内容正文:
上海外国语大学附属外国语学校2024-2025学年初三上学期数学12月月考试卷
(考试时间120分钟,不能使用计算器)
一、填空题:(每题2分,共16分)
1. 在实数范围内因式分解:______.
2. .不等式的解集是______________.
3. 计算:______.
4. 已知,则代数式的值为______.
5. 一个人做抛硬币实验,连续9次都得到正面朝上,则第10次得到正面朝上的概率是_________
6. 如图,已知圆的弦垂直于直径,点在上,且,若,的长为______
7. 如图,抛物线y=ax2+c与直线y=mx+n交于A(﹣1,p),B(3,q)两点,则不等式ax2+c<mx+n的解集是______.
8. 如图,已知二次函数的图象与x轴的负半轴交于点,与y轴的正半轴交于点B,对称轴直线上有一个动点C,现有下列结论:①;②是方程的一个根;③当时,符合条件的点C有且只有一个.其中所有正确结论的序号是______.
二、填空题:(每题3分,共24分)
9. 已知是半径长为5的的内接等腰三角形,且底边,那么的面积为______.
10. 如图,在等腰直角中,点为斜边的中点,平行于的直线从点出发,以每秒的速度沿向点滑动,与的交点分别记作点,若,则当的面积与的面积之比为时,直线滑动的时间______秒.
11. 已知二次函数和(m是常数)的图象与x轴都有两个交点,且这四个交点中每相邻两点间的距离都相等,则这两个函数图像对称轴之间的距离为______.
12. 如图,在中,D,E分别为,上的点,将沿折叠,得到,连接,,,若,,,则的长为__________.
13. 如图,在平面直角坐标系中,点P是以C(﹣,)为圆心,1为半径的⊙C上的一个动点,已知A(﹣1,0),B(1,0),连接PA,PB,则PA2+PB2的最小值是_____.
14. 小淇同学在元旦晚会上表演了一个节目:他准备了♥(红桃)和♠(黑桃)的扑克牌各10张,洗匀后将这些牌的牌面朝下,排成两列:一列m(m>10)张,一列(20-m)张,他立刻报出长的一列中的♠(黑桃)比短的一列中的♥(红桃)多了______张.(结果用含有m的代数式表示)
15. 在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=2,BC=4,点D、E分别是边BC、AB的中点,将△BDE绕着点B旋转,点D、E旋转后的对应点分别为点D′、E′,当直线D′E′经过点A时,线段CD′的长为_____.
16. 若一个数等于某个整数的平方,则称这个数为完全平方数.对任意正整数n,记表示不大于n的最大完全平方数,记.例如:.则______.
三、选择题:(每题2分,共8分)
17. 下列函数中y随x的增大而减小的有( )个
① ② ③ ④
A. 0 B. 1 C. 2 D. 3
18. 已知,则的值为( ).
A. B. C. D. 或1
19. 下列命题正确的是( )
A. 若是单位向量,是实数,则;
B. 若;
C. 若(为非零向量),则存在唯一实数,使;
D. 若,则或.
20. 如图,正方形中,,联结的平分线交于点,在上截取,联结,分别交,于点,点是线段上的动点,于点,联结.下列结论:①;②;③;④的最小值是.
其中所有正确结论的序号是( )
A. ①②④ B. ①② C. ①③ D. ①4
四、简答题(每题5分,共10分)
21. 解方程组:
22. 如图,有一圆形纸片圆心为,直径的长为,,将纸片沿、折叠,交于点,求阴影部分面积.
五、解答题:(第23、24、25题各6分,第26、27题各12分,共42分)
23. 已知关于x的分式方程只有一个实数解,求k值.
24. 如图,某条道路上通行车辆限速为60千米/小时,在离道路50米的点P处建一个监测点,道路的段为监测区.在中,已知,,车辆通过段的时间在多少秒以内时,可认定为超速?(精确到0.1秒)(参考数据:)
25. 如图,在梯形ABCD中,,,,对角线AC与BD交于点E.点F是线段EC上一点,且.
(1)求证:;
(2)如果,,求FC的长.
