2024年四川省内江市威远县严陵中学中考数学一模试卷(含解析)
展开A. 12023B. −12023C. 2023D. −2023
2.下列运算正确的是( )
A. a2+2a2=3a4B. (2a2)3=8a6
C. a3⋅a2=a6D. (a−b)2=a2−b2
3.如图是正方体的表面展开图,每个面内都分别写有一个字,则与“创”字相对面上的字是( )
A. 文
B. 明
C. 城
D. 市
4.某射击爱好者的5次射击成绩(单位:环)为:9,10,8,9,8,则下列结论正确的是( )
A. 众数是9B. 中位数是9C. 平均数是9D. 方差是1.2
5.如图,已知直线a//b,∠1=50°,则∠2的度数为( )
A. 140°
B. 130°
C. 50°
D. 40°
6.函数y= x+1x−3的自变量x的取值范围是( )
A. x≠3B. x≥−1C. x≥−1且x≠3D. x≤−1或x≠3
7.《孙子算经》中有一道题,原文是:“今有木,不知长短,引绳度之,余绳四尺五寸;屈绳量之,不足一尺,木长几何?”意思是:用一根绳子去量一根长木,绳子还剩余4.5尺;将绳子对折再量长木,长木还剩余1尺,木长多少尺?若设绳子长x尺,木长y尺,所列方程组正确的是( )
A. x−y=4.52x+1=yB. x−y=4.512x+1=yC. y−x=4.52x−1=yD. x−y=4.512x−1=y
8.实数a在数轴上的对应位置如图所示,则 a2+1+|a−1|的化简结果是( )
A. 1B. 2C. 2aD. 1−2a
9.已知a+b>0,ab>0,则在如图所示的平面直角坐标系中,小手盖住的点的坐标可能是( )
A. (a,b)
B. (a,−b)
C. (−a,−b)
D. (−a,b)
10.已知点C、D是以AB为直径的半圆的三等分点,弧CD的长为13π,则图中阴影部分的面积为( )
A. 16πB. 316πC. 124πD. 112π+ 34
11.如图,在边长为4的菱形ABCD中,E为AD边的中点,连接CE交对角线BD于点F.若∠DEF=∠DFE,则这个菱形的面积为( )
A. 16B. 6 7C. 12 7D. 30
12.有五张卡片(形状、大小、质地都相同),上面分别画有下列图形:
①线段;②正三角形;③平行四边形;④等腰梯形;⑤圆.
将卡片背面朝上洗匀,从中任取一张,其正面图形既是轴对称图形,又是中心对称图形的概率是______.
13.因式分解:a3−6a2+9a=______.
14.若一元二次方程x2+x−c=0没有实数根,则c的取值范围是 .
15.如图,在△ABC和△ABD中,∠ACB=∠ADB=90°,E、F、G分别为AB、AC、BC的中点,若DE=1,则FG=
16.计算: 16−2tan60°−(12)−1+(π−2023)0.
17.如图,▱ABCD中,E为BC边的中点,连接AE并延长交DC的延长线于点F,延长EC至点G,使CG=CE,连接DG、DE、FG.
(1)求证:△ABE≌△FCE;
(2)若AD=2AB,求证:四边形DEFG是矩形.
18.在一次综合实践活动中,某小组对一建筑物进行测量.如图,在山坡坡脚C处测得该建筑物顶端B的仰角为60°,沿山坡向上走20m到达D处,测得建筑物顶端B的仰角为30°.已知山坡坡度i=3:4,即tanθ=34,请你帮助该小组计算建筑物的高度AB.
(结果精确到0.1m,参考数据: 3≈1.732)
19.如图,已知一次函数y=ax+b与反比例函数y=mx(x<0)的图象交于A(−2,4),B(−4,2)两点,且与x轴和y轴分别交于点C、点D.
