内容正文:
九年级数学(沪科版)卷四
注意事项:
1.本试卷满分150分,考试时间120分钟.
2.本试卷包括“试题卷”和“答题卷”两部分.“试题卷”共4页,“答题卷”共6页.
一、选择题(本大题共10小题,每小题4分,满分40分)
1. 某城市形象标识的图案如图所示,该图案由4个不同的图形构成,其中中心对称图形的个数是( )
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
2. 如图,AB 是⊙O 的直径, ∠D=32° ,则∠AOC 等于( )
A. 158° B. 58° C. 64° D. 116°
3. 在中,,,则( )
A. B. C. D.
4. 将抛物线向上平移2个单位长度,再向右平移1个单位长度后,得到的抛物线的表达式是( )
A. B.
C. D.
5. 如图,为的直径,以,为腰的等腰交于点,,若,则( )
A. B. C. D.
6. 如图,将绕直角顶点按顺时针方向旋转,得到,点落在的延长线上.若,,点,是,的中点,则的长是( )
A. B. 4 C. 3 D. 5
7. 如图,在中,,,,平分,平分,过点D作直线,分别交于点P、Q,若,则线段的长是( )
A. 5 B. C. D. 6
8. 若两个扇形满足弧长的比等于它们半径的比,则这称这两个扇形相似.如图,如果扇形AOB与扇形是相似扇形,且半径(为不等于0的常数).那么下面四个结论:
①∠AOB=∠;
②△AOB∽△;
③;
④扇形AOB与扇形的面积之比为.
成立的个数为:( )
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
9. 已知二次函数的图象经过,两点,则下列判断正确的是( )
A. 可以找到一个实数,使得 B. 无论实数取什么值,都有
C. 可以找到一个实数,使得 D. 无论实数取什么值,都有
10. 如图,为外一点,过点分别作的割线和切线(割线和切线不重合),为切点,则下列说法中错误的是( )
A.
B. 当弦最长时,
C.
D. 当时,
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,满分20分)
11. 如图,点是平行四边形的对称中心,是边上的点,,是边上的点,且.若分别表示和的面积,则______.
12. 从抛物线y=2x2﹣3的图象上可以看出,当﹣1≤x≤2时,y的取值范围是_____.
13. 如图,的三个顶点A,B,C在上,,分别交于点F,E.若,的半径为3,则的长为________.
14. 如图,一次函数的图像与反比例函数的图像相交于,两点.
(1)一次函数的表达式为________.
(2)点在x轴的负半轴上,连接,过点B作,交的图像于点Q,连接.当时,n的值为________.
三、(本大题共2小题,每小题8分,满分16分)
15. 计算:2sin30°+4cos30°·tan60°-cos245°
16. 在如图所示的网格中画图.
(1)画出关于原点O对称的中心对称图形.
(2)将绕点A按顺时针方向旋转后得到,画出.
四、(本大题共2小题,每小题8分,满分16分)
17. 如图,在RtABC中,CD是斜边AB上的高,点M在CD上,DH⊥BM于点H,延长DH与AC的延长线交于点E,与BC交于点F
求证:(1) AED∽CBM;
(2)AE·CM=AC·CD
18. 如图,在中,弦的长为8,点C在延长线上,且.
(1)求的半径;
(2)求的正切值.
五、(本大题共2小题,每小题10分,满分20分)
19. 我们在物理学科中学过:光线从空气射入水中会发生折射现象(如图1),我们把称为折射率(其中代表入射角, 代表折射角).
观察实验:为了观察光线的折射现象,设计了图2所示的实验,利用激光笔发射一束红光,容器中不装水时,光斑恰好落在处,加水至处,光斑左移至处.图3是实验的示意图,四边形为矩形,为法线,测得, ,(参考数据: )
(1)求入射角的度数;
(2)若光线从空气射入水中的折射率,求光斑移动的距离.
20. 如图,内接于,为的直径,的平分线交于点D,过点D作,交的延长线于点E.
(1)求证:是的切线.
(2)当,,求的长.
六、(本题满分12分)
21. 如图,已知一次函数的图像经过点,且与x轴交于点M,反比例函数的图象经过点.
(1)若,求一次函数表达式;
(2)若一次函数y的值随x值的增大而增大,则m的取值范围是__________;
(3)若,求的面积.
七、(本题满分12分)
22. 阅读材料:三角形的三条中线必交于一点,这个交点称为三角形的重心.
