内容正文:
2025-2026学年上学期九年级阶段性学习质量检测·数学
说明:1.本试卷满分120分,考试时间120分钟.
2.请按试题序号在答题卡上相应位置作答,答在试题卷或其他位置无效.
一、选择题(本大题共6小题,每小题3分,共18分)
1. 在丰富多彩的平面图形中,对称性体现了数学的美感.下列曲线中,既是轴对称图形又是中心对称图形的是( )
A. B.
C. D.
2. 在一个以为中心的圆形花圃中,花圃的半径为6米.小明选定了一个点,经过测量,点到圆心的距离是4米,则点与这个圆形花圃的位置关系是( )
A. 点在花圃内 B. 点在花圃边界上
C. 点在花圃外 D. 无法确定
3. 方程的解是( )
A. B.
C. , D. ,
4. 在平面直角坐标系中,有一个电子游戏场景,机器人在点处,游戏设定机器人绕原点逆时针旋转后到达新位置点.已知在该游戏编程中,坐标系的坐标与机器人的移动位置对应,那么点的坐标为( )
A. B. C. D.
5. 如图所示为一组太阳能电池板的简化网格示意图,其中深色区域表示光伏吸收区,若一个小球在板面上自由滚动,并随机停留在某个方格内,那么它最终停留在光伏吸收区的概率是( )
A. B. C. D.
6. 如图,正方形的边长为,点、同时从点出发,均以的速度运动,其中,点沿路径运动,点沿运动,两点均在到达点停止.设运动时间为(),的面积为(),则下列图像中能正确反映()与()之间函数关系的是( )
A. B.
C. D.
二、填空题(本大题共6小题,每小题3分,共18分)
7. 在平面直角坐标系中,抛物线关于轴对称的抛物线的表达式为____________.
8. 如图所示为圆形拱门的示意图,其最下端的线段位于地面之上,点为线段的中点,点为拱门的最高点,且线段经过拱门所在圆的圆心.若线段的长度为,线段的长度为,则拱门所在圆的半径长度为____________.
9. 在一个物理实验中,有一个电路的电阻变化规律可以用方程来描述,其中表示电阻值(单位:欧姆).若是该方程的一个根,现在要计算一个与该电阻相关的电学量的值(该电学量的单位是焦耳),求这个值是____________.
10. 对于任意实数,,我们定义新运算“”:,例如.若,是方程的两根,则的值为____________.
11. 如图,中,,,,是内部的一个动点,且满足,则线段长的最小值为____________.
12. 如图,已知的半径是1,圆心在抛物线上运动,当与轴相切时,圆心的坐标为______________.
三、解答题(本大题共5小题,共30分)
13. 解方程:
(1);
(2).
14. 如图,是正三角形内的一点,且.若将绕点A逆时针旋转后,得到.
(1)求点与点之间的距离;
(2)求的度数.
15. 如图(1)(2),在每个小正方形的边长均为1的网格中,的顶点,,均落在格点上,以为直径作半圆,圆心为.请仅用无刻度的直尺,完成以下作图:
(1)在如图(1)所示的网格中,在半圆上画出点,连接,使得平分;
(2)在如图(2)所示的网格中,在半圆上画出点,连接,使得平分.
16. 阳春三月,南昌市的桃花又开了,小赣乘坐地铁到人民公园看桃花,计划在人民公园地铁站下车,如图是人民公园地铁站的平面图,其中有、、、四个出入口,小赣任选一个出口出站,赏花结束后,任选一个入口入站乘车.
(1)小赣从出站到入站共有多少种可能的结果?请用树状图或列表说明;
(2)求出小赣从福州路同一侧出入站的概率.
17. 如图,的平分线交的外接圆于点,的平分线交于点.
(1)求证:;
(2)若,,求外接圆的半径.
四、解答题(本大题共3小题,每小题8分,共24分)
18. 已知,是关于的一元二次方程的两个根.
(1)若方程有两个不相等的实数根,求的取值范围;
(2)若以,为对角线的菱形边长是,试求的值?