(1)求反比例函数与一次函数的解析式;
(2)根据图象直接写出不等式mx
20.若2x−y+4z=0,4x+3y−2z=0.则xy+yz+zxx2+y2+z2的值为______.
21.已知x1、x2是关于x的一元二次方程x2−2(m+1)x+m2−3=0的两个实数根.若x12+x22−x1x2=33,则m= ______.
22.如图,四边形ABCD中,AB//CD,AC⊥BC,∠DAB=60°,AD=CD=4,点M是四边形ABCD内的一个动点,满足∠AMD=90°,则△MBC面积的最小值为______.
23.已知二次函数y=ax2+bx+c的图象如图所示,有下列结论:①abc<0;②a+c>b;③3a+c<0;④a+b>m(am+b)(其中m≠1),其中正确的结论有____.
24.如图,已知D为⊙O上一点,点C在直径BA的延长线上,BE与⊙O相切,交CD的延长线于点E,且BE=DE.
(1)判断CD与⊙O的位置关系,并说明理由;
(2)若AC=4,sinC=13.
①求⊙O的半径;
②求BD的长.
25.如图,抛物线y=ax2+bx+2经过A(−1,0)、B(4,0)两点,点D(x,y)为抛物线上第一象限内的一个动点.
(1)求抛物线所对应的函数表达式;
(2)当△BCD的面积最大时,求点D的坐标;
(3)过点D作DE⊥BC,垂足为点E,是否存在点D,使∠DCE等于∠ABC的2倍?若存在,求点D的横坐标;若不存在,请说明理由.
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:|−12023|=12023,
12023的倒数是2023,
故选:C.
先化简绝对值,根据倒数的定义求解即可.
本题考查了绝对值的定义和倒数的定义,互为倒数的两个数乘积为1.
2.【答案】B
【解析】解:A.因为a2+2a2=3a2,故A选项不符合题意;
B.因为(2a2)3=8a6,故B选项符合题意;
C.因为a2⋅a3=a2+3=a5,故C选项不符合题意;
D.因为(a−b)2=a2−2ab+b2,故D选项不符合题意.
故选:B.
A.应用合并同类项法则进行求解即可得出答案;
B.应用积的乘方运算法则进行计算即可得出答案;
C.应用同底数幂的乘法运算法则进行计算即可得出答案;
D.应用完全平方公式进行计算即可得出答案.
本题主要考查了同底数幂乘法,幂的乘方与积的乘方,合并同类项法则和完全平方公式,熟练掌握运算法则进行求解是解决本题的关键.
3.【答案】D
【解析】解:将正方体的表面展开图还原成正方体,以“文”字为底,则左边的是“建”字,右边的是“明”字,上面的是“城”字,正面的是“市”字,后面的是“创”字,可知“创”字与“市”字相对.
故选:D.
先以“文”字为底,则左边的是“建”字,右边的是“明”字,上面的是“城”字,正面的是“市”字,后面的是“创”字,再判断与“创”字相对的字即可.
本题主要考查了将正方体表面展开图还原,确定每个字在还原后的正方体的位置是解题的关键.
4.【答案】B
【解析】解:这组数据的众数是8和9,故A选项错误;
重新排列为8、8、9、9、10,所以其中位数是9,B选项正确;
平均数为8×2+9×2+105=8.8,故C选项错误;
方差为15×[2×(8−8.8)2+2×(9−8.8)2+(10−8.8)2]=0.56,故D选项错误;
故选:B.
根据众数、中位数、平均数及方差的定义逐一计算即可得出答案.
本题主要考查方差,解题的关键是掌握众数、中位数、平均数及方差的定义.
5.【答案】B
【解析】解:因为直线a//b,
所以∠3=∠1=50°.
又因为∠2+∠3=180°,
所以∠2=130°.
故选:B.
由直线a//b,利用“两直线平行,同位角相等”可求出∠3的度数,再结合∠2和∠3互补,即可求出∠2的度数.
本题考查了平行线的性质以及邻补角,牢记“两直线平行,同位角相等”是解题的关键.
