2020年江苏省常州市中考数学试卷
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2020年江苏省常州市中考数学试卷
题号
一
二
三
四
总分
得分
一、选择题(本大题共8小题,共16.0分)
1. 2的相反数是( )
A. -2 B. - C. D. 2
2. 计算m6÷m2的结果是( )
A. m3 B. m4 C. m8 D. m12
3. 如图是某几何体的三视图,该几何体是( )
A. 圆柱
B. 三棱柱
C. 四棱柱
D. 四棱锥
4. 8的立方根为( )
A. B. C. 2 D. ±2
5. 如果x<y,那么下列不等式正确的是( )
A. 2x<2y B. -2x<-2y C. x-1>y-1 D. x+1>y+1
6. 如图,直线a、b被直线c所截,a∥b,∠1=140°,则∠2的度数是( )
A. 30°
B. 40°
C. 50°
D. 60°
7. 如图,AB是⊙O的弦,点C是优弧AB上的动点(C不与A、B重合),CH⊥AB,垂足为H,点M是BC的中点.若⊙O的半径是3,则MH长的最大值是( )
A. 3
B. 4
C. 5
D. 6
8. 如图,点D是▱OABC内一点,CD与x轴平行,BD与y轴平行,BD=,∠ADB=135°,S△ABD=2.若反比例函数y=(x>0)的图象经过A、D两点,则k的值是( )
A. 2 B. 4 C. 3 D. 6
二、填空题(本大题共10小题,共20.0分)
9. 计算:|-2|+(π-1)0=______.
10. 若代数式有意义,则实数x的取值范围是______.
11. 地球的半径大约为6400km.数据6400用科学记数法表示为______.
12. 分解因式:x3 -x=_________
13. 若一次函数y=kx+2的函数值y随自变量x增大而增大,则实数k的取值范围是______.
14. 若关于x的方程x2+ax-2=0有一个根是1,则a=______.
15. 如图,在△ABC中,BC的垂直平分线分别交BC、AB于点E、F.若△AFC是等边三角形,则∠B=______°.
16. 数学家笛卡尔在《几何》一书中阐述了坐标几何的思想,主张取代数和几何中最好的东西,互相以长补短.在菱形ABCD中,AB=2,∠DAB=120°.如图,建立平面直角坐标系xOy,使得边AB在x轴正半轴上,点D在y轴正半轴上,则点C的坐标是______.
17. 如图,点C在线段AB上,且AC=2BC,分别以AC、BC为边在线段AB的同侧作正方形ACDE、BCFG,连接EC、EG,则tan∠CEG=______.
18. 如图,在△ABC中,∠B=45°,AB=6,D、E分别是AB、AC的中点,连接DE,在直线DE和直线BC上分别取点F、G,连接BF、DG.若BF=3DG,且直线BF与直线DG互相垂直,则BG的长为______.
三、计算题(本大题共1小题,共8.0分)
19. 解方程和不等式组:
(1)+=2;
(2).
四、解答题(本大题共9小题,共76.0分)
20. 先化简,再求值:(x+1)2-x(x+1),其中x=2.
21. 为了解某校学生对球类运动的喜爱情况,调查小组就打排球、打乒乓球、打篮球、踢足球四项球类运动对该校学生进行了“你最喜爱的球类运动”的抽样调查,并根据调查结果绘制成如图统计图.
(1)本次抽样调查的样本容量是______;
(2)补全条形统计图;
(3)该校共有2000名学生,请你估计该校最喜爱“打篮球”的学生人数.
22. 在3张相同的小纸条上分别标上1、2、3这3个号码,做成3支签,放在一个不透明的盒子中.
(1)搅匀后从中随机抽出1支签,抽到1号签的概率是______;
(2)搅匀后先从中随机抽出1支签(不放回),再从余下的2支签中随机抽出1支签,求抽到的2支签上签号的和为奇数的概率.
23. 已知:如图,点A、B、C、D在一条直线上,EA∥FB,EA=FB,AB=CD.
(1)求证:∠E=∠F;
(2)若∠A=40°,∠D=80°,求∠E的度数.
24. 某水果店销售苹果和梨,购买1千克苹果和3千克梨共需26元,购买2千克苹果和1千克梨共需22元.
