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浙江省2024年九年级上册精选期中考试模拟卷A
满分:120分 范围:第1-4章
一.选择题(共10小题,满分30分,每小题3分)
1.下列y和x之间的函数表达式中,是二次函数的是( )
A.y=(x﹣1)(x+3) B.y=x2﹣x3
C.y=2x﹣3 D.y=+1
2.下列事件是必然事件的为( )
A.明天早上会下雨 B.任意一个三角形,它的内角和等于180°
C.掷一枚硬币,正面朝上 D.打开电视机,正在播放“瑞安新闻”
3.如果,那么的值是( )
A. B. C. D.
4.若一个正n边形的每个外角为30°,则这个正n边形的边数是( )
A.11 B.12 C.13 D.14
5.如图,直线l1∥l2∥l3,则( )
A. B. C. D.
6.一只不透明袋子中装有1个绿球和若干个黑球,这些球除颜色外都相同,某课外学习小组做摸球试验,将口袋中的球拌匀,从中随机摸出个球,记下颜色后再放回口袋中.不断重复这一过程,获得数据如下:
摸球的次数 200 300 400 1000 1600 2000
摸到黑球的频数 142 186 260 668 1064 1333
摸到黑球的频率 0.7100 0.6200 0.6500 0.6680 0.6650 0.6665
该学习小组发现,摸到黑球的频率在一个常数附近摆动,由此估计这个口袋中黑球有( )个.
A.4 B.3 C.2 D.1
7.把二次函数y=(x+2)2+m﹣4的图象向右平移3个单位,向再上平移1个单位,如果平移后所得抛物线与x轴有且只有一个公共点,则m应满足( )
A.m>3 B.m=3 C.m≥3 D.m<3
8.如图,△ABC,∠ACB=90°,∠ABC=50°.将△ABC绕点B逆时针旋转得△A′BC′,使点C的对应点C′恰好落在边AB上,则∠BAA′的度数是( )
A.55° B.60° C.65° D.70°
9.如图,AB是⊙O的直径,点C,D在⊙O上位于直径AB两侧,且∠OAC=20°,连结CD交AB于点E,若DE=OD,则∠ODE的度数为( )
A. B. C.30° D.40°
10.如图,E,F、G,H分别是矩形ABCD四边上的点,连结EF,GH相交于点K,且GH∥AD,EF∥AB,设矩形AEKG、矩形EKHD、矩形BFKG、矩形KHCF的面积分别为S1、S2、S3,S4,矩形BFKG∽矩形EKHD,连接AC交GH,EF于点M,N.下列一定能求出△BMN面积的条件是( )
A.S3﹣S2 B.S1+S2+S3 C.S3﹣S4 D.S3﹣S1
二.填空题(共6小题,满分24分,每小题4分)
11.若y=(m﹣2)x|m|+1是关于x的二次函数,则m= .
12.有一枚质地均匀的骰子,骰子各个面上的点数分别为1~6.任意抛掷这枚骰子,朝上面的点数为3的概率是 .
13.点P到⊙O上各点的最大距离为5,最小距离为1,则⊙O的半径为 .
14.如图,点A、B、C均在⊙O上,D是AB的延长线上的一点.若∠CBD=70°,则∠AOC的大小为 .
15.如图,在平行四边形ABCD中,F为BC中点,延长AD至E,使,连结EF交DC于点G,则= .
16.已知过点B(3,﹣1)的抛物线y=x2﹣x+c与坐标轴交于点A、C如图所示,连结AC,BC,AB,第一象限内有一动点M在抛物线上运动,过点M作AM⊥MP交y轴于点P,当点P在点A上方,且△AMP与△ABC相似时,点M的坐标为 .
三.解答题(共8小题,满分66分)
17.(6分)如图,AB∥CD,AD、BC相交于点O,若OA=2,OD=4,AB=3.
(1)求证:△AOB∽△DOC;
(2)求CD的长度.
18.(6分)如图所示,已知二次函数的图象经过点(﹣1,0),(5,0),(0,﹣1).当x=4时,求函数值.
