资源描述
广东省广州市荔湾区 2023-2024 学年第一学期九年级期末数学模拟试
题
一、选择题(本大题共 10 小题,每小题 3 分,共 30 分)
1. 下列图形中,为中心对称图形的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据把一个图形绕某一点旋转180° ,如果旋转后的图形能够与原来的图形重合,那么这个图形就叫做中心对称图形可得答案.
本题考查了中心对称图形,熟练掌握定义是解题的关键.
【详解】解:A、不是中心对称图形,故此选项错误;
B、是中心对称图形,故此选项正确; C、不是中心对称图形,故此选项错误; D、不是中心对称图形,故此选项错误; 故选:B.
2. 抛物线 y=5( x - 4)2 + 2 的顶点坐标是( )
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A. (2, 4)
B. (4, 2)
C. (2, -4)
D. (-4, 2)
【答案】B
【解析】
【分析】根据二次函数的顶点式,直接写出顶点坐标即可.
【详解】抛物线 y=5( x - 4)2 + 2 的顶点坐标是: (4, 2) .故选 B.
【点睛】本题主要考查二次函数的图像和性质,熟练掌握二次函数 y=a ( x - h)2 + k 的顶点坐标为(h,
k)是解题的关键.
3. 如图,点 A,B,C 在eO 上,若ÐAOB = 140° ,则ÐACB 的度数为( )
A. 40° B. 50° C. 70° D. 140°
【答案】C
【解析】
【分析】直接根据圆周角定理即可得出答案.
【详解】解:Q ÐAOB= 140° ,
\ÐACB = 70° , 故选:C.
【点睛】本题考查了圆周角定理,熟练掌握圆周角定理是解题的关键.
4. 反比例函数 y = k (k ¹ 0) 的图象在直角坐标系中的位置如图,若点 A(- 1,y ), B(2,y ),
x 1 2
C(3,y )的在函数 y = k (k ¹ 0) 的图象上,则 y , y , y 的大小关系为( )
3 x 1 2 3
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A. y1<y2<y3
B. y2<y1<y3
C. y3<y2<y1
D. y2<y3<y1
【答案】D
【解析】
【分析】先根据函数解析式中的比例系数 k 确定函数图象所在的象限,再根据各象限内点的坐标特点及函数的增减性解答.
【详解】解:∵反比例函数 y = k (k ¹ 0) 的图象在二、四象限,
x
∴ k<0 ,
∴点 A(- 1,y1)在第二象限,
∴ y1>0 ,
∵ 3>2>0 ,
∴ B(2,y2), C(3,y3)两点在第四象限,
∴ y2<0,y3<0 ,
∵函数图象在第四象限内为增函数,
∴ y2<y3<0 .
∴ y1 , y2 , y3 的大小关系为 y2<y3<y1 . 故选:D.
【点睛】本题考查了反比例函数的图象与性质,解题关键是掌握反比例函数图象增减性,当 k<0 时,该
反比例函数的图象在每个象限内 y 随 x 的增大而增大.
5. 暑假即将来临,小明和小亮每人要从甲、乙、丙三个社区中随机选取一个社区参加综合实践活动,那么小明和小亮选到同一社区参加实践活动的概率为( )
1 1
A. B.
2 3
1 1
C. D.
6 9
【答案】B
【解析】
【详解】解:画树状图得:
∵共有 9 种等可能的结果,小明和小亮选到同一社区参加实践活动的有 3 种情况,
∴小明和小亮选到同一社区参加实践活动的概率为: 3 = 1
9 3
故选 B
6. 抛物线 y = ( x - 2)2 + 2 与 y 轴的交点坐标是( )
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A. (2,2)
B. (0,6)
C. (0,2)
D. (0,4)
【答案】B
【解析】
【分析】本题主要考查了抛物线与坐标轴交点的知识.根据题意得出 x = 0 ,然后求出 y 的值,即可以得到与 y 轴的交点坐标.
【详解】解:令 x = 0 ,得 y = ( x - 2)2 + 2 = (0 - 2)2 + 2 = 6 ,故与 y 轴的交点坐标是: (0,6) .
故选:B.
7. 如图,四边形 ABCD 是eO 的内接四边形,点 E 是 BC 延长线上一点,若ÐBAD = 114° ,则ÐDCE
的度数是( )
A. 94° B. 124° C. 104° D. 114°
【答案】D
【解析】
【分析】直接根据圆内接四边形的性质求解即可.