(1)求每千克苹果和每千克梨的售价;
(2)如果购买苹果和梨共15千克,且总价不超过100元,那么最多购买多少千克苹果?
25. 如图,正比例函数y=kx的图象与反比例函数y=(x>0)的图象交于点A(a,4).点B为x轴正半轴上一点,过B作x轴的垂线交反比例函数的图象于点C,交正比例函数的图象于点D.
(1)求a的值及正比例函数y=kx的表达式;
(2)若BD=10,求△ACD的面积.
26. 如图1,点B在线段CE上,Rt△ABC≌Rt△CEF,∠ABC=∠CEF=90°,∠BAC=30°,BC=1.
(1)点F到直线CA的距离是______;
(2)固定△ABC,将△CEF绕点C按顺时针方向旋转30°,使得CF与CA重合,并停止旋转.
①请你在图1中用直尺和圆规画出线段EF经旋转运动所形成的平面图形(用阴影表示,保留画图痕迹,不要求写画法).该图形的面积为______;
②如图2,在旋转过程中,线段CF与AB交于点O,当OE=OB时,求OF的长.
27. 如图1,⊙I与直线a相离,过圆心I作直线a的垂线,垂足为H,且交⊙I于P、Q两点(Q在P、H之间).我们把点P称为⊙I关于直线a的“远点“,把PQ•PH的值称为⊙I关于直线a的“特征数”.
(1)如图2,在平面直角坐标系xOy中,点E的坐标为(0,4).半径为1的⊙O与两坐标轴交于点A、B、C、D.
①过点E画垂直于y轴的直线m,则⊙O关于直线m的“远点”是点______(填“A”.“B”、“C”或“D”),⊙O关于直线m的“特征数”为______;
②若直线n的函数表达式为y=x+4.求⊙O关于直线n的“特征数”;
(2)在平面直角坐标系xOy中,直线l经过点M(1,4),点F是坐标平面内一点,以F为圆心,为半径作⊙F.若⊙F与直线1相离,点N(-1,0)是⊙F关于直线1的“远点”.且⊙F关于直线l的“特征数”是4,求直线l的函数表达式.
28. 如图,二次函数y=x2+bx+3的图象与y轴交于点A,过点A作x轴的平行线交抛物线于另一点B,抛物线过点C(1,0),且顶点为D,连接AC、BC、BD、CD.
(1)填空:b=______;
(2)点P是抛物线上一点,点P的横坐标大于1,直线PC交直线BD于点Q.若∠CQD=∠ACB,求点P的坐标;
(3)点E在直线AC上,点E关于直线BD对称的点为F,点F关于直线BC对称的点为G,连接AG.当点F在x轴上时,直接写出AG的长.
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解:2的相反数是-2.
故选:A.
利用相反数的概念:只有符号不同的两个数叫做互为相反数,进而得出答案.
此题主要考查了相反数的概念,正确把握定义是解题关键.
2.【答案】B
【解析】解:m6÷m2=m6-2=m4.
故选:B.
利用同底数幂的除法运算法则计算得出答案.
此题主要考查了同底数幂的除法运算,正确掌握运算法则是解题关键.
3.【答案】C
【解析】解:该几何体的主视图为矩形,左视图为矩形,俯视图是一个正方形,
则可得出该几何体是四棱柱.
故选:C.
该几何体的主视图与左视图均为矩形,俯视图为三角形,易得出该几何体的形状.
主要考查的是三视图的相关知识,解得此题时要有丰富的空间想象力.
4.【答案】C
【解析】解:8的立方根是==2,
故选:C.
根据立方根的定义求出的值,即可得出答案.
本题考查了对立方根的定义的理解和运用,注意:a的立方根是.
5.【答案】A
【解析】解:∵x<y,
∴2x<2y,故本选项符合题意;
B、∵x<y,
∴-2x>-2y,故本选项不符合题意;
C、∵x<y,
∴x-1<y-1,故本选项不符合题意;
D、∵x<y,
∴x+1<y+1,故本选项不符合题意;
故选:A.
根据不等式的性质逐个判断即可.
本题考查了不等式的性质,能熟记不等式的性质的内容是解此题的关键.
