内容正文:
2025-2026学年度第一学期期中质量检测初四数学试题
(120分钟,120分)
说明:解答全部在答题卡上完成,最后只交答题卡.
一、选择题:(共10个小题,每小题3分,满分30分.每小题都给出标号A、B、C、D的四个备选答案,其中只有一个是正确的,请将正确答案用铅笔在答题卡上涂黑.)
1. 将表达式为的抛物线经过平移后得到表达式为的抛物线,则平移的方向和距离是( )
A. 向右平移2个单位长度,再向上平移3个单位长度
B. 向右平移2个单位长度,再向下平移3个单位长度
C. 向左平移2个单位长度,再向上平移3个单位长度
D. 向左平移2个单位长度,再向下平移3个单位长度
2. 如图,由6个形状、大小完全相同的菱形组成网格,菱形的顶点称为格点.已知菱形的一个角为,都在格点上,则的值是( )
A. B. C. D.
3. 已知二次函数的图象如图所示,则反比例函数与一次函数的图象可能是( )
A. B.
C. D.
4. 下表是综合实践小组填写的实践活动报告的部分内容:
题目
测量河内小岛B到河边公路的距离
测量目标
示意图
相关数据
米
则小岛B到公路的距离为( )
A. 米 B. 米
C. 米 D. 米
5. 抛物线的对称轴,若关于的一元二次方程在范围内有两个不相等的实数根,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
6. 如图,在中,,点B,C分别在地面和墙面上,且边,若,,则的长为( )
A. B. C. D.
7. 以为自变量的二次函数的图象不经过第三象限,则实数的取值范围是( )
A. B. 或 C. D.
8. 如图,在边长为4的正方形ABCD中,动点P从A点出发,以每秒1个单位长度的速度沿AB向B点运动,同时动点Q从B点出发,以每秒2个单位长度的速度沿BC→CD方向运动,当P运动到B点时,P、Q两点同时停止运动.设P点运动的时间为t,△APQ的面积为S,则S与t的函数关系的图象是()
A. B. C. D.
9. 如图所示的螺旋形是由一系列直角三角形组成的;其中,,每个三角形都以点为顶点.若是第一个小于的角,则的值为( ).(参考数据:,,,,,)
A. 7 B. 8 C. 9 D. 10
二、填空题(本大题共6个小题,每小题3分,满分18分)
10. 2cos30°-tan45°- =_________.
11. 已知二次函数,当时,函数取得最大值;当时,函数取得最小值,则的取值范围是________.
12. 如图,排球运动员站在点处练习发球,球从点正上方的处发出,其运行的高度与水平距离满足关系式.已知球网与点的水平距离为,高度为,球场的边界距点的水平距离为.下列判断:①球运行的最大高度是;②球不会过球网;③球会过球网且不会出界;④球会过球网且会出界.其中正确的是___________.(填写序号)
13. 如图,已知点与某建筑物底端相距米(点与点在同一水平面上),某同学从点出发,沿同一剖面的斜坡行走米至坡顶处,斜坡的坡比,在处测得该建筑物顶端的俯视角为,则建筑物的高度约为________.(精确到1米,参考数据:,,)
14. 一艘轮船位于灯塔的南偏东方向,距离灯塔30海里的处,它沿北偏东方向航行一段时间后,到达位于灯塔的北偏东方向上的处,此时与灯塔的距离约为________海里.(参考数据:,,)
15. 已知二次函数的图象如图所示,有下列5个结论:
①;②,③;
④方程的解为;
⑤.其中正确的结论有______(填序号).
三、解答题(本大题共8个小题,满分72分)
16. 图①、图②、图③均是的正方形网格,每个小正方形的边长均为1,其顶点称为格点的顶点均在格点上.只用无刻度的直尺,在给定的网格中,按下列要求作图,保留作图痕迹,不要求写出画法.
(1)在图①中边上找到一点D,连接,使;
(2)在图②中边上找到一点E,连接,使;
(3)在图③中边上找到一点F,连接,使.
