2020年湖北省武汉市九年级元月调考数学模拟试卷(1)
一、选择题(每小题3分,共30分)
1.(3分)若一元二次方程x2﹣2kx+1=0的一根为x=﹣1,则k的值为( )
A.﹣1 B.0 C.1 D.2
2.(3分)二次函数y=﹣2(x﹣3)2﹣2的顶点坐标是( )
A.(﹣3,﹣2) B.(﹣3,2) C.(3,﹣2) D.(3,2)
3.(3分)如图,已知平行四边形ABCD的两条对角线交于平面直角坐标系的原点,点A的坐标为(﹣3,4),则点C的坐标为( )
A.(﹣3,﹣4) B.(﹣3,4) C.(﹣4,3) D.(3,﹣4)
4.(3分)掷一枚质地均匀的硬币100次,下列说法正确的是( )
A.不可能100次正面朝上 B.不可能50次正面朝上
C.必有50次正面朝上 D.可能50次正面朝上
5.(3分)如图,⊙O是△ABC的外接圆,∠AOB=60°,AB=AC=2,则弦BC的长为( )
A. B.3 C.2 D.4
6.(3分)已知关于x的一元二次方程x2﹣m=2x有两个不相等的实数根,则m的取值范围是( )
A.m>﹣1 B.m<﹣2 C.m≥0 D.m<0
7.(3分)现有A、B、C三个不透明的盒子,A盒中装有红、黄、蓝球各1个,B
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盒中装有红、黄球各1个,C盒中装有红、蓝球各1个,这些球除颜色外都相同.现分别从A、B、C三个盒子中任意摸出一个球,摸出的三个球至少有一个红球的概率是( )
A. B. C. D.
8.(3分)从地面竖直向上先后抛出两个小球,小球的高度h(米)与运动时间t(秒)之间的函数关系式为h=﹣(t﹣3)2+40,若后抛出的小球经过2.5秒比先抛出的小球高米,则抛出两个小球的间隔时间是( )
A.1秒 B.1.5秒 C.2秒 D.2.5秒
9.(3分)如图,在边长为2的正方形ABCD中,以点D为圆心,AD为半径画,再以BC为直径画半圆,若阴影部分①的面积为S1,阴影部分②的面积为S2,则图中S2﹣S1的值为( )
A.﹣4 B.+4 C.﹣2 D.+2
10.(3分)已知函数y=2x与y=x2﹣c(c为常数,﹣1≤x≤2)的图象有且仅有一个公共点,则常数c的值为( )
A.0<c≤3或c=﹣1 B.﹣l≤c<0或c=3
C.﹣1≤c≤3 D.﹣1<c≤3且c≠0
二、填空题(每小题3分,共18分)
11.(3分)某校图书馆的藏书在两年内从5万册增加到7.2万册,设平均每年藏书增长的百分率为x,则依据题意可得方程 .
12.(3分)投掷两枚质地均匀的骰子,骰子的六个面上分别刻有1到6的点数,则两枚骰子向上一面的点数之和等于12为 事件.
13.(3分)将抛物线y=2x2分别向上、向左平移2个、1个单位,得到的抛物线的解析式为 .
14.(3分)如图,在△ABC中,∠A=62°,⊙O截△ABC三边所得的弦长相等,则∠BOC的度数是 .
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15.(3分)已知A(m,n),B(m+8,n)是抛物线y=﹣(x﹣h)2+2036上两点,则n= .
16.(3分)如图,定直线l经过圆心O,P是半径OA上一动点,AC⊥l于点C,当半径OA绕着点O旋转时,总有OP=OC,若OA绕点O旋转60°时,P、A两点的运动路径长的比值是 .
三、解答题(共8小题,共72分)
17.(8分)解方程:x2﹣4x﹣3=0.
18.(8分)如图,AB是⊙O的直径,点C为的中点,CF为⊙O的弦,且CF⊥AB,垂足为E,连接BD交CF于点G,连接CD,AD,BF.
(1)求证:△BFG≌△CDG;
(2)若AD=BE=2,求BF的长.
19.(8分)不透明的袋子中装有3个红球和2个绿球,它们除颜色外无其它差别.