6.【答案】B
【解析】解:∵∠1+∠3=180°,∠1=40°,
∴∠3=180°-∠1=180°-140°=40°
∵a∥b,
∴∠2=∠3=40°.
故选:B.
先根据邻补角相等求得∠3,然后再根据两直线平行、内错角相等即可解答.
本题考查了平行线的性质,掌握“两直线平行、内错角相等”是解答本题的关键.
7.【答案】A
【解析】解:∵CH⊥AB,垂足为H,
∴∠CHB=90°,
∵点M是BC的中点.
∴MH=BC,
∵BC的最大值是直径的长,⊙O的半径是3,
∴MH的最大值为3,
故选:A.
根据直角三角形斜边中线的性质以及直径是圆中最大的弦,即可求得MH的最大值是3.
本题考查了直角三角形斜边直线的性质,明确BC的最大值为⊙O的直径的长是解题的关键.
8.【答案】D
【解析】解:作AM⊥y轴于M,延长BD,交AM于E,设BC与y轴的交点为N,
∵四边形OABC是平行四边形,
∴OA∥BC,OA=BC,
∴∠AOM=∠CNM,
∵BD∥y轴,
∴∠CBD=∠CNM,
∴∠AOM=∠CBD,
∵CD与x轴平行,BD与y轴平行,
∴∠CDB=90°,BE⊥AM,
∴∠CDB=∠AMO,
∴△AOM≌△CBD(AAS),
∴OM=BD=,
∵S△ABD==2,BD=,
∴AE=2,
∵∠ADB=135°,
∴∠ADE=45°,
∴△ADE是等腰直角三角形,
∴DE=AE=2,
∴D的纵坐标为3,
设A(m,),则D(m-2,3),
∵反比例函数y=(x>0)的图象经过A、D两点,
∴k=m=(m-2)×3,
解得m=3,
∴k=m=6.
故选:D.
根据三角形面积公式求得AE=2,易证得△AOM≌△CBD(AAS),得出OM=BD=,根据题意得出△ADE是等腰直角三角形,得出DE=AE=2,设A(m,),则D(m-2,3),根据反比例函数系数k的几何意义得出关于m的方程,解方程求得m=3,进一步求得k=6.
本题考查了反比例函数系数k的几何意义,反比例函数图象上点的坐标特征,平行四边形的性质,等腰直角三角形的判定和性质,三角形的面积等,表示出A、D的坐标是解题的关键.
9.【答案】3
【解析】解:|-2|+(π-1)0
=2+1
=3,
故答案为:3.
首先计算乘方和绝对值,然后计算加法,求出算式的值是多少即可.
此题主要考查了实数的运算,要熟练掌握,解答此题的关键是要明确:在进行实数运算时,和有理数运算一样,要从高级到低级,即先算乘方、开方,再算乘除,最后算加减,有括号的要先算括号里面的,同级运算要按照从左到右的顺序进行.另外,有理数的运算律在实数范围内仍然适用.
10.【答案】x≠1
【解析】解:依题意得:x-1≠0,
解得x≠1,
故答案为:x≠1.
分式有意义时,分母x-1≠0,据此求得x的取值范围.
本题考查了分式有意义的条件.(1)分式有意义的条件是分母不等于零.(2)分式无意义的条件是分母等于零.
11.【答案】6.4×103
【解析】解:将6400用科学记数法表示为6.4×103.
故答案为:6.4×103.
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>1时,n是正数;当原数的绝对值<1时,n是负数.
此题考查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.
12.【答案】x(x+1)(x-1)
【解析】解:x3-x,
=x(x2-1),
=x(x+1)(x-1).
故答案为:x(x+1)(x-1).
本题可先提公因式x,分解成x(x2-1),而x2-1可利用平方差公式分解.
本题考查了提公因式法,公式法分解因式,先提取公因式后再利用平方差公式继续进行因式分解,分解因式一定要彻底.
13.【答案】k>0
【解析】解:∵一次函数y=kx+2,函数值y随x的值增大而增大,
∴k>0.
故答案为:k>0.
根据一次函数的性质,如果y随x的增大而增大,则一次项的系数大于0,据此求出k的取值范围.
本题考查的是一次函数的性质,解答本题要注意:在一次函数y=kx+b(k≠0)中,当k>0时y随x的增大而增大.
