内容正文:
2025-2026学年深圳外国语学校九年级(上)期末数学试卷
一.选择题(共8小题,每题3分,共24分)
1. 中国的航天技术已达到世界先进水平,为世界科技进步贡献了中国智慧.下列中国航天图标中是中心对称图形的是( )
A. B. C. D.
2. 如图是物理中经常使用的U型磁铁示意图,其左视图是( )
A. B. C. D.
3. 英国曼彻斯特大学的两位科学家因为成功地从石墨中分离出石墨烯,获得了诺贝尔物理学奖,石墨烯是目前世界上最薄却最坚硬的纳米材料,同时也是导电性最好的材料,其理论厚度仅米,将用科学记数法表示为( )
A. B. C. D.
4. 蜜蜂的蜂巢美观有序,从入口处看,蜂巢由许多正六边形构成(如图所示).一个正六边形的内角和的度数是( )
A. 360° B. 540° C. 720° D. 1080°
5. 如图,在平面直角坐标系中,点A的坐标为,点的坐标为。以为边作矩形,若将矩形绕点顺时针旋转,得到矩形,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
6. 关于x的方程根的情况为( )
A. 有两个相等的实数根 B. 有两个不相等的实数根
C. 无实数根 D. 只有一个实数根
7. 如图,在正方形中,,点E是的中点,把沿折叠,点B落在点F处,延长交于点G,连接,则的长为( )
A. B. 2 C. D.
8. 如图,抛物线与轴交于点,交轴的正半轴于点,对称轴交抛物线于点,交轴于点,则下列结论:①;②;③(为任意实数);④若点是抛物线上第一象限上的动点,当的面积最大时,,其中正确的有( )
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
二.填空题(共5小题,每题3分,共15分)
9. 因式分解:______.
10. 已知都是实数,且,则________.
11. 二次函数的图象与轴交点坐标是______.
12. 实验是培养学生创新能力的重要途径之一,如图是小红同学安装的化学实验装置,安装要求为试管略向下倾斜,试管夹应固定在距试管口的三分之一处.已知试管,,试管倾斜角为,经测得:.实验时,当导气管紧贴水槽,延长交的延长线于点F,且(点C,D,N,F在同一条直线上),线段的长度为_________.(结果精确到0.1,参考数据:)
13. 定义:如果三角形有两个内角的差为,那么这样的三角形叫做准直角三角形.已知在直角中,,,,如图,如果点在边上,且是准直角三角形,那么____.
三.解答题(共7小题,共61分)
14. 计算:
15. 先化简,再求值:,其中,.
16. 党的二十大报告提出:传承中华优秀传统文化,满足人民日益增长的精神文化需求.某校积极开展活动,从诗词歌赋、戏剧戏曲、国宝非遗、饮食文化、名人书法五个方面让传统文化“活”起来.在某次竞赛活动中,竞赛成绩按以下五组进行整理(得分用x表示):A:,B:,C:,D:,并绘制出如图的统计图1和图2.
请根据相关信息,解答下列问题:
(1)图1中A组所在扇形的圆心角度数为______°,并将条形统计图补充完整.
(2)若“”这一组的数据为:90,96,92,95,93,96,96,95,97,100,求这组数据的中位数和众数.
(3)若此次竞赛进入初赛后还要进行三轮知识问答,将这三轮知识问答的成绩按20%,30%,50%确定最后得分,达到90分及以上可进入决赛,小敏这三轮的成绩分别为86,89,93,问小敏能参加决赛吗?请说明你的理由.
(4)经过初赛,进入决赛的同学有3名女生2名男生,现从这五位同学中决出冠亚军,请用列表法或画树状图的方法求冠亚军恰好是一男一女的概率.
17. 随着新能源汽车的逐渐增加,为加快公共领域充电基础设施建设,某停车场计划购买甲、乙两种型号的充电桩,已知甲型充电桩比乙型充电桩的单价多万元,用16万元购买甲型充电桩与用12万元购买乙型充电桩的数量相等.
(1)甲、乙两种型号充电桩的单价各是多少?
