卷
一、选择题(本大题共6小题,每小题3分,共18分)
1.下列4个图形中,是中心对称图形但不是轴对称的图形是( )
A. B.
C. D.
2.方程x2+kx﹣1=0根的情况是( ) A.有两个不相等的实数根 C.没有实数根
B.有两个相等的实数根 D.无法确定
3.在平面直角坐标系中,将二次函数y=x2的图象向左平移2个单位长度,再向上平移1个单位长度所得抛物线对应的函数表达式为( ) A.y=(x﹣2)2+1 B.y=(x+2)2+1
C.y=(x+2)2﹣1 D.y=(x﹣2)2﹣1
4.某校八年级组织一次篮球赛,各班均组队参赛,赛制为单循环形式(每两班之间都赛一场),共需安排15场比赛,则八年级班级的个数为( ) A.5
B.6
C.7
D.8
5.如图,已知抛物线y=ax2+bx+c开口向上,与x轴的一个交点为(﹣1,0),对称轴为直线x=1.下列结论错误的是( )
A.abc>0 B.b2>4ac C.4a+2b+c>0 D.2a+b=0
6.如图,在平面直角坐标系中,以坐标原点O为顶点的正方形OBCD,其中点D(2,0),
点B在y轴上,点C在第一象限,以BC为边在正方形OBCD外作等边△ABC,若将△ABC与正方形OBCD组成的图形绕点O顺时针旋转,每次旋转90°,则第2020次旋转结束时,点A的坐标为( )
A.(1,2+1)
) B.(2+,﹣1) C.(﹣1,﹣2﹣) D.(﹣2﹣,
二、填空题(本大题共6小题,每小题3分,共18分) 7.若x1、x2是方程x2+3x=0的两个根,则x1+x2= .
8.已知点P(a﹣3,7)关于原点对称的点在第四象限,则a的取值范围是 . 9.将y=﹣2(x﹣1)2+8的图象先向左平移2个单位,再向下平移5个单位,则最终所得图象的函数表达式为 .
10.从喷水池喷头喷出的水珠,在空中形成一条抛物线,如图所示,在抛物线各个位置上,水珠的竖直高度y(单位:m)与它距离喷头的水平距离x(单位:m)之间满足函数关系式y=﹣2x2+4x+1,则喷出水珠的最大高度是 m.
11.如图,将边长为1的正方形ABCD绕点A顺时针旋转30°到AB1C1D1的位置,则阴影部分的面积是 .
12.如图,已知二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象,且关于x的一元二次方程ax2+bx+c﹣m=0没有实数根,有下列结论:①b2﹣4ac>0;②abc<0;③m<﹣3;④3a+b>0.其中正确结论的序号有 .
三、解答题(本大题共5小题,每小题6分,共30分) 13.解方程: (1)4x2=12x; (2)3x2﹣4x﹣2=0.
14.已知函数y=(m﹣3)(x+2)m2﹣7+m﹣2是二次函数. (1)求m的值;
(2)求这个二次函数的解析式,并指出开口方向、对称轴和顶点坐标.
15.如图1与图2,在边长均为1个单位长度的小正方形组成的网格中,△ABC的顶点及点O均在格点上.请仅用无刻度直尺完成作图(保留作图痕迹). (1)在图1中,作△ABC关于点O成中心对称的△A′B′C′; (2)在图2中.
①作△ABC绕点A顺时针旋转一定角度后,顶点仍在格点上的△AB′C′; ②
请
直
接
写
出
:
点
B
到
AC
的
距
离
为 .
16.已知二次函数的顶点坐标为A(1,﹣4),且经过点B(3,0). (1)求该二次函数的解析式;
(2)判断点C(2,﹣3)是否在该函数图象上,并说明理由.
17.2021年7月1日是建党100周年纪念日,在本月日历表上可以用一个方框圈出4个数(如图所示),若圈出的四个数中,最小数与最大数的乘积为65,求这个最小数(请用方程知识解答).
四、(本大题共3小题,每小题8分,共24分) 18.关于x的一元二次方程x2﹣(k+3)x+2k+2=0. (1)求证:方程总有两个实数根;
(2)若方程有一个根小于1,求k的取值范围.
