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九年级上册压轴题数学考试试卷含答案
一、压轴题
1.在平面直角坐标系中,将函数y=x2﹣2mx+m(x≤2m,m为常数)的图象记为G,图象G的最低点为P(x0,y0).
(1)当y0=﹣1时,求m的值.
(2)求y0的最大值.
(3)当图象G与x轴有两个交点时,设左边交点的横坐标为x1,则x1的取值范围是 .
(4)点A在图象G上,且点A的横坐标为2m﹣2,点A关于y轴的对称点为点B,当点A不在坐标轴上时,以点A、B为顶点构造矩形ABCD,使点C、D落在x轴上,当图象G在矩形ABCD内的部分所对应的函数值y随x的增大而减小时,直接写出m的取值范围.
2.如图1,平面直角坐标系中,等腰的底边在轴上,,顶点在的正半轴上,,一动点从出发,以每秒1个单位的速度沿向左运动,到达的中点停止.另一动点从点出发,以相同的速度沿向左运动,到达点停止.已知点、同时出发,以为边作正方形,使正方形和在的同侧.设运动的时间为秒().
(1)当点落在边上时,求的值;
(2)设正方形与重叠面积为,请问是存在值,使得?若存在,求出值;若不存在,请说明理由;
(3)如图2,取的中点,连结,当点、开始运动时,点从点出发,以每秒个单位的速度沿运动,到达点停止运动.请问在点的整个运动过程中,点可能在正方形内(含边界)吗?如果可能,求出点在正方形内(含边界)的时长;若不可能,请说明理由.
3.如图,抛物线交x轴于两点,交y轴于点C.直线经过点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)抛物线的对称轴l与直线相交于点P,连接,判定的形状,并说明理由;
(3)在直线上是否存在点M,使与直线的夹角等于的2倍?若存在,请求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
4.如图,抛物线经过点,顶点为,对称轴与轴相交于点,为线段的中点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)为线段上任意一点,为轴上一动点,连接,以点为中心,将逆时针旋转,记点的对应点为,点的对应点为.当直线与抛物线只有一个交点时,求点的坐标.
(3)在(2)的旋转变换下,若(如图).
①求证:.
②当点在(1)所求的抛物线上时,求线段的长.
5.已知:如图,抛物线交正半轴交于点,交轴于点,点在抛物线上,直线:过点,点是直线上的一个动点,的外心是.
(1)求,的值.
(2)当点移动到点时,求的面积.
(3)①是否存在点,使得点落在的边上,若存在,求出点的坐标,若不存在,请说明理由.
②过点作直线轴交直线于点,当点从点移动到点时,圆心移动的路线长为_____.(直接写出答案)
6.在平面直角坐标系中,是坐标原点,抛物线的顶点在第四象限,且经过,两点直线与轴交于点,与抛物线的对称轴交于点,,点的纵坐标为1.
(1)求抛物线所对应的函数表达式;
(2)若将直线绕着点旋转,直线与抛物线有一个交点在第三象限,另一个交点记为,抛物线与抛物线关于点成中心对称,抛物线的顶点记为.
①若点的横坐标为-1,抛物线与抛物线所对应的两个函数的值都随着的增大而增大,求相应的的取值范围;
②若直线与抛物线的另一个交点记为,连接,,试间:在旋转的过程中,的度数会不会发生变化?请说明理由.
7.如图,A是以BC为直径的圆O上一点,AD⊥BC于点D,过点B作圆O的切线,与CA的延长线相交于点E,G是AD的中点,连接并延长CG与BE相交于点F,连接并延长AF与CB的延长线相交于点P.
(1)求证:BF=EF;
(2)求证:PA是圆O的切线;
(3)若FG=EF=3,求圆O的半径和BD的长度.
8.如图1,在平面直角坐标系中,抛物线与轴交于,两点,点坐标为,与轴交于点,直线与抛物线交于,两点.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)求的值和点坐标;
(3)点是直线上方抛物线上的动点,过点作轴的垂线,垂足为,交直线于点,过点作轴的平行线,交于点,当是线段的三等分点时,求点坐标;
(4)如图2,是轴上一点,其坐标为,动点从出发,沿轴正方向以每秒5个单位的速度运动,设的运动时间为(),连接,过作于点,以所在直线为对称轴,线段经轴对称变换后的图形为,点在运动过程中,线段的位置也随之变化,请直接写出运动过程中线段与抛物线有公共点时的取值范围.