(2)该停车场计划购买甲、乙两种型号的充电桩共30个,且乙型充电桩的购买数量不超过甲型充电桩购买数量的2倍,则如何购买所需总费用最少?
18. 如图,是的直径,点C在上,D为外一点,且,.
(1)求证:直线为的切线.
(2)若DC=,AD=2,求⊙P的半径.
(3)在(2)的条件下,求阴影部分的面积.
19. 中国瓷器是世界上最早最精美的陶瓷之一,也是中国文化的重要组成部分,远光九年级的同学在进行历史和数学跨学科项目式学习时,通过收集到的素材进行了方案探究和任务性学习:
【设计方案求碗里水面的宽度】
素材一:
如图1是一个竖直放置在水平桌面上的瓷碗,图2是其截面图,瓷碗高度,碗口宽,,碗体呈抛物线状(碗体厚度不计),当碗中盛满水时的最大深度.
素材二:
如图3,把瓷碗绕点B缓缓倾斜,倒出碗中的部分水,当水面与碗口的夹角为时停止倾斜.
问题解决
任务一
如图2,以碗底的中点F为原点O,以为x轴,的中垂线为y轴,建立平面直角坐标系,求碗体的抛物线解析式;
任务二
如图2,当把碗中的水喝掉一部分后,发现水面的最大深度下降了至线段处,求此时水面宽度的长;
任务三
如图3,把瓷碗绕点B缓慢倾斜,倒出碗中的部分水,当水面与碗口的夹角为时停止倾斜,求此时碗里水面的宽度__________.
20. 我们知道,一次函数的图象可以由正比例函数的图象向下平移1个单位得到;也可以由正比例函数的图象向右平移一个长度单位得到;函数也可以由一个反比例函数通过平移得到,使用“描点法”作出函数的图象,列表:恰当地选取自变量x的几个值,计算y对应的值.
x
…
0
1
2
…
…
2
0
…
描点:以表中各对x、y的值为点的坐标,在平面直角坐标系中描出相应的点,连线:如图1,将图中直线两侧的各点分别用一条光滑的曲线顺次连接起来.
(1)观察图象并分析表格,回答下列问题:
①函数的图象是由函数向__________(填“左”或“右”)平移1个单位得到.
②函数的图象关于点__________中心对称(填写点的坐标).
(2)一次函数的图象经过函数的中心对称点,并且与函数的图象交于点,点B.当时,x的取值范围是__________.
(3)如图2,在平面直角坐标系中,点O为原点,矩形的顶点A,C的坐标分别为、.点D是的中点,连结交于点E,函数的图象经过B,E两点.
①求出函数的表达式.
②过线段中点M的一条直线l与这个函数的图象交于P,Q两点(P在Q右侧),若以B、E、P、Q为顶点组成的四边形面积为16,请直接写出点P的坐标.
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2025-2026学年深圳外国语学校九年级(上)期末数学试卷
一.选择题(共8小题,每题3分,共24分)
1. 中国的航天技术已达到世界先进水平,为世界科技进步贡献了中国智慧.下列中国航天图标中是中心对称图形的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】本题考查的是中心对称图形的概念,掌握中心对称图形的概念是解答本题的关键.把一个图形绕着某一个点旋转,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,这个点就是它的对称中心.根据中心对称图形的概念逐项判断即可.
【详解】解:A、图案不能找到一个点,使图形绕这个点旋转后与原来的图形重合,
不是中心对称图形;
B、图案不能找到一个点,使图形绕这个点旋转后与原来的图形重合,
∴不是中心对称图形;
C、图案能找到一个点,使图形绕这个点旋转后与原来的图形重合,
∴是中心对称图形;
D、图案不能找到一个点,使图形绕这个点旋转后与原来的图形重合,
∴不是中心对称图形.
故选:C.
2. 如图是物理中经常使用的U型磁铁示意图,其左视图是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】解:物理中经常使用的U型磁铁其左视图是B .
