精品解析:2025-2026学年人教版数学九年级上册期末模拟
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内容正文:
2025-2026人教版九年级上数学期末模拟测试
一、选择(每小题2分,共16分)
1. 下列图形中,既是轴对称图形又是中心对称图形的是( )
A. B. C. D.
2. 抛物线的顶点坐标是( )
A. B. C. D.
3. 如图,在的正方形网格中,一条圆弧经过A,B,C三点,那么点D与这条圆弧所在圆的位置关系是( )
A. 在圆内 B. 在圆上 C. 在圆外 D. 在圆内或圆上
4. 如图,把绕点逆时针旋转,得到,点恰好落在边上,连接,则的度数为( )
A. B. C. D.
5. 下列关于二次函数的图象和性质的说法,正确的是( )
A. 图象的开口向上 B. 图象的顶点坐标是
C. 当时,y随x的增大而增大 D. 图象与x轴有唯一交点
6. 如图,是圆的直径,点,分别在直径所对的两个半圆上.若,则的度数为( )
A. B. C. D.
7. 如图,分别与相切于A,B两点,点C在优弧上,若,则( )
A. B. C. D.
8. 如图,已知及外一定点P,嘉嘉同学进行了如下两步操作后,得出了四个结论:
①点A是的中点;
②直线都是切线;
③点P到点Q、点R的距离相等;
④连接,则.
上述结论正确的是( )
A ① B. ② C. ①②③ D. ①②③④
二、填空(每小题2分,共16分)
9. 方程的根是_____________________.
10. 已知一个扇形的半径长为,圆心角为,则这个扇形的面积为____.
11. 如图,在正方形网格中,绕某一点旋转某一角度得到,则旋转中心可能是点__________________.
12. 如图,点A,B,C都在上,若,则的度数为________.
13. 如图,圆形拱门的形状是以点为圆心的圆的一部分,如果是中弦的中点,连接并延长交于点,并且,,则的半径为______.
14. 如图,为正八边形的中心,连接,以为圆心的圆弧经过点,,与交于点,连接,则的大小为_________________.
15. 化学课代表在老师的培训下学会了“实验室用高锰酸钾制取氧气”的实验操作,回到班上后第一节课手把手教会了若干名同学.第二节课会做该实验的每个同学又手把手教会了同样多的同学,这样全班36人恰好都会做这个实验了,那么1人每次能手把手教会_____名同学.
16. 在平面直角坐标系中,已知点,是抛物线上两点,若对于都有,则的取值范围是_____________________________.
三、解答题(本题共68分,第17---21题每题5分,22题6分,23题5分,24—26每题6分,27—28每题7分)
17. 解方程:.
18. 已知实数是的根,求的值.
19. 关于的一元二次方程.
(1)求证:该方程总有两个实数根;
(2)若该方程有一根小于0,求的取值范围.
20. 如图,在7×7正方形网格中,每个小正方形网格的边长为1,图中“L”形的每个顶点均为网格线交点,将“L”形绕点O顺时针旋转(),顶点A,B的对应点分别为,,线段m的对应线段为.
(1)在图中标出点O,并画出“L”形旋转后所得到的图形;
(2)______°;
(3)在旋转过程中,点C所经过的路径长为_____.
21. 甲、乙两人做游戏,同时掷两枚质地均匀的骰子,规则如下:
两枚骰子点数相同时甲胜;
两枚骰子的点数之和为时乙胜;
是否存在m的值使得甲、乙两人获胜的概率相同?请用画树状图或列表的方法说明你的结论.
22. 下表是二次函数图象上部分点的横坐标和纵坐标.
x
…
-1
0
1
2
3
4
5
…
y
…
8
3
0
-1
0
m
8
…
(1)观察表格,直接写出______;
(2)求这个二次函数的表达式.
23. 在平面直角坐标系中,将函数的图象向上平移2个单位得到的直线经过点.
(1)求k与b的值;
(2)当时,对于x的每一个值,函数的值大于函数的值,直接写出的取值范围.
24. 如图,是的内接三角形,延长至点D,平分交于点E,连接,.求证:.
