资源描述
2022年贵州省黔东南州中考数学试卷
一、选择题〔本大题共10小题,每题4分,共40分〕
1.|﹣2|的值是〔 〕
A.﹣2 B.2 C.﹣ D.
2.如图,∠ACD=120°,∠B=20°,那么∠A的度数是〔 〕
A.120° B.90° C.100° D.30°
3.以下运算结果正确的选项是〔 〕
A.3a﹣a=2 B.〔a﹣b〕2=a2﹣b2
C.6ab2÷〔﹣2ab〕=﹣3b D.a〔a+b〕=a2+b
4.如下列图,所给的三视图表示的几何体是〔 〕
A.圆锥 B.正三棱锥 C.正四棱锥 D.正三棱柱
5.如图,⊙O的直径AB垂直于弦CD,垂足为E,∠A=15°,半径为2,那么弦CD的长为〔 〕
A.2 B.﹣1 C. D.4
6.一元二次方程x2﹣2x﹣1=0的两根分别为x1,x2,那么+的值为〔 〕
A.2 B.﹣1 C. D.﹣2
7.分式方程=1﹣的根为〔 〕
A.﹣1或3 B.﹣1 C.3 D.1或﹣3
8.如图,正方形ABCD中,E为AB中点,FE⊥AB,AF=2AE,FC交BD于O,那么∠DOC的度数为〔 〕
A.60° B.67.5° C.75° D.54°
9.如图,抛物线y=ax2+bx+c〔a≠0〕的对称轴为直线x=﹣1,给出以下结论:
①b2=4ac;②abc>0;③a>c;④4a﹣2b+c>0,其中正确的个数有〔 〕
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
10.我国古代数学的许多创新和开展都位居世界前列,如南宋数学家杨辉〔约13世纪〕所著的 详解九章算术 一书中,用如图的三角形解释二项和〔a+b〕n的展开式的各项系数,此三角形称为“杨辉三角〞.
根据“杨辉三角〞请计算〔a+b〕20的展开式中第三项的系数为〔 〕
A.2022 B.2022 C.191 D.190
二、填空题〔本大题共6小题,每题4分,共24分〕
11.在平面直角坐标系中有一点A〔﹣2,1〕,将点A先向右平移3个单位,再向下平移2个单位,那么平移后点A的坐标为.
12.如图,点B、F、C、E在一条直线上,FB=CE,AC∥DF,请你添加一个适当的条件使得△ABC≌△DEF.
13.在实数范围内因式分解:x5﹣4x=.
14.黔东南下司“蓝每谷〞以盛产“优质蓝莓〞而吸引来自四面八方的游客,某果农今年的蓝莓得到了丰收,为了了解自家蓝莓的质量,随机从种植园中抽取适量蓝莓进行检测,发现在屡次重复的抽取检测中“优质蓝莓〞出现的频率逐渐稳定在0.7,该果农今年的蓝莓总产量约为800kg,由此估计该果农今年的“优质蓝莓〞产量约是kg.
15.如图,点A,B分别在反比例函数y1=﹣和y2=的图象上,假设点A是线段OB的中点,那么k的值为.
16.把多块大小不同的30°直角三角板如下列图,摆放在平面直角坐标系中,第一块三角板AOB的一条直角边与y轴重合且点A的坐标为〔0,1〕,∠ABO=30°;第二块三角板的斜边BB1与第一块三角板的斜边AB垂直且交y轴于点B1;第三块三角板的斜边B1B2与第二块三角板的斜边BB1垂直且交x轴于点B2;第四块三角板的斜边B2B3与第三块三角板的斜边B1B2C垂直且交y轴于点B3;…按此规律继续下去,那么点B2022的坐标为.
三、解答题〔本大题共8小题,共86分〕
17.计算:﹣1﹣2+|﹣|+〔π﹣3.14〕0﹣tan60°+.
18.先化简,再求值:〔x﹣1﹣〕÷,其中x=+1.
19.解不等式组,并把解集在数轴上表示出来.
20.某体育老师测量了自己任教的甲、乙两班男生的身高,并制作了如下不完整的统计图表.
