辽宁省沈阳市和平区2021-2022学年九年级上学期期末数学试卷(word版 含答案)
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这是一份辽宁省沈阳市和平区2021-2022学年九年级上学期期末数学试卷(word版 含答案),共30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。
2021-2022学年辽宁省沈阳市和平区九年级第一学期期末数学试卷
一、选择题(下列各题备选答案中,只有一个答案是正确的。每小题2分,共20分)
1.如图是一根空心方管,它的主视图是( )
A. B. C. D.
2.顺次连接对角线互相垂直的四边形的各边中点,所形成的新四边形是( )
A.菱形 B.矩形 C.正方形 D.三角形
3.一只不透明袋子中装有1个绿球和若干个黑球,这些球除颜色外都相同,某课外学习小组做摸球试验,将口袋中的球拌匀,从中随机摸出个球,记下颜色后再放回口袋中.不断重复这一过程,获得数据如下:
摸球的次数
200
300
400
1000
1600
2000
摸到黑球的频数
142
186
260
668
1064
1333
摸到黑球的频率
0.7100
0.6200
0.6500
0.6680
0.6650
0.6665
该学习小组发现,摸到黑球的频率在一个常数附近摆动,由此估计这个口袋中黑球有( )个.
A.4 B.3 C.2 D.1
4.下列一元二次方程中,有两个相等的实数根的是( )
A.x2﹣2x=0 B.x2+4x=﹣4 C.2x2﹣4x+3=0 D.3x2=5x﹣2
5.如图,小明探究课本“综合与实践”板块“制作视力表”的相关内容:当测试距离为5m时,标准视力表中①号“E”字的高度BC长为b,当测试距离为3m时,②号“E”字的高度DF长为( )
A.5b B.3b C.b D.b
6.如图,点D,E是△ABC中AB边上的点,△CDE是等边三角形,且∠ACB=120°,则下列结论中正确的是( )
A.CD2=AD•BE B.BC2=BE•BD
C.AC2=AD•AE D.AC•BC=AE•BD
7.将抛物线y=x2+1向左平移2个单位长度,再向上平移3个单位长度,则平移后抛物线的顶点坐标为( )
A.(﹣2,3) B.(﹣2,﹣4) C.(﹣2,4) D.(2,﹣3)
8.如图,在△ABC中,BC=12cm,高AD=6cm,正方形EFGH的四个顶点均在△ABC的边上,则正方形EFGH的边长为( )cm.
A.2 B.2.5 C.3 D.4
9.如图,点P,点Q都在反比例函数y=的图象上,过点P分别作x轴、y轴的垂线,两条垂线与两坐标轴围成的矩形面积为S1,过点Q作x轴的垂线,交x轴于点A,△OAQ的面积为S2,若S1+S2=3,则k的值为( )
A.2 B.1 C.﹣1 D.﹣2
10.某商场在销售一种日用品时发现,如果以单价20元销售,则每周可售出100件,若销售单价每提高0.5元,则每周销售量会相应减少2件.如果该商场这种日用品每周的销售额达到2024元.若设这种日用品的销售单价为x元,则根据题意所列方程正确的是( )
A.(20+x)(100﹣2x)=2024
B.(20+x)(100﹣)=2024
C.x[100﹣2(x﹣20)]=2024
D.x(100﹣×2)=2024
二、填空题(每小题3分,共18分)
11.某气球内充满了一定质量的气体,当温度不变时,气球内气体的气压P(kPa)是气体体积V(m3)的反比例函数,其图象如图所示.当气体体积为2m3时,气压是 kPa.
12.如图,将矩形ABCD折叠,使点C与点A重合,折痕为EF.若AF=5,BF=3,则AC的长为 .
13.在平面直角坐标系中,△ABC与△DEF位似,位似中心是原点O.已知A与D是对应顶点.且A,D的坐标分别是A(9,18),D(3,6),若△DEF的周长为3,则△ABC的周长为 .
14.甲公司前年缴税100万元,今年缴税121万元,则该公司缴税的年平均增长率 .
