点Q,连接PQ,BQ,先证明Rt△BCE和Rt△CDF全等,进而根据全等三角形的性质得∠CPF=90°,由此的PQ=CQ=DQ=1/2CD=2,则BQ=,然后根据“两点之间线段最短”得BP≤BQ﹣PQ,据此即可得出BP为最小.
【解答】解:取CD的中点Q,连接PQ,BQ,如图所示:
∵四边形ABCD是正方形,且边长为4,
∴AB=BC=CD,∠ABC=∠BCD=90°,
在Rt△BCE和Rt△CDF中,
,
∴Rt△BCE≌Rt△CDF(HL),
∴∠1=∠2,
在Rt△CDF中,∠2+∠3=90°,
∴∠1+∠3=90°,
∴∠CPF=90°,
∴∠CPD=90°,
∵点Q是CD的中点,
∴PQ=CQ=DQ=1/2CD=2,
在Rt△BCQ中,由勾股定理得:BQ==,
根据“两点之间线段最短”得:BP≤BQ﹣PQ,
∴当B,P,Q在同一条直线上时,BP为最小,最小值为.
故答案为:.
【点评】此题主要考查了正方形的性质,全等三角形的判定与性质,直角三角形斜边中线的性质,勾股定理等知识点,理解正方形的性质,熟练掌握全等三角形的判定与性质,灵活运用直角三角形斜边中线的性质,勾股定理进行计算是解决问题的关键.
16.(2分)已知⊙O的半径为4,B,C是⊙O上两定点,点A是⊙O上一动点,且∠BAC=60°,∠BAC的平分线交⊙O于点D,过点D作BC的平行线交AB的延长线于点F.下列说法中正确的是 ①②⑤ .
①AD的最大值是8;
②点D为上一定点;
③S△ABC的最大值是;
④DF与⊙O相交;
⑤若△ABC为锐角三角形,则.
【分析】①由圆周角定理可知,当A在优弧BC的中点时,AD为最大值,即可得出结论;
②由∠BAC的平分线交⊙O于点D,∠BAC=60°,可得,再由B,C是⊙O上两定点即可得出结论;
③当AD⊥BC时,S△ABC最大,再由勾股定理求出高,即可求出面积得出结论;
④连接OD,根据平行线的性质和切线的定义,得出DF与⊙O相切,即可得出结论;
⑤分别求出∠ABC=90°时,,∠ACB=90°时,,即可得出△ABC为锐角三角形的范围.
【解答】解:①当A在优弧BC的中点时,
AD为直径,最大值为8,故①正确.
②∵∠BAC的平分线交⊙O于点D,∠BAC=60°,
∴∠BAD=∠CAD===30°,
∴,
∵B,C是⊙O上两定点,
∴点D为BC上一定点,故②正确.
③∵B,C是⊙O上两定点,
∴BC的长度不变,
则当AD⊥BC时,△ABC的高最大,
设AD与BC交于点H,连接OB,OC,
∵∠BAC=60°,
∴∠BOC=2∠BAC=2×60°=120°,
∴∠OCH=∠OBH=30°,
∵OC=OB=4,
∴OH=2,BH===2,
∴,
∴AH=AO+OH=4+2=6,
∴,故③不正确.
④连接OD,
∵,
∴OD⊥BC,
∵BC∥FD,
∴OD⊥FD,
∵OD为⊙O的半径,
∴DF为圆的切线,故④不正确.
⑤如图,OD与BC交于点Q,当∠ABC=90°时,AC为直径,
∴AC=8,
∵∠BAC=60°,
∴∠ACB=30°,
∴AB=4,BC===4,
∵OD⊥BC,
∴,
∵∠BQD=∠ABQ=∠QDF=∠BFD=90°,
∴四边形BQDF为矩形,
∴,
如图,连接BD,∠ACB=90°,AB为直径,
∵OD⊥BC,
∴OD∥AC,
∴∠DOB=∠BAC=60°,
∵OB=OD,
∴△BOD为等边三角形,
∴OQ=QD,
同理可得,,
∵BC∥DF,
∴△OBQ~△OFD,
∴,
∴DF=2BQ,
∵BQ=2,
∴DF=4,
∴若△ABC为锐角三角形,则,故⑤正确.