26. 已知在正方形中,对角线,点E、F分别在边上,.
(1)如图,如果,求线段的长
(2)过点E作,垂足为点G,与交于点H.
①求证:;
②设的中点为点O,如果,求的值.
27. 如图1,在平面直角坐标系中,抛物线、为常数)与轴交于点,对称轴为直线,点在该抛物线上.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)连接,点是直线下方抛物线上一动点,过点作轴交直线于点,在射线上有一点使得.当周长取得最大值时,求点的坐标和周长的最大值;
(3)如图2,在(2)的条件下,直线与x轴、y轴分别交于点E、F,将原抛物线沿着射线方向平移,平移后的抛物线与x轴的右交点恰好为点E,动点M在平移后的抛物线上,点T是平面内任意一点,是否存在菱形,若存在,请直接写出点T的横坐标,若不存在,请说明理由.
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上海外国语大学附属外国语学校2024-2025学年初三上学期数学12月月考试卷
(考试时间120分钟,不能使用计算器)
一、填空题:(每题2分,共16分)
1. 在实数范围内因式分解:______.
【答案】
【解析】
【分析】本题考查了因式分解,涉及了换元法和一元二次方程的求解,解题的关键是正确求得方程的根.令,则式子可化为,令,求解即可.
【详解】解∶ 令,则式子可化为,
令,
则,,,
∴,
∴,
∴,,
∴,
故答案为:.
2. .不等式的解集是______________.
【答案】
【解析】
【分析】根据解一元一次不等式基本步骤:移项、合并同类项、系数化为1可得.
【详解】移项,得: ,
合并同类项,得: ,
系数化为1,得: ,
故答案为 .
【点睛】本题主要考查解一元一次不等式基本步骤,熟悉掌握是关键.
3. 计算:______.
【答案】##
【解析】
【分析】本题考查了特殊角的三角函数值的混合运算,根据特殊角的三角函数值代入,进行计算即可求解.
【详解】解:
故答案为:.
4. 已知,则代数式的值为______.
【答案】
【解析】
【分析】本题考查了因式分解,二次根式的混合运算,根据题意得出,进而,整体代入,即可求解.
【详解】解:∵
∴
∴
故答案为:.
5. 一个人做抛硬币实验,连续9次都得到正面朝上,则第10次得到正面朝上的概率是_________
【答案】50%
【解析】
【分析】硬币只有正反两面,然后根据概率的定义计算即可
【详解】因为每次扔硬币都是独立实验,且硬币只有正反两面,所以第10次得到正面朝上的概率为50%
【点睛】明白独立重复实验之间不相互影响是解题关键
6. 如图,已知圆的弦垂直于直径,点在上,且,若,的长为______
【答案】##
【解析】
【分析】考查了相似三角形的判定和性质,垂径定理;根据有两组角对应相等的两个三角形相似证明,根据相似三角形的对应边成比例先求出的长,已知的长,进而求得的长,即可求解.
【详解】解:弦垂直于直径,
.
.
又,
.
.
又,
.
故答案为:.
7. 如图,抛物线y=ax2+c与直线y=mx+n交于A(﹣1,p),B(3,q)两点,则不等式ax2+c<mx+n的解集是______.
【答案】
【解析】
【分析】根据不等式ax2+c<mx+n的解集即为直线y=mx+n图象在抛物线y=ax2+c图象上方时自变量的取值范围,进行求解即可.
【详解】解:∵不等式ax2+c<mx+n的解集即为直线y=mx+n图象在抛物线y=ax2+c图象上方时自变量的取值范围,
∴不等式ax2+c<mx+n的解集为,
故答案为:.
【点睛】本题主要考查了用图象法解一元二次不等式,理解不等式ax2+c<mx+n的解集即为直线y=mx+n图象在抛物线y=ax2+c图象上方时自变量的取值范围是解题的关键.
8. 如图,已知二次函数的图象与x轴的负半轴交于点,与y轴的正半轴交于点B,对称轴直线上有一个动点C,现有下列结论:①;②是方程的一个根;③当时,符合条件的点C有且只有一个.其中所有正确结论的序号是______.