15.如图,在正方形ABCD中,AB=2,取AD的中点E,连接EB,延长DA至F,使EF=EB,以线段AF为边作正方形AFGH,点H在线段AB上,则的值是 .
16.二次函数y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,a≠0)的图象如图所示,对称轴为直线x=﹣1.有以下结论:①abc>0;②a(k2+2)2+b(k2+2)<a(k2+1)2+b(k2+1)(k为实数);③m(am+b)≤﹣a(m为实数);④c<﹣3a;⑤ax2+bx+c+1=0有两个不相等的实数根.
其中正确的结论有 (只填写序号).
三、解答题(第17题6分,第18、19题各8分,共22分)
17.解方程:2y2+6y=y+3.
18.计算:|cos60°﹣|+(sin30°)﹣1﹣.
19.在一个不透明的盒子里有红球、黄球、绿球各一个,它们除了颜色外其余都相同,小颖从盒子里随机摸出一球,记录下颜色后放回盒子里,充分摇匀后,再随机摸出一球,并记录下颜色.请用列表法或画树状图法,求小颖两次摸出的球颜色相同的概率.
四、(每小题8分,共16分)
20.如图,△ABC中,点D是边AC的中点,过D作直线PQ∥BC,∠BCA的平分线交直线PQ于点E,点G是△ABC的边BC延长线上的点,∠ACG的平分线交直线PQ于点F.求证:四边形AECF是矩形.
21.如图,小丁家窗外有一堵围墙AB,由于围墙的遮挡,清晨太阳光恰好从窗户的最高点C射进房间地面的D处,中午太阳光恰好能从窗户的最低点E射进房间地面的F处,AB⊥BD于点B,CE⊥BD于点O,小丁测得OE=1m,CE=1.5m,OF=1.2m,OD=12m,求围墙AB的高为多少米.
五、(本题10分)
22.如图,在平面直角坐标系中,一次函数y=﹣x+1与反比例函数y=的图象在第四象限相交于点A(2,﹣1),一次函数的图象与x轴相交于点B.
(1)求反比例函数的表达式及点B的坐标;
(2)当一次函数值小于反比例函数值时,请直接写出x的取值范围是 ;
(3)点C是第二象限内直线AB上的一个动点,过点C作CD∥x轴,交反比例函数y=的图象于点D,若以O,B,C,D为顶点的四边形为平行四边形,请直接写出点C的坐标为 .
六、(本题10分)
23.如图,小明父亲想用长为100m的栅栏,再借助房屋的外墙围成一个矩形的羊圈ABCD.已知房屋外墙长40m,设矩形ABCD的边AB=xm,面积为Sm2.
(1)请直接写出S与x之间的函数表达式为 ,并直接写出x的取值范围是 ;
(2)求当x为多少m时,面积S为1050m2;
(3)当AB,BC分别为多少米时,羊圈的面积最大?最大面积是多少?
七、(本题12分)
24.如图1,在菱形ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,且AC=16,BD=12.
(1)求菱形ABCD的面积及周长;
(2)点M是射线DA上一个动点,作射线BM,交射线CA于点E.将射线BM绕点B逆时针旋转后交射线CA于点N,旋转角为∠MBN,且∠MBN=,连接MN.
①如图2,当点N与点O重合时,求△AMN的周长;
②当AE=BE时,请直接写出AM的长为 ;
③BN=时,请直接写出AM的长为 .
八、(本题12分)
25.如图1,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+x+c与x轴负半轴相交于点A(﹣20,0),与y轴相交于点B(0,﹣15).
(1)求抛物线的函数表达式及直线AB的函数表达式;
(2)如图2,点C是第三象限内抛物线上的一个动点,连接AC、BC,直线OC与直线AB相交于点D,当△ABC的面积最大时,求此时△ABC面积的最大值及点C的坐标;
(3)在(2)的条件下,点E为线段OD上的一个动点,点E从点O开始沿OD以每秒个单位长度的速度向点D运动(运动到点D时停止),以OE为边,在OD的左侧做正方形OEFG,设正方形OEFG与△OAD重叠的面积为S,运动时间为t秒.当t>3时,请直接写出S与t之间的函数关系式为 (不必写出t的取值范围).