9.如图,在平面直角坐标系中,已知抛物线与直线AB相交于A,B两点,其中,.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)点P为直线AB下方抛物线上的任意一点,连接PA,PB,求面积的最大值;
(3)将该抛物线向右平移2个单位长度得到抛物线,平移后的抛物线与原抛物线相交于点C,点D为原抛物线对称轴上的一点,在平面直角坐标系中是否存在点E,使以点B,C,D,E为顶点的四边形为菱形,若存在,请直接写出点E的坐标;若不存在,请说明理由.
10.如图1,在平面直角坐标系中,抛物线与x轴交于点 A(-1,0) ,B(点A在点B的左侧),交y轴与点(0,-3),抛物线的对称轴为直线x=1,点D为抛物线的顶点.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)已知经过点A的直线y=kx+b(k>0)与抛物线在第一象限交于点E,连接AD,DE,BE,当时,求点E的坐标.
(3)如图2,在(2)中直线AE与y轴交于点F,将点F向下平移个单位长度得到Q,连接QB.将△OQB绕点O逆时针旋转一定的角度(0°<<360°)得到,直线与x轴交于点G.问在旋转过程中是否存在某个位置使得是等腰三角形?若存在,请直接写出所有满足条件的点的坐标;若不存在,请说明理由.
11.如图,在矩形ABCD中,AB=6,BC=8,点E,F分别在边BC,AB上,AF=BE=2,连结DE,DF,动点M在EF上从点E向终点F匀速运动,同时,动点N在射线CD上从点C沿CD方向匀速运动,当点M运动到EF的中点时,点N恰好与点D重合,点M到达终点时,M,N同时停止运动.
(1)求EF的长.
(2)设CN=x,EM=y,求y关于x的函数表达式,并写出自变量x的取值范围.
(3)连结MN,当MN与△DEF的一边平行时,求CN的长.
12.如图1,在Rt△ABC中,∠A=90°,AB=AC,点D,E分别在边AB,AC上,AD=AE,连接DC,点M,P,N分别为DE,DC,BC的中点.
(1)观察猜想:图1中,线段PM与PN的数量关系是 ,位置关系是 ;
(2)探究证明:把△ADE绕点A逆时针方向旋转到图2的位置,连接MN,BD,CE,判断△PMN的形状,并说明理由;
(3)拓展延伸:把△ADE绕点A在平面内自由旋转,若AD=4,AB=10,请直接写出△PMN面积的最大值.
13.在锐角△ABC中,AB=AC,AD为BC边上的高,E为AC中点.
(1)如图1,过点C作CF⊥AB于F点,连接EF.若∠BAD=20°,求∠AFE的度数;
(2)若M为线段BD上的动点(点M与点D不重合),过点C作CN⊥AM于N点,射线EN,AB交于P点.
①依题意将图2补全;
②小宇通过观察、实验,提出猜想:在点M运动的过程中,始终有∠APE=2∠MAD.
小宇把这个猜想与同学们进行讨论,形成了证明该猜想的几种想法:
想法1:连接DE,要证∠APE=2∠MAD,只需证∠PED=2∠MAD.
想法2:设∠MAD=α,∠DAC=β,只需用α,β表示出∠PEC,通过角度计算得∠APE=2α.
想法3:在NE上取点Q,使∠NAQ=2∠MAD,要证∠APE=2∠MAD,只需证△NAQ∽△APQ.……
请你参考上面的想法,帮助小宇证明∠APE =2∠MAD.(一种方法即可)
14.如图,在平面直角坐标系中,直线y=x+2与x轴交于点A,与y轴交于点C,抛物线y=x2+bx+c经过A、C两点,与x轴的另一交点为点B.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)点D为直线AC上方抛物线上一动点;
①连接BC、CD,设直线BD交线段AC于点E,△CDE的面积为S1, △BCE的面积为S2, 求的最大值;
②过点D作DF⊥AC,垂足为点F,连接CD,是否存在点D,使得△CDF中的某个角恰好等于∠BAC的2倍?若存在,求点D的横坐标;若不存在,请说明理由
15.如图,抛物线经过点A(1,0),B(4,0)与轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图①,在抛物线的对称轴上是否存在点P,使得四边形PAOC的周长最小?若存在,求出四边形PAOC周长的最小值;若不存在,请说明理由.
(3)如图②,点Q是线段OB上一动点,连接BC,在线段BC上是否存在这样的点M,使△CQM为等腰三角形且△BQM为直角三角形?若存在,求M的坐标;若不存在,请说明理由.
16.如图,在平面直角坐标系中,函数的图象经过点A(1,4)和点B,过点A作AC⊥x轴,垂足为点C,过点B作BD⊥y轴,垂足为点D,连结AB、BC、DC、DA,点B的横坐标为a(a>1)
(1)求k的值
(2)若△ABD的面积为4;
①求点B的坐标,
②在平面内存在点E,使得以点A、B、C、E为顶点的四边形是平行四边形,直接写出符合条件的所有点E的坐标.