19.某超市经销一种商品,每件成本为50元.经市场调研,当该商品每件的销售价为60元时,每个月可销售300件,若每件的销售价每增加1元,则每个月的销售量将减少10件.设该商品每件的销售价为x元,每个月的销售量为y件. (1)求y与x的函数表达式;
(2)当该商品每件的销售价为多少元时,每个月的销售利润最大?最大利润是多少? 20.已知抛物线y=﹣2x2+(m﹣3)x﹣8.
(1)若抛物线的对称轴为y轴,求m的值; (2)若抛物线的顶点在x轴正半轴上,求m的值. 五、(本大题共2小题,每小题9分,共18分)
21.如图,点A、B在y=x2的图象上.已知A、B的横坐标分别为﹣2、4,直线AB与y轴交于点C,连接OA、OB. (1)求直线AB的函数表达式; (2)求△AOB的面积;
(3)若函数y=x2的图象上存在点P,使△PAB的面积等于△AOB的面积的一半,则这样的点P共有 个.
22.如图,在正方形ABCD中,点E,F分别是BC,CD边上的动点,且∠EAF=45°,求证:EF=DF+BE.
观察:EF,DF,BE三条线段都不在同一条直线上,能不能借助图形的运动,将部分线段放置在一条直线上加以证明呢?
思路:将△ABE绕点A顺时针旋转90°使AB与AD重合,得到了旋转后的△ADG. ①根据上述思路在图中画图分析并证明(写出详细的证明过程).
②若正方形ABCD的边长为6,当动点E在BC边上运动到中点位置时,动点F在CD边上距离D点多长的位置?
六、(本大题共1小题,每小题12分,共12分)
23.甲秀楼是贵阳市一张靓丽的名片.如图①,甲秀楼的桥拱截面OBA可视为抛物线的一
部分,在某一时刻,桥拱内的水面宽OA=8m,桥拱顶点B到水面的距离是4m. (1)按如图②所示建立平面直角坐标系,求桥拱部分抛物线的函数表达式;
(2)一只宽为1.2m的打捞船径直向桥驶来,当船驶到桥拱下方且距O点0.4m时,桥下水位刚好在OA处,有一名身高1.68m的工人站立在打捞船正中间清理垃圾,他的头顶是否会触碰到桥拱,请说明理由(假设船底与水面齐平).
(3)如图③,桥拱所在的函数图象是抛物线y=ax2+bx+c(a≠0),该抛物线在x轴下方部分与桥拱OBA在平静水面中的倒影组成一个新函数图象.将新函数图象向右平移m(m>0)个单位长度,平移后的函数图象在8≤x≤9时,y的值随x值的增大而减小,结合函数图象,求m的取值范围.
参考答案
一、选择题(本大题共6小题,每小题3分,共18分)
1.下列4个图形中,是中心对称图形但不是轴对称的图形是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据轴对称图形和中心对称图形的概念对各选项分析判断即可得解. 解:A、不是中心对称图形,也不是轴对称的图形,故本选项错误; B、是中心对称图形,也是轴对称的图形,故本选项错误; C、是中心对称图形但不是轴对称的图形,故本选项正确; D、不是中心对称图形,是轴对称的图形,故本选项错误. 故选:C.
2.方程x2+kx﹣1=0根的情况是( ) A.有两个不相等的实数根 C.没有实数根
B.有两个相等的实数根 D.无法确定
【分析】要判定方程根的情况,首先求出其判别式,然后判定其正负情况即可作出判断.解:∵x2+kx﹣1=0, ∴Δ=b2﹣4ac=k2+4>0, ∴方程有两个不相等的实数根. 故选:A.
3.在平面直角坐标系中,将二次函数y=x2的图象向左平移2个单位长度,再向上平移1个单位长度所得抛物线对应的函数表达式为( ) A.y=(x﹣2)2+1 B.y=(x+2)2+1
C.y=(x+2)2﹣1 D.y=(x﹣2)2﹣1
【分析】直接利用二次函数的平移规律,左加右减,上加下减,进而得出答案. 解:将二次函数y=x2的图象向左平移2个单位长度,得到:y=(x+2)2,
再向上平移1个单位长度得到:y=(x+2)2+1. 故选:B.