6.【答案】C
【解析】解:根据题意得:x+1≥0x−3≠0,
解得:x≥−1且x≠3.
故选:C.
根据二次根式的性质和分式的意义,被开方数大于等于0,分母不等于0,就可以求解.
本题考查的知识点为:分式有意义,分母不为0;二次根式的被开方数是非负数.
7.【答案】B
【解析】解:∵用绳子去量长木,绳子还剩余4.5尺,
∴x−y=4.5;
∵将绳子对折再量长木,长木还剩余1尺,
∴12x+1=y.
∴所列方程组为x−y=4.512x+1=y.
故选:B.
根据“用绳子去量长木,绳子还剩余4.5尺;将绳子对折再量长木,长木还剩余1尺”,即可得出关于x,y的二元一次方程组,此题得解.
本题考查了由实际问题抽象出二元一次方程组,找准等量关系,正确列出二元一次方程组是解题的关键.
8.【答案】B
【解析】解:根据数轴得:0∴a>0,a−1<0,
∴原式=|a|+1+1−a
=a+1+1−a
=2.
故选:B.
根据数轴得:00,a−1<0,根据 a2=|a|和绝对值的性质化简即可.
本题考查二次根式的性质与化简,实数与数轴,掌握 a2=|a|是解题的关键.
9.【答案】D
【解析】解:∵a+b>0,ab>0,
∴a>0,b>0,
A、(a,b)在第一象限,因为小手盖住的点在第二象限,故此选项不符合题意;
B、(a,−b)在第四象限,因为小手盖住的点在第二象限,故此选项不符合题意;
C、(−a,−b)在第三象限,因为小手盖住的点在第二象限,故此选项不符合题意;
D、(−a,b)在第二象限,因为小手盖住的点在第二象限,故此选项符合题意.
故选:D.
因为ab>0,所以a、b同号,又a+b>0,所以a>0,b>0,观察图形判断出小手盖住的点在第二象限,然后解答即可.
本题考查了点的坐标,记住各象限内点的坐标的符号是解题的关键,四个象限的符号特点分别是:第一象限(+,+);第二象限(−,+);第三象限(−,−);第四象限(+,−).
10.【答案】A
【解析】【分析】
本题考查了扇形面积的计算,解答本题的关键是将阴影部分的面积转化为扇形OCD的面积,难度一般.连接OC、OD,根据C,D是以AB为直径的半圆周的三等分点,可得∠AOC=∠COD=∠DOB=60°,△OAC、△OCD是等边三角形,将阴影部分的面积转化为扇形OCD的面积求解即可.
【解答】
解:连接OC、OD,
∵C,D是以AB为直径的半圆周的三等分点,
∴∠AOC=∠COD=∠DOB=60°,AC=CD,
设⊙O的半径为r,
∵弧CD的长为13π,
∴60π×r180=13π,
解得:r=1,
又∵OA=OC=OD,
∴△OAC、△OCD是等边三角形,
∴∠AOC=∠DCO=60°,
∴AB//CD,
∴S△ACD=S△COD,
∴S阴影=S扇形OCD=60π×12360=π6.
11.【答案】B
【解析】解:连接AC交BD于O,如图,
∵四边形ABCD为菱形,
∴AD//BC,CB=CD=AD=4,AC⊥BD,BO=OD,OC=AO,
∵E为AD边的中点,
∴DE=2,
∵∠DEF=∠DFE,
∴DF=DE=2,
∵DE//BC,
∴∠DEF=∠BCF,
∵∠DFE=∠BFC,
∴∠BCF=∠BFC,
∴BF=BC=4,
∴BD=BF+DF=4+2=6,
∴OB=OD=3,
在Rt△BOC中,OC= 42−32= 7,
∴AC=2OC=2 7,
∴菱形ABCD的面积=12AC⋅BD=12×2 7×6=6 7.
故选:B.
