资源描述
2019-2020学年九年级(上)期中数学试卷
一.选择题(共6小题)
1.把一元二次方程x(x+1)=3x+2化为一般形式,正确的是( )
A.x2+4x+3=0 B.x2﹣2x+2=0 C.x2﹣3x﹣1=0 D.x2﹣2x﹣2=0
2.抛物线y=﹣(x+3)2﹣7的对称轴是( )
A.y轴 B.直线x=3 C.直线x=﹣3 D.直线x=﹣7
3.把抛物线y=﹣2x2向左平移2个单位,再向下平移3个单位,得到抛物线的解析式为( )
A.y=﹣2(x﹣2)2﹣3 B.y=﹣2(x+2)2﹣3
C.y=2(x﹣2)2﹣3 D.y=2(x+2)2﹣3
4.如图是二次函数y=﹣x2+2x+4的图象,使y≥1成立的x的取值范围是( )
A.﹣1≤x≤3 B.x≤﹣1 C.x≥1 D.x≤﹣1或x≥3
5.已知二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象如图所示,有下列结论:
①b2﹣4ac>0;②abc>0;③a+c>0;④9a+3b+c<0.
其中,正确的结论有( )
A.4个 B.3个 C.2个 D.1个
6.如图,Rt△OAB的顶点A(﹣2,4)在抛物线y=ax2上,将Rt△OAB绕点O顺时针旋转90°,得到△OCD,边CD与该抛物线交于点P,则点P的坐标为( )
A.(,) B.(2,2) C.(,2) D.(2,)
二.填空题(共6小题)
7.已知x=﹣1是一元二次方程x2﹣2mx+1=0的一个解,则m的值是 .
8.若点(2,﹣5)、(6,﹣5)在抛物线y=ax2+bx+c上,则它的对称轴是 .
9.若点(a,1)与(﹣2,b)关于原点对称,则ab= .
10.烟花厂为咸宁温泉旅游节特别设计制作一种新型礼炮,这种礼炮的升空高h(m)与飞行时间t(s)的关系式是,若这种礼炮在点火升空到最高点处引爆,则从点火升空到引爆需要时间为 .
11.如图,等腰Rt△ABC中,∠ACB=90°.AC=BC=1,且AC边在直线a上,将△ABC绕点A顺时针旋转到位置①可得到点P1,此时AP1=:将位置①的三角形绕点P1顺时针旋转到位置②,可得到点P2.此时AP2=1+:将位置②的三角形绕点P2顺时针旋转到位置③,可得到点P3,此时AP3= ,…按此规律继续旋转,直至得到点P2019为止,则AP2019= .
12.若抛物线y=x2﹣bx+9的顶点在坐标轴上,则b的值为 .
三.解答题(共13小题)
13.x2+4x﹣2=0.
14.4x2﹣3=12x(用公式法解)
15.解方程:2(x﹣3)=3x(x﹣3).
16.解方程:x2﹣3x+2=0.
17.关于x的一元二次方程x2+(2m﹣1)x+m2=0有实数根.
(1)求m的取值范围;
(2)若两根为x1、x2且x12+x22=7,求m的值.
18.已知二次函数y=a(x﹣1)2+4的图象经过点(﹣1,0).
(1)求这个二次函数的解析式;
(2)判断这个二次函数的开口方向,对称轴和顶点坐标.
19.习近平总书记说:“读书可以让人保持思想活力,让人得到智慧启发,让人滋养浩然之气”.某校为响应我市全民阅读活动,利用节假日面向社会开放学校图书馆.据统计,第一个月进馆128人次,进馆人次逐月增加,到第三个月末累计进馆608人次,若进馆人次的月平均增长率相同.
(1)求进馆人次的月平均增长率;
(2)因条件限制,学校图书馆每月接纳能力不超过500人次,在进馆人次的月平均增长率不变的条件下,校图书馆能否接纳第四个月的进馆人次,并说明理由.
