2021年辽宁省抚顺市、铁岭市中考数学试卷
一、选择题(本题共10个小题,每小题3分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.(3分)下列各数中,比﹣1大的数是( )
A.﹣3
B.﹣2
C.﹣1
D.0
【答案】D
【考点】有理数大小比较
【分析】有理数大小比较的法则:①正数都大于0;②负数都小于0;③正数大于一切负数;④两个负数,绝对值大的其值反而小,据此判断即可.
【解答】解:∵﹣3<﹣1,﹣2<﹣1,﹣1=﹣1,0>﹣1,∴所给的各数中,比﹣1大的数是0.故选:D.
【难度】1
2.(3分)如图是由5个相同的正方体搭成的几何体,这个几何体的左视图是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【考点】简单组合体的三视图
【分析】左视图是从物体的左边观察得到的图形,结合选项进行判断即可.
【解答】解:从左边看,有两列,从左到右第一列是两个正方形,第二列底层是一个正方形.故选:A.
【难度】1
3.(3分)如图,直线a∥b,∠1=50°,∠2的度数为( )
A.100°
B.120°
C.130°
D.150°
【答案】C
【考点】平行线的性质
【分析】根据“直线a∥b,∠1=50°”得到∠3的度数,再根据∠2+∠3=180°即可得到∠2的度数.
【解答】解:∵a∥b,∠1=50°,∴∠3=∠1=50°,∵∠2+∠3=180°,∴∠2=130°,故选:C.
【难度】1
4.(3分)下列运算正确的是( )
A.x5+x5=x10
B.(x3y2)2=x5y4
C.x6÷x2=x3
D.x2•x3=x5
【答案】D
【考点】同底数幂的除法;合并同类项;同底数幂的乘法;幂的乘方与积的乘方
【分析】根据合并同类项,积的乘方,同底数幂的除法,同底数幂的乘法法则进行计算,从而作出判断.
【解答】解:A、x5+x5=2x5,故此选项不符合题意;B、(x3y2)2=x6y4,故此选项不符合题意;C、x6÷x2=x4,故此选项不符合题意;D、x2•x3=x5,正确,故此选项符合题意;故选:D.
【难度】3
5.(3分)某校为加强学生出行的安全意识,学校每月都要对学生进行安全知识测评,随机选取15名学生在五月份的测评成绩如表:
成绩(分) |
90 |
91 |
95 |
96 |
97 |
99 |
人数(人) |
2 |
3 |
2 |
4 |
3 |
1 |
则这组数据的中位数和众数分别为( )
A.95,95
B.95,96
C.96,96
D.96,97
【答案】C
【考点】众数;中位数
【分析】根据中位数、众数的意义分别求出中位数、众数即可.
【解答】解:将这15名学生成绩从小到大排列,处在中间位置的一个数,即第8个数是96,因此中位数是96,这15名学生成绩出现次数最多的是96,共出现4次,因此众数是96,故选:C.
【难度】3
6.(3分)某校举行学生会成员的竞选活动,对竞选者从民主测评和演讲两个方面进行考核,两项成绩均按百分制计,规定民主测评的成绩占40%,演讲的成绩占60%,小新同学的民主测评和演讲的成绩分别为80分和90分,则他的最终成绩是( )
A.83分
B.84分
C.85分
D.86分
【答案】D
【考点】加权平均数
【分析】根据加权平均数的定义列式计算即可.
【解答】解:他的最终成绩为80×40%+90×60%=86(分),故选:D.
【难度】1
7.(3分)如图,直线y=2x与y=kx+b相交于点P(m,2),则关于x的方程kx+b=2的解是( )
A.x
B.x=1
C.x=2
D.x=4
【答案】B
【考点】一次函数与一元一次方程;函数的图象
【分析】首先利用函数解析式y=2x求出m的值,然后再根据两函数图象的交点横坐标就是关于x的方程kx+b=2的解可得答案.
【解答】解:∵直线y=2x与y=kx+b相交于点P(m,2),∴2=2m,∴m=1,∴P(1,2),∴当x=1时,y=kx+b=2,∴关于x的方程kx+b=2的解是x=1,故选:B.