25. 如图,是的直径,弦,过点D作的切线交的延长线于点E,连接,.
(1)求证:;
(2)若,,求的长.
26. 在平面直角坐标系中,抛物线:经过点.
(1)求抛物线对称轴;
(2)过点作x轴的垂线,交抛物线于点M,交抛物线于点N.
①若,,求长,的面积;
②已知在点P从点O运动到点的过程中,的面积随的长的增大而增大,求a的取值范围.
27. 在中,,,将边绕点B逆时针旋转,得到线段,连接,过点B作的垂线交于点E,交延长线于点M,连接.
(1)求的度数;
(2)用等式表示线段之间的数量关系,并证明.
28. 在平面直角坐标系中,的半径为1.对于的弦和平面内的点C,给出如下定义:若弦上存在点P,使得点C绕点P旋转后得到的对应点在上,则称点C是弦的“伴随点”.
(1)如图,点,.
①在点,,中,弦的“伴随点”是_________;
②若点D是弦“伴随点”,则点D的横坐标的最小值为________;
(2)已知直线与坐标轴交于点E和点F,点Q是线段上任意一点,且存在的弦,,使得点Q是弦的“伴随点”.直接写出b的取值范围.
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2025-2026人教版九年级上数学期末模拟测试
一、选择(每小题2分,共16分)
1. 下列图形中,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】本题考查轴对称图形和中心对称图形的识别,理解轴对称图形:如果一个平面图形沿着一条直线折叠后,直线两旁的部分能够互相重合,那么这个图形叫做轴对称图形;中心对称图形:把一个图形绕着某一点旋转,如果旋转后的图形能够与原来的图形重合,那么这个图形叫做中心对称图形.据此逐项判断即可.
【详解】解:A中图形是轴对称图形,不是中心对称图形,故本选项不符合题意;
B中图形既是轴对称图形,也是中心对称图形,故本选项符合题意;
C中图形不是轴对称图形,是中心对称图形,故本选项不符合题意;
D中图形是轴对称图形,不是中心对称图形,故本选项不符合题意,
故选:B.
2. 抛物线的顶点坐标是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】本题考查了二次函数的顶点式,掌握顶点式 的顶点坐标是是解题的关键.
直接根据二次函数的顶点式性质,从函数表达式读出顶点坐标即可解答.
【详解】解:∵ 抛物线,
∴ 该抛物线的顶点坐标为,
故选:B.
3. 如图,在的正方形网格中,一条圆弧经过A,B,C三点,那么点D与这条圆弧所在圆的位置关系是( )
A. 在圆内 B. 在圆上 C. 在圆外 D. 在圆内或圆上
【答案】A
【解析】
【分析】因为圆心到A,B,C三点距离相等,所以圆心在的垂直平分线上,根据图形作线段和的垂直平分线,两线的交点即为圆心,比较半径和的长度即可得出结论.
【详解】解:∵圆心到A,B,C三点距离相等,
∴圆心在的垂直平分线上,
故如图线段的垂直平分线和线段的垂直平分线的交点.
即为圆心,
则,
,
∵,
,
点在这条圆弧所在圆的圆内.
故选:A.
【点睛】本题考查了垂直平分线,点和圆的位置关系,实数的比较大小,勾股定理,数形结合是解答此题的关键.
4. 如图,把绕点逆时针旋转,得到,点恰好落在边上,连接,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】本题考查的知识点是旋转性质、等边对等角、三角形内角和定理,解题关键是熟练掌握旋转性质.
根据旋转性质得,,,再由等边对等角得,结合三角形内角和定理即可得解.
【详解】解:由旋转性质得,,,,
,,
中,.
故选:.
5. 下列关于二次函数的图象和性质的说法,正确的是( )
A. 图象的开口向上 B. 图象的顶点坐标是
C. 当时,y随x的增大而增大 D. 图象与x轴有唯一交点
【答案】C
【解析】
【分析】本题考查二次函数的图象和性质,熟练运用配方法和判别式是解题关键.