17. 如图,是一座古拱桥的截面图,拱桥桥洞的上沿是抛物线形状,当水面的宽度为10m时,桥洞与水面的最大距离是5m.
(1)经过讨论,同学们得出三种建立平面直角坐标系的方案(如图),你选择的方案是 (填方案一,方案二,或方案三),则B点坐标是 ,求出你所选方案中的抛物线的表达式;
(2)因为上游水库泄洪,水面宽度变为6m,求水面上涨的高度.
18. 在二次函数中,
(1)当时,的最小值为,求出的值;
(2)如果都在这个二次函数的图象上,且,求的取值范围.
19. 李大爷每天到批发市场购进某种水果进行销售,这种水果每箱10千克,批发商规定:整箱购买,一箱起售,每人一天购买不超过10箱;当购买1箱时,批发价为8.2元/千克,每多购买1箱,批发价每千克降低0.2元.根据李大爷的销售经验,这种水果售价为12元/千克时,每天可销售1箱;售价每千克降低0.5元,每天可多销售1箱.
(1)请求出这种水果批发价y(元/千克)与购进数量x(箱)之间的函数关系式;
(2)若每天购进的这种水果需当天全部售完,请你计算,李大爷每天应购进这种水果多少箱,才能使每天所获利润最大?最大利润是多少?
20. 如图1是一种手机平板支架,由托板、支撑板和底座构成,手机放置在托板上,图2是其侧面结构示意图,量得托板长,支撑板长,底座长,托板固定在支撑板顶端点处,且,托板可绕点转动,支撑板可绕点转动.(结果保留小数点后一位)
(1)若,,求点到直线的距离;
(2)为了观看舒适,在(1)的情况下,把绕点逆时针旋转后,再将绕点顺时针旋转,使点落在直线上即可,求旋转的角度.(参考数据:,,,,)
21. 二次函数的图象交x轴于A、D两点,且A点坐标是,图象过点.
(1)求二次函数的解析式;
(2)求函数图象的顶点坐标及D点的坐标;
(3)二次函数的对称轴上是否存在一点C,使得的周长最小?若C点存在,求出C点的坐标;若C点不存在,请说明理由.
22. 如图(侧面结构图),某单位办公楼后面紧邻着一个山坡,坡上面是一块平地,,,斜坡长,斜坡的坡比为.
(1)为了减缓坡面,防止山体滑坡,该单位决定对该斜坡进行改造,经勘测,当坡角不超过时,可确保山体不滑坡,如果改造时保持坡脚不动,则坡顶沿至少向前移至点时,才能确保山体不滑坡,求的长度.(参考数据:,,)
(2)综合与实践:
【实践课题】通过测量相关角度,计算办公楼的高度.
【实践工具】测角仪等测量工具.
【实践活动】在办公楼顶端处安置一台测角仪,测得此时对的仰角,对的俯角.
【问题解决】借助已知中的数据计算求出办公楼的高度.(精确到)
(参考数据:)
23. 如图,已知抛物线与x轴交于点和点,与y轴交于点C,且.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)若点E为第二象限抛物线上一动点,连接BE,CE,BC,求面积的最大值;
(3)点P在抛物线的对称轴上,若线段PA绕点P逆时针旋转后,点A的对应点恰好也落在此抛物线上,求点P的坐标.
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2025-2026学年度第一学期期中质量检测初四数学试题
(120分钟,120分)
说明:解答全部在答题卡上完成,最后只交答题卡.
一、选择题:(共10个小题,每小题3分,满分30分.每小题都给出标号A、B、C、D的四个备选答案,其中只有一个是正确的,请将正确答案用铅笔在答题卡上涂黑.)
1. 将表达式为的抛物线经过平移后得到表达式为的抛物线,则平移的方向和距离是( )
A. 向右平移2个单位长度,再向上平移3个单位长度
B. 向右平移2个单位长度,再向下平移3个单位长度
C. 向左平移2个单位长度,再向上平移3个单位长度
D. 向左平移2个单位长度,再向下平移3个单位长度
【答案】D
【解析】
【分析】本题考查了二次函数的平移,通过将两个抛物线化为顶点形式,确定顶点坐标,再根据顶点平移情况判断整体平移方向.