参考答案
一、选择题(下列各题备选答案中,只有一个答案是正确的。每小题2分,共20分)
1.如图是一根空心方管,它的主视图是( )
A. B. C. D.
【分析】根据从正面看得到的图形是主视图,可得答案.
解:从正面看,是内外两个正方形,
故选:A.
2.顺次连接对角线互相垂直的四边形的各边中点,所形成的新四边形是( )
A.菱形 B.矩形 C.正方形 D.三角形
【分析】根据三角形中位线定理得到所得四边形的对边都平行且相等,那么其必为平行四边形,若邻边互相垂直且相等,那么所得四边形是正方形.
解:∵E、F、G、H分别是AB、BC、CD、AD的中点,
∴EH∥FG∥BD,EF∥AC∥HG,EF=AC,FG=BD,
∴四边形EFGH是平行四边形,
∵AC⊥BD,AC=BD,
∴EF⊥FG,FE=FG,
∴四边形EFGH是正方形,
故选:C.
3.一只不透明袋子中装有1个绿球和若干个黑球,这些球除颜色外都相同,某课外学习小组做摸球试验,将口袋中的球拌匀,从中随机摸出个球,记下颜色后再放回口袋中.不断重复这一过程,获得数据如下:
摸球的次数
200
300
400
1000
1600
2000
摸到黑球的频数
142
186
260
668
1064
1333
摸到黑球的频率
0.7100
0.6200
0.6500
0.6680
0.6650
0.6665
该学习小组发现,摸到黑球的频率在一个常数附近摆动,由此估计这个口袋中黑球有( )个.
A.4 B.3 C.2 D.1
【分析】该学习小组发现,摸到黑球的频率在一个常数附近摆动,这个常数约为0.667,据此知摸出黑球的概率为0.667,继而得摸出绿球的概率为0.333,求出袋子中球的总个数即可得出答案.
解:该学习小组发现,摸到黑球的频率在一个常数附近摆动,这个常数约为0.667,
∴估计摸出黑球的概率为0.667,
则摸出绿球的概率为1﹣0.667=0.333,
∴袋子中球的总个数为1÷0.333≈3,
∴由此估出黑球个数为3﹣1=2,
故选:C.
4.下列一元二次方程中,有两个相等的实数根的是( )
A.x2﹣2x=0 B.x2+4x=﹣4 C.2x2﹣4x+3=0 D.3x2=5x﹣2
【分析】先把各方程化为一般式,再分别计算四个方程的根的判别式,然后根据根的判别式判断各方程根的情况.
解:A.Δ=(﹣2)2﹣4×1×0=4>0,则方程有两个不相等的实数根,所以A选项不符合题意;
B.x2+4x+4=0,Δ=42﹣4×1×4=0,则方程有两个相等的实数根,所以B选项符合题意;
C.Δ=(﹣4)2﹣4×2×3=﹣8<0,则方程没有实数根,所以C选项不符合题意;
D.3x2﹣5x+2=0,Δ=(﹣5)2﹣4×3×2=1>0,则方程有两个不相等的实数根,所以D选项不符合题意.
故选:B.
5.如图,小明探究课本“综合与实践”板块“制作视力表”的相关内容:当测试距离为5m时,标准视力表中①号“E”字的高度BC长为b,当测试距离为3m时,②号“E”字的高度DF长为( )
A.5b B.3b C.b D.b
【分析】直接利用平行线分线段成比例定理列比例式,代入可得结论.
解:由题意得:CB∥DF,
∴△ADF∽△ABC,
∴=,
∵AD=3m,AB=5m,BC=b,
∴=,
∴DF=b,
故选:C.
6.如图,点D,E是△ABC中AB边上的点,△CDE是等边三角形,且∠ACB=120°,则下列结论中正确的是( )
A.CD2=AD•BE B.BC2=BE•BD
C.AC2=AD•AE D.AC•BC=AE•BD
【分析】通过证明△ACD∽△CBE,可得,即可求解.
