2020-2021学年四川省成都市锦江区盐道街中学九年级(下)开学数学试卷
一.选择题(共10小题).
1.如图是由三个相同的小正方体组成的几何体,则该几何体的左视图是( )
A. B. C. D.
2.下列运算正确的是( )
A.2a3?3a2=6a6 B.(﹣x3)4=x12
C.(a+b)2=a2+b2 D.a5+a5=a10
3.如图,在△ABC中,∠C=90°,AB=5,BC=3,则sinA的值是( )
A. B. C. D.
4.受新冠肺炎疫情影响,某企业生产总值从元月份的300万元,连续两个月降至260万元,设平均降低率为x,则可列方程( )
A.300(1+x)2=260 B.300(1﹣x2)=260
C.300(1﹣2x)=260 D.300(1﹣x)2=260
5.如图,在△ABC中,点D是AB上一点,DE∥BC交MC于点E,AD=3,BD=2,则AE与EC的比是( )
A.3:2 B.3:5 C.9:16 D.9:4
6.如图,在⊙O中,AB是直径,AC是弦,连接OC,若∠ACO=25°,则∠BOC的度数是( )
A.40° B.50° C.55° D.60°
7.已知点A(﹣1,y1),B(1,y2),C(2,y3)是函数图象上的三点,则y1,y2,y3的大小关系是( )
A.y1<y2<y3 B.y2<y3<y1 C.y3<y2<y1 D.无法确定
8.如图,在矩形ABCD中,AB=2,BC=3.若点E是边CD的中点,连接AE,过点B作BF⊥AE交AE于点F,则BF的长为( )
A. B. C. D.
9.如图,⊙O的直径CD为10,弦AB的长为8,且AB⊥CD,垂足为M,则CM的长为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
10.如图,抛物线y=ax2+bx+c的对称轴为直线x=﹣2,且过点(1,0)有下列结论:①abc>0;②16a﹣4b+c>0;③4a+b=0;④b2﹣ac<0;其中所有正确的结论是( )
A.①② B.①④ C.②④ D.①③
二、填空题(共4小题,每小题4分,共16分)
11.已知关于x的一元二次方程x2﹣(k﹣2)x+=0有两个不相等的实数根,则k的取值范围是 .
12.如图,在正方形网格中,△ABC的顶点都在格点上,则cos∠ABC的值为 .
13.如图,点D,E分别在△ABC的边BA,CA的延长线上,DE∥BC.若EC=3EA,△AED的面积为3,则△ABC的面积为 .
14.如图,在矩形ABCD中,连接AC,按以下步骤作图:分别以点A,C为圆心,以大于AC的长为半径作弧,两弧分别相交于点M,N,作直线MN交BC于点E,连接AE.若AB=1,BC=2,则BE= .
三、解答题(本大题共6小题,共54分)
15.(1)计算:(﹣)﹣2﹣(3.14﹣π)0﹣2tan60°+|1﹣2|.
(2)解方程:x(x﹣2)+2﹣x=0.
16.2021年,成都将举办世界大学生运动会,这是在中国西部第一次举办的世界综合性运动会.目前,运动会相关准备工作正在有序进行,比赛项目已经确定.某校体育社团随机调查了部分同学在田径、跳水、篮球、游泳四种比赛项目中选择一种观看的意愿,并根据调查结果绘制成了如下两幅不完整的统计图.
根据以上信息,解答下列问题:
(1)这次被调查的同学共有 人;
(2)扇形统计图中“篮球”对应的扇形圆心角的度数为 ;
(3)现拟从甲、乙、丙、丁四人中任选两名同学担任大运会志愿者,请利用画树状图或列表的方法,求恰好选中甲、乙两位同学的概率.
17.如图,航拍无人机在C处测得正前方某建筑物顶部A处的仰角为45°,测得底部B的俯角为31°.此时航拍无人机距地面的高度CD为12米,求该建筑物的高度AB(结果保留整数).(参考数据:tan31°≈0.60.)