19.(6分)“青年北仑”建设是北仑建设的一大亮点,现将质地大小完全相同,上面标有“青”“年”“北”“仑”字样的四个彩球放入同一个袋子.
(1)小慧在袋子中随机摸出一个彩球,记下字样后放回,搅匀,再摸出一个彩球,请用列表或画树状图的方法,写出所有的可能;
(2)在(1)的条件下能拼出“北仑”(不分先后)的概率是多少?
20.(8分)设二次函数y=ax2+bx﹣3(a,b是常数,a≠0),部分对应值如下表:
x … ﹣2 ﹣1 0 1 2 …
y … 5 0 ﹣3 ﹣4 ﹣3 …
(1)求该函数解析式;
(2)求ax2+bx﹣3<﹣3的解.
21.(8分)新华书店销售一个系列的儿童书刊,每套进价100元,销售定价为140元,一天可以销售20套.为了扩大销售,增加盈利,减少库存,书店决定采取降价措施.若一套书每降价1元,平均每天可多售出2套.设每套书降价x元时,书店一天可获利润y元.
(1)求出y与x的函数关系式;
(2)若要书店每天盈利1200元,则每套书销售定价应为多少元?
(3)当每套书销售定价为多少元时,书店一天可获得最大利润?这个最大利润为多少元?
22.(10分)如图,AB为⊙O直径,点D为AB下方⊙O上一点,点C为弧ABD中点,连接CD,CA.
(1)求证:∠ABD=2∠BDC;
(2)过点C作CE⊥AB于H,交AD于E,求证:EA=EC;
(3)在(2)的条件下,若OH=5,AD=24,求线段DE的长
23.(10分)如图1,在Rt△ABC中,∠C=90°,∠B=30°,D为AC上一点,且CD=BE,取AB的中点F,连结FD,CE,CF,分别取DF,CF的中点G,H.
(1)求∠AHG的值.
(2)连结AG,求证:△AHG∽△CBE.
(3)延长AG交EC于点M,已知AC=3.
①求CM CE的值;
②设CD=x(0<x<3),CM2=y,求y与x的关系式.
24.(12分)如图,在平面直角坐标系中,经过点A(4,0)的直线AB与y轴交于点B(0,4).经过原点O的抛物线y=﹣x2+bx+c交直线AB于点A,C,抛物线的顶点为D.
(1)求抛物线y=﹣x2+bx+c的表达式;
(2)M是线段AB上一点,N是抛物线上一点,当MN∥y轴且MN=2时,求点M的坐标;
(3)P是抛物线上一动点,Q是平面直角坐标系内一点.是否存在以点A,C,P,Q为顶点的四边形是矩形?若存在,直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
浙江省2024年九年级上册精选期中考试模拟卷A
试题解析
一.选择题(共10小题,满分30分,每小题3分)
1.下列y和x之间的函数表达式中,是二次函数的是( )
A.y=(x﹣1)(x+3) B.y=x2﹣x3
C.y=2x﹣3 D.y=+1
【分析】利用二次函数的定义分别分析得出即可.
【解答】解:A、y=(x﹣1)(x+3)=x2+2x﹣3,是二次函数,所以A选项正确;
B、y=x2﹣x3,最高次数是3,不是二次函数,所以B选项错误;
C、y=2x﹣3,最高次数是1,不是二次函数,所以C选项错误;
D、y=+1,右边不是整式,不是二次函数,所以D选项错误.
故选:A.
2.下列事件是必然事件的为( )
A.明天早上会下雨
B.任意一个三角形,它的内角和等于180°
C.掷一枚硬币,正面朝上
D.打开电视机,正在播放“瑞安新闻”
【分析】直接利用随机事件以及必然事件的定义分析得出答案.
【解答】解:A、明天早上会下雨,是随机事件,故此选项错误;
B、任意一个三角形,它的内角和等于180°,是必然事件,故此选项正确;
C、掷一枚硬币,正面朝上,是随机事件,故此选项错误;
D、打开电视机,正在播放“瑞安新闻”,是随机事件,故此选项错误;
故选:B.