【答案】①②
【解析】
【分析】本题考查了二次函数的图象及性质、勾股定理,熟练掌握二次函数的图象及性质是解题的关键.
根据抛物线的对称轴公式可判断①,根据对称轴及,得抛物线与轴的另一个交点为,进而可判断②,设,根据勾股定理列方程进而可判断③,
【详解】解:由对称轴为直线,得,故①正确;
∵点,对称轴为,
∴抛物线与轴的另一个交点为,
即当时,,
故是方程的一个根,故②正确;
设,
∵二次函数,
∴,
故,
则当时,,化简得:,
∵,
∴当时,符合条件的点C有两个.故③错误.
故答案为:①②.
二、填空题:(每题3分,共24分)
9. 已知是半径长为5的的内接等腰三角形,且底边,那么的面积为______.
【答案】3或27
【解析】
【分析】从圆心在三角形内部和外部两种情况讨论,根据垂径定理和三角形的性质求出答案.
【详解】解:如图,作于点D,
,
,
∴垂直平分,
∴圆心在上,连结,
当圆心在三角形内部时,
∵,
根据勾股定理,,则,
∴;
当圆心在三角形外部时,,
根据勾股定理,,则,
∴,
故答案为:3或27.
【点睛】本题考查的是垂径定理、线段垂直平分线的性质和判定、等腰三角形的性质和勾股定理,正确运用定理和性质是解题的关键,注意分情况讨论思想的运用.
10. 如图,在等腰直角中,点为斜边的中点,平行于的直线从点出发,以每秒的速度沿向点滑动,与的交点分别记作点,若,则当的面积与的面积之比为时,直线滑动的时间______秒.
【答案】6
【解析】
【分析】根据等腰直角三角形的性质,用含的代数式分别表示出、,进而表示出、,由面积之比为,列分式方程,即可求解,本题考查了等腰直角三角形的性质,解分式方程,解题的关键是:用含的代数式表示出面积之比.
【详解】解:根据题意得:,,,
,,
,
,
解得:(舍)或,
故答案为:6.
11. 已知二次函数和(m是常数)的图象与x轴都有两个交点,且这四个交点中每相邻两点间的距离都相等,则这两个函数图像对称轴之间的距离为______.
【答案】2
【解析】
【分析】本题考查了抛物线与x轴的交点问题,解答本题的关键是明确题意,找出所求问题需要的条件构建方程.
求出四个交点坐标,在构建方程求解即可.
【详解】解:如图所示:
令,则和,
∴或或或,
∵这两个函数的图象与x轴都有两个交点,
∴,
∵这四个交点中每相邻两点间的距离都相等,
若 ,
则,
∴或(舍去)
若 ,
则,
∴或(舍去)
∵抛物线的对称轴为直线,抛物线的对称轴为,
∴这两个函数图象对称轴之间的距离,
故答案为:2.
12. 如图,在中,D,E分别为,上的点,将沿折叠,得到,连接,,,若,,,则的长为__________.
【答案】
【解析】
【分析】延长,交于点G,由折叠,可知,可得,延长,,交于点M,结合,可得,,进而即可求解.
【详解】解:如图,延长,交于点G,
设
由折叠,可知,
∵,
∴,
∴,
延长,,交于点M,
∵,
∴,,
∴,
∵,,
∴,,
∴.
【点睛】本题主要考查折叠的性质,三角形外角的性质,平行线的判定和性质,等腰三角形的判定和性质,添加合适的辅助线,构造等腰三角形,是解题的关键.
13. 如图,在平面直角坐标系中,点P是以C(﹣,)为圆心,1为半径的⊙C上的一个动点,已知A(﹣1,0),B(1,0),连接PA,PB,则PA2+PB2的最小值是_____.
【答案】14﹣4
【解析】
【分析】设点P(x,y),表示出PA2+PB2的值,从而转化为求OP的最值,画出图形后可直观得出OP的最值,代入求解即可.