14.【答案】1
【解析】解:∵关于x的方程x2+ax-2=0有一个根是1,
∴把x=1代入方程得:1+a-2=0,
解得:a=1,
故答案为:1.
把x=1代入方程得出1+a-2=0,求出方程的解即可.
本题考查了一元二次方程的解和解一元一次方程,能得出关于a的一元一次方程是解此题的关键.
15.【答案】30
【解析】解:∵EF垂直平分BC,
∴BF=CF,
∴∠B=∠BCF,
∵△ACF为等边三角形,
∴∠AFC=60°,
∴∠B=∠BCF=30°.
故答案为:30.
根据垂直平分线的性质得到∠B=∠BCF,再利用等边三角形的性质得到∠AFC=60°,从而可得∠B.
本题考查了垂直平分线的性质,等边三角形的性质,外角的性质,解题的关键是利用垂直平分线的性质得到∠B=∠BCF.
16.【答案】(2,)
【解析】解:∵四边形ABCD是菱形,且AB=2,
∴CD=AD=AB=2,
∵∠DAB=120°,
∴∠OAD=60°,
Rt△AOD中,∠ADO=30°,
∴OA=AD==1,OD==,
∴C(2,),
故答案为:(2,).
根据直角三角形的性质可得OA和OD的长,根据菱形的性质和坐标与图形的性质可得答案.
此题主要考查了含30度角的直角三角形的性质,菱形的性质,坐标与图形的性质等知识,解题的关键是确定OD的长.
17.【答案】
【解析】解:连接CG,
在正方形ACDE、BCFG中,
∠ECA=∠GCB=45°,
∴∠ECG=90°,
设AC=2,BC=1,
∴CE=2,CG=,
∴tan∠GEC==,
故答案为:.
根据正方形的性质以及锐角三角函数的定义即可求出答案.
本题考查正方形,解题的关键是熟练运用正方形的性质以及锐角三角函数的定义,本题属于基础题型.
18.【答案】4
【解析】解:如图,过点B作BT⊥BF交ED的延长线于T,过点B作BH⊥DT于H.
∵DG⊥BF,BT⊥BF,
∴DG∥BT,
∵AD=DB,AE=EC,
∴DE∥BC,
∴四边形DGBT是平行四边形,
∴BG=DT,DG=BT,∠BDH=∠ABC=45°,
∵AD=DB=3,
∴BH=DH=3,
∵∠TBF=∠BHF=90°,
∴∠TBH+∠FBH=90°,∠FBH+∠F=90°,
∴∠TBH=∠F,
∴tan∠F=tan∠TBH===,
∴=,
∴TH=1,
∴DT=TH+DH=1+3=4,
∴BG=4.
故答案为4.
如图,过点B作BT⊥BF交ED的延长线于T,过点B作BH⊥DT于H,证明四边形DGBT是平行四边形,求出DH,TH即可解决问题.
本题考查相似三角形的性质,平行四边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,构造特殊四边形解决问题.
19.【答案】解:(1)方程两边都乘以x-1得:x-2=2(x-1),
解得:x=0,
检验:把x=0代入x-1得:x-1≠0,
所以x=0是原方程的解,
即原方程的解是:x=0;
(2),
∵解不等式①得:x<3,
解不等式②得:x≥-2,
∴不等式组的解集是:-2≤x<3.
【解析】(1)方程两边都乘以x-1得出方程x-2=2(x-1),求出方程的解,再进行检验即可;
(2)先求出每个不等式的解集,再求出不等式组的解集即可.
本题考查了解分式方程和解一元一次不等式组,能把分式方程转化成整式方程是解(1)的关键,能根据不等式的解集找出不等式组的解集是解(2)的关键.
20.【答案】解:(x+1)2-x(x+1)
=x2+2x+1-x2-x
=x+1,
当x=2时,原式=2+1=3.
【解析】先根据完全平方公式和单项式乘以多项式法则算乘法,再合并同类项,最后代入求出即可.
本题考查了整式的混合运算和求值,能正确根据整式的运算法则进行化简是解此题的关键.
21.【答案】100
【解析】解:(1)本次抽样调查的总人数是:25÷25%=100(人),
则样本容量是100;
故答案为:100;
(2)打乒乓球的人数有:100×35%=35(人),
踢足球的人数有:100-25-35-15=25(人),补全统计图如下:
(3)根据题意得:
2000×=300(人),
答:估计该校最喜爱“打篮球”的学生人数有300人.
