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福建省福州市2021-2022学年九年级上学期期中考试数学试题(word版 含答案)
展开这是一份福建省福州市2021-2022学年九年级上学期期中考试数学试题(word版 含答案),共26页。试卷主要包含了下列图形中,中心对称图形是等内容,欢迎下载使用。
2021年初三期中考试试卷
一.选择题(共10小题)
1.下面关于x的方程中,是一元二次方程的是( )
A.ax2+bx+c=0 B.2x2﹣=4
C.2x2﹣3xy+4=0 D.x2=1
2.下列图形中,中心对称图形是( )
A. B. C. D.
3.将抛物线y=﹣2x2向右平移1个单位长度,再向上平移1个单位长度所得的抛物线解析式为( )
A.y=﹣2(x+1)2 B.y=﹣2(x+1)2+2
C.y=﹣2(x﹣1)2+2 D.y=﹣2(x﹣1)2+1
4.从4张分别写有数字﹣6,﹣4,0,3的卡片中,任意抽取一张,卡片上的数字是正数的概率是( )
A. B. C. D.
5.将一元二次方程x2﹣6x﹣5=0用配方法化成以下的形式,下列结果中正确的是( )
A.(x﹣3)2=5 B.(x﹣6)2=5 C.(x+3)2=9 D.(x﹣3)2=14
6.如图,“圆材埋壁”是我国古代著名数学著作《九章算术》中的问题:“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.”用几何语言可表述为:CD为⊙O的直径,弦AB⊥CD于E,CE=1寸,AB=10寸,则直径CD的长为( )
A.12.5寸 B.13寸 C.25寸 D.26寸
7.若一个扇形的半径是18cm,且它的圆心角等于120°,则用这个扇形围成的圆锥的底面半径是( )
A.3cm B.6cm C.12cm D.18cm
8.如图,将半径为1,圆心角为120°的扇形OAB绕点A逆时针旋转一个角度,使点O的对应点D落在弧AB上,点B的对应点为C,连接BC,则图中CD、BC和弧BD围成的封闭图形面积是( )
A.﹣ B.﹣ C.﹣ D.﹣
9.欧几里得的《原本》记载,形如x2+ax=b2的方程的图解法是:画Rt△ABC,使∠ACB=90°,BC=,AC=b,再在斜边AB上截取BD=.则该方程的一个正根是( )
A.AC的长 B.AD的长 C.BC的长 D.CD的长
10.若二次函数y=|a|x2+bx+c的图象经过A(m,n)、B(0,y1)、C(3﹣m,n)、D(,y2)、E(2,y3),则y1、y2、y3的大小关系是( )
A.y1<y2<y3 B.y1<y3<y2 C.y3<y2<y1 D.y2<y3<y1
二.填空题(共5小题)
11.已知3是一元二次方程x2=p的一个根,则另一根是 .
12.在平面直角坐标系中,点P(﹣1,﹣2)关于原点对称点的坐标是 .
13.如图,在△ABC中,∠ACB=90°,∠A=30°,AB=2,将△ABC绕着点C逆时针旋转到△DEC位置时,点B恰好落在DE边上,则在旋转过程中,点B运动到点E的路径长为 .
14.如图,△ABC中,∠BAC=45°,AB=5cm,以B为圆心,3cm长为半径作⊙B,D是⊙B上一动点,⊙B的切线DE交AC于点E,则DE长的最小值为 cm.
15.如图,正方形ABCD的边长为4,点E是CD边上一点,连接AE,过点B作BG⊥AE于点G,连接CG并延长交AD于点F,则AF的最大值是 .
16.如图是抛物线y1=ax2+bx+c(a≠0)图象的一部分,其顶点坐标为A(﹣1,﹣3),与x轴的一个交点为B(﹣3,0),直线y2=mx+n(m≠0)与抛物线交于A,B两点,下列结论:①abc>0;②不等式ax2+(b﹣m)x+c﹣n<0的解集为﹣3<x<﹣1;③抛物线与x轴的另一个交点是(3,0);④方程ax2+bx+c+3=0有两个相等的实数根;其中正确的是 .
三.解答题(共9小题)
17.用配方法解方程:3x2﹣6x﹣8=0.