【详解】解:设P(x,y),
∵PA2=(x+1)2+y2,PB2=(x﹣1)2+y2,
∴PA2+PB2=2x2+2y2+2=2(x2+y2)+2,
∵OP2=x2+y2,
∴PA2+PB2=2OP2+2,
当点P处于OC与圆的交点上时,OP取得最值,
∴OP的最小值为CO-CP=﹣1,
∴PA2+PB2最小值为14﹣4.
故答案是:14﹣4.
【点睛】考查圆的综合,解答本题的关键是设出点P坐标,将所求代数式的值转化为求解OP的最小值.
14. 小淇同学在元旦晚会上表演了一个节目:他准备了♥(红桃)和♠(黑桃)的扑克牌各10张,洗匀后将这些牌的牌面朝下,排成两列:一列m(m>10)张,一列(20-m)张,他立刻报出长的一列中的♠(黑桃)比短的一列中的♥(红桃)多了______张.(结果用含有m的代数式表示)
【答案】(m-10)
【解析】
【分析】设一列m(m>10)张的黑桃有n张,则红桃有(m-n)张,再求出短的一列中红桃有10-(m-n)=10-m+n张,两种牌数作差即可.
【详解】解:设一列m(m>10)张的黑桃有n张,则红桃有(m-n)张,
∴短的一列中红桃有10-(m-n)=10-m+n张,
∴长的一列中的♠(黑桃)比短的一列中的♥(红桃)多:n-(10-m+n)=(m-10)张.
故答案为:(m-10).
【点睛】本题考查用代数式表示数,整式的加减法运算,掌握用代数式表示数的方法,整式的加减法运算去括号合并同类项是解题关键.
15. 在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=2,BC=4,点D、E分别是边BC、AB的中点,将△BDE绕着点B旋转,点D、E旋转后的对应点分别为点D′、E′,当直线D′E′经过点A时,线段CD′的长为_____.
【答案】或
【解析】
【分析】分两种情况:①点A在ED的延长线上时;②点A在线段DE的延长线上时;然后分类讨论,求出线段BD的长各是多少即可.
【详解】解:如图1,当点A在ED的延长线上时,
∵∠C=90°,AC=2,BC=4,
∴AB=,
∵点D、E分别是边BC、AB的中点,
∴DE∥AC,DE=AC=1, BD=BC=2,
∴∠EDB=∠ACB=90°
∵将△BDE绕着点B旋转,
∴∠BD′E′=∠BDE=90°,D′E′=DE=1,BD=BD=2,
∵在Rt△ABC和Rt△BAD′中,
D′B=AC=2,AB=BA,
即,
∵Rt△ABC≌Rt△BAD′(HL),
∴AD′=BC,且AC=D′B,
∴四边形ACBD′是平行四边形,且∠ACB=90°,
∴四边形ACBD′是矩形,
∴CD=AB=2;
如图2,当点A在线段D′E′的延长线上时,
∵∠AD′B=90°,
∴AD′=,
∴AE=AD′-DE′=3,
∵将△BDE绕着点B旋转,
∴∠ABC=∠EBD,
∵,
∴△ABE∽△BCD′
∴,
∴,
,
故答案为:或.
【点睛】本题属于三角形综合题,考查了全等三角形的判定和性质,相似三角形的判定和性质,矩形的判定和性质,勾股定理等知识,解题的关键是理解题意,正确寻找相似角形解决问题,属于中考常考题型.
16. 若一个数等于某个整数的平方,则称这个数为完全平方数.对任意正整数n,记表示不大于n的最大完全平方数,记.例如:.则______.
【答案】2024
【解析】
【分析】本题考查了数的新定义的运用.理解新定义的意义是解决此类问题的关键;多个分式相加,要注意找到计算规律和技巧.
分别求得的值,得到所给代数式的分母和分子的规律,计算即可.
【详解】解:由题意得:,
;
,
;
,
;
,
;
,
;
,
;
,
;
,
;
,
.
分母的规律是从1开始到44;分子的规律从0开始,到分数的值为2结束.
,
故答案为:2024.