(1)随机摸出一个小球后,放回并摇匀,再随机摸出一个,用列表或画树状图的方法求出所有等可能的结果有多少种?两次摸出的球中至少有一个红球的概率是多少?
(2)随机摸出两个小球,直接写出“两次取出的球都是红球”的概率是 .
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20.(8分)如图,由边长为1的小正方形构成的网格中,每个小正方形的顶点叫做格点,△ABC的顶点在格点上.
(1)直接写出△ABC的面积为 ;
(2)请用无刻度的直尺画出将CB绕C点顺时针旋转α(α=2∠BAC)角后得到的线段CD,并写出点D的坐标为 ;
(3)若一个多边形各点都不在⊙M外,则称⊙M全覆盖这个5多边形,已知点E(6,5),⊙M全覆盖四边形ABCE,则⊙M的直径最小为 .
21.(8分)如图,在△ABC中,∠ACB=90°,点O是BC上一点.
(1)尺规作图:作⊙O,使⊙O与AC,AB都相切(不写作法与证明,保留作图痕迹);
(2)在(1)所作的图中,若⊙O与AB相切于点D,与BC的另一个交点为点E,BE=2,BD=4,求AO的长.
22.(10分)如图,用长33米的竹篱笆围成一个矩形院墙,其中一面靠墙,墙长15米,墙的对面有一个2米宽的门,设垂直于墙的一边长为x米,院墙的面积为S平方米.
(1)直接写出S与x的函数关系式;
(2)若院墙的面积为143平方米,求x的值;
(3)若在墙的对面再开一个宽为a(a<3)米的门,且面积S
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的最大值为165平方米,求a的值.
23.(10分)在菱形ABCD中,∠ABC=60°,点P是对角线BD上一动点,将线段CP绕点C顺时针旋转120°到CQ,连接DQ.
(1)如图1,求证:△BCP≌△DCQ;
(2)如图2,连接QP并延长,分别交AB、CD于点M、N.
①求证:PM=QN;
②若MN的最小值为2,直接写出菱形ABCD的面积为 .
24.(12分)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.
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2020年湖北省武汉市九年级元月调考数学模拟试卷(1)
参考答案与试题解析
一、选择题(每小题3分,共30分)
1.(3分)若一元二次方程x2﹣2kx+1=0的一根为x=﹣1,则k的值为( )
A.﹣1 B.0 C.1 D.2
【分析】将x=﹣1代入方程即可求出k的值.
【解答】解:将x=﹣1代入方程可得:1+2k+1=0,
∴k=﹣1,
故选:A.
【点评】本题考查一元二次方程,解题的关键是正确理解一元二次方程的解的定义,本题属于基础题型.
2.(3分)二次函数y=﹣2(x﹣3)2﹣2的顶点坐标是( )
A.(﹣3,﹣2) B.(﹣3,2) C.(3,﹣2) D.(3,2)
【分析】因为顶点式y=a(x﹣h)2+k,其顶点坐标是(h,k),对照求二次函数y=﹣2(x﹣3)2﹣2的顶点坐标.
【解答】解:∵二次函数y=﹣2(x﹣3)2﹣2是顶点式,
∴顶点坐标为(3,﹣2).
故选:C.
【点评】此题主要考查了利用二次函数顶点式求顶点坐标,此题型是中考中考查重点,同学们应熟练掌握.
3.(3分)如图,已知平行四边形ABCD的两条对角线交于平面直角坐标系的原点,点A的坐标为(﹣3,4),则点C的坐标为( )
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A.(﹣3,﹣4) B.(﹣3,4) C.(﹣4,3) D.(3,﹣4)
【分析】根据平行四边形的对角线互相平分,再由对角线的交点为原点,则点A与点C的坐标关于原点成中心对称,据此可解.
【解答】解:∵四边形ABCD为平行四边形
∴OA=OC,且点A与点C关于原点成中心对称
∵点A的坐标为(﹣3,4),
∴点C的坐标为(3,﹣4)
故选:D.
【点评】本题考查了平行四边形的性质,熟练掌握平行四边形的相关性质,是解题的关键.
4.(3分)掷一枚质地均匀的硬币100次,下列说法正确的是( )
A.不可能100次正面朝上 B.不可能50次正面朝上
C.必有50次正面朝上 D.可能50次正面朝上
【分析】根据概率的意义即可判断.