(1)特例感知:如图(1),已知边长为2的等边的重心为点,则的面积为______;
(2)性质探究:如图(2),已知的重心为点,对于任意形状的,是不是定值,如果是,请求出定值为多少,如果不是,请说明理由;
(3)性质应用:如图(3),在任意矩形中,点是的中点,连接交对角线于点,的值是不是定值,如果是,请求出定值为多少,如果不是,请说明理由.
八、(本题满分14分)
23. 如图,二次函数的图像与x轴交于点A(2,0)和点B(4,0),与y轴交于点E,以AB为边在x轴下方作正方形ABCD,点M是x轴上一动点,连接CM,过点M作MN⊥MC,与AD边交于点N,与y轴交于点F.
(1)求该抛物线的表达式;
(2)在第一象限的抛物线上任取一点P,连接EP、PB,请问:△EPB的面积是否存在最大值?若存在,求出此时点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)当点M在线段OB(点M不与O、B重合)上运动至何处时,线段OF的长有最大值?并求出这个最大值.
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九年级数学(沪科版)卷四
注意事项:
1.本试卷满分150分,考试时间120分钟.
2.本试卷包括“试题卷”和“答题卷”两部分.“试题卷”共4页,“答题卷”共6页.
一、选择题(本大题共10小题,每小题4分,满分40分)
1. 某城市形象标识的图案如图所示,该图案由4个不同的图形构成,其中中心对称图形的个数是( )
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
【答案】A
【解析】
【分析】本题考查了中心对称图形的知识,中心对称图形是要寻找对称中心,旋转180度后与原图重合.根据中心对称图形的概念求解.
【详解】解:左上角图形是中心对称图形;
右上角图形不是中心对称图形;
左下角图形不是中心对称图形;
右下角图形不是中心对称图形.
综上可得中心对称图形有1个.
故选:A.
2. 如图,AB 是⊙O 的直径, ∠D=32° ,则∠AOC 等于( )
A. 158° B. 58° C. 64° D. 116°
【答案】D
【解析】
【分析】首先根据圆周角定理可求得∠BOC的度数,再根据邻补角的性质即可得出结论.
【详解】解:∵∠BOC与∠D是同弧所对的圆心角与圆周角,∠D=32°,
∴,
,
故选:D.
【点睛】本题考查的是圆周角定理,熟知在同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角相等,都等于这条弧所对圆心角的度数的一半是解答此题的关键.
3. 在中,,,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】直接根据已知和锐角三角函数表示出三角形各边,进而得出答案.
【详解】如图所示:∵,,
∴设,则,
故,
则.
故选C.
【点睛】此题主要考查了锐角三角函数的定义和勾股定理,正确表示出各边长是解题关键.
4. 将抛物线向上平移2个单位长度,再向右平移1个单位长度后,得到的抛物线的表达式是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】本题主要考查二次函数的平移规律,掌握二次函数的平移规律“左加右减,上加下减”,是解题的关键.
先将二次函数解析式化为顶点式,再利用二次函数的平移规律,即可得到答案.
【详解】∵,
∴抛物线先向上平移2个单位长度,再向右平移1个单位长度后,得到抛物线的解析式为:,即:.
故选A.
5. 如图,为的直径,以,为腰的等腰交于点,,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】本题考查了等腰三角形的性质,三角形的内角和定理,平角的定义,掌握以上知识点是解答本题的关键.
根据等腰三角形的性质用表示出和,再根据即可求解.
【详解】解:,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
故选:D.
6. 如图,将绕直角顶点按顺时针方向旋转,得到,点落在的延长线上.若,,点,是,的中点,则的长是( )
A. B. 4 C. 3 D. 5
【答案】A
【解析】
【分析】本题考查了旋转的性质,直角三角形的性质,勾股定理;先利用勾股定理求出的长,根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半的性质求出,然后连接、,再根据旋转的性质求出,,再利用勾股定理列式求解即可.
【详解】连接,,
,,
,
是的中点,点是的中点,
,
绕点顺时针旋转得到,点,是,的中点,
∴
又,
是等腰直角三角形,
故选:A.
7. 如图,在中,,,,平分,平分,过点D作直线,分别交于点P、Q,若,则线段的长是( )
A. 5 B. C. D. 6
【答案】B
【解析】
【分析】由勾股定理得,,由平分,平分,可得,由,可得,即,如图,,,设,则,,,由,可知,即,可求,,进而可求.
【详解】解:由勾股定理得,,
∵平分,平分,
∴,
∵,
∴,即,
如图,
∴,
∴,
∴,
设,则,,,
∵,
∴,即,
解得,,,
∴,
故选:B.