4.某校八年级组织一次篮球赛,各班均组队参赛,赛制为单循环形式(每两班之间都赛一场),共需安排15场比赛,则八年级班级的个数为( ) A.5
B.6
C.7
D.8
【分析】设八年级有x个班,根据“各班均组队参赛,赛制为单循环形式,且共需安排15场比赛”,即可得出关于x的一元二次方程,解之取其正值即可得出结论. 解:设八年级有x个班, 依题意得:x(x﹣1)=15, 整理得:x2﹣x﹣30=0,
解得:x1=6,x2=﹣5(不合题意,舍去). 故选:B.
5.如图,已知抛物线y=ax2+bx+c开口向上,与x轴的一个交点为(﹣1,0),对称轴为直线x=1.下列结论错误的是( )
A.abc>0 B.b2>4ac C.4a+2b+c>0 D.2a+b=0
【分析】利用函数图象的开口,与y轴交点坐标,和对称轴,分别判断出a,b,c的正负,可以判断出A选项,由抛物线与x轴交点个数,可以判断Δ=b2﹣4ac的正负,可以判断出B选项,又当x=2时,y=4a+2b+c,根据图象可以判断C选项,由对称轴为x=1,可以判断D选项.
解:由图象可得,抛物线开口向上,故a>0, 由于抛物线与y轴交点坐标为(0,c), 由图象可得,c<0,
对称轴为x=∴
,
,
∴b=﹣2a, ∵a>0, ∴b<0, ∴abc>0, 故A选项正确;
∵抛物线与x轴有两个交点, ∴Δ=b2﹣4ac>0, ∴b2>4ac, 故B选项正确;
由图象可得,当x=2时,y<0, ∴4a+2b+c<0, 故C选项错误;
∵抛物线的对称轴为x=1, ∴
,
∴2a+b=0, 故D选项正确, 故选:C.
6.如图,在平面直角坐标系中,以坐标原点O为顶点的正方形OBCD,其中点D(2,0),点B在y轴上,点C在第一象限,以BC为边在正方形OBCD外作等边△ABC,若将△ABC与正方形OBCD组成的图形绕点O顺时针旋转,每次旋转90°,则第2020次旋转结束时,点A的坐标为( )
A.(1,2+1)
) B.(2+,﹣1) C.(﹣1,﹣2﹣) D.(﹣2﹣,
【分析】过点A作AE⊥x轴于点E,交BC于点F,根据正方形的性质可得AF⊥BC,B(0,2),即可得EF=2,由等边三角形的性质及勾股定理可求解AF,BF的长,进而可求解A点坐标,再根据旋转的性质求出前4次旋转后点A的坐标,发现规律,进而求出第2020次旋转结束时,点A的坐标. 解:过点A作AE⊥x轴于点E,交BC于点F,
∵四边形OBCD为正方形D(2,0), ∴EF=OB=OD=BC=2,BC∥OD, ∴B(0,2),AF⊥BC, ∵△ABC为等边三角形, ∴AB=BC=2,BF=1, ∴AF=
,
,
∴AE=AF+EF=2+∴A(1,2+
),
∵正方形OBCD绕点O顺时针旋转,每次旋转90°, ∴发现规律:旋转4次一个循环, ∵2020÷4=505,
∴第2020次旋转结束时,点A的坐标为(1,2+故选:A.
二、填空题(本大题共6小题,每小题3分,共18分) 7.若x1、x2是方程x2+3x=0的两个根,则x1+x2= ﹣3 .
【分析】由x1、x2是方程x2+3x=0的两个根,利用根与系数的关系可得出x1+x2的值. 解:∵x1、x2是方程x2+3x=0的两个根,a=1,b=3,
).
∴x1+x2=﹣=﹣3. 故答案为:﹣3.
8.已知点P(a﹣3,7)关于原点对称的点在第四象限,则a的取值范围是 a<3 . +)【分析】首先根据题意判断出P点在第二象限,再根据第二象限内点的坐标符号(﹣,,可得到不等式a﹣3<0,然后解出a的范围即可. 解:∵P(a+1,1)关于原点对称的点在第四象限, ∴P点在第二象限, ∴a﹣3<0, 解得:a<3, 故答案为:a<3.
9.将y=﹣2(x﹣1)2+8的图象先向左平移2个单位,再向下平移5个单位,则最终所得图象的函数表达式为 y=﹣2(x+1)2+3 .
