2021年江苏省无锡市梁溪区中考数学模拟试卷(word版 含答案)
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这是一份2021年江苏省无锡市梁溪区中考数学模拟试卷(word版 含答案),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年江苏省无锡市梁溪区中考数学模拟试卷(4月份)
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分.在每小题所给出的四个选项中,只有一项是正确的,请用2B铅笔把答题卡上相应的选项标号涂黑)
1.(3分)5的相反数是( )
A.5 B.﹣5 C.±5 D.
2.(3分)函数y=中自变量x的取值范围是( )
A.x≥0 B.x≥2 C.x≤2 D.x<2
3.(3分)下列计算中,正确的是( )
A.a•a2=a2 B.a+a=a2 C.(a3)3=a6 D.2a•a=2a2
4.(3分)若方程(m﹣1)x2+x+=0是关于x的一元二次方程,则下列结论正确的是( )
A.m≥2 B.m≤2 C.m≤2且m≠1 D.m≠1
5.(3分)一射击运动员在一次射击练习中打出的成绩是(单位:环):7,8,9,8,6,9,10,9,这组数据的众数是( )
A.9 B.8.5 C.8 D.7
6.(3分)如图所示几何体的俯视图是( )
A. B. C. D.
7.(3分)下列图形中,既是轴对称图形又是中心对称图形的是( )
A.三角形 B.平行四边形 C.正方形 D.梯形
8.(3分)抛物线y=(x+1)2﹣2的顶点坐标为( )
A.(1,﹣2) B.(1,2) C.(﹣1,﹣2) D.(﹣1,2)
9.(3分)如图,Rt△ABC中,∠C=90°,AC=3,BC=4,D、E、F分别是AB、BC、AC边上的动点,则△DEF的周长的最小值是( )
A.2.5 B.3.5 C.4.8 D.6
10.(3分)如图,在平面直角坐标系中,矩形OABC的顶点A、C在坐标轴上,B在第一象限,反比例函数y=(k>0)的图象经过OB中点E,与AB交于点F,将矩形沿直线EF翻折,点B恰好与点O重合.若矩形面积为10,则点B坐标是( )
A.(5,2) B.(5,2) C.(2,) D.(2,)
二、填空题(本大题共8小题,每小题2分,共16分.不需写出解答过程,只需把答案直接填写在答题卡上相应的位置处)
11.(2分)分解因式:x2﹣5x= .
12.(2分)今年鼋头渚风景区每天最大承载量核定为96000人,用科学记数法表示这个数据是 .
13.(2分)已知二次根式3,请写出一个它的同类二次根式: .
14.(2分)方程=的解为 .
15.(2分)若一个多边形的每一个外角都等于40°,则这个多边形的边数是 .
16.(2分)已知圆锥的底面半径是2cm,母线长为3cm,则圆锥的侧面积为 cm2.
17.(2分)已知矩形ABCD中,AB=4,BC=6,E为BC中点,F为AB边上一动点,连EF,点B关于EF的对称点记做B′,则DB′的最小值是 .
18.(2分)已知A(a,2)、B(4,b)都在一次函数y=x+3的图象上,把函数图象平移一段距离后,若线段AB扫过的面积为12,则此时新图象对应的函数表达式是 .
三、解答题(本大题共10小题,共84分.请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
19.(8分)计算:
(1)﹣()﹣1+|﹣2|;
(2)(a+1)2﹣(a+3)(a﹣3).
20.(8分)(1)解方程:x2﹣4x﹣3=0;
(2)解不等式组:.
21.(8分)如图,△ABC≌△DEF,AM、DN分别是△ABC和△DEF的中线.求证:AM=DN.
22.(8分)有1、2、3、4、5这五个数字,从中随机抽取两个数字.求所抽取的两个数字之和大于余下三个数字之和的概率.(请用“画树状图”或“列表”等方法写出分析过程)
23.(8分)某校为了解全校2400名学生的视力情况,进行了一次视力抽样调查,并将调查所得的数据整理如下.