【解答】解:掷一枚质地均匀的硬币100次,
此事件是随机事件,
因此有可能100次正面朝上,
有可能50次正面朝上,故A、B、C错误;
故选:D.
【点评】本题考查概率的意义,属于基础题型.
5.(3分)如图,⊙O是△ABC的外接圆,∠AOB=60°,AB=AC=2,则弦BC的长为( )
A. B.3 C.2 D.4
【分析】如图,首先证得OA⊥BC;然后由圆周角定理推知∠C=30°,通过解直角△ACD可以求得CD的长度.则BC=2CD.
【解答】解:如图,设AO与BC交于点D.
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∵∠AOB=60°,,
∴∠C=∠AOB=30°,
又∵AB=AC,
∴=
∴AD⊥BC,
∴BD=CD,
∴在直角△ACD中,CD=AC•cos30°=2×=,
∴BC=2CD=2.
故选:C.
【点评】本题考查了解直角三角形,圆周角定理等知识点.推知△OAB是等边三角形是解题的难点,证得AD⊥BC是解题的关键.
6.(3分)已知关于x的一元二次方程x2﹣m=2x有两个不相等的实数根,则m的取值范围是( )
A.m>﹣1 B.m<﹣2 C.m≥0 D.m<0
【分析】因为关于x的一元二次方程x2﹣m=2x有两个不相等的实数根,所以△=4+4m>0,解此不等式即可求出m的取值范围.
【解答】解:∵关于x的一元二次方程x2﹣m=2x有两个不相等的实数根,
∴△=4+4m>0,
即m>﹣1.
故选:A.
【点评】本题考查了一元二次方程根的判别式的应用.总结一元二次方程根的情况与判别式△的关系:
(1)△>0⇔方程有两个不相等的实数根;
(2)△=0⇔方程有两个相等的实数根;
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(3)△<0⇔方程没有实数根.
7.(3分)现有A、B、C三个不透明的盒子,A盒中装有红、黄、蓝球各1个,B盒中装有红、黄球各1个,C盒中装有红、蓝球各1个,这些球除颜色外都相同.现分别从A、B、C三个盒子中任意摸出一个球,摸出的三个球至少有一个红球的概率是( )
A. B. C. D.
【分析】画树状图展示所有12种等可能的结果数,摸出的三个球中至少有一个红球的结果有10种,由概率公式即可得出结果.
【解答】解:画树形图如下:
共有12种等可能的结果,摸出的三个球中至少有一个红球的结果有10种,
所以摸出的三个球中至少有一个红球的概率为:=;
故选:B.
【点评】本题考查了列表法与树状图法:利用列表法或树状图法展示所有等可能的结果n,再从中选出符合事件A或B的结果数目m,然后利用概率公式计算事件A或事件B的概率.
8.(3分)从地面竖直向上先后抛出两个小球,小球的高度h(米)与运动时间t(秒)之间的函数关系式为h=﹣(t﹣3)2+40,若后抛出的小球经过2.5秒比先抛出的小球高米,则抛出两个小球的间隔时间是( )
A.1秒 B.1.5秒 C.2秒 D.2.5秒
【分析】分别求得两个高度的时间,从而求得抛出两个小球的时间即可.
【解答】解:2.5秒时,后球的高度为:
h2=﹣(2.5﹣3)2+40=,
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则此时,前球的高度为h1=﹣=,
令﹣(t﹣3)2+40=,整理得(t﹣3)2=1,
∴t1=4,t2=2(舍),
△t=4﹣2.5=1.5.
故选:B.
【点评】此题主要考查了二次函数的应用,正确理解题意是解题关键.
9.(3分)如图,在边长为2的正方形ABCD中,以点D为圆心,AD为半径画,再以BC为直径画半圆,若阴影部分①的面积为S1,阴影部分②的面积为S2,则图中S2﹣S1的值为( )
A.﹣4 B.+4 C.﹣2 D.+2
【分析】根据图形得到S2﹣S1=扇形ADC的面积+半圆BC的面积﹣正方形ABCD的面积,根据扇形面积公式计算即可.