三、选择题:(每题2分,共8分)
17. 下列函数中y随x的增大而减小的有( )个
① ② ③ ④
A. 0 B. 1 C. 2 D. 3
【答案】D
【解析】
【分析】本题考查了正比例函数的性质、二次函数的性质、反比例函数的性质,正确掌握相关函数增减性是解题关键.根据各个函数解析式,可以判断出y随x的增大如何变化,从而可以解答本题.
【详解】解∶ ①在中y随x的增大而减小,故符合题意;
②在中,在每一个象限内,y随x的增大而增大,故不符合题意;
③在 中y随x的增大而减小,故符合题意;
④在中,当时,y随x的增大而减小,则当时,y随x的增大而减小,故符合题意;
故符合题意的有①③④,
故选:D.
18. 已知,则的值为( ).
A. B. C. D. 或1
【答案】B
【解析】
【分析】本题考查了完全平方公式,解题的关键是能够熟练运用公式进行变形计算.将变形得到,从而推出,再利用完全平方公式变形计算即可.
【详解】解∶∵,
∴,
∴,
∴,
又,
∴,
故选∶B.
19. 下列命题正确的是( )
A. 若是单位向量,是实数,则;
B. 若;
C. 若(为非零向量),则存在唯一实数,使;
D. 若,则或.
【答案】D
【解析】
【分析】此题考查了平面向量的知识.此题难度不大,注意掌握平行向量与向量的模的定义是解此题的关键.根据零向量和平行向量的知识分析即可.
【详解】解:A.若是单位向量,时,则,故原说法不正确;
B.若,故原说法不正确;
C.若(为非零向量),则所有非零实数,使,故原说法不正确;
D.若,则或,正确.
故选D.
20. 如图,正方形中,,联结的平分线交于点,在上截取,联结,分别交,于点,点是线段上的动点,于点,联结.下列结论:①;②;③;④的最小值是.
其中所有正确结论的序号是( )
A. ①②④ B. ①② C. ①③ D. ①4
【答案】A
【解析】
【分析】①利用正方形的性质证明,得到进而可证;
②利用正方形的性质证明,得到,证明,进而可证;
③利用,求得,,进而可证;
④证垂直平分,得,根据,可得为最小值.
【详解】解:过D作于点M,连接,则,
∵在正方形中,,且,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
故①正确;
∵平分,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
故②正确,
∵,
∴,,
∴,
∴,
∴,
故③不正确;
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴的最小值为长,
∵,
∴,
∴,
∴的最小值为,
故④正确;
综上,所有正确结论的序号是①②④,
故选:A.
【点睛】本题主要考查了正方形与三角形综合.熟练掌握正方形性质,等腰直角三角形性质,全等三角形的判定和性质,等腰三角形的判定和性质,勾股定理,线段垂直平分线性质,是解题的关键.
四、简答题(每题5分,共10分)
21. 解方程组:
【答案】或或或
【解析】
【分析】本题考查了解无理方程,解一元二次方程等知识,先把原方程组变形为,然后令,,则原方程组转化为,解方程组求出m、n,则得出或,然后分别求解即可.
【详解】解∶
∵,
∴方程②变形为,
令,,
∴原方程组转化为,
由③得,,
把代入④,得,
解得,,
当时,;
当时,,
∴或,
解方程组,
∵,即,
∴,
∴,
联立方程组或
解得或;
解方程组,
∵,即,
∴,
∴,
联立方程组或
解得或;
综上,方程组的解为或或或.
22. 如图,有一圆形纸片圆心为,直径的长为,,将纸片沿、折叠,交于点,求阴影部分面积.
【答案】
【解析】
【分析】如图,过点作于,延长交于,反向延长交于,连接、,由折叠得,利用,求出,,得到,,同理:,证明,推出,得到弓形与弓形的面积相等,利用阴影的面积代入数值计算即可.
【详解】如图,过点作于,延长交于,反向延长交于,连接、,
由折叠得,
,
,,
,,
,,
,,
同理:,
,
,,
∴
,
,
,
弓形与弓形的面积相等,
阴影的面积,
故答案为:.