19. 3月14日是国际数学日,某校在“国际数学日”当天举行了丰富多彩的数学活动,其中游戏类活动有:A.数字猜谜;B.数独;C.魔方;D.24点游戏;E.数字华容道.该校为了解学生对这五类数学游戏的喜爱情况,随机抽取部分学生进行了调查统计(每位学生必选且只能参加一类),并根据调查结果,绘制了两幅不完整的统计图如图所示.
根据上述信息,解决下列问题.
(1)本次调查抽取的总人数是多少?
(2)扇形统计图中A组对应扇形的圆心角为______________°;
(3)补全条形统计图;
(4)若该校有2000名学生,请估计该校喜欢魔方游戏的学生人数;
(5)该校从C类中挑选出2名男生和2名女生,计划从这4名学生中随机抽取2名学生参加市青少年魔方比赛,请用列表或画树状图的方法,求恰好抽到1名男生和1名女生的概率.
20. 某公司计划从甲、乙两种产品中选择一种生产并销售,每年产销x件.已知产销两种产品的有关信息如下表:
产品
每件售价(万元)
每件成本(万元)
每年其他费用(万元)
每年最大产销量(件)
甲
6
a
20
200
乙
20
10
40+0.05x2
80
其中a为常数,且3≤a≤5.
(1) 若产销甲、 乙两种产品的年利润分别为y1万元、y2万元,直接写出y1、y2与x的函数关系式;
(2)分别求出产销两种产品的最大年利润;
(3)为获得最大年利润,该公司应该选择产销哪种产品?请说明理由.
五、解答题(本大题共2小题,每小题9分,共18分)
21. 如图,是的直径,点位于半圆上,平分,,垂足为,与相交于,连接.
(1)判断直线与的位置关系,并证明你的结论;
(2)若cm,cm,求线段的长;
(3)若是弧的中点,的半径为,求图中阴影部分的面积.
22. 定义:在平面直角坐标系中,对于和抛物线,我们称是抛物线的关联点,抛物线是点的关联抛物线.已知点,,.
(1)点的关联抛物线的解析式为____________;
(2)求过,两点的抛物线的关联点坐标;
(3)设点在直线上运动,点的关联抛物线的顶点都在同一条抛物线上,求抛物线的解析式.
六、解答题(本大题共12分)
23. 某物理实验室设计了一个抛物线形凹面反射镜,其截面如图1所示.一束实验激光沿直线射出,与轴交于点.反射镜面的曲线为二次函数的图象,它经过坐标原点(镜面中心)和点(激光入射点),镜面最低点为,以点为圆心、的长为半径,在镜面上方划定一个圆形安全区域.
(1)试用含的代数式表示;
(2)为进行对称校准,将关于x轴对称得到,若恰好与直线(连接点和镜面最低点的校准线)相切,切点为点,求(安全区域)的半径及二次函数(反射镜面)的解析式;
(3)当镜面曲率参数时,如图2,检测点是边界上的一个动点(不与、重合),已知激光束的直线轨迹与镜面曲线交于另一点(不与、重合),请问:是否存在点使得?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
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2025-2026学年上学期九年级阶段性学习质量检测·数学
说明:1.本试卷满分120分,考试时间120分钟.
2.请按试题序号在答题卡上相应位置作答,答在试题卷或其他位置无效.
一、选择题(本大题共6小题,每小题3分,共18分)
1. 在丰富多彩的平面图形中,对称性体现了数学的美感.下列曲线中,既是轴对称图形又是中心对称图形的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】本题考查中心对称图形和轴对称图形,熟知把一个图形绕某一点旋转180度,如果旋转后的图形能够与原来的图形重合,那么这个图形就叫做中心对称图形;如果一个图形沿一条直线折叠,直线两旁的部分能够互相重合,这个图形叫做轴对称图形是解题的关键.
根据中心对称图形和轴对称图形的定义解答即可.
【详解】解:A、图形是轴对称图形,不是中心对称图形,不符合题意;
B、图形既是轴对称图形,又是中心对称图形,符合题意;
C、图形是轴对称图形,不是中心对称图形,不符合题意;
D、图形是轴对称图形,不是中心对称图形,不符合题意.
故选:B.