17.如图1,抛物线M1:y=﹣x2+4x交x正半轴于点A,将抛物线M1先向右平移3个单位,再向上平移3个单位得到抛物线M2,M1与M2交于点B,直线OB交M2于点C.
(1)求抛物线M2的解析式;
(2)点P是抛物线M1上AB间的一点,作PQ⊥x轴交抛物线M2于点Q,连接CP,CQ.设点P的横坐标为m,当m为何值时,使△CPQ的面积最大,并求出最大值;
(3)如图2,将直线OB向下平移,交抛物线M1于点E,F,交抛物线M2于点G,H,则的值是否为定值,证明你的结论.
18.我们规定:有一组邻边相等,且这组邻边的夹角为的凸四边形叫做“准筝形”.
(1)如图1,在四边形中,,,,求证:四边形是“准筝形”;
(2)如图2,在“准筝形”中,,,,,求的长;
(3)如图3,在中,,,,设是所在平面内一点,当四边形是“准筝形”时,请直接写出四边形的面积.
19.在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=1,记∠ABC=α,点D为射线BC上的动点,连接AD,将射线DA绕点D顺时针旋转α角后得到射线DE,过点A作AD的垂线,与射线DE交于点P,点B关于点D的对称点为Q,连接PQ.
(1)当△ABD为等边三角形时,
①依题意补全图1;
②PQ的长为 ;
(2)如图2,当α=45°,且BD=时,求证:PD=PQ;
(3)设BC=t,当PD=PQ时,直接写出BD的长.(用含t的代数式表示)
20.如图1,抛物线与轴交于、两点,与轴交于点,作直线.点是线段上的一个动点(不与,重合),过点作轴于点.设点的横坐标为.
(1)求抛物线的表达式及点的坐标;
(2)线段的长用含的式子表示为 ;
(3)以为边作矩形,使点在轴负半轴上、点在第三象限的抛物线上.
①如图2,当矩形成为正方形时,求的值;
②如图3,当点恰好是线段的中点时,连接,.试探究坐标平面内是否存在一点,使以,,为顶点的三角形与全等?若存在,直接写出点的坐标;若不存在,说明理由.
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一、压轴题
1.(1)或﹣1;(2);(3)0<x1<1;(4)m=0或m>或≤m<1
【解析】
【分析】
(1)分m>0,m=0,m<0三种情形分别求解即可解决问题;
(2)分三种情形,利用二次函数的性质分别求解即可;
(3)由(1)可知,当图象G与x轴有两个交点时,m>0,求出当抛物线顶点在x轴上时m的值,利用图象法判断即可;
(4)分四种情形:①m<0,②m=0,③m>1,④0<m≤1,分别求解即可解决问题.
【详解】
解:(1)如图1中,当m>0时,
∵y=x2﹣2mx+m=(x﹣m)2﹣m2+m,
图象G是抛物线在直线y=2m的左侧部分(包括点D),
此时最底点P(m,﹣m2+m),
由题意﹣m2+m=﹣1,
解得m=或(舍弃),
当m=0时,显然不符合题意,
当m<0时,如图2中,
图象G是抛物线在直线y=2m的左侧部分(包括点D),
此时最底点P是纵坐标为m,
∴m=﹣1,
综上所述,满足条件的m的值为或﹣1;
(2)由(1)可知,当m>0时,y0=﹣m2+m=﹣(m﹣)2+,
∵﹣1<0,
∴m=时,y0的最大值为,
当m=0时,y0=0,
当m<0时,y0<0,
综上所述,y0的最大值为;
(3)由(1)可知,当图象G与x轴有两个交点时,m>0,
当抛物线顶点在x轴上时,4m2﹣4m=0,
∴m=1或0(舍弃),
∴观察观察图象可知,当图象G与x轴有两个交点时,设左边交点的横坐标为x1,则x1的取值范围是0<x1<1,
故答案为0<x1<1;
(4)当m<0时,观察图象可知,不存在点A满足条件,
当m=0时,图象G在矩形ABCD内的部分所对应的函数值y随x的增大而减小,满足条件,如图3中,
当m>1时,如图4中,设抛物线与x轴交于E,F,交y轴于N,
观察图象可知当点A在x轴下方或直线x=﹣m和y轴之间时(可以在直线x=﹣m上)时,满足条件.
则有(2m﹣2)2﹣2m(2m﹣2)+m<0,
解得m>,
或﹣m≤2m﹣2<0,
解得≤m<1(不合题意舍弃),
当0<m≤1时,如图5中,当点A在直线x=﹣m和y轴之间时(可以在直线x=﹣m上)时,满足条件.
