福建省厦门市第三中学2024-2025学年九年级上学期期中考试数学试卷
2024-11-19
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内容正文:
2024-2025学年福建省厦门三中九年级(上)期中数学试卷
一、选择题(本大题有10小题,每小题4分,共40分.每小题的四个选项中,只有一个选项正确)
1.(4分)下列几何图形是国际通用的交通标志,其中是中心对称图形的是( )
A. B.
C. D.
2.(4分)小明在解方程x2﹣x=0时,只得出一个根是1,则被漏掉的一个根是( )
A.x=0 B.x=1 C.x=2 D.x=3
3.(4分)用配方法解方程x2﹣6x+2=0,配方后所得的方程是( )
A.(x﹣3)2=11 B.(x+3)2=11 C.(x﹣3)2=7 D.(x+3)2=7
4.(4分)关于二次函数y=(x+1)2﹣3,下列说法错误的是( )
A.图象的开口方向向上
B.函数的最小值为﹣3
C.图象的顶点坐标为(1,﹣3)
D.当x<﹣1时,y随x的增大而减小
5.(4分)已知MN是半径为4的圆中的一条弦,则MN的长不可能是( )
A.8 B.5 C.4 D.10
6.(4分)如图,在正方形网格中,线段A′B′是线段AB绕某点顺时针旋转一定角度所得,点A′与点A是对应点,则这个旋转的角度大小可能是( )
A.45° B.60° C.90° D.135°
7.(4分)近年来,福建着力推进高水平对外开放,外贸外资量稳质升高,根据福建省统计局数据统计,福建省2021年的进口总额为7612.3亿元,2023年的进口总额为7977.1亿元,设这两年福建省地区进口贸易总额的年平均增长率为x,根据题意可列方程( )
A.7612.3(1+x)2=7977.1
B.7612.3(1+x)=7977.1
C.7612.3x2=7977.1
D.7612.3(1+x2)=7977.1
8.(4分)如图,AB是⊙O的一条弦,OD⊥AB于点C,交⊙O于点D,连接OA.若AB=4,CD=1,则⊙O的半径为( )
A.5 B. C.3 D.
9.(4分)如图,在△AOB中,∠AOB=90°,OA=OB=6.将△AOB绕点O顺时针旋转45°,得到△A'OB',A'B'与OB相交于点D,则OD的长为( )
A.2 B.3 C.2 D.3
10.(4分)如图,在平面直角坐标系xOy中,O为坐标原点,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的对称轴为直线x=1,与x轴的一个交点位于(2,0),(3,0)两点之间.下列结论:
①2a+b>0;
②bc<0;
③a<﹣c;
④若x1,x2为方程ax2+bx+c=0的两个根,则﹣3<x1•x2<0;
其中正确的有( )个.
A.1 B.2 C.3 D.4
二、填空题(本大题有6小题,每小题4分,共24分)
11.(4分)点(1,﹣2)关于原点的对称点的坐标为 .
12.(4分)若x=1是方程x2+2x+n=0的一个根,则n的值是 .
13.(4分)抛物线y=﹣3(x﹣1)2﹣2的对称轴是直线 .
14.(4分)如图,将一块直角三角尺AOB绕直角顶点O按顺时针方向旋转α(0<α<180)度后得到△COD,若∠AOD=118°,则旋转角α= °.
15.(4分)已知抛物线y=ax2+bx+c上部分点的横坐标x与纵坐标y的对应值如表:
x
……
﹣1
0
2
3
4
……
y
……
5
2
2
5
10
……
如果点(﹣2,m)在此抛物线上,那么m= .
16.(4分)如图①,将边长为2的正方形纸板沿虚线剪掉边长为1的小正方形,得到如图②的“纸板卡”,若用这样完全相同的“纸板卡”拼成正方形,最少需要 块;如图③,将长、宽、高分别为4,2,2的长方体砖块,切割掉长、宽、高分别为4,1,1的长方体,得到如图④的“直角砖块”,若用这样完全相同的“直角砖块”拼成正方体,最少需要 块.
三、解答题(本大题有9大题,共86分)
17.(8分)解方程:
(1)x2﹣2x﹣7=0;
(2)x2﹣3x+1=0.
18.(8分)先化简,再求值;,其中.
19.(8分)如图,在边长为1的正方形组成的网格中建立直角坐标系,△AOB的顶点均在格点上,点O为原点,点A,B的坐标分别是A(3,2)、B(1,3).
(1)作出△AOB关于原点的对称△A1OB1,则点B1的坐标为 ;
(2)将△AOB绕点O逆时针旋转90°后得到△A2OB2,请在图中作出△A2OB2,并求出这时点A2的坐标为 .
20.(8分)如图,Rt△ABC中,∠B=90°.