3.如果,那么的值是( )
A. B. C. D.
【分析】利用比例的性质,进行计算即可解答.
【解答】解:∵,
∴=+1
=+1
=,
故选:B.
4.若一个正n边形的每个外角为30°,则这个正n边形的边数是( )
A.11 B.12 C.13 D.14
【分析】由多边形的外角和为360°,结合每个外角的度数,即可求出n的值,此题得解.
【解答】解:∵一个正n边形的每一个外角都是30°,
∴n=360°÷30°=12,
故选:B.
5.如图,直线l1∥l2∥l3,则( )
A. B. C. D.
【分析】根据相似三角形的判定与性质,平行线分线段成比例定理得到=或=,然后利用比例的性质得到=,于是可对各选项进行判断.
【解答】解:∵l1∥l2∥l3,
∴=或=,
∴=.
故选:D.
6.一只不透明袋子中装有1个绿球和若干个黑球,这些球除颜色外都相同,某课外学习小组做摸球试验,将口袋中的球拌匀,从中随机摸出个球,记下颜色后再放回口袋中.不断重复这一过程,获得数据如下:
摸球的次数 200 300 400 1000 1600 2000
摸到黑球的频数 142 186 260 668 1064 1333
摸到黑球的频率 0.7100 0.6200 0.6500 0.6680 0.6650 0.6665
该学习小组发现,摸到黑球的频率在一个常数附近摆动,由此估计这个口袋中黑球有( )个.
A.4 B.3 C.2 D.1
【分析】该学习小组发现,摸到黑球的频率在一个常数附近摆动,这个常数约为0.667,据此知摸出黑球的概率为0.667,继而得摸出绿球的概率为0.333,求出袋子中球的总个数即可得出答案.
【解答】解:该学习小组发现,摸到黑球的频率在一个常数附近摆动,这个常数约为0.667,
∴估计摸出黑球的概率为0.667,
则摸出绿球的概率为1﹣0.667=0.333,
∴袋子中球的总个数为1÷0.333≈3,
∴由此估出黑球个数为3﹣1=2,
故选:C.
7.把二次函数y=(x+2)2+m﹣4的图象向右平移3个单位,向再上平移1个单位,如果平移后所得抛物线与x轴有且只有一个公共点,则m应满足( )
A.m>3 B.m=3 C.m≥3 D.m<3
【分析】先求得原抛物线的顶点坐标,再求得平移后的顶点坐标,根据题意得到等式,即可求解.
【解答】解:∵y=(x+2)2+m﹣4,此时抛物线的顶点坐标为(﹣2,m﹣4),
函数的图象向上平移1个单位长度,再向右平移3个单位长度后的顶点坐标为
(﹣2+3,m﹣4+1),即(1,m﹣3),
∵平移后所得抛物线与x轴有且只有一个公共点,
∴m﹣3=0,
解得:m=3,
故选:B.
8.如图,△ABC,∠ACB=90°,∠ABC=50°.将△ABC绕点B逆时针旋转得△A′BC′,使点C的对应点C′恰好落在边AB上,则∠BAA′的度数是( )
A.55° B.60° C.65° D.70°
【分析】根据旋转可得∠A′BA=∠ABC=50°,A′B=AB,得出∠BAA′=65°.
【解答】解:∵将△ABC绕点B逆时针旋转得到△A′BC′,使点C的对应点C′恰好落在边AB上,
∴∠A′BA=∠ABC=50°,A′B=AB,
∴∠BAA′=∠BA′A=(180°﹣50°)=65°.
故选:C.
9.如图,AB是⊙O的直径,点C,D在⊙O上位于直径AB两侧,且∠OAC=20°,连结CD交AB于点E,若DE=OD,则∠ODE的度数为( )
A. B. C.30° D.40°
【分析】如图,连接OC、BC,由圆周角定理可求∠BOC=40°,由等边对等角,三角形内角和求∠5=∠2+∠4=70°,∠1=∠2,则∠4=70°﹣∠1,由圆周角定理求∠3=2∠4=140°﹣2∠1,由等边对等角可求∠DEO=∠3,由三角形内角和定理得∠1+2∠3=180°,即∠1+2(140°﹣2∠1)=180°,计算求解即可.