即或﹣m≤2m﹣2<0,
解得≤m<1,
综上所述,满足条件m的值为m=0或m>或≤m<1.
【点睛】
本题属于二次函数综合题,考查了二次函数的性质,矩形的性质,最值问题,不等式等知识,解题的关键是理解题意,学会用分类讨论的思想思考问题,学会用转化的思想思考问题,属于中考压轴题.
2.(1)t=1;(2)存在,,理由见解析;(3)可能,或或理由见解析
【解析】
【分析】
(1)用待定系数法求出直线AC的解析式,根据题意用t表示出点H的坐标,代入求解即可;
(2)根据已知,当点F运动到点O停止运动前,重叠最大面积是边长为1的正方形的面积,即不存在t,使重叠面积为,故t﹥4,用待定系数法求出直线AB的解析式,求出点H落在BC边上时的t值,求出此时重叠面积为﹤,进一步求出重叠面积关于t的表达式,代入解t的方程即可解得t值;
(3)由已知求得点D(2,1),AC=,OD=OC=OA=,结合图形分情况讨论即可得出符合条件的时长.
【详解】
(1)由题意,A(0,2),B(-4,0),C(4,0),
设直线AC的函数解析式为y=kx+b,
将点A、C坐标代入,得:
,解得:,
∴直线AC的函数解析式为,
当点落在边上时,点E(3-t,0),点H(3-t,1),
将点H代入,得:
,解得:t=1;
(2)存在,,使得.
根据已知,当点F运动到点O停止运动前,重叠最大面积是边长为1的正方形的面积,即不存在t,使重叠面积为,故t﹥4,
设直线AB的函数解析式为y=mx+n,
将点A、B坐标代入,得:
,解得:,
∴直线AC的函数解析式为,
当t﹥4时,点E(3-t,0)点H(3-t,t-3),G(0,t-3),
当点H落在AB边上时,将点H代入,得:
,解得:;
此时重叠的面积为,
∵﹤,∴﹤t﹤5,
如图1,设GH交AB于S,EH交AB于T,
将y=t-3代入得:,
解得:x=2t-10,
∴点S(2t-10,t-3),
将x=3-t代入得:,
∴点T,
∴AG=5-t,SG=10-2t,BE=7-t,ET=,
,
所以重叠面积S==4--=,
由=得:,﹥5(舍去),
∴;
(3)可能,≤t≤1或t=4.
∵点D为AC的中点,且OA=2,OC=4,
∴点D(2,1),AC=,OD=OC=OA=,
易知M点在水平方向以每秒是4个单位的速度运动;
当0﹤t﹤时,M在线段OD上,H未到达D点,所以M与正方形不相遇;
当﹤t﹤1时, +÷(1+4)=秒,
∴时M与正方形相遇,经过1÷(1+4)=秒后,M点不在正方行内部,则;
当t=1时,由(1)知,点F运动到原E点处,M点到达C处;
当1≤t≤2时,当t=1+1÷(4-1)=秒时,点M追上G点,经过1÷(4-1)=秒,点都在正方形内(含边界),
当t=2时,点M运动返回到点O处停止运动,
当 t=3时,点E运动返回到点O处, 当 t=4时,点F运动返回到点O处,
当时,点都在正方形内(含边界),
综上,当或或时,点可能在正方形内(含边界).
【点睛】
本题考查了一次函数与几何图形的综合,涉及求一次函数的解析式、正方形的性质、直角三角形的性质、不规则图形的面积、解一元二次方程等知识,解答的关键是认真审题,提取相关信息,利用待定系数法、数形结合法等解题方法确定解题思路,进而推理、探究、发现和计算.
3.(1);(2)的为直角三角形,理由见解析;(3)存在使与直线的夹角等于的2倍的点,且坐标为M1(),M2(,).