2. 在一个以为中心的圆形花圃中,花圃的半径为6米.小明选定了一个点,经过测量,点到圆心的距离是4米,则点与这个圆形花圃的位置关系是( )
A. 点在花圃内 B. 点在花圃边界上
C. 点在花圃外 D. 无法确定
【答案】A
【解析】
【分析】本题考查点与圆的位置关系,比较点P到圆心O的距离与圆的半径大小即可判断.
【详解】解:∵点P到圆心O的距离为4米,圆的半径为6米,且,
∴点P在圆内,即点P在花圃内.
故选:A.
3. 方程的解是( )
A. B.
C. , D. ,
【答案】C
【解析】
【分析】本题考查了解一元二次方程.利用因式分解法解,即可解答.
【详解】解:∵,
∴或,
∴或,
即方程的解为,,
故选:C.
4. 在平面直角坐标系中,有一个电子游戏场景,机器人在点处,游戏设定机器人绕原点逆时针旋转后到达新位置点.已知在该游戏编程中,坐标系的坐标与机器人的移动位置对应,那么点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】本题考查坐标与图形变化——旋转,解题的关键是正确作出图形解决问题.把点绕原点旋转的问题转化为直角三角形旋转的问题,画出图形可解决问题.
【详解】解:过A点作轴,过B点作轴,垂足分别为D、E,
∵点A的坐标为,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
在和中,
,
∴,
∴,
∴点B的坐标为.
故选:D.
5. 如图所示为一组太阳能电池板的简化网格示意图,其中深色区域表示光伏吸收区,若一个小球在板面上自由滚动,并随机停留在某个方格内,那么它最终停留在光伏吸收区的概率是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】本题考查几何概率,用到的知识点为:几何概率相应的面积与总面积之比.
先求得光伏吸收区的面积,再求得总面积,然后利用几何概率的求解方法求解即可.
【详解】解:由图可知,总面积为,
其中光伏吸收区的面积为,
小球最终停留在光伏吸收区的概率是,
故选:C.
6. 如图,正方形的边长为,点、同时从点出发,均以的速度运动,其中,点沿路径运动,点沿运动,两点均在到达点停止.设运动时间为(),的面积为(),则下列图像中能正确反映()与()之间函数关系的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】本题考查了动点问题的函数图象,二次函数的性质.解决本题的关键是利用分类讨论的思想求出与的函数关系式.
分类讨论:当时,利用可得;当时,直接根据三角形面积公式得到,于是根据二次函数可对四个选项进行判断.
【详解】解:当时,如图,
,
此时抛物线开口向下,且顶点为;
当时,如图,
,
此时抛物线开口向上,且顶点为.
选项中只有D选项图象,符合条件.
故选:D.
二、填空题(本大题共6小题,每小题3分,共18分)
7. 在平面直角坐标系中,抛物线关于轴对称的抛物线的表达式为____________.
【答案】
【解析】
【分析】本题考查了二次函数图象与几何变换,二次函数的性质,熟知关于轴对称的图象的特点是解题的关键.
根据关于轴对称的图象的特点即可得到结论.
【详解】解:抛物线的顶点为,顶点关于轴对称的点的坐标为,
抛物线关于轴对称的抛物线开口与相反,且顶点坐标为,即为.
故答案为:.
8. 如图所示为圆形拱门的示意图,其最下端的线段位于地面之上,点为线段的中点,点为拱门的最高点,且线段经过拱门所在圆的圆心.若线段的长度为,线段的长度为,则拱门所在圆的半径长度为____________.
【答案】
【解析】
【分析】本题考查了垂径定理的实际应用,勾股定理的应用.
如图,连接,先证明,,进一步利用勾股定理计算即可.
【详解】解:如图所示,连接,
∵为的中点,为拱门最高点,线段经过拱门所在圆的圆心,,
∴,,
设拱门所在圆的半径为,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
解得,
∴拱门所在圆的半径为,
故答案为:.
9. 在一个物理实验中,有一个电路的电阻变化规律可以用方程来描述,其中表示电阻值(单位:欧姆).若是该方程的一个根,现在要计算一个与该电阻相关的电学量的值(该电学量的单位是焦耳),求这个值是____________.
