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陕西省西安市2017年中考数学模拟试卷(解析版)
一、选择题(共10小题,每小题3分,计30分,每小题只有一个选项是符合题意的)
1.的相反数是( )
A.﹣ B. C.﹣ D.1.414
【分析】根据相反数的意义,可得答案.
【解答】解:的相反数是﹣,
故选:A.
【点评】本题考查了实数的性质,在一个数的前面加上负号就是这个数的相反数.
2.下列几何体中,左视图与主视图相同的是( )
A. B. C. D.
【分析】根据从左边看得到的图形是左视图,从正面看得到的图形是主视图,可得答案.
【解答】解:的主视图与左视图都是下边是梯形上边是矩形,
故选:A.
【点评】本题考查了简单组合体的三视图,从左边看得到的图形是左视图,从正面看得到的图形是主视图.
3.下列计算正确的是( )
A.(﹣3a2b)3=﹣3a5b3 B. ab2•(﹣4a3b)=﹣2a4b3
C.4m3n2÷m3n2=0 D.a5﹣a2=a3
【分析】根据各个选项中的式子可以计算出正确的结果,从而可以解答本题.
【解答】解:∵(﹣3a2b)3=﹣27a6b3,故选项A错误,
∵,故选项B正确,
∵4m3n2÷m3n2=4,故选项C错误,
∵a5﹣a2不能合并,故选项D错误,
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故选B.
【点评】本题考查整式的混合运算,解答本题的关键是明确整式的混合运算的计算方法.
4.如图,直线a、b被c所截,若a∥b,∠1=45°,∠3=100°,则∠2的度数为( )
A.70° B.65° C.60° D.55°
【分析】先根据平行线的性质,得到∠4=∠1=45°,再根据∠3=∠2+∠4,即可得到∠2的度数.
【解答】解:∵a∥b,∠1=45°,
∴∠4=∠1=45°,
∵∠3=∠2+∠4,
∴100°=∠2+45°,
∴∠2=55°,
故选:D.
【点评】本题主要考查了平行线的性质的运用,解题时注意:两直线平行,内错角相等.
5.如果y=(1﹣m)x是正比例函数,且y随x的增大而减小,则m的值为( )
A.m=﹣ B.m= C.m=3 D.m=﹣3
【分析】先根据正比例函数的定义列出关于m的不等式组,求出m的值即可.
【解答】解:∵y=(1﹣m)x是正比例函数,且y随x的增大而减小,
∴,
∴m=,
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故选B.
【点评】本题考查的是正比例函数的定义和性质,即形如y=kx(k≠0)的函数叫正比例函数.
6.如图,已知△ABC中,AB=10,AC=8,BC=6,DE是AC的垂直平分线,DE交AB于点D,交AC于点E,连接CD,则CD=( )
A.3 B.4 C.4.8 D.5
【分析】直接利用勾股定理的逆定理得出△ABC是直角三角形,进而得出线段DE是△ABC的中位线,再利用勾股定理得出AD,再利用线段垂直平分线的性质得出DC的长.
【解答】解:∵AB=10,AC=8,BC=6,
∴BC2+AC2=AB2,
∴△ABC是直角三角形,
∵DE是AC的垂直平分线,
∴AE=EC=4,DE∥BC,且线段DE是△ABC的中位线,
∴DE=3,
∴AD=DC==5.
故选:D.
【点评】此题主要考查了勾股定理以及其逆定理和三角形中位线的性质,正确得出AD的长是解题关键.
7.如图,1﹣4月份,甲、乙两工厂月生产增长量的变化情况,则甲工厂和乙工厂生产增长量差值最大的月份是( )
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A.1月份 B.2月份 C.3月份 D.4月份
【分析】折线最陡的一段线,就是增长量差值最大的月份.
【解答】解:甲工厂和乙工厂生产增长量差值最大的月份是2月份,
故选B.
【点评】本题考查了折线统计图,根据图中的折线的变化和数据进行求解.