通过配方法将二次函数化为顶点式,得到顶点坐标和开口方向,再根据二次函数的性质判断各选项即可.
【详解】解:∵ ,
∴ 抛物线开口向下,顶点坐标为,对称轴为直线,
对于A:开口向下,错误;
对于B:顶点坐标是,不是,错误;
对于C:∵ 开口向下,对称轴为直线,
∴当时,随增大而增大,正确;
对于D:判别式,
∴与轴有两个交点,错误.
故选 C.
6. 如图,是圆的直径,点,分别在直径所对的两个半圆上.若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】本题考查了圆周角定理,连接,由圆周角定理可得,进而根据角的和差即可求解,正确作出辅助线是解题的关键.
【详解】解:连接,
∵是圆的直径,
∴,
∵,
∴,
故选:.
7. 如图,分别与相切于A,B两点,点C在优弧上,若,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】本题主要考查了切线的性质,四边形的内角和,以及圆周角定理,熟练运用性质及定理是解本题的关键.连接,根据切线的性质求出,根据四边形的内角和为求得,然后根据圆周角定理求解即可.
【详解】解:连接,
分别与相切于A,B两点,
,
,
,
,
故选:A.
8. 如图,已知及外一定点P,嘉嘉同学进行了如下两步操作后,得出了四个结论:
①点A是的中点;
②直线都是的切线;
③点P到点Q、点R的距离相等;
④连接,则.
上述结论正确的是( )
A. ① B. ② C. ①②③ D. ①②③④
【答案】C
【解析】
【分析】本题主要考查了垂直平分线的尺规作图法、圆周角定理、切线的判定以及切线长定理.熟练掌握以上知识是解题的关键.由第一步作图痕迹可知直线是的垂直平分线,由此可判断①正确;根据直径所对的圆周角等于,可判断②正确;根据切线长定理可判断③正确;先证明,由此可得,进而可得,因此可判断④错误.
【详解】解:如下图,
由第一步作图痕迹可知直线是的垂直平分线,
因此点A是的中点,故①正确;
∵是的直径,
,
,
∴直线都是的切线,故②正确;
∵直线都是的切线,
根据切线长定理,可知,故③正确;
,
∴,
∴,
,
∵点A是的中点,
,故④错误.
故选:C.
二、填空(每小题2分,共16分)
9. 方程的根是_____________________.
【答案】,
【解析】
【分析】本题考查解一元二次方程,通过因式分解法求解一元二次方程即可.
【详解】解:原方程化为,
∴或,
解得,.
故答案为:,.
10. 已知一个扇形的半径长为,圆心角为,则这个扇形的面积为____.
【答案】
【解析】
【分析】本题考查扇形面积公式,理解扇形面积与相应圆面积的比就是扇形圆心角占整个周角的比,列式求解即可得到答案,熟记扇形面积公式并正确理解是解决问题的关键.
【详解】解:一个扇形的半径长为,圆心角为,
这个扇形的面积为,
故答案为:.
11. 如图,在正方形网格中,绕某一点旋转某一角度得到,则旋转中心可能是点__________________.
【答案】B
【解析】
【分析】本题考查旋转的性质,根据旋转角相等,解答即可.
【详解】解:根据旋转角相等,得,
故旋转中心可能是点B,
故答案为:B.
12. 如图,点A,B,C都在上,若,则的度数为________.
【答案】##30度
【解析】
【分析】本题考查了圆周角定理.根据同弧所对的圆周角是圆心角的一半,进行列式计算,即可作答.
【详解】解:∵,,
∴,
故答案为:.
13. 如图,圆形拱门的形状是以点为圆心的圆的一部分,如果是中弦的中点,连接并延长交于点,并且,,则的半径为______.
【答案】##
【解析】
【分析】本题考查了等腰三角形三线合一和勾股定理,垂径定理.连接,,由等腰三角形三线合一得,,设的半径为,则,那么,在中,根据,列出方程,然后解方程即可.
【详解】解:连接,,如图所示:
∵是弦的中点,,,
∴,,
设的半径为,则,
∵,
∴,
在中,,
∴,
解得.