∴正确的有①②⑤.
故答案为:①②⑤.
【点评】本题考查的是勾股定理的应用,圆周角定理的应用,切线的判定与性质,相似三角形的判定与性质,做出合适的辅助线,清晰的分类讨论是解本题的关键.
三、解答题(共68分,第17-18题,每题5分,第19题6分,第20题6分,第21题5分,第22-24题,每题5分,第25-26题,每题6分,第27题7分,第28题7分)
17.(5分)解方程:x2+2x﹣1=0.
【分析】方程常数项移到右边,两边加上1变形后,开方即可求出解.
【解答】解:方程变形得:x2+2x=1,
配方得:x2+2x+1=2,即(x+1)2=2,
开方得:x+1=±,
解得:x1=﹣1+,x2=﹣1﹣.
【点评】此题考查了解一元二次方程﹣配方法,熟练掌握完全平方公式是解本题的关键.
18.(5分)已知x2﹣2x﹣5=0,求代数式3x(x﹣2)+(x﹣1)2的值.
【分析】利用完全平方公式,单项式乘多项式的法则进行计算,然后把x2﹣2x=5代入化简后的式子进行计算,即可解答.
【解答】解:3x(x﹣2)+(x﹣1)2
=3x2﹣6x+x2﹣2x+1
=4x2﹣8x+1,
∵x2﹣2x﹣5=0,
∴x2﹣2x=5,
∴当x2﹣2x=5时,原式=4(x2﹣2x)+1=4×5+1=20+1=21.
【点评】本题考查了整式的混合运算﹣化简求值,完全平方公式,准确熟练地进行计算是解题的关键.
19.(6分)数学课上,王老师提出如下问题:
已知:如图,AB是⊙O的直径,射线AC交⊙O于点C.
求作:的中点D.
同学们分享了如下四种方案:
方案一,连接BC,作BC的垂直平分线,交⊙O于点D.
方案二,过点O作AC的平行线,交⊙O于点D.
方案三,作∠BAC的平分线,交⊙O于点D.
方案四,在射线AC上截取AE,使AE=AB,连接BE,交⊙O于点D.
你选择的方案是 方案三(答案不唯一) ,画出相应图形并证明.
【分析】根据题意任意选择一个方案画出图形,再结合圆周角定理证明即可.
【解答】解:选择的方案是方案三(答案不唯一).
画出图形如图所示.
证明:∵AD为∠BAC的平分线,
∴∠BAD=∠CAD,
∴,
∴点D为的中点.
【点评】本题考查作图—复杂作图、角平分线的性质、线段垂直平分线的性质、圆周角定理,解题的关键是理解题意,灵活运用所学知识解决问题.
20.(6分)已知关于x的一元二次方程x2﹣(m﹣1)x+m﹣2=0.
(1)求证:对于任意实数m,方程都有实数根;
(2)m何值时,方程有负数根.
【分析】(1)根据一元二次方程根的判别式证明即可;
(2)利用根与系数的关系得到x1+x2=m﹣1,x1•x2=m﹣2,再分类讨论即可解题.
【解答】(1)证明:由一元二次方程得:
a=1,b=﹣(m﹣1),c=m﹣2,
∴Δ=[﹣(m﹣1)]2﹣4(m﹣2)=(m﹣3)2≥0,
∴该方程总有两个实数根;
(2)解:由一元二次方程得:
x1+x2=﹣=m﹣1,x1•x2==m﹣2,
①当方程有一个负数根时:
m﹣2<0,
∴m<2;
②当方程有两个负数根时:
,
该不等式组无解;
综上所述,当m<2时,方程有负数根.
【点评】此题考查了一元二次方程根的判别式,一元二次方程根与系数的关系,解题的关键在于对知识的熟练掌握与灵活运用.
21.(5分)在我国古代数学著作《九章算术》中记载了这样一个问题:“今有圆材,埋在壁中,不知大小,以锯锯之,深一寸,锯道长一尺,问径几何?”用现代语言表述为:如图,AB为⊙O的直径,弦CD⊥AB于点E,AE=1寸,CD=10寸,求直径AB的长.