18.如图,在?ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,过点O的直线分别交边AD,BC于点E,F,交DC的延长线于点G.
(1)求证:△CFO≌△AEO;
(2)若AD=5,CD=3,CG=1,求CF的长.
19.如图,一次函数y=k1x+b的图象与x轴、y轴分别交于A,B两点,与反比例函数y=的图象分别交于C,D两点,点C(2,4),点B是线段AC的中点.
(1)求一次函数y=k1x+b与反比例函数y=的解析式;
(2)求△COD的面积;
(3)直接写出当x取什么值时,k1x+b<.
20.已知:如图1,AB是⊙O的直径,DB是⊙O的切线,C是⊙O上的点,连接OD,AC∥OD.
(1)求证:DC是⊙O的切线;
(2)求证:AB2=2AC?OD;
(3)如图2,AB=,tan∠ABC=,连接AD交⊙O于点E,连接BC交OD于点F,求EF的长.
四、填空题(本大题共5小题,每小题4分,共20分)
21.若m、n是一元二次方程x2+3x﹣2021=0的两个实数根,则2m+2n+mn的值为 .
22.如图所示,在平面直角坐标系中,正方形OABC的顶点O与原点重合,顶点A,C分别在x轴、y轴上,双曲线y=(k≠0,x>0)经过AB、BC的中点N、F,连接ON、OF、NF.若S△BFN=3,则k= .
23.现有牌面编码为﹣1,1,2的三张卡片,背面向上,从中随机抽取一张卡片,记其数字为k,将抽到的卡片背面朝上,放回打乱后,再抽一张记其数字为m,则事件“关于a、b的方程组的解满足0≤a﹣b≤1,且二次函数y=x2﹣2x+m的图象与x轴恰有2个交点”成立的概率为 .
24.如图,在平面直角坐标系中,M、N、C三点的坐标分别为(,1),(3,1),(3,0),点A为线段MN上的一个动点,连接AC,过点A作AB⊥AC交y轴于点B,当点A从M运动到N时,点B随之运动.设点B的坐标为(0,b),则b的最小值为 .
25.如图,在正方形ABCD中,E是线段CD上一点,连接AE,将△ADE沿AE翻折至△AEF,连接BF并延长BF交AE延长线于点P,当PF=BF时,= .
五、解答题(本大题共3小题,共30分)
26.春节即将来临,某电商平台准备销售一批服装,已知购进时的单价是150元.调查发现:销售单价是200元时,月销售量是100件,而销售单价每降低1元,月销售量就增加10件.每件服装的售价不能低于进价,设该服装的销售单价在200元的基础上降低x元时(x为正整数),月销售利润为y元.
(1)求y与x的函数关系式;
(2)该服装的销售单价为多少元时,月销售利润最大?最大的月销售利润是多少?
27.已知在菱形ABCD中,∠BAD=120°,点E为射线BC上的一个动点,AE与边CD交于点G.
(1)如图1,连接对角线BD交AE于点F,连接CF,若AF2=CG?CD,试求∠CFE的度数;
(2)如图2,点F为AE上一点,且∠ADF=∠AED,若菱形的边长为2,则当DE⊥BC时,求△CFE的面积;
(3)如图3,当点E在射线BC上运动时,试求的最小值.
28.如图,在平面直角坐标系xOy中,直线y=﹣x+3与y轴交于点A,与x轴交于点B,抛物线经过A,B两点,并与x轴交于另一点C,抛物线的对称轴为直线x=2,顶点为点D.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)点E为对称轴右侧的抛物线上的点.
i)点F在抛物线的对称轴上,且EF∥x轴,若以点D,E,F为顶点的三角形与△ABD相似,求出此时点E的坐标;
ii)点G在平面内,则以点A,B,E,G为顶点的四边形能否成为矩形?若能,求出此时点E的坐标;若不能,请说明理由.