视力
频数/人
频率
4.0≤x<4.3
22
0.11
4.3≤x<4.6
42
b
4.6≤x<4.9
66
0.33
4.9≤x<5.2
a
0.3
5.2≤x<5.5
10
0.05
根据以上图表信息,解答下列问题:
(1)表中的a= ,b= .
(2)请在答题卡上把频数分布直方图补充完整.(画图后请标注相应的数据)
(3)该校学生视力达到4.9及以上的学生共约有多少人?
24.(8分)小明为练习书法,去商店购买书法用品,购买发票上有部分信息不慎被墨汁污染导致无法识别,如下表所示.
请解答下列问题:
名称
单价(元)
数量
金额(元)
墨水
15
■(瓶)
■
毛笔
40
■(支)
■
字帖
■
2(本)
90
合计
5(件)
185
(1)小明购买墨水和毛笔各多少?
(2)若小明再次购买墨水和字帖两种用品共花费150元,则有哪几种不同的购买方案?
25.(8分)如图,AB是⊙O的直径,弦CD⊥AB,P为上一点,PC、PD分别与直线AB交于M、N,延长DC至点E,使得∠CPE=∠PDC.
(1)求证:PE是⊙O的切线;
(2)若OM•ON=6,求AB的长.
26.(8分)如图,已知四边形ABCD的四个顶点的坐标为A(﹣1,﹣1),B(3,﹣1),C(1,2),D(﹣1,1).请用不含刻度的直尺和圆规作图并解答问题:
(1)请在图中作出这个平面直角坐标系;
(2)过点A作一条直线把四边形ABCD的面积二等分,并直接写出该直线对应的函数表达式.
27.(10分)如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=ax2+bx+3的图象与坐标轴分别交于A、B、C,其中A(﹣1,0),图象的对称轴直线l1交BC于E,且CE:EB=1:2,平行于x轴的直线l2交y轴于F(0,5).
(1)求这个二次函数的表达式;
(2)P为函数图象上一点,P到直线l2的距离为d,试说明在l1上存在一定点Q,无论P在何处,始终有d﹣PQ=.
28.(10分)如图,在平面直角坐标系中,已知菱形ABCD,A(﹣3,0),B(2,0),D在y轴上.直线l从BC出发,以每秒1个单位长度的速度沿CD向左平移,分别与CD、BD交于E、F.设△DEF的面积为S,直线l平移时间为t(s)(0<t<5).
(1)求点C的坐标;
(2)求S与t的函数表达式;
(3)过点B作BG⊥l,垂足为G,连接AF、AG,设△AFG的面积为S1,△BFG的面积为S2,当S1+S2=S时,若点P(1﹣a,a+3)在△DEF内部(不包括边),求a的取值范围.
2021年江苏省无锡市梁溪区中考数学模拟试卷(4月份)
参考答案与试题解析
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分.在每小题所给出的四个选项中,只有一项是正确的,请用2B铅笔把答题卡上相应的选项标号涂黑)
1.(3分)5的相反数是( )
A.5 B.﹣5 C.±5 D.
【分析】根据相反数的概念解答即可.
【解答】解:根据相反数的定义有:5的相反数是﹣5.
故选:B.
2.(3分)函数y=中自变量x的取值范围是( )
A.x≥0 B.x≥2 C.x≤2 D.x<2
【分析】根据二次根式有意义的条件,进行选择即可.
【解答】解:x﹣2≥0,
x≥2,
故选:B.
3.(3分)下列计算中,正确的是( )
A.a•a2=a2 B.a+a=a2 C.(a3)3=a6 D.2a•a=2a2
【分析】根据单项式乘单项式、合并同类项、幂的乘方进行计算,判断即可.
【解答】解:A、a•a2=a1+2=a3,本选项计算错误;
B、a+a=2a,本选项计算错误;
C、(a3)3=a3×3=a9,本选项计算错误;
D、2a•a=2a2,本选项计算正确;
故选:D.
4.(3分)若方程(m﹣1)x2+x+=0是关于x的一元二次方程,则下列结论正确的是( )
A.m≥2 B.m≤2 C.m≤2且m≠1 D.m≠1
【分析】根据一元二次方程的定义列式求出m的值,即可进行选择.