3. 英国曼彻斯特大学的两位科学家因为成功地从石墨中分离出石墨烯,获得了诺贝尔物理学奖,石墨烯是目前世界上最薄却最坚硬的纳米材料,同时也是导电性最好的材料,其理论厚度仅米,将用科学记数法表示为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】此题考查了科学记数法的表示方法,根据科学记数法的表示形式为的形式,其中,为整数即可求解,解题的关键要正确确定的值以及的值.
【详解】解:,
故选:C.
4. 蜜蜂的蜂巢美观有序,从入口处看,蜂巢由许多正六边形构成(如图所示).一个正六边形的内角和的度数是( )
A. 360° B. 540° C. 720° D. 1080°
【答案】C
【解析】
【分析】本题主要考查了多边形的内角和定理,
根据多边形内角和定理,再代入计算即可.
【详解】解:一个正六边形的内角和的度数是.
故选:C.
5. 如图,在平面直角坐标系中,点A的坐标为,点的坐标为。以为边作矩形,若将矩形绕点顺时针旋转,得到矩形,则点的坐标为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】本题主要考查了坐标与图形变化一旋转,矩形的性质,掌握矩形的性质是解题的关键.
先根据题意得到,再由矩形的性质可得,由旋转的性质可得,据此可得答案.
【详解】∵点的坐标为,点的坐标为,
,
∵四边形是矩形,
∵将矩形绕点顺时针旋转,得到矩形,
∴轴,
∴点的坐标为,
故选:B.
6. 关于x的方程根的情况为( )
A. 有两个相等的实数根 B. 有两个不相等的实数根
C. 无实数根 D. 只有一个实数根
【答案】C
【解析】
【分析】本题考查一元二次方程根的判别式.通过计算判别式并分析其符号即可确定根的情况.
【详解】解:对于方程,其判别式为:
由于,则,因此.
故判别式恒为负数,方程无实数根,
故选:C.
7. 如图,在正方形中,,点E是的中点,把沿折叠,点B落在点F处,延长交于点G,连接,则的长为( )
A. B. 2 C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】本题考查正方形中的翻折问题,勾股定理,三角形全等的判定与性质,解题的关键是掌握翻折性质,由折叠的性质易知,证明,设,则,由勾股定理得到,求出,最后利用勾股定理即可求解.
【详解】解:∵四边形为正方形,
∴,,
由折叠的性质易知,
∴,,
∴,,
又∵,
∴,
∴.
∵E为边的中点,
∴.
设,则,
∴,,
在中,,
∴,
解得,
∴,
∴,
∴.
故选:C.
8. 如图,抛物线与轴交于点,交轴的正半轴于点,对称轴交抛物线于点,交轴于点,则下列结论:①;②;③(为任意实数);④若点是抛物线上第一象限上的动点,当的面积最大时,,其中正确的有( )
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
【答案】A
【解析】
【分析】根据二次函数图像与性质,由抛物线与轴交于点,得到对称轴,从而得到,①正确;由①中,抛物线开口向下及抛物线交轴的正半轴即可确定②错误;根据二次函数最值即可得到,③错误;根据平面直角坐标系中三角形面积的求法,得到,利用二次函数图像与性质即可确定④错误.
【详解】解:∵抛物线与轴交于点,
∴对称轴为直线,即,
∴,故①正确,符合题意;
∵抛物线开口向下,
∴,
∴,
∵抛物线交轴的正半轴,
∴,
∴,故②错误,不符合题意;
∵抛物线的对称轴,开口向下,
∴当时,有最大值,最大值为,
∴(为任意实数),
∴(为任意实数),故③错误,不符合题意;
∵,
设直线的解析式为,
∴,解得,
∴,
将点代入,
∴,
∴,
过点作轴交于点,如图所示:
∵,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴当时,的面积最大,故④不正确,不符合题意;
故选:A.
【点睛】本题考查二次函数图像与性质,熟练掌握二次函数图形与性质,平面直角坐标系中求三角形面积等是解决问题的关键.
二.填空题(共5小题,每题3分,共15分)
9. 因式分解:______.
【答案】
【解析】
【分析】本题考查因式分解,先提公因式,再利用平方差公式分解因式即可.
【详解】解:
.