【解答】解:如图,连接OC、BC,
∵,
∴∠BOC=2∠OAC=40°,
∵OC=OB,
∴,
∵OD=OC,
∴∠1=∠2,
∴∠4=70°﹣∠1,
∵,
∴∠3=2∠4=2(70°﹣∠1)=140°﹣2∠1,
∵DE=OD,
∴∠DEO=∠3,
∵∠1+2∠3=180°,
∴∠1+2(140°﹣2∠1)=180°,
解得,
∴∠ODE的度数为,
故选:A.
10.如图,E,F、G,H分别是矩形ABCD四边上的点,连结EF,GH相交于点K,且GH∥AD,EF∥AB,设矩形AEKG、矩形EKHD、矩形BFKG、矩形KHCF的面积分别为S1、S2、S3,S4,矩形BFKG∽矩形EKHD,连接AC交GH,EF于点M,N.下列一定能求出△BMN面积的条件是( )
A.S3﹣S2 B.S1+S2+S3 C.S3﹣S4 D.S3﹣S1
【分析】根据相似矩形设相似比,再运用相似三角形得出关键线段长,运用三角形面积公式即可求解.
【解答】解:∵矩形BFKG∽矩形EKHD,
∴设矩形EKHD与矩形BFKG的相似比为k,即,
设BF=a,BG=b,
则在矩形AEKG、矩形KHCF中,AG=EK=bk,FC=KH=ak,
∵矩形ABCD、矩形EKHD、矩形BFKG的对边互相平行,GH∥AD,EF∥AB,
∴AD∥GH∥BC,AB∥EF∥DC,
∴△AGM∽△ABC,△CFN∽△CBG,
∴,
∴GM=ak,FC=bk,
∴S△BMN=S△ABC﹣S△ABM﹣S△BCN
=
=,
∵S矩形GBFK﹣S矩形EKHD=ab﹣ak bk=ab(1﹣k2),
∴=(S3﹣S2),
故选:A.
二.填空题(共6小题,满分24分,每小题4分)
11.若y=(m﹣2)x|m|+1是关于x的二次函数,则m= ﹣2 .
【分析】根据定义解答即可.
【解答】解:∵函数y=(m﹣2)x|m|+1是二次函数,
∴,
解得:m=﹣2,
故答案为:﹣2.
12.有一枚质地均匀的骰子,骰子各个面上的点数分别为1~6.任意抛掷这枚骰子,朝上面的点数为3的概率是 .
【分析】由题意知,共有6种等可能的结果,其中朝上面的点数为3的结果有1种,利用概率公式可得答案.
【解答】解:由题意知,共有6种等可能的结果,其中朝上面的点数为3的结果有1种,
∴任意抛掷这枚骰子,朝上面的点数为3的概率是.
故答案为:.
13.点P到⊙O上各点的最大距离为5,最小距离为1,则⊙O的半径为 3或2 .
【分析】当点P在圆内时,最大距离与最小距离之和就是圆的直径,可以求出圆的半径.当点P在圆外时,最大距离与最小距离之差就是圆的直径,可以求出圆的半径.
【解答】解:当点P在圆内时,因为点P到圆上各点的最大距离是5,最小距离是1,所以圆的直径为6,半径为3.
当点P在圆外时,因为点P到圆上各点的最大距离是5,最小距离是1,所以圆的直径为4,半径为2.
故答案为:3或2.
14.如图,点A、B、C均在⊙O上,D是AB的延长线上的一点.若∠CBD=70°,则∠AOC的大小为 140° .
【分析】作对的圆周角∠APC,如图,利用圆内接四边形的性质和等角的补角相等得到∠P=∠CBD=70°,然后根据圆周角定理得到∠AOC的度数.
【解答】解:作对的圆周角∠APC,如图,
∵∠P+∠ABC=180°,∠ABC+∠CBD=180°,
∴∠P=∠CBD=70°,
∴∠AOC=2∠P=2×70°=140°.
故答案为140°.