【解答】解:∵(m﹣1)x2+x+=0是关于x的一元二次方程,
∴m﹣1≠0,
解得m≠1,
故选:D.
5.(3分)一射击运动员在一次射击练习中打出的成绩是(单位:环):7,8,9,8,6,9,10,9,这组数据的众数是( )
A.9 B.8.5 C.8 D.7
【分析】将题目中的数据按照从小到大排列,即可得到这组数据的众数,本题得以解决.
【解答】解:数据7,8,9,8,6,9,10,9按照从小到大排列是:6,7,8,8,9,9,9,10,
故这组数据的众数是9,
故选:A.
6.(3分)如图所示几何体的俯视图是( )
A. B. C. D.
【分析】根据从上面看得到的图形是俯视图,可得答案.
【解答】解:从上面看,是一行三个矩形.
故选:D.
7.(3分)下列图形中,既是轴对称图形又是中心对称图形的是( )
A.三角形 B.平行四边形 C.正方形 D.梯形
【分析】根据轴对称图形和中心对称图形的概念对各选项分析判断即可得解.
【解答】解:A.三角形既不是轴对称图形,也不是中心对称图形,故本选项不合题意;
B.平行四边形不是轴对称图形,是中心对称图形,故本选项不符合题意;
C.正方形既是轴对称图形,又是中心对称图形,故本选项符合题意;
D.梯形既不是轴对称图形,也不是中心对称图形,故本选项不符合题意.
故选:C.
8.(3分)抛物线y=(x+1)2﹣2的顶点坐标为( )
A.(1,﹣2) B.(1,2) C.(﹣1,﹣2) D.(﹣1,2)
【分析】根据二次函数的性质,由顶点式直接得出顶点坐标即可.
【解答】解:∵抛物线y=(x+1)2﹣2,
∴抛物线y=(x+1)2﹣2的顶点坐标为:(﹣1,﹣2),
故选:C.
9.(3分)如图,Rt△ABC中,∠C=90°,AC=3,BC=4,D、E、F分别是AB、BC、AC边上的动点,则△DEF的周长的最小值是( )
A.2.5 B.3.5 C.4.8 D.6
【分析】利用轴对称将DE、EF、DF转化为线度PQ,要求PQ最小,只要AE最小即可解答.
【解答】解:作E关于AB的对称点P,E关于AC的对称点Q,连接AP,AQ,
由对称性可知DE=PD,EF=QF,
∴C△DEF=DE+EF+DF=PD+DF+FQ,
∴C△DEF要想最小,只要PQ最小即可,
在△APQ中,AP=AQ,∠PAQ=2∠BAC,
∴只要AP最小,
∵AP=AE,
而E与C重合时,AE最小为3,
作AH⊥PQ于H,
在Rt△APH中,
∵∠PAH=∠BAC,
∴sin∠PAH=sin∠BAC,
∴,
∴PH=,
∴PQ=2PH=,
故选:C.
10.(3分)如图,在平面直角坐标系中,矩形OABC的顶点A、C在坐标轴上,B在第一象限,反比例函数y=(k>0)的图象经过OB中点E,与AB交于点F,将矩形沿直线EF翻折,点B恰好与点O重合.若矩形面积为10,则点B坐标是( )
A.(5,2) B.(5,2) C.(2,) D.(2,)
【分析】设点B坐标为(a,b)则点E坐标为(,),可用含a,b的式子表示k,点F纵坐标与点B纵坐标相同,则可以用含a,b式子表示出点F坐标,由翻折可得FO=BF,联立两点距离公式可求a,b的值.
【解答】解:设点B坐标为(a,b),则ab=10①,
∵点E为OB中点,
∴点E坐标为(,),
∴k=•===,y=,
yB=yF=b,
将y=b代入y=得x=,
∴点F坐标为(,b),
由翻折可得FB=FO,
∴a﹣=②,
联立方程①②解得b=或b=﹣(舍),
∴a==2.
∴点B坐标为(2,).
故选:D.