(1)尺规作图:作AC边上的中线BO(保留作图痕迹,不写作法);
(2)在(1)所作的图中,将中线BO绕点O逆时针旋转180°得到DO,连接AD,CD.求证:四边形ABCD是矩形.
21.(8分)已知二次函数y=ax2+bx+c图象上部分点的横坐标x与纵坐标y的对应值如表所示:
x
…
﹣1
0
1
2
3
4
…
y
…
﹣16
﹣6
m
0
﹣6
…
(1)求m的值和这个二次函数y=ax2+bx+c的表达式;
(2)在给定的平面直角坐标系中画出这个二次函数的图象(无需再单独列表);
(3)若方程ax2+bx+c=k有两个不相等的实数根,直接写出k的取值范围.
22.(10分)某商场要经营一种新上市的文具,进价为20元/件,试营销阶段发现:当销售单价25元/件时,每天的销售量是250件,销售单价每上涨1元,每天的销售量就减少10件.
(1)写出商场销售这种文具,每天所得的销售利润w(元)与销售单价x(元)之间的函数关系式;
(2)求销售单价为多少元时,该文具每天的销售利润最大;
(3)商场的营销部结合上述情况,提出了A、B两种营销方案:
方案A:该文具的销售单价高于进价且不超过30元;
方案B:每件文具的利润不低于25元且不高于29元.
请比较哪种方案的最大利润更高,并说明理由.
23.(11分)关于x的一元二次方程x2+mx﹣1=0,当m=1时,该方程的正根称为黄金分割数.宽与长的比是黄金分割数的矩形叫做黄金矩形,希腊的巴特农神庙采用的就是黄金矩形的设计;我国著名数学家华罗庚的优选法中也应用到了黄金分割数.
(1)求黄金分割数;
(2)已知实数a,b满足:a2+ma=1,b2﹣2mb=4,且b≠﹣2a,求ab的值;
(3)已知两个不相等的实数p,q满足:p2+np﹣1=q,q2+nq﹣1=p,求pq﹣n的值.
24.(12分)综合与实践
问题情境:如图1,矩形MNKL是学校花园的示意图,其中一个花坛的轮廓可近似看成由抛物线的一部分与线段AB组成的封闭图形,点A,B在矩形的边MN上.现要对该花坛内种植区域进行划分,以种植不同花卉,学校面向全体同学征集设计方案.
方案设计:如图2,AB=6米,AB的垂直平分线与抛物线交于点P,与AB交于点O,点P是抛物线的顶点,且PO=9米.欣欣设计的方案如下:
第一步:在线段OP上确定点C,使∠ACB=90°,用篱笆沿线段AC,BC分隔出△ABC区域,种植串串红;
第二步:在线段CP上取点F(不与C,P重合),过点F作AB的平行线,交抛物线于点D,E.用篱笆沿DE,CF将线段AC,BC与抛物线围成的区域分隔成三部分,分别种植不同花色的月季.
方案实施:学校采用了欣欣的方案,在完成第一步△ABC区域的分隔后,发现仅剩6米篱笆材料.若要在第二步分隔中恰好用完6米材料,需确定DE与CF的长.为此,欣欣在图2中以AB所在直线为x轴,OP所在直线为y轴建立平面直角坐标系.请按照她的方法解决问题:
(1)在图2中画出坐标系,并求抛物线的函数表达式;
(2)求6米材料恰好用完时DE与CF的长;
(3)种植区域分隔完成后,欣欣又想用灯带对该花坛进行装饰,计划将灯带围成一个矩形.她尝试借助图2设计矩形四个顶点的位置,其中两个顶点在抛物线上,另外两个顶点分别在线段AC,BC上.直接写出符合设计要求的矩形周长的最大值.
25.(13分)已知抛物线y=x2﹣(m+1)x+2m+3.
(1)当m=0时,请判断点(2,4)是否在该抛物线上;
(2)该抛物线的顶点随着m的变化而移动,当顶点移动到最高处时,求该抛物线的顶点坐标;
(3)已知点E(﹣1,﹣1)、F(3,7),若该抛物线与线段EF只有一个交点,求该抛物线顶点横坐标的取值范围.
2024-2025学年福建省厦门三中九年级(上)期中数学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本大题有10小题,每小题4分,共40分.每小题的四个选项中,只有一个选项正确)
1.(4分)下列几何图形是国际通用的交通标志,其中是中心对称图形的是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据中心对称图形的概念求解判断即可.
【解答】解:A、不是中心对称图形.故A不符合题意;
B、不是中心对称图形.故B不符合题意;
C、是中心对称图形.故C符合题意;
D、不是中心对称图形.故D不符合题意.
故选:C.
【点评】本题考查了中心对称图形的概念,中心对称图形是要寻找对称中心,旋转180度后两部分重合.