解:∵△CDE是等边三角形,
∴CD=CE=DE,∠CDE=∠CED=∠DCE=60°,
∴∠DAC+∠DCA=60°,∠BCE+∠CBE=60°,
∵∠ACB=120°,
∴∠DCA+∠ECB=60°,
∴∠DCA=∠CBE,∠ECB=∠CAD,
∴△ACD∽△CBE,
∴,
∴CD2=AD•BE,
故选:A.
7.将抛物线y=x2+1向左平移2个单位长度,再向上平移3个单位长度,则平移后抛物线的顶点坐标为( )
A.(﹣2,3) B.(﹣2,﹣4) C.(﹣2,4) D.(2,﹣3)
【分析】根据平移规律,可得顶点式解析式.
解:将抛物线y=x2+1向左平移2个单位长度,再向上平移3个单位长度,得y=(x+2)2+1+3,即y=(x+2)2+4,
所以顶点坐标为(﹣2,4),
故选:C.
8.如图,在△ABC中,BC=12cm,高AD=6cm,正方形EFGH的四个顶点均在△ABC的边上,则正方形EFGH的边长为( )cm.
A.2 B.2.5 C.3 D.4
【分析】设正方形的边长为xcm,然后根据相似三角形的性质与判定即可求出答案.
解:设正方形的边长为xcm,AD与EH交点为P,
∵四边形EFGH是正方形,
∴AP=AD﹣PD=(6﹣x)cm,
∵EH∥BC,
∴△AEH∽△ABC,
∴,
∴,
解得:x=4,
故选:D.
9.如图,点P,点Q都在反比例函数y=的图象上,过点P分别作x轴、y轴的垂线,两条垂线与两坐标轴围成的矩形面积为S1,过点Q作x轴的垂线,交x轴于点A,△OAQ的面积为S2,若S1+S2=3,则k的值为( )
A.2 B.1 C.﹣1 D.﹣2
【分析】根据反比例函数k的几何意义得到S1=|k|,,如何代入解方程,再根据图象在二、四象限确定k的值.
解:由题意得S1=|k|,,
则,
解得|k|=2,
∵图象在二、四象,
∴k<0,
∴k=﹣2.
故选:D.
10.某商场在销售一种日用品时发现,如果以单价20元销售,则每周可售出100件,若销售单价每提高0.5元,则每周销售量会相应减少2件.如果该商场这种日用品每周的销售额达到2024元.若设这种日用品的销售单价为x元,则根据题意所列方程正确的是( )
A.(20+x)(100﹣2x)=2024
B.(20+x)(100﹣)=2024
C.x[100﹣2(x﹣20)]=2024
D.x(100﹣×2)=2024
【分析】根据以20元/件的单价销售,则每天可售出100件,如果销售单价每增加0.5元,则每天销售量会减少2件,该商场为使每天的销售额达到2024元,可以列出相应的一元二次方程,从而可以解答本题.
解:由题意可得,
x(100﹣×2)=2024,
故选:D.
二、填空题(每小题3分,共18分)
11.某气球内充满了一定质量的气体,当温度不变时,气球内气体的气压P(kPa)是气体体积V(m3)的反比例函数,其图象如图所示.当气体体积为2m3时,气压是 50 kPa.
【分析】设出反比例函数解析式,把点的坐标代入可得函数解析式,把V=2代入得到的函数解析式,可得P.
解:设P=,
由图象知100=,
所以k=100,
故P=,
当V=2时,P==50;
故答案为:50.
12.如图,将矩形ABCD折叠,使点C与点A重合,折痕为EF.若AF=5,BF=3,则AC的长为 4 .
【分析】根据矩形的性质得到∠B=90°,根据勾股定理得到AB==4,根据折叠的性质得到CF=AF=5,根据勾股定理即可得到结论.
解:∵四边形ABCD是矩形,
∴∠B=90°,
∵AF=5,BF=3,
∴AB==4,
∵将矩形ABCD折叠,使点C与点A重合,折痕为EF.
∴CF=AF=5,
∴BC=8,
∴AC===4,
故答案为:4.
13.在平面直角坐标系中,△ABC与△DEF位似,位似中心是原点O.已知A与D是对应顶点.且A,D的坐标分别是A(9,18),D(3,6),若△DEF的周长为3,则△ABC的周长为 9 .