则的半径为.
故答案为:.
14. 如图,为正八边形的中心,连接,以为圆心的圆弧经过点,,与交于点,连接,则的大小为_________________.
【答案】
【解析】
【分析】本题主要考查了正多边形和圆,正多边形内角和定理,三角形内角和定理,等腰三角形的性质,熟练运用内角和公式、三角形内角和公式、等腰三角形的性质是解题的关键.
根据正多边形内角和定理求出的度数,进而求出的度数,再根据等腰三角形的性质和三角形内角和定理即可求解.
【详解】解:∵八边形是正八边形,
∴,
由对称性可得,
∵,
∴.
故答案为:.
15. 化学课代表在老师的培训下学会了“实验室用高锰酸钾制取氧气”的实验操作,回到班上后第一节课手把手教会了若干名同学.第二节课会做该实验的每个同学又手把手教会了同样多的同学,这样全班36人恰好都会做这个实验了,那么1人每次能手把手教会_____名同学.
【答案】5
【解析】
【分析】本题考查了一元二次方程的应用,审清题意、找准等量关系、列出一元二次方程是解题的关键.
设一个人每节课手把手教会了名同学,根据第二节课后全班人恰好都会做这个实验了,可列出关于的一元二次方程,解之取其符合题意的值即可解答.
【详解】解:设1人每次能手把手教会名同学.
由题意,得,
解得:(不合题意,舍去),
∴1人每次能手把手教会名同学.
故答案为:.
16. 在平面直角坐标系中,已知点,是抛物线上两点,若对于都有,则取值范围是_____________________________.
【答案】或
【解析】
【分析】本题考查了二次函数的图象与性质,解不等式,分类讨论是解题的关键.根据题意,可知,可得,然后分成以及两种情况分类讨论,当时,其开口向上,越靠近,其函数值越小,此时和都在的右侧,且更靠近对称轴,符合题意;当时,其开口向下,越靠近,其函数值越大,先证明在对称轴左侧,然后找出对称轴的对称点为,结合,得到,最后结合,可得,最后算得答案即可.
【详解】解:∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴对称轴为,
当时,其开口向上,越靠近,其函数值越小,
∵,
∴和都在的右侧,且更靠近对称轴,
∴,
故时满足题意;
当时,其开口向下,越靠近,其函数值越大,
∵,
∴,
∴在对称轴左侧,
设,那么对称轴的对称点为,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴;
综上,或.
故答案为:或.
三、解答题(本题共68分,第17---21题每题5分,22题6分,23题5分,24—26每题6分,27—28每题7分)
17. 解方程:.
【答案】,
【解析】
【分析】将方程的常数项移动方程右边,两边都加上,左边化为完全平方式,右边合并,开方转化为两个一元一次方程,求出一次方程的解即可得到原方程的解.
【详解】,
移项得:,
配方得:,即,
开方得:,
则,.
【点睛】此题考查了解一元二次方程-配方法,掌握配方的方法和步骤是解题的关键.
18. 已知实数是的根,求的值.
【答案】.
【解析】
【分析】本题考查了整式的化简求值,一元二次方程的解,由实数是的根,得到,再将整式化简后即可求解,掌握相关知识是解题的关键.
【详解】解:∵实数是的根,
∴,即,
∴
.
19. 关于一元二次方程.
(1)求证:该方程总有两个实数根;
(2)若该方程有一根小于0,求的取值范围.
【答案】(1)见解析 (2)
【解析】
【分析】本题考查了一元二次方程根的判别式的意义,公式法解一元二次方程;
(1)求出根的判别式,根据判别式的意义可得结论;
(2)利用公式法求出方程的解为,,根据该方程有一根小于0可知,然后可求出的取值范围.
【小问1详解】
证明:依题意,得,
该方程总有两个实数根;
【小问2详解】
解:∵,
∴,
,,
∵该方程有一根小于0,
∴,
∴.
20. 如图,在7×7的正方形网格中,每个小正方形网格的边长为1,图中“L”形的每个顶点均为网格线交点,将“L”形绕点O顺时针旋转(),顶点A,B的对应点分别为,,线段m的对应线段为.