18.已知关于x的方程x2﹣2(k﹣1)x+k2=0有两个不相等实数根
(1)求k的取值范围;
(2)若方程其中一个根为﹣2,求方程的另一个根.
19.如图所示,在方格纸上建立的平面直角坐标系中,将△ABO绕点O按顺时针方向旋转90°,
(1)画出旋转后的图形△A′B′O;
(2)求弧的长度.
20.某超市开展早市促销活动,为早到的顾客准备一份简易早餐.超市约定:随机发放,早餐一人一份,一份两样,一样一个,超市在某天提供的早餐食品为菜包、面包、鸡蛋、油条四样食品.
(1)按约定,“某顾客在该天早餐得到两个鸡蛋”是 事件(填“随机”“必然”或“不可能”);
(2)请用列表或画树状图的方法,求出某顾客该天早餐刚好得到菜包和油条的概率.
21.如图,在足够大的空地上有一段长为a米的旧墙MN,某人利用旧墙和木栏围成一个矩形菜园ABCD,其中AD≤MN,已知矩形菜园的一边靠墙,另三边一共用了100米木栏.
(1)若a=20,所围成的矩形菜园的面积为450平方米,求所利用旧墙AD的长;
(2)求矩形菜园ABCD面积的最大值.
22.已知:⊙O直径为4,点C是⊙O直径AB延长线上的一点,且点B是线段OC的中点,点D在⊙O上,连接DC.
(1)如图①,若线段DC所在的直线与⊙O相切,求线段DC的长;
(2)如图②,若线段DC与⊙O还有一个公共点E,且点E为DC的中点,连接OD,AE交于点F.
①判断OD与AE的位置关系,并说明理由;②求线段DC的长度.
23.定义:
数学活动课上,李老师给出如下定义:如果一个三角形有一边上的中线等于这条边的一半,那么称这个三角形为“智慧三角形”.
理解:
(1)如图1,已知A、B是⊙O上两点,请在圆上找出满足条件的点C,使△ABC为“智慧三角形”(画出点C的位置,保留作图痕迹);
(2)如图2,在正方形ABCD中,E是BC的中点,F是CD上一点,且CF=CD,试判断△AEF是否为“智慧三角形”,并说明理由;
运用:
(3)如图3,在平面直角坐标系xOy中,⊙O的半径为1,点Q是直线y=3上的一点,若在⊙O上存在一点P,使得△OPQ为“智慧三角形”,当其面积取得最小值时,直接写出此时点P的坐标.
24.两块等腰直角三角板△ABC和△DEC如图摆放,其中∠ACB=∠DCE=90°,F是DE的中点,H是AE的中点,G是BD的中点.
(1)如图1,若点D、E分别在AC、BC的延长线上,通过观察和测量,猜想FH和FG的数量关系为 和位置关系为 ;
(2)如图2,若将三角板△DEC绕着点C顺时针旋转至ACE在一条直线上时,其余条件均不变,则(1)中的猜想是否还成立,若成立,请证明,若不成立,请说明理由;
(3)在△DEC绕着点C按如图3方式旋转的过程中,当直线FH经过点C时,若AC=2,CD=,请直接写出FG的长.
25.点A(﹣m1,1),B(m1,1),C(m2,4)在抛物线y=a(x﹣h)2上,其中m1>0,m2>0.点D在第四象限,直线AD⊥AC交x轴于点M,且AD=AC.
(1)若m2=1,
①求该抛物线的解析式;
②P(m,n)(≤m≤1)是该抛物线上的动点,连接AP交y轴于点N,点Q的坐标为(0,4),求△PNQ面积的取值范围;
(2)连接CD,点K在线段CD上,AM=,S△ACK=S△ACD.将抛物线y=a(x﹣h)2平移,若平移后抛物线的顶点仍在原抛物线上,判断平移后的抛物线是否经过点K,并说明理由.
参考答案与试题解析
一.选择题(共11小题)
1.下面关于x的方程中,是一元二次方程的是( )
A.ax2+bx+c=0 B.2x2﹣=4
C.2x2﹣3xy+4=0 D.x2=1
【解答】解:A、ax2+bx+c=0中,a=0时,不是一元二次方程,故本选项错误;
B、分母中含有字母,不是一元二次方程,故本选项错误;
C、含有两个未知数,不是一元二次方程,故本选项错误;
D、符合一元二次方程的定义,故本选项错误.