【答案】2024
【解析】
【分析】本题考查了一元二次方程的解,准确熟练地进行计算是解题的关键.
根据题意易得:,从而可得,然后代入式子中进行计算,即可解答.
【详解】解:是方程的一个根,
,
,
,
故答案为:2024.
10. 对于任意实数,,我们定义新运算“”:,例如.若,是方程的两根,则的值为____________.
【答案】
【解析】
【分析】本题主要考查一元二次方程根与系数的关系,新定义,代数式求值,根据新定义将等式化为一元二次方程是解题的关键.
根据新定义先将方程化为一元二次方程,由根与系数的关系求得,,再结合分式的加减及完全平方公式代入计算可求解.
【详解】解:由题意得即为,
化简得,
,是该方程的两根,
,,
故答案为:.
11. 如图,中,,,,是内部的一个动点,且满足,则线段长的最小值为____________.
【答案】##
【解析】
【分析】本题考查了直角三角形斜边中线的性质,勾股定理,两点之间线段最短等知识,解题的关键是灵活运用所学知识解决问题,属于中考常考题型.
取的中点,连接,,,根据直角三角形斜边中线的性质求出,根据勾股定理求出,根据两点之间线段最短得到即可解决问题.
【详解】解:如图,取的中点,连接,,,
,,
,
,
,
,,
,
,
,
的最小值为,
故答案为:.
12. 如图,已知的半径是1,圆心在抛物线上运动,当与轴相切时,圆心的坐标为______________.
【答案】或或
【解析】
【分析】本题考查了切线的性质,二次函数图象上点的坐标特征,利用分类思想解决问题是解决问题的关键.
设点,由题意可得:点到轴的距离为1,即,代入解析式可求点坐标.
【详解】解:设点,
与轴相切,
,
,
当时,,
解得:,,
点或,
当时,,
解得:,
点,
故答案为:或或.
三、解答题(本大题共5小题,共30分)
13. 解方程:
(1);
(2).
【答案】(1),
(2),
【解析】
【分析】本题考查了解一元二次方程.
(1)根据直接开平方法得到,分两种情况求解即可;
(2)根据公式法求解即可.
【小问1详解】
解:
两边开平方得:
当时,解得:
当时,解得
,;
【小问2详解】
解:
其中,,,
,.
14. 如图,是正三角形内的一点,且.若将绕点A逆时针旋转后,得到.
(1)求点与点之间的距离;
(2)求的度数.
【答案】(1)6 (2)
【解析】
【分析】本题主要考查了旋转的性质,等边三角形的判定与性质,勾股定理的逆定理等知识.解题的关键是熟练掌握旋转的性质.
(1)连接,根据旋转的性质,证明是等边三角形,进而可得点P与点之间的距离;
(2)根据勾股定理的逆定理可判断是直角三角形,且,根据计算求解即可.
【小问1详解】
解:如图,连接,
由旋转的性质得,,,
∵,
∴,
∴是等边三角形,
∴,,
∴点P与点之间的距离为6;
【小问2详解】
解:在中,
∵,
∴是直角三角形,且,
∴,
∴的度数为.
15. 如图(1)(2),在每个小正方形的边长均为1的网格中,的顶点,,均落在格点上,以为直径作半圆,圆心为.请仅用无刻度的直尺,完成以下作图:
(1)在如图(1)所示的网格中,在半圆上画出点,连接,使得平分;
(2)在如图(2)所示的网格中,在半圆上画出点,连接,使得平分.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】本题考查作图应用与设计作图,垂径定理,圆周角定理,全等三角形的判定和性质,解题的关键是理解题意,灵活运用所学知识解决问题.
(1)取格点,连接交于点,连接,点即为所求;
(2)取的中点,连接,延长交于点,连接,点即为所求.
【小问1详解】
解:如图(1),取格点,连接交于点,连接,点即为所求,
,,
,
,
,
,
,
,即平分;
【小问2详解】
解:如图(2)取的中点,连接,延长交于点,连接,点即为所求,
延长交于点,连接交于点,
是的直径,
,
是的中点,
,
,
是圆的半径,
,
,即平分.