请你解答这个问题.
【分析】连接OC,由直径AB与弦CD垂直,根据垂径定理得到E为CD的中点,由CD的长求出DE的长,设OC=OA=x寸,则AB=2x寸,OE=(x﹣1)寸,由勾股定理得出方程,解方程求出半径,即可得出直径AB的长.
【解答】解:如图所示,连接OC.
∵弦CD⊥AB,AB为圆O的直径,
∴E为CD的中点,
又∵CD=10寸,
∴CE=DE=CD=5寸,
设OC=OA=x寸,则AB=2x寸,OE=(x﹣1)寸,
由勾股定理得:OE2+CE2=OC2,
即(x﹣1)2+52=x2,
解得:x=13,
∴AB=26寸,
即直径AB的长为26寸.
【点评】此题考查了垂径定理,勾股定理;解答此类题常常利用垂径定理由垂直得中点,进而由弦长的一半,弦心距及圆的半径构造直角三角形,利用勾股定理来解决问题.
22.(5分)已知二次函数y=ax2+bx+3(a≠0)的图象经过点A(1,0),B(3,0).
(1)求该函数的解析式;
(2)当x>3时,对于x的每一个值,函数y=x+n的值小于二次函数y=ax2+bx+3的值,结合函数图象,直接写出n的取值范围.
【分析】(1)利用待定系数法即可得到抛物线解析式;
(2)由于当直线y=x+n经过点(3,0)时,n=﹣3,利用一次函数和二次函数的性质,当n≤﹣3时,数y=x+n的值小于二次函数y=ax2+bx+3(a≠0)的值.
【解答】解:(1)∵y=ax2+bx+3(a≠0)的图象经过点A(1,0),B(3,0),
∴,
解得,
∴二次函数解析式为y=x2﹣4x+3;
(2)当直线y=x+n经过点(3,0)时,3+n=0,解得n=﹣3,
此时函数y=x+n的值等于二次函数y=ax2+bx+3(a≠0)的值,
所以当n≤﹣3时,数y=x+n的值小于二次函数y=ax2+bx+3(a≠0)的值,
即n的取值范围为n≤﹣3.
【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.
23.(5分)在平面直角坐标系xOy中,△ABC的三个顶点的坐标分别为A(1,2),B(5,5),C(5,2),将△ABC绕点A顺时针旋转90°得到△AB'C'.
(1)画出旋转后的△AB'C';
(2)直接写出点B'的坐标;
(3)直接写出线段AB在变换到AB′的过程中扫过的区域的面积.(结果保留π)
【分析】(1)利用网格特点和旋转的性质画出B、C的对应点B′、C′得到△AB'C′;
(2)由(1)即可得出答案;
(3)利用扇形的面积公式计算即可.
【解答】解:(1)如图,△AB'C′为所作;
(2)点B'的坐标为(4,﹣2);
(3)∵AB==5,
∴在变换到AB′的过程中扫过的区域的面积为=π.
【点评】本题考查了作图﹣旋转变换、扇形面积的计算,熟练掌握以上知识点并灵活运用是解此题的关键.
24.(5分)如图,⊙O是△ABC的外接圆,∠ABC=45°,连接OC交AB于点E,过点A作OC的行线交BC延长线于点D.
(1)求证:AD是⊙O的切线;
(2)若⊙O的半径为4,AD=6,求线段CD的长.
【分析】(1)连接OA,利用圆周角定理和切线的判定定理解答即可;
(2)利用扇形的面积公式与三角形的面积公式解答即可.
【解答】(1)证明:连接OA,如图,
∵∠COA=2∠ABC,∠ABC=45°,
∴∠COA=90°.
∵CO∥DA,
∴∠COA+∠OAD=180°,
∴∠OAD=90°,
∴OA⊥DA,
∵OA为⊙O的半径,
∴AD是⊙O的切线;
(2)解:过点C作CH⊥AD于点H,
∵∠COA=∠OAH=∠CHA=90°,
∴四边形OAHC是矩形,
∵OA=OC=4,
∴四边形OAHC是正方形,
∴AH=HC=OA=4,
∵AD=6,
∴∠=DH=AD﹣AH=6﹣4=2,
∴CD===2.