8.已知一次函数y=kx+b﹣x的图象与x轴的正半轴相交,且函数值y随自变量x的增大而增大,则k,b的取值情况为( )
A.k>1,b<0 B.k>1,b>0 C.k>0,b>0 D.k>0,b<0
【分析】先将函数解析式整理为y=(k﹣1)x+b,再根据图象在坐标平面内的位置关系确定k,b的取值范围,从而求解.
【解答】解:一次函数y=kx+b﹣x即为y=(k﹣1)x+b,
∵函数值y随x的增大而增大,
∴k﹣1>0,解得k>1;
∵图象与x轴的正半轴相交,
∴图象与y轴的负半轴相交,
∴b<0.
故选:A.
【点评】本题考查的是一次函数的图象与系数的关系,由于y=kx+b与y轴交于(0,b),当b>0时,(0,b)在y轴的正半轴上,直线与y轴交于正半轴;当b<0时,(0,b)在y轴的负半轴,直线与y轴交于负半轴.熟知一次函数的增减性是解答此题的关键.
9.如图,在矩形ABCD中,AB=4,BC=6,将矩形ABCD绕B逆时针旋转30°后得到矩形GBEF,延长DA交FG于点H,则GH的长为( )
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A.8﹣4 B.﹣4 C.3﹣4 D.6﹣3
【分析】作辅助线,构建直角△AHM,先由旋转得BG的长,根据旋转角为30°得∠GBA=30°,利用30°角的三角函数可得GM和BM的长,由此得AM和HM的长,相减可得结论.
【解答】解:如图,延长BA交GF于M,
由旋转得:∠GBA=30°,∠G=∠BAD=90°,BG=AB=4,
∴∠BMG=60°,
tan∠30°==,
∴,
∴GM=,
∴BM=,
∴AM=﹣4,
Rt△HAM中,∠AHM=30°,
∴HM=2AM=﹣8,
∴GH=GM﹣HM=﹣(﹣8)=8﹣4,
故选A.
【点评】本题考查了矩形的性质、旋转的性质、特殊角的三角函数及直角三角形30°的性质,熟练掌握直角三角形30°所对的直角边等于斜边的一半及特殊角的三角函数值,属于基础题.
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10.如图是抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的部分图象,其顶点坐标为(1,n),且与x轴的一个交点在点(3,0)和(4,0)之间.则下列结论:
①a﹣b+c>0;
②3a+b=0;
③b2=4a(c﹣n);
④一元二次方程ax2+bx+c=n﹣1有两个不相等的实数根.
其中正确结论的个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【分析】利用抛物线的对称性得到抛物线与x轴的另一个交点在点(﹣2,0)和(﹣1,0)之间,则当x=﹣1时,y>0,于是可对①进行判断;利用抛物线的对称轴为直线x=﹣=1,即b=﹣2a,则可对②进行判断;利用抛物线的顶点的纵坐标为n得到=n,则可对③进行判断;由于抛物线与直线y=n有一个公共点,则抛物线与直线y=n﹣1有2个公共点,于是可对④进行判断.
【解答】解:∵抛物线与x轴的一个交点在点(3,0)和(4,0)之间,而抛物线的对称轴为直线x=1,
∴抛物线与x轴的另一个交点在点(﹣2,0)和(﹣1,0)之间.
∴当x=﹣1时,y>0,
即a﹣b+c>0,所以①正确;
∵抛物线的对称轴为直线x=﹣=1,即b=﹣2a,
∴3a+b=3a﹣2a=a,所以②错误;
∵抛物线的顶点坐标为(1,n),
∴=n,
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∴b2=4ac﹣4an=4a(c﹣n),所以③正确;
∵抛物线与直线y=n有一个公共点,
∴抛物线与直线y=n﹣1有2个公共点,
∴一元二次方程ax2+bx+c=n﹣1有两个不相等的实数根,所以④正确.
故选C.
