2021-2022学年安徽省安庆市九年级第一学期期中数学试卷
一、选择题(每小题4分,共40分)
1.二次函数y=4(x﹣2)2﹣5的顶点坐标是( )
A.(﹣2,5) B.(2,5) C.(﹣2,﹣5) D.(2,﹣5)
2.已知,则的值等于( )
A. B. C.﹣ D.﹣
3.将抛物线y=3x2向上平移3个单位,再向左平移2个单位,那么得到的抛物线的解析式为( )
A.y=3(x+2)2+3 B.y=3(x﹣2)2+3
C.y=3(x+2)2﹣3 D.y=3(x﹣2)2﹣3
4.反比例函数y=﹣图象上的两点为(x1,y1),(x2,y2),且x1<x2<0,则y1与y2的大小关系是( )
A.y1>y2 B.y1<y2 C.y1=y2 D.不能确定
5.如图,每个小正方形的边长均为1,则下列图中的三角形(阴影部分)与如图中的△ABC相似的是( )
A. B. C. D.
6.如图,在△ABC中,DE∥BC,AD:DB=1:2,则S△ADE:S△ABC=( )
A.1:2 B.1:4 C.1:8 D.1:9
7.函数y=与y=﹣kx2+k(k≠0)在同一平面直角坐标系中的图象可能是( )
A. B.
C. D.
8.如图所示,二次函数y=ax2+bx+c的图象与x轴的交点的横坐标分别为﹣3和1,则下列结论:①abc<0;②b2﹣4ac>0;③a+b+c<0;④方程ax2+bx+c=0的解是x1=﹣3,x2=1;⑤不等式ax2+bx+c>0的解集是﹣3<x<1.其中正确的有几个?( )
A.5个 B.4个 C.3个 D.2个
9.已知三个边长分别为2、3、5的正方形如图排列,则图中阴影部分的面积为( )
A.2.5 B.3.25 C.3.75 D.4
10.如图,在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC=4,点D是边BC上一动点(不与B,C重合),∠ADE=45°,DE交AC于点E,下列结论:①△ADE与△ACD一定相似;②△ABD与△DCE一定相似;③当AD=3时,CE=;④0<CE≤2.其中正确的结论有几个?( )
A.4个 B.3个 C.2个 D.1个
二、填空题(每小题5分,共20分)。
11.已知:反比例函数y=﹣的图象在第二、四象限,则k的取值范围是 .
12.如图所示,已知l1∥l2∥l3,AB=2,DE=BC=3,则EF= .
13.如图所示,一条河流的两岸互相平行,沿南岸有一排大树,每隔4米一棵,沿北岸有一排电线杆,每两根电线杆之间的距离为80米,一同学站在距南岸9米的点P处,正好北岸相邻的两根电线杆被南岸的5棵树遮挡住,那么这条河流的宽度是 米.
14.已知,抛物线y=mx2+2mx+n(m>0)上有两点P(t,y1)和Q(t+3,y2).
(1)此抛物线的对称轴是 .
(2)若y1>y2,则t的取值范围是 .
三、(每小题8分,共32分)。
15.通过配方,确定抛物线y=2x2+4x+1的顶点坐标,并直接写出y的取值范围.
16.已知抛物线与x轴交于A(﹣2,0)、B(3,0)两点,与y轴交于点C(0,3),求此抛物线的解析式.
17.如图,点D、E、F分别在△ABC的三条边上,且DE∥BC,DF∥AC.求证:△ADE∽△DBF.
18.如图,函数y1=(x>0)的图象与函数y2=ax+b的图象交于A、B两点,已知A点的坐标为(3,1),B点坐标为(1,n).
(1)求k和n的值;
(2)观察图象,比较当x>0时,y1和y2的大小.
四、(每小题10分,共20分)
19.如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,∠C=90°,BD平分∠ABC,E是BD的中点.
(1)求证:AE⊥BD;
(2)若AB=4,BC=6,求BD的长.
20.已知函数y=ax2﹣(2a+1)x+(a﹣1)的图象与坐标轴有且只有两个交点,求a的值.