(1)在图中标出点O,并画出“L”形旋转后所得到的图形;
(2)______°;
(3)在旋转过程中,点C所经过的路径长为_____.
【答案】(1)见解析 (2)90
(3)
【解析】
【分析】本题考查作图-旋转变换,弧长公式,解题关键是掌握旋转变换的性质,记住弧长公式.
(1)和垂直平分线的交点即为旋转中心O,然后利用旋转变换的性质分别作出对应点即可;
(2)根据旋转角的定义判断即可;
(3)利用弧长公式求解.
【小问1详解】
解:图形如图所示;
【小问2详解】
解:观察图形发现旋转角.
故答案为:;
【小问3详解】
解:点C所经过的路径长为;
故答案为:;
21. 甲、乙两人做游戏,同时掷两枚质地均匀的骰子,规则如下:
两枚骰子点数相同时甲胜;
两枚骰子的点数之和为时乙胜;
是否存在m的值使得甲、乙两人获胜的概率相同?请用画树状图或列表的方法说明你的结论.
【答案】当时,甲、乙两人获胜的概率相同
【解析】
【分析】首先根据题意列出表格,然后由表格即可求得所有等可能的结果与点数相同和点数和的情况,再利用概率公式即可求得两人获胜的概率,可得结果.
此题考查了列表法或树状图法求概率.用到的知识点为:概率=所求情况数与总情况数之比.
【详解】解:存在.
列表得:
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
5
6
7
2
3
4
5
6
7
8
3
4
5
6
7
8
9
4
5
6
7
8
9
10
5
6
7
8
9
10
11
6
7
8
9
10
11
12
共有36种等可能的结果,点数相同的结果有6种,
甲胜的概率为,
两枚骰子的点数之和为7的结果为6种,
当时,
乙胜的概率为,
即当时,甲、乙两人获胜的概率相同.
22. 下表是二次函数图象上部分点的横坐标和纵坐标.
x
…
-1
0
1
2
3
4
5
…
y
…
8
3
0
-1
0
m
8
…
(1)观察表格,直接写出______;
(2)求这个二次函数表达式.
【答案】(1)3 (2)
【解析】
【分析】本题主要考查了二次函数的性质,待定系数法求二次函数解析式.熟练掌握二次函数的性质,待定系数法求二次函数解析式是解题的关键.
(1)根据二次函数的对称性质即可得出的值;
(2)由表格可知二次函数图象顶点为,由二次函数的顶点式即可求解.
【小问1详解】
解:观察表格,可知.
故答案为:3.
【小问2详解】
解:由表格可知,二次函数图象顶点,
∴设二次函数顶点式为,
把代入得:,
解得,
∴二次函数解析式为,即.
23. 在平面直角坐标系中,将函数的图象向上平移2个单位得到的直线经过点.
(1)求k与b的值;
(2)当时,对于x的每一个值,函数的值大于函数的值,直接写出的取值范围.
【答案】(1)
(2)
【解析】
【分析】本题考查了一次函数图象与几何变换,一次函数与系数的关系,熟知一次函数的性质是解题的关键.
(1)先根据直线向上平移 2 个单位得出,再将点代入,求出的值即可;
(2)根据点结合一次函数的性质即可求得.
【小问1详解】
解:∵将函数的图象向上平移 2 个单位得到的直线,
∴,
∵一次函数的图象经过点,
∴,
∴.
【小问2详解】
解:把代入,得,
把点代入,得.
∵当时,对于的每一个值,函数的值大于函数的值,
∴的取值范围是.
24. 如图,是的内接三角形,延长至点D,平分交于点E,连接,.求证:.
【答案】见解析
【解析】
【分析】首先根据同弧所对的圆周角相等可得,根据圆内接四边形的对角互补可得,根据邻补角定义可得,根据同角的补角相等可得,等量代换可证,根据等角对等边可证.
【详解】证明:平分,
,
∵,
,
四边形为的内接四边形,
,
,
,
,
.