【分析】直接利用对应点坐标得出位似比,进而得出周长比,即可得出答案.
解:∵A,D的坐标分别是A(9,18),D(3,6),
∴△ABC与△DEF的相似比为:3:1,
∴△ABC与△DEF的周长比为:3:1,
∵△DEF的周长为3,
∴△ABC的周长为:9.
故答案为:9.
14.甲公司前年缴税100万元,今年缴税121万元,则该公司缴税的年平均增长率 10% .
【分析】设公司缴税的年平均增长率为x,根据增长后的纳税额=增长前的纳税额×(1+增长率),即可得到去年的纳税额是100(1+x)万元,今年的纳税额是100(1+x)2万元,据此即可列出方程求解.
解:设该公司缴税的年平均增长率为x,依题意得100(1+x)2=121
解方程得x1=0.1=10%,x2=﹣2.1(舍去)
所以该公司缴税的年平均增长率为10%.
故答案为:10%.
15.如图,在正方形ABCD中,AB=2,取AD的中点E,连接EB,延长DA至F,使EF=EB,以线段AF为边作正方形AFGH,点H在线段AB上,则的值是 .
【分析】设AB=2a,由正方形的性质和勾股定理求出BE的长,可得EF的长,再求出AF的长,得出AH的长,进而可得结果.
解:设AB=2a,
∵四边形ABCD为正方形,
∴AD=AB=2a,∠BAD=90°,
∵E点为AD的中点,
∴AE=a,
∴BE===a,
∴EF=BE=a,
∴AF=EF﹣AE=(﹣1)a,
∵四边形AFGH为正方形,
∴AH=AF=(﹣1)a,
∴==,
故答案为:.
16.二次函数y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,a≠0)的图象如图所示,对称轴为直线x=﹣1.有以下结论:①abc>0;②a(k2+2)2+b(k2+2)<a(k2+1)2+b(k2+1)(k为实数);③m(am+b)≤﹣a(m为实数);④c<﹣3a;⑤ax2+bx+c+1=0有两个不相等的实数根.
其中正确的结论有 ①②③④⑤ (只填写序号).
【分析】根据抛物线开口方向,对称轴位置及抛物线与y轴交点位置判断①;根据函数的增减性可判断②;由抛物线开口方向及对称轴可得x=﹣1时y最大,从而判断③;由对称轴可得b=2a,由x=﹣1时y<0可判断④;根据函数y=ax2+bx+c与y=﹣1的图象有两个交点可判断⑤.
解:由图象可知:a<0,c>0,
又∵对称轴是直线x=﹣1,
∴根据对称轴在y轴左侧,a,b同号,可得b<0,
∴abc>0,
故①正确;
∵对称轴是直线x=﹣1,抛物线开口向下,
∴当x>﹣1时,y随x的增大而减小,
∵k是实数,
∴k2+2>k2+1>﹣1,
∴a(k2+2)2+b(k2+2)+c<a(k2+1)2+b(k2+1)+c,
即a(k2+2)2+b(k2+2)<a(k2+1)2+b(k2+1),
故②正确;
∵抛物线对称轴为x=﹣=﹣1,
∴b=2a,
∵抛物线开口向下,顶点坐标为(﹣1,a﹣b+c)
∴y最大=a﹣b+c=﹣a+c,
∴am2+bm+c≤﹣a+c,
即m(a+b)≤﹣a,
故③正确;
由图象知,x=1时,y<0,
∴a+b+c<0,
∵b=2a,
∴3a+c<0,
∴c<﹣3a,
故④正确;
根据图象可知,函数y=ax2+bx+c与y=﹣1的图象有两个交点,
∴ax2+bx+c+1=0有两个不相等的实数根,
故⑤正确,
故答案为:①②③④⑤.
三、解答题(第17题6分,第18、19题各8分,共22分)
17.解方程:2y2+6y=y+3.
【分析】先变形为2y(y+3)﹣(y+3)=0,再将左边利用提公因式法因式分解,继而可得两个关于x的一元一次方程,分别求解即可得出答案.