【详解】解:QÐBAD = 114° ,
\ÐBCD = 180° - ÐBAD = 180° -114° = 66° ,
\ÐDCE = 180° - ÐBCD = 180° - 66° = 114°
故选:D.
【点睛】本题主要考查圆内接四边形的性质的应用,解决此题的关键是圆内接四边形的对角互补,并且一个外角等于它的内对角.
8. 如图,在 RtV ABC 中, ÐC = 90°, ÐABC = 30°, AC = 1cm, 将 RtV ABC 绕点A 逆时针旋转得到
Rt△AB¢C¢ ,使点C¢ 落在 AB 边上,连接 BB¢,则 BB¢的长度是( )
C. 3cm
A. 1cm B. 2cm D. 2 3cm
【答案】B
【解析】
【分析】由旋转的性质可知, ÐCAB=∠BAB' = 60o ,进而得出DBAB' 为等边三角形,进而求出
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BB' =AB=2 .
【详解】解:∵ ÐC =
90°, ÐABC = 30°, AC = 1cm,
由直角三角形中,30°角所对的直角边等于斜边的一半可知,
∴ AB=2 AC=2 cm,
又∠CAB=90°-∠ABC=90°-30°=60°,
由旋转的性质可知: ÐCAB=∠BAB' = 60o ,且 AB=AB' ,
∴ DBAB' 为等边三角形,
∴ BB' =AB=2 .
故选:B.
【点睛】本题考查了直角三角形中 30°角所对的直角边等于斜边的一半,旋转的性质等,熟练掌握其性质是解决此类题的关键.
9. 某地有一座圆弧形拱桥,它的跨度(弧所对的弦的长) 24m ,拱高(弧的中点到弦的距离) 4m ,则求拱桥的半径为( )
A. 16m B. 20m C. 24m D. 28m
【答案】B
【解析】
【分析】如图所示(见详解),设圆弧形拱桥所在为位置的圆的圆心为O ,可得半径OA = OC = OB ,根据垂径定理,可知RtV AOD ,设OA = OC = OB = r ,根据勾股定理即可求解.
【详解】解:如图所示,设圆弧形拱桥所在为位置的圆的圆心为O ,
∵圆弧形拱桥的跨度(弧所对的弦的长) 24m ,拱高(弧的中点到弦的距离) 4 米,
∴ AB = 24m , CD = 4m ,且半径OA = OC = OB ,
设OA = OC = OB = r ,在RtV AOD 中, AD = BD = 1 AB = 1 ´ 24 = 12 , OD = r - 4 ,
2 2
∴ r 2 = 122 + (r - 4)2 ,解方程得, r = 20 ,
∴拱桥的半径为20m , 故选: B .
【点睛】本题主要考查圆与直角三角形的综合,掌握圆的垂径定理,直角三角形的勾股定理是解题的关键.
10. 如图,矩形 ABCD 的顶点 A、B 分别在反比例函数 y = 4 ( x > 0) 与 y = - 2 ( x < 0) 的图像上,点 C、
x x
D 在 x 轴上, AB、BD 分别交 y 轴于点 E、F,则阴影部分的面积等于( )
10 11 5
A. B. 2 C. D.
3 6 3
【答案】D
【解析】
【分析】设 A(a 4 、 a>0 ,根据题意:利用函数关系式表示出线段OD、OE、OC、OF、EF ,然后
, )
a
利用三角形的面积公式计算即可.
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【详解】解:设点 A 的坐标为 A(a , a>0 .则OD = a,OE = 4 .
4
, )
a a
∴点 B 的纵坐标为 4 .
a
∴点 B 的横坐标为- a .
2
∴ OC = a .
2
∴ BE = a .
2
∵ AB ∥CD ,
∴VBEF :VDOF ,
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∴ EF = BE
= 1 .
OF OD 2
∴ EF = 1 OE = 4 , OF = 2 OE = 8 .
3 3a 3 3a
∴ S = 1 EF ´ BE = 1 ´
4 ´ a = 1 .
DBEF
2 2 3a 2 3
S = 1 ´ OD ´ OF = 1 ´ a ´ 8 = 4 .
DODF
2 2 3a 3
∴ S = S + S
= 1 + 4 = 5 .
阴影 V BEF
故选:D.