连接AC交BD于O,如图,根据菱形的性质得到AD//BC,CB=CD=AD=4,AC⊥BD,BO=OD,OC=AO,再利用∠DEF=∠DFE得到DF=DE=2,证明∠BCF=∠BFC得到BF=BC=4,则BD=6,所以OB=OD=3,接着利用勾股定理计算出OC,从而得到AC=2 7,然后根据菱形的面积公式计算它的面积.
本题考查了菱形的性质:菱形具有平行四边形的一切性质;菱形的四条边都相等;菱形的两条对角线互相垂直,并且每一条对角线平分一组对角;菱形面积=12ab(a、b是两条对角线的长度).
12.【答案】25
【解析】解:∵五张卡片①线段;②正三角形;③平行四边形;④等腰梯形;⑤圆中,既是轴对称图形,又是中心对称图形的①⑤,
∴从中抽取一张,正面图形一定满足既是轴对称图形,又是中心对称图形的概率是:25.
故答案为:25.
由五张卡片①线段;②正三角形;③平行四边形;④等腰梯形;⑤圆中,既是轴对称图形,又是中心对称图形的①⑤,直接利用概率公式求解即可求得答案.
此题考查了概率公式的应用.注意用到的知识点为:概率=所求情况数与总情况数之比.
13.【答案】a(a−3)2
【解析】解:原式=a(a2−6a+9)=a(a−3)2,
故答案为:a(a−3)2.
先提公因式a,再利用完全平方公式进行因式分解即可.
本题考查提公因式法、公式法分解因式,掌握完全平方公式的结构特征是正确解答的关键.
14.【答案】c<−14
【解析】【分析】
本题考查了一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根的判别式Δ=b2−4ac:当Δ>0,方程有两个不相等的实数根;当Δ=0,方程有两个相等的实数根;当Δ<0,方程没有实数根.
根据判别式的意义得到12+4c<0,然后解不等式即可.
【解答】
解:根据题意得Δ=12+4c<0,
解得c<−14.
故答案为:c<−14.
15.【答案】1
【解析】【分析】
此题考查三角形中位线定理以及直角三角形斜边中线的性质,关键是根据直角三角形的性质得出AB的长解答.
根据直角三角形的性质得出AB的长,进而利用三角形中位线定理解答即可.
【解答】
解:∵∠ADB=90°,E是AB的中点,
∴AB=2DE=2,
∵F、G分别为AC、BC的中点,
∴FG是△ACB的中位线,
∴FG=12AB=1,
故答案为:1.
16.【答案】解:原式=4−2× 3−2+1
=3−2 3.
【解析】先计算特殊角三角函数值,零指数幂和负整数指数幂,再根据实数的混合计算法则求解即可.
本题主要考查了实数的混合计算,特殊角三角函数值,零指数幂和负整数指数幂,熟知相关计算法则是解题的关键.
17.【答案】证明:(1)∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB//CD,
∴∠EAB=∠CFE,
又∵E为BC的中点,
∴EC=EB,
在△ABE和△FCE中,
∠EAB=∠EFC∠BEA=∠CEFEB=EC,
∴△ABE≌△FCE(AAS);
(2)∵△ABE≌△FCE,
∴AB=CF,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB=DC,
∴DC=CF,
又∵CE=CG,
∴四边形DEFG是平行四边形,
∵E为BC的中点,CE=CG,
∴BC=EG,
又∵AD=BC=EG=2AB,DF=CD+CF=2CD=2AB,
∴DF=EG,
∴平行四边形DEFG是矩形.
【解析】(1)由平行四边形的性质推出AB//CD,根据平行线的性质推出∠EAB=∠CFE,利用AAS即可判定△ABE≌△FCE;
(2)先证明四边形DEFG是平行四边形,再证明DF=EG,即可证明四边形DEFG是矩形.
本题考查了矩形的判定,平行四边形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,熟练掌握平行四边形的判定与性质,证明△ABE≌△FCE是解题的关键.