故选:D.
2.下列图形中,中心对称图形是( )
A. B. C. D.
【解答】解:选项A、B、D都不能找到这样的一个点,使这些图形绕某一点旋转180°后与原来的图形重合,所以这些图形不是中心对称图形.
选项C绕正方形的对角线的交点旋转180°,旋转后的图形能够与原来的图形重合,所以选项C是中心对称图形.
故选:C.
3.将抛物线y=﹣2x2向右平移1个单位长度,再向上平移1个单位长度所得的抛物线解析式为( )
A.y=﹣2(x+1)2 B.y=﹣2(x+1)2+2
C.y=﹣2(x﹣1)2+2 D.y=﹣2(x﹣1)2+1
【解答】解:∵抛物线y=﹣2x2向右平移1个单位长度,再向上平移1个单位长度,
∴平移后的抛物线的解析式为:y=﹣2(x﹣1)2+1,
故选:D.
4.从4张分别写有数字﹣6,﹣4,0,3的卡片中,任意抽取一张,卡片上的数字是正数的概率是( )
A. B. C. D.
【解答】解:由题意知,从4张卡片中任意抽一张有4种可能,但抽到正数的可能有1种,
根据概率公式可得:卡片上的数字是正数的概率P=.
故选:D.
5.将一元二次方程x2﹣6x﹣5=0用配方法化成以下的形式,下列结果中正确的是( )
A.(x﹣3)2=5 B.(x﹣6)2=5 C.(x+3)2=9 D.(x﹣3)2=14
【解答】解:x2﹣6x=5,
x2﹣6x+9=14,
(x﹣3)2=14.
故选:D.
6.如图,“圆材埋壁”是我国古代著名数学著作《九章算术》中的问题:“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.”用几何语言可表述为:CD为⊙O的直径,弦AB⊥CD于E,CE=1寸,AB=10寸,则直径CD的长为( )
A.12.5寸 B.13寸 C.25寸 D.26寸
【解答】解:设直径CD的长为2x,则半径OC=x,
∵CD为⊙O的直径,弦AB⊥CD于E,AB=10寸,
∴AE=BE=AB=×10=5寸,
连接OA,则OA=x寸,根据勾股定理得x2=52+(x﹣1)2,
解得x=13,
CD=2x=2×13=26(寸).
故选:D.
7.若一个扇形的半径是18cm,且它的圆心角等于120°,则用这个扇形围成的圆锥的底面半径是( )
A.3cm B.6cm C.12cm D.18cm
【解答】解:扇形的弧长==12π,
则圆锥的底面半径为12π÷2π=6.
故选:B.
8.如图,将半径为1,圆心角为120°的扇形OAB绕点A逆时针旋转一个角度,使点O的对应点D落在弧AB上,点B的对应点为C,连接BC,则图中CD、BC和弧BD围成的封闭图形面积是( )
A.﹣ B.﹣ C.﹣ D.﹣
【解答】解:如图,连接OD,BD.
由题意:OA=OD=AD,
∴△AOD是等边三角形,
∴∠ADO=∠AOD=60°,
∵∠ADC=∠AOB=120°,
∴∠ADO+∠ADC=180°,
∴O,D,C共线,
∵∠AOD=∠DOB=60°,OD=OB,
∴△OBD是等边三角形,
∴∠BDO=60°,
∵DC=DB,
∴∠DCB=∠DBC=30°,
∴∠OBC=90°,
∴图中CD、BC和弧BD围成的封闭图形面积=S△OBC﹣S扇形ODB=×1×﹣=﹣,
故选:B.
9.欧几里得的《原本》记载,形如x2+ax=b2的方程的图解法是:画Rt△ABC,使∠ACB=90°,BC=,AC=b,再在斜边AB上截取BD=.则该方程的一个正根是( )
A.AC的长 B.AD的长 C.BC的长 D.CD的长
【解答】解:画Rt△ABC,使∠ACB=90°,BC=,AC=b,再在斜边AB上截取BD=,
设AD=x,根据勾股定理得:(x+)2=b2+()2,
整理得:x2+ax﹣b2=0(a≠0,b≠0),
∵Δ=a2+4b2>0,
∴方程有两个不相等的实数根,且两根之积为﹣b2<0,即方程的根一正一负,
则该方程的一个正根是AD的长,
故选:B.