参考答案
一.选择题(共10小题).
1.如图是由三个相同的小正方体组成的几何体,则该几何体的左视图是( )
A. B. C. D.
解:从左边看竖直叠放2个正方形.
故选:C.
2.下列运算正确的是( )
A.2a3?3a2=6a6 B.(﹣x3)4=x12
C.(a+b)2=a2+b2 D.a5+a5=a10
解:A、2a3?3a2=6a5,故此选项错误;
B、(﹣x3)4=x12,正确;
C、(a+b)2=a2+2ab+b2,故此选项错误;
D、a5+a5=2a5,故此选项错误;
故选:B.
3.如图,在△ABC中,∠C=90°,AB=5,BC=3,则sinA的值是( )
A. B. C. D.
解:sinA==.
故选:C.
4.受新冠肺炎疫情影响,某企业生产总值从元月份的300万元,连续两个月降至260万元,设平均降低率为x,则可列方程( )
A.300(1+x)2=260 B.300(1﹣x2)=260
C.300(1﹣2x)=260 D.300(1﹣x)2=260
解:依题意,得:300(1﹣x)2=260.
故选:D.
5.如图,在△ABC中,点D是AB上一点,DE∥BC交MC于点E,AD=3,BD=2,则AE与EC的比是( )
A.3:2 B.3:5 C.9:16 D.9:4
解:∵DE∥BC,
∴==.
故选:A.
6.如图,在⊙O中,AB是直径,AC是弦,连接OC,若∠ACO=25°,则∠BOC的度数是( )
A.40° B.50° C.55° D.60°
解:∵OA=OC,
∴∠A=∠ACO=25°,
∴∠BOC=∠A+∠ACO=25°+25°=50°.
故选:B.
7.已知点A(﹣1,y1),B(1,y2),C(2,y3)是函数图象上的三点,则y1,y2,y3的大小关系是( )
A.y1<y2<y3 B.y2<y3<y1 C.y3<y2<y1 D.无法确定
解:∵点A(﹣1,y1),B(1,y2),C(2,y3)是函数图象上的三点,
∴y1=﹣=1,y2=﹣=﹣1,y3=﹣=﹣.
∵﹣1<﹣<1,
∴y2<y3<y1
故选:B.
8.如图,在矩形ABCD中,AB=2,BC=3.若点E是边CD的中点,连接AE,过点B作BF⊥AE交AE于点F,则BF的长为( )
A. B. C. D.
解:如图,连接BE.
∵四边形ABCD是矩形,
∴AB=CD=2,BC=AD=3,∠D=90°,
在Rt△ADE中,AE===,
∵S△ABE=S矩形ABCD=3=?AE?BF,
∴BF=.
故选:B.
9.如图,⊙O的直径CD为10,弦AB的长为8,且AB⊥CD,垂足为M,则CM的长为( )
A.1 B.2 C.3 D.4
解:连接OA.
∵直径CD⊥AB,AB=8,
∴AM=BM=AB=4,
在Rt△AOM中,OA=5,AM=4,
根据勾股定理得:OM==3,
则CM=OC﹣OM=5﹣3=2,
故选:B.
10.如图,抛物线y=ax2+bx+c的对称轴为直线x=﹣2,且过点(1,0)有下列结论:①abc>0;②16a﹣4b+c>0;③4a+b=0;④b2﹣ac<0;其中所有正确的结论是( )
A.①② B.①④ C.②④ D.①③
解:∵抛物线开口向下,
∴a<0,
∵抛物线的对称轴为直线x=﹣=﹣2,
∴b=4a<0,
∵抛物线与x轴的交点在x轴上方,
∴c>0,
∴abc>0,所以①正确;
∵抛物线的对称轴为直线x=﹣2,且过点(1,0),
∴抛物线经过点(﹣5,0),
∴x=﹣4时,y=16a﹣4b+c>0,所以②正确;
∵b=4a,
∴4a﹣b=0,所以③错误;
∵b<0,a<0,c>0,
∴b2﹣ac>0,所以④错误.