二、填空题(本大题共8小题,每小题2分,共16分.不需写出解答过程,只需把答案直接填写在答题卡上相应的位置处)
11.(2分)分解因式:x2﹣5x= x(x﹣5) .
【分析】直接提取公因式x分解因式即可.
【解答】解:x2﹣5x=x(x﹣5).
故答案为:x(x﹣5).
12.(2分)今年鼋头渚风景区每天最大承载量核定为96000人,用科学记数法表示这个数据是 9.6×104 .
【分析】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≥10时,n是正整数;当原数的绝对值<1时,n是负整数.
【解答】解:96000=9.6×104.
故答案为:9.6×104.
13.(2分)已知二次根式3,请写出一个它的同类二次根式: 2(答案不唯一) .
【分析】利用同类二次根式定义判断即可.
【解答】解:二次根式3,写出一个它的同类二次根式:2(答案不唯一).
故答案为:2(答案不唯一).
14.(2分)方程=的解为 x=6 .
【分析】分式方程去分母转化为整式方程,求出整式方程的解得到x的值,经检验即可得到分式方程的解.
【解答】解:去分母得:2x﹣6=x,
解得:x=6,
经检验x=6是分式方程的解,
故答案为:x=6
15.(2分)若一个多边形的每一个外角都等于40°,则这个多边形的边数是 9 .
【分析】根据任何多边形的外角和都是360度,利用360除以外角的度数就可以求出外角和中外角的个数,即多边形的边数.
【解答】解:360÷40=9,即这个多边形的边数是9.
16.(2分)已知圆锥的底面半径是2cm,母线长为3cm,则圆锥的侧面积为 6π cm2.
【分析】圆锥的侧面积=底面周长×母线长÷2.
【解答】解:底面半径是2cm,则底面周长=4πcm,圆锥的侧面积=×4π×3=6πcm2.
17.(2分)已知矩形ABCD中,AB=4,BC=6,E为BC中点,F为AB边上一动点,连EF,点B关于EF的对称点记做B′,则DB′的最小值是 2 .
【分析】连接DE,DB′.利用勾股定理求出DE,根据DB′≥DE﹣EB′,可得DB′≥2﹣2,由此可得结论.
【解答】解:如图所示,连接DE,DB′.
∵点B关于直线EF对称点为B′,
∴B′E=BE,
∴在△DB′E中,DB′+B′E>DE,
当D、B′、D在三点共线时DB′取得最小值,
在Rt△DCE中,CD=4,CE=BC=3,
∴DE===5,
∴DB′=DE﹣B′E=DE﹣BE=5﹣3=2.
18.(2分)已知A(a,2)、B(4,b)都在一次函数y=x+3的图象上,把函数图象平移一段距离后,若线段AB扫过的面积为12,则此时新图象对应的函数表达式是 y=x+1或y=x+5 .
【分析】求得A、B的坐标,设平移的距离为h,线段AB扫过的面积为(xB﹣xA)•h=12或(yB﹣yA)•h=12,求得h的值即可求解.
【解答】解:∵A(a,2)、B(4,b)都在一次函数y=x+3的图象上,
∴2=+3,b=+3,
∴a=﹣2,b=5,
∴A(﹣2,2),B(4,5),
设平移的距离为h,
∵线段AB扫过的面积为12,
当沿y轴平移时,(xB﹣xA)•h=12,即(4+2)•h=12,解得h=2;
∴此时,新图象对应的函数表达式是y=x+1或y=x+5;
当沿x轴平移时,(yB﹣yA)•h=12,即(5﹣2)•h=12,解得h=4;
∴此时,新图象对应的函数表达式是y=(x±4)+3,即y=x+1或y=x+5;
故答案为y=x+1或y=x+5.
三、解答题(本大题共10小题,共84分.请在答题卡指定区域内作答,解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
19.(8分)计算:
(1)﹣()﹣1+|﹣2|;
(2)(a+1)2﹣(a+3)(a﹣3).
【分析】(1)分别根据二次根式的性质,负整数指数幂的定义以及绝对值的性质计算即可;
(2)分别根据完全平方公式以及平方差公式化简即可.