【难度】3
8.(3分)如图,在⊙O中,弦CD与直径AB相交于点E,连接OC,BD.若∠ABD=20°,∠AED=80°,则∠COB的度数为( )
A.80°
B.100°
C.120°
D.140°
【答案】C
【考点】圆周角定理;三角形的外角性质
【分析】根据三角形的外角性质求出∠D,根据圆周角定理得出∠D COB,求出∠COB=2∠D,再代入求出答案即可.
【解答】解:∵∠ABD=20°,∠AED=80°,∴∠D=∠AED﹣∠ABD=80°﹣20°=60°,∴∠COB=2∠D=120°,故选:C.
【难度】3
9.(3分)自带水杯已成为人们良好的健康卫生习惯.某公司为员工购买甲、乙两种型号的水杯,用720元购买甲种水杯的数量和用540元购买乙种水杯的数量相同,已知甲种水杯的单价比乙种水杯的单价多15元.设甲种水杯的单价为x元,则列出方程正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【考点】由实际问题抽象出分式方程
【分析】设甲种水杯的单价为x元,则乙种水杯的单价为(x﹣15)元,利用数量=总价÷单价,结合用720元购买甲种水杯的数量和用540元购买乙种水杯的数量相同,即可得出关于x的分式方程,此题得解.
【解答】解:设甲种水杯的单价为x元,则乙种水杯的单价为(x﹣15)元,依题意得: .故选:A.
【难度】3
10.(3分)如图,在矩形ABCD中,AB=6,AD=4,E是CD的中点,射线AE与BC的延长线相交于点F,点M从A出发,沿A→B→F的路线匀速运动到点F停止.过点M作MN⊥AF于点N.设AN的长为x,△AMN的面积为S,则能大致反映S与x之间函数关系的图象是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【考点】动点问题的函数图象
【分析】先证明△ADE≌△FCE得到,BF=8,由勾股定理求出AF=10.当点M在AB上时,根据三角函数求出NM ,
从而得到△AMN的面积S x×x x2;当点M在BF上时,先利用三角函数求出MN,再求出此时S关于x的函数关系式,即可得到答案.
【解答】解:如图, ∵E是CD的中点,∴CE=DE,∵四边形ABCD是矩形,∴∠D=∠DCF=90°,AD=BC=4,在△ADE与△FCE中, ,∴△ADE≌△FCE(SAS),∴CF=AD=4,∴BF=CF+BC=8,∴AF ,当点M在AB上时,在Rt△AMN和Rt△AFB中,tan∠NAM ,∴NM x x,∴△AMN的面积S x×x x2,∴当点M在AB上时,函数图象是开口向上、经过原点的抛物线的一部分;当点M在BF上时,如图,AN=x,NF=10﹣x,在Rt△FMN和Rt△FBA中,tan∠F ,∴ ,∴△AMN的面积S ,∴当点M在BF上时,函数图象是开口向下的抛物线的一部分;故选:B.
【难度】5
二、填空题(本题共8个小题,每小题3分,共24分)
11.(3分)在迎来中国共产党成立一百周年的重要时刻,我国脱贫攻坚战取得了全面胜利,现行标准下98990000农村贫困人口全部脱贫,将数据98990000用科学记数法表示为 .
【答案】9.899×107.
【考点】科学记数法—表示较大的数
【分析】科学记数法的表示形式为a×10n的形式,其中1≤|a|<10,n为整数.确定n的值时,要看把原数变成a时,小数点移动了多少位,n的绝对值与小数点移动的位数相同.当原数绝对值≥10时,n是正数;当原数的绝对值<1时,n是负数.
【解答】解:98990000=9.899×107,故答案为:9.899×107.
【难度】1
12.(3分)27的立方根为 .
【答案】3
【考点】立方根
【分析】找到立方等于27的数即可.
【解答】解:∵33=27,∴27的立方根是3,故答案为:3.
【难度】1
13.(3分)在平面直角坐标系中,点M(﹣2,4)关于原点对称的点的坐标是 .
【答案】(2,﹣4)
【考点】关于原点对称的点的坐标
【分析】根据关于原点对称的点,横坐标与纵坐标都互为相反数,可得答案.
【解答】解:点(﹣2,4)关于原点对称的点的坐标为(2,﹣4).故答案为:(2,﹣4).