【详解】解:原抛物线 的顶点坐标为.
平移后抛物线可化为,顶点坐标为.
∵顶点从平移到,
∴x坐标减少2,即向左平移2个单位;y坐标减少3,即向下平移3个单位.
∴平移的方向和距离是向左平移2个单位长度,再向下平移3个单位长度.
故选:D.
2. 如图,由6个形状、大小完全相同的菱形组成网格,菱形的顶点称为格点.已知菱形的一个角为,都在格点上,则的值是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】本题考查菱形的性质,三角函数、特殊三角形边角关系等知识,解题的关键是添加辅助线构造直角三角形解决问题,属于中考常考题型.连接、,先证明,E、C、B共线,再根据,求出、即可解决问题.
【详解】解:如图,连接,,
设菱形的边长为a,由题意得,,,,
∴,
∵,
∴,
∴E、C、B共线,
在中,.
故选:A.
3. 已知二次函数的图象如图所示,则反比例函数与一次函数的图象可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】本题考查了反比例函数的图象、一次函数的图象以及二次函数的图象,解题的关键是根据二次函数的图象找出,.解决该题型题目时,熟记各函数图象的性质是解题的关键.
观察二次函数图象,找出,,再结合反比例函数、一次函数图象与系数的关系,即可得出结论.
【详解】解:∵抛物线的顶点坐标在第四象限,
∴,
∴,.
∵反比例函数中,
∴反比例函数图象在第二、四象限;
∵一次函数,,,
∴一次函数的图象过第一、三、四象限.
只有B符合.
故选:B.
4. 下表是综合实践小组填写的实践活动报告的部分内容:
题目
测量河内小岛B到河边公路的距离
测量目标
示意图
相关数据
米
则小岛B到公路的距离为( )
A. 米 B. 米
C. 米 D. 米
【答案】B
【解析】
【分析】本题考查的是勾股定理的应用,等腰直角三角形的判定,含30度角的直角三角形的性质,二次根式的运算,作出合适的辅助线是解题关键.
作于点E,作,在上,则,设,表示,,再进一步求解即可.
【详解】解:作于点E,在上取点F,使得,则,
设,
∵,
∴,,
∴,,
∴,,
∴,
∴,
解得:,
∴小岛B到公路的距离为:(米).
故选:B
5. 抛物线的对称轴,若关于的一元二次方程在范围内有两个不相等的实数根,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】本题考查抛物线与x轴的交点,二次函数的图象及性质;能够将方程的实数根问题转化为二次函数与直线的交点问题,借助数形结合解题是关键.根据抛物线对称轴求出b,得到函数解析式,将方程转化为函数交点问题,利用二次函数性质,通过判别式和区间端点函数值符号确定t的范围.
【详解】解:∵抛物线的对称轴为直线,
∴,
∴,
∴,
∴一元二次方程的实数根可以看作与函数的图象有交点,
∵关于的一元二次方程在范围内有两个不相等的实数根,
当时,;
当时,;
函数在时有最大值12;
∴,
∴.
故选:C.
6. 如图,在中,,点B,C分别在地面和墙面上,且边,若,,则的长为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】本题主要考查了解直角三角形,先解直角得到,再证明,最后解即可
【详解】解:在,,,,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
故选:A
7. 以为自变量的二次函数的图象不经过第三象限,则实数的取值范围是( )
A. B. 或 C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】本题考查二次函数的图象及性质;熟练掌握二次函数的图象及性质是解题的关键.分两种情况讨论:①当抛物线在x轴的上方时,此时抛物线与轴无交点或只有一个交点;②当抛物线在x轴的下方经过一、二、四象限,此时抛物线与轴有两个交点,且对称轴在轴正半轴,与轴交于正半轴,根据二次函数的性质分别求解,即可得到答案.