【解答】解:(1)原式=3﹣3+2
=2;
(2)原式=a2+2a+1﹣a2+9
=2a+10.
20.(8分)(1)解方程:x2﹣4x﹣3=0;
(2)解不等式组:.
【分析】(1)利配方法求解即可;
(2)分别求出每一个不等式的解集,根据口诀:同大取大、同小取小、大小小大中间找、大大小小找不到确定不等式组的解集.
【解答】解:(1)∵x2﹣4x﹣3=0,
∴x2﹣4x=3,
∴x2﹣4x+4=3+4,即(x﹣2)2=7,
则x﹣2=±,
∴x1=2+,x2=2﹣;
(2),
解不等式①得:x>1,
解不等式②得:x<3,
则不等式组的解集为1<x<3.
21.(8分)如图,△ABC≌△DEF,AM、DN分别是△ABC和△DEF的中线.求证:AM=DN.
【分析】根据全等三角形的性质得出AB=DE,∠E=∠B,利用AAS证明△ABM与△DEN全等,进而证明即可.
【解答】证明:∵△ABC≌△DEF,
∴AB=DE,∠B=∠E,
∵AM、DN分别是△ABC和△DEF的中线,
∴BM=BC,EN=EF.
∴BM=EN.
在△ABM和△DEN中,
,
∴△ABM≌△DEN(SAS),
∴AM=DN.
22.(8分)有1、2、3、4、5这五个数字,从中随机抽取两个数字.求所抽取的两个数字之和大于余下三个数字之和的概率.(请用“画树状图”或“列表”等方法写出分析过程)
【分析】列表得出所有等可能结果,由这5个数的和为15,结合题意得出所抽取的两个数字之和必须为8或9,据此得出所抽取的两个数字之和大于余下三个数字之和的结果有4种,根据概率公式求解即可.
【解答】解:列表如下,
1
2
3
4
5
1
3
4
5
6
2
3
5
6
7
3
4
5
7
8
4
5
6
7
9
5
6
7
8
9
由表可知,共有20种结果,
∵这5个数的和为15,
∴由题意知,所抽取的两个数字之和必须为8或9,
∴所抽取的两个数字之和大于余下三个数字之和的结果有4种,
∴所抽取的两个数字之和大于余下三个数字之和的概率为=.
23.(8分)某校为了解全校2400名学生的视力情况,进行了一次视力抽样调查,并将调查所得的数据整理如下.
视力
频数/人
频率
4.0≤x<4.3
22
0.11
4.3≤x<4.6
42
b
4.6≤x<4.9
66
0.33
4.9≤x<5.2
a
0.3
5.2≤x<5.5
10
0.05
根据以上图表信息,解答下列问题:
(1)表中的a= 60 ,b= 0.21 .
(2)请在答题卡上把频数分布直方图补充完整.(画图后请标注相应的数据)
(3)该校学生视力达到4.9及以上的学生共约有多少人?
【分析】(1)根据频数分布表中的数据,可以计算出本次抽查的人数,然后即可计算出a和b的值;
(2)根据(1)中a的值,可以将频数分布直方图补充完整;
(3)根据频数分布表中的数据,可以计算出该校学生视力达到4.9及以上的学生共约有多少人.
【解答】解:(1)本次抽查的学生有:22÷0.11=200(人),
a=200×0.3=60,b=42÷200=0.21,
故答案为:60,0.21;
(2)由(1)知,a=60,
补全的频数分布直方图如右图所示;
(3)2400×(0.3+0.05)
=2400×0.35
=840(人),
答:该校学生视力达到4.9及以上的学生共约有840人.
24.(8分)小明为练习书法,去商店购买书法用品,购买发票上有部分信息不慎被墨汁污染导致无法识别,如下表所示.
请解答下列问题:
名称
单价(元)
数量
金额(元)
墨水
15
■(瓶)
■
毛笔
40
■(支)
■
字帖
■
2(本)
90
合计
5(件)
185
(1)小明购买墨水和毛笔各多少?
(2)若小明再次购买墨水和字帖两种用品共花费150元,则有哪几种不同的购买方案?