故选:A.
二、填空题(本大题共4小题,每小题4分,共16分)
11.已知关于x的一元二次方程x2﹣(k﹣2)x+=0有两个不相等的实数根,则k的取值范围是 k<1 .
解:关于x的一元二次方程x2﹣(k﹣2)x+=0有两个不相等的实数根,
∴△=[﹣(﹣k﹣2)]2﹣4×1×
=k2﹣4k+4﹣k2
=﹣4k+4>0,
解得k<1,
∴k的取值范围是k<1,
故答案为:k<1.
12.如图,在正方形网格中,△ABC的顶点都在格点上,则cos∠ABC的值为 .
解:如图所示,作AD⊥BC,垂足为D,
AD=3,BD=4,
∴AB=5,
∴cos∠ABC=,
故答案为:.
13.如图,点D,E分别在△ABC的边BA,CA的延长线上,DE∥BC.若EC=3EA,△AED的面积为3,则△ABC的面积为 12 .
解:∵EC=3EA,
∴,
∴,
∵DE∥BC,
∴△AED∽△ACB,
∴,
∴△ABC的面积=4S△AED=4×3=12.
故答案为:12.
14.如图,在矩形ABCD中,连接AC,按以下步骤作图:分别以点A,C为圆心,以大于AC的长为半径作弧,两弧分别相交于点M,N,作直线MN交BC于点E,连接AE.若AB=1,BC=2,则BE= .
解:在矩形ABCD中,∠B=90°,
根据作图过程可知:
MN是AC的垂直平分线,
∴EA=EC,
∴EA=CE=BC﹣BE=2﹣BE,
在Rt△ABE中,根据勾股定理,得
EA2=AB2+BE2,
∴(2﹣BE)2=12+BE2,
解得BE=.
故答案为:.
三、解答题(本大题共6小题,共54分)
15.(1)计算:(﹣)﹣2﹣(3.14﹣π)0﹣2tan60°+|1﹣2|.
(2)解方程:x(x﹣2)+2﹣x=0.
解:(1)原式=4﹣1﹣2×﹣(1﹣2)
=4﹣1﹣2﹣1+2
=2;
(2)x(x﹣2)﹣(x﹣2)=0,
(x﹣2)(x﹣1)=0,
x﹣2=0或x﹣1=0,
所以x1=2,x2=1.
16.2021年,成都将举办世界大学生运动会,这是在中国西部第一次举办的世界综合性运动会.目前,运动会相关准备工作正在有序进行,比赛项目已经确定.某校体育社团随机调查了部分同学在田径、跳水、篮球、游泳四种比赛项目中选择一种观看的意愿,并根据调查结果绘制成了如下两幅不完整的统计图.
根据以上信息,解答下列问题:
(1)这次被调查的同学共有 180 人;
(2)扇形统计图中“篮球”对应的扇形圆心角的度数为 126° ;
(3)现拟从甲、乙、丙、丁四人中任选两名同学担任大运会志愿者,请利用画树状图或列表的方法,求恰好选中甲、乙两位同学的概率.
解:(1)根据题意得:
54÷30%=180(人),
答:这次被调查的学生共有180人;
故答案为:180;
(2)根据题意得:
360°×(1﹣20%﹣15%﹣30%)=126°,
答:扇形统计图中“篮球”对应的扇形圆心角的度数为126°,
故答案为:126°;
(3)列表如下:
甲 乙 丙 丁
甲 一 (乙,甲) (丙,甲) (丁,甲)
乙 (甲,乙) 一 (丙,乙) (丁,乙)
丙 (甲,丙) (乙,丙) 一 (丁,丙)
丁 (甲,丁) (乙,丁) (丙,丁) 一
∵共有12种等可能的情况,恰好选中甲、乙两位同学的有2种,
∴P(选中甲、乙)==.