【解析】
【分析】
(1)先根据直线经过点,即可确定B、C的坐标,然后用带定系数法解答即可;
(2)先求出A、B的坐标结合抛物线的对称性,说明三角形APB为等腰三角形;再结合OB=OC得到∠ABP=45°,进一步说明∠APB=90°,则∠APC=90°即可判定的形状;
(3)作AN⊥BC于N,NH⊥x轴于H,作AC的垂直平分线交BC于M1,AC于E;然后说明△ANB为等腰直角三角形,进而确定N的坐标;再求出AC的解析式,进而确定M1E的解析式;然后联立直线BC和M1E的解析式即可求得M1的坐标;在直线BC上作点M1关于N点的对称点M2,利用中点坐标公式即可确定点M2的坐标
【详解】
解:(1)∵直线经过点
∴当x=0时,可得y=5,即C的坐标为(0,5)
当y=0时,可得x=5,即B的坐标为(5,0)
∴解得
∴该抛物线的解析式为
(2)的为直角三角形,理由如下:
∵解方程=0,则x1=1,x2=5
∴A(1,0),B(5,0)
∵抛物线的对称轴l为x=3
∴△APB为等腰三角形
∵C的坐标为(5,0), B的坐标为(5,0)
∴OB=CO=5,即∠ABP=45°
∴∠ABP=45°,
∴∠APB=180°-45°-45°=90°
∴∠APC=180°-90°=90°
∴的为直角三角形;
(3)如图:作AN⊥BC于N,NH⊥x轴于H,作AC的垂直平分线交BC于M1,AC于E,
∵M1A=M1C,
∴∠ACM1=∠CAM1
∴∠AM1B=2∠ACB
∵△ANB为等腰直角三角形.
∴AH=BH=NH=2
∴N(3,2)
设AC的函数解析式为y=kx+b
∵C(0,5),A(1,0)
∴ 解得b=5,k=-5
∴AC的函数解析式为y=-5x+5
设EM1的函数解析式为y=x+n
∵点E的坐标为()
∴=× +n,解得:n=
∴EM1的函数解析式为y=x+
∵ 解得
∴M1的坐标为();
在直线BC上作点M1关于N点的对称点M2
设M2(a,-a+5)
则有:3=,解得a=
∴-a+5=
∴M2的坐标为(,).
综上,存在使与直线的夹角等于的2倍的点,且坐标为M1(),M2(,).
【点睛】
本题属于二次函数与几何的综合题,主要考查了待定系数法确定函数解析式、等腰直角三角形的判定与性质、一次函数图像、三角形外角等知识,考查知识点较多,综合应用所学知识成为解答本题的关键.
4.(1);(2)(,0);(3)①见解析;②=或=
【解析】
【分析】
(1)根据点C在抛物线上和已知对称轴的条件可求出解析式;
(2)根据抛物线的解析式求出点B及已知点C的坐标,证明△ABC是等腰直角三角形,根据旋转的性质推出直线EF与x轴的夹角为45°,因此设直线EF的解析式为y=x+b,设点M的坐标为(m,0),推出点F(m,6-m),直线与抛物线只有一个交点,联立两个解析式,得到关于x的一元二次方程,根据根的判别式为0得到关于m的方程,解方程得点M的坐标.注意有两种情况,均需讨论.
(3)①过点P作PG⊥x轴于点G,过点E作EH⊥x轴于点H,设点M的坐标为(m,0),由及旋转的性质,证明△EHM≌△MGP,得到点E的坐标为(m-1,5-m),再根据两点距离公式证明,注意分两种情况,均需讨论;②把E(m-1,5-m)代入抛物线解析式,解出m的值,进而求出CM的长.
【详解】
(1)∵点在抛物线上,
∴,
得到,
又∵对称轴,
∴,
解得,
∴,
∴二次函数的解析式为;
(2)当点M在点C的左侧时,如下图:
∵抛物线的解析式为,对称轴为,
∴点A(2,0),顶点B(2,4),
∴AB=AC=4,
∴△ABC是等腰直角三角形,
∴∠1=45°;
∵将逆时针旋转得到△MEF,
∴FM=CM,∠2=∠1=45°,
设点M的坐标为(m,0),
∴点F(m,6-m),
又∵∠2=45°,
∴直线EF与x轴的夹角为45°,
∴设直线EF的解析式为y=x+b,
把点F(m,6-m)代入得:6-m=m+b,解得:b=6-2m,
直线EF的解析式为y=x+6-2m,
∵直线与抛物线只有一个交点,
∴,
整理得:,
∴Δ=b2-4ac=0,解得m=,
点M的坐标为(,0).
当点M在点C的右侧时,如下图:
由图可知,直线EF与x轴的夹角仍是45°,因此直线与抛物线不可能只有一个交点.
综上,点M的坐标为(,0).
(3)①当点M在点C的左侧时,如下图,过点P作PG⊥x轴于点G,过点E作EH⊥x轴于点H,
∵,由(2)知∠BCA=45°,
∴PG=GC=1,
∴点G(5,0),
设点M的坐标为(m,0),
∵将逆时针旋转得到△MEF,
∴EM=PM,
∵∠HEM+∠EMH=∠GMP+∠EMH =90°,
∴∠HEM=∠GMP,
在△EHM和△MGP中,
,
∴△EHM≌△MGP(AAS),
∴EH=MG=5-m,HM=PG=1,
∴点H(m-1,0),
∴点E的坐标为(m-1,5-m);
∴EA==,
又∵为线段的中点,B(2,4),C(6,0),
∴点D(4,2),
∴ED==,
∴EA= ED.