【点睛】本题考查了圆内接四边形的性质、同弧所对的圆周角相等、等角对等边、角平分线的定义.解决本题的关键是根据图形的性质得到角之间的关系,利用角之间的关系得到边之间的关系.
25. 如图,是的直径,弦,过点D作的切线交的延长线于点E,连接,.
(1)求证:;
(2)若,,求的长.
【答案】(1)见解析 (2)
【解析】
【分析】(1)作于点,连接,先由平行的性质得,再由切线的性质得,进而得,即可得,再由垂径定理和圆周角定理可得,继而可得结论;
(2)作于点,设的半径为,则,由勾股定理列方程得,解方程得,进而可得的值,再由勾股定理可得的值,最后由可得答案.
【小问1详解】
证明:过点 O 作于点,连接,如图1,
,
,
,
,
,
是的切线, D是切点,
,
,
,
,
,
,
,
.
【小问2详解】
解:作于点,如图2,
,
,
∴四边形为矩形,
,
设的半径为,则,
,
,
∵在中,,
,
解得,
,
,
,
∴在中,,
.
【点睛】本题考查了切线的性质,圆周角定理,垂径定理,勾股定理等知识,正确作出辅助线是解题关键.
26. 在平面直角坐标系中,抛物线:经过点.
(1)求抛物线对称轴;
(2)过点作x轴的垂线,交抛物线于点M,交抛物线于点N.
①若,,求的长,的面积;
②已知在点P从点O运动到点的过程中,的面积随的长的增大而增大,求a的取值范围.
【答案】(1)抛物线对称轴是直线
(2)①,的面积是2;②或
【解析】
【分析】本题考查了二次函数与三角形的面积的综合问题,二次函数的图象与性质,抛物线开口方向的不同以及增减性的变化研究是解题的关键.
(1)把的坐标代入,求得,得到抛物线的解析式为:,从而可求得答案;
(2)①当,时,抛物线得解析式为:,抛物线的解析式为,点的坐标为,即可求得答案;
②先求出和,得到,进一步证明抛物线的顶点在抛物线上,即可讨论抛物线的开口方向及画出图形:若,且时,,此时,根据题意,可求得a的取值范围;若,且时,,此时,但不符合题意;若,则,,在点P的运动过程中始终满足题意;综合上述即可得出结论.
【小问1详解】
解:把的坐标代入,得,
,
抛物线得解析式为:,
,
其对称轴为直线;
【小问2详解】
解:①当,时,抛物线得解析式为:,抛物线得解析式为,点的坐标为,
此时点P与点M重合,
,
当时,,
,
,
的面积为;
②把点的坐标代入抛物线:,得,
,
把点的坐标代入抛物线:,得,
,
则,
抛物线:的顶点坐标为,
当时,,
抛物线的顶点在抛物线上,
若,且时,,
此时,
在点P从点O运动到点的过程中,的面积随的长的增大而增大,
必须在对称轴直线的左侧,
,
,
;
若,且时,,
此时,
在点P从点O运动到点的过程中,必须,且,的面积才随的长的增大而增大,
这与不符,舍去;
若,则,
,
此时,在点P从点O运动到点的过程中,点P始终在对称轴直线的左侧,的面积总是随的长的增大而增大,
;
综上所述,满足题意的a的取值范围是或.
27. 在中,,,将边绕点B逆时针旋转,得到线段,连接,过点B作的垂线交于点E,交延长线于点M,连接.
(1)求的度数;
(2)用等式表示线段之间的数量关系,并证明.
【答案】(1)
(2),见解析
【解析】
【分析】(1)作于点Q,由旋转得,则,因为,,所以,而于点E,则,则,所以;
(2)由,得,所以,则,而,,所以,则可得结论.
【小问1详解】
解:作于点Q,则,
将边绕点B逆时针旋转,得到线段,
,
,
,,
,
于点E,
,
,
,
的度数是
【小问2详解】
解:,
证明:,
,
,
,
,于点Q,
,
,于点E,
,
垂直平分,
,
,
,
【点睛】此题重点考查等腰直角三角形的性质、旋转的性质、等腰三角形的“三线合一”、线段的垂直平分线的性质、勾股定理等知识,正确地作出辅助线是解题的关键.