VODF
3 3 3
【点睛】本题主要考查了反比例函数的比例系数的几何意义,反比例函数的图像上点的坐标的特征、矩形的性质等知识点,灵活利用点的坐标表示相应线段的长度是解题的关键.
二、填空题(本大题共 6 小题,每小题 3 分,共 18 分.)
11. 若 2 是关于 x 的方程 x2 - c = 0 的一个根,则c = .
【答案】4
【解析】
【分析】将 x = 2 代入方程可得一个关于c 的一元一次方程,解方程即可得. 本题考查了一元二次方程的解,熟练掌握解的意义是解题的关键.
【详解】解:由题意,将 x = 2 代入方程 x2 - c = 0 得: 22 - c = 0 , 解得c = 4 ,
故答案为:4.
12. 点(2,3)绕原点逆时针旋转 90°对应点的坐标是 .
【答案】(-3, 2)
【解析】
【分析】先画出平面直角坐标系,再根据旋转的性质即可得出答案.
【详解】解:由题意,画出图形如下,其中点A 的坐标为(2, 3) :
过点A 作 AB ^x 轴于点 B ,则OB = 2, AB = 3 ,
因为点 A¢, B¢分别是点 A, B 绕原点逆时针旋转90° 的对应点, 所以OB¢ = OB = 2, A¢B¢ = AB = 3, A¢B¢ ^ y 轴,
又因为点 A¢ 位于第二象限, 所以点 A¢ 的坐标为(-3, 2) , 故答案为: (-3, 2) .
【点睛】本题考查了求绕原点逆时针旋转90° 的点坐标,熟练掌握旋转的性质是解题关键.
13. 一口袋中装有 10 个红球和若干个黄球(这些球除颜色外都相同),通过大量重复实验得知,摸到红球的频率为 0.4.据此估计:口袋中约有 个黄球.
【答案】15
【解析】
【分析】通过大量重复实验得知,摸到红球的频率为 0.4,即红球占总数的 0.4,列方程求解即可.
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10
【详解】解:设有黄球 x 个,由题意得,
10 + x
= 0.4 ,
解得, x = 15 ,
经检验, x = 15 是原方程的解, 故答案为:15
【点睛】本题考查频率估计概率,理解频率和概率之间的关系是正确解答的关键.
1 2 3
14. 已知 A(-1, y ), B (1, y
), C (4, y
) 三点都在二次函数 y = -( x - 3)2 + k 的图象上,则 y , y , y 的大小
1 2 3
关系为
【答案】 y1 < y2 < y3 ## y3 > y2 > y1
【解析】
【分析】本题考查了根据二次函数的图象和性质,根据解析式可得二次函数的对称轴为直线 x = 3 ,二次函数图象开口向下,进而根据点距离对称轴越远,函数值越小,即可求解.
【详解】解:∵ -1 < 0 ,
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∴二次函数图象开口向下,
∵ y = -( x - 3)2 + k ,
∴二次函数的对称轴为直线 x = 3 ,
∵抛物线 y = -( x - 3)2 + k 的图象上有三个点 A(-1, y ), B (1, y
), C (4, y ) ,
-1- 3 = 4, 1- 3 = 2, 4 - 3 = 1,
∴ y1 < y2 < y3 ,
故答案为: y1 < y2 < y3
1 2 3
15. 如图,已知第一象限内的点A 在反比例函数 y = 4 上,第二象限的点 B 在反比例函数 y = k 上,且
x x
OA ^ OB , OB = 3 ,则 k 的值为 .
OA 4
【答案】 - 9
4
【解析】
【分析】作 AC⊥x 轴于点 C,作 BD⊥x 轴于点 D,易证VOBD ∽△AOC ,则面积的比等于相似比的平方,然后根据反比例函数中比例系数 k 的几何意义即可求解.
【详解】解:作 AC⊥x 轴于点 C,作 BD⊥x 轴于点 D.
则∠BDO=∠ACO=90°, 则∠BOD+∠OBD=90°,
∵OA⊥OB,
∴∠BOD+∠AOC=90°,
∴∠OBD=∠AOC,
∴VOBD ∽△AOC ,
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∴ SVOBD
æ OB ö2
= ç ¸
æ 3 ö2 9
= ç ¸ = ,
SV AOC
è OA ø è 4 ø 16
1
又∵S△AOC= 2 ×4=2,
9
∴S△OBD= 8 ,
∵第二象限的点 B 在反比例函数 y = k 上
x
∴k= - 9 .