【难度】1
14.(3分)在一个不透明袋子中,装有3个红球,5个白球和一些黄球,这些球除颜色外无其他差别,从袋中随机摸出一个球是白球的概率为 ,则袋中黄球的个数为 .
【答案】7.
【考点】概率公式
【分析】设有黄球x个,根据概率公式得: ,解得x的值即可.
【解答】解:设有黄球x个,根据题意得: ,解得:x=7,经检验x=7是原方程的解,故答案为:7.
【难度】1
15.(3分)如图,△ABC中,∠B=30°,以点C为圆心,CA长为半径画弧,交BC于点D,分别以点A,D为圆心,大于 AD的长为半径画弧,两弧相交于点E,作射线CE,交AB于点F,FH⊥AC于点H.若FH ,则BF的长为 .
【答案】2 .
【考点】作图—基本作图;角平分线的性质;含30度角的直角三角形
【分析】过F作FG⊥BC于G,由作图知,CF是∠ACB的角平分线,根据角平分线的性质得到FG=FH ,根据直角三角形的性质即可得到结论.
【解答】解:过F作FG⊥BC于G,由作图知,CF是∠ACB的角平分线,∵FH⊥AC于点H.FH ,∴FG=FH ,∵∠FGB=90°,∠B=30°.∴BF=2FG=2 ,故答案为:2 .
【难度】3
16.(3分)如图,将矩形纸片ABCD折叠,使点A与点C重合,折痕EF与AC相交于点O,连接BO.若AB=4,CF=5,则OB的长为 .
【答案】2
【考点】翻折变换(折叠问题);矩形的性质
【分析】连接AF,过O作OH⊥BC于H,由将矩形纸片ABCD折叠,使点A与点C重合,折痕EF与AC相交于点O,可得AF=CF=5,BF 3,BC=BF+CF=8,根据折叠可知OH是△ABC的中位线,故BH BC=4,OH AB=2,在Rt△BOH中,用勾股定理即得OB=2 .
【解答】解:连接AF,过O作OH⊥BC于H,如图: ∵将矩形纸片ABCD折叠,使点A与点C重合,折痕EF与AC相交于点O,∴AF=CF=5,OA=OC,在Rt△ABF中,BF 3,∴BC=BF+CF=8,∵OA=OC,OH⊥BC,AB⊥BC,∴O为AC中点,OH∥AB,∴OH是△ABC的中位线,∴BH=CH BC=4,OH AB=2,在Rt△BOH中,OB 2 ,故答案为:2 .
【难度】3
17.(3分)如图,△AOB中,AO=AB,OB在x轴上C,D分别为AB,OB的中点,连接CD,E为CD上任意一点,连接AE,OE,反比例函数y (x>0)的图象经过点A.若△AOE的面积为2,则k的值是 .
【答案】4.
【考点】反比例函数系数k的几何意义;反比例函数图象上点的坐标特征;等腰三角形的性质;三角形中位线定理
【分析】根据等腰△AOB,中位线CD得出AD⊥OB,S△AOE=S△AOD=2,应用|k|的几何意义求k.
【解答】解: 如图:连接AD,△AOB中,AO=AB,OB在x轴上,C、D分别为AB,OB的中点,∴AD⊥OB,AO∥CD,∴S△AOE=S△AOD=2,∴k=4.故答案为:4.
【难度】1
18.(3分)如图,在△ABC和△DEC中,∠ACB=∠DCE=90°,∠BAC=∠EDC=60°,AC=2cm,DC=1cm.则下列四个结论:①△ACD∽△BCE;②AD⊥BE;③∠CBE+∠DAE=45°;④在△CDE绕点C旋转过程中,△ABD面积的最大值为(2 2)cm2.其中正确的是 .(填写所有正确结论的序号)
【答案】①②④.
【考点】相似三角形的判定与性质;含30度角的直角三角形;旋转的性质
【分析】先证明△ACD∽△BCE,再用对应角∠EBC=∠DAC,即可判断①②③,再由D到直线AB的最大距离为CH+CD=( 1)cm,即可求得△ABD面积的最大值为 (2 2)cm2,故可判断④.
