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黑龙江省齐齐哈尔市铁锋区2021-2022学年九年级上学期期中数学【试卷+答案】
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这是一份黑龙江省齐齐哈尔市铁锋区2021-2022学年九年级上学期期中数学【试卷+答案】,共24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学年黑龙江省齐齐哈尔市铁锋区九年级第一学期期中数学试卷
一、选择题(每小题3分,共30分)
1.一元二次方程3x2﹣6x+1=0的二次项系数、一次项系数分别是( )
A.3,﹣6 B.3,1 C.﹣6,1 D.3,6
2.下列图形绕某点旋转180°后,不能与原来图形重合的是( )
A. B. C. D.
3.与抛物线y=﹣x2+2x﹣7的形状、开口方向都相同,只有位置不同的抛物线是( )
A.y=x2+2x﹣7 B.y=x2
C.y=+2x﹣7 D.y=﹣x2+
4.将抛物线y=2(x﹣4)2﹣1先向左平移4个单位长度,再向上平移2个单位长度,平移后所得抛物线的解析式为( )
A.y=2x2+1 B.y=2x2﹣3
C.y=2(x﹣8)2+1 D.y=2(x﹣8)2﹣3
5.如图,⊙O是△ABC的外接圆,∠ACO=45°,则∠B的度数为( )
A.30° B.35° C.40° D.45°
7.若A(﹣2,y1),B(1,y2),C(2,y3)是抛物线y=2(x﹣1)2+3上的三个点,则y1,y2,y3的大小关系是( )
A.y1>y2>y3 B.y1>y3>y2 C.y3>y2>y1 D.y3>y1>y2
8.已知二次函数y=ax2+bx+c的x、y的部分对应值如下表:
x
﹣1
0
1
2
3
y
5
1
﹣1
﹣1
1
则该二次函数图象的对称轴为( )
A.y轴 B.直线x= C.直线x=2 D.直线x=
9.如图,正方形ABCD的边长为3cm,动点P从B点出发以3cm/s的速度沿着边BC﹣CD﹣DA运动,到达A点停止运动;另一动点Q同时从B点出发,以1cm/s的速度沿着边BA向A点运动,到达A点停止运动.设P点运动时间为x(s),△BPQ的面积为y(cm2),则y关于x的函数图象是( )
A. B.
C. D.
10.已知二次函数y=ax2+bx+c的图象如图所示,其对称轴为直线x=﹣1,给出下列结论:(1)b2>4ac; (2)abc>0;(3)2a+b=0;(4)a+b+c>0;(5)a﹣b+c<0.其中正确的结论有( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
二、填空题(每小题3分,共21分)
11.点(﹣2,5)关于原点对称的点的坐标是 .
12.抛物线y=x2﹣2x﹣2的顶点坐标是 .
13.某村种的水稻前年平均每公顷产7 200kg,今年平均每公顷产8 450kg.设这两年该村水稻每公顷产量的年平均增长率为x,根据题意,所列方程为 .
14.在⊙O中,AB为直径,CD为弦,点D不与点A重合,已知∠CAB=50°,则∠ADC= .
15.三角形两边的长分别是8和6,第三边的长是一元二次方程x2﹣16x+60=0的一个实数根,则该三角形的面积是 .
16.如图,⊙O的半径为3cm,B为⊙O外一点,OB交⊙O于点A,AB=OA,动点P从点A出发,以πcm/s的速度在⊙O上按逆时针方向运动一周回到点A立即停止.当点P运动的时间为 s时,BP与⊙O相切.
17.如图,已知点A在第一象限,AB垂直x轴,点B为垂足,OB=1,AB=,∠BOA=60°,将点A绕原点O顺时针旋转60°后的对应点为A1,将点A1再绕原点O顺时针旋60°后的对应点为A2,按此作法继续下去,则点A2021的坐标是 .
三、解答题(满分69分)
18.解方程:
(1)x2﹣4x﹣3=0.
(2)x2+4x﹣5=0.
19.如图,在4×4的方格纸中,△ABC的三个顶点都在格点上.