28. 在平面直角坐标系中,的半径为1.对于的弦和平面内的点C,给出如下定义:若弦上存在点P,使得点C绕点P旋转后得到的对应点在上,则称点C是弦的“伴随点”.
(1)如图,点,.
①在点,,中,弦的“伴随点”是_________;
②若点D是弦的“伴随点”,则点D的横坐标的最小值为________;
(2)已知直线与坐标轴交于点E和点F,点Q是线段上任意一点,且存在的弦,,使得点Q是弦的“伴随点”.直接写出b的取值范围.
【答案】(1)①,②
(2)或
【解析】
【分析】(1)①根据点,,确定直线的解析式为, 设点绕点P旋转后得到对应点,且在上,设,则,根据题意,,整理,得,根据题意,的半径为1,且在上,得到,解方程,依次解答即可.
②设,根据点D是弦的“伴随点”,得到,继而得到,解答即可.
(2)把分别绕点N,M旋转得到和,连接,,,此时点N在上,点M在上,且,设和的外切于点K,作和的外公切线,连接,交切线于点G,设切线与的切点为W,连接,根据题意,得正方形,,根据得到是等边三角形,得,
故弦的“伴随点”在以点为圆心,分别以3为半径,为半径的圆环内,包含边界.故点Q在以点为圆心,分别以3为半径,为半径的圆环内,包含边界.确定了或,当,且直线,且与小圆切于点R,交y轴于点S,得到,此时得到;当,且直线,且与小圆切于点T,交y轴于点U,此时;解答即可.
本题考查的是新定义的含义,一次函数的图象与性质,圆的基本性质,切线的性质,等腰直角三角形的判定与性质,勾股定理的应用,理解新定义,熟练的利用数形结合的方法解题是关键.
【小问1详解】
①解:设直线的解析式为,把点,分别代入解析式,得,
解得,
故直线的解析式为,
设点绕点P旋转后得到对应点,且在上,,
则,根据题意,,整理,得,
故,
又的半径为1,且在上,
故,
把代入中,得
,
整理,得即,
解得,
当时,,此时;
当时,,此时;
∴点是弦的“伴随点”;
设点绕点P旋转后得到对应点,且在上,,
则,根据题意,,整理,得,
又的半径为1,且在上,
故,
把代入中,得
,
整理,得即,
又,
此时方程无解,
故不是弦的“伴随点”;
设点绕点P旋转后得到对应点,且在上,,
则,根据题意,,整理,得,
故,
又的半径为1,且在上,
故,
把代入中,得
,
整理,得即,
故即,
解得,
当时,,此时;
∴点是弦的“伴随点”;
故答案为:,.
②解:设,
∵点D是弦的“伴随点”,
∴,
∴,
∴,
∴点D的横坐标的最小值为;
故答案为:.
【小问2详解】
解:如图,,
把分别绕点N,M旋转得到和,连接,,,
此时点N在上,点M在上,且,
设和的外切于点K,作和的外公切线,连接,交切线于点G,
设切线与的切点为W,连接,
根据题意,得正方形,
故,
根据得到是等边三角形,
∵,
∴,,
∴,
∴弦的“伴随点”在以点为圆心,分别以3为半径,为半径的圆环内,包含边界.
∵直线与坐标轴交于点E和点F,点Q是线段上任意一点,且存在的弦,,使得点Q是弦的“伴随点”.
∴点Q在以点为圆心,分别以3为半径,为半径的圆环内,包含边界.
∴或,
当,且直线,且与小圆切于点R,交y轴于点S,
∵直线与坐标轴交于点E和点F,
∴,
∴,
∴,,
∴,
∴,
∴,
此时;
当,且直线,且与小圆切于点T,交y轴于点U,
∵直线与坐标轴交于点E和点F,
∴,
∴,
∴,,
∴,
∴,
∴,
此时;
综上所述,b的取值范围为或.
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