【点评】本题主要考查了圆周角定理,圆的切线的判定定理,正方形的判定和性质,勾股定理等知识,连接经过切点的半径是解决此类问题常添加的辅助线.
25.(6分)如图,是直径AB所对的半圆弧,C是上一定点,D是上一动点,连接DA,DB,DC.已知AB=5cm,设D,A两点间的距离为xcm,D,B两点间的距离为y1cm,D,C两点间的距离为y2cm.
小腾根据学习函数的经验.分别对函数y1,y2随自变量x的变化而变化的规律进行了探究.下面是小腾的探究过程,请补充完整:
(1)按照表中自变量x的值进行取点、画图、测量,分别得到了y1,y2与x的几组对应值;
(2)在同一平面直角坐标系xOy中,描出补全后的表中各组数位所对应的点(x,y1),(x,y2)并画出函数y1,y2的图象;
(3)结合函数图象,解决问题:连接BC,当△BCD是以CD为腰的等腰三角形时,DA的长度约为 1.4或4.6 cm.
【分析】(1)由圆周角定理得出∠ACB=90°,由勾股定理求出DB==≈4.58(cm),填表即可;
(2)描出补全后的表中各组数位所对应的点(x,y1),(x,y2),画出函数y1,y2的图象即可;
(3)由表中y1,y2与x的对应值,AD=0cm时,DB=5cm,即点D与点A重合,DC=AC=4cm,由勾股定理求出BC==3(cm),当△BCD是以CD为腰的等腰三角形时,分两种情况:
①CD=BC时,即CD=3cm时,由函数图象得:y2=3时,x=1.4cm或=5cm,点D与点B重合,△BCD不存在;
②CD=DB时,即y1与y2相交时,由图象得出x≈4.6cm即可.
【解答】解:(1)∵是直径AB所对的半圆弧,C是上一定点,
∴∠ACB=90°,
∵DA=2cm,AB=5cm,
∴DB===≈4.58(cm),
即当D、A两点间的距离为2cm时y1=4.58cm;
如下表所示:
(2)描出补全后的表中各组数位所对应的点(x,y1),(x,y2),画出函数y1,y2的图象,如图所示:
(3)由表中y1,y2与x的对应值,AD=0cm时,DB=5cm,即点D与点A重合,DC=AC=4cm,
∵AB=5cm,
∴BC===3(cm),
当△BCD是以CD为腰的等腰三角形时,分两种情况:
①CD=BC时,即CD=3cm时,
由函数图象得:y2=3时,x=5cm,或x=1.4cm,
当x=5cm时,点D与点B重合,△BCD不存在;
当x=1.4时,△BCD存在;
②CD=DB时,即y1与y2相交时,x≈4.6cm,
即DA的长度约为4.6cm;
综上所述,DA的长度约为1.4cm或4.6cm;
故答案为:1.4或4.6.
【点评】本题是圆的综合题目,考查了圆周角定理、直角三角形的性质、勾股定理、等腰三角形的判定与性质、函数与图象以及分类讨论等知识;本题综合性强,熟练掌握圆周角定理和等腰三角形的性质是关键.
26.(6分)在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的对称轴为直线x=t.
(1)若3a+2b=0,求t的值;
(2)已知点(﹣1,y1),(2,y2),(3,y3)在该抛物线上.若a>c>0,且3a+2b+c=0,比较y1,y2,y3的大小,并说明理由.
【分析】(1)依据题意,由3a+2b=0,从而b=﹣,可得t==,进而得解;
(2)依据题意,由3a+2b+c=0,故b=﹣,从而t===+,又a>c>0,可得0<<,则<t<1,结合点(﹣1,y1)关于直线x=t的对称点的坐标是(2t+1,y1),进而<2t+1<3,所以t<2<2t+1<3,再由a>0,抛物线y=ax2+bx+c开口向上,则当x≥t时,y随x增大而增大,即可判断得解.
【解答】解:(1)由题意,∵3a+2b=0,
∴b=﹣.
∴t==.
∴t=.
(2)由题意,∵3a+2b+c=0,
∴b=﹣.
∴t===+.
又∵a>c>0,
∴0<<,
∴<t<1.