【解答】解:由图形可知,扇形ADC的面积+半圆BC的面积+阴影部分①的面积﹣正方形ABCD的面积=阴影部分②的面积,
∴S2﹣S1=扇形ADC的面积+半圆BC的面积﹣正方形ABCD的面积
=+π×12﹣22
=﹣4,
故选:A.
【点评】本题考查的是扇形面积计算,掌握扇形面积公式:S=是解题的关键.
10.(3分)已知函数y=2x与y=x2﹣c(c为常数,﹣1≤x≤2)的图象有且仅有一个公共点,则常数c的值为( )
A.0<c≤3或c=﹣1 B.﹣l≤c<0或c=3
C.﹣1≤c≤3 D.﹣1<c≤3且c≠0
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【分析】利用直线y=2x与y=x2﹣c(c为常数,﹣1≤x≤2)的图象有且仅有一个公共点,由根的判别式求出c的值,即可求得直线的解析式.
【解答】解:把y=2x代入y=x2﹣c,
整理得x2﹣2x﹣c=0,
根据题意△=(﹣2)2+4c=0,解得c=﹣1,
把x=﹣1代入y=2x与y=x2﹣c得,c=3,
把x=2代入y=2x与y=x2﹣c得,c=0,
由图象可知当0<c≤3或c=﹣1时,函数y=2x与y=x2﹣c(c为常数,﹣1≤x≤2)的图象有且仅有一个公共点,
故选:A.
【点评】本题主要考查了一次函数和二次函数图象上点坐标特征.
二、填空题(每小题3分,共18分)
11.(3分)某校图书馆的藏书在两年内从5万册增加到7.2万册,设平均每年藏书增长的百分率为x,则依据题意可得方程 5(1+x)2=7.2 .
【分析】利用平均增长率问题,一般用增长后的量=增长前的量×(1+增长率),参照本题,如果设平均每年增长的百分率为x,根据“某校图书馆的藏书在两年内从5万册增加到7.2万册”,即可得出方程.
【解答】解:设平均每年增长的百分率为x;
第一年藏书量为:5(1+x);
第二年藏书量为:5(1+x)(1+x)=5(1+x)2;
依题意,可列方程:5(1+x)2=7.2.
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故答案为:5(1+x)2=7.2.
【点评】本题考查了由实际问题抽象出一元二次方程中求平均变化率的方法.若设变化前的量为a,变化后的量为b,平均变化率为x,则经过两次变化后的数量关系为a(1±x)2=b.
12.(3分)投掷两枚质地均匀的骰子,骰子的六个面上分别刻有1到6的点数,则两枚骰子向上一面的点数之和等于12为 随机 事件.
【分析】根据事先能肯定它一定会发生的事件称为必然事件,事先能肯定它一定不会发生的事件称为不可能事件,在一定条件下,可能发生也可能不发生的事件,称为随机事件进行分析即可.
【解答】解:投掷两枚质地均匀的骰子,骰子的六个面上分别刻有1到6的点数,则两枚骰子向上一面的点数之和等于12为随机事件,
故答案为:随机.
【点评】此题主要考查了随机事件,关键是掌握随机事件定义.在一定条件下,可能发生也可能不发生的事件,称为随机事件.
13.(3分)将抛物线y=2x2分别向上、向左平移2个、1个单位,得到的抛物线的解析式为 y=2(x+1)2+2 .
【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=2x2分别向上、向左平移2个、1个单位,得到的抛物线的解析式为:y=2(x+1)2+2.
故答案为y=2(x+1)2+2.
【点评】本题考查的是二次函数的图象与几何变换,熟知函数图象平移的规律是解答此题的关键.
14.(3分)如图,在△ABC中,∠A=62°,⊙O截△ABC三边所得的弦长相等,则∠BOC的度数是 121° .
【分析】先利用⊙O截△ABC的三条边所得的弦长相等,得出即O是△ABC的内心,从而,∠1=∠2,∠3=∠4,进一步求出∠BOC的度数.
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【解答】解:∵△ABC中∠A=70°,⊙O截△ABC的三条边所得的弦长相等,
∴O到三角形三条边的距离相等,即O是△ABC的内心,
∴∠1=∠2,∠3=∠4,∠1+∠3=(180°﹣∠A)=(180°﹣62°)=59°,
∴∠BOC=180°﹣(∠1+∠3)=180°﹣59°=121°.