10. 已知都是实数,且,则________.
【答案】64
【解析】
【分析】本题考查了算术平方根被开方数的非负性,利用算术平方根被开方数的非负性求出x值,再代入求出y值,即可求解.熟练掌握并灵活运用算术平方根被开方数的非负性是解题的关键.
【详解】解:∵,
∴,,
∴,
将代入,
得:,
∴.
故答案为:64.
11. 二次函数的图象与轴交点坐标是______.
【答案】
【解析】
【分析】本题考查了抛物线与坐标轴的交点问题,熟练掌握求交点的基本方法是解题的关键.
根据题意,求出时的函数值即可得到二次函数图象与y轴的交点坐标.
【详解】解:当时,,
∴二次函数的图像与y轴的交点坐标为.
故答案为:.
12. 实验是培养学生创新能力的重要途径之一,如图是小红同学安装的化学实验装置,安装要求为试管略向下倾斜,试管夹应固定在距试管口的三分之一处.已知试管,,试管倾斜角为,经测得:.实验时,当导气管紧贴水槽,延长交的延长线于点F,且(点C,D,N,F在同一条直线上),线段的长度为_________.(结果精确到0.1,参考数据:)
【答案】21.8
【解析】
【分析】本题考查三角函数的应用,正确作出辅助线构造直角三角形是解题的关键,过点作于点,于点,利用三角函数可解得的值,即可求得的值;过点作于点,再证明为等腰三角形,并解得,然后由求解即可.
【详解】解:过点作于点,于点,如图:
由题可得: 在中,,,
∴,,
∵,
∴,
∴.
过点作于点,则四边形为矩形,
∵
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
故答案为:.
13. 定义:如果三角形有两个内角的差为,那么这样的三角形叫做准直角三角形.已知在直角中,,,,如图,如果点在边上,且是准直角三角形,那么____.
【答案】或.
【解析】
【分析】本题考查了相似三角形的判定和性质,锐角三角函数,勾股定理,利用分类讨论思想解决问题是本题的关键.分两种情况讨论,由相似三角形的性质和锐角三角函数可求解
【详解】当时,如图,过点D作于H,
在中,,,,
∴,
∵,,
∴,
又∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
当时,
∵,,
∴,
又∵,
∴,
∴,
∴,
∴,
综上所述:或;
三.解答题(共7小题,共61分)
14. 计算:
【答案】
【解析】
【分析】由题意可知,,,,再计算即可.
【详解】解:原式.
【点睛】本题主要考查了实数的计算,掌握运算法则是解题的关键.即,(a≠0).
15. 先化简,再求值:,其中,.
【答案】,
【解析】
【分析】本题考查了分式的化简求值,二次根式的减法计算,解题的关键是熟练掌握运算法则.
先计算括号内分式的减法,再将除法化为乘法计算,然后代入求值即可.
【详解】解:原式
当,.
原式.
16. 党的二十大报告提出:传承中华优秀传统文化,满足人民日益增长的精神文化需求.某校积极开展活动,从诗词歌赋、戏剧戏曲、国宝非遗、饮食文化、名人书法五个方面让传统文化“活”起来.在某次竞赛活动中,竞赛成绩按以下五组进行整理(得分用x表示):A:,B:,C:,D:,并绘制出如图的统计图1和图2.
请根据相关信息,解答下列问题:
(1)图1中A组所在扇形的圆心角度数为______°,并将条形统计图补充完整.
(2)若“”这一组的数据为:90,96,92,95,93,96,96,95,97,100,求这组数据的中位数和众数.
(3)若此次竞赛进入初赛后还要进行三轮知识问答,将这三轮知识问答的成绩按20%,30%,50%确定最后得分,达到90分及以上可进入决赛,小敏这三轮的成绩分别为86,89,93,问小敏能参加决赛吗?请说明你的理由.
(4)经过初赛,进入决赛的同学有3名女生2名男生,现从这五位同学中决出冠亚军,请用列表法或画树状图的方法求冠亚军恰好是一男一女的概率.