4
故答案为- 9 .
4
【点睛】本题考查了相似三角形的判定与性质,以及反比例函数的比例系数 k 的几何意义,正确作出辅助线求得两个三角形的面积的比是关键.
16. 已知二次函数的 y=ax2+bx+c (a≠0)图象如图所示,有下列 4 个结论:①abc<0;②b<a+c;
③2a+b=0;④a+b<m (am+b) (m≠1 的实数),其中正确的结论有 .
【答案】①③
【解析】
【分析】①由抛物线开口向下 a<0,抛物线和 y 轴的正半轴相交,c>0, - b
2a
=1>0,b>0,②令 x=
﹣1,时 y<0,即 a﹣b+c<0,③ - b
2a
=1,即 2a+b=0,④把 x=m 代入函数解析式中表示出对应的函数
值,把 x=1 代入解析式得到对应的解析式,根据图形可知 x=1 时函数值最大,所以 x=1 对应的函数值大于 x=m 对应的函数值,化简得到不等式.
【详解】解:①∵抛物线开口向下,抛物线和 y 轴的正半轴相交,
∴a<0,c>0,
b
∵ - =1>0,
2a
∴b>0,
∴abc<0,故①正确;
②令 x=﹣1,时 y<0,即 a﹣b+c<0,故②错误;
③∵ - b
2a
=1,
∴2a+b=0, 故③正确;
④x=m 对应的函数值为 y=am2+bm+c,
x=1 对应的函数值为 y=a+b+c,又 x=1 时函数取得最大值,
∴a+b+c>am2+bm+c,即 a+b>am2+bm=m(am+b),故④错误;
故答案为①③.
【点睛】本题主要考查二次函数的图象与系数、性质,熟练掌握二次函数的图象与系数、性质的关系是解题的关键.
三、解答题(本大题共 9 小题,共 72 分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.)
17. 解下列方程:
(1) x2 - 4x - 5 = 0 ;
(2) ( x + 3)2 = 2 ( x + 3) .
【答案】(1) x1 = 5, x2 = -1
(2) x1 = -3, x2 = -1
【解析】
【分析】本题主要考查利用因式分解法解一元二次方程,
(1) 选择因式分解法求解即可.
(2) 选择因式分解法先移项,再提取公因式求解即可.
【小问 1 详解】
解:∵ x2 - 4x - 5 = 0 ,
∴ ( x - 5)( x +1) = 0 ,
∴ x - 5 = 0, x + 1 = 0 , 解得 x1 = 5, x2 = -1.
【小问 2 详解】
∵ ( x + 3)2 = 2 ( x + 3) ,
∴ éë( x + 3) - 2ùû ( x + 3) = 0 ,
∴ x + 3 = 0, x +1 = 0 , 解得 x1 = -3, x2 = -1 .
18. 在平面直角坐标系中, V ABC 的顶点坐标是 A(2, 4) , B (1,0) , C (3,1) .试画出V ABC 绕点O 逆时
针旋转 90°的△A1B1C1 ,并写出 A1 、C1 坐标.
【答案】图见解析, A1 (-4, 2) 、C1 (-1, 3)
【解析】
【分析】先画出点 A、B、C 绕点O 逆时针旋转 90°的对应点,再一次连接即可,最后根据图形写出 A1 、C1
坐标即可.
【详解】解:如图:
由图可知: A1 (-4, 2) 、C1 (-1, 3).
【点睛】本题主要考查了旋转的作图,解题的关键是熟练掌握旋转的作图方法和步骤.
19. 如图,在V ABC 中,已知 AB = AC ,ÐC = 50° ,将V ABC 绕点 B 按逆时针方向旋转一定的角度后得到VDBE ,若 DE 恰好经过点 A,设 BE 与 AC 相交于点 F,求ÐAFB 的大小.
【答案】70°
【解析】
【分析】根据“等边对等角”与“三角形内角和定理”求得ÐABC, ÐBAC 大小,然后根据旋转的性质得
BA = BD, ÐD = ÐBAC , ÐCBE = ÐABD ,再求出ÐABD ,然后根据三角形的外角性质即可得解.