(1)根据打排球的人数和所占的百分比即可求出样本容量;
(2)用总人数乘以打乒乓球的人数所占的百分比求出打乒乓球的人数,再用总人数减去其他项目的人数求出踢足球的人数,从而补全统计图;
(3)用该校的总人数乘以“打篮球”的人数所占的百分比即可.
本题考查的是条形统计图和扇形统计图的综合运用.读懂统计图,从不同的统计图中得到必要的信息是解决问题的关键.条形统计图能清楚地表示出每个项目的数据;扇形统计图直接反映部分占总体的百分比大小.
22.【答案】
【解析】解:(1)共有3种可能出现的结果,其中“抽到1号”的有1种,因此“抽到1号”的概率为,
故答案为:;
(2)用列表法表示所有可能出现的结果情况如下:
共有6种可能出现的结果,其中“和为奇数”的有4种,
∴P(和为奇数)==.
(1)共有3种可能出现的结果,其中“抽到1号”的有1种,可求出概率;
(2)用列表法表示所有可能出现的结果,找出“和为奇数”的情况,进而求出相应的概率.
本题考查列表法和树状图求随机事件发生的概率,列举出所有可能出现的结果情况,是正确解答的关键.
23.【答案】证明:(1)∵EA∥FB,
∴∠A=∠FBD,
∵AB=CD,
∴AB+BC=CD+BC,
即AC=BD,
在△EAC与△FBD中,
,
∴△EAC≌△FBD(SAS),
∴∠E=∠F;
(2)∵△EAC≌△FBD,
∴∠ECA=∠D=80°,
∵∠A=40°,
∴∠E=180°-40°-80°=60°,
答:∠E的度数为60°.
【解析】(1)首先利用平行线的性质得出,∠A=∠FBD,根据AB=CD即可得出AC=BD,进而得出△EAC≌△FBD解答即可;
(2)根据全等三角形的性质和三角形内角和解答即可.
此题主要考查了全等三角形的判定与性质等知识,解题时注意:两边及其夹角分别对应相等的两个三角形全等.根据已知得出△EAC≌△FBD是解题关键.
24.【答案】解:(1)设每千克苹果的售价为x元,每千克梨的售价为y元,
依题意,得:,
解得:.
答:每千克苹果的售价为8元,每千克梨的售价为6元.
(2)设购买m千克苹果,则购买(15-m)千克梨,
依题意,得:8m+6(15-m)≤100,
解得:m≤5.
答:最多购买5千克苹果.
【解析】(1)设每千克苹果的售价为x元,每千克梨的售价为y元,根据“购买1千克苹果和3千克梨共需26元,购买2千克苹果和1千克梨共需22元”,即可得出关于x,y的二元一次方程组,解之即可得出结论;
(2)设购买m千克苹果,则购买(15-m)千克梨,根据总价=单价×数量结合总价不超过100元,即可得出关于m的一元一次不等式,解之取其最大值即可得出结论.
本题考查了二元一次方程组的应用以及一元一次不等式的应用,解题的关键是:(1)找准等量关系,正确列出二元一次方程组;(2)根据各数量之间的关系,正确列出一元一次不等式.
25.【答案】解:(1)把点A(a,4)代入反比例函数y=(x>0)得,
a==2,
∴点A(2,4),代入y=kx得,k=2,
∴正比例函数的关系式为y=2x,
答:a=2,正比例函数的关系式为y=2x;
(2)当BD=10=y时,代入y=2x得,x=5,
∴OB=5,
当x=5代入y=得,y=,即BC=,
∴CD=BD-BC=10-=,
∴S△ACD=××(5-2)=12.6,
【解析】(1)把把点A(a,4)代入反比例函数关系式可求出a的值,确定点A的坐标,进而求出正比例函数的关系式;
(2)根据BD=10,求出点B的横坐标,求出OB,代入求出BC,根据三角形的面积公式进行计算即可.
本题考查反比例函数、一次函数图象上点的坐标特征,把点的坐标代入是常用方法.