(1)在图1中,画出一个与△ABC成中心对称的格点三角形;
(2)在图2中,画出一个与△ABC成轴对称且与△ABC有公共边的格点三角形;
(3)在图3中,画出△ABC绕着点C按顺时针方向旋转90°后的三角形;
(4)在图4中,画出所有格点△BCD,使△BCD为等腰直角三角形,且S△BCD=4.
20.已知一元二次方程x2﹣2(k﹣1)x+k2+3=0有两个根分别为x1,x2.
(1)求k的取值范围;
(2)若原方程的两个根x1,x2满足(x1+2)(x2+2)=8,求k的值.
21.如图,已知AB是⊙O的直径,∠ACD=30°.
(1)求∠DAB的度数.
(2)过点D作DE⊥AB,垂足为E,DE的延长线交⊙O于点F.若AB=4,求EF的长.
22.某水果批发商销售每箱进价为40元的苹果,物价部门规定每箱售价不得高于55元,市场调查发现:若每箱以50元的价格出售,平均每天销售80箱,价格每提高1元,平均每天少销售2箱.
(1)求平均每天销售量y(箱)与销售价x(元/箱)之间的函数关系式;
(2)求该批发商平均每天的销售利润w(元)与销售价x(元/箱)之间的函数关系式;
(3)当每箱苹果的销售价为多少元时,可以获得最大利润?最大利润是多少?
23.综合与实践
已知:如图1和图2,四边形ABCD中,AB=AD,∠BAD=90°,点E、F分别在BC、CD上,∠EAF=45°.
问题探究:
(1)如图2,若∠B、∠ADC都是直角,把△ABE绕点A逆时针旋转90°至△ADG,使AB与AD重合,则∠FAG= 度,线段BE、DF和EF之间的数量关系为 ;
问题再探:
(2)如图2,若∠B、∠D都不是直角,但满足∠B+∠D=180°,线段BE、DF和EF之间的数量关系是否仍然成立,若成立,请写出证明过程;若不成立,请说明理由.
拓展应用:
(3)如图3,在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC=4.点D、E均在边BC边上,且∠DAE=45°,若BD=2,则DE的长为 .
24.综合与探究
如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx﹣4(a≠0)与x轴交于点A(﹣1,0),B(4,0),与y轴交于点C.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)直线l为该抛物线的对称轴,点D与点C关于直线l对称,点P为直线AD下方抛物线上一动点,连接PA,PD,求△PAD面积的最大值.
(3)若点M在直线l上,点N在x轴上,是否存在点N,使以A,D,M,N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,直接写出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
参考答案
一、选择题(每小题3分,共30分)
1.一元二次方程3x2﹣6x+1=0的二次项系数、一次项系数分别是( )
A.3,﹣6 B.3,1 C.﹣6,1 D.3,6
【分析】找出所求的二次项系数、一次项系数即可.
解:一元二次方程3x2﹣6x+1=0的二次项系数,一次项系数分别是3,﹣6.
故选:A.
2.下列图形绕某点旋转180°后,不能与原来图形重合的是( )
A. B. C. D.
【分析】根据中心对称图形的概念求解.
解:A、是中心对称图形,能与原来图形重合,故不符合题意;
B、不是中心对称图形,不能与原来图形重合,故符合题意;
C、是中心对称图形,能与原来图形重合,故不符合题意;
D、是中心对称图形,能与原来图形重合,故不符合题意.
故选:B.
3.与抛物线y=﹣x2+2x﹣7的形状、开口方向都相同,只有位置不同的抛物线是( )
A.y=x2+2x﹣7 B.y=x2
C.y=+2x﹣7 D.y=﹣x2+
【分析】根据已知抛物线的解析式可以确定其形状、开口方向,也可以确定其顶点的坐标,然后和选项比较即可求解.
解:∵抛物线y=﹣x2+2x﹣7,
∴a=﹣,开口向下,
∴y=﹣x2+与其开口方向相同、形状相同,位置不同.
故选:D.
4.将抛物线y=2(x﹣4)2﹣1先向左平移4个单位长度,再向上平移2个单位长度,平移后所得抛物线的解析式为( )
A.y=2x2+1 B.y=2x2﹣3
C.y=2(x﹣8)2+1 D.y=2(x﹣8)2﹣3
【分析】根据平移的规律即可得到平移后函数解析式.