当点M在点C的右侧时,如下图:
同理,点E的坐标仍为(m-1,5-m),因此EA= ED.
②当点在(1)所求的抛物线上时,
把E(m-1,5-m)代入,整理得:m2-10m+13=0,
解得:m=或m=,
∴=或=.
【点睛】
本题是二次函数综合题,熟练掌握二次函数的图象和性质、旋转的性质、分类讨论的思想是解题的关键.
5.(1);(2);(3)①点E的坐标为:或或; ②圆心P移动的路线长=
【解析】
【分析】
(1)令求出点A(6,0),把点C(-4,n)代入在抛物线方程,解得:n=5,把点B(0,-3)代入,从而可得答案;
(2)记与轴的交点为,利用即可求解;
(3)①分当点P落在CA上时,点P落在AE上时,点P落在CE上时三种情况讨论即可; ②分E在D和B点两种情况,求出圆心点的坐标,则圆心P移动的路线长=,即可求解.
【详解】
解:(1)令
点A(6,0),
把点C(-4,n)代入在抛物线方程,
解得:
,
把点B(0,-3)代入,
解得:,
则:直线l:,…①
(2)由(1)知:A(6,0)、B(0,-3)、C(-4,5)、
AC中点为
设为:
解得:
所在的直线方程为:,
如图,AC与y轴交点H坐标为:(0,3),
(3)如下图: ①当点P落在CA上时, 圆心P为AC的中点
其所在的直线与AC垂直,
的垂直平分线即圆心P所在的直线方程为:
把代入得:
…②,
解得:
E的坐标为;
当点P落在AE上时, 设点
则点P的坐标,
则PA=PC,
解得:
故点
当点P落在CE上时, 则PC=PA,
同理可得:
故点
综上,点E的坐标为:或或;
②当E在D点时,作AD的垂直平分线交的垂直平分线于点,
则,的纵坐标为
代入②式,解得:
同理当当E在B点时, 作AB的垂直平分线交的垂直平分线于点,
的中点为:,
设为:,
解得:
AB直线方程为:,
设的垂直平分线方程为:
,
的垂直平分线方程为:
解得:
则圆心P移动的路线长=
故答案为:
【点评】
本题是二次函数的综合题,考查了二次函数与轴的交点坐标,利用待定系数法求解一次函数的解析式,三角形的外心的性质、一次函数的交点问题,勾股定理的应用,综合性很强,是难度较大类题目.
6.(1);(2)①;②不会发生变化,理由见解析
【解析】
【分析】
(1)根据点A,B坐标求出对称轴为,得到,代入抛物线解析式得到,写出顶点,根据其位置,得出,根据A,B坐标表示出AC,BC长度,结合AC·BC=8,求得的值,代入点A,B得其坐标,将A坐标代入抛物线解析式得的值,即可得到抛物线的解析式;
(2)①将代入,求得,结合点E求得PQ解析式,联立,解得点P的坐标,根据中心对称的性质,得到点的横坐标为10,可得的取值范围;
②过分别作直线的垂线,垂足分别为,设出点P,Q坐标,求出PQ的解析式,联立,得到,由,得到,结合,得到,可证得结果.
【详解】
解:(1)∵抛物线过两点,
∴由抛物线对称性知:抛物线对称轴为直线,
又∵顶点在第四象限,
,解得:
,
∴抛物线的开口向上,其图象如图所示,
,
,解得:
,
,
由题意可知,点在线段上,而点的纵坐标为1,
,
把代入得,解得:
∴抛物线所对应的函数表达式为
(2)①把代入得,
,
∴直线的解析式为
由可得,,
解得:
∴点的横坐标为
由中心对称的性质可得,点的横坐标为10,即抛物线的对称轴为直线,
结合图象:
可得,的范围为;
②在旋转的过程中,的度数不会发生变化,理由如下:
连接,由中心对称的性质可得,.
过分别作直线的垂线,垂足分别为,如图所示,
设,直线的解析式为,则
∵直线过,
,可得,,
∴直线的解析式为
由得,
整理得,
,,
又
,即在旋转的过程中,的度数不会发生变化.
【点睛】
本题考查了二次函数与几何图形的综合应用,熟知其设计的知识点及相关关系,是解题的关键.
7.(1)详见解析;(2)详见解析;(3)BD=2,r=3.