26.【答案】1
【解析】解:(1)如图1中,作FD⊥AC于D,
∵Rt△ABC≌Rt△CEF,∠ABC=∠CEF=90°,∠BAC=30°,BC=1.
∴∠ACB=60°,∠FCE=∠BAC=30°,AC=CF,
∴∠ACF=30°,
∴∠BAC=∠FCD,
在△ABC和△CDF中,
,
∴△ABC≌△CDF(AAS),
∴FD=BC=1,
故答案为1;
(2)线段EF经旋转运动所形成的平面图形如图所示,此时点E落在CF上的点H处.
S阴=S△EFC+S扇形ACF-S扇形CEH-S△AHC=S扇形ACF-S扇形ECH=-=.
故答案为.
(3)如图2中,过点E作EH⊥CF于H.设OB=OE=x.
在Rt△ECF中,∵EF=1,∠ECF=30°,EH⊥CF,
∴EC=EF=,EH=,CH=EH=,
在Rt△BOC中,OC==,
∴OH=CH=OC=-,
在Rt△EOH中,则有x2=()2+(-)2,
解得x=或-(不合题意舍弃),
∴OC==,
∵CF=2EF=2,
∴OF=CF-OC=2-=.
(1)如图1中,作FD⊥AC于D.证明△ABC≌△CDF(AAS)可得结论.
(2)线段EF经旋转运动所形成的平面图形如图所示,此时点E落在CF上的点H处.根据S阴=S△EFC+S扇形ACF-S扇形CEH-S△AHC=S扇形ACF计算即可.
(3)如图2中,过点E作EH⊥CF于H.设OB=OE=x.在Rt△EOH中,利用勾股定理构建方程求解即可.
本题考查作图-旋转变换,解直角三角形,全等三角形的性质,扇形的面积等知识,解题的关键是学会利用参数构建方程解决问题,属于中考常考题型.
27.【答案】D 20
【解析】解:(1)①由题意,点D是⊙O关于直线m的“远点”,⊙O关于直线m的特征数=DB•DE=2×5=20,
故答案为D,20.
②如图1-1中,过点O作OH⊥直线n于H,交⊙O于Q,P.
设直线y=x+4交x轴于F(-,0),交y轴于E(0,4),
∴OE=4,OF=
∴tan∠FEO==,
∴∠FEO=30°,
∴OH=OE=2,
∴PH=OH+OP=3,
∴⊙O关于直线n的“特征数”=PQ•PH=2×3=6.
(2)如图2-1中,设直线l的解析式为y=kx+b.
当k>0时,过点F作FH⊥直线l于H,交⊙F于E,N.
由题意,EN=2,EN•NH=4,
∴NH=,
∵N(-1,0),M(1,4),
∴MN==2,
∴HM===,
∴△MNH是等腰直角三角形,
∵MN的中点K(0,2),
∴KN=HK=KM=,
∴H(-2,3),
把H(-2,3),M(1,4)代入y=kx+b,则有,
解得,
∴直线l的解析式为y=x+,
当k<0时,同法可知直线i经过H′(2,1),可得直线l的解析式为y=-3x+7.
综上所述,满足条件的直线l的解析式为y=x+或y=-3x+7.
(1)①根据远点,特征数的定义判断即可.
②如图1-1中,过点O作OH⊥直线n于H,交⊙O于Q,P.解直角三角形求出PH,PQ的长即可解决问题.
(2)如图2-1中,设直线l的解析式为y=kx+b.分两种情形k>0或k<0,分别求解即可解决问题.
本题属于圆综合题,考查了一次函数的性质,解直角三角形,远点,特征数的定义等知识,解题的关键是理解题意,学会用分类讨论的思想思考问题,属于中考压轴题.