10.若二次函数y=|a|x2+bx+c的图象经过A(m,n)、B(0,y1)、C(3﹣m,n)、D(,y2)、E(2,y3),则y1、y2、y3的大小关系是( )
A.y1<y2<y3 B.y1<y3<y2 C.y3<y2<y1 D.y2<y3<y1
【解答】解:∵经过A(m,n)、C(3﹣m,n),
∴二次函数的对称轴x=,
∵B(0,y1)、D(,y2)、E(2,y3)与对称轴的距离B最远,D最近,
∵|a|>0,
∴y1>y3>y2;
故选:D.
11.如图是抛物线y1=ax2+bx+c(a≠0)图象的一部分,其顶点坐标为A(﹣1,﹣3),与x轴的一个交点为B(﹣3,0),直线y2=mx+n(m≠0)与抛物线交于A,B两点,下列结论:①abc>0;②不等式ax2+(b﹣m)x+c﹣n<0的解集为﹣3<x<﹣1;③抛物线与x轴的另一个交点是(3,0);④方程ax2+bx+c+3=0有两个相等的实数根;其中正确的是( )
A.①③ B.②③ C.③④ D.②④
【解答】解:∵抛物线开口向上,
∴a>0,
∵抛物线交y轴于负半轴,
∴c<0,
∵对称轴在y轴右边,
∴﹣<0,
∴b>0,
∴abc<0,故①错误.
∵y1=ax2+bx+c(a≠0)图象与直线y2=mx+n(m≠0)交于A,B两点,
当ax2+bx+c<mx+n时,﹣3<x<﹣1;
即不等式ax2+(b﹣m)x+c﹣n<0的解集为﹣3<x<﹣1;故②正确,
抛物线与x轴的另一个交点是(1,0),故③错误,
∵抛物线y1=ax2+bx+c(a≠0)图象与直线y=﹣3只有一个交点,
∴方程ax2+bx+c+3=0有两个相等的实数根,故④正确.
故选:D.
二.填空题(共5小题)
12.已知3是一元二次方程x2=p的一个根,则另一根是 ﹣3 .
【解答】解:把x=3代入x2=p,得p=32=9.
则原方程为x2=9,即x2﹣9=0.
设方程的另一根为x,则3x=﹣9.
所以x=﹣3.
故答案是:﹣3.
13.在平面直角坐标系中,点P(﹣1,﹣2)关于原点对称点的坐标是 (1,2) .
【解答】解:点(﹣1,﹣2)关于原点对称的点的坐标是(1,2).
故答案为:(1,2).
14.如图,在△ABC中,∠ACB=90°,∠A=30°,AB=2,将△ABC绕着点C逆时针旋转到△DEC位置时,点B恰好落在DE边上,则在旋转过程中,点B运动到点E的路径长为 .
【解答】解:在Rt△ABC中,∵∠ACB=90°,∠A=30°,AB=2,
∴BC=AB=1,∠ABC=60°,
∵CB=CE,∠E=∠ABC=60°,
∴△CBE是等边三角形,
∴∠BCE=60°,
∴点B运动到点E的路径长为=,
故答案为.
15.如图,△ABC中,∠BAC=45°,AB=5cm,以B为圆心,3cm长为半径作⊙B,D是⊙B上一动点,⊙B的切线DE交AC于点E,则DE长的最小值为 4 cm.
【解答】解:连接BE、BD,
∵DE是⊙B的切线,
∴BD⊥DE,
∴DE=,
∵BD=3cm,
∴当BE最小时,DE的值最小,
据垂线段最短,即当BE⊥AC时,DE最小,
此时,在Rt△ABE中,AB=5cm,∠BAC=45°,
∴BE=AB=5,
∴DE==4,
即DE长的最小值为4cm,
故答案为4.
16.如图,正方形ABCD的边长为4,点E是CD边上一点,连接AE,过点B作BG⊥AE于点G,连接CG并延长交AD于点F,则AF的最大值是 1 .