【点评】本题考查了二次函数图象与系数的关系:对于二次函数y=ax2+bx+c(a≠0),二次项系数a决定抛物线的开口方向和大小:当a>0时,抛物线向上开口;当a<0时,抛物线向下开口;一次项系数b和二次项系数a共同决定对称轴的位置:当a与b同号时(即ab>0),对称轴在y轴左; 当a与b异号时(即ab<0),对称轴在y轴右;常数项c决定抛物线与y轴交点位置:抛物线与y轴交于(0,c):抛物线与x轴交点个数由△决定:△=b2﹣4ac>0时,抛物线与x轴有2个交点;△=b2﹣4ac=0时,抛物线与x轴有1个交点;△=b2﹣4ac<0时,抛物线与x轴没有交点.
二、填空题(共4小题,每小题3分,计12分)
11.﹣13+﹣12sin30°= ﹣5 .
【分析】根据乘方的意义,开平方、特殊角三角函数值,可得答案.
【解答】解:原式=﹣1+2﹣12×=﹣1+2﹣6=﹣5,
故答案为:﹣5.
【点评】本题考查了实数的运算,利用乘方的意义,开平方、特殊角三角函数值,注意﹣13的底数是1.
12.(1)正三角形的边长为4,则它的面积为 2
(2)31+2sin18°≈ 31.62 (保留两位小数)
【分析】(1)求出等边三角形一边上的高,即可确定出三角形面积;
【解答】解:如图,过A作AD⊥BC,
∵AB=AB=BC=4,
∴BD=CD=BC=2,
在Rt△ABD中,根据勾股定理得:AD==2,
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则S△ABC=BC•AD=2;
(2)31+2sin18°≈31+2×0.3090=31.62.
故答案为:2,31.62.
【点评】此题考查了等边三角形的性质,计算器﹣三角函数,熟练掌握等边三角形的性质是解本题的关键.
13.如图所示,直线y=kx(k<0)与双曲线y=﹣交于M(x1,y1),N(x2,y2)两点,则x1y2﹣3x2y1的值为 ﹣ .
【分析】由反比例函数图象的特征,得到两交点坐标关于原点对称,故x1=﹣x2,y1=﹣y2,再代入x1y2﹣3x2y1,由k=xy得出答案.
【解答】解:由图象可知点M(x1,y1),N(x2,y2)关于原点对称,
即﹣x1=x2,﹣y1=y2,
把M(x1,y1)代入双曲线y=﹣,得x1y1=﹣2,
则x1y2﹣3x2y1
=﹣x1y1+3x1y1
=﹣6
=﹣.
故答案为:﹣.
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【点评】本题考查了正比例函数与反比例函数交点坐标的性质,解决问题的关键是利用两交点坐标关于原点对称.
14.如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AB=13,AC=12,经过点C且与AB边相切的动圆与BC、CA分别相交于点M、N,则线段MN长度的最小值为 .
【分析】设MN的中点为P,⊙P与AB的切点为D,连接PD,连接CP,CD,则有PD⊥AB;由勾股定理可求得BC的长,由MN=PD+CP可得到MN≥CD,故此当MN=CD时,MN有最小值,此时点C、P、D在一条直线上,最后利用面积法可求得CD的长,从而得到MN的最小值.
【解答】解:如图,设MN的中点为P,⊙P与AB的切点为D,连接PD,连接CP,CD,则有PD⊥AB;
∵AB=13,AC=12,
∴BC==5.
∵PC+PD=MN,
∴PC+PD≥CD,MN≥CD.
∴当MN=CD时,MN有最小值.
∵PD⊥AB,
∴CD⊥AB.
∵AB•CD=BC•AC,
∴CD===.
∴CD的最小值.
∴MN的最小值为.
故答案为:.
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【点评】此题主要考查了切线的性质,勾股定理的逆定理,三角形的三边关系,直角三角形的面积公式求解,得出CD=BC•AC÷AB是解题关键.
三、解答题.(共11小题,满分78分,解答题后写出过程)
15.(5分)1﹣1﹣2sin30°+|3.14﹣π|+(﹣1)0.