【详解】解:二次函数的图象不经过第三象限,且,
抛物线在x轴的上方或在x轴的下方经过一、二、四象限,
①当抛物线在x轴的上方时,此时抛物线与轴无交点或只有一个交点,
,
解得:;
②当抛物线在x轴的下方经过一、二、四象限,此时抛物线与轴有两个交点,且对称轴在轴正半轴,与轴交于正半轴,
∴,
,
,
解不等式得:;
解不等式得:;
解不等式得:或,
此时无解,这种情况不存在,
综上可知,实数b的取值范围是.
故选C.
8. 如图,在边长为4的正方形ABCD中,动点P从A点出发,以每秒1个单位长度的速度沿AB向B点运动,同时动点Q从B点出发,以每秒2个单位长度的速度沿BC→CD方向运动,当P运动到B点时,P、Q两点同时停止运动.设P点运动的时间为t,△APQ的面积为S,则S与t的函数关系的图象是()
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】∵动点Q从B点出发,以每秒2个单位长度的速度沿BC→CD方向运动,
∴点Q运动到点C的时间为4÷2=2秒.
由题意得,当0≤t≤2时,即点P在AB上,点Q在BC上,AP=t,BQ=2t,
,为开口向上的抛物线的一部分.
当2<t≤4时,即点P在AB上,点Q在DC上,AP=t,AP上的高为4,
,为直线(一次函数)的一部分.
观察所给图象,符合条件的为选项D.故选D.
9. 如图所示的螺旋形是由一系列直角三角形组成的;其中,,每个三角形都以点为顶点.若是第一个小于的角,则的值为( ).(参考数据:,,,,,)
A. 7 B. 8 C. 9 D. 10
【答案】D
【解析】
【分析】本题考查的是解直角三角形的应用,图形规律题,根据图形找出一般规律是解题关键.在直角三角形中,根据勾股定理和正切的定义计算发现,,再根据是第一个小于的角,得出,求出的值后取最小自然数即可.
【详解】解:在直角三角形中,,,
,,
, ,
……
观察发现,,,
是第一个小于的角,
,
,
,即,
,
取最小自然数为,
故选:D.
二、填空题(本大题共6个小题,每小题3分,满分18分)
10. 2cos30°-tan45°- =_________.
【答案】0
【解析】
【分析】将特殊角的三角函数值代入求解即可.
【详解】解:原式=2×-1-,
=-1-(-1),
=0.
故答案为0.
【点睛】本题考查了特殊角的三角函数值,解答本题的关键是掌握特殊角的三角函数值.
11. 已知二次函数,当时,函数取得最大值;当时,函数取得最小值,则的取值范围是________.
【答案】
【解析】
【分析】本题考查二次函数的图象和性质,根据二次函数的性质,进行求解即可.
【详解】解:∵,
∴对称轴为直线,对称轴上的点离对称轴越远,函数值越大,
∵,且时,函数取得最大值;当时,函数取得最小值,
∴,
∴.
故答案为:.
12. 如图,排球运动员站在点处练习发球,球从点正上方的处发出,其运行的高度与水平距离满足关系式.已知球网与点的水平距离为,高度为,球场的边界距点的水平距离为.下列判断:①球运行的最大高度是;②球不会过球网;③球会过球网且不会出界;④球会过球网且会出界.其中正确的是___________.(填写序号)
【答案】①④
【解析】
【分析】本题主要考查了二次函数的实际应用,理解题意根据题意列式是解题的关键;
根据顶点式的特点可知,排球运行的最大高度为,由此即可判断①;求出当时,的值,再与进行比较,即可判断②;求出当时,的值,再与比较,即可判断③、④.
【详解】解:∵抛物线解析式为,
∴球运行的最大高度为,故①正确;
∵在中,当时,,
∴球会过球网,故②错误;
∵在中,当时,,
∴球会过球网且会出界,故③错误;④正确;
故答案为:①④.