【点睛】本题考查了勾股定理,角平分线,平行线的性质,等角对等边,相似三角形的性质等知识.熟练掌握勾股定理,角平分线,平行线的性质,等角对等边,相似三角形的性质是解题的关键.
8. 若两个扇形满足弧长的比等于它们半径的比,则这称这两个扇形相似.如图,如果扇形AOB与扇形是相似扇形,且半径(为不等于0的常数).那么下面四个结论:
①∠AOB=∠;
②△AOB∽△;
③;
④扇形AOB与扇形的面积之比为.
成立的个数为:( )
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
【答案】D
【解析】
【详解】试题分析:这是一个阅读题,根据扇形相似的意义,可知①②正确,由边长的比等于相似比可知③正确,由扇形面积的比等于相似比的平方,可得到④正确.
故选D
考点:弧长,扇形面积公式
9. 已知二次函数的图象经过,两点,则下列判断正确的是( )
A. 可以找到一个实数,使得 B. 无论实数取什么值,都有
C. 可以找到一个实数,使得 D. 无论实数取什么值,都有
【答案】C
【解析】
【分析】本题考查二次函数的图象和性质,根据题意得到二次函数开口向上,且对称轴为,顶点坐标为,再分情况讨论,当时,当时,, 的大小情况,即可解题.
【详解】解:二次函数解析式为,
二次函数开口向上,且对称轴为,顶点坐标为,
当时,,
当时,,
,
当时,,
,
故A、B错误,不符合题意;
当时,,
由二次函数对称性可知,,
当时,,由二次函数对称性可知,,不一定大于,
故C正确符合题意;D错误,不符合题意;
故选:C.
10. 如图,为外一点,过点分别作的割线和切线(割线和切线不重合),为切点,则下列说法中错误的是( )
A.
B. 当弦最长时,
C.
D. 当时,
【答案】D
【解析】
【分析】结合图形,对四个选项的说法依次进行判断即可.
【详解】解:A.∵为的切线,是的割线,
∴,
∵和所对的弧是,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
即,原说法正确,故此选项不符合题意;
B.当弦最长时,即为的直径,如图,
∴,
∴
由A知:,
∴,原说法正确,故此选项不符合题意;
C.∵为的切线,是的割线,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,原说法正确,故此选项不符合题意;
D.延长交于点,连接,如图,
∵是的直径,
∴,
∴,
∵是的切线,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴,
又∵,
∴,,
∴,原说法错误,故此选项符合题意.
故选:D.
【点睛】本题考查切线的性质,圆周角定理,直径所对的圆周角是直角,等边对等角,相似三角形的判定与性质等知识点.能根据选项中的描述,画出相应的图形是解题的关键.
二、填空题(本大题共4小题,每小题5分,满分20分)
11. 如图,点是平行四边形的对称中心,是边上的点,,是边上的点,且.若分别表示和的面积,则______.
【答案】##
【解析】
【分析】本题考查了平行四边形的性质,连接,根据点是平行四边形的对称中心得到点是线段的中点,且,再由,进而可求解,熟练掌握平行四边形的性质是解题的关键.
【详解】解:如图,连接,
点是平行四边形的对称中心,
点是线段的中点,且,
令
,
,,
,
故答案为:.
12. 从抛物线y=2x2﹣3的图象上可以看出,当﹣1≤x≤2时,y的取值范围是_____.
【答案】﹣3≤y≤5
【解析】
【详解】试题分析:可先求得二次函数的对称轴为x=0,在对称轴两侧分别求其最值,可求得答案.
解:
∵y=2x2﹣3,
∴抛物线开口向上,对称轴为x=0,
∴当x<0时,y随x的增大而减小,当x>0时,y随x的增大而增大,当x=0时,y有最小值,最小值为﹣3,
当﹣1≤x<0时,可知当x=﹣1时,y有最大值,最大值为﹣1,
当0≤x≤2时,可知当x=2时,y有最大值,最大值为5,
∴当﹣1≤x≤2时,y的取值范围是﹣3≤y≤5,
故答案为﹣3≤y≤5.
【点评】本题主要考查二次函数的性质,掌握二次函数的增减性是解题的关键.
13. 如图,的三个顶点A,B,C在上,,分别交于点F,E.若,的半径为3,则的长为________.
【答案】
【解析】
【分析】本题主要考查了平行四边形的性质,圆周角定理以及弧长公式的应用,通过这些知识点的综合运用来求解弧长.