2.(4分)小明在解方程x2﹣x=0时,只得出一个根是1,则被漏掉的一个根是( )
A.x=0 B.x=1 C.x=2 D.x=3
【分析】方程左边分解因式后,利用两数相乘积为0,两因式中至少有一个为0转化为两个一元一次方程求出解即可.
【解答】解:方程x2﹣x=0,
分解因式得:x(x﹣1)=0,
可得x=0或x﹣1=0,
解得:x1=0,x2=1,
则被漏掉的一个根为0.
故选:A.
【点评】此题考查了解一元二次方程﹣因式分解法,熟练掌握因式分解的方法是解本题的关键.
3.(4分)用配方法解方程x2﹣6x+2=0,配方后所得的方程是( )
A.(x﹣3)2=11 B.(x+3)2=11 C.(x﹣3)2=7 D.(x+3)2=7
【分析】先移项,再两边都加上一次项系数一半的平方,继而写成完全平方式即可.
【解答】解:∵x2﹣6x+2=0,
∴x2﹣6x=﹣2,
则x2﹣6x+9=﹣2+9,即(x﹣3)2=7,
故选:C.
【点评】本题主要考查解一元二次方程—配方法,解题的关键是掌握配方法解一元二次方程的步骤.
4.(4分)关于二次函数y=(x+1)2﹣3,下列说法错误的是( )
A.图象的开口方向向上
B.函数的最小值为﹣3
C.图象的顶点坐标为(1,﹣3)
D.当x<﹣1时,y随x的增大而减小
【分析】根据题目中的函数解析式和二次函数的性质,可以判断各个选项中的说法是否正确,从而可以解答本题.
【解答】解:∵二次函数y=(x+1)2﹣3,
∴a=1>0,函数的图象开口向上,
故选项A正确,不符合题意;
函数的最小值为﹣3,
故选项B正确,不符合题意;
图象的顶点坐标为(﹣1,﹣3),
故选项C不正确,符合题意;
当x<﹣1时,y随x的增大而减小,
故选项D正确,不符合题意;
故选:C.
【点评】本题考查二次函数的图象、性质、最值,掌握二次函数的性质是解答本题的关键.
5.(4分)已知MN是半径为4的圆中的一条弦,则MN的长不可能是( )
A.8 B.5 C.4 D.10
【分析】根据圆中最长的弦为直径求解.
【解答】解:由题意知,该圆的直径为8,因为圆中最长的弦为直径,
∴MN≤8.
观察选项,只有选项D符合题意.
故选:D.
【点评】本题考查了圆的认识,基本概念,掌握“圆中最长的弦是直径”是解本题的关键.
6.(4分)如图,在正方形网格中,线段A′B′是线段AB绕某点顺时针旋转一定角度所得,点A′与点A是对应点,则这个旋转的角度大小可能是( )
A.45° B.60° C.90° D.135°
【分析】如图:连接AA′,BB′,作线段AA′,BB′的垂直平分线交点为O,点O即为旋转中心.连接OA,OA′,∠AOA′即为旋转角.
【解答】解:如图:连接AA′,BB′,作线段AA′,BB′的垂直平分线交点为O,点O即为旋转中心.连接OA,OA′
∠AOA′即为旋转角,
∴旋转角为90°
故选:C.
【点评】本题考查了旋转的性质,解题的关键是能够根据题意确定旋转中心的知识,难度不大.
7.(4分)近年来,福建着力推进高水平对外开放,外贸外资量稳质升高,根据福建省统计局数据统计,福建省2021年的进口总额为7612.3亿元,2023年的进口总额为7977.1亿元,设这两年福建省地区进口贸易总额的年平均增长率为x,根据题意可列方程( )
A.7612.3(1+x)2=7977.1
B.7612.3(1+x)=7977.1
C.7612.3x2=7977.1
D.7612.3(1+x2)=7977.1
【分析】设这两年福建省地区进口贸易总额的年平均增长率为x,根据福建省2021年的进口总额为7612.3亿元,2023年的进口总额为7977.1亿元,据此列方程.
【解答】解:设这两年福建省地区进口贸易总额的年平均增长率为x,
根据题意得,7612.3(1+x)2=7977.1,
故选:A.
【点评】本题考查了由实际问题抽象出一元二次方程,解答本题的关键是读懂题意,设出未知数,找出合适的等量关系,列出方程.
8.(4分)如图,AB是⊙O的一条弦,OD⊥AB于点C,交⊙O于点D,连接OA.若AB=4,CD=1,则⊙O的半径为( )
A.5 B. C.3 D.
【分析】设⊙O的半径为r,在Rt△ACO中,根据勾股定理列式可求出r的值.