20.如图,E是正方形ABCD中CD边上任意一点.
(1)以点A为中心,把△ADE顺时针旋转90°,画出旋转后的图形;
(2)在BC边上画一点F,使△CFE的周长等于正方形ABCD的周长的一半,请简要说明你取该点的理由.
21.如图,隧道的截面由抛物线和长方形构成,长方形的长为16m,宽为6m,抛物线的最高点C离地面AA1的距离为8m.
(1)按如图所示的直角坐标系,求表示该抛物线的函数表达式.
(2)一大型汽车装载某大型设备后,高为7m,宽为4m,如果该隧道内设双向行车道,那么这辆贷车能否安全通过?
22.如图,△ABC中,∠C=90°,BC=6cm,AC=8cm,点P从点A开始沿AC向点C以2厘米/秒的速度运动;与此同时,点Q从点C开始沿CB边向点B以1厘米/秒的速度运动;如果P、Q分别从A、C同时出发,当其中一点到达终点时,另一点也随之停止运动.
(1)经过几秒,△CPQ的面积等于3cm2?
(2)在整个运动过程中,是否存在某一时刻t,使PQ恰好平分△ABC的面积?若存在,求出运动时间t;若不存在,请说明理由.
(3)是否存在某一时刻,PQ长为,如果存在,求出运动时间t.
23.某商店经销甲、乙两种商品,已知一件甲种商品和一件乙种商品的进价之和为30元,每件甲种商品的利润是4元,每件乙种商品的售价比其进价的2倍少11元,小明在该商店购买8件甲种商品和6件乙种商品一共用了262元.
(1)求甲、乙两种商品的进价分别是多少元?
(2)在(1)的前提下,经销商统计发现,平均每天可售出甲种商品400件和乙种商品300件,如果将甲种商品的售价每提高0.1元,则每天将少售出7件甲种商品;如果将乙种商品的售价每提高0.1元,则每天将少售出8件乙种商品.经销商决定把两种商品的价格都提高a元,在不考虑其他因素的条件下,当a为多少时,才能使该经销商每天销售甲、乙两种商品获取的利润共2500元?
24.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.
25.如图1,已知抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)与x轴交于点A(1,0)和点B(﹣3,0),与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)设抛物线的对称轴与x轴交于点M,问在对称轴上是否存在点P,使△CMP为等腰三角形?若存在,请直接写出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)如图2,若点E为第二象限抛物线上一动点,连接BE、CE,求四边形BOCE面积的最大值,并求此时E点的坐标.
参考答案与试题解析
一.选择题(共6小题)
1.把一元二次方程x(x+1)=3x+2化为一般形式,正确的是( )
A.x2+4x+3=0 B.x2﹣2x+2=0 C.x2﹣3x﹣1=0 D.x2﹣2x﹣2=0
【分析】直接去括号进而移项,得出答案.
【解答】解:x(x+1)=3x+2
x2+x﹣3x﹣2=0,
x2﹣2x﹣2=0
故选:D.
2.抛物线y=﹣(x+3)2﹣7的对称轴是( )
A.y轴 B.直线x=3 C.直线x=﹣3 D.直线x=﹣7
【分析】根据抛物线y=a(x﹣h)2+k的对称轴是x=h即可确定.
【解答】解:∵y=﹣(x+3)2﹣7
∴对称轴是直线x=﹣3
故选:C.
3.把抛物线y=﹣2x2向左平移2个单位,再向下平移3个单位,得到抛物线的解析式为( )
A.y=﹣2(x﹣2)2﹣3 B.y=﹣2(x+2)2﹣3
C.y=2(x﹣2)2﹣3 D.y=2(x+2)2﹣3
【分析】根据“左加右减、上加下减”的原则进行解答即可.
【解答】解:将抛物线y=﹣x2向左平移2个单位所得直线解析式为:y=﹣2(x+2)2;
再向下平移3个单位为:y=﹣2(x+2)2﹣3.