连接,由四边形是的内接四边形,得到,再由四边形是平行四边形性质,求出,再根据外角的性质,得到再根据圆周角定理即可求解.
【详解】连接,如下图所示,
四边形是的内接四边形,
,
,
四边形是平行四边形,
,
∵ ,
,
,
根据弧长公式(其中为弧长,为圆心角度数,为半径),
的长为:.
故答案为:.
14. 如图,一次函数的图像与反比例函数的图像相交于,两点.
(1)一次函数的表达式为________.
(2)点在x轴的负半轴上,连接,过点B作,交的图像于点Q,连接.当时,n的值为________.
【答案】 ①. ②.
【解析】
【分析】(1)将代入反比例函数解析式求出,再求出的坐标,由待定系数法,即可求解;
(2)由平行四边形的判定方法得四边形是平行四边形,由平行四边形的性质得点向左平移个单位长度,向下平移个单位长度得到点,点向左平移个单位长度,向下平移个单位长度得到点,由点的平移规律求出点的坐标,即可求解.
【详解】解:(1)将代入反比例函数得,
,
,
,
,
解得:,
,
,
解得:,
一次函数的表达式为;
故答案为:;
(2),,
四边形是平行四边形,
,,
点向左平移个单位长度,向下平移个单位长度得到点,
点向左平移个单位长度,向下平移个单位长度得到点,
,
,,
,
在反比例函数图像上,
,
解得:,
经检验:是此方程的根,
故答案为:.
【点睛】本题考查了待定系数法,平行四边形的判定及性质,点的平移规律等;平行四边形的判定及性质得到平移的方式是解题的关键.
三、(本大题共2小题,每小题8分,满分16分)
15. 计算:2sin30°+4cos30°·tan60°-cos245°
【答案】
【解析】
【分析】将sin30°=,cos30°=,tan60°=,cos45°=代入运算,即可得出答案.
【详解】解:
原式=2×+4×·-
=1+6-
=.
【点睛】考查了特殊角的三角函数值,解答本题的关键是掌握一些特殊角的三角函数值,牢记特殊三角函数值是解题的关键.
16. 在如图所示的网格中画图.
(1)画出关于原点O对称的中心对称图形.
(2)将绕点A按顺时针方向旋转后得到,画出.
【答案】(1)
解:如图,
为所求作图形;
(2)
解:如图,
为所求作图形.
【解析】
【分析】本题考查了中心对称作图和旋转作图;
(1)作出关于原点O对称的中心对称图形,即可求解;
(2)作出绕点A按顺时针方向旋转的图形,即可求解;
掌握作法是解题的关键.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
略
四、(本大题共2小题,每小题8分,满分16分)
17. 如图,在RtABC中,CD是斜边AB上的高,点M在CD上,DH⊥BM于点H,延长DH与AC的延长线交于点E,与BC交于点F
求证:(1) AED∽CBM;
(2)AE·CM=AC·CD
【答案】
(1)证明:∵CD是Rt△ABC斜边AB上的高,
∴∠ACB=∠ADC=90°,
∴∠A+∠ACD=90°,∠BCM+∠ACD=90°,
∴∠A=∠BCM.同理可得∠MDH=∠MBD.
∵∠CMB=∠CDB+∠MBD=90°+∠MBD,
∠ADE=∠ADC+∠MDH=90°+∠MDH,
∴∠ADE=∠CMB.又∵∠A=∠BCM,
∴△AED∽△CBM.
(2)证明:由(1)可知△AED∽△CBM,
∴,即AE·CM=AD·CB.
∵∠A=∠A,∠ADC=∠ACB,
∴△ACD∽△ABC,
∴,
即AD·BC=AC·CD,
∴AE·CM=AC·CD.
【解析】
【分析】(1)由CD是Rt△ABC斜边AB上的高,得到∠ACB=∠ADC=90°,等量代换得∠A=∠BCM,同理可得∠MDH=∠MBD,再代换得到∠ADE=∠CMB,即可证得△AED∽△CBM;
(2)由(1)可得对应边成比例,再由△ACD∽△ABC,得,等量代换得到结论.
【详解】(1)略
(2)略
【点睛】本题考查全等三角形的判定、性质,利用角进行等量代换是关键.
18. 如图,在中,弦的长为8,点C在延长线上,且.
(1)求的半径;
(2)求的正切值.
【答案】(1)5 (2)
【解析】
【分析】(1)延长,交于点,连接,先根据圆周角定理可得,再解直角三角形可得,由此即可得;
(2)过点作于点,先解直角三角形可得,从而可得,再利用勾股定理可得,然后根据正切的定义即可得.