∵点(﹣1,y1)关于直线x=t的对称点的坐标是(2t+1,y1),
∴<2t+1<3.
∴t<2<2t+1<3.
∵a>0,
∴当x≥t时,y随x增大而增大.
∴y2<y1<y3.
【点评】本题主要考查了二次函数的图象与性质,解题时要能熟练掌握并灵活运用是关键.
27.(7分)等边△ABC中,点D是边AB上一点,点E是直线BC上一点,连接DE.将线段DE绕点D逆时针旋转60°至DF,连接EF,CF.
(1)如图1,当点D与点A重合,点E在线段BC上时.
①按照要求补全图形;
②过BC中点M作AC的垂线交AC于G,交EF于H,判断EH与FH的数量关系,并证明.
(2)如图2,当点D与点A、点B不重合时,若AD=BE,判断CF与AD的数量关系并说明理由.
【分析】(1)①按照要求补全图形即可;
②过F作FH⊥AC于H,交BC于K,证明△BAE≌△CAF(SAS),可得BE=CF,∠B=∠ACF=60°,再证CF=CK,可得EM=KM,故MH是△EKF的中位线,EH=FH;
(2)当E在线段BC上时,设DF交AC于T,证明△ADT≌△BED(ASA),得DT=DE,知T与F重合,F在边AC上,再证△ADF≌△CFE(AAS),得AD=CF;当E在CB延长线上时,过E作EH⊥EC交AB延长线于H,可得BH=2BE,EH=BE,证明△DEH≌△EFC(SAS),有CF=EH,故CF=BE=AD.
【解答】解:(1)①按照要求补全图形如下:
②EH=FH,理由如下:
过F作FH⊥AC于H,交BC于K,如上图,
∵将线段DE绕点D逆时针旋转60°至DF,
∴DE=DF,∠EDF=60°,
∵△ABC是等边三角形,
∴AB=AC,∠BAC=60°,
∴∠BAC=∠EDF,
∴∠BAE=∠CAF,
∴△BAE≌△CAF(SAS),
∴BE=CF,∠B=∠ACF=60°,
∴∠CFH=180°﹣∠CHF﹣∠ACF=30°,
∵∠CKH=180°﹣∠CHK﹣∠ACB=30°,
∴∠CFH=∠CKH,
∴CF=CK,
∴BE=CK,
∵M为BC中点,
∴BM=CM,
∴EM=KM,
∵MG⊥AC,
∴MG∥FH,
∴MH是△EKF的中位线,
∴EH=FH;
(2)当E在线段BC上时,设DF交AC于T,如图:
∵将线段DE绕点D逆时针旋转60°至DF,
∴∠EDT=60°,DE=DF,△DEF是等边三角形,
∴∠ADT=120°﹣∠BDE=∠BED,
∵∠A=∠B=60°,AD=BE,
∴△ADT≌△BED(ASA),
∴DT=DE,
∵DE=DF,
∴T与F重合,
∴F在边AC上,
∵△DEF是等边三角形,
∴∠DFE=60°,
∴∠AFD=120°﹣∠EFC=∠FEC,
∵∠A=∠C,DF=EF,
∴△ADF≌△CFE(AAS),
∴AD=CF;
当E在CB延长线上时,过E作EH⊥EC交AB延长线于H,如图:
∵∠EDH=∠ABC﹣∠DEC=60°﹣∠DEC,∠FEC=∠DAF﹣∠DEC=60°﹣∠DEC,
∴∠EDH=∠FEC,
∵∠EBH=∠ABC=60°,
∴∠H=30°,
∴BH=2BE,EH=BE,
∵BE=AD,
∴DH=BD+BH=AB﹣AD+2AD=AB+AD,
∵CE=BC+BE=AB+AD,
∴DH=CE,
∵DE=EF,
∴△DEH≌△EFC(SAS),
∴CF=EH,
∴CF=BE=AD.
综上所述,AD=CF或CF=AD.
【点评】本题考查几何变换综合应用,涉及全等三角形判定与性质,含30°的直角三角形三边的关系等,解题的关键是掌握旋转的性质.