解:∵2y2+6y=y+3,
∴2y(y+3)﹣(y+3)=0,
∴(y+3)(2y﹣1)=0,
∴y+3=0或2y﹣1=0,
解得y1=﹣3,y2=.
18.计算:|cos60°﹣|+(sin30°)﹣1﹣.
【分析】先计算特殊角的三角函数值,再计算绝对值、负整数指数幂、开方,最后计算加减.
解:|cos60°﹣|+(sin30°)﹣1﹣
=|﹣|+﹣
=|﹣1|+2﹣
=1+2﹣3
=0.
19.在一个不透明的盒子里有红球、黄球、绿球各一个,它们除了颜色外其余都相同,小颖从盒子里随机摸出一球,记录下颜色后放回盒子里,充分摇匀后,再随机摸出一球,并记录下颜色.请用列表法或画树状图法,求小颖两次摸出的球颜色相同的概率.
【分析】画树状图,共有9种等可能的结果,小颖两次摸出的球颜色相同的结果有3个,再由概率公式求解即可.
解:画树状图如下:
共有9种等可能的结果,小颖两次摸出的球颜色相同的结果有3个,
∴小颖两次摸出的球颜色相同的概率为=.
四、(每小题8分,共16分)
20.如图,△ABC中,点D是边AC的中点,过D作直线PQ∥BC,∠BCA的平分线交直线PQ于点E,点G是△ABC的边BC延长线上的点,∠ACG的平分线交直线PQ于点F.求证:四边形AECF是矩形.
【分析】先证DE=DC,DF=DC,则DE=DF,再证四边形AECF是平行四边形,然后证∠ECF=90°,即可得出结论.
【解答】证明:∵PQ∥BC,
∴∠DEC=∠BCE,∠DFC=∠GCF,
∵CE平分∠BCA,CF平分∠ACG,
∴∠BCE=∠DCE,∠DCF=∠GCF,
∴∠DEC=∠DCE,∠DFC=∠DCF,
∴DE=DC,DF=DC,
∴DE=DF,
∵点D是边AC的中点,
∴AD=CD,
∴四边形AECF是平行四边形,
∵∠BCA+∠ACG=180°,
∴∠ECF=∠DCE+∠DCF=×180°=90°,
∴平行四边形AECF是矩形.
21.如图,小丁家窗外有一堵围墙AB,由于围墙的遮挡,清晨太阳光恰好从窗户的最高点C射进房间地面的D处,中午太阳光恰好能从窗户的最低点E射进房间地面的F处,AB⊥BD于点B,CE⊥BD于点O,小丁测得OE=1m,CE=1.5m,OF=1.2m,OD=12m,求围墙AB的高为多少米.
【分析】根据垂直的定义得到∠FOE=90°,推出AB∥EO,根据相似三角形的性质解方程即可得到结论.
解:∵EO⊥BF,
∴∠FOE=90°,
∵AB⊥BF,CO⊥BF,
∴AB∥EO,
∴△ABD∽△COD,△ABF∽△EOF,
∴,=,
∵OE=1m,CE=1.5m,OF=1.2m,OD=12m,
∴=,=
解得:AB=3.
答:围墙AB的高度是3m.
五、(本题10分)
22.如图,在平面直角坐标系中,一次函数y=﹣x+1与反比例函数y=的图象在第四象限相交于点A(2,﹣1),一次函数的图象与x轴相交于点B.
(1)求反比例函数的表达式及点B的坐标;
(2)当一次函数值小于反比例函数值时,请直接写出x的取值范围是 ﹣1<x<0或x>2 ;
(3)点C是第二象限内直线AB上的一个动点,过点C作CD∥x轴,交反比例函数y=的图象于点D,若以O,B,C,D为顶点的四边形为平行四边形,请直接写出点C的坐标为 (1﹣,)或(﹣,1+) .
【分析】(1)将点A坐标代入反比例函数关系式求出k,把y=0代入一次函数关系式求得B点横坐标,进而求得结果;
(2)先求出直线和反比例函数另一个交点坐标,然后由图象得出结果;
(3)因为CD∥OB,所以只需CD=OB,设点C的纵坐标是a,表示出C、D两点横坐标,列出方程求得结果.