【详解】解:Q AB = AC , ÐC = 50° ,
\ÐABC = ÐC = 50° ,
\ÐBAC = 180° - 50°´ 2 = 80°,
Q将V ABC 绕点 B 按逆时针方向旋转一定的角度后得到VDBE ,若 DE 恰好经过点 A,
\ BA = BD, ÐD = ÐBAC = 80° , ÐCBE = ÐABD ,
在△ABD 中, BA = BD ,
\ÐD = ÐBAD = 80° ,
\ ÐABD = 180° - 80°´ 2 = 20°,
\ÐCBE = ÐABD = 20° ,
\ÐAFB = ÐC + ÐCBE = 50° + 20° = 70° ;
\ÐAFB 的大小为70° .
【点睛】此题考查了图形旋转的性质、等边对等角、三角形的内角和定理、三角形的外角性质等知识,熟练掌握并运用相关性质与定理进行逻辑推理是解答此题的关键.
20. 某校为落实“双减”工作,增强课后服务的吸引力,充分用好课后服务时间,为学有余力的学生拓展学习空间,成立了 5 个活动小组(每位学生只能参加一个活动小组): A .音乐; B .体育; C .美术; D .阅读; E .人工智能.为了解学生对以上活动的参与情况,随机抽取部分学生进行了调查统计,并根据统计结果,绘制了如图所示的两幅不完整的统计图.
根据图中信息,解答下列问题:
(1) ①此次调查一共随机抽取了 名学生;
②补全条形统计图(要求在条形图上方注明人数);
③扇形统计图中圆心角a = 度;
(2) 若该校有 2800 名学生,估计该校参加 D 组(阅读)的学生人数;
(3) 学校计划从 E 组(人工智能)的甲、乙、丙、丁四位学生中随机抽取两人参加市青少年机器人竞赛,请用树状图法或列表法求出恰好抽中甲、乙两人的概率.
【答案】(1)①400;②图见解析③54
(2) 参加 D 组(阅读)的学生人数为 980 人
1
(3) 恰好抽中甲、乙两人的概率为
6
【解析】
【分析】(1)①利用参加体育活动小组的人数除以所占的百分比求出总人数;②先求出参加 A, C 小组的人数,再补全条形图即可;③用360°´ C 小组人数所占的百分比求出圆心角度数即可;
(2) 用总人数乘以参加 D 组在样本中所占的百分比,进行求解即可;
(3) 利用列表法求出概率即可.
【小问 1 详解】
解:①100 ¸ 25% = 400 (人);故答案为: 400 ;
②参加A 组的学生人数为: 400 ´15% = 60 (人);
参加C 组的学生人数为: 400 - 60 -100 -140 - 40 = 60 (人);补全条形图如下:
③ a = 360°´
60
400
= 54° ;
故答案为:54;
【小问 2 详解】
解: 2800 ´ 140 = 980 (人);
400
答:参加 D 组(阅读)的学生人数为 980 人.
甲
乙
丙
丁
甲
甲,乙
甲,丙
甲,丁
乙
乙,甲
乙,丙
乙,丁
丙
丙,甲
丙,乙
丙,丁
丁
丁,甲
丁,乙
丁,丙
【小问 3 详解】解:列表如下:
共有 12 种等可能的结果,其中抽到甲、乙两人的情况有 2 种,
∴ P =
2 = 1 ;
12 6
1
答:恰好抽中甲、乙两人的概率为 .
6
【点睛】本题考查条形图和扇形图的综合应用,以及利用列表法求概率.从条形图和扇形图中有效的获取有效信息,熟练掌握列表法求概率,是解题的关键.
21. 某商品的进价为每件 20 元,售价为每件 25 元时,每天可卖出 250 件.市场调查反映:如果调整价格,一件商品每涨价 1 元,每天要少卖出 10 件.
(1) 求出每天所得的销售利润 w(元)与每件涨价 x(元)之间的函数关系式;
(2) 销售单价为多少元时,该商品每天的销售利润最大?
【答案】(1)w=-10(x-10)2+2250(0≤x≤25)(2)销售单价为 35 元时,该商品每天的销售利润最大
【解析】
【分析】(1)利用销量×每件利润=总利润,进而求出即可;
(2)利用二次函数的性质得出销售单价.
【详解】(1)根据题意得:w =(25+x-20)(250-10x)
即:w =-10x2+200x+1250 或 w=-10(x-10)2+2250(0≤x≤25)
(2)∵-10<0,∴抛物线开口向下,二次函数有最大值,
当x = - b = - 200
= 10 时,销售利润最大
2a 2 ´(-10)
此时销售单价为:10+25=35(元)
答:销售单价为 35 元时,该商品每天的销售利润最大.