五、(每小题.12分,共24分)
21.某小区计划建一个矩形花圃,花圃的一边利用长为a的墙,另三边用总长为79米的篱笆围成,围成的花圃是如图所示的矩形ABCD,并在BC边上留有一扇1米宽的门.设AD边的长为x米,矩形花圃的面积为S平方米.
(1)求S与x之间的函数关系式.
(2)若墙长a=30米,求S的最大值.
22.如图,在正方形ABCD中,M是AB边的中点,E是AD边上的一点,且EM⊥CM,求证:
(1)△AEM∽△BMC;
(2);
(3)CM平分∠BCE.
六、(本题共14分)
23.如图所示,已知抛物线y=﹣x2+2x+6与x轴的交点为A、B(点A在点B的左侧),与y轴的交点为C,顶点为M.
(1)直接写出B、C、M三点的坐标,及直线BC的解析式(不写过程);
(2)如图2,平行于x轴的直线l与直线BC相交于点D(x1,y1),与抛物线相交于点E(x2,y2)和点F(x3,y3),设w=x1+x2+x3,若x1<x2<x3,求w的取值范围;
(3)在第一象限内,抛物线上是否存在一点P,连接OP交BC于点Q,使OQ:PQ的值最小?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
参考答案
一、选择题(每小题4分,共40分)
1.二次函数y=4(x﹣2)2﹣5的顶点坐标是( )
A.(﹣2,5) B.(2,5) C.(﹣2,﹣5) D.(2,﹣5)
【分析】由抛物线顶点解析式可求得答案.
解:∵y=4(x﹣2)2﹣5,
∴顶点坐标为(2,﹣5),
故选:D.
2.已知,则的值等于( )
A. B. C.﹣ D.﹣
【分析】把要求的式子化成﹣1,再把=代入进行计算即可得出答案.
解:∵=,
∴=﹣1=﹣1=﹣.
故选:C.
3.将抛物线y=3x2向上平移3个单位,再向左平移2个单位,那么得到的抛物线的解析式为( )
A.y=3(x+2)2+3 B.y=3(x﹣2)2+3
C.y=3(x+2)2﹣3 D.y=3(x﹣2)2﹣3
【分析】直接根据“上加下减,左加右减”的原则进行解答即可.
解:由“上加下减”的原则可知,将抛物线y=3x2向上平移3个单位所得抛物线的解析式为:y=3x2+3;
由“左加右减”的原则可知,将抛物线y=3x2+3向左平移2个单位所得抛物线的解析式为:y=3(x+2)2+3.
故选:A.
4.反比例函数y=﹣图象上的两点为(x1,y1),(x2,y2),且x1<x2<0,则y1与y2的大小关系是( )
A.y1>y2 B.y1<y2 C.y1=y2 D.不能确定
【分析】先根据反比例函数y=﹣判断此函数图象所在的象限,再根据x1<x2<0判断出(x1,y1)、(x2,y2)所在的象限,根据此函数的增减性即可解答.
解:∵反比例函数y=﹣中,k=﹣3<0,
∴此函数的图象在二、四象限,在每一象限内y随x的增大而增大,
∵x1<x2<0,
∴(x1,y1)、(x2,y2)两点均位于第二象限,
∴y1<y2.
故选:B.
5.如图,每个小正方形的边长均为1,则下列图中的三角形(阴影部分)与如图中的△ABC相似的是( )
A. B. C. D.
【分析】根据网格中的数据求出AB,AC,BC的长,求出三边之比,利用三边对应成比例的两三角形相似判断即可.
解:由勾股定理得:AC==,BC=2,AB==,
∴AB:BC:AC=1::,
A、三边之比为1::2,图中的三角形(阴影部分)与△ABC不相似;
B、三边之比:1::,图中的三角形(阴影部分)与△ABC相似;
C、三边之比为::3,图中的三角形(阴影部分)与△ABC不相似;
D、三边之比为2::,图中的三角形(阴影部分)与△ABC不相似.
故选:B.
6.如图,在△ABC中,DE∥BC,AD:DB=1:2,则S△ADE:S△ABC=( )
A.1:2 B.1:4 C.1:8 D.1:9
【分析】已知DE∥BC,可得出的条件是△ADE∽△ABC;已知了AD、DB的比例关系,可得出AD、AB的比例关系,也就求出了两三角形的相似比,根据相似三角形的面积比等于相似比的平方,可求出两三角形的面积比.