【分析】根据向左平移横坐标加,向下平移纵坐标减求出平移后的抛物线的顶点坐标即可.
解:y=﹣2(x﹣1)2+8的图象先向左平移2个单位,再向下平移5个单位,则最终所得图象的函数表达式为y=﹣2(x﹣1+2)2+8﹣5,即y=﹣2(x+1)2+3. 故答案是:y=﹣2(x+1)2+3.
10.从喷水池喷头喷出的水珠,在空中形成一条抛物线,如图所示,在抛物线各个位置上,水珠的竖直高度y(单位:m)与它距离喷头的水平距离x(单位:m)之间满足函数关系式y=﹣2x2+4x+1,则喷出水珠的最大高度是 3 m.
【分析】先把函数关系式配方,求出函数的最大值,即可得出水珠达到的最大高度. 解:∵y=﹣2x2+4x+1=﹣2(x﹣1)2+3, ∴当x=1时,y有最大值为3, ∴喷出水珠的最大高度是3m, 故答案为:3.
11.如图,将边长为1的正方形ABCD绕点A顺时针旋转30°到AB1C1D1的位置,则阴影部分的面积是 2﹣
.
【分析】连接AE,根据旋转的性质推出Rt△AB1E≌Rt△ADE,再由含30度角的直角三角形性质得出DE=关数值代入求解即可. 解:如图,
,最后由图可以得出S阴影部分=2(S正方形ABCD﹣S四边形ADEB1),将相
连接AE,根据题意可知AB1=AD=1,∠B1=∠D=90°,∠BAB1=30°, 在Rt△AB1E和Rt△ADE中,
,
∴Rt△AB1E≌Rt△ADE(HL), ∵∠B1AE=∠DAE=∠B1AD=30°, ∴
=
,解得DE=
,
,
)=2﹣
,
∴S四边形ADEB1=2S△ADE=2××AD×DE=
∴S阴影部分=2(S正方形ABCD﹣S四边形ADEB1)=2×(1﹣故答案为:2﹣
.
12.如图,已知二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象,且关于x的一元二次方程ax2+bx+c
﹣m=0没有实数根,有下列结论:①b2﹣4ac>0;②abc<0;③m<﹣3;④3a+b>0.其中正确结论的序号有 ①③④ .
【分析】由抛物线与x轴有两个不同交点,可判断①;根据抛物线的开口方向、对称轴及与y轴交点的位置,可得出a>0、b<0、c<0,进而即可得出abc>0,即可判断②;由将抛物线y=ax2+bx+c与直线y=﹣3有一个交点,即可判断③;由a>0、b=﹣2a,可得出3a+b=a>0,即可判断④. 解:∵抛物线与x轴有两个交点, ∴Δ=b2﹣4ac>0,①正确;
∵抛物线开口向上,对称轴为直线x=1,与y轴交于负半轴, ∴a>0,﹣
=1,c<0,
∴b=﹣2a<0, ∴abc>0,②错误;
∵方程ax2+bx+c﹣m=0没有实数根, ∴m<﹣3,③正确; ∵a>0,b=﹣2a, ∴3a+b=a>0,④正确. 故答案为:①③④.
三、解答题(本大题共5小题,每小题6分,共30分) 13.解方程: (1)4x2=12x; (2)3x2﹣4x﹣2=0.
【分析】(1)方程移项后,利用因式分解法求出解即可; (2)找出方程中a,b,c的值,代入求根公式计算即可求出解. 解:(1)方程移项得:4x2﹣12x=0,
分解因式得:4x(x﹣3)=0, 可得4x=0或x﹣3=0, 解得:x1=0,x2=3; (2)方程3x2﹣4x﹣2=0, 这里a=3,b=﹣4,c=﹣2,
∵△=(﹣4)2﹣4×3×(﹣2)=16+24=40>0, ∴x=
=
=
,
解得:x1=,x2=.
14.已知函数y=(m﹣3)(x+2)m2﹣7+m﹣2是二次函数. (1)求m的值;
(2)求这个二次函数的解析式,并指出开口方向、对称轴和顶点坐标.
【分析】(1)根据二次函数的定义得到关于m的方程,然后解方程求出m的值; (2)根据m的值即可得到抛物线解析式,再把解析式配成顶点式,然后根据二次函数的性质求解.