【解答】解:以AB为直径作圆,因为∠AGB=90°,所以G点在圆上.
当CF与圆相切时,AF最大.
此时FA=FG,BC=CG.
设AF=x,则DF=4﹣x,FC=4+x,
在Rt△DFC中,利用勾股定理可得:
42+(4﹣x)2=(4+x)2,
解得x=1.
故答案为1.
三.解答题(共9小题)
17.用配方法解方程:3x2﹣6x﹣8=0.
【解答】解:3x2﹣6x﹣8=0,
移项,得3x2﹣6x=8,
方程两边同时除以3,得x2﹣2x=,
配方,得x2﹣2x+1=+1,
则(x﹣1)2=,
所以,x﹣1=±,
所以,x1=1+,x2=1﹣.
18.已知关于x的方程x2﹣2(k﹣1)x+k2=0有两个不相等实数根
(1)求k的取值范围;
(2)若方程其中一个根为﹣2,求方程的另一个根.
【解答】解:(1)∵关于x的方程x2﹣2(k﹣1)x+k2=0有两个不相等实数根,
∴Δ=[﹣2(k﹣1)]2﹣4k2=﹣8k+4>0,
∴k<.
(2)将x=﹣2代入原方程,得:4+4(k﹣1)+k2=0,
解得:k1=0,k2=﹣4.
当k=0时,方程的另一个根为0÷(﹣2)=0;
当k=﹣4时,方程的另一个根为(﹣4)2÷(﹣2)=﹣8.
19.如图所示,在方格纸上建立的平面直角坐标系中,将△ABO绕点O按顺时针方向旋转90°,
(1)画出旋转后的图形△A′B′O;
(2)求弧的长度.
【解答】解:(1)旋转后的图形△A′B′O如图所示;
(2)弧 的长==π.
20.某超市开展早市促销活动,为早到的顾客准备一份简易早餐.超市约定:随机发放,早餐一人一份,一份两样,一样一个,超市在某天提供的早餐食品为菜包、面包、鸡蛋、油条四样食品.
(1)按约定,“某顾客在该天早餐得到两个鸡蛋”是 不可能 事件(填“随机”“必然”或“不可能”);
(2)请用列表或画树状图的方法,求出某顾客该天早餐刚好得到菜包和油条的概率.
【解答】解:(1)某顾客在该天早餐得到两个鸡蛋”是不可能事件;
故答案为不可能;
(2)画树状图:(菜包、面包、鸡蛋、油条四样食品分别用A、B、C、D表示)
共有12种等可能的结果数,其中某顾客该天早餐刚好得到菜包和油条的结果数为2,
所以某顾客该天早餐刚好得到菜包和油条的概率==.
21.如图,在足够大的空地上有一段长为a米的旧墙MN,某人利用旧墙和木栏围成一个矩形菜园ABCD,其中AD≤MN,已知矩形菜园的一边靠墙,另三边一共用了100米木栏.
(1)若a=20,所围成的矩形菜园的面积为450平方米,求所利用旧墙AD的长;
(2)求矩形菜园ABCD面积的最大值.
【解答】解:(1)设AB=tm,则BC=(100﹣2t)m,
根据题意得t(100﹣2t)=450,解得t1=5,t2=45,
当t=5时,100﹣2t=90>20,不合题意舍去;
当t=45时,100﹣2t=10,
答:AD的长为10m;
(2)设AD=xm,矩形菜园ABCD面积为S,
S=x(100﹣x)=﹣(x﹣50)2+1250,
当a≥50时,则x=50时,S的最大值为1250;
当0<a<50时,则当0<x≤a时,S随x的增大而增大,当x=a时,S的最大值为50a﹣a2,
综上所述,当a≥50时,矩形菜园ABCD面积的最大值为1250m2;当0<a<50时,矩形菜园ABCD面积的最大值为(50a﹣a2)m2.
22.已知:⊙O直径为4,点C是⊙O直径AB延长线上的一点,且点B是线段OC的中点,点D在⊙O上,连接DC.
(1)如图①,若线段DC所在的直线与⊙O相切,求线段DC的长;
(2)如图②,若线段DC与⊙O还有一个公共点E,且点E为DC的中点,连接OD,AE交于点F.