15.如图,在平行四边形ABCD中,F为BC中点,延长AD至E,使,连结EF交DC于点G,则= .
【分析】先根据平行四边形的性质得到AD=BC,AD∥BC,再证明=,接着证明△DEG∽△CFG,然后根据相似三角形的性质解决问题.
【解答】解:∵四边形ABCD为平行四边形,
∴AD=BC,AD∥BC,
∵=,
∴=,
∵F为BC中点,
∴BC=2CF,
即=
∴=,
∵DE∥CF,
∴△DEG∽△CFG,
∴=()2=()2=.
故答案为:.
16.已知过点B(3,﹣1)的抛物线y=x2﹣x+c与坐标轴交于点A、C如图所示,连结AC,BC,AB,第一象限内有一动点M在抛物线上运动,过点M作AM⊥MP交y轴于点P,当点P在点A上方,且△AMP与△ABC相似时,点M的坐标为 (,)或(11,35) .
【分析】由两点坐标公式可求AC,BC,AB,由勾股定理可证∠ACB=90°,分两种情况讨论,由相似三角形的判定和锐角三角函数可求解.
【解答】解:如图,过点M作EM⊥AP于E,
∵抛物线y=x2﹣x+c过点B(3,﹣1),
∴﹣1=﹣+c,
∴c=2,
∴点A(0,2),抛物线解析式为y=x2﹣x+2,
当y=0时,则0=x2﹣x+2,
∴x1=1,x2=4,
∴点C(4,0),
∵点A(0,2),点C(4,0),点B(3,﹣1),
∴AC=2,BC=,AB=3,
∵AB2+BC2=20=AC2,
∴∠ABC=90°,
设点M(m,m2﹣m+2),
∴ME=m,AE=m2﹣m+2﹣2=m2﹣m,
当∠AMP=∠ABC=90°,∠ACB=∠PAM时,△ACB∽△PAM,
∴tan∠ACB=tan∠PAM==,
∴=,
∴m=,
∴点M(,),
当∠AMP=∠ABC=90°,∠BAC=∠PAM时,△ACB∽△APM,
∴tan∠BAC=tan∠PAM==,
∴=,
∴m=11,
∴点M(11,36),
综上所述:点M坐标为(,)或(11,36).
故答案为:(,)或(11,36).
三.解答题(共8小题,满分66分)
17.(6分)如图,AB∥CD,AD、BC相交于点O,若OA=2,OD=4,AB=3.
(1)求证:△AOB∽△DOC;
(2)求CD的长度.
【分析】(1)由AB∥CD,易得∠A=∠D,∠B=∠C,则可证得:△AOB∽△DOC;
(2)由△AOB∽△DOC,OA=2,OD=4,AB=3,根据相似三角形的对应边成比例,即可求得CD的长度.
【解答】(1)证明:∵AB∥CD,
∴∠A=∠D,∠B=∠C,
∴△AOB∽△DOC;
(2)解:∵△AOB∽△DOC,
∴,
∵OA=2,OD=4,AB=3,
∴,
解得:CD=6.
18.(6分)如图所示,已知二次函数的图象经过点(﹣1,0),(5,0),(0,﹣1).当x=4时,求函数值.
【分析】求得抛物线对称轴,然后根据二次函数的对称性即可求得.
【解答】解:∵二次函数的图象经过点(﹣1,0),(5,0),
∴对称轴为直线x==2,
∴点(0,﹣1)关于对称轴的对称点为(4,﹣1),
∴当x=4时,则函数值﹣1.
19.(6分)“青年北仑”建设是北仑建设的一大亮点,现将质地大小完全相同,上面标有“青”“年”“北”“仑”字样的四个彩球放入同一个袋子.
(1)小慧在袋子中随机摸出一个彩球,记下字样后放回,搅匀,再摸出一个彩球,请用列表或画树状图的方法,写出所有的可能;
(2)在(1)的条件下能拼出“北仑”(不分先后)的概率是多少?
【分析】(1)根据题意列表得出所有等可能的结果数即可;
(2)从(1)中找到符合条件的结果数,再根据概率公式求解可得.