故选:B.
4.如图是二次函数y=﹣x2+2x+4的图象,使y≥1成立的x的取值范围是( )
A.﹣1≤x≤3 B.x≤﹣1 C.x≥1 D.x≤﹣1或x≥3
【分析】根据函数图象写出直线y=1以及上方部分的x的取值范围即可.
【解答】解:由图象可知,﹣1≤x≤3时,y≥1.
故选:A.
5.已知二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象如图所示,有下列结论:
①b2﹣4ac>0;②abc>0;③a+c>0;④9a+3b+c<0.
其中,正确的结论有( )
A.4个 B.3个 C.2个 D.1个
【分析】根据抛物线与x轴有两个交点对①进行判断;由抛物线开口方向得到a>0,由抛物线对称轴为直线x=﹣=1得到b=﹣2a,b<0,由抛物线与y轴的交点在x轴下方得到c<0,则可对②进行判断;根据x=﹣1时,y<0,则a﹣b+c<0,即a+c<b,这样可对③进行判断;根据抛物线的对称性可得到抛物线与x轴的另一个交点在(3,0)和(4,0)之间,则x=3时,y<0,即9a+3b+c<0,则可对④进行判断.
【解答】解:∵抛物线与x轴有两个交点,
∴b2﹣4ac>0,所以①正确;
∵抛物线开口向上,
∴a>0,
又∵抛物线对称轴为直线x=﹣=1,
∴b=﹣2a,b<0,
∵抛物线与y轴的交点在x轴下方,
∴c<0,
∴abc>0,所以②正确;
∵x=﹣1时,y<0,即a﹣b+c<0,
∴a+c<b<0,所以③错误;
∵抛物线对称轴为直线x=1,而抛物线与x轴的一个交点在(﹣2,0)和(﹣1,0)在之间,
∴抛物线与x轴的另一个交点在(3,0)和(4,0)之间,
∴当x=3时,y<0,即9a+3b+c<0,所以④正确.
故选:B.
6.如图,Rt△OAB的顶点A(﹣2,4)在抛物线y=ax2上,将Rt△OAB绕点O顺时针旋转90°,得到△OCD,边CD与该抛物线交于点P,则点P的坐标为( )
A.(,) B.(2,2) C.(,2) D.(2,)
【分析】首先根据点A在抛物线y=ax2上求得抛物线的解析式和线段OB的长,从而求得点D的坐标,根据点P的纵坐标和点D的纵坐标相等得到点P的坐标即可;
【解答】解:∵Rt△OAB的顶点A(﹣2,4)在抛物线y=ax2上,
∴4=a×(﹣2)2,
解得:a=1
∴解析式为y=x2,
∵Rt△OAB的顶点A(﹣2,4),
∴OB=OD=2,
∵Rt△OAB绕点O顺时针旋转90°,得到△OCD,
∴CD∥x轴,
∴点D和点P的纵坐标均为2,
∴令y=2,得2=x2,
解得:x=±,
∵点P在第一象限,
∴点P的坐标为:(,2)
故选:C.
二.填空题(共6小题)
7.已知x=﹣1是一元二次方程x2﹣2mx+1=0的一个解,则m的值是 ﹣1 .
【分析】一元二次方程的根就是一元二次方程的解,就是能够使方程左右两边相等的未知数的值.即用这个数代替未知数所得式子仍然成立.把x=﹣1代入方程即可解.
【解答】解:把x=﹣1代入方程x2﹣2mx+1=0可得1+2m+1=0,解得m=﹣1.
故答案为:﹣1.
8.若点(2,﹣5)、(6,﹣5)在抛物线y=ax2+bx+c上,则它的对称轴是 直线x=4 .
【分析】观察出两点的纵坐标相等,然后根据二次函数的对称性列式计算即可得解.
【解答】解:∵点(2,﹣5),(6,﹣5)的纵坐标都是﹣5,
∴该抛物线的对称轴为直线x==4.