13. 如图,已知点与某建筑物底端相距米(点与点在同一水平面上),某同学从点出发,沿同一剖面的斜坡行走米至坡顶处,斜坡的坡比,在处测得该建筑物顶端的俯视角为,则建筑物的高度约为________.(精确到1米,参考数据:,,)
【答案】米
【解析】
【分析】本题考查了解直角三角形的应用,利用坡度及勾股定理得出,的长是解题关键.根据坡度,勾股定理,可得的长,再根据平行线的性质,可得,根据同角三角函数关系,可得的坡度,根据坡度,可得的长,根据线段的和差,可得答案.
【详解】解:作于点,作于点,则,四边形是矩形,如图,
∴,
∵斜坡的坡比,
设,,
由勾股定理,得,
解得:,
米,米,
米,
,
,
,米,,
米,
米,
故答案为:米.
14. 一艘轮船位于灯塔的南偏东方向,距离灯塔30海里的处,它沿北偏东方向航行一段时间后,到达位于灯塔的北偏东方向上的处,此时与灯塔的距离约为________海里.(参考数据:,,)
【答案】50
【解析】
【分析】根据题意得出∠CAP=∠EPA=60°,∠CAB=30°,PA=30,由角度得出∠B=37°,∆PAB为直角三角形,利用正弦函数求解即可.
【详解】解:如图所示标注字母,
根据题意得,∠CAP=∠EPA=60°,∠CAB=30°,PA=30,
∴∠PAB=90°,∠APB=180°-67°-60°=53°,
∴∠B=37°,∆PAB为直角三角形,
∴,
∴BP=,
故答案为:50.
【点睛】题目主要考查方位角及正弦函数的应用,理解题意,熟练掌握正弦函数的应用是解题关键.
15. 已知二次函数的图象如图所示,有下列5个结论:
①;②,③;
④方程的解为;
⑤.其中正确的结论有______(填序号).
【答案】③⑤
【解析】
【分析】本题考查的是二次函数的图象与性质,各项系数的符号与解析式的关系,根据图象先判断,,,再结合函数的对称轴,最值,与坐标轴的交点,逐一分析判断即可.
【详解】解:由图象可知:,,
∵,
∴,
∴,故①错误;
∵对称轴为,
∴,
∵,,
∴,故②错误,
∵抛物线与轴的交点在与之间,对称轴为,另一个交点在与之间,
∴当时,,
当时,,
∴,
∴,
∴,故③符合题意;
∵二次函数当时,有最大值,
∴,
若方程的解为,则,
∴④错误;
当时,y的值最大.此时,,
而当时,,
∴,
∴,即,故⑤正确;
综上:正确的有③⑤,
故答案为:③⑤.
三、解答题(本大题共8个小题,满分72分)
16. 图①、图②、图③均是的正方形网格,每个小正方形的边长均为1,其顶点称为格点的顶点均在格点上.只用无刻度的直尺,在给定的网格中,按下列要求作图,保留作图痕迹,不要求写出画法.
(1)在图①中边上找到一点D,连接,使;
(2)在图②中边上找到一点E,连接,使;
(3)在图③中边上找到一点F,连接,使.
【答案】(1)
如图①中,点D即为所求;
(2)
如图②中,点E即为所求;
(3)
如图③中,点F即为所求.
【解析】
【分析】本题主要考查作图应用与设计作图,解直角三角形,勾股定理以及勾股定理的逆定理等知识,解题的关键是理解题意,灵活运用.
(1)取的中点,连接即可;
(2)延长交于格点,取格点,连接与交于点,连接即可;
(3)取格点,作射线交于点,点即为所求.
【小问1详解】
解:如图①中,点D即为所求;
∵,
∴,
∴是直角三角形,
∴,
∵,
∴.
【小问2详解】
解:如图②中,点E即为所求;
∵,
∴,
∴是直角三角形,
∴,
根据(1)得:,
∴.
【小问3详解】
解:如图③中,点F即为所求.
.
17. 如图,是一座古拱桥的截面图,拱桥桥洞的上沿是抛物线形状,当水面的宽度为10m时,桥洞与水面的最大距离是5m.