【解答】解:设⊙O的半径为r,则OA=r,OC=r﹣1,
∵OD⊥AB,AB=4,
∴AC=AB=2,
在Rt△ACO中,OA2=AC2+OC2,
∴r2=22+(r﹣1)2,
r=,
故选:D.
【点评】本题考查了垂径定理和勾股定理,是常考题型,熟练掌握垂径定理是关键,垂直于弦的直径平分弦;确定一个直角三角形,设未知数,根据勾股定理列方程解决问题.
9.(4分)如图,在△AOB中,∠AOB=90°,OA=OB=6.将△AOB绕点O顺时针旋转45°,得到△A'OB',A'B'与OB相交于点D,则OD的长为( )
A.2 B.3 C.2 D.3
【分析】由勾股定理求出AB==6,由旋转的性质得到:A′B′=AB=6,OA′=OA,OB′=OB,∠A′OB′=∠AOB=90°,因此OA′=OB′,求出∠BOA′=90°﹣45°=45°,得到∠BOB′=∠BOA′,由等腰三角形的性质得到D是A′B′的中点,由直角三角形斜边中线的性质得到OD=A′B′=3.
【解答】解:∵∠AOB=90°,OA=OB=6,
∴AB==6,
由旋转的性质得到:A′B′=AB=6,OA′=OA,OB′=OB,∠A′OB′=∠AOB=90°,
∴OA′=OB′,
∵△AOB绕点O顺时针旋转45°,
∴∠BOB′=45°,
∴∠BOA′=90°﹣45°=45°,
∴∠BOB′=∠BOA′,
∵OA′=OB′,
∴D是A′B′的中点,
∴OD=A′B′=×6=3.
故选:B.
【点评】本题考查旋转的性质,勾股定理,等腰直角三角形,关键是旋转的性质得到A′B′=AB,由直角三角形斜边中线的性质推出OD=A′B′.
10.(4分)如图,在平面直角坐标系xOy中,O为坐标原点,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的对称轴为直线x=1,与x轴的一个交点位于(2,0),(3,0)两点之间.下列结论:
①2a+b>0;
②bc<0;
③a<﹣c;
④若x1,x2为方程ax2+bx+c=0的两个根,则﹣3<x1•x2<0;
其中正确的有( )个.
A.1 B.2 C.3 D.4
【分析】根据抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的对称轴为直线x=1,可得b=﹣2a,2a+b=0,判断①错误;由图象可得a<0,b=﹣2a>0,c>0,知bc>0,判断②错误;而x=3时y<0,知x=﹣1时,y<0,即a﹣b+c<0,可得a﹣(﹣2a)+c<0,a<﹣c,判断③正确;由﹣1<x1<0,2<x2<3,可得﹣3<x1•x2<0,判断④正确.
【解答】解:∵抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的对称轴为直线x=1,
∴﹣=1,
∴b=﹣2a,
∴2a+b=0,故①错误;
∵抛物线开口向下,与y轴交于正半轴,
∴a<0,b=﹣2a>0,c>0,
∴bc>0,故②错误;
∵抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的对称轴为直线x=1,x=3时y<0,
∴x=﹣1时,y<0,即a﹣b+c<0,
∴a﹣(﹣2a)+c<0,
∴a<﹣c,故③正确;
若x1,x2为方程ax2+bx+c=0的两个根,由函数图象与x轴交点可知﹣1<x1<0,2<x2<3,
∴﹣3<x1•x2<0,故④正确,
∴正确的有:③④,共2个,
故选:B.
【点评】本题考查二次函数的图象与系数的关系,涉及二次函数与一元二次方程的关系,解题的关键是掌握二次函数图象与系数的关系.
二、填空题(本大题有6小题,每小题4分,共24分)
11.(4分)点(1,﹣2)关于原点的对称点的坐标为 (﹣1,2) .
【分析】根据对称点的坐标规律作答即可.
【解答】解:点(1,﹣2)关于原点的对称点的坐标为(﹣1,2),
故答案为:(﹣1,2).
【点评】本题考查了关于原点对称的点的坐标,解决本题的关键是掌握好对称点的坐标规律:关于x轴对称的点,横坐标相同,纵坐标互为相反数;关于y轴对称的点,纵坐标相同,横坐标互为相反数;关于原点对称的点,横坐标与纵坐标都互为相反数.
12.(4分)若x=1是方程x2+2x+n=0的一个根,则n的值是 ﹣3 .
【分析】把x=1代入x2+2x+n=0得关于n的方程,然后解此方程即可.
【解答】解:把x=1代入x2+2x+n=0,得
1+2+n=0,
解得n=﹣3.
故答案为:﹣3.
【点评】本题考查了一元二次方程的解:能使一元二次方程左右两边相等的未知数的值是一元二次方程的解.
13.(4分)抛物线y=﹣3(x﹣1)2﹣2的对称轴是直线 x=1 .