身高分组
频数
频率
152≤x<155
3
0.06
155≤x<158
7
0.14
158≤x<161
m
0.28
161≤x<164
13
n
164≤x<167
9
0.18
167≤x<170
3
0.06
170≤x<173
1
0.02
根据以上统计图表完成以下问题:
〔1〕统计表中m=,n=,并将频数分布直方图补充完整;
〔2〕在这次测量中两班男生身高的中位数在:范围内;
〔3〕在身高≥167cm的4人中,甲、乙两班各有2人,现从4人中随机推选2人补充到学校国旗护卫队中,请用列表或画树状图的方法求出这两人都来自相同班级的概率.
21.如图,直线PT与⊙O相切于点T,直线PO与⊙O相交于A,B两点.
〔1〕求证:PT2=PA•PB;
〔2〕假设PT=TB=,求图中阴影局部的面积.
22.如图,某校教学楼AB前方有一斜坡,斜坡CD的长为12米,坡角α为60°,根据有关部门的规定,∠α≤39°时,才能防止滑坡危险,学校为了消除平安隐患,决定对斜坡CD进行改造,在保持坡脚C不动的情况下,学校至少要把坡顶D向后水平移动多少米才能保证教学楼的平安〔结果取整数〕
〔参考数据:sin39°≈0.63,cos39°≈0.78,tan39°≈0.81,≈1.41,≈1.73,≈2.24〕
23.某校为了在九月份迎接高一年级的新生,决定将学生公寓楼重新装修,现学校招用了甲、乙两个工程队.假设两队合作,8天就可以完成该项工程;假设由甲队先单独做3天后,剩余局部由乙队单独做需要18天才能完成.
〔1〕求甲、乙两队工作效率分别是多少
〔2〕甲队每天工资3000元,乙队每天工资1400元,学校要求在12天内将学生公寓楼装修完成,假设完成该工程甲队工作m天,乙队工作n天,求学校需支付的总工资w〔元〕与甲队工作天数m〔天〕的函数关系式,并求出m的取值范围及w的最小值.
24.如图,⊙M的圆心M〔﹣1,2〕,⊙M经过坐标原点O,与y轴交于点A,经过点A的一条直线l解析式为:y=﹣x+4与x轴交于点B,以M为顶点的抛物线经过x轴上点D〔2,0〕和点C〔﹣4,0〕.
〔1〕求抛物线的解析式;
〔2〕求证:直线l是⊙M的切线;
〔3〕点P为抛物线上一动点,且PE与直线l垂直,垂足为E,PF∥y轴,交直线l于点F,是否存在这样的点P,使△PEF的面积最小假设存在,请求出此时点P的坐标及△PEF面积的最小值;假设不存在,请说明理由.
2022年贵州省黔东南州中考数学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题〔本大题共10小题,每题4分,共40分〕
1.|﹣2|的值是〔 〕
A.﹣2 B.2 C.﹣ D.
【考点】15:绝对值.
【分析】根据绝对值的性质作答.
【解答】解:∵﹣2<0,
∴|﹣2|=2.
应选B.
2.如图,∠ACD=120°,∠B=20°,那么∠A的度数是〔 〕
A.120° B.90° C.100° D.30°
【考点】K8:三角形的外角性质.
【分析】根据三角形的外角的性质计算即可.
【解答】解:∠A=∠ACD﹣∠B
=120°﹣20°
=100°,
应选:C.
3.以下运算结果正确的选项是〔 〕
A.3a﹣a=2 B.〔a﹣b〕2=a2﹣b2
C.6ab2÷〔﹣2ab〕=﹣3b D.a〔a+b〕=a2+b
【考点】4I:整式的混合运算.
【分析】各项计算得到结果,即可作出判断.
【解答】解:A、原式=2a,不符合题意;
B、原式=a2﹣2ab+b2,不符合题意;
C、原式=﹣3b,符合题意;
D、原式=a2+ab,不符合题意,
应选C
4.如下列图,所给的三视图表示的几何体是〔 〕
A.圆锥 B.正三棱锥 C.正四棱锥 D.正三棱柱
【考点】U3:由三视图判断几何体.