解:AD:DB=1:2,则=;
∵DE∥BC,
∴△ADE∽△ABC;
∴S△ADE:S△ABC=1:9.
故选:D.
7.函数y=与y=﹣kx2+k(k≠0)在同一平面直角坐标系中的图象可能是( )
A. B.
C. D.
【分析】本题可先由反比例函数的图象得到字母系数的正负,再与二次函数的图象相比较看是否一致.
解:解法一:由解析式y=﹣kx2+k可得:抛物线对称轴x=0;
A、由双曲线的两支分别位于二、四象限,可得k<0,则﹣k>0,抛物线开口方向向上、抛物线与y轴的交点为y轴的负半轴上;本图象与k的取值相矛盾,故A错误;
B、由双曲线的两支分别位于一、三象限,可得k>0,则﹣k<0,抛物线开口方向向下、抛物线与y轴的交点在y轴的正半轴上,本图象符合题意,故B正确;
C、由双曲线的两支分别位于一、三象限,可得k>0,则﹣k<0,抛物线开口方向向下、抛物线与y轴的交点在y轴的正半轴上,本图象与k的取值相矛盾,故C错误;
D、由双曲线的两支分别位于一、三象限,可得k>0,则﹣k<0,抛物线开口方向向下、抛物线与y轴的交点在y轴的正半轴上,本图象与k的取值相矛盾,故D错误.
解法二:
①k>0,双曲线在一、三象限,﹣k<0,抛物线开口向下,顶点在y轴正半轴上,选项B符合题意;
②K<0时,双曲线在二、四象限,﹣k>0,抛物线开口向上,顶点在y轴负半轴上,选项B符合题意;
故选:B.
8.如图所示,二次函数y=ax2+bx+c的图象与x轴的交点的横坐标分别为﹣3和1,则下列结论:①abc<0;②b2﹣4ac>0;③a+b+c<0;④方程ax2+bx+c=0的解是x1=﹣3,x2=1;⑤不等式ax2+bx+c>0的解集是﹣3<x<1.其中正确的有几个?( )
A.5个 B.4个 C.3个 D.2个
【分析】利用抛物线开口方向得到a<0,利用抛物线的对称轴位置得到ab>0,利用抛物线与y轴的交点位置得到c>0,则可对①进行判断;利用抛物线与x轴有两个交点可对②④进行判断;利用x=1时,y=0,可对③进行判断;结合图象可对⑤进行判断.
解:由图象可得:a<0,c>0,
∵对称轴为直线x=﹣=﹣1<0,
∴b<0,
∴abc>0,
故①错误;
∵二次函数y=ax2+bx+c的图象与x轴有两个交点,
∴Δ=b2﹣4ac>0,
故②正确;
∵二次函数y=ax2+bx+c的图象与x轴的交点的横坐标为1,
∴当x=1时,y=0,
∴a+b+c=0,
故③错误;
∵二次函数y=ax2+bx+c的图象与x轴的交点的横坐标为﹣3和1,
∴方程ax2+bx+c=0的解是x1=﹣3,x2=1,
故④正确;
由图象知:不等式ax2+bx+c>0的解集是﹣3<x<1,
故⑤正确.
故选:C.
9.已知三个边长分别为2、3、5的正方形如图排列,则图中阴影部分的面积为( )
A.2.5 B.3.25 C.3.75 D.4
【分析】根据相似三角形的性质,利用相似比求出梯形的上底和下底,用面积公式计算即可.
解:斜边l所分得的三个三角形相似,
根据相似的性质可知=,
解得x=2.5,
即阴影梯形的上底就是3﹣2.5=0.5.
再根据相似的性质可知=,
解得:x=1,
所以梯形的下底就是3﹣1=2,
所以图中阴影部分的面积为(2+0.5)×3÷2=3.75.
故选:C.