【分析】由于所给的是二次函数的顶点式,故能直接求出其对称轴.
【解答】解:∵y=﹣3(x﹣1)2﹣2,
∴此函数的对称轴就是直线x=1.
故答案为:x=1.
【点评】本题考查了二次函数的性质,解题的关键是熟练掌握二次函数三种表达式.
14.(4分)如图,将一块直角三角尺AOB绕直角顶点O按顺时针方向旋转α(0<α<180)度后得到△COD,若∠AOD=118°,则旋转角α= 28 °.
【分析】找到旋转角∠AOC,然后根据旋转的性质得到∠COD的值,计算∠AOD﹣∠COD的值即可得出答案,
【解答】解:∵△COD是△AOB绕直角顶点O按顺时针方向旋转α(0<α<180)度后所得,
∴∠AOC=α°,
∵∠AOB=90°,
∴∠COD=∠AOB=90°,
又∵∠AOD=118°,
∴∠AOC=∠AOD﹣∠COD=118°﹣90°=28°,
∴α=28,
故答案为:28.
【点评】本题考查了旋转的性质,理解旋转前和旋转后的图形全等及找到旋转角是解本题关键.
15.(4分)已知抛物线y=ax2+bx+c上部分点的横坐标x与纵坐标y的对应值如表:
x
……
﹣1
0
2
3
4
……
y
……
5
2
2
5
10
……
如果点(﹣2,m)在此抛物线上,那么m= 10 .
【分析】由表格中点(0,2),(2,2)可求对称轴直线x=1,即可求解.
【解答】解:由表格中点(0,2),(2,2),
可知函数的对称轴为直线x=1,
∴点(﹣2,m)与点(4,10)关于直线x=1对称,
∴m=10,
故答案为:10.
【点评】本题考查二次函数的性质;熟练掌握二次函数图象上点的特征是本题的关键.
16.(4分)如图①,将边长为2的正方形纸板沿虚线剪掉边长为1的小正方形,得到如图②的“纸板卡”,若用这样完全相同的“纸板卡”拼成正方形,最少需要 12 块;如图③,将长、宽、高分别为4,2,2的长方体砖块,切割掉长、宽、高分别为4,1,1的长方体,得到如图④的“直角砖块”,若用这样完全相同的“直角砖块”拼成正方体,最少需要 144 块.
【分析】先拼成基础单元,再分析,即可解答.
【解答】解:先用2个图②拼成一个长为3,宽为2的长方形,面积为6,则6个这样的长方形拼成一个面积为36的正方形,此时边长为6,则需图②的个数:6×2=12(个);
同理用2个图④拼成长,宽,高分别为4,3,2的长方体,用4×3=12个这样的长方体拼成一个长,宽,高为12,12,2的长方体,用6个这样的长方体可以拼成长,宽,高为12,12,12的正方体,此时需要:2×3×4×6=144(个).
故答案为:12;144.
【点评】本题考查展开图折叠成几何体,最小公倍数等知识.先拼成一个基础图形(体),再根据正方形(体)的特征,即可解答.
三、解答题(本大题有9大题,共86分)
17.(8分)解方程:
(1)x2﹣2x﹣7=0;
(2)x2﹣3x+1=0.
【分析】(1)原式利用因式分解法求出解即可;
(2)原式利用公式法求出解即可.
【解答】解:(1)x2﹣2x﹣7=0,
x2﹣2x+1﹣8=0,
(x﹣1)2=8,
x1=1,x2=1﹣2;
(2)x2﹣3x+1=0,
∵Δ=9﹣4=5>0,
∴x=,
x1=,x2=.
【点评】此题考查了解一元二次方程﹣因式分解法,以及公式法,熟练掌握各种解法是解本题的关键.
18.(8分)先化简,再求值;,其中.
【分析】先根据分式的加减计算括号内的,同时将除法转化为乘法,再根据分式的性质化简,最后将字母的值代入求解.
【解答】解:
=
=,
当时,
原式=.
【点评】本题考查了分式化简求值,解题关键是熟练运用分式运算法则进行求解.
19.(8分)如图,在边长为1的正方形组成的网格中建立直角坐标系,△AOB的顶点均在格点上,点O为原点,点A,B的坐标分别是A(3,2)、B(1,3).
(1)作出△AOB关于原点的对称△A1OB1,则点B1的坐标为 (﹣1,﹣3) ;
(2)将△AOB绕点O逆时针旋转90°后得到△A2OB2,请在图中作出△A2OB2,并求出这时点A2的坐标为 (﹣2,3) .
【分析】(1)利用关于原点对称的点的坐标特征得到A1、B1的坐标,然后描点即可;
(2)利用网格特点和旋转的性质画出A、B的对应点A2、B2即可;
(3)先利用勾股定理计算出OA,然后根据弧长公式计算.