故答案为直线x=4.
9.若点(a,1)与(﹣2,b)关于原点对称,则ab= .
【分析】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:求关于原点的对称点,横纵坐标都变成相反数.记忆方法是结合平面直角坐标系的图形记忆.
【解答】解:∵点(a,1)与(﹣2,b)关于原点对称,
∴b=﹣1,a=2,
∴ab=2﹣1=.
故答案为:.
10.烟花厂为咸宁温泉旅游节特别设计制作一种新型礼炮,这种礼炮的升空高h(m)与飞行时间t(s)的关系式是,若这种礼炮在点火升空到最高点处引爆,则从点火升空到引爆需要时间为 4s .
【分析】将抛物线的解析式化为顶点式就可以直接求出答案.
【解答】解:∵,
∴h=﹣(t﹣4)2+41.
∴t=4时,h最大=41.
故答案为:4s.
11.如图,等腰Rt△ABC中,∠ACB=90°.AC=BC=1,且AC边在直线a上,将△ABC绕点A顺时针旋转到位置①可得到点P1,此时AP1=:将位置①的三角形绕点P1顺时针旋转到位置②,可得到点P2.此时AP2=1+:将位置②的三角形绕点P2顺时针旋转到位置③,可得到点P3,此时AP3= 2+ ,…按此规律继续旋转,直至得到点P2019为止,则AP2019= 1346+673 .
【分析】由等腰直角三角形的性质和已知条件得出AP1=,AP2=1+,AP3=2+;AP4=2+2;AP5=3+2;AP6=4+2;AP7=4+3;AP8=5+3;AP9=6+3;每三个一组,由于2018=3×672+2,得出AP2018,即可得出结果.
【解答】解:AP1=,AP2=1+,AP3=2+;AP4=2+2;AP5=3+2;AP6=4+2;AP7=4+3;AP8=5+3;AP9=6+3;
∵2018=3×672+2,
∴AP2015=1342+672+1=1343+672,
∴AP2016=1343+672+1=1344+672,
∴AP2017=1344+672+1=1345+672,
∴AP2018=1345+672+=1345+673,
∴AP2019=1345+672+1=1346+673,
故答案为:2+;1346+673.
12.若抛物线y=x2﹣bx+9的顶点在坐标轴上,则b的值为 b=0或b=±6 .
【分析】把抛物线解析式化为顶点式可求得其顶点坐标,再结合条件可得到关于b的方程,可求得b的值.
【解答】解:∵y=x2﹣bx+9=(x﹣)2+9﹣,
∴抛物线顶点坐标为(,9﹣),
∵抛物线顶点在坐标轴上,
∴=0或9﹣=0,解得b=0或b=±6,
故答案为b=0或b=±6.
三.解答题(共13小题)
13.x2+4x﹣2=0.
【分析】根据配方法即可求出答案.
【解答】解:∵x2+4x﹣2=0,
∴x2+4x+4=6,
∴(x+2)2=6,
∴x=﹣2±
14.4x2﹣3=12x(用公式法解)
【分析】利用公式法求解可得.
【解答】解:原方程整理为:4x2﹣12x﹣3=0,
∵a=4,b=﹣12,c=﹣3,
∴△=144﹣4×4×(﹣3)=192>0,
则x==.
15.解方程:2(x﹣3)=3x(x﹣3).
【分析】移项后提取公因式x﹣3后利用因式分解法求得一元二次方程的解即可.
【解答】解:2(x﹣3)=3x(x﹣3),
移项得:2(x﹣3)﹣3x(x﹣3)=0,
整理得:(x﹣3)(2﹣3x)=0,
x﹣3=0或2﹣3x=0,
解得:x1=3或x2=.
16.解方程:x2﹣3x+2=0.
【分析】把方程的左边利用十字相乘法因式分解为(x﹣1)(x﹣2),再利用积为0的特点求解即可.