故答案是:121°.
【点评】本题考查的是三角形的内心,及三角形内角和定理,比较简单.
15.(3分)已知A(m,n),B(m+8,n)是抛物线y=﹣(x﹣h)2+2036上两点,则n= 2020 .
【分析】由A(m,n)、B(m+8,n)是抛物线y=﹣(x﹣h)2+2018上两点,可得A(h﹣4,0),B(h+4,0),当x=h+4时,n=﹣(h+4﹣h)2+2018=2002
【解答】解:∵A(m,n)、B(m+8,n)是抛物线y=﹣(x﹣h)2+2036上两点,
∴A(h﹣4,n),B(h+4,n),
当x=h+4时,n=﹣(h+4﹣h)2+2036=2020,
故答案为2020.
【点评】本题考查二次函数图象上的点的坐标特征,待定系数法等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,属于中考填空题中的压轴题.
16.(3分)如图,定直线l经过圆心O,P是半径OA上一动点,AC⊥l于点C,当半径OA绕着点O旋转时,总有OP=OC,若OA绕点O旋转60°时,P、A两点的运动路径长的比值是 1 .
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【分析】设⊙O的半径为R,l与⊙O交于点B,由直角三角形的性质得出OC=OA=OB,由已知得出OP=OA,证明△AOB是等边三角形,得出BP⊥OA,∠OPB=90°,得出点P在以OB为直径的圆上运动,圆心为C,由圆周角定理得出∠PCB=2∠AOB=120°,由弧长公式求出点A的路径长为=πR,点P的路径长为=πR,即可得出答案.
【解答】解:设⊙O的半径为R,l与⊙O交于点B,连接AB、BP、PC、如图所示:
∵AC⊥l于点C,∠AOB=60°,
∴∠OAC=30°,
∴OC=OA=OB,
∵OP=OC,
∴OP=OA,
∵OA=OB,∠AOB=60°,
∴△AOB是等边三角形,
∴BP⊥OA,
∴∠OPB=90°,
∴点P在以OB为直径的圆上运动,圆心为C,
∴∠PCB=2∠AOB=120°,
∴点A的路径长为=πR,点P的路径长为=πR,
∴P、A两点的运动路径长的比值是1,
故答案为:1.
【点评】本题考查了轨迹、等边三角形的判定与性质、圆周角定理、直角三角形的性质以及弧长公式等知识;熟练掌握圆周角定理和等边三角形的判定与性质是解题的关键.
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三、解答题(共8小题,共72分)
17.(8分)解方程:x2﹣4x﹣3=0.
【分析】配方法解一元二次方程,解题时要注意解题步骤的准确应用,把左边配成完全平方式,右边化为常数.
【解答】解:移项得x2﹣4x=3,
配方得x2﹣4x+4=3+4,
即(x﹣2)2=,
开方得x﹣2=±,
∴x1=2+,x2=2﹣.
【点评】此题考查了配方法解一元二次方程,用配方法解一元二次方程的步骤:
(1)形如x2+px+q=0型:第一步移项,把常数项移到右边;第二步配方,左右两边加上一次项系数一半的平方;第三步左边写成完全平方式;第四步,直接开方即可.
(2)形如ax2+bx+c=0型,方程两边同时除以二次项系数,即化成x2+px+q=0,然后配方.
18.(8分)如图,AB是⊙O的直径,点C为的中点,CF为⊙O的弦,且CF⊥AB,垂足为E,连接BD交CF于点G,连接CD,AD,BF.
(1)求证:△BFG≌△CDG;
(2)若AD=BE=2,求BF的长.
【分析】(1)根据AAS证明:△BFG≌△CDG;
(2)解法一:连接OF,设⊙O的半径为r,由CF=BD列出关于r的勾股方程就能求解;
解法二:如图,作辅助线,构建角平分线和全等三角形,证明Rt△AHC≌Rt△AEC(HL),得AE=AH,再证明Rt△CDH≌Rt△CBE(HL),得DH=BE=2,计算AE和AB的长,证明△BEC∽△BCA,列比例式可得BC的长,就是BF的长.
解法三:连接OC,根据垂径定理和三角形的中位线定理可得OH=1,证明△COE≌△
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BOH,并利用勾股定理可得结论.