【分析】由左视图和俯视图可得此几何体为柱体,根据主视图是三角形可判断出此几何体为正三棱柱.
【解答】解:∵左视图和俯视图都是长方形,
∴此几何体为柱体,
∵主视图是一个三角形,
∴此几何体为正三棱柱.
应选:D.
5.如图,⊙O的直径AB垂直于弦CD,垂足为E,∠A=15°,半径为2,那么弦CD的长为〔 〕
A.2 B.﹣1 C. D.4
【考点】M5:圆周角定理;KQ:勾股定理;M2:垂径定理.
【分析】根据垂径定理得到CE=DE,∠CEO=90°,根据圆周角定理得到∠COE=30°,根据直角三角形的性质得到CE=OC=1,最后由垂径定理得出结论.
【解答】解:∵⊙O的直径AB垂直于弦CD,
∴CE=DE,∠CEO=90°,
∵∠A=15°,
∴∠COE=30°,
∵OC=2,
∴CE=OC=1,
∴CD=2OE=2,
应选A.
6.一元二次方程x2﹣2x﹣1=0的两根分别为x1,x2,那么+的值为〔 〕
A.2 B.﹣1 C. D.﹣2
【考点】AB:根与系数的关系.
【分析】根据根与系数的关系得到x1+x2=2,x1x2=﹣1,利用通分得到+=,然后利用整体代入的方法计算
【解答】解:根据题意得x1+x2=2,x1x2=﹣1,
所以+===﹣2.
应选D.
7.分式方程=1﹣的根为〔 〕
A.﹣1或3 B.﹣1 C.3 D.1或﹣3
【考点】B3:解分式方程.
【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:3=x2+x﹣3x,
解得:x=﹣1或x=3,
经检验x=﹣1是增根,分式方程的根为x=3,
应选C
8.如图,正方形ABCD中,E为AB中点,FE⊥AB,AF=2AE,FC交BD于O,那么∠DOC的度数为〔 〕
A.60° B.67.5° C.75° D.54°
【考点】LE:正方形的性质.
【分析】如图,连接DF、BF.如图,连接DF、BF.首先证明∠FDB=∠FAB=30°,再证明△FAD≌△FBC,推出∠ADF=∠FCB=15°,由此即可解决问题.
【解答】解:如图,连接DF、BF.
∵FE⊥AB,AE=EB,
∴FA=FB,
∵AF=2AE,
∴AF=AB=FB,
∴△AFB是等边三角形,
∵AF=AD=AB,
∴点A是△DBF的外接圆的圆心,
∴∠FDB=∠FAB=30°,
∵四边形ABCD是正方形,
∴AD=BC,∠DAB=∠ABC=90°,∠ADB=∠DBC=45°,
∴∠FAD=∠FBC,
∴△FAD≌△FBC,
∴∠ADF=∠FCB=15°,
∴∠DOC=∠OBC+∠OCB=60°.
应选A.
9.如图,抛物线y=ax2+bx+c〔a≠0〕的对称轴为直线x=﹣1,给出以下结论:
①b2=4ac;②abc>0;③a>c;④4a﹣2b+c>0,其中正确的个数有〔 〕
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【考点】H4:二次函数图象与系数的关系.
【分析】①利用抛物线与x轴有2个交点和判别式的意义对①进行判断;
②由抛物线开口方向得到a>0,由抛物线对称轴位置确定b>0,由抛物线与y轴交点位置得到c>0,那么可作判断;
③利用x=﹣1时a﹣b+c<0,然后把b=2a代入可判断;
④利用抛物线的对称性得到x=﹣2和x=0时的函数值相等,即x=﹣2时,y>0,那么可进行判断.