解:抛物线y=2(x﹣4)2﹣1先向左平移4个单位长度,得到的抛物线解析式为y=2(x﹣4+4)2﹣1,即y=2x2﹣1,再向上平移2个单位长度得到的抛物线解析式为y=2x2﹣1+2,即y=2x2+1;
故选:A.
5.如图,⊙O是△ABC的外接圆,∠ACO=45°,则∠B的度数为( )
A.30° B.35° C.40° D.45°
【分析】先根据OA=OC,∠ACO=45°可得出∠OAC=45°,故可得出∠AOC的度数,再由圆周角定理即可得出结论.
解:∵OA=OC,∠ACO=45°,
∴∠OAC=45°,
∴∠AOC=180°﹣45°﹣45°=90°,
∴∠B=∠AOC=45°.
故选:D.
7.若A(﹣2,y1),B(1,y2),C(2,y3)是抛物线y=2(x﹣1)2+3上的三个点,则y1,y2,y3的大小关系是( )
A.y1>y2>y3 B.y1>y3>y2 C.y3>y2>y1 D.y3>y1>y2
【分析】把三个点的横坐标代入抛物线的解析式,分别求出对应的y值进行比较即可.
解:当x=﹣2时,y1=2×(﹣2﹣1)2+3=21;当x=1时,y2=3;当x=2时,y3=5;
∴y1>y3>y2.
故选:B.
8.已知二次函数y=ax2+bx+c的x、y的部分对应值如下表:
x
﹣1
0
1
2
3
y
5
1
﹣1
﹣1
1
则该二次函数图象的对称轴为( )
A.y轴 B.直线x= C.直线x=2 D.直线x=
【分析】由于x=1、2时的函数值相等,然后根据二次函数的对称性列式计算即可得解.
解:∵x=1和2时的函数值都是﹣1,
∴对称轴为直线x==.
故选:D.
9.如图,正方形ABCD的边长为3cm,动点P从B点出发以3cm/s的速度沿着边BC﹣CD﹣DA运动,到达A点停止运动;另一动点Q同时从B点出发,以1cm/s的速度沿着边BA向A点运动,到达A点停止运动.设P点运动时间为x(s),△BPQ的面积为y(cm2),则y关于x的函数图象是( )
A. B.
C. D.
【分析】首先根据正方形的边长与动点P、Q的速度可知动点Q始终在AB边上,而动点P可以在BC边、CD边、AD边上,再分三种情况进行讨论:①0≤x≤1;②1<x≤2;③2<x≤3;分别求出y关于x的函数解析式,然后根据函数的图象与性质即可求解.
解:由题意可得BQ=x.
①0≤x≤1时,P点在BC边上,BP=3x,
则△BPQ的面积=BP•BQ,
解y=•3x•x=x2;故A选项错误;
②1<x≤2时,P点在CD边上,
则△BPQ的面积=BQ•BC,
解y=•x•3=x;故B选项错误;
③2<x≤3时,P点在AD边上,AP=9﹣3x,
则△BPQ的面积=AP•BQ,
解y=•(9﹣3x)•x=x﹣x2;故D选项错误.
故选:C.
10.已知二次函数y=ax2+bx+c的图象如图所示,其对称轴为直线x=﹣1,给出下列结论:(1)b2>4ac; (2)abc>0;(3)2a+b=0;(4)a+b+c>0;(5)a﹣b+c<0.其中正确的结论有( )
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
【分析】根据抛物线与x轴交点的个数判定根的判别式的符号;由抛物线的开口方向,抛物线与y轴的交点位置以及抛物线对称轴可以判定a、b、c的符号;由x=1和x=﹣1可以得到相应的y值的符号.
解:(1)抛物线与x轴有2个交点,则b2﹣4ac>0,则b2>4ac,故(1)正确;
(2)抛物线开口方向向上,则a>0.
抛物线与y轴交于负半轴,则c<0.
对称轴在y轴的左侧,a、b同号,即b>0.