【解答】解:(1)列表如下:
青 年 北 仑
青 青青 青年 青北 青仑
年 年青 年年 年北 年仑
北 北青 北年 北北 北仑
仑 仑青 仑年 仑北 仑仑
由表可知共有16种等可能的结果数;
(2)∵共有16种等可能的结果数,其中能拼出“北仑”(不分先后)的有2种结果,
∴能拼出“北仑”(不分先后)的概率为=.
20.(8分)设二次函数y=ax2+bx﹣3(a,b是常数,a≠0),部分对应值如下表:
x … ﹣2 ﹣1 0 1 2 …
y … 5 0 ﹣3 ﹣4 ﹣3 …
(1)求该函数解析式;
(2)求ax2+bx﹣3<﹣3的解.
【分析】(1)利用待定系数法即可求得;
(3)根据二次函数的性质即可求得.
【解答】解:(1)∵函数y=ax2+bx﹣3图象经过(﹣1,0),(1,﹣4),
∴,
解得,
∴该函数解析式为y=x2﹣2x﹣3;
(2)∵y=x2﹣2x﹣3,
∴抛物线开口向上,
∵经过点(0,﹣3),(2,﹣3),
∴当0<x<2时,ax2+bx﹣3<﹣3,
故ax2+bx﹣3<﹣3的解为0<x<2.
21.(8分)新华书店销售一个系列的儿童书刊,每套进价100元,销售定价为140元,一天可以销售20套.为了扩大销售,增加盈利,减少库存,书店决定采取降价措施.若一套书每降价1元,平均每天可多售出2套.设每套书降价x元时,书店一天可获利润y元.
(1)求出y与x的函数关系式;
(2)若要书店每天盈利1200元,则每套书销售定价应为多少元?
(3)当每套书销售定价为多少元时,书店一天可获得最大利润?这个最大利润为多少元?
【分析】(1)由总利润=每套利润×销售量可列出函数关系式;
(2)由(1)可知y与x的函数关系式,令y=1200,即可求出x,进而得到定价;
(3)根据二次函数性质可得答案.
【解答】解:(1)由题意可知:y=(140﹣x﹣100)(20+2x)=﹣2x2+60x+800,
∴y与x的函数关系式为y=﹣2x2+60x+800.
(2)令﹣2x2+60x+800=1200,
解得x1=10,x2=20,
∴140﹣x1=130(舍去),140﹣x2=120,
答:要书店每天盈利1200元,每套书销售定价应定为120元.
(3)y=﹣2x2+60x+800=﹣2(x﹣15)2+1250,
∵﹣2<0,
∴当x=15时,y有最大值1250,此时140﹣x=140﹣15=125,
答:当每套书销售定价为125元时,书店每天可获最大利润.最大利润为1250元.
22.(10分)如图,AB为⊙O直径,点D为AB下方⊙O上一点,点C为弧ABD中点,连接CD,CA.
(1)求证:∠ABD=2∠BDC;
(2)过点C作CE⊥AB于H,交AD于E,求证:EA=EC;
(3)在(2)的条件下,若OH=5,AD=24,求线段DE的长
【分析】(1)如图1,设∠BDC=α,∠DAC=β,根据圆周角定理得到∠CAB=∠BDC=α,连接AD,由AB为⊙O直径,得到∠ADB=90°,根据余角的性质即可得到结论;
(2)根据已知条件得到∠ACE=∠ADC,等量代换得到∠ACE=∠CAE,于是得到结论;
(3)如图2,连接OC,根据圆周角定理得到∠COB=2∠CAB,等量代换得到∠COB=∠ABD,根据相似三角形的性质得到OH=5,根据勾股定理得到AB==26,由相似三角形的性质即可得到结论.