【解答】解:∵x2﹣3x+2=0,
∴(x﹣1)(x﹣2)=0,
∴x﹣1=0或x﹣2=0,
∴x1=1,x2=2.
17.关于x的一元二次方程x2+(2m﹣1)x+m2=0有实数根.
(1)求m的取值范围;
(2)若两根为x1、x2且x12+x22=7,求m的值.
【分析】(1)根据方程的系数结合根的判别式△≥0,即可得出关于m的一元一次不等式,解之即可得出m的取值范围;
(2)根据根与系数的关系可得出x1+x2=1﹣2m,x1x2=m2,结合x12+x22=7可得出关于m的一元二次方程,解之取其小于等于的值即可得出结论.
【解答】解:(1)∵关于x的一元二次方程x2+(2m﹣1)x+m2=0有实数根,
∴△=(2m﹣1)2﹣4×1×m2=﹣4m+1≥0,
解得:m≤.
(2)∵x1,x2是一元二次方程x2+(2m﹣1)x+m2=0的两个实数根,
∴x1+x2=1﹣2m,x1x2=m2,
∴x12+x22=(x1+x2)2﹣2x1x2=7,即(1﹣2m)2﹣2m2=7,
整理得:m2﹣2m﹣3=0,
解得:m1=﹣1,m2=3.
又∵m≤,
∴m=﹣1.
18.已知二次函数y=a(x﹣1)2+4的图象经过点(﹣1,0).
(1)求这个二次函数的解析式;
(2)判断这个二次函数的开口方向,对称轴和顶点坐标.
【分析】(1)把(﹣1,0)代入二次函数解析式求出a的值,即可确定出解析式;
(2)利用二次根式的性质确定出开口方向,顶点坐标以及对称轴即可.
【解答】解:(1)把(﹣1,0)代入二次函数解析式得:4a+4=0,即a=﹣1,
则函数解析式为y=﹣(x﹣1)2+4;
(2)∵a=﹣1<0,
∴抛物线开口向下,
顶点坐标为(1,4),对称轴为直线x=1.
19.习近平总书记说:“读书可以让人保持思想活力,让人得到智慧启发,让人滋养浩然之气”.某校为响应我市全民阅读活动,利用节假日面向社会开放学校图书馆.据统计,第一个月进馆128人次,进馆人次逐月增加,到第三个月末累计进馆608人次,若进馆人次的月平均增长率相同.
(1)求进馆人次的月平均增长率;
(2)因条件限制,学校图书馆每月接纳能力不超过500人次,在进馆人次的月平均增长率不变的条件下,校图书馆能否接纳第四个月的进馆人次,并说明理由.
【分析】(1)先分别表示出第二个月和第三个月的进馆人次,再根据第一个月的进馆人次加第二和第三个月的进馆人次等于608,列方程求解;
(2)根据(1)所计算出的月平均增长率,计算出第四个月的进馆人次,再与500比较大小即可.
【解答】解:(1)设进馆人次的月平均增长率为x,则由题意得:
128+128(1+x)+128(1+x)2=608
化简得:4x2+12x﹣7=0
∴(2x﹣1)(2x+7)=0,
∴x=0.5=50%或x=﹣3.5(舍)
答:进馆人次的月平均增长率为50%.
(2)∵进馆人次的月平均增长率为50%,
∴第四个月的进馆人次为:128(1+50%)3=128×=432<500
答:校图书馆能接纳第四个月的进馆人次.
20.如图,E是正方形ABCD中CD边上任意一点.
(1)以点A为中心,把△ADE顺时针旋转90°,画出旋转后的图形;
(2)在BC边上画一点F,使△CFE的周长等于正方形ABCD的周长的一半,请简要说明你取该点的理由.
【分析】(1)利用旋转的性质得出△ABE′的位置;
(2)根据全等三角形的判定与性质得出△AEF≌△AE′F(SAS),以及EF=E′F=BF+DE,进而得出EF+EC+FC=BC+CD.