【解答】证明:(1)∵C是的中点,
∴,
∵AB是⊙O的直径,且CF⊥AB,
∴,
∴,
∴CD=BF,
在△BFG和△CDG中,
∵,
∴△BFG≌△CDG(AAS);
(2)解法一:如图,连接OF,设⊙O的半径为r,
Rt△ADB中,BD2=AB2﹣AD2,即BD2=(2r)2﹣22,
Rt△OEF中,OF2=OE2+EF2,即EF2=r2﹣(r﹣2)2,
∵,
∴,
∴BD=CF,
∴BD2=CF2=(2EF)2=4EF2,
即(2r)2﹣22=4[r2﹣(r﹣2)2],
解得:r=1(舍)或3,
∴BF2=EF2+BE2=32﹣(3﹣2)2+22=12,
∴BF=2;
解法二:如图,过C作CH⊥AD于H,连接AC、BC,
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∵,
∴∠HAC=∠BAC,
∵CE⊥AB,
∴CH=CE,
∵AC=AC,
∴Rt△AHC≌Rt△AEC(HL),
∴AE=AH,
∵CH=CE,CD=CB,
∴Rt△CDH≌Rt△CBE(HL),
∴DH=BE=2,
∴AE=AH=2+2=4,
∴AB=4+2=6,
∵AB是⊙O的直径,
∴∠ACB=90°,
∴∠ACB=∠BEC=90°,
∵∠EBC=∠ABC,
∴△BEC∽△BCA,
∴,
∴BC2=AB•BE=6×2=12,
∴BF=BC=2.
解法三:如图,连接OC,交BD于H,
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∵C是的中点,
∴OC⊥BD,
∴DH=BH,
∵OA=OB,
∴OH=AD=1,
∵OC=OB,∠COE=∠BOH,∠OHB=∠OEC=90°,
∴△COE≌△BOH(AAS),
∴OH=OE=1,
∴CE=EF==2,
∴BF===2.
【点评】此题考查了相似三角形的判定与性质、圆周角定理、垂径定理、三角形全等的性质和判定以及勾股定理.第二问有难度,注意掌握辅助线的作法,注意掌握数形结合思想的应用.
19.(8分)不透明的袋子中装有3个红球和2个绿球,它们除颜色外无其它差别.
(1)随机摸出一个小球后,放回并摇匀,再随机摸出一个,用列表或画树状图的方法求出所有等可能的结果有多少种?两次摸出的球中至少有一个红球的概率是多少?
(2)随机摸出两个小球,直接写出“两次取出的球都是红球”的概率是 .
【分析】(1)画树状图展示所有25种等可能的结果数,找出两次摸出的球中至少有一个红球的结果数,然后根据概率公式求解;
(2)画树状图展示所有20种等可能的结果数,找出两次取出的球都是红球的结果数,然后根据概率公式求解.
【解答】解:(1)画树状图为:
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共有25种等可能的结果数,两次摸出的球中至少有一个红球的结果数为21,
所以两次摸出的球中至少有一个红球的概率=;
(2)画树状图为:
共有20种等可能的结果数,两次取出的球都是红球的结果数为6,
所以两次取出的球都是红球的概率==.
故答案为
【点评】本题考查了列表法与树状图法:利用列表法或树状图法展示所有等可能的结果n,再从中选出符合事件A或B的结果数目m,然后利用概率公式求事件A或B的概率.
20.(8分)如图,由边长为1的小正方形构成的网格中,每个小正方形的顶点叫做格点,△ABC的顶点在格点上.
(1)直接写出△ABC的面积为 10 ;
(2)请用无刻度的直尺画出将CB绕C点顺时针旋转α(α=2∠BAC)角后得到的线段CD,并写出点D的坐标为 (9,5) ;
(3)若一个多边形各点都不在⊙M外,则称⊙M全覆盖这个5多边形,已知点E(6,5),⊙M全覆盖四边形ABCE,则⊙M的直径最小为 .
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【分析】(1)利用三角形的面积公式计算即可.
(2)根据要求画出点D即可解决问题.
(3)作出△ABC,△ACE,△ABE,△ECB的外接圆可知:△BCE的外接圆⊙M全覆盖四边形ABCE,且⊙M的直径最小.