①判断OD与AE的位置关系,并说明理由;②求线段DC的长度.
【解答】解:(1)如图①,连接OD,
∵线段DC所在的直线与⊙O相切,
∴OD⊥CD,
又∵点B是线段OC的中点,⊙O直径为4,
∴CO=AB=4,OD=2,
∴Rt△COD中,CD==2;
(2)①OD⊥AE
证明:如图②,连接BE,
∵AB是直径,
∴∠AEB=90°,
∵点E为DC的中点,点B是线段OC的中点,
∴BE是△COD的中位线,
∴BE∥OD,BE=OD=1,
∴∠AFO=∠AEB=90°,
∴OD⊥AE;
②∵OD⊥AE,
∴F是AF的中点,
又∵O是AB的中点,
∴OF=BE=×OD=,
∴DF=2﹣=,
∵Rt△ABE中,AE==,
∴EF=,
∴Rt△DEF中,DE==,
∴CD=2DE=2.
23.定义:
数学活动课上,李老师给出如下定义:如果一个三角形有一边上的中线等于这条边的一半,那么称这个三角形为“智慧三角形”.
理解:
(1)如图1,已知A、B是⊙O上两点,请在圆上找出满足条件的点C,使△ABC为“智慧三角形”(画出点C的位置,保留作图痕迹);
(2)如图2,在正方形ABCD中,E是BC的中点,F是CD上一点,且CF=CD,试判断△AEF是否为“智慧三角形”,并说明理由;
运用:
(3)如图3,在平面直角坐标系xOy中,⊙O的半径为1,点Q是直线y=3上的一点,若在⊙O上存在一点P,使得△OPQ为“智慧三角形”,当其面积取得最小值时,直接写出此时点P的坐标.
【解答】解:(1)如图1所示:
(2)△AEF是“智慧三角形”,
理由如下:设正方形的边长为4a,
∵E是BC的中点,
∴BE=EC=2a,
∵CD:FC=4:1,
∴FC=a,DF=4a﹣a=3a,
在Rt△ABE中,AE2=(4a)2+(2a)2=20a2,
在Rt△ECF中,EF2=(2a)2+a2=5a2,
在Rt△ADF中,AF2=(4a)2+(3a)2=25a2,
∴AE2+EF2=AF2,
∴△AEF是直角三角形,
∵斜边AF上的中线等于AF的一半,
∴△AEF为“智慧三角形”;
(3)如图3所示:
由“智慧三角形”的定义可得△OPQ为直角三角形,
根据题意可得一条直角边OP=1,
∴PQ最小时,△POQ的面积最小,
即OQ最小,
由垂线段最短可得斜边最小为3,
由勾股定理可得PQ==2,
根据面积得,OQ×PM=OP×PQ,
∴PM=1×2÷3=,
由勾股定理可求得OM==,
故点P的坐标(﹣,)或(,).
24.两块等腰直角三角板△ABC和△DEC如图摆放,其中∠ACB=∠DCE=90°,F是DE的中点,H是AE的中点,G是BD的中点.
(1)如图1,若点D、E分别在AC、BC的延长线上,通过观察和测量,猜想FH和FG的数量关系为 FH=FG 和位置关系为 FH⊥FG ;
(2)如图2,若将三角板△DEC绕着点C顺时针旋转至ACE在一条直线上时,其余条件均不变,则(1)中的猜想是否还成立,若成立,请证明,若不成立,请说明理由;
(3)在△DEC绕着点C按如图3方式旋转的过程中,当直线FH经过点C时,若AC=2,CD=,请直接写出FG的长.
【解答】(1)解:如图1中,
∵CE=CD,AC=BC,∠ECA=∠DCB=90°,
∴BE=AD,
∵F是DE的中点,H是AE的中点,G是BD的中点,
∴FH=AD,FH∥AD,FG=BE,FG∥BE,
∴FH=FG,
∵AD⊥BE,
∴FH⊥FG,
故答案为:FG=FH,FG⊥FH.
(2)结论:成立,
理由:如图2中,
∵CE=CD,∠ECD=∠ACD=90°,AC=BC,
∴△ACD≌△BCE(SAS)
∴AD=BE,
由(1)知:FH=AD,FH∥AD,FG=BE,FG∥BE,
∴FH=FG,FH⊥FG,
∴(1)中的猜想还成立.