【解答】解:①∵抛物线与x轴有2个交点,
∴△=b2﹣4ac>0,
所以①错误;
②∵抛物线开口向上,
∴a>0,
∵抛物线的对称轴在y轴的右侧,
∴a、b同号,
∴b>0,
∵抛物线与y轴交点在x轴上方,
∴c>0,
∴abc>0,
所以②正确;
③∵x=﹣1时,y<0,
即a﹣b+c<0,
∵对称轴为直线x=﹣1,
∴﹣=﹣1,
∴b=2a,
∴a﹣2a+c<0,即a>c,
所以③正确;
④∵抛物线的对称轴为直线x=﹣1,
∴x=﹣2和x=0时的函数值相等,即x=﹣2时,y>0,
∴4a﹣2b+c>0,
所以④正确.
所以此题正确的有:②③④,三个,
应选C.
10.我国古代数学的许多创新和开展都位居世界前列,如南宋数学家杨辉〔约13世纪〕所著的 详解九章算术 一书中,用如图的三角形解释二项和〔a+b〕n的展开式的各项系数,此三角形称为“杨辉三角〞.
根据“杨辉三角〞请计算〔a+b〕20的展开式中第三项的系数为〔 〕
A.2022 B.2022 C.191 D.190
【考点】4C:完全平方公式.
【分析】根据图形中的规律即可求出〔a+b〕20的展开式中第三项的系数;
【解答】解:找规律发现〔a+b〕3的第三项系数为3=1+2;
〔a+b〕4的第三项系数为6=1+2+3;
〔a+b〕5的第三项系数为10=1+2+3+4;
不难发现〔a+b〕n的第三项系数为1+2+3+…+〔n﹣2〕+〔n﹣1〕,
∴〔a+b〕20第三项系数为1+2+3+…+20=190,
应选 D.
二、填空题〔本大题共6小题,每题4分,共24分〕
11.在平面直角坐标系中有一点A〔﹣2,1〕,将点A先向右平移3个单位,再向下平移2个单位,那么平移后点A的坐标为 〔1,﹣1〕 .
【考点】Q3:坐标与图形变化﹣平移.
【分析】根据坐标平移规律即可求出答案.
【解答】解:由题意可知:A的横坐标+3,纵坐标﹣2,即可求出平移后的坐标,
∴平移后A的坐标为〔1,﹣1〕
故答案为:〔1,﹣1〕
12.如图,点B、F、C、E在一条直线上,FB=CE,AC∥DF,请你添加一个适当的条件∠A=∠D 使得△ABC≌△DEF.
【考点】KB:全等三角形的判定.
【分析】根据全等三角形的判定定理填空.
【解答】解:添加∠A=∠D.理由如下:
∵FB=CE,
∴BC=EF.
又∵AC∥DF,
∴∠ACB=∠DFE.
∴在△ABC与△DEF中,,
∴△ABC≌△DEF〔AAS〕.
故答案是:∠A=∠D.
13.在实数范围内因式分解:x5﹣4x= x〔x2+3〕〔x+〕〔x﹣〕 .
【考点】58:实数范围内分解因式.
【分析】先提取公因式x,再把4写成22的形式,然后利用平方差公式继续分解因式.
【解答】解:原式=x〔x4﹣22〕,
=x〔x2+2〕〔x2﹣2〕
=x〔x2+2〕〔x+〕〔x﹣〕,
故答案是:x〔x2+3〕〔x+〕〔x﹣〕.
14.黔东南下司“蓝每谷〞以盛产“优质蓝莓〞而吸引来自四面八方的游客,某果农今年的蓝莓得到了丰收,为了了解自家蓝莓的质量,随机从种植园中抽取适量蓝莓进行检测,发现在屡次重复的抽取检测中“优质蓝莓〞出现的频率逐渐稳定在0.7,该果农今年的蓝莓总产量约为800kg,由此估计该果农今年的“优质蓝莓〞产量约是 560 kg.
【考点】X8:利用频率估计概率.
【分析】根据题意可以估计该果农今年的“优质蓝莓〞产量.
【解答】解:由题意可得,
该果农今年的“优质蓝莓〞产量约是:800×0.7=560kg,
故答案为:560.
15.如图,点A,B分别在反比例函数y1=﹣和y2=的图象上,假设点A是线段OB的中点,那么k的值为 ﹣8 .
【考点】G6:反比例函数图象上点的坐标特征.
