如图,抛物线y=ax2+bx过A(4,0),B(1,3)两点,点C、B关于抛物线的对称轴对称,过点B作直线BH⊥x轴,交x轴于点H.
(1)求抛物线的表达式,并求出△ABC的面积;
(2)点P是抛物线上一动点,且位于第四象限,当△ABP的面积为6时,求出点P的坐标;
(3)若点M在直线BH上运动,点N在x轴上运动,当以点C、M、N为顶点的三角形为等腰直角三角形时,请直接写出此时△CMN的面积.
解:(1)把点A(4,0),B(1,3)代入y=ax2+bx,得,解得;∴该抛物线的表达式为y=-x2+4x;∴对称轴为x=2,∴点C的坐标为(3,3),又∵点B的坐标为(1,3),∴BC=2,∴S△ABC=×2×3=3;(2)如图①,过P点作PD⊥BH交BH于点D,设点P(m,-m2+4m),根据题意,得BH=AH=3,HD=m2-4m,PD=m-1,∴S△ABP=S△ABH+S四边形HAPD-S△BPD,即6=×3×3+(3+m-1)(m2-4m)-(m-1)(3+m2-4m),∴3m2-15m=0,m1=0(舍去),m2=5,∴点P坐标为(5,-5);
(3)以点C、M、N为顶点的三角形为等腰直角三角形时,分三类情况讨论:①以点M为直角顶点且M在x轴上方时,如图②,CM=MN,∠CMN=90°,
则△CBM≌△MHN,∴BC=MH=2,BM=HN=3-2=1,∴M(1,2),N(2,0),由勾股定理得:MC==,∴S△CMN=××=;②以点M为直角顶点且M在x轴下方时,如图③,作辅助线,构建如图③的两直角三角形:Rt△NEM和Rt△MDC,得Rt△NEM≌Rt△MDC,∴EM=CD=5,MD=ME=2,由勾股定理得:CM==,∴S△CMN=××=;③以点N为直角顶点且N在y轴左侧时,如图④,CN=MN,∠MNC=90°,作辅助线,同理得:CN==,∴S△CMN=××=17;④以点N为直角顶点且N在y轴右侧时,作辅助线,如图⑤,同理得:CN===,此时点N与点A重合,∴S△CMN=××=5;⑤以C为直角顶点时,不能构成满足条件的等腰直角三角形;综上所述:△CMN的面积为:或或17或5
△ABC和△DBE是绕点B旋转的两个相似三角形,其中∠ABC与∠DBE、∠A与∠D为对应角.
(1)如图①,若△ABC和△DBE分别是以∠ABC与∠DBE为顶角的等腰直角三角形,且两三角形旋转到使点B、C、D在同一条直线上的位置时,请直接写出线段AD与线段EC的关系;
(2)若△ABC和△DBE为含有30°角的直角三角形,且两个三角形旋转到如图②的位置时,试确定线段AD与线段EC的关系,并说明理由;
(3)若△ABC和△DBE为如图③的两个三角形,且∠ACB=α,∠BDE=β,在绕点B旋转的过程中,直线AD与EC夹角的度数是否改变?若不改变,直接用含α、β的式子表示夹角的度数;若改变,请说明理由.
解:(1)线段AD与线段CE的关系是AD⊥EC,AD=EC;
(2)如图②,连接AD、EC并延长,设交点为点F,∵△ABC∽△DBE,∴=,∴=.∵∠ABC=∠DBE=90°,∴∠1+∠3=90°,∠2+∠3=90°,∴∠1=∠2,∴△ABD∽△CBE.∴=.在Rt△ACB中,∠ACB=30°,tan∠ACB=,∵tan30°=,∴=.又∵∠DBE=90°,∠DEB=30°,∴∠4=60°,∴∠5+∠6=120°.∵△ABD∽△CBE,∴∠5=∠CEB=30°+∠7,∴∠7=∠5-30°,∠6=120°-∠5,∴∠7+∠6=90°,∴∠DFE=90°即AD⊥CE;(3)在绕点B旋转的过程中,直线AD与EC夹角的度数不改变,且夹角度数为(180-α-β)度
放风筝是大家喜爱的一种运动,星期天的上午小明在市政府广场上放风筝.如图,他在A处不小心让风筝挂在了一棵树梢上,风筝固定在了D处,此时风筝AD与水平线的夹角为30°,为了便于观察,小明迅速向前边移动,收线到达了离A处10米的B处,此时风筝线BD与水平线的夹角为45°.已知点A,B,C在同一条水平直线上,请你求出小明此时所收回的风筝线的长度是多少米?(风筝线AD,BD均为线段,≈1.414,≈1.732,最后结果精确到1米).