(1)经过讨论,同学们得出三种建立平面直角坐标系的方案(如图),你选择的方案是 (填方案一,方案二,或方案三),则B点坐标是 ,求出你所选方案中的抛物线的表达式;
(2)因为上游水库泄洪,水面宽度变为6m,求水面上涨的高度.
【答案】(1)方案一;;;(2).
【解析】
【分析】(1)根据抛物线在坐标系的位置,可用待定系数法求抛物线的解析式.
(2)把x=3代入抛物线的解析式,即可得到结论.
【详解】解:(1)方案一;点B的坐标为(5,0),
设抛物线的解析式为:.
由题意可以得到抛物线的顶点为(0,5),
代入解析式可得:,
∴抛物线的解析式为:;
(2)由题意:把代入,
解得:=3.2,
∴水面上涨的高度为3.2m.
18. 在二次函数中,
(1)当时,的最小值为,求出的值;
(2)如果都在这个二次函数的图象上,且,求的取值范围.
【答案】(1)
(2)或
【解析】
【分析】(1)由于对称轴是直线,对和两种情况讨论求解;
(2)由于,两点关于对称轴对称可知,再对点,都在对称轴左侧,点,在对称轴两侧进行讨论,列不等式求解.
【小问1详解】
解:抛物线对称轴为,
若,当时,函数值最小,
∴,
解得,,
∵,
∴;
若,当时,函数值最小,
∴,
解得,(不合题意,舍去),
综上所述,;
【小问2详解】
解:∵关于对称轴对称,
∴,
∴,且在对称轴左侧,在对称轴右侧,
∵抛物线与轴交点为,抛物线对称轴为直线,
∴此交点关于对称轴的对称点为,
∵且,
∴,解得,
当都在对称轴左侧时,
∵,
∴,解得,
当分别在对称轴两侧时,
∵,到对称轴的距离大于到对称轴的距离,
∴,
解得,,
∴,
综上所述,或.
【点睛】本题考查了二次函数图象与性质,数形结合思想,逻辑推理及方程与函数思想.
19. 李大爷每天到批发市场购进某种水果进行销售,这种水果每箱10千克,批发商规定:整箱购买,一箱起售,每人一天购买不超过10箱;当购买1箱时,批发价为8.2元/千克,每多购买1箱,批发价每千克降低0.2元.根据李大爷的销售经验,这种水果售价为12元/千克时,每天可销售1箱;售价每千克降低0.5元,每天可多销售1箱.
(1)请求出这种水果批发价y(元/千克)与购进数量x(箱)之间的函数关系式;
(2)若每天购进的这种水果需当天全部售完,请你计算,李大爷每天应购进这种水果多少箱,才能使每天所获利润最大?最大利润是多少?
【答案】(1)且x为整数.
(2)李大爷每天应购进这种水果7箱,获得的利润最大,最大利润是140元.
【解析】
【分析】(1)根据题意列出,得到结果.
(2)根据销售利润=销售量(售价-进价),利用(1)结果,列出销售利润w与x的函数关系式,即可求出最大利润.
【小问1详解】
解:由题意得
∴批发价y与购进数量x之间的函数关系式是,且x为整数.
【小问2详解】
解:设李大爷销售这种水果每天获得的利润为w元
则
∵
∴抛物线开口向下
∵对称轴是直线
∴当时,w的值随x值的增大而增大
∵x为正整数,∴此时,当时,
当时,w的值随x值的增大而减小
∵x为正整数,∴此时,当时,
∵
∴李大爷每天应购进这种水果7箱,获得的利润最大,最大利润是140元.
【点睛】本题考查了二次函数的性质在实际生活中的应用,最大销售利润的问题常利用二次函数的增减性来解答,解题关键是理解题意,确定变量,建立函数模型,然后结合实际选择最优方案进行解决.