17.如图,航拍无人机在C处测得正前方某建筑物顶部A处的仰角为45°,测得底部B的俯角为31°.此时航拍无人机距地面的高度CD为12米,求该建筑物的高度AB(结果保留整数).(参考数据:tan31°≈0.60.)
解:如图,过点C作CE⊥AB于点E,
根据题意可知:
CD⊥BD,AB⊥BD,
∴四边形DBEC是矩形,
∴CD=BE=12米.
在Rt△BEC中,∠BCE=31°,
∴tan31°=,即≈0.6.
∴CE=20米.
在Rt△ACE中,∠ACE=45°,
∴AE=CE,
∴CE=AE=20米,
∴AB=BE+AE=32米.
答:该建筑物的高度AB约为32米.
18.如图,在?ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,过点O的直线分别交边AD,BC于点E,F,交DC的延长线于点G.
(1)求证:△CFO≌△AEO;
(2)若AD=5,CD=3,CG=1,求CF的长.
【解答】(1)证明:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AO=CO,AD∥BC,
∴∠EAO=∠FCO,
在△COF和△AOE中,
,
∴△CFO≌△AEO(ASA);
(2)解:∵四边形ABCD是平行四边形,
∴BC∥AD,
∴∠GCF=∠GDE,
∵∠CGF=∠DGE,
∴△CGF∽△DGE,
∴=,
∵△CFO≌△AEO,
∴EA=FC,
∵CD=3,AD=5,
∴ED=AD﹣AE=5﹣CF,
∵CG=1,
∴=,
∴CF=1.
19.如图,一次函数y=k1x+b的图象与x轴、y轴分别交于A,B两点,与反比例函数y=的图象分别交于C,D两点,点C(2,4),点B是线段AC的中点.
(1)求一次函数y=k1x+b与反比例函数y=的解析式;
(2)求△COD的面积;
(3)直接写出当x取什么值时,k1x+b<.
解:(1)∵点C(2,4)在反比例函数y=的图象上,
∴k2=2×4=8,
∴y2=;
如图,作CE⊥x轴于E,
∵C(2,4),点B是线段AC的中点,
∴B(0,2),
∵B、C在y1=k1x+b的图象上,
∴,
解得k1=1,b=2,
∴一次函数的解析式为y1=x+2;
(2)由,
解得或,
∴D(﹣4,﹣2),
∴S△COD=S△BOC+S△BOD=×2×2+×2×4=6;
(3)由图可得,当0<x<2或x<﹣4时,k1x+b<.
20.已知:如图1,AB是⊙O的直径,DB是⊙O的切线,C是⊙O上的点,连接OD,AC∥OD.
(1)求证:DC是⊙O的切线;
(2)求证:AB2=2AC?OD;
(3)如图2,AB=,tan∠ABC=,连接AD交⊙O于点E,连接BC交OD于点F,求EF的长.
【解答】(1)证明:如图1,连接OC,
∵OA=OC,
∴∠A=∠OCA,
∵AC∥OD,
∴∠A=∠BOD,∠ACO=∠COD,
∴∠COD=∠BOD,
∵DB是⊙O的切线,AB是⊙O的直径,
∴∠OBD=90°,
∴△COD≌△BOD(SAS),
∴∠OCD=∠OBD=90°,
∴DC是⊙O的切线;
(2)连接BC,如图1,
∵AB是⊙O的直径,
∴∠ACB=90°,
∵∠A=∠BOD,∠ACB=∠OBD,
∴△ABC∽△ODB,
∴,
∴AC?OD=AB?OB,
∴AC?OD=AB?AB,
∴AB2=2AC?DO;
(3)如图2,连接BE,
∵AB是⊙O的直径,
∴∠AEB=∠ACB=90°,
∵∠ABD=90°,
∴△BDE∽△ADB,
∴,
∴BD2=DE?DA,
∵AC∥OD,
∴OD⊥BC,
∴△BDF∽△OBF∽△ODB,
∴BF2=OF?DF,BD2=DF?DO,
∵AB=,tan∠ABC==,
∴BC=3AC,
∴BC2+AC2=AB2,
∴9AC2+AC2=10,
∴AC=1,
∴BC=3,
∴OB=AB=,BF=BC=,OF=AC=,
∴DB=,DA=,OD=5,DF=,
∴DF?DO=DE?DA,
∴,
∵∠EDF=∠ODA,
∴△DEF∽△DOA,
∴,
∴EF==.