﹣
解:(1)∵函数y=(m﹣3)(x+2)m27+m﹣2是二次函数,
∴m2﹣7=2且m﹣3≠0, 解得m=﹣3; (2)∵m=﹣3,
∴二次函数的解析式为y=﹣6(x+2)2﹣5,
∴开口方向向下、对称轴是直线x=﹣2、顶点坐标是(﹣2,﹣5).
15.如图1与图2,在边长均为1个单位长度的小正方形组成的网格中,△ABC的顶点及点O均在格点上.请仅用无刻度直尺完成作图(保留作图痕迹). (1)在图1中,作△ABC关于点O成中心对称的△A′B′C′; (2)在图2中.
①作△ABC绕点A顺时针旋转一定角度后,顶点仍在格点上的△AB′C′; ②
请
直
接
写
出
:
点
B
到
AC
的
距
离
为
2 .
【分析】(1)利用旋转变换的性质分别作出A,B,C的对应点A′,B′,C′即可. (2)①利用数形结合的思想解决问题即可. ②利用三角形面积公式求解即可.
解:(1)如图1中,△A′B′C′即为所求.
(2)①如图2中,△AB′C′即为所求. ②设AC边上的高为h,•AC•h=•2解得h=2, 故答案为:2.
16.已知二次函数的顶点坐标为A(1,﹣4),且经过点B(3,0). (1)求该二次函数的解析式;
(2)判断点C(2,﹣3)是否在该函数图象上,并说明理由.
【分析】(1)设二次函数的解析式是y=a(x﹣h)2+k,先代入顶点A的坐标,再把B的坐标代入,即可求出a,即可得出解析式; (2)把C的坐标分别代入,看看两边是否相等即可. 解:(1)设二次函数的解析式是y=a(x﹣h)2+k, ∵二次函数的顶点坐标为A(1,﹣4), ∴y=a(x﹣1)2﹣4,
•4
,
∵经过点B(3,0), ∴代入得:0=a(3﹣1)2﹣4, 解得:a=1, ∴y=(x﹣1)2﹣4,
即二次函数的解析式为y=x2﹣2x﹣3;
(2)点C(2,﹣3)在该函数图象上,
理由是:把C(2,﹣3)代入y=x2﹣2x﹣3得:左边=﹣3,右边=4﹣4﹣3=﹣3, 即左边=右边,
所以点C在该函数的图象上.
17.2021年7月1日是建党100周年纪念日,在本月日历表上可以用一个方框圈出4个数(如图所示),若圈出的四个数中,最小数与最大数的乘积为65,求这个最小数(请用方程知识解答).
【分析】设这个最小数为x,则最大数为(x+8),根据最小数与最大数的乘积为65,即可得出关于x的一元二次方程,解之取其正值即可得出结论. 解:设这个最小数为x,则最大数为(x+8), 依题意得:x(x+8)=65, 整理得:x2+8x﹣65=0,
解得:x1=5,x2=﹣13(不合题意,舍去). 答:这个最小数为5.
四、(本大题共3小题,每小题8分,共24分) 18.关于x的一元二次方程x2﹣(k+3)x+2k+2=0.
(1)求证:方程总有两个实数根;
(2)若方程有一个根小于1,求k的取值范围.
【分析】(1)根据方程的系数结合根的判别式,可得Δ=(k﹣1)2≥0,由此可证出方程总有两个实数根;
(2)利用分解因式法解一元二次方程,可得出x1=2、x2=k+1,根据方程有一根小于1,即可得出关于k的一元一次不等式,解之即可得出k的取值范围.
x+2k+2=0中,]2﹣4×1×【解答】(1)证明:∵在方程x2﹣(k+3)Δ=[﹣(k+3)(2k+2)=k2﹣2k+1=(k﹣1)2≥0, ∴方程总有两个实数根.
(2)解:∵x2﹣(k+3)x+2k+2=(x﹣2)(x﹣k﹣1)=0, ∴x1=2,x2=k+1. ∵方程有一根小于1, ∴k+1<1,解得:k<0, ∴k的取值范围为k<0.