28.【答案】-4
【解析】解:(1)∵抛物线y=x2+bx+3的图象过点C(1,0),
∴0=1+b+3,
∴b=-4,
故答案为:-4;
(2)∵b=4,
∴抛物线解析式为y=x2-4x+3
∵抛物线y=x2-4x+3的图象与y轴交于点A,过点A作x轴的平行线交抛物线于另一点B,
∴点A(0,3),3=x2-4x,
∴x1=0(舍去),x2=4,
∴点B(4,3),
∵y=x2-4x+3=(x-2)2-1,
∴顶点D坐标(2,-1),
如图1,当点Q在点D上方时,过点C作CE⊥AB于E,设BD与x轴交于点F,
∵点A(0,3),点B(4,3),点C(1,0),CE⊥AB,
∴点E(1,3),CE=BE=3,AE=1,
∴∠EBC=∠ECB=45°,tan∠ACE=,
∴∠BCF=45°,
∵点B(4,3),点C(1,0),点D(2,-1),
∴BC==3,CD==,BD==2,
∵BC2+CD2=20=BD2,
∴∠BCD=90°,
∴tan∠DBC====tan∠ACE,
∴∠ACE=∠DBC,
∴∠ACE+∠ECB=∠DBC+∠BCF,
∴∠ACB=∠CFD,
又∵∠CQD=∠ACB,
∴点F与点Q重合,
∴点P是直线CF与抛物线的交点,
∴0=x2-4x+3,
∴x1=1,x2=3,
∴点P(3,0);
当点Q在点D下方上,过点C作CH⊥DB于H,在线段BH的延长线上截取HF=QH,连接CQ交抛物线于点P,
∵CH⊥DB,HF=QH,
∴CF=CQ,
∴∠CFD=∠CQD,
∴∠CQD=∠ACB,
∵CH⊥BD,
∵点B(4,3),点D(2,-1),
∴直线BD解析式为:y=2x-5,
∴点F(,0),
∴直线CH解析式为:y=-x+,
∴,
解得,
∴点H坐标为(,-),
∵FH=QH,
∴点Q(,-),
∴直线CQ解析式为:y=-x+,
联立方程组,
解得:或,
∴点P(,-);
综上所述:点P的坐标为(3,0)或(,-);
(3)如图,设直线AC与BD的交点为N,作CH⊥BD于H,过点N作MN⊥x轴,过点E作EM⊥MN,连接CG,GF,
∵点A(0,3),点C(1,0),
∴直线AC解析式为:y=-3x+3,
∴,
∴,
∴点N坐标为(,-),
∵点H坐标为(,-),
∴CH2=(-1)2+()2=,HN2=(-)2+(-+)2=,
∴CH=HN,
∴∠CNH=45°,
∵点E关于直线BD对称的点为F,
∴EN=NF,∠ENB=∠FNB=45°,
∴∠ENF=90°,
∴∠ENM+∠FNM=90°,
又∵∠ENM+∠MEN=90°,
∴∠MEN=∠FNM,
∴△EMN≌△NKF(AAS)
∴EM=NK=,MN=KF,
∴点E的横坐标为-,
∴点E(-,),
∴MN==KF,
∴CF=+-1=6,
∵点F关于直线BC对称的点为G,
∴FC=CG=6,∠BCF=∠GCB=45°,
∴∠GCF=90°,
∴点G(1,6),
∴AG==.
(1)将点C坐标代入解析式可求解;
(2)分两种情况讨论,当点Q在点D上方时,过点C作CE⊥AB于E,设BD与x轴交于点F,可得点E(1,3),CE=BE=3,AE=1,可得∠EBC=∠ECB=45°,tan∠ACE=,∠BCF=45°,由勾股定理逆定理可得∠BCD=90°,可求∠ACE=∠DBC,可得∠ACB=∠CFD,可得点F与点Q重合,即可求点P坐标;
当点Q在点D下方上,过点C作CH⊥DB于H,在线段BH的延长线上截取HF=QH,连接CQ交抛物线于点P,先求直线BD解析式,点F坐标,由中点坐标公式可求点Q坐标,求出CQ解析式,联立方程组,可求点P坐标;
(3)设直线AC与BD的交点为N,作CH⊥BD于H,过点N作MN⊥x轴,过点E作EM⊥MN,连接CG,GF,先求出∠CNH=45°,由轴对称的性质可得EN=NF,∠ENB=∠FNB=45°,由“AAS”可证△EMN≌△NKF,可得EM=NK=,MN=KF,可求CF=6,由轴对称的性质可得点G坐标,即可求解.
本题是二次函数综合题,考查了待定系数法求解析式,一次函数的性质,全等三角形的判定和性质,轴对称性质,等腰三角形的性质,锐角三角函数等知识,综合性强,求出∠CNH=45°是本题的关键.
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