【分析】原式利用零指数幂、负整数指数幂法则,绝对值的代数意义,以及特殊角的三角函数值计算即可得到结果.
【解答】解:原式=1﹣1+π﹣3.14+1=π﹣2.14.
【点评】此题考查了实数的运算,熟练掌握运算法则是解本题的关键.
16.(5分)解方程:﹣=1.
【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=x2﹣1,即2x2﹣x﹣4=0,
解得:x=,
经检验x=是分式方程的解.
【点评】此题考查了解分式方程,利用转化的思想,解分式方程注意要检验.
17.(5分)如图,已知锐角三角形ABC,求作⊙C,使⊙C与AB所在的直线相切于点D(保留作图痕迹,不写作法).
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【分析】根据切线的性质,过C先作AB的垂线,垂足为D,以C为圆心,由CD作半径的圆即和AB相切.
【解答】解:作法:①过C作CE⊥AB于D,
②以C为圆心,以CD为半径画圆,
则⊙C就是所求作的圆.
【点评】本题考查了切线的性质和复杂作图问题,明确过直线外一点作已知直线的垂线,并熟练掌握圆的切线的性质.
18.(5分)某校为了了解七年级学生课外活动情况,随机调查了该校若干名学生,调查他们喜欢各类课外活动的情况(课外活动分为四类:A﹣﹣喜欢打乒乓球的人,B﹣﹣喜欢踢足球的人,C﹣﹣喜欢打篮球的人,D﹣﹣喜欢其他的人),并将调查结果绘制成如下两幅不完整的统计图.
根据统计图信息完成下列问题:
(1)调查的学生人数为 120 人.
(2)补全条形统计图和扇形统计图.
(3)若该校七年级共有600人,请估计七年级学生中喜欢打乒乓球的人数.
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【分析】(1)利用A人数除以所占百分比即可得到调查学生数;
(2)首先计算出喜欢踢足球的人数,然后计算出喜欢踢足球的人所占百分比,再计算出喜欢其他的人所占百分比,然后补图即可;
(3)利用总人数乘以样本中喜欢打乒乓球的人数所占百分比即可.
【解答】解:(1)30÷25%=120,
故答案为:120;
(2)喜欢踢足球的人数:120﹣30﹣60﹣6=24,
所占百分比:×100%=20%,
喜欢其他的人所占百分比:×100%=5%,
如图所示;
(3)600×=150(人),
答:七年级学生中喜欢打乒乓球的人数为150人.
【点评】此题主要考查了条形统计图,以及利用样本估计总体,关键是读懂统计图,从统计图中得到必要的信息是解决问题的关键.条形统计图能清楚地表示出每个项目的数据.
19.(7分)已知:如图,在矩形ABCD中,点E在边AD上,点F在边BC上,且AE=CF,作EG∥FH,分别与对角线BD交于点G、H,连接EH,FG.
(1)求证:△BFH≌△DEG;
(2)连接DF,若BF=DF,则四边形EGFH是什么特殊四边形?证明你的结论.
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【分析】(1)由平行四边形的性质得出AD∥BC,AD=BC,OB=OD,由平行线的性质得出∠FBH=∠EDG,∠OHF=∠OGE,得出∠BHF=∠DGE,求出BF=DE,由AAS即可得出结论;
(2)先证明四边形EGFH是平行四边形,再由等腰三角形的性质得出EF⊥GH,即可得出四边形EGFH是菱形.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BC,AD=BC,
∴∠FBH=∠EDG,
∵AE=CF,
∴BF=DE,
∵EG∥FH,
∴∠OHF=∠OGE,
∴∠BHF=∠DGE,
在△BFH和△DEG中,
,
∴BFH≌△DEG(AAS);
(2)解:四边形EGFH是菱形;理由如下:
连接DF,如图所示:
由(1)得:BFH≌△DEG,
∴FH=EG,
又∵EG∥FH,
∴四边形EGFH是平行四边形,
∵DE=BF,∠EOD=∠BOF,∠EDO=∠FBO,
∴△EDO≌△FBO,
∴OB=OD,
∵BF=DF,OB=OD,
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∴EF⊥BD,
∴EF⊥GH,
∴四边形EGFH是菱形.