所以abc<0.故(2)错误;
(3)对称轴x=﹣=﹣1,则b﹣2a=0,故(3)错误;
(4)如图,当x=1时,y>0,即a+b+c>0,故(4)正确;
(5)如图,当x=﹣时,y<0,即a﹣b+c<0.故(5)正确;
综上所述,正确的个数是3个.
故选:B.
二、填空题(每小题3分,共21分)
11.点(﹣2,5)关于原点对称的点的坐标是 (2,﹣5) .
【分析】根据“平面直角坐标系中任意一点P(x,y),关于原点的对称点是(﹣x,﹣y),即关于原点的对称点,横纵坐标都变成相反数”解答.
解:根据关于原点对称的点的坐标的特点,
∴点(﹣2,5)关于原点过对称的点的坐标是(2,﹣5).
故答案为:(2,﹣5).
12.抛物线y=x2﹣2x﹣2的顶点坐标是 (1,﹣3) .
【分析】利用配方法化为顶点式求得顶点坐标即可.
解:y=x2﹣2x﹣2=x2﹣2x+1﹣3=(x﹣1)2﹣3,
所以顶点的坐标是(1,﹣3).
故答案为(1,﹣3).
13.某村种的水稻前年平均每公顷产7 200kg,今年平均每公顷产8 450kg.设这两年该村水稻每公顷产量的年平均增长率为x,根据题意,所列方程为 7200(1+x)2=8450 .
【分析】由题意得:第一年水稻产量7200(1+x),第二年水稻产量:7200(1+x)(1+x),进而可得方程7200(1+x)2=8450.
解:设这两年该村水稻每公顷产量的年平均增长率为x,根据题意得:
7200(1+x)2=8450,
故答案为:7200(1+x)2=8450.
14.在⊙O中,AB为直径,CD为弦,点D不与点A重合,已知∠CAB=50°,则∠ADC= 40°或140° .
【分析】分两种情形:当点D在AC的右侧时,当点D′在AC的左侧时,分别求解即可.
解:如图,当点D在AC的右侧时,连接BC.
∵AB是直径,
∴∠ACB=90°,
∵∠CAB=50°,
∴∠ABC=∠ADC]=90°﹣50°=40°,
当点D′在AC的左侧时,∠AD′C=180°﹣∠D=140°,
综上所述,∠ADC=40°或140°,
故答案为:40°或140°.
15.三角形两边的长分别是8和6,第三边的长是一元二次方程x2﹣16x+60=0的一个实数根,则该三角形的面积是 24或8 .
【分析】由x2﹣16x+60=0,可利用因式分解法求得x的值,然后分别从x=6时,是等腰三角形;与x=10时,是直角三角形去分析求解即可求得答案.
解:∵x2﹣16x+60=0,
∴(x﹣6)(x﹣10)=0,
解得:x1=6,x2=10,
当x=6时,则三角形是等腰三角形,如图①:AB=AC=6,BC=8,AD是高,
∴BD=4,AD==2,
∴S△ABC=BC•AD=×8×2=8;
当x=10时,如图②,AC=6,BC=8,AB=10,
∵AC2+BC2=AB2,
∴△ABC是直角三角形,∠C=90°,
S△ABC=BC•AC=×8×6=24.
∴该三角形的面积是:24或8.
故答案为:24或8.
16.如图,⊙O的半径为3cm,B为⊙O外一点,OB交⊙O于点A,AB=OA,动点P从点A出发,以πcm/s的速度在⊙O上按逆时针方向运动一周回到点A立即停止.当点P运动的时间为 1或5 s时,BP与⊙O相切.
【分析】根据切线的判定与性质进行分析即可.若BP与⊙O相切,则∠OPB=90°,又因为OB=2OP,可得∠B=30°,则∠BOP=60°;根据弧长公式求得长,除以速度,即可求得时间.
解:连接OP;
∵当OP⊥PB时,BP与⊙O相切,
∵AB=OA,OA=OP,
∴OB=2OP,∠OPB=90°;
∴∠B=30°;
∴∠O=60°;
∵OA=3cm,
∴==π,圆的周长为:6π,
∴点P运动的距离为π或6π﹣π=5π;
∴当t=1或5时,有BP与⊙O相切.