解:(1)∵y=过A(2,﹣1),
∴k=xy=2×(﹣1)=﹣2,
∴y=,
由y=0得,﹣x+1=0,
∴x=1,
∴B(1,0);
(2)由=﹣x+1得,
x1=2,x2=﹣1,
∴当一次函数值小于反比例函数值时,
﹣1<x<0或x>2,
故答案是:﹣1<x<0或x>2;
(3)设C(1﹣a,a),D(,a),
∴CD=|1﹣a+|,
当CD=OB时,
|1﹣a+|=1,
∴a=±,a=1±
∵C在第二象限,
a=或a=1+,
∴C(1﹣,)或(﹣,1+),
故答案是:(1﹣,)或(﹣,1+).
六、(本题10分)
23.如图,小明父亲想用长为100m的栅栏,再借助房屋的外墙围成一个矩形的羊圈ABCD.已知房屋外墙长40m,设矩形ABCD的边AB=xm,面积为Sm2.
(1)请直接写出S与x之间的函数表达式为 S=﹣2x2+100x ,并直接写出x的取值范围是 30≤x<50 ;
(2)求当x为多少m时,面积S为1050m2;
(3)当AB,BC分别为多少米时,羊圈的面积最大?最大面积是多少?
【分析】(1)根据BC=(栅栏总长﹣2AB),再利用矩形面积公式即可求出;
(2)把S=1050代入(1)中函数解析式中,解方程,取在自变量范围内的值即可;
(3)根据二次函数的性质以及自变量的取值范围求最值即可.
解:(1)∵AB=CD=xm,则BC=(100﹣2x)m,
∴S=x(100﹣2x)=﹣2x2+100x,
∵0<100﹣2x≤40,
∴30≤x<50,
∴S与x之间的函数表达式为S=﹣2x2+100x,自变量x的取值范围是30≤x<50,
故答案安为:S=﹣2x2+100x,30≤x<50;
(2)令S=1050,则﹣2x2+100x=1050,
解得:x1=15,x2=35,
∵30≤x<50,
∴x=35,
∴当x为35m时,面积S为1050m2;
(3)∵S=﹣2(x2﹣50x+625﹣625)=﹣2(x﹣25)2+1250,
∵﹣2<0,
∴当x>25时,S随着x的增大而减小,
∵30≤x<50,
∴当x=30时,S有最大值为1200,
∴当AB=30m,BC=40m时,面积S有最大值为1200m2.
七、(本题12分)
24.如图1,在菱形ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,且AC=16,BD=12.
(1)求菱形ABCD的面积及周长;
(2)点M是射线DA上一个动点,作射线BM,交射线CA于点E.将射线BM绕点B逆时针旋转后交射线CA于点N,旋转角为∠MBN,且∠MBN=,连接MN.
①如图2,当点N与点O重合时,求△AMN的周长;
②当AE=BE时,请直接写出AM的长为 ;
③BN=时,请直接写出AM的长为 10或0 .
【分析】(1)利用勾股定理求出AB,再根据菱形的面积等于对角线乘积的一半求解即可;
(2)①如图2中,过点M作M⊥BD于G,MK⊥AB于点K,MH⊥AC于H.利用面积法证明=,求出求出AM,解直角三角形求出OM,可得结论;
②如图3中,设AE=BE=x.利用勾股定理求出x,再利用平行线分线段成比例定理求出AM即可;
③分两种情形:如图3﹣1中,当点N在点O的右侧时,作BQ平分∠ABD交AC于点Q.证明点M与点D重合,可得结论.如图3﹣2中,当点N在点O的左侧时,点M与A重合,可得结论.
解:(1)如图1中,∵四边形ABCD是菱形,
∴AC⊥BD,OA=OC=8,OB=OD=6,
∴AB===10,
∴菱形的周长为16,菱形的面积=×16×12=96;
(2)①如图2中,过点M作M⊥BD于G,MK⊥AB于点K,MH⊥AC于H.