【点睛】此题主要考查了二次函数的应用,根据题意利用函数性质得出最值是解题关键.
22. 如图,AB=BC,以 BC 为直径作⊙O,AC 交⊙O 于点 E,过点 E 作 EG⊥AB 于点 F,交 CB 的延长线于点 G.
(1) 求证:EG 是⊙O 的切线;
3
(2) 若 GF=2 ,GB=4,求⊙O 的半径.
【答案】(1)见解析;(2)⊙O 的半径为 4
【解析】
【分析】(1)连接 OE,根据等腰三角形的性质和平行线的性质即可得到结论;
(2)根据勾股定理和相似三角形的判定和性质定理即可得到结论.
【详解】解:(1)连接 OE.
∵AB=BC,
∴∠A=∠C;
∵OE=OC,
∴∠OEC=∠C,
∴∠A=∠OEC,
∴OE∥AB,
∵BA⊥GE,
∴OE⊥EG,且 OE 为半径;
∴EG 是⊙O 的切线;
(2)∵BF⊥GE,
∴∠BFG=90°,
3
∵ GF = 2
,GB=4,
BG2 - GF2
∴ BF = = 2 ,
∵BF∥OE,
∴△BGF∽△OGE,
∴ BF = BG ,
OE OG
∴ 2 = 4 ,
OE 4 + OE
∴OE=4,
即⊙O 的半径为 4.
【点睛】
本题考查了圆和三角形的综合问题,掌握等腰三角形的性质、平行线的性质、勾股定理、相似三角形的判定和性质定理是解题的关键.
23. 如图,一次函数 y = x + 4 的图象与 y 轴交于点 C,与反比例函数 y = k 的图象交于 B (-1, m) ,
x
A(n,1) 两点.
(1) 求 A、B 两点的坐标和反比例函数的表达式;
(2) 连接OA 、OB ,求△OAB 的面积;
(3) 在 x 轴上找一点 P,使 PA + PB 的值最小,求满足条件的点 P 的坐标.
【答案】(1) B (-1,3) 、 A(-3,1) ; y = - 3
x
(2)4 (3) æ - 5 ,0 ö
ç 2 ¸
è ø
【解析】
【分析】(1)把 B (-1, m) , A(n,1) 两点的坐标代入一次函数的解析式即可求出 m、n 的值,再把 B 的坐标代入反比例函数的解析式即可求出 k 的值;
(2) 求得 C 的坐标,然后根据 S△ AOB = S△ AOC - S△ BOC 求得即可;
(3) 作 B 点关于 x 轴的对称点 B¢,连接 AB¢ 交 x 轴于 P 点,则 B¢(-1,- 3) ,利用两点之间线段最短可判断此时 PA + PB 的值最小,再利用待定系数法求出直线 AB¢ 的解析式,然后求出直线与 x 轴的交点坐标即可得到 P 点坐标.
【小问 1 详解】
解:把 B (-1, m) , A(n,1) 两点的坐标代入 y = x + 4 , 得 m = -1+ 4 = 3 ,
n + 4 = 1,解得 n = -3 , 则 B (-1,3) 、 A(-3,1) ,
把 B (-1,3) 代入 y = k ,得k = -3 ´1 = -3 ,
x
∴反比例函数的表达式为 y = - 3 ;
x
【小问 2 详解】
解:∵一次函数 y = x + 4 的图象与 y 轴交于点 C,
∴ C (0,4) ,
∴ OC = 4 ,
∵ B (-1,3) 、 A(-3,1) ,
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∴ SV AOB
= SV AOC
- SV BOC
= 1 ´ 4 ´ 3 - 1 ´ 4 ´1 = 4 ; 2 2
【小问 3 详解】
解:作 B 点关于 x 轴的对称点 B¢ ,连接 AB¢ 交 x 轴于 P 点,则 B¢(-1,- 3) ,
∵ PA + PB = PB¢ + PA = AB¢ ,
∴此时 PA + PB 的值最小,
设直线 AB¢的解析式为 y = mx + n(m ¹ 0) ,
í-3m + n = 1
把点 B¢(-1,- 3) , A(-3,1) 的坐标代入 y = mx + n ,得ì-m + n = -3 ,
î
ìm = -2
î
解得ín = -5 ,
∴直线 AB¢的解析式为y = -2x - 5,
当 y = 0 时, 0 = -2x - 5 ,解得: x = - 5 ,
2
∴点 P 的坐标为æ - 5 ,0 ö .