【解析】
【分析】
(1)根据已知条件得到∠EBC=∠ADC=90°,根据平行线分线段成比例定理得出,等量代换即可得到结论;
(2)证明∠PAO=90°,连接AO,AB,根根据直角三角形斜边中线的性质,切线的性质和等量代换,就可得出结论;
(3)连接AB,根据圆周角定理得到∠BAC=∠BAE=90°,推出FA=FB=FE=FG=3,过点F作FH⊥AG交AG于点H,推出四边形FBDH是矩形,得到FB=DH=3,根据勾股定理得到FH=,设半径为r,根据勾股定理列方程即可得到结论.
【详解】
解:(1)∵EB是切线,AD⊥BC,
∴∠EBC=∠ADC=90°,
∴AD∥EB,(同位角相等,两直线平行)
∴,(平行线分线段成比例)
∵G是AD的中点,
∴AG=GD,
∴EF=FB;
(2)证明:连接AO,AB,
∵BC是⊙O的直径,
∴∠BAC=90°,(直径所对圆周角为直角)
在Rt△BAE中,由(1)知,F是斜边BE的中点,直角三角形斜边中线为斜边一半,
∴AF=FB=EF,且等边对等角,
∴∠FBA=∠FAB,
又∵OA=OB,
∴∠ABO=∠BAO,
∵BE是⊙O的切线,
∴∠EBO=90°,
∵∠EBO=∠FBA+∠ABO=∠FAB+∠BAO=∠FAO=90°,
∴PA是⊙O的切线;
(3)如图2,连接AB,AO,
∵BC是直径,
∴∠BAC=∠BAE=90°,
∵EF=FB,
∴FA=FB=FE=FG=3,
过点F作FH⊥AG交AG于点H,
∵FA=FG,FH⊥AG,
∴AH=HG,
∵∠FBD=∠BDH=∠FHD=90°,
∴四边形FBDH是矩形,
∴FB=DH=3,
∵AG=GD,
∴AH=HG=1,GD=2,FH=,
∴BD=,
设半径为r,在RtADO中,
∵,
∴,解得:r=,
综上所示:BD=,r=.
【点睛】
本题主要考察了平行线的性质及定理、平行线分线段成比例定理、等边对等角、直角三角形斜边中线的性质、圆周角定理、勾股定理及圆的切线及其性质,该题较为综合,解题的关键是在于掌握以上这些定理,并熟练地将其结合应用.
8.(1);(2)m=2,D(﹣1,);(3)P(, )或P(1,);
(4)0<t≤.
【解析】
【分析】
(1)根据A,C两点坐标,代入抛物线解析式,利用待定系数法即可求解.
(2)通过(1)中的二次函数解析式求出B点坐标,代入一次函数,即可求出m的值,联立二次函数与一次函数可求出D点坐标.
(3)设出P点坐标,通过P点坐标表示出N,F坐标,再分类讨论PN=2NF,NF=2PN,即可求出P点(4)由A,D两点坐标求出AD的函数关系式,因为以所在直线为对称轴,线段经轴对称变换后的图形为,所以∥AD,即可求出的函数关系式,设直线与抛物线交于第一象限P点,所以当与P重合时,t有最大值,利用中点坐标公式求出PQ中点H点坐标,进而求出MH的函数关系式,令y=0求出函数与x轴交点坐标,从而可求出t的值,求出t的取值范围.
【详解】
解:(1)∵A,
把A,C代入抛物线,
得:
解得
∴.
(2)令y=0即,
解得 ,
∴B(4,0)
把B(4,0)代入
得
m=2
,
∴ 得 或
∴B(4,0),D(﹣1,)
∴,m=2,D(﹣1,).
(3)设P(a,),则F(a,),
∵DN⊥PH,
∴N点纵坐标等于D点的纵坐标
∴N(a,)
FN=-()=,PN=-=,
∵是线段的三等分点,
∴①当FN=2PN时,
=2(),
解得:a=或a=﹣1(舍去),
∴P(, ).
②当2FN=PN时,
2()=(),
得a=1或a=﹣1(舍去),
∴P(1,),
综上P点坐标为P(, )或P(1,),
(4)由(2)问得D(﹣1,),又A,
设AD:y=kx+b,
,
∴ ,
∴AD:y=x+5,
又GM⊥AD,
∴可设GM: y=x+p,
以所在直线为对称轴,线段经轴对称变换后的图形为,
∴∥AD,
可设:y=x+q,又Q,代入,
得:×+q=0,
q=2,
∴:y=x+2,
设直线与抛物线交于第一象限N点,,所以当与N点重合时,t有最大值,
∴ ,
解得: 或 ,
∴N(1,)又Q,
设H为N,Q中点,
则H(,),
又∵H在直线GM上,
∴把H代入GM y=x+p ,
得:,
P= ,
∴y=x+,
令y=0得:0=x+,
∴x= ,
即QM=+= ,
∵M的速度为5,
∴t=÷5= ,
∴0<t≤.