18.【答案】解:过点D作DE⊥AC,垂足为E,过点D作DF⊥AB,垂足为F,
则DE=AF,DF=AE,
在Rt△DEC中,tanθ=DEEC=34,
设DE=3x米,则CE=4x米,
∵DE2+CE2=DC2,
∴(3x)2+(4x)2=400,
∴x=4或x=−4(舍去),
∴DE=AF=12米,CE=16米,
设BF=y米,
∴AB=BF+AF=(12+y)米,
在Rt△DBF中,∠BDF=30°,
∴DF=BFtan30∘=y 33= 3y(米),
∴AE=DF= 3y米,
∴AC=AE−CE=( 3y−16)米,
在Rt△ABC中,∠ACB=60°,
∴tan60°=ABAC=12+y 3y−16= 3,
解得:y=6+8 3,
经检验:y=6+8 3是原方程的根,
∴AB=BF+AF=18+8 3≈31.9(米),
∴建筑物的高度AB约为31.9米.
【解析】过点D作DE⊥AC,垂足为E,过点D作DF⊥AB,垂足为F,则DE=AF,DF=AE,在Rt△DEC中,根据已知可设DE=3x米,则CE=4x米,然后利用勾股定理进行计算可求出DE,CE的长,再设BF=y米,从而可得AB=(12+y)米,最后在Rt△DBF中,利用锐角三角函数的定义求出DF的长,从而求出AC的长,再在Rt△ABC中,利用锐角三角函数的定义列出关于y的方程,进行计算即可解答.
本题考查了解直角三角形的应用−仰角俯角问题,坡度坡角问题,根据题目的已知条件并结合图形添加适当的辅助线是解题的关键.
19.【答案】解:(1)将A(−2,4)代入y=mx(x<0)得:4=m−2,
∴m=−8,
∴反比例函数为:y=−8x.
将A(−2,4),B(−4,2)代入y=ax+b得:−2a+b=4−4a+b=2,
解得:a=1b=6,
∴一次函数的表达式为:y=x+6.
(2)观察图象可知,mx
∴C(−6,0).
∴S△ABO=S△AOC−S△BOC
=12OC×(yA−yB)
=12×6×2
=6,
∴S△AOP=12×6=3,
∵P在y轴上,
∴12OP×|xA|=3,
∴OP=3.
∴P(0,3)或(0,−3).
【解析】(1)用待定系数法法求解析式;
(2)写出反比例函数图象在余弦函数图象上方的x的取值范围即可;
(3)先求△AOB的面积,再求P的坐标.
本题是一次函数和反比例函数的交点问题,考查了待定系数法求函数的解析式,一次函数图象上点的坐标特征,三角形的面积,将线段的长度转化为坐标运算是求解本题的关键.
20.【答案】−16
【解析】解:由题意得:
2x−y+4z=0①4x+3y−2z=0②,
②×2得:8x+6y−4z=0③,
①+③得:10x+5y=0,
∴y=−2x,
把y=−2x代入①中得:
2x+2x+4z=0,
z=−x,
∴xy+yz+zxx2+y2+z2
=−2x2+2x2−x2x2+4x2+x2
=−x26x2
=−16,
故答案为:−16.
根据题目的已知,联立成三元一次方程组,把y和z都用含x的式子表示即可解答.
本题考查了分式的值,解三元一次方程组,根据题目的已知,联立成三元一次方程组,把y和z都用含x的式子表示是解题的关键.
21.【答案】2
【解析】解:∵x1、x2是关于x的一元二次方程x2−2(m+1)x+m2−3=0的两个实数根,
∴x1+x2=2(m+1),x1x2=m2−3,
Δ=[2(m+1)]2−4(m2−3)≥0,即:m≥−2,
∵x12+x22−x1x2=33,即(x1+x2)2−3x1x2=33,
∴[2(m+1)]2−3(m2−3)=33,
∴m2+8m−20=0,
解得:m=−10或m=2,
∵m≥−2,
∴m=2.