17.如图,已知点A在第一象限,AB垂直x轴,点B为垂足,OB=1,AB=,∠BOA=60°,将点A绕原点O顺时针旋转60°后的对应点为A1,将点A1再绕原点O顺时针旋60°后的对应点为A2,按此作法继续下去,则点A2021的坐标是 (﹣1,) .
【分析】根据图形旋转的规律得出每旋转6次坐标一循环,求出点A2021的坐标与点A5坐标相同,进而可得出答案.
解:∵将点A绕原点O顺时针旋转60°后的对应点为A1,将点A1绕原点O顺时针旋转60°后的对应点为A2,依此作法继续下去,
∴得出每旋转=6次坐标一循环,得出2021÷6=336余5,即点A2021的坐标与点A5坐标相同,
即可得出点A5与点A关于y轴对称,
∵A(1,),
∴A5点坐标为:(﹣1,),
∴点A2021的坐标是(﹣1,),
故答案为:(﹣1,).
三、解答题(满分69分)
18.解方程:
(1)x2﹣4x﹣3=0.
(2)x2+4x﹣5=0.
【分析】(1)利用配方法解方程;
(2)利用因式分解法解方程.
解:(1)x2﹣4x﹣3=0,
x2﹣4x=3,
则x2﹣4x+4=3+4,即(x﹣2)2=7,
∴x﹣2=±,
∴x1=2+,x2=2﹣;
(2)x2+4x﹣5=0,
(x+5)(x﹣1)=0,
∴x+5=0或x﹣1=0,
解得x1=﹣5,x2=1.
19.如图,在4×4的方格纸中,△ABC的三个顶点都在格点上.
(1)在图1中,画出一个与△ABC成中心对称的格点三角形;
(2)在图2中,画出一个与△ABC成轴对称且与△ABC有公共边的格点三角形;
(3)在图3中,画出△ABC绕着点C按顺时针方向旋转90°后的三角形;
(4)在图4中,画出所有格点△BCD,使△BCD为等腰直角三角形,且S△BCD=4.
【分析】(1)如图①,以点C为对称中心画出△DEC;
(2)如图②,以AC边所在的性质为对称轴画出△ADC;
(3)如图③,利用网格特点和旋转的性质画出A、B的对应点D、E,从而得到△DEC;
(4)如图④,利用等腰三角形的性质和网格特点作图.
解:(1)如图①,△DEC为所作;
(2)如图②,△ADC为所作;
(3)如图③,△DEC为所作;
(4)如图④,△BCD和△BCD′为所作.
20.已知一元二次方程x2﹣2(k﹣1)x+k2+3=0有两个根分别为x1,x2.
(1)求k的取值范围;
(2)若原方程的两个根x1,x2满足(x1+2)(x2+2)=8,求k的值.
【分析】(1)根据判别式的意义得到Δ=[﹣2(k﹣1)]2﹣4(k2+3)≥0,然后解不等式即可;
(2)根据根与系数的关系得到得x1+x2=2(k﹣1),,将两根之和和两根之积代入代数式求k的值即可.
解:(1)∵一元二次方程x2﹣2(k﹣1)x+k2+3=0有两个根分别为x1,x2
∴Δ=[﹣2(k﹣1)]2﹣4(k2+3)≥0,
∴4(k﹣1)2﹣4(k2+3)≥0,
∴(k﹣1)2﹣(k2+3)≥0,
∴k2﹣2k+1﹣k2﹣3≥0,
∴﹣2k﹣2≥0,
∴k≤﹣1;
(2)∵x1+x2=2(k﹣1),,
又(x1+2)(x2+2)=8,
∴x1x2+2(x1+x2)+4=8,
∴k2+3+4(k﹣1)﹣4=0,
∴k2+4k﹣5=0,
∴k1=﹣5,k2=1,
∵k≤﹣1,
∴k=﹣5.
21.如图,已知AB是⊙O的直径,∠ACD=30°.
(1)求∠DAB的度数.
(2)过点D作DE⊥AB,垂足为E,DE的延长线交⊙O于点F.若AB=4,求EF的长.
【分析】(1)连接BD,证明∠ADB=90°,求出∠ABD,可得结论;
(2)连接OD,证明△AOD是等边三角形,可得结论.