【解答】解:(1)如图1,△A1OB1为所求;
点B1的坐标为(﹣1,﹣3);
故答案为:(﹣1,﹣3);
(2)如图2,△A2OB2为所作;
点A2的坐标为(﹣2,3);
故答案为:(﹣2,3).
【点评】本题考查了作图﹣旋转变换,解答本题的关键要熟练掌握旋转的性质.
20.(8分)如图,Rt△ABC中,∠B=90°.
(1)尺规作图:作AC边上的中线BO(保留作图痕迹,不写作法);
(2)在(1)所作的图中,将中线BO绕点O逆时针旋转180°得到DO,连接AD,CD.求证:四边形ABCD是矩形.
【分析】(1)作线段AC的垂直平分线交AC于O,连接BO,于是得到结论;
(2)根据平行四边形的判定和性质以及矩形的判定定理即可得到结论.
【解答】(1)解:如图所示,线段BO为AC边上的中线;
(2)证明:∵点O是AC的中点,
∴AO=CO,
∵将中线BO绕点O逆时针旋转180°得到DO,
∴BO=DO,
∴四边形ABCD是平行四边形,
∵∠ABC=90°,
∴四边形ABCD是矩形.
【点评】本题考查了作图﹣基本作图,矩形的判定,中心对称图形,熟练掌握矩形的判定定理是解题的关键.
21.(8分)已知二次函数y=ax2+bx+c图象上部分点的横坐标x与纵坐标y的对应值如表所示:
x
…
﹣1
0
1
2
3
4
…
y
…
﹣16
﹣6
m
0
﹣6
…
(1)求m的值和这个二次函数y=ax2+bx+c的表达式;
(2)在给定的平面直角坐标系中画出这个二次函数的图象(无需再单独列表);
(3)若方程ax2+bx+c=k有两个不相等的实数根,直接写出k的取值范围.
【分析】(1)根据抛物线的对称性,可确定m的值(或求出表达式后令x=1求出m的值);根据表格中3对对应值列方程组即可求出这个二次函数y=ax2+bx+c的表达式;
(2)在给定的平面直角坐标系中,利用表格数据画出这个二次函数的图象即可;
(3)根据图象信息可直接写出k的取值范围.
【解答】解:(1)∵当x=0和4时,对应的函数值都是﹣6,
∴抛物线的对称轴为直线x=2,
∴x=1和3时,对应的函数值相同,
∴m=0;
将x=﹣1,y=﹣16;x=0,y=﹣6;x=3,y=0代入y=ax2+bx+c,
得,
解得,
∴这个二次函数的表达式为:y=﹣2x2+8x﹣6;
(2)画出这个二次函数的图象如图,
(3)抛物线的顶点是(2,2),
由图象可知:若方程ax2+bx+c=k有两个不相等的实数根,
则k<2.
【点评】本题考查二次函数的图象和性质,待定系数法求二次函数解析式,掌握二次函数的性质是解题的关键.
22.(10分)某商场要经营一种新上市的文具,进价为20元/件,试营销阶段发现:当销售单价25元/件时,每天的销售量是250件,销售单价每上涨1元,每天的销售量就减少10件.
(1)写出商场销售这种文具,每天所得的销售利润w(元)与销售单价x(元)之间的函数关系式;
(2)求销售单价为多少元时,该文具每天的销售利润最大;
(3)商场的营销部结合上述情况,提出了A、B两种营销方案:
方案A:该文具的销售单价高于进价且不超过30元;
方案B:每件文具的利润不低于25元且不高于29元.
请比较哪种方案的最大利润更高,并说明理由.
【分析】(1)根据利润=(销售单价﹣进价)×销售量,列出函数关系式即可;
(2)根据(1)式列出的函数关系式,运用配方法求最大值;
(3)分别求出方案A、B中x的取值范围,然后分别求出A、B方案的最大利润,然后进行比较.
【解答】解:(1)由题意得,销售量=250﹣10(x﹣25)=﹣10x+500,
则w=(x﹣20)(﹣10x+500)
=﹣10x2+700x﹣10000;
(2)w=﹣10x2+700x﹣10000=﹣10(x﹣35)2+2250.
∵﹣10<0,
∴函数图象开口向下,w有最大值,
当x=35时,w最大=2250,
故当单价为35元时,该文具每天的利润最大;
(3)A方案利润高.理由如下:
A方案中:20<x≤30,
故当x=30时,w有最大值,
此时wA=2000;
B方案中:
故x的取值范围为:45≤x≤49,
∵函数w=﹣10(x﹣35)2+2250,对称轴为直线x=35,
∴当x=45时,w有最大值,
此时wB=1250,
∵wA>wB,
∴A方案利润更高.