【解答】解:(1)如图所示:△ABE′即为所求;
(2)作∠EAE′的平分线交BC于点F,则△CFE的周长等于正方形ABCD的周长的一半,
在△AEF和△AE′F中
∵,
∴△AEF≌△AE′F(SAS),
∴EF=E′F=BF+DE,
∴EF+EC+FC=BC+CD.
21.如图,隧道的截面由抛物线和长方形构成,长方形的长为16m,宽为6m,抛物线的最高点C离地面AA1的距离为8m.
(1)按如图所示的直角坐标系,求表示该抛物线的函数表达式.
(2)一大型汽车装载某大型设备后,高为7m,宽为4m,如果该隧道内设双向行车道,那么这辆贷车能否安全通过?
【分析】(1)根据抛物线在坐标系中的特殊位置,可以设抛物线的解析式为y=ax2+6,再有条件求出a的值即可;
(2)隧道内设双行道后,求出纵坐标与7m作比较即可.
【解答】解:(1)根据题意得A(﹣8,0),B(﹣8,6),C(0,8),
设抛物线的解析式为y=ax2+8(a≠0),把B(﹣8,6)代入
64a+8=6
解得:a=﹣.
抛物线的解析式为y=﹣x2+8.
(2)根据题意,把x=4代入解析式,
得y=7.5m.
∵7.5m>7m,
∴货运卡车能通过.
22.如图,△ABC中,∠C=90°,BC=6cm,AC=8cm,点P从点A开始沿AC向点C以2厘米/秒的速度运动;与此同时,点Q从点C开始沿CB边向点B以1厘米/秒的速度运动;如果P、Q分别从A、C同时出发,当其中一点到达终点时,另一点也随之停止运动.
(1)经过几秒,△CPQ的面积等于3cm2?
(2)在整个运动过程中,是否存在某一时刻t,使PQ恰好平分△ABC的面积?若存在,求出运动时间t;若不存在,请说明理由.
(3)是否存在某一时刻,PQ长为,如果存在,求出运动时间t.
【分析】(1)根据题意用x表示出CP、CQ,根据三角形的面积公式列出方程,解方程得到答案;
(2)根据三角形的面积公式列出方程,根据一元二次方程根的判别式解答;
(3)根据勾股定理列出方程,解方程得到答案.
【解答】解:(1)设经过x秒,△CPQ的面积等于3cm2,
由题意得,x(8﹣2x)=3,
化简得x2﹣4x+3=0,
解得x1=1,x2=3,
答:经过1秒或3秒,△CPQ的面积等于3cm2?
(2)设存在某一时刻t,使PQ恰好平分△ABC的面积,
则t(8﹣2t)=××6×8,
化简得,t2﹣4t+12=0,
b2﹣4ac=16﹣48=﹣32<0,
故方程无实数根,即不存在满足条件的t;
(3)由题意得,(8﹣2t)2+t2=()2,
整理得,5t2﹣32t+35=0,
解得,t1=5(不合题意,舍去),t2=1.4,
答:运动时间为1.4秒时,PQ长为.
23.某商店经销甲、乙两种商品,已知一件甲种商品和一件乙种商品的进价之和为30元,每件甲种商品的利润是4元,每件乙种商品的售价比其进价的2倍少11元,小明在该商店购买8件甲种商品和6件乙种商品一共用了262元.
(1)求甲、乙两种商品的进价分别是多少元?
(2)在(1)的前提下,经销商统计发现,平均每天可售出甲种商品400件和乙种商品300件,如果将甲种商品的售价每提高0.1元,则每天将少售出7件甲种商品;如果将乙种商品的售价每提高0.1元,则每天将少售出8件乙种商品.经销商决定把两种商品的价格都提高a元,在不考虑其他因素的条件下,当a为多少时,才能使该经销商每天销售甲、乙两种商品获取的利润共2500元?