四、填空题(本大题共5小题,每小题4分,共20分)
21.若m、n是一元二次方程x2+3x﹣2021=0的两个实数根,则2m+2n+mn的值为 ﹣2027 .
解:根据题意得m+n=﹣3,mn=﹣2021,
所以2m+2n+mn=2(m+n)+mn=﹣6﹣2021=﹣2027.
故答案为:﹣2027.
22.如图所示,在平面直角坐标系中,正方形OABC的顶点O与原点重合,顶点A,C分别在x轴、y轴上,双曲线y=(k≠0,x>0)经过AB、BC的中点N、F,连接ON、OF、NF.若S△BFN=3,则k= 12 .
解:∵N、F是AB、BC的中点,
∴BF=BC,BN=,
S△BFN=3,
∴BF?BN=??=3,
∴BC?AB=24,
∵四边形ABCO是正方形,
∴OA=AB=BC=CO=2,
∵N是AB中点,
∴AN=BN=,
∴N(2,),
把N(2,)代入y=,得到k=12,
故答案为12.
23.现有牌面编码为﹣1,1,2的三张卡片,背面向上,从中随机抽取一张卡片,记其数字为k,将抽到的卡片背面朝上,放回打乱后,再抽一张记其数字为m,则事件“关于a、b的方程组的解满足0≤a﹣b≤1,且二次函数y=x2﹣2x+m的图象与x轴恰有2个交点”成立的概率为 .
解:由,
解得:a﹣b=k﹣1,
当0≤a﹣b≤1时,即:0≤k﹣1≤1,
解得:1≤k≤2,
∵二次函数y=x2﹣2x+m图象与x轴恰有2个交点,
∴△=4﹣4m>0,
∴m<1,
∴m=﹣1,
画树状图如图:
k和m所有可能出现的结果有9个,其中1≤k≤2且m为﹣1的结果有2个,
∴满足条件的概率为P=,
故答案为:.
24.如图,在平面直角坐标系中,M、N、C三点的坐标分别为(,1),(3,1),(3,0),点A为线段MN上的一个动点,连接AC,过点A作AB⊥AC交y轴于点B,当点A从M运动到N时,点B随之运动.设点B的坐标为(0,b),则b的最小值为 ﹣ .
解:如图,延长NM交y轴于P点,则MN⊥y轴.连接CN.
在△PAB与△NCA中,∠APB=∠CMA=90°,∠PAB=∠NCA=90°﹣∠CAN,
∴△PAB∽△NCA,
∴=,
设PA=x,则NA=PN﹣PA=3﹣x,设PB=y,
∴=,
∴y=3x﹣x2=﹣(x﹣)2+(≤x≤3),
∵﹣1<0,≤x≤3,
∴x=时,y有最大值,此时b=1﹣=﹣,
x=3时,y有最小值0,此时b=1,
∴b的取值范围是﹣≤b≤1.
∴b的最小值是﹣.
故答案是:﹣.
25.如图,在正方形ABCD中,E是线段CD上一点,连接AE,将△ADE沿AE翻折至△AEF,连接BF并延长BF交AE延长线于点P,当PF=BF时,= ﹣1 .
解:如图,过点A作AM⊥BP于M,过点E作EN⊥BP于N.