【点评】本题考查了二次函数的应用,难度较大,最大销售利润的问题常利用函数的增减性来解答,我们首先要吃透题意,确定变量,建立函数模型,然后结合实际选择最优方案.其中要注意应该在自变量的取值范围内求最大值(或最小值),也就是说二次函数的最值不一定在x=﹣时取得.
23.(11分)关于x的一元二次方程x2+mx﹣1=0,当m=1时,该方程的正根称为黄金分割数.宽与长的比是黄金分割数的矩形叫做黄金矩形,希腊的巴特农神庙采用的就是黄金矩形的设计;我国著名数学家华罗庚的优选法中也应用到了黄金分割数.
(1)求黄金分割数;
(2)已知实数a,b满足:a2+ma=1,b2﹣2mb=4,且b≠﹣2a,求ab的值;
(3)已知两个不相等的实数p,q满足:p2+np﹣1=q,q2+nq﹣1=p,求pq﹣n的值.
【分析】(1)依据题意,将m=1代入然后解一元二次方程x2+x﹣1=0即可得解;
(2)依据题意,将b2﹣2mb=4变形为(﹣)2+m•(﹣)﹣1=0,从而可以看作a,﹣是一元二次方程x2+mx﹣1=0的两个根,进而可以得解;
(3)依据题意,将已知两式相加减后得到,两个关系式,从而求得pq,进而可以得解.
【解答】解:(1)由题意,将m=1代入x2+mx﹣1=0得,x2+x﹣1=0,
∴x1,2==.
∵黄金分割数大于0,
∴黄金分割数为.
(2)∵b2﹣2mb=4,
∴b2﹣2mb﹣4=0.
∴(﹣)2+m•(﹣)﹣1=0.
又b≠﹣2a,
∴a,﹣是一元二次方程x2+mx﹣1=0的两个根.
∴a•(﹣)=﹣1.
∴ab=2.
(3)由题意,令p2+np﹣1=q①,q2+nq﹣1=p②,
∴①+②得,(p2+q2)+n(p+q)﹣2=p+q,
(p+q)2﹣2pq+n(p+q)﹣2=p+q.
又①﹣②得,(p2﹣q2)+n(p﹣q)=﹣(p﹣q),
∵p,q为两个不相等的实数,
∴p﹣q≠0,
∴(p+q)+n=﹣1.
∴p+q=﹣n﹣1.
又(p+q)2﹣2pq+n(p+q)﹣2=p+q.
∴(﹣n﹣1)2﹣2pq+n(﹣n﹣1)﹣2=﹣n﹣1.
∴n2+2n+1﹣2pq﹣n2﹣n﹣2=﹣n﹣1.
∴pq=n.
∴pq﹣n=0.
【点评】本题考查的是一元二次方程根与系数的关系,解题的关键是掌握根与系数的关系,灵活运用所学知识解决问题.
24.(12分)综合与实践
问题情境:如图1,矩形MNKL是学校花园的示意图,其中一个花坛的轮廓可近似看成由抛物线的一部分与线段AB组成的封闭图形,点A,B在矩形的边MN上.现要对该花坛内种植区域进行划分,以种植不同花卉,学校面向全体同学征集设计方案.
方案设计:如图2,AB=6米,AB的垂直平分线与抛物线交于点P,与AB交于点O,点P是抛物线的顶点,且PO=9米.欣欣设计的方案如下:
第一步:在线段OP上确定点C,使∠ACB=90°,用篱笆沿线段AC,BC分隔出△ABC区域,种植串串红;
第二步:在线段CP上取点F(不与C,P重合),过点F作AB的平行线,交抛物线于点D,E.用篱笆沿DE,CF将线段AC,BC与抛物线围成的区域分隔成三部分,分别种植不同花色的月季.
方案实施:学校采用了欣欣的方案,在完成第一步△ABC区域的分隔后,发现仅剩6米篱笆材料.若要在第二步分隔中恰好用完6米材料,需确定DE与CF的长.为此,欣欣在图2中以AB所在直线为x轴,OP所在直线为y轴建立平面直角坐标系.请按照她的方法解决问题:
(1)在图2中画出坐标系,并求抛物线的函数表达式;
(2)求6米材料恰好用完时DE与CF的长;
(3)种植区域分隔完成后,欣欣又想用灯带对该花坛进行装饰,计划将灯带围成一个矩形.她尝试借助图2设计矩形四个顶点的位置,其中两个顶点在抛物线上,另外两个顶点分别在线段AC,BC上.直接写出符合设计要求的矩形周长的最大值.