故答案为:2.
根据根与系数的关系得x1+x2、x1x2,再代入到x12+x22−x1x2=33即(x1+x2)2−3x1x2=33中解方程可得m的两个值,根据根的判别式进行取舍.
本题主要考查一元二次方程根与系数的关系、解方程、根的判别式等知识点,根据根与系数的关系得到此方程的两根和与两根积是解题的关键.
22.【答案】6 3−4
【解析】解:取AD的中点O,连接OM,过点M作ME⊥BC交BC的延长线于E,过点O作OF⊥BC于F,交CD于G,则OM+ME≥OF.
∵∠AMD=90°,AD=4,OA=OD,
∴OM=12AD=2,
∵AB//CD,
∴∠GCF=∠B=60°,
∴∠DGO=∠CGF=30°,
∵AD=BC,
∴∠DAB=∠B=60°,
∴∠ADC=∠BCD=120°,
∴∠DOG=30°=∠DGO,
∴DG=DO=2,
∵CD=4,
∴CG=2,
∴OG=2OD⋅cs30°=2 3,GF= 3,OF=3 3,
∴ME≥OF−OM=3 3−2,
∴当O,M,E共线时,ME的值最小,最小值为3 3−2,
∴△MBC面积的最小值=12×4×(3 3−2)=6 3−4.
故答案为:6 3−4.
取AD的中点O,连接OM,过点M作ME⊥BC交BC的延长线于E,过点O作OF⊥BC于F,交CD于G,则OM+ME≥OF.求出OM,OF即可解决问题.
本题考查解直角三角形,垂线段最短,直角三角形斜边中线的性质等知识,解题的关键是学会用转化的思想思考问题,属于中考常考题型.
23.【答案】①④
【解析】【分析】
本题考查了二次函数图象与系数的关系,二次函数的性质,二次函数的最值.
由抛物线的开口方向判断a的符号,由抛物线与y轴的交点判断c的符号,然后根据对称轴及抛物线与x轴交点情况进行推理,进而对所得结论进行判断.
【解答】
解:①由图象可知:a<0,c>0,∵−b2a=1>0,
∴b=−2a,b>0,∴abc<0,故此选项正确;
②当x=−1时,y=a−b+c=0,故a+c=b,故此选项错误;
③当x=3时,y=9a+3b+c=0,∴9a−6a+c=0,得3a+c=0,故此选项错误;
④当x=1时,y的值最大.此时,y=a+b+c,
而当x=m≠1时,y=am2+bm+c,
所以a+b+c>am2+bm+c,
故a+b>am2+bm,即a+b>m(am+b)(其中m≠1),故此选项正确.
故①④正确.
故答案为:①④.
24.【答案】 解:(1)CD是⊙O的切线,理由如下:
如图,连接OD.
∵BE=DE,OB=OD,
∴∠EBD=∠EDB,∠OBD=∠ODB,
∵BE是⊙O的切线,OB是半径,
∴OB⊥BE,
∴∠OBE=90°,
∴∠EBD+∠OBD=90°,
∴∠EDB+∠ODB=90°,
∴OD⊥CD,
∵OD是半径,
∴CD是⊙O的切线;
(2)①设OD=OA=r,
∵OD⊥CD,
∴sinC=ODOC=ODOA+AC=13,
∴rr+4=13,
∴r=2,
∴⊙O的半径为2;
②在Rt△COD中,CD= OC2−OD2= (2+4)2−22=4 2,
∵AB是直径,
∴∠ADB=90°,
∴∠DBA+∠BAD=90°,
∵OD=OA,
∴∠OAD=∠ODA,
∵∠ADC+∠ODA=90°,
∴∠ADC+∠OAD=90°,
∴∠ADC=∠DBC,
∵∠C=∠C,
∴△CDA∽△CBD,
∴ADDB=ACDC=44 2= 22,
设AD= 2k,DB=2k,
∵AD2+DB2=AB2,
∴( 2k)2+(2k)2=42,
∴k=2 63(负根已经舍去),
∴BD=2k=4 63.