16. 阳春三月,南昌市的桃花又开了,小赣乘坐地铁到人民公园看桃花,计划在人民公园地铁站下车,如图是人民公园地铁站的平面图,其中有、、、四个出入口,小赣任选一个出口出站,赏花结束后,任选一个入口入站乘车.
(1)小赣从出站到入站共有多少种可能的结果?请用树状图或列表说明;
(2)求出小赣从福州路同一侧出入站的概率.
【答案】(1)
解:画树状图如下:
小赣从出站到入站共有16种可能的结果.
(2)
【解析】
【分析】本题考查的是用列表法或树状图法求概率,列表法可以不重复不遗漏的列出所有可能的结果,解决本题的关键是要熟练掌握画树状图的方法.
(1)画树状图列出所有等可能结果;
(2)从中找到小赣从福州路同一侧出入站的结果数,再根据概率公式求解可得.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
由(1)可知,小赣从出站到入站共有16种可能的结果,从福州路同一侧出入站的有8种等可能的结果
故小赣从福州路同一侧出入站的概率为
17. 如图,的平分线交的外接圆于点,的平分线交于点.
(1)求证:;
(2)若,,求外接圆的半径.
【答案】(1)
证明:平分,平分,
,,
,
,
,
,,
,
;
(2)5
【解析】
【分析】本题考查了三角形的外接圆的性质、圆周角定理、三角形的外角性质、勾股定理等知识;熟练掌握圆周角定理是解决问题的关键.
(1)由角平分线得出,得出,由圆周角定理得出证出再由三角形的外角性质得出即可得出
(2)由(1)得:,得出由圆周角定理得出是直径,由勾股定理求出即可得出外接圆的半径.
【小问1详解】
略
【小问2详解】
解:连接,如图所示;
由(1)得:,
,
,
是直径,
,
,
外接圆的半径:
四、解答题(本大题共3小题,每小题8分,共24分)
18. 已知,是关于的一元二次方程的两个根.
(1)若方程有两个不相等的实数根,求的取值范围;
(2)若以,为对角线的菱形边长是,试求的值?
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】此题考查了根的判别式,菱形的性质,勾股定理以及根与系数的关系.
(1)若方程有两个不相等的实数根,则有,得到关于的不等式,求解即可;
(2)由根与系数的关系得出,.根据菱形的对角线互相垂直平分的性质以及勾股定理得出,那么,由此得出关于的方程,解方程即可.
【小问1详解】
解:由题意得,
要使方程有两个不相等的实数根,需要,
即,解得,
即时,方程有两个不相等的实数根.
【小问2详解】
解:,是关于的一元二次方程的两个根,
,.
根据对角线都为正实数,可得,,
即,
根据(1)中可得,
,为菱形的对角线,
,互相垂直并且平分,
,
,
,
,
,
解得,.
,
不合题意,舍去,
的值为.
19. 3月14日是国际数学日,某校在“国际数学日”当天举行了丰富多彩的数学活动,其中游戏类活动有:A.数字猜谜;B.数独;C.魔方;D.24点游戏;E.数字华容道.该校为了解学生对这五类数学游戏的喜爱情况,随机抽取部分学生进行了调查统计(每位学生必选且只能参加一类),并根据调查结果,绘制了两幅不完整的统计图如图所示.
根据上述信息,解决下列问题.
(1)本次调查抽取的总人数是多少?
(2)扇形统计图中A组对应扇形的圆心角为______________°;
(3)补全条形统计图;
(4)若该校有2000名学生,请估计该校喜欢魔方游戏的学生人数;
(5)该校从C类中挑选出2名男生和2名女生,计划从这4名学生中随机抽取2名学生参加市青少年魔方比赛,请用列表或画树状图的方法,求恰好抽到1名男生和1名女生的概率.
【答案】(1)200人 (2)72
(3)
补全条形统计图如下:
(4)600 (5)
【解析】
【分析】本题考查了条形统计图与扇形统计图相关联,用样本估计总体,画树状图法求概率,掌握相关知识点是解题关键.
(1)根据选择B类的学生人数和所占百分比,求出调查总人数;
(2)用A组的人数除以总人数,再乘以即可求出该组扇形的圆心角度数;
(3)求出选择D类的学生人数,补全条形统计图即可;
(4)用学校人数乘以选择C类的学生人数的占比,即可求解;
(5)利用画树状图法求解即可.