【点睛】此题考查折叠的性质,同圆的半径相等,垂径定理,勾股定理,直角三角形30度角的性质,平行线的性质,扇形面积计算公式,全等三角形的判定及性质,熟记各部分知识并综合运用是解题的关键.
五、解答题:(第23、24、25题各6分,第26、27题各12分,共42分)
23. 已知关于x的分式方程只有一个实数解,求k值.
【答案】或或
【解析】
【分析】本题主要考查分式方程,将方程两边同时乘以,整理得,当时,当时,分情况讨论即可.
【详解】解:将方程两边同时乘以.
得
整理得①
当时,有
∴
将代入① 中,得
∴.经检验:是分式方程的解;
当时,有
∴
若是方程的增根,
则将代入①中
得
即时,①可化为
∴ (是增根,舍去).
故原分式方程只有一个实数解.
当是方程的增根,
则将代入①中,
求得.
即时,①可化为
∴ (是增根,舍去)
故原分式方程只有一个实数解.
综上所述,当时,这个实数解为;
当时,这个实数解为;
当时,这个实数解为.
24. 如图,某条道路上通行车辆限速为60千米/小时,在离道路50米的点P处建一个监测点,道路的段为监测区.在中,已知,,车辆通过段的时间在多少秒以内时,可认定为超速?(精确到0.1秒)(参考数据:)
【答案】车辆通过段的时间在8.2秒以内时,可认定为超速.
【解析】
【分析】过点P作于点Q,由题意可得米.再根据正切的定义可求出米,进而可求出米.最后由限定速度求出限定时间即可.
【详解】如图,过点P作于点Q,
∵点P距离道路50米,
∴米.
∵,
∴米.
∵,
∴米,
∴米.
60千米/小时=米/秒,
秒.
答:车辆通过段的时间在8.2秒以内时,可认定为超速.
【点睛】本题考查解直角三角形的实际应用.正确作出辅助线构造直角三角形是解题关键.
25. 如图,在梯形ABCD中,,,,对角线AC与BD交于点E.点F是线段EC上一点,且.
(1)求证:;
(2)如果,,求FC的长.
【答案】(1)见解析 (2)2
【解析】
【分析】(1)根据,可得△EAD∽△ECB,从而得到,再由,可得△ABE∽△DFE,从而得到 ,进而得到,即可求证;
(2)根据锐角三角函数,可得AC=9,从而得到,再由,可得AD=3,根据,可得 ,再由△EAD∽△ECB,可得 , ,从而得到EC=6, ,再由,可得EF=4,即可求解.
【小问1详解】
证明:∵ ,
∴△EAD∽△ECB,
∴ ,即,
∵,∠AEB=∠DEF,
∴△ABE∽△DFE,
∴ ,
∴,
∴;
【小问2详解】
解:∵, ,,
∴ ,即AC=9,
∴ ,
∵,
∴AD=3,
∵,
∴∠BAD=90°,
∴ ,
∵△EAD∽△ECB,
∴ ,
∴ , ,
∴ ,,
∴EC=6, ,
∵,
∴ ,
∴EF=4,
∴FC=EC-EF=6-4=2.
【点睛】本题主要考查了相似三角形的性质和判定,锐角三角函数,勾股定理等知识,根据题意,准确得到相似三角形是解题的关键.
26. 已知在正方形中,对角线,点E、F分别在边上,.
(1)如图,如果,求线段的长
(2)过点E作,垂足为点G,与交于点H.
①求证:;
②设的中点为点O,如果,求的值.
【答案】(1);
(2)①证明:如图1,过点H作交于点N,延长交于点M,
在正方形中,,
,
∴在和中,
,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,,
∴,,
∴,
∴;
②或.
【解析】
【分析】(1)如图,连接交于点M.易证,得垂直平分,可得,由可得,由勾股定理求出,依据,求解即可;
(2)①如图1,过点H作交于点N,延长交于点M,易证,可得,易证得到,由,可证,,即,,代入即可;
②过F作交于P,过E作交于I、交于Q,连接,易证,得到,由(1)可知垂直平分,得,如图,当H在上时,,由①可知,,设,则,,可得,设,由,解得,在中,,解得,从而可求得;如图,当H在上时,,由①可知,,设,则,,,设,由,解得,在中,,解得,代入可得.