ç 2 ¸
è ø
【点睛】本题考查了用待定系数法求反比例函数的解析式,最短路径问题,解题的关键,(1)是熟练掌握
待定系数法,(2)利用割补法,(3)是作出点 B 关于 x 轴的对称点 B¢ ,求得对称点的坐标.
24. 如图,在平面直角坐标系中,抛物线 y = ax2 + bx - 4 与 x 轴交于点 A(-2, 0),B (4, 0) ,与 y 轴交于点C,点 D 为 BC 的中点.
(1) 求该抛物线的函数表达式;
(2) 点 G 是该抛物线对称轴上的动点,若GA + GC 有最小值,求此时点 G 的坐标;
(3) 若点 P 是第四象限内该抛物线上一动点,求△BDP 面积的最大值;
【答案】(1) y = 1 x2 - x - 4
2
(2) (1, -3)
(3) △BDP 面积的最大值为 2
【解析】
【分析】(1)利用待定系数法求出二次函数解析式即可;
(2) 根据对称轴得出当点 G 正好在直线 BC 与抛物线对称轴的交点上时GA + GC 最小,求出直线 BC 的解析式 y = x - 4 ,求出抛物线的对称轴为直线 x = 1 ,把 x = 1 代入 y = x - 4 求出点 G 的坐标即可;
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(3) 连接 PC ,过点 P 作 PQ ∥ y 轴,交 BC 于点 Q,根据点 D 是 BC 的中点,得出 S
V BDP
= 1 S 2
V PBC ,
æ 1 2 ö
当△PBC 面积最大时, △BDP 面积最大,设 P ç m, 2 m - m - 4 ¸ ,则Q (m, m - 4) ,用 m 表示出
è ø
SVPBC ,求出其最大值,即可得出答案.
【小问 1 详解】
解:把 A(-2, 0),B (4, 0) 代入抛物线 y = ax2 + bx - 4 得:
í
ì4a - 2b - 4 = 0
,
î16a + 4b - 4 = 0
ï
ìa = 1
解得: í 2 ,
ïîb = -1
∴抛物线的函数表达式为 y = 1 x2 - x - 4 ;
2
【小问 2 详解】
解:∵点 G 是该抛物线对称轴上的动点,
∴ GA = GB ,
∴ GA + GC = GB + GC ,
∴当点 G 正好在直线 BC 与抛物线对称轴的交点上时GA + GC 最小,
把 x = 0 代入 y = 1 x2 - x - 4 得: y = -4 ,
2
∴点 C 的坐标为: (0, -4) ,
设直线 BC 的解析式为: y = kx - 4(k ¹ 0) , 把 B (4, 0) 代入得: 0 = 4k - 4 ,
解得: k = 1 ,
∴ 直线 BC 的解析式为: y = x - 4 ,
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抛物线的对称轴为直线
x = -
-1 = 1 2 ´ 1 ,
2
把 x = 1 代入 y = x - 4 得: y = 1- 4 = -3 ,
∴点 G 的坐标为: (1, -3) ;
【小问 3 详解】
解:连接 PC ,过点 P 作 PQ ∥ y 轴,交 BC 于点 Q,如图所示:
∵点 D 是 BC 的中点,
∴ SV BDP
= 1 S 2
V PBC ,
∴当△PBC 面积最大时, △BDP 面积最大,
设 P æ m, 1 m2 - m - 4 ö(0 < m < 4) ,则Q (m, m - 4) ,
ç 2 ¸
è ø
PQ = m - 4 - 1 m2 + m + 4 = - 1 m2 + 2m ,
2 2
SV PBC
= 1 PQ ´ 4 2
= 2 ´æ - 1 m2 + 2m ö
ç 2 ¸
è ø
= -m 2 + 4m
= -(m - 2)2 + 4 ,
∴当 m = 2 时,△PBC 面积取最大值 4,
∴△BDP 面积的最大值为 1 ´ 4 = 2 .
2
【点睛】本题主要考查了二次函数的综合应用,求二次函数解析式,求一次函数解析式,轴对称的性质, 解题的关键是作出相应的辅助线,数形结合.
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