∵∠MBD=∠ABD,
∴∠ABM=∠MBD,
∴MG=MK,
∵==,
∴==,
∴AM=AD=,
∵MH∥DO,
∴△AHM∽△AOD,
∴==,
∴==,
∴AH=,MH=,
∴OH=AO﹣AH=8﹣=,
∴MO===,
∴△AMN的周长=AM+AO+MO=+8+=+;
②如图3中,设AE=BE=x.
∵∠EOB=90°,
∴OE2+OB2=BE2,
∴(8﹣x)2+62=x2,
∴x=,
∴AE=
∴EC=AC﹣AE=16﹣=,
∵AM∥BC,
∴=,
∴=,
∴AM=.
故答案为:;
③如图3﹣1中,当点N在点O的右侧时,作BQ平分∠ABD交AC于点Q.
在Rt△BON中,ON===3,
由(1)可知:=,
∴==,
∴OQ=AO=3,
∴ON=OQ,
∵BO⊥QN,
∴BQ=BN,
∴∠QBO=∠NBO,
∵∠NBM=∠ABD=∠QBO,
∴∠NBO=∠NBM,
∴点M与D重合,
∴AM=10.
如图3﹣2中,当点N在点O的左侧时,点M与A重合,此时AM=0.
综上所述,AM的长为10或0.
八、(本题12分)
25.如图1,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+x+c与x轴负半轴相交于点A(﹣20,0),与y轴相交于点B(0,﹣15).
(1)求抛物线的函数表达式及直线AB的函数表达式;
(2)如图2,点C是第三象限内抛物线上的一个动点,连接AC、BC,直线OC与直线AB相交于点D,当△ABC的面积最大时,求此时△ABC面积的最大值及点C的坐标;
(3)在(2)的条件下,点E为线段OD上的一个动点,点E从点O开始沿OD以每秒个单位长度的速度向点D运动(运动到点D时停止),以OE为边,在OD的左侧做正方形OEFG,设正方形OEFG与△OAD重叠的面积为S,运动时间为t秒.当t>3时,请直接写出S与t之间的函数关系式为 S=﹣+160t﹣240 (不必写出t的取值范围).
【分析】(1)把A、B两点坐标代入抛物线的表达式即可;
(2)作CE⊥OA,交AB于F,设点E和F的坐标,根据三角形面积公式表示出三角形ABC的面积函数表达式,进而根据二次函数性质求得结果;
(3)根据计算得出t>3时,重合部分是五边形,可用正方形的面积减去两个三角形面积,根据面积比等于相似比的平分表示出△GOH和△IJF的面积,进而表示出S.
解:(1)由题意得,
,
∴,
∴y=+﹣15,
设AB的函数表达式是y=kx+b,
∴,
∴,
∴y=﹣x﹣15;
(2)如图1,
△ABC的面积记作S,
作CE⊥OA于E,交AB于F,
设C(a,a2+a﹣15),F(a,﹣a﹣15),
∴EF=(﹣﹣(+﹣15)=﹣﹣a,
∴S=EF•AO=(﹣﹣a)×20=﹣(a+10)2+225,
∴当a=﹣10时,S最大=225,
当a=﹣10时,y=+﹣15=﹣30,
∴C(﹣10,﹣30);
(3)如图2,
作AN⊥OD于N,
∵C(﹣10,﹣30),
∴OC的解析式是:y=3x,
由得,
,
∴D(﹣4,﹣12),
∵A(﹣20,0),OD=4,
∴AD=20,ON=2,
∴OA=AD,S△AON=60,
∵OE=t,OD=4,
∴DE=4﹣t,
∴JE=3(4﹣t),
∴IJ=EF﹣JE=t﹣3(4﹣t)=4(t﹣3),
可得:△GFI∽△OGH∽△ANO,
∴=()2=[]2,=()2=()2,
∴S△IJF=(t﹣3)2,S△GOH=,
∴S=S正方形OEFG﹣S△IJF﹣S△GOH
=10t2﹣t2﹣(t﹣3)2
=﹣+160t﹣240,
故答案是:S=﹣+160t﹣240.
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