【小问1详解】
解:如图,连接交于点M.
由题意可知,
∴在和中,
,
∴,
∴,,
,
∴垂直平分,
∴,
∴,
∵,
,
,
,
,
∴,
解得:,
;
【小问2详解】
①略
②过F作交于P,过E作交于I、交于Q,连接,
,,
,
,
,
在正方形中,
易证是正方形,
,
,
,
,
由(1)可知垂直平分,
,
如图,当H在上时,
,
由①可知,
,
设,则,,
,
,
,
,
,
在与中,
,
设,
,
∴,
解得,
在中,
,
∴,
解得或(不合题意,舍去),
∴;
如图,当H在上时,
,
,
由①可知,
,
设,则,,
在与中,
,
设,
,
,
,
∴,
解得,
在中,
,
∴,
∴,
∴,
解得或(不合题意,舍去),
∴,
综上所述:或.
【点睛】本题考查了全等三角形的证明和性质的应用,相似三角形的判定和性质的应用、勾股定理和三角函数解直角三角形;解题的关键是构建相似三角形,运用相似的性质建立等量关系.
27. 如图1,在平面直角坐标系中,抛物线、为常数)与轴交于点,对称轴为直线,点在该抛物线上.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)连接,点是直线下方抛物线上一动点,过点作轴交直线于点,在射线上有一点使得.当周长取得最大值时,求点的坐标和周长的最大值;
(3)如图2,在(2)的条件下,直线与x轴、y轴分别交于点E、F,将原抛物线沿着射线方向平移,平移后的抛物线与x轴的右交点恰好为点E,动点M在平移后的抛物线上,点T是平面内任意一点,是否存在菱形,若存在,请直接写出点T的横坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2),周长最大值为
(3)或
【解析】
【分析】(1)通过对称轴可先求出的值,再将点坐标代入,即可求出二次函数的表达式;
(2)找出的三边关系比例,设出点的坐标之后可列出的周长的解析式;
(3)先设出点的坐标,利用两点间的距离公式可表示出和的关系式,即可求出点的坐标,最后运用全等三角形可求出的坐标.
【小问1详解】
解:根据题意得:,
解得:,
该抛物线的函数表达式为;
【小问2详解】
解:如图1,过点作于点,设直线交轴于点,
令,得,
,
设直线的解析式为,把、代入得:
,
解得:,
直线的解析式为,
令,得,
解得:,
,,
,
,
,
在中,,
设,则,
,
,
,,
,
,
,
轴,
,
,
,即
,
,
周长
,
,,
当时,周长取得最大值,
此时点的坐标为;
【小问3详解】
解:联立方程组得,
解得:,,
,
在中,令,得,
解得:,
,
原抛物线上的点平移后得到,
原抛物线向右平移4个单位,向上平移2个单位,
原抛物线,顶点坐标为,
平移后的抛物线顶点坐标为,
平移后的抛物线解析式为:,
动点在平移后的抛物线上,
设,
菱形,
和为对角线,
,
,,
,
,
,
解得或,
或
点的坐标为为或,
①当点的坐标为时:
如图所示,过点作轴于,过作轴的平行线与过点且平行于轴的平行线交点,过点作轴与交点,
则,,
,,,
四边形为菱形,
,,
,
,
在和中,
,
,
,,
点的横坐标为,纵坐标为,
点的坐标为,
②当点的坐标为时:
同理①可得点的坐标为,
综上所述,点的坐标为或
【点睛】本题第一问考查了用待定系数法求二次函数的解析式,属于基础题,第二问的重难点在于通过相似三角形找出的三边比例,最后得出的周长和的长成固定比例,即越长,的周长就越长,第三问的易错点在于题目中已经说明时菱形,其实就已经说明了和为菱形的对角线,接着通过可先求出点的坐标,再运用全等求出点的坐标即可,第二问和第三问属于难题.
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