【分析】设A〔a,b〕,那么B〔2a,2b〕,将点A、B分别代入所在的双曲线方程进行解答.
【解答】解:设A〔a,b〕,那么B〔2a,2b〕,
∵点A在反比例函数y1=﹣的图象上,
∴ab=﹣2;
∵B点在反比例函数y2=的图象上,
∴k=2a•2b=4ab=﹣8.
故答案是:﹣8.
16.把多块大小不同的30°直角三角板如下列图,摆放在平面直角坐标系中,第一块三角板AOB的一条直角边与y轴重合且点A的坐标为〔0,1〕,∠ABO=30°;第二块三角板的斜边BB1与第一块三角板的斜边AB垂直且交y轴于点B1;第三块三角板的斜边B1B2与第二块三角板的斜边BB1垂直且交x轴于点B2;第四块三角板的斜边B2B3与第三块三角板的斜边B1B2C垂直且交y轴于点B3;…按此规律继续下去,那么点B2022的坐标为 〔0,﹣〕 .
【考点】D2:规律型:点的坐标.
【分析】根据题意和图象可以发现题目中的变化规律,从而可以求得点B2022的坐标.
【解答】解:由题意可得,
OB=OA•tan60°=1×=,
OB1=OB•tan60°==〔〕2=3,
OB2=OB1•tan60°=〔〕3,
…
∵2022÷4=506…1,
∴点B2022的坐标为〔0,﹣〕,
故答案为:〔0,﹣〕.
三、解答题〔本大题共8小题,共86分〕
17.计算:﹣1﹣2+|﹣|+〔π﹣3.14〕0﹣tan60°+.
【考点】2C:实数的运算;6E:零指数幂;6F:负整数指数幂;T5:特殊角的三角函数值.
【分析】原式利用零指数幂、负整数指数幂法那么,特殊角的三角函数值,以及绝对值的代数意义化简,计算即可得到结果.
【解答】解:原式=1+〔〕+1﹣
=2
18.先化简,再求值:〔x﹣1﹣〕÷,其中x=+1.
【考点】6D:分式的化简求值.
【分析】原式括号中两项通分并利用同分母分式的减法法那么计算,同时利用除法法那么变形,约分得到最简结果,把x的值代入计算即可求出值.
【解答】解:原式=•=•=x﹣1,
当x=+1时,原式=.
19.解不等式组,并把解集在数轴上表示出来.
【考点】CB:解一元一次不等式组;C4:在数轴上表示不等式的解集.
【分析】先解不等式组中的每一个不等式,再根据大大取较大,小小取较小,大小小大取中间,大大小小无解,把它们的解集用一条不等式表示出来.
【解答】解:由①得:﹣2x≥﹣2,即x≤1,
由②得:4x﹣2<5x+5,即x>﹣7,
所以﹣7<x≤1.
在数轴上表示为:
20.某体育老师测量了自己任教的甲、乙两班男生的身高,并制作了如下不完整的统计图表.
身高分组
频数
频率
152≤x<155
3
0.06
155≤x<158
7
0.14
158≤x<161
m
0.28
161≤x<164
13
n
164≤x<167
9
0.18
167≤x<170
3
0.06
170≤x<173
1
0.02
根据以上统计图表完成以下问题:
〔1〕统计表中m= 14 ,n= 0.26 ,并将频数分布直方图补充完整;
〔2〕在这次测量中两班男生身高的中位数在: 161≤x<164 范围内;
〔3〕在身高≥167cm的4人中,甲、乙两班各有2人,现从4人中随机推选2人补充到学校国旗护卫队中,请用列表或画树状图的方法求出这两人都来自相同班级的概率.
【考点】X6:列表法与树状图法;V7:频数〔率〕分布表;V8:频数〔率〕分布直方图;W4:中位数.
【分析】〔1〕设总人数为x人,那么有=0.06,解得x=50,再根据频率公式求出m,n.画出直方图即可;
〔2〕根据中位数的定义即可判断;
〔3〕画出树状图即可解决问题;
【解答】解:〔1〕设总人数为x人,那么有=0.06,解得x=50,
∴m=50×0.28=14,n==0.26.