【小问1详解】
解:本次调查总人数为(人);
【小问2详解】
,
∴扇形统计图中A组对应扇形的圆心角为;
【小问3详解】
选择D类的学生人数为(人),
【小问4详解】
解:(人),
答:估计该校参加魔方游戏的学生人数约为人;
【小问5详解】
解:画树状图如下图:
由树状图可知,共有种情况,其中恰好抽到1名男生和1名女生的情况有种,
恰好抽到1名男生和1名女生的概率为.
20. 某公司计划从甲、乙两种产品中选择一种生产并销售,每年产销x件.已知产销两种产品的有关信息如下表:
产品
每件售价(万元)
每件成本(万元)
每年其他费用(万元)
每年最大产销量(件)
甲
6
a
20
200
乙
20
10
40+0.05x2
80
其中a为常数,且3≤a≤5.
(1) 若产销甲、 乙两种产品的年利润分别为y1万元、y2万元,直接写出y1、y2与x的函数关系式;
(2)分别求出产销两种产品的最大年利润;
(3)为获得最大年利润,该公司应该选择产销哪种产品?请说明理由.
【答案】(1)y1=(6-a)x-20(0<x≤200),y2=-0.05x²+10x-40(0<x≤80);(2) 产销甲种产品的最大年利润为(1180-200a)万元,产销乙种产品的最大年利润为440万元;(3)当3≤a<3.7时,选择甲产品;当a=3.7时,选择甲乙产品;当3.7<a≤5时,选择乙产品.
【解析】
【分析】(1)根据表格的数据,直接写出解析式即可;(2)根据一次函数和二次函数的性质,求得最大值即可;(3)根据(2)的结果,分三种情况解答即可.
【详解】(1) y1=(6-a)x-20(0<x≤200),y2=-0.05x²+10x-40(0<x≤80);
(2)甲产品:∵3≤a≤5,∴6-a>0,∴y1随x的增大而增大.
∴当x=200时,y1max=1180-200a(3≤a≤5)
乙产品:y2=-0.05x²+10x-40(0<x≤80)
∴当0<x≤80时,y2随x的增大而增大.
当x=80时,y2max=440(万元).
∴产销甲种产品的最大年利润为(1180-200a)万元,产销乙种产品的最大年利润为440万元;
(3)1180-200>440,解得3≤a<3.7时,此时选择甲产品;
1180-200=440,解得a=3.7时,此时选择甲乙产品;
1180-200<440,解得3.7<a≤5时,此时选择乙产品.
∴当3≤a<3.7时,生产甲产品的利润高;
当a=3.7时,生产甲乙两种产品的利润相同;
当3.7<a≤5时,上产乙产品的利润高.
五、解答题(本大题共2小题,每小题9分,共18分)
21. 如图,是的直径,点位于半圆上,平分,,垂足为,与相交于,连接.
(1)判断直线与的位置关系,并证明你的结论;
(2)若cm,cm,求线段的长;
(3)若是弧的中点,的半径为,求图中阴影部分的面积.
【答案】(1)
直线与相切,理由如下:
∵平分,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
又∵,
∴,
又∵是的半径,
∴直线与相切;
(2)线段的长为
(3)图中阴影部分的面积为
【解析】
【分析】(1)通过角平分线得,结合得,进而得,可得,再由得,最后由是的半径得出直线与相切;
(2)过点作,垂足为,构造矩形,得,,再由勾股定理求出,进而得,最后在中用勾股定理算出;
(3)连接,交于点,通过垂径定理的推论得,,证明得,进而得,得出是等边三角形,推出,再在中求出,,最后通过即可得出.
【小问1详解】
解:略.
【小问2详解】
解:如图,过点作,垂足为,
又,,
∴四边形是矩形,
∴,,
∵是的直径,cm,
∴,
∴,
在中,
,
∴,
在中,
;
【小问3详解】
解:如图,连接,交于点,
∵是弧的中点,
∴,,
∴,,
又∵,,
∴,
∴,
又∵,
∴,
∴是等边三角形,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴.