【分析】(1)设小明购买墨水x瓶,毛笔y支,根据总价=单价×数量,结合表格内的数据,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)利用单价=总价÷数量可求出字帖的单价,设再次购买墨水m瓶,字帖n本,根据总价=单价×数量,即可得出关于m,n的二元一次方程,再结合m,n均为正整数即可得出各购买方案.
【解答】解:(1)设小明购买墨水x瓶,毛笔y支,
依题意得:,
解得:.
答:小明购买墨水1瓶,毛笔2支.
(2)字帖的单价为90÷2=45(元).
设再次购买墨水m瓶,字帖n本,
依题意得:15m+45n=150,
∴m=10﹣3n.
又∵m,n均为正整数,
∴或或,
∴共有3种购买方案,
方案1:购买1瓶墨水,3本字帖;
方案2:购买4瓶墨水,2本字帖;
方案3:购买7瓶墨水,1本字帖.
25.(8分)如图,AB是⊙O的直径,弦CD⊥AB,P为上一点,PC、PD分别与直线AB交于M、N,延长DC至点E,使得∠CPE=∠PDC.
(1)求证:PE是⊙O的切线;
(2)若OM•ON=6,求AB的长.
【分析】(1)作直径PQ,连接CQ,由圆周角定理及直角三角形的性质得出∠CPQ+∠CPE=90°,则可得出结论;
(2)证明△OPN∽△OMP,由相似三角形的性质得出,则可得出答案.
【解答】(1)证明:作直径PQ,连接CQ,
∴∠PCQ=90°,
∴∠CPQ+∠Q=90°,
∵=,
∴∠Q=∠D,
∵∠CPE=∠D,
∴∠CPE=∠Q,
∴∠CPQ+∠CPE=90°,
∴PQ⊥PE,
∴PE是⊙O的切线;
(2)解:∵CD⊥AB,
∴∠D+∠DNB=90°,
∵∠DNB=∠ONP,
∴∠D+∠ONP=90°,
∵∠OPC+∠Q=90°,∠Q=∠D,
∴∠OPC=∠ONP,
又∵∠PON=∠PON,
∴△OPN∽△OMP,
∴,
∴OP2=OM•ON=6,
∴OP=,
∴AB=2.
26.(8分)如图,已知四边形ABCD的四个顶点的坐标为A(﹣1,﹣1),B(3,﹣1),C(1,2),D(﹣1,1).请用不含刻度的直尺和圆规作图并解答问题:
(1)请在图中作出这个平面直角坐标系;
(2)过点A作一条直线把四边形ABCD的面积二等分,并直接写出该直线对应的函数表达式.
【分析】(1)先作AD的垂直平分线得到x轴,垂足为M,再截取MO=MD,过O点作x轴的垂线得到y轴;
(2)利用面积的计算得到D点和E点到AB的距离相等,则DE∥AB,则过D点作y轴的垂线交BC于E,所以直线AE满足条件,然后利用得到待定系数法求直线的解析式.
【解答】解:(1)如图,
(2)四边形ABCD的面积=×(2+3)×2+×3×2=8,
设该直线与BC的交点为E,则S△ABC=4,
而AB=4,
∴E点到AB的距离为2,
∴DE平行AB,
即E点为BC与过D的水平格线的交点,
则直线AE为所作;
设直线BC的解析式为y=kx+b,
把B(3,﹣1),C(1,2)代入得,解得,
∴直线BC的解析式为y=﹣x+,
当y=1时,﹣x+=1,解得x=,
∴E(,1)
设直线AE的解析式为y=mx+n,
把A(﹣1,﹣1),E(,1)代入得,解得,
∴所求直线解析式为y=x﹣.
27.(10分)如图,在平面直角坐标系中,二次函数y=ax2+bx+3的图象与坐标轴分别交于A、B、C,其中A(﹣1,0),图象的对称轴直线l1交BC于E,且CE:EB=1:2,平行于x轴的直线l2交y轴于F(0,5).
(1)求这个二次函数的表达式;
(2)P为函数图象上一点,P到直线l2的距离为d,试说明在l1上存在一定点Q,无论P在何处,始终有d﹣PQ=.