10.如图,在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC=4,点D是边BC上一动点(不与B,C重合),∠ADE=45°,DE交AC于点E,下列结论:①△ADE与△ACD一定相似;②△ABD与△DCE一定相似;③当AD=3时,CE=;④0<CE≤2.其中正确的结论有几个?( )
A.4个 B.3个 C.2个 D.1个
【分析】利用有两个角对应相等的两个三角形相似可以判定①②正确;根据相似三角形对应边成比例,利用△ADE∽△ACD得出比例式求得AE的长,进而得出③正确;利用判定③正确的结论,通过分析AD的取值范围即可得出④正确.
解:∵∠BAC=90°,AB=AC=4,
∴∠B=∠C=45°,BC==4.
∵∠ADE=45°,
∴∠ADE=∠C=45°.
∵∠DAE=∠CAD,
∴△ADE∽△ACD.
∴①正确;
∵∠ADE=45°,
∴∠ADB+∠EDC=180°﹣45°=135°.
∵∠B=45°,
∴∠ADB+∠BAD=180°45°=135°.
∴∠BAD=∠EDC.
∵∠B=∠C,
∴△ABD∽△DCE.
∴②正确;
由①知:△ADE∽△ACD,
∴.
∴AD2=AE AC.
∴AE=.
∴EC=AC﹣AE=4﹣=.
∴③正确;
∵点D是边BC上一动点(不与B,C重合),
∴0<AD<4.
∵垂线段最短,
∴当AD⊥BC时,AD取得最小值=BC=2.
∴2≤AD<4.
∵AD2=AE AC,
∴AE==.
∴2≤AE<4.
∵EC=AC﹣AE=4﹣,
∴0<CE≤2.
∴④正确.
综上,正确的结论有:①②③④.
故选:A.
二、填空题(每小题5分,共20分)。
11.已知:反比例函数y=﹣的图象在第二、四象限,则k的取值范围是 k>3 .
【分析】根据反比例函数的性质得k﹣3>0,然后解不等式即可.
解:根据题意得k﹣3>0,
解得k>3.
故答案为:k>3.
12.如图所示,已知l1∥l2∥l3,AB=2,DE=BC=3,则EF= 4.5 .
【分析】根据平行线分线段成比例定理列出比例式,把已知数据代入计算即可.
解:∵l1∥l2∥l3,
∴=.
∵AB=2,DE=BC=3,
∴=,
解得:EF=4.5,
故答案为:4.5.
13.如图所示,一条河流的两岸互相平行,沿南岸有一排大树,每隔4米一棵,沿北岸有一排电线杆,每两根电线杆之间的距离为80米,一同学站在距南岸9米的点P处,正好北岸相邻的两根电线杆被南岸的5棵树遮挡住,那么这条河流的宽度是 36 米.
【分析】根据题意,河两岸平行,故可根据平行线分线段成比例来解决问题,列出方程,求解即可.
解:如图,设河宽为h米,
∵AB∥CD,AB=12m,P到AB的距离是9m,
∴由平行线分线段成比例定理得:,
解得:h=36,
∴河宽为36米.
故答案为:36.
14.已知,抛物线y=mx2+2mx+n(m>0)上有两点P(t,y1)和Q(t+3,y2).
(1)此抛物线的对称轴是 直线x=﹣1 .
(2)若y1>y2,则t的取值范围是 t< .
【分析】(1)利用对称轴公式即可求得;
(2)根据二次函数的性质,即可得到<﹣1,解得即可.
解:(1)∵抛物线y=mx2+2mx+n(m>0),
∴对称轴为直线x=﹣=﹣1;
(2)∵抛物线y=mx2+2mx+n(m>0)中,m>0,
∴抛物线开口向上,
∵抛物线y=mx2+2mx+n(m>0)上有两点P(t,y1)和Q(t+3,y2),且y1>y2,
∴<﹣1,
解得t<﹣,
故答案为:t<﹣.
三、(每小题8分,共32分)。
15.通过配方,确定抛物线y=2x2+4x+1的顶点坐标,并直接写出y的取值范围.
【分析】直接利用配方法求出二次函数顶点坐标,然后根据二次函数的性质即可得到y的取值范围.
解:y=2x2+4x+1
=2(x2+2x)+1
=2(x+1)2﹣1,
∴抛物线的顶点坐标为;(﹣1,﹣1);
∵a=2>0,
∴函数有最小值﹣1,
∴y的取值范围为y≥﹣1.