【解析】【分析】
(1)CD是⊙O的切线,连接OD,证明OD⊥CD即可;
(2)①设OD=OA=r,根据sinC=13构建方程求解即可;
②证明△CDA∽△CBD,推出ADDB=ACDC=44 2= 22,设AD= 2k,DB=2k,利用勾股定理求解即可.
【解答】
解:(1)CD是⊙O的切线,理由如下:
如图,连接OD.
∵BE=DE,OB=OD,
∴∠EBD=∠EDB,∠OBD=∠ODB,
∵BE是⊙O的切线,OB是半径,
∴OB⊥BE,
∴∠OBE=90°,
∴∠EBD+∠OBD=90°,
∴∠EDB+∠ODB=90°,
∴OD⊥CD,
∵OD是半径,
∴CD是⊙O的切线;
(2)①设OD=OA=r,
∵OD⊥CD,
∴sinC=ODOC=ODOA+AC=13,
∴rr+4=13,
∴r=2,
∴⊙O的半径为2;
②在Rt△COD中,CD= OC2−OD2= (2+4)2−22=4 2,
∵AB是直径,
∴∠ADB=90°,
∴∠DBA+∠BAD=90°,
∵OD=OA,
∴∠OAD=∠ODA,
∵∠ADC+∠ODA=90°,
∴∠ADC+∠OAD=90°,
∴∠ADC=∠DBC,
∵∠C=∠C,
∴△CDA∽△CBD,
∴ADDB=ACDC=44 2= 22,
设AD= 2k,DB=2k,
∵AD2+DB2=AB2,
∴( 2k)2+(2k)2=42,
∴k=2 63(负根已经舍去),
∴BD=2k=4 63.
【点评】
本题考查圆的切线的判定和性质,解直角三角形,相似三角形的判定和性质等知识,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.
25.【答案】解:(1)设抛物线的表达式为:y=a(x−x1)(x−x2),
即y=a(x+1)(x−4)=a(x2−3x−4)=ax2+bx+2,
则−4a=2,
解得:a=−12,
则抛物线的解析式为y=−12x2+32x+2.
(2)如图所示,过D作DG⊥x轴,垂足为G点,与BC交于K点,
设D(m,n)(其中m>0,n>0),则n=−12m2+32m+2.
∴K(m,2−12m),
∴DK=n−2+12m,
∴S△BCD=S△CDK+S△BDK=12×4×(n−2+12m)=2n−4+m=−m2+4m=−(m−2)2+4≤4,
当△BCD的面积最大4时,m=2,
此时,点D(2,3);
(3)存在,理由:
当∠DCE=2∠ABC时,取点F(0,−2),连接BF,如下图所示.
∵OC=OF,OB⊥CF,
∴∠ABC=∠ABF,
∴∠CBF=2∠ABC.
∵∠DCB=2∠ABC,
∴∠DCB=∠CBF,
∴CD//BF.
∵点B(4,0),F(0,−2),
∴直线BF的解析式为y=12x−2,
∴直线CD的解析式为y=12x+2.
联立直线CD及抛物线的解析式成方程组得:12x+2=−12x2+32x+2,
解得:x=0(舍去)或2,
即点D(2,3).
【解析】(1)由待定系数法即可求解;
(2)由S△BCD=S△CDK+S△BDK,即可求解;
(3)证明∠DCB=∠CBF,得到CD//BF,进而求解.
本题是二次函数综合题,考查了待定系数法求二次函数解析式、二次函数图象上点的坐标特征、面积的计算、平行线的判定与性质、待定系数法求一次函数解析式以及一次函数图象上点的坐标特征,综合性强,难度适中.
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