【分析】(1)可设甲种商品的进价是x元,乙种商品的进价是y元,根据等量关系:①一件甲种商品和一件乙种商品的进价之和为30元;②购买8件甲种商品和6件乙种商品一共用了262元;列出方程组求解即可;
(2)根据该经销商每天销售甲、乙两种商品获取的利润共2500元,列出方程求解即可.
【解答】解:(1)设甲种商品的进价是x元,乙种商品的进价是y元,依题意有
,
解得.
故甲种商品的进价是16元,乙种商品的进价是14元;
(2)依题意有:
(400﹣10a×7)(4+a)+(300﹣10a×8)(14×2﹣11﹣14+a)=2500,
整理,得150a2﹣180a=0,
解得a1=,a2=0(舍去).
故当a为时,才能使该经销商每天销售甲、乙两种商品获取的利润共2500元.
24.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 PM=PN ,位置关系是 PM⊥PN ;
(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.
【分析】(1)利用三角形的中位线得出PM=CE,PN=BD,进而判断出BD=CE,即可得出结论,再利用三角形的中位线得出PM∥CE得出∠DPM=∠DCA,最后用互余即可得出结论;
(2)先判断出△ABD≌△ACE,得出BD=CE,同(1)的方法得出PM=BD,PN=BD,即可得出PM=PN,同(1)的方法即可得出结论;
(3)方法1、先判断出MN最大时,△PMN的面积最大,进而求出AN,AM,即可得出MN最大=AM+AN,最后用面积公式即可得出结论.
方法2、先判断出BD最大时,△PMN的面积最大,而BD最大是AB+AD=14,即可.
【解答】解:(1)∵点P,N是BC,CD的中点,
∴PN∥BD,PN=BD,
∵点P,M是CD,DE的中点,
∴PM∥CE,PM=CE,
∵AB=AC,AD=AE,
∴BD=CE,
∴PM=PN,
∵PN∥BD,
∴∠DPN=∠ADC,
∵PM∥CE,
∴∠DPM=∠DCA,
∵∠BAC=90°,
∴∠ADC+∠ACD=90°,
∴∠MPN=∠DPM+∠DPN=∠DCA+∠ADC=90°,
∴PM⊥PN,
故答案为:PM=PN,PM⊥PN,
(2)由旋转知,∠BAD=∠CAE,
∵AB=AC,AD=AE,
∴△ABD≌△ACE(SAS),
∴∠ABD=∠ACE,BD=CE,
同(1)的方法,利用三角形的中位线得,PN=BD,PM=CE,
∴PM=PN,
∴△PMN是等腰三角形,
同(1)的方法得,PM∥CE,
∴∠DPM=∠DCE,
同(1)的方法得,PN∥BD,
∴∠PNC=∠DBC,
∵∠DPN=∠DCB+∠PNC=∠DCB+∠DBC,
∴∠MPN=∠DPM+∠DPN=∠DCE+∠DCB+∠DBC
=∠BCE+∠DBC=∠ACB+∠ACE+∠DBC
=∠ACB+∠ABD+∠DBC=∠ACB+∠ABC,
∵∠BAC=90°,
∴∠ACB+∠ABC=90°,
∴∠MPN=90°,
∴△PMN是等腰直角三角形,
(3)方法1、如图2,同(2)的方法得,△PMN是等腰直角三角形,
∴MN最大时,△PMN的面积最大,
∴DE∥BC且DE在顶点A上面,
∴MN最大=AM+AN,
连接AM,AN,
在△ADE中,AD=AE=4,∠DAE=90°,
∴AM=2,
在Rt△ABC中,AB=AC=10,AN=5,
∴MN最大=2+5=7,
∴S△PMN最大=PM2=×MN2=×(7)2=.