【解答】解:∵∠ACB=∠DCE=90°,∴∠ACB+∠ACE=∠DCE+∠ACE,∴∠BCE=∠ACD,∵∠BAC=∠EDC=60°,AC=2cm,DC=1cm,∴tan∠BAC ,tan∠BAC ,∴BC=2 cm,CE cm,∴ 2,∴△ACD∽△BCE,故①正确;∵△ACD∽△BCE,∴∠EBC=∠DAC,如图,记BE与AD、AC分别交于F、G, ∵∠AGF=∠BGC,∴∠BCG=∠BFA=90°,∴AD⊥BE,故②正确;∵∠EBC=∠DAC,∴∠CBE+∠DAE=∠DAC+∠DAE=∠CAE不一定等于45°,故③错误;如图,过点C作CH⊥AB于H, ∵∠ABC=30°,∴CH BC cm,∴D到直线AB的最大距离为CH+CD=( 1)cm,∴△ABD面积的最大值为 (2 2)cm2,故④正确.故答案为:①②④.
【难度】3
三、解答题(第19题10分,第20题12分,共22分)
19.(10分)先化简,再求值: ,其中m .
【答案】 , .
【考点】分式的化简求值;负整数指数幂
【分析】根据分式的减法和除法可以化简题目中的式子,然后将m的值代入化简后的式子即可解答本题.
【解答】解: • ,当m 4时,原式 .
【难度】1
20.(12分)某校以“我最喜爱的书籍”为主题,对全校学生进行随机抽样调查,每个被调查的学生必须从“科普”、“绘画”、“诗歌”、“散文”四类书籍中选择最喜欢的一类,学校的调查结果如图:
图中信息解答下列问题
(1)本次被调查的学生有 人;
(2)根据统计图中“散文”类所对应的圆心角的度数为 ,请补充条形统计图.
(3)最喜爱“科普”类的4名学生中有1名女生,3名男生,现从4名学生中随机抽取两人参加学校举办的科普知识宣传活动,请用列表或画树状图的方法求出所选的两人恰好都是男生的概率.
【答案】(1)20÷40%=50(人),所以本次被调查的学生有50人;故答案为:50;(2)“散文”类所对应的圆心角的度数为360° 72°;最喜欢“绘画”类的人数为50﹣4﹣20﹣10=16(人),条形统计图补充为: 故答案为:72°;(3)画树状图为: 共有12种等可能的结果,其中所选的两人恰好都是男生的结果数为6,所以所选的两人恰好都是男生的概率
【考点】列表法与树状图法;扇形统计图;条形统计图
【分析】(1)用最喜欢“诗歌”类的人数除以它所占的百分比得到调查的总人数;
(2)用360°乘以“散文”类的人数所占的百分比得到“散文”类所对应的圆心角的度数,然后计算最喜欢“绘画”类的人数后补全条形统计图;
(3)通过树状图展示所有12种等可能的结果,找出所选的两人恰好都是男生的结果数,然后根据概率公式计算.
【解答】解:(1)20÷40%=50(人),所以本次被调查的学生有50人;故答案为:50;(2)“散文”类所对应的圆心角的度数为360° 72°;最喜欢“绘画”类的人数为50﹣4﹣20﹣10=16(人),条形统计图补充为: 故答案为:72°;(3)画树状图为: 共有12种等可能的结果,其中所选的两人恰好都是男生的结果数为6,所以所选的两人恰好都是男生的概率 .
【难度】3
四、解答题(第21题12分,第22题12分,共24分)
21.(12分)某市公交公司为落实“绿色出行,低碳环保”的城市发展理念,计划购买A,B两种型号的新型公交车,已知购买1辆A型公交车和2辆B型公交车需要165万元,2辆A型公交车和3辆B型公交车需要270万元.
(1)求A型公交车和B型公交车每辆各多少万元?
(2)公交公司计划购买A型公交车和B型公交车共140辆,且购买A型公交车的总费用不高于B型公交车的总费用,那么该公司最多购买多少辆A型公交车?