【答案】(1)54,
条形统计图如图所示:
(2)众数为96,中位数为
(3)小敏能参加决赛,理由:
小敏最后得分:,
∴小敏能参加决赛. (4)
【解析】
【分析】本题主要考查了条形统计图和扇形统计图数据相关联,求中位数、众数,以及加权平均数;
(1)先用组的人数除以组所占的百分比,求出参加此次竞赛的总人数,再计算组人数所占的百分比,最后用360°乘以组所占百分比,即可求出A组所在扇形的圆心角度数;用总人数乘以组所占百分比,即可求出组的人数,即可补充条形统计图;
(2)根据众数和中位数的定义,即可进行解答即可;
(3)将小敏三轮比赛成绩分别乘以其所占比例,求出其最后得分,即可进行解答;
(4)画出树状图,根据概率公式求解即可;
【小问1详解】
参加此次竞赛总人数:(人),
A组所占百分比:,
A组所在扇形的圆心角度数,
B组人数:(人),
故答案为:54.
【小问2详解】
排序为90,92,93,95,95,96,96,96,97,100,
∴中位数为:,
∵96出现次数最多,
∴众数为96,
综上:众数为96,中位数为;
【小问3详解】
略
【小问4详解】
画树状图如下:
∴一共有20种等可能的结果,其中冠亚军的两人恰好是一男一女的情况有12种情况,
∴冠亚军的两人恰好是一男一女的概率为.
17. 随着新能源汽车的逐渐增加,为加快公共领域充电基础设施建设,某停车场计划购买甲、乙两种型号的充电桩,已知甲型充电桩比乙型充电桩的单价多万元,用16万元购买甲型充电桩与用12万元购买乙型充电桩的数量相等.
(1)甲、乙两种型号充电桩的单价各是多少?
(2)该停车场计划购买甲、乙两种型号的充电桩共30个,且乙型充电桩的购买数量不超过甲型充电桩购买数量的2倍,则如何购买所需总费用最少?
【答案】(1)甲型充电桩的单价为万元,乙型充电桩的单价为万元
(2)购买甲型充电桩10个,乙型充电桩20个,所需总费用最少
【解析】
【分析】本题主要考查了分式方程的应用、一元一次不等式的应用以及一次函数的应用等知识点,正确掌握相关性质内容是解题的关键.
(1)设乙型充电桩的单价是x元,则甲型充电桩的单价是元,根据用16万元购买甲型充电桩与用12万元购买乙型充电桩的数量相等,列出分式方程,解方程即可;
(2)设购买甲型充电桩的数量为m个,则购买乙型充电桩的数量为个,根据乙型充电桩的购买数量不超过甲型充电桩购买数量的2倍,列出一元一次不等式,解不等式,再设所需费用为w元,求出w与m的函数关系式,然后根据一次函数的性质即可得出结论;
【小问1详解】
解:设乙型充电桩的单价是万元,则甲型充电桩的单价是万元,
由题意得:
解得:
经检验,是所列方程的解,且符合题意,
∴,
答:甲型充电桩的单价为万元,乙型充电桩的单价为万元.
【小问2详解】
设购买甲型充电桩的数量为个,则购买乙型充电桩的数量为个,
由题意得:,
解得:,
设所需总费用为万元,
由题意得:
∵
∴随的增大而增大,
∴当时,取得最小值,
此时,
答:购买甲型充电桩10个,乙型充电桩20个,所需总费用最少.
18. 如图,是的直径,点C在上,D为外一点,且,.
(1)求证:直线为的切线.
(2)若DC=,AD=2,求⊙P的半径.
(3)在(2)的条件下,求阴影部分的面积.
【答案】(1)证明过程见解析;(2)4;(3)
【解析】
【分析】(1)连接PC,根据圆周角定理得∠APC=2∠B,结合题意推出∠APC+∠DAB=180°,从而由平行线的判定得到AD∥PC,进而利用平行线的性质进行证明即可;
(2)连接AC、PC,在△ADC中根据勾股定理求得AC=4,根据直角三角形边之间的关系推出∠CAD=60°,从而根据平行线的性质推出∠CAD=∠ACP=60°,得出△APC是等边三角形,进而求得⊙P的半径;
(3)结合图形可知S阴影部分=S梯形ADCP-S扇形APC,从而利用梯形的面积公式及扇形的面积公式进行求解即可.