【分析】(1)由待定系数法即可求解;
(2)在Rt△ABC中,∠ACB=90°,OA=OB,则,得到CF=OF﹣OC=﹣m2+9﹣3=﹣m2+6,即可求解;
(3)由矩形周长=2(GH+GL)=2(﹣2m﹣m2+9﹣m﹣3)=﹣(m+1.5)2+≤,即可求解.
【解答】解:(1)建立如图所示的平面直角坐标系,
∵OP所在直线是AB的垂直平分线,且AB=6,
∴.
∴点B的坐标为(3,0),
∵OP=9,
∴点P的坐标为(0,9),
∵点P是抛物线的顶点,
∴设抛物线的函数表达式为y=ax2+9,
∵点B(3,0)在抛物线y=ax2+9 上,
∴9a+9=0,
解得:a=﹣1.
∴抛物线的函数表达式为y=﹣x2+9(﹣3≤x≤3);
(2)点D,E在抛物线y=﹣x2+9 上,
∴设点E的坐标为(m,﹣m2+9),
∵DE∥AB,交y轴于点F,
∴DF=EF=m,OF=﹣m2+9,
∴DE=2m.
∵在Rt△ABC中,∠ACB=90°,OA=OB,
∴.
∴CF=OF﹣OC=﹣m2+9﹣3=﹣m2+6,
根据题息,得DE+CF=6,
∴﹣m2+6+2m=6,
解得:m1=2,m=0(不符合题意,舍去),
∴m=2.
∴DE=2m=4,CF=﹣m2+6=2
答:DE的长为4米,CF的长为2米;
(3)如图矩形灯带为GHML,
由点A、B、C的坐标得,直线AC和BC的表达式分别为:y=x+3,y=﹣x+3,
设点G(m,﹣m2+9)、H(﹣m,﹣m2+9)、L(m,m+3)、M(﹣m,m+3),
则矩形周长=2(GH+GL)=2(﹣2m﹣m2+9﹣m﹣3)=﹣2(m+1.5)2+≤,
故矩形周长的最大值为米.
【点评】本题考查的是二次函数综合运用,主要涉及到二次函数的图象和性质、矩形的性质,理解题意,建立适当坐标系求出函数表达式是解题的关键.
25.(13分)已知抛物线y=x2﹣(m+1)x+2m+3.
(1)当m=0时,请判断点(2,4)是否在该抛物线上;
(2)该抛物线的顶点随着m的变化而移动,当顶点移动到最高处时,求该抛物线的顶点坐标;
(3)已知点E(﹣1,﹣1)、F(3,7),若该抛物线与线段EF只有一个交点,求该抛物线顶点横坐标的取值范围.
【分析】(1)当m=0时,抛物线为y=x2﹣x+3,将x=2代入得y=5,故点(2,4)不在抛物线上;
(2)抛物线y=x2﹣(m+1)x+2m+3的顶点为(,),而=﹣(m﹣3)2+5,即得m=3时,纵坐标最大,此时顶点移动到了最高处,顶点坐标为:(2,5);
(3)求出直线EF的解析式为y=2x+1,由得直线y=2x+1与抛物线y=x2﹣(m+1)x+2m+3的交点为:(2,5)和(m+1,2m+3),因(2,5)在线段EF上,由已知可得(m+1,2m+3)不在线段EF上,即是m+1<﹣1或m+1>3,或(2,5)与(m+1,2m+3)重合,可得抛物线顶点横坐标x顶点=<﹣或x顶点=>或x顶点=1.
【解答】解:(1)当m=0时,抛物线为y=x2﹣x+3,
将x=2代入得y=4﹣2+3=5,
∴点(2,4)不在抛物线上;
(2)抛物线y=x2﹣(m+1)x+2m+3的顶点为(,),
化简得(,),
顶点移动到最高处,即是顶点纵坐标最大,
而=﹣(m﹣3)2+5,
∴m=3时,纵坐标最大,即是顶点移动到了最高处,
此时该抛物线解析式为y=x2﹣4x+9,顶点坐标为:(2,5);
(3)设直线EF解析式为y=kx+b,将E(﹣1,﹣1)、F(3,7)代入得:
,解得,
∴直线EF的解析式为y=2x+1,
由得:或,
∴直线y=2x+1与抛物线y=x2﹣(m+1)x+2m+3的交点为:(2,5)和(m+1,2m+3),
而(2,5)在线段EF上,
∴若该抛物线与线段EF只有一个交点,则(m+1,2m+3)不在线段EF上,或(2,5)与(m+1,2m+3)重合,
∴m+1<﹣1或m+1>3或m+1=2(此时2m+3=5),
∴此时抛物线顶点横坐标x顶点=<﹣或x顶点=>或x顶点===1.
【点评】本题考查二次函数的综合应用,涉及图象上点坐标特征,顶点坐标,抛物线与线段交点等知识,解题的关键是用m的代数式表示抛物线与直线交点的坐标.
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