【点评】本题考查了全等三角形的性质和判定,平行线的性质,菱形的判定,等腰三角形的性质,平行四边形的性质和判定等知识;熟练掌握平行四边形的判定与性质,证明三角形全等是解决问题的关键.
20.(7分)已知某山区的平均气温与该山的海拔高度的关系见下表:
海拔高度(单位:米)
0
100
200
300
400
…
平均气温(单位:℃)
22
21.5
21
20.5
20
…
(1)若海拔高度用x(米)表示,平均气温用y(℃)表示,试写出y与x之间的函数关系式;
(2)若某种植物适宜生长在18℃~20℃(包含18℃,也包含20℃)山区,请问该植物适宜种植在海拔为多少米的山区?
【分析】(1)分析数据可知:高度每增加100米,温度下降0.5℃.据此列关系式;
(2)取y=18,20,分别求出高度x的值,再回答问题.
【解答】解:(1)y=22﹣0.5×=22﹣0.005x;
(2)当y=18时,即 22﹣0.005x=18,解得 x=800;
当y=20时,即 22﹣0.005x=20,解得 x=400.
∴若某种植物适宜生长在18℃~20℃(包含18℃,也包含20℃)山区,那么该植物适宜种植在海拔为400~800米的山区.
【点评】此题考查一次函数的应用,正确表示函数关系式是关键.难度不大.
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21.(7分)如图,某水平地面上建筑物的高度为AB,在点D和点F处分别竖立高是2米的标杆CD和EF,两标杆相隔52米,并且建筑物AB、标杆CD和EF在同一竖直平面内,从标杆CD后退2米到点G处,在G处测得建筑物顶端A和标杆顶端C在同一条直线上;从标杆FE后退4米到点H处,在H处测得建筑物顶端A和标杆顶端E在同一条直线上,求建筑物的高.
【分析】根据题意可得出△CDG∽△ABG,△EFH∽△ABH,再根据相似三角形的对应边成比例即可得出结论.
【解答】解:∵AB⊥BH,CD⊥BH,EF⊥BH,
∴AB∥CD∥EF,
∴△CDG∽△ABG,△EFH∽△ABH,
∴=, =,
∵CD=DG=EF=2m,DF=52m,FH=4m,
∴=,
=,
∴=,
解得BD=52,
∴=,
解得AB=54.
答:建筑物的高为54米.
【点评】本题考查的是相似三角形的应用,熟知相似三角形的对应边成比例是解答此题的关键.
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22.(7分)“五一”小长假期间,某超市为了吸引顾客,设计了一种促销活动:在一个不透明的箱子里放有4个相同的小球,球上分别标有“0元”、“10元”、“20元”、“30元”的字样.规定:顾客在本超市一次性购物满500元以上均可获得两次摸球的机会(摸出小球后放回).超市根据两小球所标金额的和返还相应的代金券.
(1)顾客甲购物1000元,则他最少可获 0 元代金券,最多可获 60 元代金券.
(2)请用树形图或列表方法,求出顾客甲获得不低于30元(含30元)代金券的概率.
【分析】(1)至少得到的金额数为0+0=0元,至多得到的金额数为30+30=60元;
(2)列举出所有情况,看该顾客所获得购物券的金额不低于30元的情况数占总情况数的多少即可.
【解答】解:(1)至少得到的金额数为0+0=0元,至多得到的金额数为30+30=60元,
故答案为0、60;
(2)画树状图如下:
共16种情况,不低于30元的情况数有10种,
所以所求的概率为=.
【点评】本题考查概率的求法;用到的知识点为:概率=所求情况数与总情况数之比;得到所求的情况数是解决本题的关键.