【答案】(1)设A型公交车每辆x万元,B型公交车每辆y万元,由题意得: ,解得: ,答:A型公交车每辆45万元,B型公交车每辆60万元;(2)设该公司购买m辆A型公交车,则购买(140﹣m)辆B型公交车,由题意得:45m≤60(140﹣m),解得:m≤80,答:该公司最多购买80辆A型公交车
【考点】一元一次不等式的应用;二元一次方程组的应用
【分析】(1)设A型公交车每辆x万元,B型公交车每辆y万元,由题意:购买1辆A型公交车和2辆B型公交车需要165万元,2辆A型公交车和3辆B型公交车需要270万元.列出二元一次方程组,解方程组即可;
(2)设该公司购买m辆A型公交车,则购买(140﹣m)辆B型公交车,由题意:购买A型公交车的总费用不高于B型公交车的总费用,列出一元一次不等式,解不等式即可.
【解答】解:(1)设A型公交车每辆x万元,B型公交车每辆y万元,由题意得: ,解得: ,答:A型公交车每辆45万元,B型公交车每辆60万元;(2)设该公司购买m辆A型公交车,则购买(140﹣m)辆B型公交车,由题意得:45m≤60(140﹣m),解得:m≤80,答:该公司最多购买80辆A型公交车.
【难度】3
22.(12分)某景区A、B两个景点位于湖泊两侧,游客从景点A到景点B必须经过C处才能到达.观测得景点B在景点A的北偏东30°,从景点A出发向正北方向步行600米到达C处,测得景点B在C的北偏东75°方向.
(1)求景点B和C处之间的距离;(结果保留根号)
(2)当地政府为了便捷游客游览,打算修建一条从景点A到景点B的笔直的跨湖大桥.大桥修建后,从景点A到景点B比原来少走多少米?(结果保留整数.参考数据: 1.414, 1.732)
【答案】(1)300 m;(2)205m.
【考点】解直角三角形的应用﹣方向角问题
【分析】(1)通过作辅助线,构造直角三角形,在Rt△ACD中,可求出CD、AD,根据外角的性质可求出∠B的度数,在Rt△BCD中求出BC即可;
(2)计算AC+BC和AB的长,计算可得答案.
【解答】解:(1)过点C作CD⊥AB于点D,由题意得,∠A=30°,∠BCE=75°,AC=600m,在Rt△ACD中,∠A=30°,AC=600,∴CD AC=300(m),AD AC=300 (m),∵∠BCE=75°=∠A+∠B,∴∠B=75°﹣∠A=45°,∴CD=BD=300(m),BC CD=300 (m),答:景点B和C处之间的距离为300 m;(2)由题意得.AC+BC=(600+300 )m,AB=AD+BD=(300+300 )m,AC+BC﹣AB=(600+300 )﹣(300+300 )≈204.6≈205(m),答:大桥修建后,从景点A到景点B比原来少走约205m.
【难度】3
五、解答满分12分
23.(12分)某厂家生产一批遮阳伞,每个遮阳伞的成本价是20元,试销售时发现:遮阳伞每天的销售量y(个)与销售单价x(元)之间是一次函数关系,当销售单价为28元时,每天的销售量为260个;当销售单价为30元时,每天的销售量为240个.
(1)求遮阳伞每天的销出量y(个)与销售单价x(元)之间的函数关系式;
(2)设遮阳伞每天的销售利润为w(元),当销售单价定为多少元时,才能使每天的销售利润最大?最大利润是多少元?
【答案】(1)y=﹣10x+540;(2)当销售单价定为37元时,才能使每天的销售利润最大,最大利润是2890元.
【考点】二次函数的应用
【分析】(1)设函数关系式为y=kx+b,由当销售单价为28元时,每天的销售量为260个;当销售单价为30元时,每天的销量为240个.可列方程组,即可求解;
(2)由每天销售利润=每个遮阳伞的利润×销售量,列出函数关系式,由二次函数的性质可求解.
【解答】解:(1)设函数关系式为y=kx+b,由题意可得: ,解得: ,∴函数关系式为y=﹣10x+540;(2)由题意可得:w=(x﹣20)y=(x﹣20)(﹣10x+540)=﹣10(x﹣37)2+2890,∵﹣10<0,∴当x=37时,w有最大值为2890,答:当销售单价定为37元时,才能使每天的销售利润最大,最大利润是2890元.
【难度】3
六、解答题(满分12分)
24.(12分)如图,在⊙O中,∠AOB=120°, ,连接AC,BC,过点A作AD⊥BC,交BC的延长线于点D,DA与BO的延长线相交于点E,DO与AC相交于点F.