【详解】(1)证明:如图1,
连接PC,则∠APC=2∠B,
∵2∠B+∠DAB=180°,
∴∠APC+∠DAB=180°,
∴AD∥PC,
∵∠ADC=90°,
∴∠DCP=90°,
∴PC⊥DC,
故直线CD为⊙P的切线;
(2)如图2,连接AC、PC,
∵DC=,AD=2,∠ADC=90°,
∴AC=
∴∠CAD=60°,
由(1)得AD∥PC,
∴∠CAD=∠ACP=60°,
又PA=PC,
∴△APC是等边三角形,
∴PC=PA=AC=4,
故⊙P的半径是4;
(3)∵S梯形ADCP= (AD+PC)×CD=(2+4)×=,S扇形APC== ,
∴S阴影部分=S梯形ADCP-S扇形APC=,
故阴影部分的面积为.
【点睛】本题考查圆的综合运用,与圆周角定理、等边三角形的性质、直角三角形的性质以及梯形的性质结合起来,应充分的结合图形,能够根据角之间的关系推出线段间的关系,求面积的时候充分运用转化的思想,将不规则图形的面积转化为规则图形间的和差关系来求解.
19. 中国瓷器是世界上最早最精美的陶瓷之一,也是中国文化的重要组成部分,远光九年级的同学在进行历史和数学跨学科项目式学习时,通过收集到的素材进行了方案探究和任务性学习:
【设计方案求碗里水面的宽度】
素材一:
如图1是一个竖直放置在水平桌面上的瓷碗,图2是其截面图,瓷碗高度,碗口宽,,碗体呈抛物线状(碗体厚度不计),当碗中盛满水时的最大深度.
素材二:
如图3,把瓷碗绕点B缓缓倾斜,倒出碗中的部分水,当水面与碗口的夹角为时停止倾斜.
问题解决
任务一
如图2,以碗底的中点F为原点O,以为x轴,的中垂线为y轴,建立平面直角坐标系,求碗体的抛物线解析式;
任务二
如图2,当把碗中的水喝掉一部分后,发现水面的最大深度下降了至线段处,求此时水面宽度的长;
任务三
如图3,把瓷碗绕点B缓慢倾斜,倒出碗中的部分水,当水面与碗口的夹角为时停止倾斜,求此时碗里水面的宽度__________.
【答案】任务一:;任务二:;任务三:
【解析】
【分析】本题主要考查了二次函数的实际应用,解题的关键是正确建立平面直角坐标系,
任务一:由待定系数法求解函数解析式;
任务二:通过液面高度确定液面的纵坐标,再利用解析式给出液面两端的横坐标,即可求解.
任务三:仍建立以为x轴,的垂直平分线为y轴建立直角坐标系,通过等腰三角形的判定可求出点S的坐标,再利用待定系数法给出直线解析式,通过直线和抛物线求得交点H的坐标,最后利用勾股定理求两点间距离,即可解题.
【详解】解:任务一:如图:
瓷碗高度,碗口宽,碗体呈抛物线状(碗体厚度不计),碗中盛满水时的最大深度,
由题意得:,,
,
,
设抛物线的解析式为,
将点C的坐标代入得:,
解得,
抛物线解析式为;
任务二:碗中液面高度为,,
这时液面的纵坐标为,
当时,,
解得,,,
则液面宽度为;
任务三:以为x轴,的垂直平分线为y轴建立直角坐标系,倾斜后如图所示,记y轴交于点S,交于点P,
由题知,,,
轴,
又,
,
,
,
,
设直线的解析式为,
则,
解得,
,
联立方程组,
解得或(舍),
,
∴.
故答案为:.