【解答】解:(1)如图1,设∠BDC=α,∠DAC=β,
则∠CAB=∠BDC=α,
∵点C为弧ABD中点,
∴=,
∴∠ADC=∠DAC=β,
∴∠DAB=β﹣α,
连接AD,
∵AB为⊙O直径,
∴∠ADB=90°,
∴α+β=90°,
∴β=90°﹣α,
∴∠ABD=90°﹣∠DAB=90°﹣(β﹣α),
∴∠ABD=2α,
∴∠ABD=2∠BDC;
(2)∵CE⊥AB,
∴∠ACE+∠CAB=∠ADC+∠BDC=90°,
∵∠CAB=∠CDB,
∴∠ACE=∠ADC,
∵∠CAE=∠ADC,
∴∠ACE=∠CAE,
∴AE=CE;
(3)如图2,连接OC,
∴∠COB=2∠CAB,
∵∠ABD=2∠BDC,∠BDC=∠CAB,
∴∠COB=∠ABD,
∵∠OHC=∠ADB=90°,
∴△OCH∽△ABD,
∴,
∵OH=5,
∴BD=10,
∴AB==26,
∴AO=13,
∴AH=18,
∵△AHE∽△ADB,
∴,即=,
∴AE=,
∴DE=.
23.(10分)如图1,在Rt△ABC中,∠C=90°,∠B=30°,D为AC上一点,且CD=BE,取AB的中点F,连结FD,CE,CF,分别取DF,CF的中点G,H.
(1)求∠AHG的值.
(2)连结AG,求证:△AHG∽△CBE.
(3)延长AG交EC于点M,已知AC=3.
①求CM CE的值;
②设CD=x(0<x<3),CM2=y,求y与x的关系式.
【分析】(1)由∠C=90°,∠B=30°,F为AB中点,可得△ACF是等边三角形,∠ACF=60°,而G,H是DF,CF的中点,即得GH∥CD,∠GHF=∠ACF=60°,又∠AHF=90°,故∠AHG=∠AHF﹣∠GHF=30°;
(2)在Rt△ABC中,可得AC=BC,在Rt△ACH中,可得AC==,从而BC=2AH,根据GH是△FCD的中位线,可得CD=2GH,则BE=2GH,且∠B=30°=∠AHG,即可证△AHG∽△CBE;
(3)①过E作ET⊥BC于T,由∠B=30°,BE=CD=x,可得ET=x,BT=x,又AC=3,可得CE==,根据△AHG∽△CBE,可得∠MAC=∠AEC,而∠ACM=∠ECA,故△ACM∽△ECA,进而得到=,进而得解;
②由=得到=,进而求得y=.
【解答】(1)解:∵∠C=90°,∠B=30°,
∴∠BAC=60°,
∵F为AB中点,
∴CF=AB=AF=BF,
∴△ACF是等边三角形,
∴∠ACF=60°,
∵G,H是DF,CF的中点,
∴GH是△FCD的中位线,
∴GH∥CD,
∴∠GHF=∠ACF=60°,
∵H是CF的中点,△ACF是等边三角形,
∴∠AHF=90°,
∴∠AHG=∠AHF﹣∠GHF=30°;
(2)证明:在Rt△ABC中,=tanB,
∴AC=BC,
在Rt△ACH中,=sin∠ACH,
∴AC==,
∴BC=,
∴BC=2AH,
∵GH是△FCD的中位线,
∴CD=2GH,
∵CD=BE,
∴BE=2GH,
∴==2,
∵∠B=30°=∠AHG,
∴△AHG∽△CBE;
(3)解:过E作ET⊥BC于T,如图2:
∵∠B=30°,BE=CD=x,
∴ET=x,BT=x,
∵AC=3,
∴BC=AC=3,
∴CT=BC﹣BT=3﹣x,
∴CE===,
①由(2)知△AHG∽△CBE,
∴∠GAH=∠BCE,
∵∠HAC=∠B=30°,
∴∠GAH+∠HAC=∠BCE+∠B,
∴∠MAC=∠AEC,
而∠ACM=∠ECA,
∴△ACM∽△ECA,
∴=,
∴CM CE=AC2=9;
②由①得=,
∴=,
整理化简得:y=.
24.(12分)如图,在平面直角坐标系中,经过点A(4,0)的直线AB与y轴交于点B(0,4).经过原点O的抛物线y=﹣x2+bx+c交直线AB于点A,C,抛物线的顶点为D.