19.某超市经销一种商品,每件成本为50元.经市场调研,当该商品每件的销售价为60元时,每个月可销售300件,若每件的销售价每增加1元,则每个月的销售量将减少10件.设该商品每件的销售价为x元,每个月的销售量为y件. (1)求y与x的函数表达式;
(2)当该商品每件的销售价为多少元时,每个月的销售利润最大?最大利润是多少? 【分析】(1)根据等量关系“利润=(售价﹣进价)×销量”列出函数表达式即可. (2)根据(1)中列出函数关系式,配方后依据二次函数的性质求得利润最大值. 解:(1)根据题意,y=300﹣10(x﹣60) ∴y与x的函数表达式为:y=﹣10x+900;
(2)设每个月的销售利润为w, 由(1)知:w=﹣10x2+1400x﹣45000, ∴w=﹣10(x﹣70)2+4000,
∴每件销售价为70元时,获得最大利润;最大利润为4000元. 20.已知抛物线y=﹣2x2+(m﹣3)x﹣8. (1)若抛物线的对称轴为y轴,求m的值;
(2)若抛物线的顶点在x轴正半轴上,求m的值. 【分析】(1)根据对称轴公式 (2)根据顶点坐标公式求解即可.
解:(1)∵抛物线y=﹣2x2+(m﹣3)x﹣8的对称轴为y轴, ∴﹣解得m=3, 即m的值是3;
(2)∵抛物线y=﹣2x2+(m﹣3)x﹣8的顶点在x轴正半轴上,
=0,
即可求m的值;
∴
解得m=11, 即m的值是11.
五、(本大题共2小题,每小题9分,共18分)
21.如图,点A、B在y=x2的图象上.已知A、B的横坐标分别为﹣2、4,直线AB与y轴交于点C,连接OA、OB. (1)求直线AB的函数表达式; (2)求△AOB的面积;
(3)若函数y=x2的图象上存在点P,使△PAB的面积等于△AOB的面积的一半,则这样的点P共有 4 个.
【分析】(1)由抛物线的解析式求得A、B的坐标,然后根据待定系数法即可求得直线AB的解析式;
(2)由直线AB的解析式求得C的坐标,然后根据S△AOB=S△AOC+S△BOC,利用三角形面
积公式即可求得;
(3)过OC的中点,作AB的平行线交抛物线两个交点P1、P2,作直线P1P2关于直线AB的对称直线,P4,交抛物线两个交点P3、此时△P1AB的面积、△P2AB的面积、△P3AB的面积和△P4AB的面积都等于△AOB的面积的一半.
解:(1)∵点A、B在y=x2的图象上,A、B的横坐标分别为﹣2、4, ∴A(﹣2,1),B(4,4), 设直线AB的解析式为y=kx+b, ∴
,解得
,
∴直线AB的解析式为y=(2)在y=
+2;
+2中,令x=0,则y=2,
∴C的坐标为(0,2), ∴OC=2,
∴S△AOB=S△AOC+S△BOC=
+
=6.
(3)过OC的中点,作AB的平行线交抛物线两个交点P1、P2,此时△P1AB的面积和△P2AB的面积等于△AOB的面积的一半,
作直线P1P2关于直线AB的对称直线,交抛物线两个交点P3、P4,此时△P3AB的面积和△P4AB的面积等于△AOB的面积的一半, 所以这样的点P共有4个, 故答案为4.
22.如图,在正方形ABCD中,点E,F分别是BC,CD边上的动点,且∠EAF=45°,求证:EF=DF+BE.
观察:EF,DF,BE三条线段都不在同一条直线上,能不能借助图形的运动,将部分线
段放置在一条直线上加以证明呢?
思路:将△ABE绕点A顺时针旋转90°使AB与AD重合,得到了旋转后的△ADG. ①根据上述思路在图中画图分析并证明(写出详细的证明过程).
②若正方形ABCD的边长为6,当动点E在BC边上运动到中点位置时,动点F在CD边上距离D点多长的位置?