【解答】解:(1)S△ABC=×5×4=10.
故答案为10.
(2)如图,点D即为所求,D(9,5).
故答案为(9,5).
(3)如图,作出△ABC,△ACE,△ABE,△ECB的外接圆可知:△BCE的外接圆⊙M全覆盖四边形ABCE,且⊙M的直径最小,直径=BE==
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故答案为.
【点评】本题考查作图﹣旋转变换,三角形的外接圆等知识,解题的关键是熟练掌握基本知识,属于中考常考题型.
21.(8分)如图,在△ABC中,∠ACB=90°,点O是BC上一点.
(1)尺规作图:作⊙O,使⊙O与AC,AB都相切(不写作法与证明,保留作图痕迹);
(2)在(1)所作的图中,若⊙O与AB相切于点D,与BC的另一个交点为点E,BE=2,BD=4,求AO的长.
【分析】(1)尺规作图:作∠CAB的平分线交BC于点O,以点O为圆心,OC为半径作⊙O,使⊙O与AC,AB都相切即可;
(2)在(1)所作的图中,若⊙O与AB相切于点D,与BC的另一个交点为点E,BE=2,BD=4,根据勾股定理即可求AO的长.
【解答】
解:(1)如图,作∠CAB的平分线交BC于点O,
以点O为圆心,OC为半径作⊙O,则⊙O与AC,AB都相切;
(2)连接OD,设OD=OE=R,
在Rt△OBD中,R2+42=(R+2)2
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解得R=3,则CE=6,
设AC=AD=x,
在Rt△ABC中,x2+82=(x+4)2
解得x=6,
∴AO===3.
【点评】本题考查了作图﹣复杂作图、切线的判定与性质,解决本题的关键是准确作图.
22.(10分)如图,用长33米的竹篱笆围成一个矩形院墙,其中一面靠墙,墙长15米,墙的对面有一个2米宽的门,设垂直于墙的一边长为x米,院墙的面积为S平方米.
(1)直接写出S与x的函数关系式;
(2)若院墙的面积为143平方米,求x的值;
(3)若在墙的对面再开一个宽为a(a<3)米的门,且面积S的最大值为165平方米,求a的值.
【分析】(1)根据矩形面积公式即可写出函数关系式;
(2)根据(1)所得关系式,将S=143代入即可求解;
(3)再开一个宽为a的门,即矩形的另一边长为(35﹣2x+a)m,根据矩形的面积公式即可求解.
【解答】解:(1)根据题意得,S=(33﹣2x+2)x=﹣2x2+35x;
(2)当S=143时,即143=﹣2x2+35x,
解得:x1=11,x2=,
∵墙长15米,
∴33﹣13+2=22>15,
∴x的值为11;
(3)∵S=(33﹣2x+a+2)x=﹣2x2+(35+a)x,
∵面积S的最大值为165平方米,
∴=165,
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(35+a)2=1320,
解得a1=2﹣35,a2=﹣2﹣35(舍去),
答:a的值为(2﹣35)米.
【点评】本题主要考查二次函数的应用,根据矩形面积公式得出函数解析式是根本,根据养鸡场的长不超过墙长取舍是关键.
23.(10分)在菱形ABCD中,∠ABC=60°,点P是对角线BD上一动点,将线段CP绕点C顺时针旋转120°到CQ,连接DQ.
(1)如图1,求证:△BCP≌△DCQ;
(2)如图2,连接QP并延长,分别交AB、CD于点M、N.
①求证:PM=QN;
②若MN的最小值为2,直接写出菱形ABCD的面积为 8 .
【分析】(1)由菱形的性质得出BC=DC,∠BCD=120°,由旋转的性质得PC=QC,∠PCQ=120°,得出∠BCP=∠DCQ,由SAS得出△BCP≌△DCQ即可
(2)①由全等三角形的性质得出BP=DQ,得出∠QDC=∠PBC=∠PBM=30°.在CD上取点E,使QE=QN,则∠QEN=∠QNE,得出∠QED=∠QNC=∠PMB,证明△PBM≌△QDE (AAS),即可得出结论;
②由①知PM=QN,得出MN=PQ=PC,当PC⊥BD时,PC最小,此时MN最小,则PC=2,BC=2PC=4,菱形ABCD的面积=2△ABC的面积,即可得出答案.