20. 我们知道,一次函数的图象可以由正比例函数的图象向下平移1个单位得到;也可以由正比例函数的图象向右平移一个长度单位得到;函数也可以由一个反比例函数通过平移得到,使用“描点法”作出函数的图象,列表:恰当地选取自变量x的几个值,计算y对应的值.
x
…
0
1
2
…
…
2
0
…
描点:以表中各对x、y的值为点的坐标,在平面直角坐标系中描出相应的点,连线:如图1,将图中直线两侧的各点分别用一条光滑的曲线顺次连接起来.
(1)观察图象并分析表格,回答下列问题:
①函数的图象是由函数向__________(填“左”或“右”)平移1个单位得到.
②函数的图象关于点__________中心对称(填写点的坐标).
(2)一次函数的图象经过函数的中心对称点,并且与函数的图象交于点,点B.当时,x的取值范围是__________.
(3)如图2,在平面直角坐标系中,点O为原点,矩形的顶点A,C的坐标分别为、.点D是的中点,连结交于点E,函数的图象经过B,E两点.
①求出函数的表达式.
②过线段中点M的一条直线l与这个函数的图象交于P,Q两点(P在Q右侧),若以B、E、P、Q为顶点组成的四边形面积为16,请直接写出点P的坐标.
【答案】(1)①左,②
(2)或
(3)①;②或.
【解析】
【分析】(1)依据题意,①函数的图象可以由函数的图象向左平移1个单位得到,②由关于原点对称,从而可以得到函数的图象关于对称,进而得解;
(2)先由平移规律找到函数的对称点为,再利用待定系数法求出,进而可得出的坐标,结合图象即可得解;
(3)将坐标原点平移到点的位置,构建新的坐标系,在新的坐标系中,分点在点的左边和右边两种情况讨论,只需先求出点在新坐标系下的坐标,就可求出点在原坐标系下的坐标.
【小问1详解】
解:观察图象并分析表格,
①函数的图象是由函数的图象向左平移1个单位得到的;
②函数的图象可以看作是由函数的图象向左平移1个单位,再向上平移1个单位得到的,
∴对称中心也是由原点向左平移1个单位,再向上平移1个单位得到,
∴函数的图象关于点成中心对称,
故答案为:左;;
【小问2详解】
解:,
∴由(1)规律知,函数的图象可以看作是由函数的图象向左平移1个单位,再向上平移1个单位得到的,
∴对称中心也是由原点向左平移1个单位,再向上平移1个单位得到,
∴函数的对称点为,
∴一次函数的图象经过,,
∴,解得,
∴,
将与列成方程组得,
,解得或,
∴,
∴如图所示,
当时,即对应的一次函数图象在函数的图象下方对应的自变量的取值范围,即为或,
故答案为:或;
【小问3详解】
解:①∵矩形的顶点A,C的坐标分别为、.点D是的中点,
∴,
∴设直线的解析式为,直线的解析式为,
∴,,解得,,
∴,,
∴,解得,
∴,
将、代入函数可得,
解得:,
②∵线段中点为M,
∴为函数的对称中心,
,
,
以B、E、P、Q为顶点组成的四边形为平行四边形,且为平行四边形对角线,
∵,
∴由平移规律知,的图象可以看作由的图象向右平移4个单位,再向上平移2个单位得到的,此时,若两坐标轴也一起移动,则新坐标系下得到的新函数解析式为,点的新坐标为,点为新坐标系的原点,
∴可构建如图所示的新坐标系,若点在点的左边,
∵直线与双曲线都是以点为对称中心,
∴,
∵,
∴四边形是平行四边形,
∴,
∴,
过点作轴于,过点作轴于,
根据反比例函数比例系数的几何意义可得:,
∴,
设点在新坐标系中的坐标为,
则有,
解得(舍去),,
当时,,
即点在新坐标系中的坐标为,
∴点在原坐标系中的坐标为,即;
若点在点的右边,
如图,
同理可得:点在新坐标系中的坐标为,
∴点在原坐标系中的坐标为即,
∴点P的坐标为或.
【点睛】本题主要考查了反比例函数图象及性质,一次函数图象及性质,矩形的性质,平行四边形的性质,中点坐标公式,中心对称等知识点,熟练掌握以上知识点并能灵活运用是解决此题的关键.
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