【小问1详解】
解:如图,延长,交于点,连接,
由圆周角定理得:,
弦的长为8,且,
,
解得,
的半径为.
【小问2详解】
解:如图,过点作于点,
的半径为5,
,
,
,
,
,即,
解得,
,,
则的正切值为.
【点睛】本题考查了圆周角定理、解直角三角形、勾股定理等知识点,熟练掌握解直角三角形的方法是解题关键.
五、(本大题共2小题,每小题10分,满分20分)
19. 我们在物理学科中学过:光线从空气射入水中会发生折射现象(如图1),我们把称为折射率(其中代表入射角, 代表折射角).
观察实验:为了观察光线的折射现象,设计了图2所示的实验,利用激光笔发射一束红光,容器中不装水时,光斑恰好落在处,加水至处,光斑左移至处.图3是实验的示意图,四边形为矩形,为法线,测得, ,(参考数据: )
(1)求入射角的度数;
(2)若光线从空气射入水中的折射率,求光斑移动的距离.
【答案】(1)入射角约为;
(2)光斑移动的距离为.
【解析】
【分析】本题考查解直角三角形的应用,掌握直角三角形边角关系以及“折射率”的定义是正确解答的前提.
(1)设法线为,根据平行线的性质得到,根据正切的定义求出,从而可得入射角;
(2)根据,先求出,再作,设,,则,列出关于的方程式,求得的值,进而求得答案.
【小问1详解】
如图,设法线为,则,
,
,,
,
,
入射角约为,
.
【小问2详解】
,,
,
,
作,
,
设,,则,
,
解得:,
,
,
答:光斑移动的距离是.
20. 如图,内接于,为的直径,的平分线交于点D,过点D作,交的延长线于点E.
(1)求证:是的切线.
(2)当,,求的长.
【答案】(1)
证明:连接,
为的直径,
,
的平分线交于点D,
,
,
,
,
,
,
是的切线;
(2)
【解析】
【分析】本题考查了圆的基本性质,圆周角定理,切线的判定,勾股定理,相似三角形的判定及性质等;
(1)连接,由圆的基本性质得,由圆周角定理得,由平行线的性质得,由切线的判定方法即可得证;
(2)过作交于,过作交于,由相似三角形的判定方法得,由相似三角形的性质得,由勾股定理得 ,由三角形的面积求出,再由勾股定理求出,由矩形的判定及性质得,即可求解;
掌握圆的基本性质,圆周角定理,切线的判定,勾股定理,相似三角形的判定及性质,能熟练利用“连半径,证垂直”证明切线和构建直角三角形由勾股定理求解是解题的关键.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
解:过作交于,过作交于,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
四边形是矩形,
,
,
,
,
,
,
,
,
解得:,
,
,
解得:,
.
六、(本题满分12分)
21. 如图,已知一次函数的图像经过点,且与x轴交于点M,反比例函数的图象经过点.
(1)若,求一次函数表达式;
(2)若一次函数y的值随x值的增大而增大,则m的取值范围是__________;
(3)若,求的面积.
【答案】(1);
(2);
(3).
【解析】
【分析】(1)时,当由题意可知,求得,由在,代入法求解即可;
(2)依题意得,由在上可得,由一次函数y的值随x值的增大而增大得即或,解不等式组即可;
(3)如图,可知在线段上,可得,,作轴于A,作轴于B,作轴于C,则,,则有,求得和即可求解.
【小问1详解】
解:当时,由题意可知,
在上,
,
,
在,
则有,
解得:,
;
【小问2详解】
依题意得:,
,
,
,
由一次函数y的值随x值的增大而增大,
,
即,
反比例函数的图象在第一象限,
,
,
即或,
或无解,
故答案为:;
【小问3详解】
如图,,
在线段上,
,,
作轴于A,作轴于B,作轴于C,
则,,
,,
,
,
,
,
当时,
,
,
,
,
.
【点睛】本题考查了一次函数和反比例函数综合,一次函数图象和性质坐标与图形,代入法求解,相似三角形的判定和性质的应用;解题的关键是熟练掌握坐标与图形的关系.
七、(本题满分12分)
22. 阅读材料:三角形的三条中线必交于一点,这个交点称为三角形的重心.