解:如图,作DH⊥BC于H,设DH=x米.
∵∠AHD=90°,
∴在Rt△ADH中,∠DAH=30°,AD=2DH=2x,AH==x,
在Rt△BDH中,∠DBH=45°,BH=DH=x,BD=x,
∵AH-BH=AB=10,
即x-x=10,
∴x=5(+1),
则小明此时所收回的风筝的长度为:
AD-BD=2x-x=(2-)×5(+1)≈(2-1.414)×5×(1.732+1)≈8米.
答:小明此时所收回的风筝线的长度约是8米
某校准备组织学生及家长代表到桂林进行社会实践活动,为便于管理,所有人员必须乘坐同一列高铁,高铁单程票价格如表所示,二等座学生票可打7.5折,已知所有人员都买一等座单程火车票需6175元,都买二等座单程火车票需3150元;如果家长代表与教师的人数之比为2∶1.
运行区间 | 票价 | ||
起点站 | 终点站 | 一等座 | 二等座 |
都匀 | 桂林 | 95(元) | 60(元) |
(1)参加社会实践活动的老师、家长代表与学生各有多少人?
(2)由于各种原因,二等座单程火车票只能买x张(x<参加社会实践的总人数),其余的须买一等座单程火车票,在保证所有人员都有座位的前提下,请你设计最经济的购票方案,并写出购买单程火车票的总费用y与x之间的函数关系式;
(3)在(2)的方案下,请求出当x=30时,购买单程火车票的总费用.
解:(1)设参加社会实践的老师有m人,学生有n人,则学生家长有2m人,
根据题意得:,
解得:,则2m=10.
答:参加社会实践的老师、家长与学生各有5、10与50人;
(2)由(1)知所有参与人员总共有65人,其中学生有50人,
①当50≤x<65时,最经济的购票方案为:
学生都买学生票共50张,(x-50)名成年人买二等座火车票,(65-x)名成年人买一等座火车票.
∴火车票的总费用(单程)y与x之间的函数关系式为:y=60×0.75×50+60(x-50)+95(65-x),
即y=-35x+5425(50≤x<65);
②当0<x<50时,最经济的购票方案为:一部分学生买学生票共x张,其余的学生与家长老师一起购买一等座火车票共(65-x)张.
∴火车票的总费用(单程)y与x之间的函数关系式为:y=60×0.75x+95(65-x),
即y=-50x+6175(0<x<50),
∴购买单程火车票的总费用y与x之间的函数关系式为:y=;
(3)∵x=30<50,
∴y=-50x+6175=-50×30+6185=4675,
答:当x=30时,购买单程火车票的总费用为4675元
请阅读以下材料,并完成相应的任务.
传说古希腊毕达哥拉斯(Pythagonas,约公元570年-约公元前500年)学派的数学家经常在沙滩上研究数学问题.他们在沙滩上画点或用小石子来表示数,比如,他们研究过1、3、6、10、…,由于这些数可以用如图所示的三角形点阵表示,他们就将其称为三角形数,第n个三角形数可以用(n≥1)表示.
任务:请根据上面材料,证明以下结论.
(1)任意一个三角形数乘8再加1是一个完全平方数;
(2)连续两个三角形数的和是一个完全平方数.
证明:(1)∵×8+1=4n2+4n+1=(2n+1)2,∴任意一个三角形数乘8再加1是一个完全平方数;
(2)∵第n个三角形数为,第n+1个三角形数为,
∴这两个三角形数的和为:+==(n+1)2,
即连续两个三角形数的和是一个完全平方数
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