23.(8分)已知:如图,在△ABC中,D是AB边上一点,圆O过D、B、C三点,∠DOC=2∠ACD=90°.
(1)求证:直线AC是圆O的切线;
(2)如果∠ACB=75°,圆O的半径为2,求BD的长.
【分析】(1)证明OC⊥AC即可.根据∠DOC是等腰直角三角形可得∠DCO=45°.又∠ACD=45°,所以∠ACO=90°,得证;
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(2)如果∠ACB=75°,则∠BCD=30°;又∠B=∠O=45°,解斜三角形BCD求解.所以作DE⊥BC,把问题转化到解直角三角形求解.先求CD,再求DE,最后求BD得解.
【解答】(1)证明:∵OD=OC,∠DOC=90°,
∴∠ODC=∠OCD=45°.
∵∠DOC=2∠ACD=90°,
∴∠ACD=45°.
∴∠ACD+∠OCD=∠OCA=90°.
∵点C在圆O上,
∴直线AC是圆O的切线.
(2)解:方法1:∵OD=OC=2,∠DOC=90°,
∴CD=2.
∵∠ACB=75°,∠ACD=45°,
∴∠BCD=30°,
作DE⊥BC于点E,则∠DEC=90°,
∴DE=DCsin30°=.
∵∠B=45°,
∴DB=2.
方法2:连接BO
∵∠ACB=75°,∠ACD=45°,
∴∠BCD=30°,∴∠BOD=60°
∵OD=OB=2
∴△BOD是等边三角形
∴BD=OD=2.
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【点评】此题考查了切线的判定方法和解直角三角形,内容单一,难度不大.注意:解斜三角形通常通过作垂线把问题转化为解直角三角形求解.
24.(10分)已知抛物线y=3ax2+2bx+c,
(Ⅰ)若a=b=1,c=﹣1,求该抛物线与x轴公共点的坐标;
(Ⅱ)若a=b=1,且当﹣1<x<1时,抛物线与x轴有且只有一个公共点,求c的取值范围;
(Ⅲ)若a+b+c=0,且x1=0时,对应的y1>0;x2=1时,对应的y2>0,试判断当0<x<1时,抛物线与x轴是否有公共点?若有,请证明你的结论;若没有,阐述理由.
【分析】(Ⅰ)把a,b,c的值代入可得抛物线的解析式,求出两根即可;
(Ⅱ)把a,b代入解析式可得△=4﹣12c≥0,等于0时可直接求得c的值;求出y的相应的值后可得c的取值范围;
(Ⅲ)抛物线y=3ax2+2bx+c与x轴公共点的个数就是一元二次方程3ax2+2bx+c=0的实数根的个数,因此,本题的解答就是研究在不同的条件下一元二次方程3ax2+2bx+c=0根的判别式的符号,依据判别式的符号得出相应的结论.
【解答】解:(Ⅰ)当a=b=1,c=﹣1时,抛物线为y=3x2+2x﹣1,
方程3x2+2x﹣1=0的两个根为x1=﹣1,.
∴该抛物线与x轴公共点的坐标是(﹣1,0)和(,0);
(Ⅱ)当a=b=1时,抛物线为y=3x2+2x+c,且与x轴有公共点.
对于方程3x2+2x+c=0,判别式△=4﹣12c≥0,有c≤.
①当时,由方程3x2+2x+=0,解得x1=x2=﹣.
此时抛物线为y=3x2+2x+与x轴只有一个公共点(﹣,0);(4分)
②当时,x1=﹣1时,y1=3﹣2+c=1+c;
x2=1时,y2=3+2+c=5+c.
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由已知﹣1<x<1时,该抛物线与x轴有且只有一个公共点,考虑其对称轴为,
应有即,
解得﹣5<c≤﹣1.
综上,或﹣5<c≤﹣1.(6分)
(Ⅲ)对于二次函数y=3ax2+2bx+c,
由已知x1=0时,y1=c>0;
x2=1时,y2=3a+2b+c>0,
又∵a+b+c=0,
∴3a+2b+c=(a+b+c)+2a+b=2a+b.