16.已知抛物线与x轴交于A(﹣2,0)、B(3,0)两点,与y轴交于点C(0,3),求此抛物线的解析式.
【分析】首先设出抛物线的两点式,然后代入点的坐标,计算可得答案.
解:∵抛物线与x轴交于A(﹣2,0)、B(3,0)两点,
∴可设其解析式为:y=a(x+2)(x﹣3),
代入点C(0,3)得,
a(0+2)(0﹣3)=3,
解得a=﹣,
∴抛物线的解析式:y=﹣(x+2)(x﹣3)=﹣x2+x+3.
17.如图,点D、E、F分别在△ABC的三条边上,且DE∥BC,DF∥AC.求证:△ADE∽△DBF.
【分析】证明∠AED=∠DFB,∠ADE=∠DBF,即可解决问题.
【解答】证明:∵DE∥BC,DF∥AC,
∴∠ADE=∠DBF,∠AED=∠C,∠DFB=∠C,
∴∠AED=∠DFB,
∴△ADE∽△DBF.
18.如图,函数y1=(x>0)的图象与函数y2=ax+b的图象交于A、B两点,已知A点的坐标为(3,1),B点坐标为(1,n).
(1)求k和n的值;
(2)观察图象,比较当x>0时,y1和y2的大小.
【分析】(1)将A(3,1)代入反比例函数解析式求出k,再将x=1代入求解.
(2)根据图象求解.
解:(1)将(3,1)代入y1=得k=3,
∴y1=,
把x=1代入y1=得y1=3,
∴n=3.
(2)由图象可得,当0<x<1或x>3时,y1>y2,
当1<x<3时,y1<y2,
当x=1或x=3时,y1=y2.
四、(每小题10分,共20分)
19.如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,∠C=90°,BD平分∠ABC,E是BD的中点.
(1)求证:AE⊥BD;
(2)若AB=4,BC=6,求BD的长.
【分析】(1)利用平行线的性质和角平分线的定义可证AB=AD,由点E是BD的中点,可得AE⊥BD;
(2)由△ABE∽△DBC,得,设BD=x,则BE=,从而求出x的值,并解决问题.
【解答】(1)证明:∵AD∥BC,
∴∠DBC=∠ADB,
∵BD平分∠ABC,
∴∠ABD=∠CBD,
∴AB=AD,
又∵E是BD的中点,
∴AE⊥BD;
(2)解:∵AE⊥BD,∠C=90°,
∴∠AEB=∠C,
又∵∠CBD=∠ABD,
∴△ABE∽△DBC,
∴,
设BD=x,则BE=,
∴,
解得:x=4,
∴BD=4.
20.已知函数y=ax2﹣(2a+1)x+(a﹣1)的图象与坐标轴有且只有两个交点,求a的值.
【分析】分a等于0和不等于0两种情况,其中当a不等于0时,又分为①抛物线与x轴和y轴各有一个交点,②抛物线与x轴有两个交点,且有一个是原点,分别求解即可得到答案.
解:(1)当a=0时,函数为一次函数,图象为直线,符合题意;
(2)当a≠0时,函数为二次函数,图象为抛物线,
①抛物线与x轴和y轴各有一个交点,则有(2a+1)2﹣4×a(a﹣1)=0,
解得a=﹣;
②抛物线与x轴有两个交点,且有一个是原点,则有a﹣1=0,
解得a=1,
∴a的值为0或1或﹣.
五、(每小题.12分,共24分)
21.某小区计划建一个矩形花圃,花圃的一边利用长为a的墙,另三边用总长为79米的篱笆围成,围成的花圃是如图所示的矩形ABCD,并在BC边上留有一扇1米宽的门.设AD边的长为x米,矩形花圃的面积为S平方米.
(1)求S与x之间的函数关系式.
(2)若墙长a=30米,求S的最大值.
【分析】(1)设AD边的长为x米,则AB边长为(40﹣x)米,然后利用矩形的面积公式列出函数关系式即可;
(2)利用二次函数的性质求最大值即可.