20. 如图1是一种手机平板支架,由托板、支撑板和底座构成,手机放置在托板上,图2是其侧面结构示意图,量得托板长,支撑板长,底座长,托板固定在支撑板顶端点处,且,托板可绕点转动,支撑板可绕点转动.(结果保留小数点后一位)
(1)若,,求点到直线的距离;
(2)为了观看舒适,在(1)的情况下,把绕点逆时针旋转后,再将绕点顺时针旋转,使点落在直线上即可,求旋转的角度.(参考数据:,,,,)
【答案】(1);(2)
【解析】
【分析】(1)过点A作,,,根据已知条件分别求出AP和PM,再相加即可;
(2)根据已知条件可得,根据三角函数的定义进行判断求解即可得到结论;
【详解】(1)如图所示,过点A作,,,
则,
∵,,
∴,
又∵,,
∴,,
∴,
∴,
∴,
又∵,,
∴mm,
∴.
∴点到直线的距离是.
(2)如图所示,
根据题意可得,,,
∴,
∴,
根据(1)可得,
∴旋转的角度=.
【点睛】本题主要考查了解直角三角形的应用,准确的构造直角三角形,利用三角函数的定义求解是解题的关键.
21. 二次函数的图象交x轴于A、D两点,且A点坐标是,图象过点.
(1)求二次函数的解析式;
(2)求函数图象的顶点坐标及D点的坐标;
(3)二次函数的对称轴上是否存在一点C,使得的周长最小?若C点存在,求出C点的坐标;若C点不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2),
(3)存在,(4,2)
【解析】
【分析】(1)根据点A、B的坐标,利用待定系数法即可求出二次函数的解析式;
(2)根据二次函数解析式,利用二次函数的性质即可得出二次函数图象的顶点坐标,再代入即可得出点D的坐标;
(3)根据两点之间线段最短,找出使得的周长最小的点C的位置,根据点A、B的坐标,利用待定系数法即可求出直线的解析式,再代入即可求出点C的坐标.
【小问1详解】
解:把,代入,
得解得,
∴二次函数的解析式为
【小问2详解】
由,得二次函数图象的顶点坐标为.
令,得,解得,,
∴D点的坐标为;
【小问3详解】
二次函数的对称轴上存在一点C,使得的周长最小.
连接,如图,
∵点C在二次函数的对称轴上,
,,的周长,根据“两点之间,线段最短”,可得当点A、C、B三点共线时,最小,
此时,由于是定值,因此的周长最小.
设直线的解析式为,
把,代入,得’解得
∴直线的解析式为.当时,,
∴当二次函数的对称轴上点C的坐标为时,的周长最小.
【点睛】本题考查了抛物线与x轴的交点、待定系数法求二次(一次)函数解析式、二次函数的性质以及轴对称中的最短路径问题,解题的关键是:(1)根据点A、B的坐标,利用待定系数法求出二次函数的解析式;(2)根据二次函数的性质找出二次函数图象的顶点坐标;(3)利用两点之间线段最短确定点C的位置.
22. 如图(侧面结构图),某单位办公楼后面紧邻着一个山坡,坡上面是一块平地,,,斜坡长,斜坡的坡比为.
(1)为了减缓坡面,防止山体滑坡,该单位决定对该斜坡进行改造,经勘测,当坡角不超过时,可确保山体不滑坡,如果改造时保持坡脚不动,则坡顶沿至少向前移至点时,才能确保山体不滑坡,求的长度.(参考数据:,,)
(2)综合与实践:
【实践课题】通过测量相关角度,计算办公楼的高度.
【实践工具】测角仪等测量工具.
【实践活动】在办公楼顶端处安置一台测角仪,测得此时对的仰角,对的俯角.
【问题解决】借助已知中的数据计算求出办公楼的高度.(精确到)
(参考数据:)
【答案】(1)长度为
(2)办公楼的高度为
【解析】
【分析】本题考查的是解直角三角形的应用-坡度坡角问题,勾股定理,矩形的性质和判定,掌握坡度坡角的概念、熟记锐角三角函数的定义是解题的关键.