28.(7分)对于平面直角坐标系xOy内的点P和图形M,给出如下定义:如果点P绕原点O顺时针旋转90°得到点P′,点P′落在图形M上或图形M围成的区域内,那么称点P是图形M关于原点O的“伴随点”.已知点A(1,1),B(3,1),C(3,2).
(1)在点P1(﹣2,0),P2(﹣1,1),P3(﹣1,2)中,点 P2和P3 是线段AB关于原点O的“伴随点”;
(2)如果点D(m,2)是△ABC关于原点O的“伴随点”,直接写出m的取值范围;
(3)已知抛物线y=x2+bx+c的顶点坐标为(﹣1,n),其关于原点对称的抛物线上存在△ABC关于原点O的“伴随点”,求n的最大值和最小值.
【分析】(1)根据“伴随点”的定义,画出每个点绕点O旋转后的对应点,进行判断即可;
(2)过点D作DP⊥x轴于点P,过点D′作D′Q⊥x轴于点Q,证明△DPO≌△OQD′,求出D′的坐标,再求出点D′在线段AC上和在线段AB上时,m的值,即可得出结论;
(3)根据顶点坐标,写出抛物线的顶点式,进而得到其关于原点对称的抛物线的解析式,将△ABC绕点O逆时针旋转90°得到△A′B′C′,根据抛物线上存在△ABC关于原点O的“伴随点”,得到当抛物线过点A′时n有最大值,当抛物线过点C′时n有最小值,即可得解.
【解答】解:(1)∵A(1,1),B(3,1),
∴AB∥x轴,
如图1所示,点P1(﹣2,0),P2(﹣1,1),P3(﹣1,2)绕点O顺时针旋转90°得到的对应点分别为:P1′(0,2),P2′(1,1),P3′(2,1),
其中点P2′(1,1),P3′(2,1),在线段AB上,
∴P2和P3是线段AB关于原点O的“伴随点”;
故答案为:P2和P3.
(2)∵A(1,1),B(3,1),C(3,2),
∴△ABC在第一象限,
∵点D(m,2)是△ABC关于原点O的“伴随点”;
∴点D在第二象限,
过点D作DP⊥x轴于点P,过点D′作D′Q⊥x轴于点Q,如图2,
则:∠DPO=∠D′QO=90°,
∵OD绕点O顺时针旋转90°得到OD′,
∴OD=OD′,∠DOD′=90°,
∴∠DOP=∠OD′Q=90°﹣∠D′OQ,
∴△DPO≌△OQD′,
∴OQ=DP,D′Q=OP,
∵D(m,2),
∴OQ=DP=|m|,D′Q=OP=2,
∵△ABC在第一象限,
∴D′(2,﹣m),
设直线AC的解析式为:y=kx+b,则:
,解得:,
∴,
当D′在AC上时,,解得:;
当D′在AB上时,﹣m=1,解得:m=﹣1;
∴当时,点D(m,2)是△ABC关于原点O的“伴随点”;
(3)∵抛物线y=x2+bx+c的顶点坐标为(﹣1,n),
∴设抛物线的解析式为y=(x+1)2+n,
∴其关于原点对称的抛物线解析式为y=﹣(x﹣1)2﹣n.
如图3:△ABC绕点O逆时针旋转90°得到△A′B′C′,其中A′(﹣1,1),B′(﹣1,3),C′(﹣2,3).
∵抛物线上存在△ABC关于原点O的“伴随点”,
∴当y=﹣(x﹣1)2﹣n过A′,得到n的最大值﹣5.
当y=﹣(x﹣1)2﹣n过C′,得到n的最小值﹣12.
【点评】本题考查坐标与图形,旋转的性质,一次函数和二次函数的综合应用,解题的关键是理解并掌握“伴随点”的定义,利用数形结合的思想进行求解.
x(单位:m)
0
2
4
y(单位:m)
2.25
3.45
3.05
x/cm
0
1
2
3
4
5
y1cm
5
4.9
4
3
0
y2cm
4
3.32
2.47
1.4
0
3
x(单位:m)
0
2
4
y(单位:m)
2.25
3.45
3.05
x/cm
0
1
2
3
4
5
y1cm
5
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4
3
0
y2cm
4
3.32
2.47
1.4
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