【分析】①先由旋转得到∠BAE=∠DAG,BE=DG,AE=AG,∠B=∠ADG=90°,然后由正方形的性质得到∠FAG=∠FAE,再得证△EAF≌△GAF,最后得证结果; ②有①中的结果得到点E在BC中点时CE、BE的长,然后设DF=x,表示出线段EF、CF的长度, 最后结合勾股定理列出方程得到x的大小,即可得到点F在CD边上的位置.解:①将△ABE绕点A顺时针旋转90°使AB与AD重合,得到了旋转后的△ADG,如图所示,证明如下,
由旋转得,∠BAE=∠DAG,BE=DG,AE=AG,∠B=∠ADG=90°, ∴∠ADF+∠ADG=180°, ∴点F、D、G三点共线, ∵∠EAF=45°, ∴∠BAE+∠DAF=45°,
∴∠DAG+∠DAF=45°,即∠FAG=45°, ∴∠FAG=∠FAE, ∵AF=AF,AE=AG, ∴△EAF≌△GAF(SAS), ∴EF=FG, ∴EF=DF+DG, ∴EF=DF+BE.
②∵正方形ABCD的边长为6,点E在BC边上运动到中点位置,
∴BE=BC=3, 由①可知,DG=BE=3, ∵正方形ABCD的边长为6, ∴CD=BC=AD=6, ∴CE=BC﹣BE=6﹣3=3,
设DF=x,则EF=FG=x+3,CF=6﹣x, 在Rt△EFC中,EC2+CF2=EF2, ∴32+(6﹣x)2=(x+3)2, 解得:x=2, ∴DF=2,
∴动点F在CD边上距离点D长为2的位置.
六、(本大题共1小题,每小题12分,共12分)
23.甲秀楼是贵阳市一张靓丽的名片.如图①,甲秀楼的桥拱截面OBA可视为抛物线的一部分,在某一时刻,桥拱内的水面宽OA=8m,桥拱顶点B到水面的距离是4m. (1)按如图②所示建立平面直角坐标系,求桥拱部分抛物线的函数表达式;
(2)一只宽为1.2m的打捞船径直向桥驶来,当船驶到桥拱下方且距O点0.4m时,桥下水位刚好在OA处,有一名身高1.68m的工人站立在打捞船正中间清理垃圾,他的头顶是否会触碰到桥拱,请说明理由(假设船底与水面齐平).
(3)如图③,桥拱所在的函数图象是抛物线y=ax2+bx+c(a≠0),该抛物线在x轴下方部分与桥拱OBA在平静水面中的倒影组成一个新函数图象.将新函数图象向右平移m(m>0)个单位长度,平移后的函数图象在8≤x≤9时,y的值随x值的增大而减小,结合函数图象,求m的取值范围.
【分析】(1)根据题意结合图象可以求出函数的顶点B (4,4),先设抛物线的顶点式y=a(x﹣4)2+4,再根据图象过原点,求出a的值即可;
(2)先求出工人矩原点的距离,再把距离代入函数解析式求出y的值,然后和1.68比较即可;
(3)根据倒影与桥对称,先求出倒影的解析式,再平移m各单位,根据二次函数的性质求出m的取值范围.
解:(1)如图②,由题意得:水面宽OA是8m,桥拱顶点B到水面的距离是4m, 结合函数图象可知,顶点B (4,4),点O (0,0), 设二次函数的表达式为y=a(x﹣4)2+4, 将点O (0,0)代入函数表达式, 解得:a=﹣,
∴二次函数的表达式为y=﹣(x﹣4)2+4, 即y=﹣x2+2x (0≤x≤8); (2)工人不会碰到头,理由如下:
∵打捞船距O点0.4m,打捞船宽1.2m,工人直立在打捞船中间, 由题意得:工人距O点距离为0.4+×1.2=1, ∴将x=1代入y=﹣x2+2x, 解得:y==1.75, ∵1.75m>1.68m, ∴此时工人不会碰到头;
(3)抛物线y=﹣x2+2x在x轴上方的部分与桥拱在平静水面中的倒影关于x轴成轴对称.
如图所示,
新函数图象的对称轴也是直线x=4,
此时,当0≤x≤4或x≥8时,y的值随x值的增大而减小, 将新函数图象向右平移m个单位长度,可得平移后的函数图象, 如图所示,
∵平移不改变图形形状和大小,
∴平移后函数图象的对称轴是直线x=4+m,
∴当m≤x≤4+m或x≥8+m时,y的值随x值的增大而减小, ∴当8≤x≤9时,y的值随x值的增大而减小,结合函数图象, 得m的取值范围是:
①m≤8且4+m≥9,得5≤m≤8, ②8+m≤8,得m≤0, 由题意知m>0,
∴m≤0不符合题意,舍去,
综上所述,m的取值范围是5≤m≤8.
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