故答案为14,0.26.
频数分布直方图:
〔2〕观察表格可知中位数在 161≤x<164内,
故答案为 161≤x<164.
〔3〕将甲、乙两班的学生分别记为甲1、甲2、乙1、乙2树状图如下列图:
所以P〔两学生来自同一所班级〕==.
21.如图,直线PT与⊙O相切于点T,直线PO与⊙O相交于A,B两点.
〔1〕求证:PT2=PA•PB;
〔2〕假设PT=TB=,求图中阴影局部的面积.
【考点】S9:相似三角形的判定与性质;MC:切线的性质;MO:扇形面积的计算.
【分析】〔1〕连接OT,只要证明△PTA∽△PBT,可得=,由此即可解决问题;
〔2〕首先证明△AOT是等边三角形,根据S阴=S扇形OAT﹣S△AOT计算即可;
【解答】〔1〕证明:连接OT.
∵PT是⊙O的切线,
∴PT⊥OT,
∴∠PTO=90°,
∴∠PTA+∠OTA=90°,
∵AB是直径,
∴∠ATB=90°,
∴∠TAB+∠B=90°,
∵OT=OA,
∴∠OAT=∠OTA,
∴∠PTA=∠B,∵∠P=∠P,
∴△PTA∽△PBT,
∴=,
∴PT2=PA•PB.
〔2〕∵TP=TB=,
∴∠P=∠B=∠PTA,
∵∠TAB=∠P+∠PTA,
∴∠TAB=2∠B,
∵∠TAB+∠B=90°,
∴∠TAB=60°,∠B=30°,
∴tanB==,
∴AT=1,
∵OA=OT,∠TAO=60°,
∴△AOT是等边三角形,
∴S阴=S扇形OAT﹣S△AOT=﹣•12=﹣.
22.如图,某校教学楼AB前方有一斜坡,斜坡CD的长为12米,坡角α为60°,根据有关部门的规定,∠α≤39°时,才能防止滑坡危险,学校为了消除平安隐患,决定对斜坡CD进行改造,在保持坡脚C不动的情况下,学校至少要把坡顶D向后水平移动多少米才能保证教学楼的平安〔结果取整数〕
〔参考数据:sin39°≈0.63,cos39°≈0.78,tan39°≈0.81,≈1.41,≈1.73,≈2.24〕
【考点】T9:解直角三角形的应用﹣坡度坡角问题.
【分析】假设点D移到D′的位置时,恰好∠α=39°,过点D作DE⊥AC于点E,作D′E′⊥AC于点E′,根据锐角三角函数的定义求出DE、CE、CE′的长,进而可得出结论.
【解答】解:假设点D移到D′的位置时,恰好∠α=39°,过点D作DE⊥AC于点E,作D′E′⊥AC于点E′,
∵CD=12米,∠DCE=60°,
∴DE=CD•sin60°=12×=6米,CE=CD•cos60°=12×=6米.
∵DE⊥AC,D′E′⊥AC,DD′∥CE′,
∴四边形DEE′D′是矩形,
∴DE=D′E′=6米.
∵∠D′CE′=39°,
∴CE′=≈≈12.8,
∴EE′=CE′﹣CE=12.8﹣6=6.8〔米〕.
答:学校至少要把坡顶D向后水平移动6.8米才能保证教学楼的平安.
23.某校为了在九月份迎接高一年级的新生,决定将学生公寓楼重新装修,现学校招用了甲、乙两个工程队.假设两队合作,8天就可以完成该项工程;假设由甲队先单独做3天后,剩余局部由乙队单独做需要18天才能完成.
〔1〕求甲、乙两队工作效率分别是多少
〔2〕甲队每天工资3000元,乙队每天工资1400元,学校要求在12天内将学生公寓楼装修完成,假设完成该工程甲队工作m天,乙队工作n天,求学校需支付的总工资w〔元〕与甲队工作天数m〔天〕的函数关系式,并求出m的取值范围及w的最小值.
【考点】FH:一次函数的应用;B7:分式方程的应用.