方法2、由(2)知,△PMN是等腰直角三角形,PM=PN=BD,
∴PM最大时,△PMN面积最大,
∴点D在BA的延长线上,
∴BD=AB+AD=14,
∴PM=7,
∴S△PMN最大=PM2=×72=
25.如图1,已知抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)与x轴交于点A(1,0)和点B(﹣3,0),与y轴交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)设抛物线的对称轴与x轴交于点M,问在对称轴上是否存在点P,使△CMP为等腰三角形?若存在,请直接写出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)如图2,若点E为第二象限抛物线上一动点,连接BE、CE,求四边形BOCE面积的最大值,并求此时E点的坐标.
【分析】(1)已知抛物线过A、B两点,可将两点的坐标代入抛物线的解析式中,用待定系数法即可求出二次函数的解析式;
(2)可根据(1)的函数解析式得出抛物线的对称轴,也就得出了M点的坐标,由于C是抛物线与y轴的交点,因此C的坐标为(0,3),根据M、C的坐标可求出CM的距离.然后分三种情况进行讨论:
①当CP=PM时,P位于CM的垂直平分线上.求P点坐标关键是求P的纵坐标,过P作PQ⊥y轴于Q,如果设PM=CP=x,那么直角三角形CPQ中CP=x,OM的长,可根据M的坐标得出,CQ=3﹣x,因此可根据勾股定理求出x的值,P点的横坐标与M的横坐标相同,纵坐标为x,由此可得出P的坐标.
②当CM=MP时,根据CM的长即可求出P的纵坐标,也就得出了P的坐标(要注意分上下两点).
③当CM=CP时,因为C的坐标为(0,3),那么直线y=3必垂直平分PM,因此P的纵坐标是6,由此可得出P的坐标;
(3)由于四边形BOCE不是规则的四边形,因此可将四边形BOCE分割成规则的图形进行计算,过E作EF⊥x轴于F,四边形BOCE的面积=三角形BFE的面积+直角梯形FOCE的面积.直角梯形FOCE中,FO为E的横坐标的绝对值,EF为E的纵坐标,已知C的纵坐标,就知道了OC的长.在三角形BFE中,BF=BO﹣OF,因此可用E的横坐标表示出BF的长.如果根据抛物线设出E的坐标,然后代入上面的线段中,即可得出关于四边形BOCE的面积与E的横坐标的函数关系式,根据函数的性质即可求得四边形BOCE的最大值及对应的E的横坐标的值.即可求出此时E的坐标.
【解答】解:
(1)∵抛物线y=ax2+bx+3(a≠0)与x轴交于点A(1,0)和点B(﹣3,0),
∴
解得:
∴所求抛物线解析式为:
y=﹣x2﹣2x+3;
(2)∵抛物线解析式为:
y=﹣x2﹣2x+3,
∴其对称轴为x==﹣1,
∴设P点坐标为(﹣1,a),当x=0时,y=3,
∴C(0,3),M(﹣1,0)
∴当CP=PM时,(﹣1)2+(3﹣a)2=a2,解得a=,
∴P点坐标为:P1(﹣1,);
∴当CM=PM时,(﹣1)2+32=a2,解得a=±,
∴P点坐标为:P2(﹣1,)或P3(﹣1,﹣);
∴当CM=CP时,由勾股定理得:(﹣1)2+32=(﹣1)2+(3﹣a)2,解得a=6,
∴P点坐标为:P4(﹣1,6)
综上所述存在符合条件的点P,其坐标为P(﹣1,)或P(﹣1,﹣)
或P(﹣1,6)或P(﹣1,);
(3)过点E作EF⊥x轴于点F,设E(a,﹣a2﹣2a+3)(﹣3<a<0)
∴EF=﹣a2﹣2a+3,BF=a+3,OF=﹣a
∴S四边形BOCE=BF•EF+(OC+EF)•OF
=(a+3)•(﹣a2﹣2a+3)+(﹣a2﹣2a+6)•(﹣a)
=
=﹣+
∴当a=﹣时,S四边形BOCE最大,且最大值为.
此时,点E坐标为(﹣,).
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