解:(1)连接BD.
∵AB是直径,
∴∠ADB=90°,
∵∠ABC=∠ACD=30°,
∴∠DAB=90°﹣∠ABD=60°;
(2)连接OD.
∵OA=OD,∠OAD=60°,
∴△AOD是等边三角形,
∴∠AOD=60°,OA=OD=2,
∵AB⊥CD,
∴DE=EF,
∵DE=OD•sin60°=,
∴EF=.
22.某水果批发商销售每箱进价为40元的苹果,物价部门规定每箱售价不得高于55元,市场调查发现:若每箱以50元的价格出售,平均每天销售80箱,价格每提高1元,平均每天少销售2箱.
(1)求平均每天销售量y(箱)与销售价x(元/箱)之间的函数关系式;
(2)求该批发商平均每天的销售利润w(元)与销售价x(元/箱)之间的函数关系式;
(3)当每箱苹果的销售价为多少元时,可以获得最大利润?最大利润是多少?
【分析】本题是通过构建函数模型解答销售利润的问题.依据题意易得出平均每天销售量(y)与销售价x(元/箱)之间的函数关系式为y=80﹣2(x﹣50),然后根据销售利润=销售量×(售价﹣进价),列出平均每天的销售利润w(元)与销售价x(元/箱)之间的函数关系式,再依据函数的增减性求得最大利润.
解:(1)由题意得:y=80﹣2(x﹣50)化简得:y=﹣2x+180;
(2)由题意得:w=(x﹣40)y
=(x﹣40)(﹣2x+180)
=﹣2x2+260x﹣7200;
(3)w=﹣2x2+260x﹣7200
∵a=﹣2<0,∴抛物线开口向下. 当x=65时,w有最大值.
又x<65,w随x的增大而增大.∴当x=55元时,w的最大值为1050元.
∴当每箱苹果的销售价为55元时,可以获得1050元的最大利润.
23.综合与实践
已知:如图1和图2,四边形ABCD中,AB=AD,∠BAD=90°,点E、F分别在BC、CD上,∠EAF=45°.
问题探究:
(1)如图2,若∠B、∠ADC都是直角,把△ABE绕点A逆时针旋转90°至△ADG,使AB与AD重合,则∠FAG= 45 度,线段BE、DF和EF之间的数量关系为 EF=BE+DF ;
问题再探:
(2)如图2,若∠B、∠D都不是直角,但满足∠B+∠D=180°,线段BE、DF和EF之间的数量关系是否仍然成立,若成立,请写出证明过程;若不成立,请说明理由.
拓展应用:
(3)如图3,在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC=4.点D、E均在边BC边上,且∠DAE=45°,若BD=2,则DE的长为 .
【分析】(1)①根据旋转的性质得出AE=AG,∠BAE=∠DAG,BE=DG,求出∠EAF=∠GAF=45°,根据SAS推出△EAF≌△GAF,根据全等三角形的性质得出EF=GF,即可求出答案;
②根据旋转的性质作辅助线,得出AE=AG,∠B=∠ADG,∠BAE=∠DAG,求出C、D、G在一条直线上,根据SAS推出△EAF≌△GAF,根据全等三角形的性质得出EF=GF,即可求出答案;
(2)如图3,同理作旋转三角形,根据等腰直角三角形性质和勾股定理求出∠ABC=∠C=45°,BC=4,根据旋转的性质得出AF=AE,∠FBA=∠C=45°,∠BAF=∠CAE,求出∠FAD=∠DAE=45°,证明△FAD≌△EAD,根据全等得出DF=DE,设DE=x,则DF=x,BF=CE=3﹣x,根据勾股定理得出方程,求出x即可.
解:(1)如图1,∵把△ABE绕点A逆时针旋转90°至△ADG,使AB与AD重合,
∴AE=AG,∠BAE=∠DAG,BE=DG,∠B=∠ADG=90°,
∵∠ADC=90°,
∴∠ADC+∠ADG=180°
∴F、D、G共线,
∵∠BAD=90°,∠EAF=45°,
∴∠BAE+∠DAF=45°,
∴∠DAG+∠DAF=45°,
即∠EAF=∠GAF=45°,
在△EAF和△GAF中,
,
∴△EAF≌△GAF(SAS),
∴EF=GF,
∵BE=DG,
∴EF=GF=DF+DG=BE+DF,
故答案为:45,EF=BE+DF;
(2)成立.