【分析】(1)由l1∥y轴,故OG:GB=1:2,设OG=m,则BG=2m,而AG=BG,则1+m=2m,解得m=1,故点G的坐标为(1,0)、点B(3,0),进而求解;
(2)设点P的坐标为(m,n),则n=﹣m2+2m+3,即4﹣n=(m﹣1)2,设点Q的坐标为(1,q),则d=5﹣n,则PQ==,得到(n﹣q)2=(﹣n)2=(4﹣n)=(﹣n)2,进而求解.
【解答】解:(1)设抛物线对称轴交x轴于点G,
∵l1∥y轴,故OG:GB=1:2,
设OG=m,则BG=2m,
∵AG=BG,则1+m=2m,解得m=1,
故点G的坐标为(1,0)、点B(3,0),
则由点A、B的坐标设抛物线的表达式为y=a(x+1)(x﹣3)=a(x2﹣2x﹣3),
∴﹣3a=3,解得a=﹣1,
故抛物线的表达式为y=﹣x2+2x+3;
(2)设点P的坐标为(m,n),
则n=﹣m2+2m+3,即4﹣n=(m﹣1)2,
设点Q的坐标为(1,q),则d=5﹣n,
由则PQ==,
∵d﹣PQ=,
则PQ=d﹣=﹣n,
∴(4﹣n)+(n﹣q)2=(﹣n),
∴(n﹣q)2=(﹣n)2=(4﹣n)=(﹣n)2,
∴q=,
故点Q的坐标为(1,).
28.(10分)如图,在平面直角坐标系中,已知菱形ABCD,A(﹣3,0),B(2,0),D在y轴上.直线l从BC出发,以每秒1个单位长度的速度沿CD向左平移,分别与CD、BD交于E、F.设△DEF的面积为S,直线l平移时间为t(s)(0<t<5).
(1)求点C的坐标;
(2)求S与t的函数表达式;
(3)过点B作BG⊥l,垂足为G,连接AF、AG,设△AFG的面积为S1,△BFG的面积为S2,当S1+S2=S时,若点P(1﹣a,a+3)在△DEF内部(不包括边),求a的取值范围.
【分析】(1)AB=2﹣(﹣3)=5=AD=CD,则OD==4,即可求解;
(2)由△DEF∽△DCB,则S:S△DBC=(DE:CD)2=(5﹣t)2:52,即可求解;
(3)S1+S2=GF×h=t××4=t=S,求得t=2.5,得到直线l的表达式为y=x+①,由点P的坐标知,点P在直线y=﹣x+4②上,联立①②求出交点坐标,进而求解.
【解答】解:(1)∵AB=2﹣(﹣3)=5=AD=CD,
则OD==4,
故点C的坐标为(5,4);
(2)S△DBC=CD×OD=5×4=10,
∵l∥BC,
∴△DEF∽△DCB,
则S:S△DBC=(DE:CD)2=(5﹣t)2:52,
∴S=10×=t2﹣4t+10;
(3)设直线l与x轴交于点K,则BK=CE=t,
∵l∥AD,故∠GKB=∠ADO,
则tan∠GKB=tan∠ADO=,则sin∠GKB=,则sin∠GBK=,
则KG=BKsin∠GBK=t,
则GF=5﹣(5﹣t)﹣t=t,则EF=DE=5﹣t,
设点B到AD的距离为h,
则S△ABD=×AB×OD=AD×h,则h=OD=4,
∴S1+S2=GF×h=t××4=t=S,
而S=10×=t2﹣4t+10;
故点E(2.5,4);
由点A、D的坐标得,直线AD表达式为y=x+4,
故设直线l的表达式为y=x+t,
将点E的坐标代入上式得:4=×+t,解得t=,
故直线l的表达式为y=x+①,
令y=x+=0,解得x=﹣,
故点K的坐标为(﹣,0),
由点P的坐标知,点P在直线y=﹣x+4②上,
联立①②并解得,
两个函数的交点坐标为(,),
则0<xP<,
则0<1﹣a<,
解得﹣<a<1.
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