(3)如图3中,
由题意,易知CF⊥DE,△CFD,△CFE都是等腰直角三角形,
∵CD=,
∴CF=DF=1,∵BC=AC=2,
∴BF==,
∴BD=BF﹣DF=﹣1,
∵DG=GB,
∴DG=(﹣1),
∴FG=DF+DG=.
如图4中,同法可得FG=BF﹣BG=BF﹣(DF+BF)=(BF﹣DF)=.
25.点A(﹣m1,1),B(m1,1),C(m2,4)在抛物线y=a(x﹣h)2上,其中m1>0,m2>0.点D在第四象限,直线AD⊥AC交x轴于点M,且AD=AC.
(1)若m2=1,
①求该抛物线的解析式;
②P(m,n)(≤m≤1)是该抛物线上的动点,连接AP交y轴于点N,点Q的坐标为(0,4),求△PNQ面积的取值范围;
(2)连接CD,点K在线段CD上,AM=,S△ACK=S△ACD.将抛物线y=a(x﹣h)2平移,若平移后抛物线的顶点仍在原抛物线上,判断平移后的抛物线是否经过点K,并说明理由.
【解答】解:(1)①∵点A(﹣m1,1),B(m1,1)在抛物线y=a(x﹣h)2上,
∴h=0,
∴该抛物线的解析式为y=ax2.
∵当m2=1时,点C的坐标为(1,4),代入y=ax2,
得a=4.
∴抛物线的解析式为y=4x2.
②∵A(﹣m1,1),P(m,n) 在抛物线y=4x2上,
∴1=4m12,n=4m2.
∵m1>0,
∴m1=.
∴A(﹣,1).
设直线AP的解析式为y=kx+b,则N(0,b),
分别代入A(﹣,1),P(m,4m2)得.
可得b=2m.
∴N(0,2m),
∵≤m≤1,
∴2m≤2<4.
∴NQ=4﹣2m.
过点P作PH⊥y轴于点H,则PH=m.
∴△PNQ的面积S=•NQ•PH=m•(4﹣2m)=﹣m2+2m (≤m≤1).
∵﹣1<0,对称轴m=1,
∴当≤m≤1时,△PNQ的面积S随m的增大而增大.
∴≤S≤1.
(2)平移后的抛物线不经过点K,理由如下:
过点A作直线AE⊥x轴于点E,过点C作CG⊥AE于点G,过点D作DF⊥AE于点F.
∵A(﹣m1,1),AE⊥x轴,
∴AE=1.
∵AM=,
在Rt△AEM中,cos∠EAM==.
∴∠EAM=45°.
∵DF⊥AE,
∴∠AFD=90°.
∴∠ADF=45°.
∵AD⊥AC,
∴∠DAC=90°.
∴∠GAC=90°﹣∠EAM=45°.
∵CG⊥AE,
∴∠AGC=90°.
∴∠ACG=45°.
∴AG=CG=3.
∴m2+m1=3.
∵点A(﹣m1,1),B(m1,1)在抛物线y=a(x﹣h)2上,
∴h=0.
∴y=ax2,
分别代入A(﹣m1,1),C(m2,4)得.
∴m22=4m12.∵m1>0,m2>0,
∴m2=2m1.又∵m2+m1=3,∴m2=2,m1=1.
∴C(2,4),A(﹣1,1).把C(2,4)代入y=ax2得a=1.∴y=x2.
∵平移后抛物线的顶点仍在y=x2上,
∴可设平移后抛物线的解析式为y=(x﹣t)2+t2.
∵∠EAM=∠GAC,AD=AC,∠ADF=∠ACG,
∴△FAD≌△GAC(ASA).∴FA=FD=AG=CG=3.
∵A(﹣1,1),∴D(2,﹣2).∵C(2,4),∴CD⊥x轴,且CD=6.
∵S△ACK=S△ACD,
∴CK=CD=.
∴K(2,).
代入平移后抛物线的解析式y=(x﹣t)2+t2得(2﹣t)2+t2=.
化简得4t2﹣8t+5=0.
该方程无实数根,故平移后的抛物线不经过点K
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