∵四边形ABCD是正方形,
∴AD=AB,∠BAD=90°,
由翻折的性质可知,AD=AF,∠DAE=∠EAF,
∴AB=AF,
∵AM⊥BF,
∴BM=FM,∠BAM=∠FAM,
∴∠PAM=∠PAF+∠FAM=∠BAD=45°,
∵∠AMP=90°,
∴∠P=∠PAM=45°,
∴AM=MP,
设BF=2a,则PF=BF=a,BM=MF=a,
∴AM=PM=FM+PF=a+a,
∵∠AMF=∠AFE=∠ENF=90°,
∴∠AFM+∠EFN=90°,∠EFN+∠FEN=90°,
∴∠AFM=∠FEN,
∴△AMF∽△FNE,
∴===1+,
设EN=PN=x,则FN=(1+)x,
∴(1+)x+x=a,
∴x=(﹣1)a,
∴EN=(﹣1)x,
∴===﹣1,
∵CD=AD=AF,DE=EF,
∴=﹣1.
故答案为:﹣1.
五、解答题(本大题共3小题,共30分)
26.春节即将来临,某电商平台准备销售一批服装,已知购进时的单价是150元.调查发现:销售单价是200元时,月销售量是100件,而销售单价每降低1元,月销售量就增加10件.每件服装的售价不能低于进价,设该服装的销售单价在200元的基础上降低x元时(x为正整数),月销售利润为y元.
(1)求y与x的函数关系式;
(2)该服装的销售单价为多少元时,月销售利润最大?最大的月销售利润是多少?
解:(1)根据题意,得y=(200﹣150﹣x)(100+10x)=﹣10x2+400x+5000;
(2)y=﹣10x2+400x+5000
=﹣10(x﹣20)2+9000,
∵﹣10<0,
∴当x=20时,y有最大值9000,
销售单价为200﹣20=180(元),
答:该服装的销售单价为180元时,月销售利润最大,最大的月销售利润是9000元.
27.已知在菱形ABCD中,∠BAD=120°,点E为射线BC上的一个动点,AE与边CD交于点G.
(1)如图1,连接对角线BD交AE于点F,连接CF,若AF2=CG?CD,试求∠CFE的度数;
(2)如图2,点F为AE上一点,且∠ADF=∠AED,若菱形的边长为2,则当DE⊥BC时,求△CFE的面积;
(3)如图3,当点E在射线BC上运动时,试求的最小值.
解:(1)如图1,∵AF2=CG?CD,
∴=,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC,∠ABD=∠CBD,
∵BF=BF,
∴△ABF≌△CBF(SAS),
∴AF=CF,
∴,
∵∠FCG=∠FCG,
∴△FCG∽△DCF,
∴∠CFE=∠FDC,
∵AB∥CD,
∴∠BAD+∠ADC=180°,
∵∠BAD=120°,
∴∠ADC=60°,
∵四边形ABCD是菱形,
∴∠FDC=∠ADC=30°,
∴∠CFE=30°;
(2)如图2,过点F作MN⊥BC于N,交AD于M,
∵AD∥BC,
∴MN⊥AD,
Rt△DCE中,∠DCE=180°﹣120°=60°,
∴∠CDE=30°,
∵CD=2,
∴CE=1,DE==,
Rt△ADE中,AE===,
∵∠ADF=∠AED,∠FAD=∠FAD,
∴∠AFD∽△ADE,
∴,即,
∴AF=,
∴EF=﹣=,
∵AD∥BC,
∴△AFM∽△EFN,
∴=,
∵MN=DE=,
∴FN=,
∴S△CEF===;
(3)如图3,过点E作EH⊥CD于H,过点A作AN⊥BC于N,
设菱形ABCD的边长为a,CE=x,
在Rt△CEH中,∠ECH=60°,
∴∠CEH=30°,
∴CH=x,EH=x,
∴DH=a﹣x,
在Rt△DEH中,DE2=DH2+EH2
=(a﹣x)2+(x)2
=a2﹣ax+x2,
在Rt△ABN中,∠B=60°,AB=a,
∴∠BAN=30°,
∴BN=a,AN=a,
∴CN=BC﹣BN=a,
∴EN=EC+CN=a+x,
Rt△ANE中,AE2=AN2+EN2
=(a)2+(a+x)2
=a2+ax+x2,
∴===1﹣=1﹣=1﹣(a>0,x>0),
∴当=时,即x=a时,有最小值,
则此时=1﹣=,
∴=.