(1)求抛物线y=﹣x2+bx+c的表达式;
(2)M是线段AB上一点,N是抛物线上一点,当MN∥y轴且MN=2时,求点M的坐标;
(3)P是抛物线上一动点,Q是平面直角坐标系内一点.是否存在以点A,C,P,Q为顶点的四边形是矩形?若存在,直接写出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)将点A、O的坐标分别代入抛物线解析式,解方程即可;
(2)设直线AB的解析式为y=kx+b,利用待定系数法求出解析式,再表示出MN,然后根据MN=2解方程可得答案;
(3)分AC为边和对角线两种情况进行讨论:根据平移的性质,三角形相似的性质和判定,两点的距离公式可得结论.
【解答】解:(1)∵抛物线y=﹣x2+bx+c过点A(4,0)和O(0,0),
∴,
解得:,
∴抛物线的解析式为:y=﹣x2+4x;
(2)∵直线AB经过点A(4,0)和B(0,4),
∴直线AB的解析式为:y=﹣x+4,
∵MN∥y轴,
设M(t,﹣t+4),N(t,﹣t2+4t),其中0≤t≤4,
当M在N点的上方时,
MN=﹣t+4﹣(﹣t2+4t)=t2﹣5t+4=2,
解得:t1=,t2=(舍),
∴M1(,),
当M在N点下方时,
MN=﹣t2+4t﹣(﹣t+4)=﹣t2+5t﹣4=2,
解得:t1=2,t2=3,
∴M2(2,2),M3(3,1),
综上,满足条件的点M的坐标有三个(,)或(2,2)或(3,1);
(3)存在,
①如图2,若AC是矩形的边,
设抛物线的对称轴与直线AB交于点R,且R(2,2),
过点C,A分别作直线AB的垂线交抛物线于点P1,P2,
∵C(1,3),D(2,4),
∴CD==,
同理得:CR=,RD=2,
∴CD2+CR2=DR2,
∴∠RCD=90°,
∴点P1与点D重合,
当CP1∥AQ1,CP1=AQ1时,四边形ACP1Q1是矩形,
∵C(1,3)向右平移1个单位,向上平移1个单位得到P1(2,4),
∴A(4,0)向右平移1个单位,向上平移1个单位得到Q1(5,1),
此时直线P1C的解析式为:y=x+2,
∵直线P2A与P1C平行且过点A(4,0),
∴直线P2A的解析式为:y=x﹣4,
∵点P2是直线y=x﹣4与抛物线y=﹣x2+4x的交点,
∴﹣x2+4x=x﹣4,
解得:x1=﹣1,x2=4(舍),
∴P2(﹣1,﹣5),
当AC∥P2Q2时,四边形ACQ2P2是矩形,
∵A(4,0)向左平移3个单位,向上平移3个单位得到C(1,3),
∴P2(﹣1,﹣5)向左平移3个单位,向上平移3个单位得到Q2(﹣4,﹣2);
②如图3,若AC是矩形的对角线,
设P3(m,﹣m2+4m)
当∠AP3C=90°时,过点P3作P3H⊥x轴于H,过点C作CK⊥P3H于K,
∴∠P3KC=∠AHP3=90°,∠P3CK=∠AP3H,
∴△P3CK∽△AP3H,
∴=,
∴=,
∵点P不与点A,C重合,
∴m≠1或m≠4,
∴m2﹣3m+1=0,
∴m=,
∴如图4,满足条件的点P有两个,即P3(,),P4(,),
当P3C∥AQ3,P3C=AQ3时,四边形AP3CQ3是矩形,
∵P3(,)向左平移个单位,向下平移个单位得到C(1,3),
∴A(4,0)向左平移个单位,向下平移个单位得到Q3(,),
当P4C∥AQ4,P4C=AQ4时,四边形AP4CQ4是矩形,
∵P4(,)向右平移个单位,向上平移个单位得到C(1,3),
∴A(4,0)向右平移个单位,向上平移个单位得到Q4(,);
综上,点Q的坐标为(5,1)或(﹣4,﹣2)或(,)或(,).