理由:如图2,把△ABE绕A点旋转到△ADG,使AB和AD重合,
则AE=AG,∠B=∠ADG,∠BAE=∠DAG,
∵∠B+∠ADC=180°,
∴∠ADC+∠ADG=180°,
∴C、D、G在一条直线上,
与①同理得,∠EAF=∠GAF=45°,
在△EAF和△GAF中,
,
∴△EAF≌△GAF(SAS),
∴EF=GF,
∵BE=DG,
∴EF=GF=BE+DF;
(3)解:∵△ABC中,AB=AC=4,∠BAC=90°,
∴∠ABC=∠C=45°,
由勾股定理得:BC===8,
如图3,把△AEC绕A点旋转到△AFB,使AB和AC重合,连接DF.则AF=AE,∠FBA=∠C=45°,∠BAF=∠CAE,
∵∠DAE=45°,
∴∠FAD=∠FAB+∠BAD=∠CAE+∠BAD=∠BAC﹣∠DAE=90°﹣45°=45°,
∴∠FAD=∠DAE=45°,
在△FAD和△EAD中,
,
∴△FAD≌△EAD(SAS),
∴DF=DE,
设DE=x,则DF=x,
∵BC=8,
∴BF=CE=8﹣2﹣x=6﹣x,
∵∠FBA=45°,∠ABC=45°,
∴∠FBD=90°,
由勾股定理得:DF2=BF2+BD2,
x2=(6﹣x)2+22,
解得:x=,
即DE=.
故答案为:.
24.综合与探究
如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx﹣4(a≠0)与x轴交于点A(﹣1,0),B(4,0),与y轴交于点C.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)直线l为该抛物线的对称轴,点D与点C关于直线l对称,点P为直线AD下方抛物线上一动点,连接PA,PD,求△PAD面积的最大值.
(3)若点M在直线l上,点N在x轴上,是否存在点N,使以A,D,M,N为顶点的四边形是平行四边形?若存在,直接写出点N的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)直接代入点A,B坐标即可;
(2)作PE∥y轴交直线AD于H,通过铅垂高表示出△APD的面积即可求出最大面积;
(3)以A,D,M,N为顶点的四边形是平行四边形,分平行四边形ADMN、ADNM和AMDN三种情况讨论即可.
解:(1)将A(﹣1,0),B(4,0)代入y=ax2+bx﹣4,
得,
∴,
∴y=x2﹣3x﹣4;
(2)当x=0时,y=﹣4,
∴点C(0,﹣4),
∵点D与点C关于直线l对称,且对称轴为直线x=,
∴D(3,﹣4),
∵A(﹣1,0),
∴设直线AD:y=kx+d,
则,
解得,
∴直线AD的函数关系式为:y=﹣x﹣1,
设P(m,m2﹣3m﹣4),
作PH∥y轴交直线AD于H,
∴H(m,﹣m﹣1),
∴PH=﹣m﹣1﹣(m2﹣3m﹣4)=﹣m2+2m+3,
∴S△APD=PH×4=2(﹣m2+2m+3)=﹣2m2+4m+6,
当m==1时,S△APD最大为8;
(3)∵点M在直线l上,点N在x轴上,D(3,﹣4),A(﹣1,0),
∴设N(n,0),
①若以A,D,M,N为顶点的四边形是平行四边形ADMN,
∵xA+xM=xD+xN,
∴﹣1+=3+n,
解得n=﹣,
∴N(﹣,0);
②若以A,D,M,N为顶点的四边形是平行四边形ADNM,
∵xA+xN=xD+xM,
∴﹣1+n=3+,
解得n=,
∴N(,0);
③若以A,D,M,N为顶点的四边形是平行四边形AMDN,
∵xA+xD=xM+xN,
∴﹣1+3=+n,
解得n=,
∴N(,0).
综上,N的坐标为(﹣,0)或(,0)或(,0).
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