28.如图,在平面直角坐标系xOy中,直线y=﹣x+3与y轴交于点A,与x轴交于点B,抛物线经过A,B两点,并与x轴交于另一点C,抛物线的对称轴为直线x=2,顶点为点D.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)点E为对称轴右侧的抛物线上的点.
i)点F在抛物线的对称轴上,且EF∥x轴,若以点D,E,F为顶点的三角形与△ABD相似,求出此时点E的坐标;
ii)点G在平面内,则以点A,B,E,G为顶点的四边形能否成为矩形?若能,求出此时点E的坐标;若不能,请说明理由.
解:(1)针对于直线y=﹣x+3,令x=0,则y=3,
∴A(0,3),
令y=0,则﹣x+3=0,
∴x=3,
∴B(3,0),
∵抛物线的对称轴为x=2,
∴抛物线的解析式为y=a(x﹣2)2+k,
∵点A,B在抛物线上,
∴,
∴,
∴抛物线的解析式为y=(x﹣2)2﹣1=x2﹣4x+3;
(2)i)如图1,由(1)知,抛物线的解析式为y=x2﹣4x+3,
∴D(2,﹣1),
∵A(0,3),B(3,0),
∴AB2=18,AD2=(2﹣0)2+(3+1)2=20,BD2=2,
∴AB2+BD2=AD2,
∴△ABD为直角三角形,且∠ABD=90°,
∵点E在抛物线对称轴右侧的抛物线上,
∴点F在点D的上方,
设点E(m,m2﹣4m+3)(m>2),
∵EF∥x轴,
∴EF=m﹣2,∠DFE=90°=∠ABD,
∵D(2,﹣1),
∴DF=m2﹣4m+3+1=m2﹣4m+4,
∵以点D,E,F为顶点的三角形与△ABD相似,
∴①当△ABD∽△DFE时,
∴,
∴,
∴m=2(舍去)或m=5,
∴E(5,8),
②当△ABD∽△EFD时,
∴,
∴,
∴m=2(舍)或m=,
∴E(,﹣),
即满足条件的点E(5,8)或(,﹣);
ii)如图2,设点E(n,n2﹣4n+3),
①当AB为矩形的边时,过点E作EH⊥y轴于H,∠BAE=90°,
∴∠OAB+∠HAE=90°,
∵A(0,3),B(3,0),
∴OA=OB=3,
∴∠OAB=∠OBA=45°,
∴∠HEA=45°,
∴AH=EH=n,
∴OH=OA+AH=3+n=n2﹣4n+3,
∴n=0(舍)或n=5,
∴E(5,8),
②当AB为对角线时,∠AE'B=90°,
过点E'作E'N⊥x轴于N,过点A作AM⊥E'N,交NE'的延长线于M,
∴∠M=∠BNE'=90°,
∴∠AE'M+∠MAE'=∠AE'M+∠BE'N=90°,
∴∠MAE'=∠BE'B,
∴△AME'∽△E'NB,
∴,
∵AM=n,BN=n﹣3,E'M=3﹣(n2﹣4n+3)=﹣n2+4n,E'N=n2﹣4n+3,
∴,
∴n=或n=(小于2,舍去),
∴E(,),
即满足条件的点E的坐标为(5,8)或(,).