(1)求证:DE是⊙O的切线;
(2)若⊙O的半径为2,求线段DF的长.
【答案】(1)详见解答;(2) .
【考点】切线的判定与性质;相似三角形的判定与性质
【分析】(1)由 ,可得AC=BC,进而可证出△OAC≌△OBC,从而得出四边形OACB是菱形,由OA∥BD,AD⊥BD,可得出OA⊥DE,得出DE是切线;
(2)根据特殊锐角的三角函数值,可求出CD、AD,进而在Rt△AOD中,由勾股定理求出OD,再根据△CFD∽△AFO,可得 ,进而得到DF OD即可.
【解答】解:(1)如图,连接OC,∵ ,∴AC=BC,又∵OA=OB,OC=OC,∴△OAC≌△OBC(SSS),∴∠AOC=∠BOC ∠AOB=60°,∴△AOC、△BOC是等边三角形,∴OA=AC=CB=OB,∴四边形OACB是菱形,∴OA∥BD,又∵AD⊥BD,∴OA⊥DE,∴DE是⊙O的切线;(2)由(1)得AC=OA=2,∠OAC=60°,∠DAC=90°﹣60°=30°,在Rt△ACD中,∠DAC=30°,AC=2,∴DC AC=1,AD AC ,在Rt△AOD中,由勾股定理得,OD ,∵OA∥BD,∴△CFD∽△AFO,∴ ,又∵ sin30° ,AC=OA=2,∴ ,∴ ,即DF OD .
【难度】3
七、解答题(满分12分)
25.(12分)如图,Rt△ABC中,∠ACB=90°,D为AB中点,点E在直线BC上(点E不与点B,C重合),连接DE,过点D作DF⊥DE交直线AC于点F,连接EF.
(1)如图1,当点F与点A重合时,请直接写出线段EF与BE的数量关系;
(2)如图2,当点F不与点A重合时,请写出线段AF,EF,BE之间的数量关系,并说明理由;
(3)若AC=5,BC=3,EC=1,请直接写出线段AF的长.
【答案】(1)EF=EB.(2)结论:AF2+BE2=EF2,证明见解析部分.(3)AF的长为 或1.
【考点】三角形综合题
【分析】(1)结论:EF=BE.利用线段的垂直平分线的性质证明即可.
(2)结论:AF2+BE2=EF2如图2中,过点A作AJ⊥AC交ED的延长线于J,连接FJ.证明△AJD≌△BED(AAS),推出AJ=BE,DJ=DE,再证明FJ=EF,可得结论.
(3)分两种情形:如图3﹣1中,当点E在线段BC上时,如图3﹣2中,当点E在线段BC的延长线上时,设AF=x,则CF=5﹣x.构建方程求解即可.
【解答】解:(1)结论:EF=BE.理由:如图1中, ∵AD=DB,DE⊥AB,∴EF=EB.(2)结论:AF2+BE2=EF2.理由:如图2中,过点A作AJ⊥AC交ED的延长线于J,连接FJ. ∵AJ⊥AC,EC⊥AC,∴AJ∥BE,∴∠AJD=∠DEB,在△AJD和△BED中, ,∴△AJD≌△BED(AAS),∴AJ=BE,DJ=DE,∵DF⊥EJ,∴FJ=EF,∵∠FAJ=90°,∴AF2+AJ2=FJ2,∴AF2+BE2=EF2.(3)如图3﹣1中,当点E在线段BC上时,设AF=x,则CF=5﹣x. ∵BC=3,CE=1,∴BE=2,∵EF2=AF2+BE2=CF2+CE2,∴x2+22=(5﹣x)2+12,∴x ,∴AF .如图3﹣2中,当点E在线段BC的延长线上时,设AF=x,则CF=5﹣x. ∵BC=3,CE=1,∴BE=4,∵EF2=AF2+BE2=CF2+CE2,∴x2+42=(5﹣x)2+12,∴x=1,∴AF=1,综上所述,满足条件的AF的长为 或1.