(1)特例感知:如图(1),已知边长为2的等边的重心为点,则的面积为______;
(2)性质探究:如图(2),已知的重心为点,对于任意形状的,是不是定值,如果是,请求出定值为多少,如果不是,请说明理由;
(3)性质应用:如图(3),在任意矩形中,点是的中点,连接交对角线于点,的值是不是定值,如果是,请求出定值为多少,如果不是,请说明理由.
【答案】(1)
(2)是,
(3)是,12
【解析】
【分析】(1)连接,利用相似三角形证明,运用勾股定理求出的长,运用三角形面积公式求解即可;
(2)根据(1)的证明可求解;
(3)由得到,即可求得答案.
【小问1详解】
解:连接,如图一,
点是的重心,
,是,边上的中线,
,为,边上的中点,
为的中位线,
,,
,
,
,,,
,,
,;
故答案为:;
【小问2详解】
由(1)同理可得,,是定值;
【小问3详解】
矩形,点是的中点,
,
,
,
,
,
定值为12.
【点睛】本题是一道相似形综合题目,主要考查的是三角形重心的性质、全等三角形的判定与性质、勾股定理及相似三角形的判定与性质,解答此题的关键是明确题意,找出所求问题需要的条件,利用数形结合的思想解答.
八、(本题满分14分)
23. 如图,二次函数的图像与x轴交于点A(2,0)和点B(4,0),与y轴交于点E,以AB为边在x轴下方作正方形ABCD,点M是x轴上一动点,连接CM,过点M作MN⊥MC,与AD边交于点N,与y轴交于点F.
(1)求该抛物线的表达式;
(2)在第一象限的抛物线上任取一点P,连接EP、PB,请问:△EPB的面积是否存在最大值?若存在,求出此时点P的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)当点M在线段OB(点M不与O、B重合)上运动至何处时,线段OF的长有最大值?并求出这个最大值.
【答案】(1)
(2)△EPB的面积有最大值4,此时点P的坐标为(2,4)
(3)OF有最大值,最大值为,此时点M在(2,0)处
【解析】
【分析】(1)将点A、B的坐标代入二次函数表达式,即可求解;
(2)过点P作PQ⊥AB于Q,交BE于点H,过点E作EG⊥PQ于点G,设点P(m,-m2+m+4),根据S△PBE=S△PBH+S△PHE=•PH•OB=-(m-2)2+4,运用二次函数最值得到答案;
(3)设点M的坐标为(x,0),运用正方形性质可证得△MFO∽△CMB,再利用相似三角形性质可得OF=(-x2+4x)=-(x-2)2+,运用二次函数最值得到答案.
【小问1详解】
解:∵二次函数y=-x2+bx+c的图象经过点A(-2,0)和点B(4,0),
∴解得,
∴该抛物线的函数表达式为:;
【小问2详解】
解:存在,理由如下:
如图,过点P作PQ⊥AB于Q,交BE于点H,过点E作EG⊥PQ于点G,
∵PQ⊥AB,
∴∠PQB=∠EOB=90°,
∴PQ∥EO,
设点P(m,-m2+m+4),则Q(m,0),
∴OQ=m,
在y=-x2+x+4中,令x=0,则y=4,
∴E(0,4),
∴OB=OE=4,
∴△OBE是等腰直角三角形,
∴∠EBO=45°,
∴BQ=HQ=4-m,
∴PH=-m2+m+4-(4-m)=-m2+2m,
∴S△PBE=S△PBH+S△PHE
=•PH•BQ+•PH•OQ
=•PH•OB
=×(-m2+2m)×4
=-m2+4m
=-(m-2)2+4,
∵-1<0,
∴当m=2时,S△PBE=有最大值4,此时,点P的坐标为(2,4);
【小问3详解】
解:设点M的坐标为(x,0),
∴OM=x,BM=4-x,
∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=BC=4+2=6,∠BAD=∠CBA=∠MOF=90°,
∵MN⊥MC,
∴∠CMN=90°,
∴∠FMO+∠CMB=∠CMB+∠BCM=90°,
∴∠FMO=∠BCM,
∴△MFO∽△CMB,
∴,即:,
∴OF=(-x2+4x)=-(x-2)2+,
∵点M在线段OB上,且点M不与O、B重合,
∴0<x<4,
∵-<0,
∴当x=2时,即点M为线段OB中点时,OF的长度最大,最大值为.
【点睛】本题考查了二次函数的综合题,二次函数图象上点的坐标特征,二次函数的性质,等腰直角三角形判定和性质,正方形性质,相似三角形的判定与性质;熟练掌握待定系数法求函数解析式,灵活运用数形结合的思想、方程思想是解题的关键.
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