(1)在上取点,使,作,根据坡度的概念求出、;根据正切的定义求出,结合图形计算,得到答案.
(2)设,则,根据,得出再证明四边形为矩形,得出,,根据平行得到从而得出,列方程即可解答;
【小问1详解】
解:如图所示,过点作与点,
由题意得,四边形为矩形,
,
斜坡的坡比为,,
,
设,则,
由勾股定理可得:,
即,解得,
,
,
在中,,
,
长度为时,才能确保山体不滑坡.
【小问2详解】
设,则,
,
,,.
,
四边形为矩形.
,,,
,,
,即,
解得:,
经检验是分式方程的根,
,
故办公楼的高度为.
23. 如图,已知抛物线与x轴交于点和点,与y轴交于点C,且.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)若点E为第二象限抛物线上一动点,连接BE,CE,BC,求面积的最大值;
(3)点P在抛物线的对称轴上,若线段PA绕点P逆时针旋转后,点A的对应点恰好也落在此抛物线上,求点P的坐标.
【答案】(1);(2);(3)P(-1,1)或(-1,-2).
【解析】
【分析】(1)由题意已知抛物线过A、B两点,可将两点的坐标代入抛物线的解析式中,用待定系数法即可求出二次函数的解析式;
(2)根据题意连接BC,过点E作EF⊥x轴于点F,设E(a,-a2-2a+3)(-3<a<0),可得EF=-a2-2a+3,BF=a+3,OF=-a,根据S△BEC=S四边形BOCE-S△BOC,构建二次函数,利用二次函数的性质求解即可.
(3)根据题意由P在抛物线的对称轴上,设出P坐标为(-1,m),如图所示,过A′作A′N⊥对称轴于N,由旋转的性质得到一对边相等,再由同角的余角相等得到一对角相等,根据一对直角相等,利用AAS得到△A′NP≌△PMA,由全等三角形的对应边相等得到A′N=PM=|m|,PN=AM=2,表示出A′坐标,将A′坐标代入抛物线解析式中求出相应m的值,即可确定出P的坐标.
【详解】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴交于点A(1,0)和点B(-3,0),
∴OB=3,
∵OC=OB,
∴OC=3,
∴c=3,
∴,
解得:,
∴所求抛物线解析式为:;
(2)如图2,连接BC,过点E作EF⊥x轴于点F,
设E(a,-a2-2a+3)(-3<a<0),
∴EF=-a2-2a+3,BF=a+3,OF=-a,
∴S△BEC=S四边形BOCE-S△BOC=BF•EF+(OC+EF)•OF-•OB•OC
=(a+3)•(-a2-2a+3)+(-a2-2a+6)•(-a)-
=-a2-a
=-(a+)2+,
∴当a=-时,S△BEC最大,且最大值为.
(3)∵抛物线y=-x2-2x+3的对称轴为x=-1,点P在抛物线的对称轴上,
∴设P(-1,m),
∵线段PA绕点P逆时针旋转90°后,点A的对应点A′恰好也落在此抛物线上,
①当m≥0时,
∴PA=PA′,∠APA′=90°,
如图3,过A′作A′N⊥对称轴于N,设对称轴于x轴交于点M,
∴∠NPA′+∠MPA=∠NA′P+∠NPA′=90°,
∴∠NA′P=∠NPA,
在△A′NP与△PMA中,
,
∴△A′NP≌△PMA(AAS),
∴A′N=PM=m,PN=AM=2,
∴A′(m-1,m+2),
代入y=-x2-2x+3得:m+2=-(m-1)2-2(m-1)+3,
解得:m=1,m=-2(舍去),
②当m<0时,要使P2A=P2A2,由图可知A2点与B点重合,
∵∠AP2A2=90°,
∴MP2=MA=2,
∴P2(-1,-2).
∴满足条件的点P的坐标为P(-1,1)或(-1,-2).
【点睛】本题考查全等三角形的判定与性质,待定系数法求二次函数,二次函数的性质,四边形的面积.利用数形结合、分类讨论及方程思想是解题的关键.
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