【难度】5
八、解答题(满分14分)
26.(14分)直线y=﹣x+3与x轴相交于点A,与y轴相交于点B,抛物线y=ax2+2x+c经过点A,B,与x轴的另一个交点为C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图1,点D是第一象限内抛物线上的一个动点,过点D作DE∥y轴交AB于点E,DF⊥AB于点F,FG⊥x轴于点G.当DE=FG时,求点D的坐标;
(3)如图2,在(2)的条件下,直线CD与AB相交于点M,点H在抛物线上,过H作HK∥y轴,交直线CD于点K.P是平面内一点,当以点M,H,K,P为顶点的四边形是正方形时,请直接写出点P的坐标.
【答案】(1)y=﹣x2+2x+3;(2)(2,3);(5,2)或(1,2 )或(1,2 ).
【考点】二次函数综合题
【分析】(1)令x=0,求点B(0,3),令y=0,求点A(3,0),将点A、点B代入抛物线y=ax2+2x+c即可求解;
(2)设D(m,﹣m2+2m+3),由DE∥y轴交AB于点E,则E(m,﹣m+3),再由OA=OB,可知∠OAB=45°,则有AG=FG=DE=AG,连接GE,延长DE交x轴于点T,可证四边形FGED是平行四边形,△AEG为等腰直角三角形,可求AT=ET=GT=3﹣m,AG=FG=6﹣2m,OG=2m﹣3,求出FG=﹣2m+6,DT=﹣3m+9,得到﹣m2+2m+3=﹣3m+9,即可求D(2,3);
(3)先求出C(﹣1,0),直线CD的解析式为y=x+1,联立x+1=﹣x+3,求出M(1,2),分四种情况讨论:①当MH⊥MK时,H点在AB上,K点在CD上,可确定H(3,0)或H(0,3),当H(3,0)时,K(3,4),P(5,2);②当MH⊥HK时,此时MH⊥y轴,H(1 ,2)或H(1 ,2),当H(1 ,2)时,P(1,2 );当H(1 ,2)时,P(1,2 ).
【解答】解:(1)令x=0,则y=3,∴B(0,3),令y=0,则x=3,∴A(3,0),∵抛物线y=ax2+2x+c经过点A,B,∴ ,∴ ,∴抛物线解析式为y=﹣x2+2x+3;(2)设D(m,﹣m2+2m+3),∵DE∥y轴交AB于点E,∴E(m,﹣m+3),∵OA=OB,∴∠OAB=45°,∴AG=FG,∵DE=FG,∴DE=AG,连接GE,延长DE交x轴于点T,∴四边形FGED是平行四边形,∵DF⊥AB,∴EG⊥AB,∴△AEG为等腰直角三角形,∴AT=ET=GT=3﹣m,∴AG=FG=6﹣2m,∴OG=3﹣(6﹣2m)=2m﹣3,∴F点横坐标为2m﹣3,∴FG=﹣2m+6,∴DT=﹣2m+6+3﹣m=﹣3m+9,∴﹣m2+2m+3=﹣3m+9,解得m=2或m=3(舍),∴D(2,3);(3)令y=0,则﹣x2+2x+3=0,解得x=3或x=﹣1,∴C(﹣1,0),设CD的解析式为y=kx+b,将C(﹣1,0)、D(2,3)代入,∴ ,∴ ,∴y=x+1,∴∠ACM=45°,∴CM⊥AM,联立x+1=﹣x+3,解得x=1,∴M(1,2),∵以点M,H,K,P为顶点的四边形是正方形,①如图2,图3,当MH⊥MK时,H点在AB上,K点在CD上, ∵H点在抛物线上,∴H(3,0)或H(0,3),当H(3,0)时,MH=2 ,∴KH=4,∴K(3,4)∴HK的中点为(3,2),则MP的中点也为(3,2),∴P(5,2);当H(0,3)时,MH ,∴KH=2,∴K(0,1),∴HK的中点为(0,2),则MP的中点也为(0,2),∴P(﹣1,2),此时HK与y轴重合,∴P(﹣1,2)不符合题意;②如图4,图5,当MH⊥HK时,此时MH⊥y轴, ∴H(1 ,2)或H(1 ,2),当H(1 ,2)时,MH ,∴P(1,2 );当H(1 ,2)时,MH ,∴P(1,2 );综上所述:当以点M,H,K,P为顶点的四边形是正方形时,P点坐标为(5,2)或(1,2 )或(1,2 ).
【难度】5