【点睛】
本题考查的是二次函数与一次函数的综合,属于压轴题,涉及到的知识点有,一次函数图像与性质,二次函数图像与性质,二次函数解析式的求法,二次函数与一次函数结合的坐标求法,翻折问题等,解题关键在于正确理解题意,仔细分析题目,通过相关条件得出等量关系求出结论.
9.(1);(2)面积最大值为;(3)存在,
【解析】
【分析】
(1)将点A、B的坐标代入抛物线表达式,即可求解;
(2)设,求得解析式,过点P作x轴得垂线与直线AB交于点F,设点,则,,即可求解;
(3)分BC为菱形的边、菱形的的对角线两种情况,分别求解即可.
【详解】
解:(1)∵抛物线过,
∴
∴
∴
(2)设,将点代入
∴
过点P作x轴得垂线与直线AB交于点F
设点,则
由铅垂定理可得
∴面积最大值为
(3)(3)抛物线的表达式为:y=x2+4x−1=(x+2)2−5,
则平移后的抛物线表达式为:y=x2−5,
联立上述两式并解得:,故点C(−1,−4);
设点D(−2,m)、点E(s,t),而点B、C的坐标分别为(0,−1)、(−1,−4);
①当BC为菱形的边时,
点C向右平移1个单位向上平移3个单位得到B,同样D(E)向右平移1个单位向上平移3个单位得到E(D),
即−2+1=s且m+3=t①或−2−1=s且m−3=t②,
当点D在E的下方时,则BE=BC,即s2+(t+1)2=12+32③,
当点D在E的上方时,则BD=BC,即22+(m+1)2=12+32④,
联立①③并解得:s=−1,t=2或−4(舍去−4),故点E(−1,2);
联立②④并解得:s=-3,t=-4±,故点E(-3,-4+)或(-3,-4−);
②当BC为菱形的的对角线时,
则由中点公式得:−1=s−2且−4−1=m+t⑤,
此时,BD=BE,即22+(m+1)2=s2+(t+1)2⑥,
联立⑤⑥并解得:s=1,t=−3,
故点E(1,−3),
综上,点E的坐标为:(−1,2)或或或(1,−3).
∴存在,
【点睛】
本题考查的是二次函数综合运用,涉及到一次函数的性质、菱形的性质、图形的平移、面积的计算等,其中(3),要注意分类求解,避免遗漏.
10.(1);(2)点E的坐标为(,);(3)存在;点的坐标为:(,)或(,)或(,)或(,).
【解析】
【分析】
(1)利用待定系数法代入计算,结合对称轴,即可求出解析式;
(2)取AD中点M,连接BM,过点A作AE∥BM,交抛物线于点E;然后求出直线AE的解析式,结合抛物线的解析式,即可求出点E的坐标;
(3)由题意,先求出点F的坐标,然后得到点Q的坐标,得到OQ和OB的长度,然后结合等腰三角形的性质进行分类讨论,可分为四种情况进行分析,分别求出点的坐标即可.
【详解】
解:(1)根据题意,设二次函数的解析式为,
∵对称轴为,则,
把点(-1,0),点(0,-3)代入,有
,
又∵,
∴,,,
∴抛物线的解析式为:;
(2)由(1)可知,
顶点D的坐标为(1,),点B为(3,0),
∵点A为(,0),
∴AD的中点M的坐标为(0,2);
如图,连接AD,DE,BE,取AD中点M,连接BM,过点A作AE∥BM,交抛物线于点E;
此时点D到直线AE的距离等于点B到直线AE距离的2倍,
即,
设直线BM为,
把点B、点M代入,有,
∴直线BM为,
∴直线AE的斜率为,
∵点A为(,0),
∴直线AE为,
∴,解得:(舍去)或;
∴点E的坐标为(,);
(3)由(2)可知,直线AE为,
∴点F的坐标为(0,),
∵将点F向下平移个单位长度得到Q,
∴点Q的坐标为(0,),
∴,
∵点B为(3,0),则OB=3,
在Rt△OBQ中,,
∴,
由旋转的性质,得,,
①当时,是等边三角形,如图:
∴点G的坐标为(,0),
∴点的横坐标为,
∴点的坐标为(,);
②当,是等腰三角形,如图:
∵,
∴,
∵,
∴点的坐标为(,);
③当时,是等边三角形,如图:
此时点G的坐标为(,0)
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