解:(1)设AD边的长为x米,则AB边长为(40﹣x)米,
根据题意得:S=(40﹣x)x=﹣x2+40x,
∴S与x之间的函数关系式为S=﹣x2+40x;
(2)由(1)知,S=﹣x2+40x=﹣(x﹣40)2+800,
∵﹣1<0,a=30,
∴当x≤40时,S随x的增大而增大,
∴当x=30时,S有最大值,最大值为750,
∴墙长a=30米,S的最大值为750平方米.
22.如图,在正方形ABCD中,M是AB边的中点,E是AD边上的一点,且EM⊥CM,求证:
(1)△AEM∽△BMC;
(2);
(3)CM平分∠BCE.
【分析】(1)利用同角的余角相等可得∠AME=∠BCM,利用正方形的性质可得∠A=∠B=90°,根据有两角对应相等的两个三角形相似可以判定结论成立;
(2)利用(1)中的结论,根据相似三角形对应边成比例得出比例式,利用正方形的性质AB=BC,结论可得;
(3)通过证明△BMC∽△MEC,可得∠BCM=∠MCE,结论可得.
【解答】证明:(1)∵四边形ABCD是正方形,
∴∠A=∠B=90°.
∴∠BMC+∠BCM=90°.
∵EM⊥CM,
∴∠EMC=90°.
∴∠BMC+∠AME=90°.
∴∠AME=∠BCM.
∵∠A=∠B,
∴△AEM∽△BMC;
(2)∵△AEM∽△BMC,
∴.
∵M是AB边的中点,
∴AM=BM=AB.
∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=BC.
∴AM=BC.
∴;
(3)由(2)可知:BM=AB=BC,
∴.
∴.
∴∠B=∠EMC=90°,
∴△BMC∽△MEC.
∴∠BCM=∠MCE.
即CM平分∠BCE.
六、(本题共14分)
23.如图所示,已知抛物线y=﹣x2+2x+6与x轴的交点为A、B(点A在点B的左侧),与y轴的交点为C,顶点为M.
(1)直接写出B、C、M三点的坐标,及直线BC的解析式(不写过程);
(2)如图2,平行于x轴的直线l与直线BC相交于点D(x1,y1),与抛物线相交于点E(x2,y2)和点F(x3,y3),设w=x1+x2+x3,若x1<x2<x3,求w的取值范围;
(3)在第一象限内,抛物线上是否存在一点P,连接OP交BC于点Q,使OQ:PQ的值最小?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)令x=0求出C(0,6),令y=0,求出B(6,0),再由y=﹣x2+2x+6=﹣(x﹣2)2+8,求出M(2,8),用待定系数法求直线BC的解析式;
(2)由题意可知,y1=y2=y3,则x2+x3=4,可求6<y1<8,﹣2<x1<0,所以2<w<4;
(3)设P点的横坐标为x(0<x<6),作PN∥y轴交BC于点N,则PN=yP﹣yN=﹣(x﹣3)2+,可知△OQC∽△PQN,可求OQ:PQ=OC:PN,所以当PN取最大值时,QO:PQ的值最小,求出P(3,).
解:(1)令x=0,则y=6,
∴C(0,6),
令y=0,则0=﹣x2+2x+6,
∴x=6或x=﹣2,
∴B(6,0),
∵y=﹣x2+2x+6=﹣(x﹣2)2+8,
∴M(2,8),
设直线BC的解析式为y=kx+b,
,
∴,
∴y=﹣x+6;
(2)∵直线l∥x轴,
∴y1=y2=y3,
∴=2,
∴x2+x3=4,
∵x1<x2<x3,
∴6<y1<8,
当y1=6时,x1=0;当y1=8时,x1=﹣2;
∴﹣2<x1<0,
∴2<x1+x2+x3<4,
∴2<w<4;
(3)存在,理由如下:
如图,设P点的横坐标为x(0<x<6),
作PN∥y轴交BC于点N,
∴PN=yP﹣yN=(﹣x2+2x+6)﹣(﹣x+6)=﹣(x﹣3)2+,
∴当x=3时,PN取最大值,
∵PN∥y轴,
∴△OQC∽△PQN,
∴OQ:PQ=OC:PN,
∵OC=3,
∴当PN取最大值时,QO:PQ的值最小,
∴P(3,).