【解答】(1)证明:四边形ABCD是菱形,
∴BC=DC,AB∥CD,
∴∠PBM=∠PBC=∠ABC=30°,∠ABC+∠BCD=180°,
∴∠BCD=180°﹣∠ABC=120°
由旋转的性质得:PC=QC,∠PCQ=120°,
∴∠BCD=∠DCQ,
∴∠BCP=∠DCQ,
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在△BCP和△DCQ中,,
∴△BCP≌△DCQ(SAS);
(2)①证明:由(1)得:△BCP≌△DCQ,
∴BP=DQ,
∠QDC=∠PBC=∠PBM=30°.
在CD上取点E,使QE=QN,如图2所示:
则∠QEN=∠QNE,
∴∠QED=∠QNC=∠PMB,
在△PBM和△QDE中,,
∴△PBM≌△QDE (AAS),
∴PM=QE=QN.
②解:由①知PM=QN,
∴MN=PQ=PC,
∴当PC⊥BD时,PC最小,此时MN最小,
则PC=2,BC=2PC=4,
∴菱形ABCD的面积=2S△ABC=2××42=8;
故答案为:8.
【点评】本题是四边形综合题目,考查了菱形的性质、全等三角形的判定与性质、等腰三角形的性质、直角三角形的性质等知识;熟练掌握菱形的性质,证明三角形全等是解题的关键.
24.(12分)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.
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(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.
【分析】(1)先将抛物线M1:y=﹣x2+4x化为顶点式,由平移规律“上加下减,左加右减”可直接写出抛物线M2的解析式;
(2)分别求出点A,点B,点C的坐标,求出m的取值范围,再用含m的代数式表示出△CPQ的面积,可用函数的思想求出其最大值;
(3)设将直线OB向下平移k个单位长度得到直线EH,分别求出点E,F,G,H的横坐标,分别过G,H作y轴的平行线,过E,F作x轴的平行线,构造相似三角形△GEM与△HFN,可通过相似三角形的性质求出的值为1.
【解答】解:(1)∵y=﹣x2+4x=﹣(x﹣2)2+4,
∴将其先向右平移3个单位,再向上平移3个单位的解析式为:y=﹣(x﹣5)2+7=﹣x2+10x﹣18;
(2)∵抛物线M1与M2交于点B,
∴﹣x2+4x=﹣x2+10x﹣18,
解得,x=3,
∴B(3,3),
将点B(3,3)代入y=kx,
得,k=1,
∴yOB=x,
∵抛物线M2与直线OB交于点C,
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∴x=﹣x2+10x﹣18,
解得,x1=3,x2=6,
∴C(6,6),
∵点P的横坐标为m,
∴点P(m,﹣m2+4m),
则Q(m,﹣m2+10m﹣18),
∴QP=﹣m2+10m﹣18﹣(﹣m2+4m)=6m﹣18,
∴S△PQC=(6m﹣18)(6﹣m)
=﹣3m2+27m﹣54,
=﹣3(m﹣)2+,
在y=﹣m2+4m中,当y=0时,
x1=0,x2=4,
∴A(4,0),
∵B(3,3),
∴3≤m≤4,
∴在S=﹣3(m﹣)2+中,
根据二次函数的图象及性质可知,当m=4时,△PCQ有最大值,最大值为6;
(3)的值是定值1,理由如下:
设将直线OB向下平移k个单位长度得到直线EH,
则yEH=x﹣k,
∴令x﹣k=﹣x2+4x,
解得,x1=,x2=,
∴xF=,xE=,
令x﹣k=﹣x2+10x﹣18,
解得,x1=,x2=,
∴xH=,xG=,
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∴ME=xG﹣xE=﹣=3,
FN=xH﹣xF=﹣=3,
分别过G,H作y轴的平行线,过E,F作x轴的平行线,交点分别为M,N,Q,
则∠HFN=∠GEM,∠HNF=∠GME=90°,
∴△GEM∽△HFN,
∴=,
∴===1,
∴的值是定值1.
【点评】本题考查了二次函数的图象平移规律,二次函数的图象及性质,相似三角形的判定与性质等,解题关键是掌握用函数的思想求极值等.
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