【点睛】本题考查了圆的切线判定、垂径定理的推论、勾股定理、矩形的判定与性质、等边三角形的判定与性质,利用圆的相关性质构造辅助线转化图形关系是解题的关键.
22. 定义:在平面直角坐标系中,对于和抛物线,我们称是抛物线的关联点,抛物线是点的关联抛物线.已知点,,.
(1)点的关联抛物线的解析式为____________;
(2)求过,两点的抛物线的关联点坐标;
(3)设点在直线上运动,点的关联抛物线的顶点都在同一条抛物线上,求抛物线的解析式.
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【分析】本题考查的是二次函数综合运用,涉及到一次函数的性质等,这种新定义类题目,通常按照题设的顺序逐次求解.
(1)根据题意可得即可求解;
(2)将点A、B坐标代入求出a,b的值,即可求解;
(3)先求出直线的表达式可得设点,可得抛物线的表达式再求出抛物线的顶点坐标,即可求解.
【小问1详解】
解:∵点,
∴,
故抛物线的表达式为:.
故答案为:;
【小问2详解】
解:将点,代入得:
,
解得:,
∴过,两点的抛物线的关联点坐标为;
【小问3详解】
解:设直线的表达式为,
把点,代入得:
,
解得:,
∴直线的表达式为:,
设点,
∴抛物线的表达式为:,
∴抛物线的顶点坐标为,
令,则,
则
即抛物线的解析式为:.
六、解答题(本大题共12分)
23. 某物理实验室设计了一个抛物线形凹面反射镜,其截面如图1所示.一束实验激光沿直线射出,与轴交于点.反射镜面的曲线为二次函数的图象,它经过坐标原点(镜面中心)和点(激光入射点),镜面最低点为,以点为圆心、的长为半径,在镜面上方划定一个圆形安全区域.
(1)试用含的代数式表示;
(2)为进行对称校准,将关于x轴对称得到,若恰好与直线(连接点和镜面最低点的校准线)相切,切点为点,求(安全区域)的半径及二次函数(反射镜面)的解析式;
(3)当镜面曲率参数时,如图2,检测点是边界上的一个动点(不与、重合),已知激光束的直线轨迹与镜面曲线交于另一点(不与、重合),请问:是否存在点使得?若存在,求出点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)
(2)
(3)存在,或或
【解析】
【分析】(1)根据一次函数的图象与轴交于点,易得点的坐标,把,坐标代入可得、的关系式;
(2)当恰与直线相切时,四边形是正方形,是等腰直角三角形,易得点坐标和的长,进而求出抛物线解析式;
(3)根据题意,求出点坐标,易知,所以或,由于,于是当或时分类讨论,可得答案.
【小问1详解】
解:令,解得,
一次函数的图象与轴交于点的坐标为,
把,代入,
得,,
;
【小问2详解】
解:如图,将关于轴对称得到,连接,
,
四边形为菱形,
恰与直线相切,切点为点,
四边形是正方形,是等腰直角三角形,
过点作,
,
,
,,
,
,
把代入抛物线解析式与联立得:
解得:,,
抛物线解析式为:;
【小问3详解】
解:存在;
当时,,
,
,
作,则,,
,
,
,
①当点在优弧上时,
,
如图所示,当点在轴下方时,
此时点与点重合,即,
如图所示,当点在轴上方时,设直线与轴交于点,
,
,
,
,
设直线的解析式为,
把,,代入直线解析式可得,
,
解得,
直线的解析式为,
直线与抛物线相交,则,
解得:或,
时,,
,
②如图所示,当点在劣弧上时,
,
,
根据二次函数图象可得不可能在轴下方,
当点在轴上方时,设直线与轴交于点,
,
,
,
,
设直线的解析式为,
把,,代入直线解析式可得,
,
解得,
直线的解析式为,
直线与抛物线相交,则,
解得:或,
当时,,
,
综上所述:或或.
【点睛】本题考查了二次函数综合题,涉及的知识点有:待定系数法求抛物线的解析式和直线解析式,顶点坐标,勾股定理计算,以及分类思想的应用,综合性较强,有一定的难度.
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