∴2a+b>0.
∵b=﹣a﹣c,
∴2a﹣a﹣c>0,即a﹣c>0.
∴a>c>0.(7分)
∵关于x的一元二次方程3ax2+2bx+c=0的判别式△=4b2﹣12ac=4(a+c)2﹣12ac=4[(a﹣c)2+ac]>0,
∴抛物线y=3ax2+2bx+c与x轴有两个公共点,顶点在x轴下方.(8分)
又该抛物线的对称轴,
由a+b+c=0,c>0,2a+b>0,
得﹣2a<b<﹣a,
∴.
又由已知x1=0时,y1>0;
x2=1时,y2>0,观察图象,
可知在0<x<1范围内,该抛物线与x轴有两个公共点.(10分)
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【点评】借助图象,可将抽象的问题直观化;二次函数与x轴的交点的纵坐标为0;抛物线与x轴交点的个数就是一元二次方程根的个数.
25.(12分)问题探究
(1)请在图①的正方形ABCD的对角线BD上作一点P,使PA+PC最小;
(2)如图②,点P为矩形ABCD的对角线BD上一动点,AB=2,BC=2,点E为BC边的中点,求作一点P,使PE+PC最小,并求这个最小值.
问题解决
(3)如图③,李师傅有一块边长为1000米的菱形ABCD采摘园,AC=1200米,BD为小路,BC的中点E为一水池,李师傅现在准备在小路BD上建一个游客临时休息纳凉室P,为了节省土地,使休息纳凉室P到水池E与大门C的距离之和最短,那么是否存在符合条件的点P?若存在,请作出的点P位置,并求出这个最短距离;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)利用正方形的对称性直接连接AC即可;
(2)作出点C关于BD的对称性,连接C'E交BD于P,进而判断出△CEC'是直角三角形,利用勾股定理即可求出;
(3)直接连接AE交BD于P,再过点E作EF⊥AC,构造出直角三角形,再利用三角形的中位线求出EF,进而利用勾股定理求出CF,最后在Rt△AEF中利用勾股定理即可.
【解答】解:(1)如图①,
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连接AC交BD于P,则AP+CP最小=AC;
(2)如图②,作点C关于BD的对称点C'交BD于F,连接C'E交BD于P,则PE+PC最小=C'E.
∵BD是矩形ABCD的对角线,
∴CD=AB=2,∠BCD=90°,
在Rt△BCD中,CD=2,BC=2,
∴tan∠CBD===,
∴∠CBD=30°,
由对称知,CC'=2CF,CC'⊥BD,
∴∠CFD=90°,
∴∠BCF=60°,∠DCF=30°,
在Rt△CDF中,CD=2,∠DCF=30°,
∴CF=,
∴CC'=2CF=2,
∵点E为BC边的中点,
∴CE=BC=,
∴CF=CE,
连接EF,
∴△CEF是等边三角形,
∴EF=CF=C'F,
∴△CEC'是直角三角形,
在Rt△CEC'中,CC'=2,CE=,
∴C'E=3,
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∴PE+PC最小为3;
(3)如图③,菱形ABCD的对角线相交于点O,
∴OC=OA=AC=600,AC⊥BD,
在Rt△BOC中,OB==800,
过点E作EF⊥AC于F,
∴EF∥OB,
∵点E是BC的中点,EF=OB=400,
∵CE=BC=500,
根据勾股定理得,CF==300,
∴AF=AC﹣CF=1200﹣300=900,
连接AE交BD于P,
即:PC+PE最小=AE,
在Rt△AEF中,根据勾股定理得,AE==100,
【点评】此题是四边形综合题,主要考查了正方形的性质,矩形的性质,菱形的性质,对称的性质,三角形的中位线,勾股定理;解(2)的关键是判断出△
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CEC'是直角三角形,解(3)的关键是构造出直角三角形AEF.
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