【分析】〔1〕设甲队单独完成需要x天,乙队单独完成需要y天.列出分式方程组即可解决问题;
〔2〕设乙先工作x天,再与甲合作正好如期完成.那么+=1,解得x=6.由此可得m的范围,因为乙队每天的费用小于甲队每天的费用,所以让乙先工作6天,再与甲合作6天正好如期完成,此时费用最小;
【解答】解:〔1〕设甲队单独完成需要x天,乙队单独完成需要y天.
由题意,解得,
经检验是分式方程组的解,
∴甲、乙两队工作效率分别是和.
〔2〕设乙先工作x天,再与甲合作正好如期完成.
那么+=1,解得x=6.
∴甲工作6天,
∵甲12天完成任务,
∴6≤m≤12.
∵乙队每天的费用小于甲队每天的费用,
∴让乙先工作6天,再与甲合作6天正好如期完成,此时费用最小,
∴w的最小值为12×1400+6×3000=34800元.
24.如图,⊙M的圆心M〔﹣1,2〕,⊙M经过坐标原点O,与y轴交于点A,经过点A的一条直线l解析式为:y=﹣x+4与x轴交于点B,以M为顶点的抛物线经过x轴上点D〔2,0〕和点C〔﹣4,0〕.
〔1〕求抛物线的解析式;
〔2〕求证:直线l是⊙M的切线;
〔3〕点P为抛物线上一动点,且PE与直线l垂直,垂足为E,PF∥y轴,交直线l于点F,是否存在这样的点P,使△PEF的面积最小假设存在,请求出此时点P的坐标及△PEF面积的最小值;假设不存在,请说明理由.
【考点】HF:二次函数综合题.
【分析】〔1〕设抛物线的解析式为y=a〔x﹣2〕〔x+4〕,将点M的坐标代入可求得a的值,从而得到抛物线的解析式;
〔2〕连接AM,过点M作MG⊥AD,垂足为G.先求得点A和点B的坐标,可求得,可得到AG、ME、OA、OB的长,然后利用锐角三角函数的定义可证明∠MAG=∠ABD,故此可证明AM⊥AB;
〔3〕〕先证明∠FPE=∠FBD.那么PF:PE:EF=:2:1.那么△PEF的面积=PF2,设点P的坐标为〔x,﹣x2﹣x+〕,那么F〔x,﹣x+4〕.然后可得到PF与x的函数关系式,最后利用二次函数的性质求解即可.
【解答】解:〔1〕设抛物线的解析式为y=a〔x﹣2〕〔x+4〕,将点M的坐标代入得:﹣9a=2,解得:a=﹣.
∴抛物线的解析式为y=﹣x2﹣x+.
〔2〕连接AM,过点M作MG⊥AD,垂足为G.
把x=0代入y=﹣x+4得:y=4,
∴A〔0,4〕.
将y=0代入得:0=﹣x+4,解得x=8,
∴B〔8,0〕.
∴OA=4,OB=8.
∵M〔﹣1,2〕,A〔0,4〕,
∴MG=1,AG=2.
∴tan∠MAG=tan∠ABO=.
∴∠MAG=∠ABO.
∵∠OAB+∠ABO=90°,
∴∠MAG+∠OAB=90°,即∠MAB=90°.
∴l是⊙M的切线.
〔3〕∵∠PFE+∠FPE=90°,∠FBD+∠PFE=90°,
∴∠FPE=∠FBD.
∴tan∠FPE=.
∴PF:PE:EF=:2:1.
∴△PEF的面积=PE•EF=×PF•PF=PF2.
∴当PF最小时,△PEF的面积最小.
设点P的坐标为〔x,﹣x2﹣x+〕,那么F〔x,﹣x+4〕.
∴PF=〔﹣x+4〕﹣〔﹣x2﹣x+〕=﹣x+4+x2+x﹣=x2﹣x+=〔x﹣〕2+.
∴当x=时,PF有最小值,PF的最小值为.
∴P〔,〕.
∴△PEF的面积的最小值为=×〔〕2=.
2022年7月2日
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