九年级上册数学 一元二次方程单元综合测试(Word版 含答案)

九年级上册数学 一元二次方程单元综合测试(Word版 含答案)
九年级上册数学 一元二次方程单元综合测试(Word版 含答案)

九年级上册数学 一元二次方程单元综合测试(Word 版 含答案)

一、初三数学 一元二次方程易错题压轴题(难)

1.如图1,平面直角坐标系xOy 中,等腰ABC ?的底边BC 在x 轴上,8BC =,顶点A

在y 的正半轴上,2OA =,一动点E 从(3,0)出发,以每秒1个单位的速度沿CB 向左运动,到达OB 的中点停止.另一动点F 从点C 出发,以相同的速度沿CB 向左运动,到达点O 停止.已知点E 、F 同时出发,以EF 为边作正方形EFGH ,使正方形EFGH 和

ABC ?在BC 的同侧.设运动的时间为t 秒(0t ≥).

(1)当点H 落在AC 边上时,求t 的值;

(2)设正方形EFGH 与ABC ?重叠面积为S ,请问是存在t 值,使得91

36

S =?若存在,求出t 值;若不存在,请说明理由;

(3)如图2,取AC 的中点D ,连结OD ,当点E 、F 开始运动时,点M 从点O 出发,以每秒25OD DC CD DO ---运动,到达点O 停止运动.请问在点

E 的整个运动过程中,点M 可能在正方形EFGH 内(含边界)吗?如果可能,求出点M 在正方形EFGH 内(含边界)的时长;若不可能,请说明理由.

【答案】(1)t=1;(2)存在,143t =

,理由见解析;(3)可能,3455

t ≤≤或45

33t ≤≤或35t ≤≤理由见解析 【解析】 【分析】

(1)用待定系数法求出直线AC 的解析式,根据题意用t 表示出点H 的坐标,代入求解即可;

(2)根据已知,当点F 运动到点O 停止运动前,重叠最大面积是边长为1的正方形的面积,即不存在t ,使重叠面积为91

36

S =

,故t ﹥4,用待定系数法求出直线AB 的解析式,求出点H 落在BC 边上时的t 值,求出此时重叠面积为169﹤9136

,进一步求出重叠面积关于t 的表达式,代入解t 的方程即可解得t 值;

(3)由已知求得点D (2,1),

AC=

结合图形分情况讨论即可得出符合条件的时长. 【详解】

(1)由题意,A(0,2),B(-4,0),C(4,0), 设直线AC 的函数解析式为y=kx+b , 将点A 、C 坐标代入,得:

402k b b +=??

=?,解得:122

k b ?

=-

???=?, ∴直线AC 的函数解析式为1

22

y x =-

+, 当点H 落在AC 边上时,点E(3-t ,0),点H (3-t ,1), 将点H 代入1

22

y x =-

+,得: 1

1(3)22

t =--+,解得:t=1;

(2)存在,143t =

,使得9136

S =. 根据已知,当点F 运动到点O 停止运动前,重叠最大面积是边长为1的正方形的面积,即不存在t ,使重叠面积为91

36

S =

,故t ﹥4, 设直线AB 的函数解析式为y=mx+n , 将点A 、B 坐标代入,得:

402m n n -+=??

=?,解得:122

m n ?

=

???=?, ∴直线AC 的函数解析式为1

22

y x =

+, 当t ﹥4时,点E (3-t ,0)点H (3-t ,t-3),G(0,t-3), 当点H 落在AB 边上时,将点H 代入1

22

y x =

+,得: 13(3)22t t -=-+,解得:133

t =;

此时重叠的面积为2

21316

(3)(3)39

t -=-=, ∵

16

9﹤9136,∴133

﹤t ﹤5, 如图1,设GH 交AB 于S ,EH 交AB 于T,

将y=t-3代入122y x =+得:1

322

t x -=+, 解得:x=2t-10, ∴点S(2t-10,t-3),

将x=3-t 代入122y x =

+得:11

(3)2(7)22

y t t =-+=-, ∴点T 1(3,(7))2

t t --, ∴AG=5-t ,SG=10-2t ,BE=7-t ,ET=

1

(7)2

t -, 211

(7)24BET S BE ET t ?==-, 21

(5)2

ASG

S AG SG t ?==- 所以重叠面积S=AOB BET ASG S S S ???--=4-21(7)4t --2(5)t -=2527133424

t t -+-, 由2

5

271334

24t t -+-=9136得:1143t =,29215

t =﹥5(舍去), ∴143

t =

(3)可能,

3

5

≤t≤1或t=4. ∵点D 为AC 的中点,且OA=2,OC=4, ∴点D (2,1),AC=255 易知M 点在水平方向以每秒是4个单位的速度运动; 当0﹤t ﹤1

2

时,M 在线段OD 上,H 未到达D 点,所以M 与正方形不相遇; 当

12﹤t ﹤1时, 12+1

2÷(1+4)=35

秒, ∴t =

35时M 与正方形相遇,经过1÷(1+4)=1

5

秒后,M 点不在正方行内部,则

3455

t ≤≤; 当t=1时,由(1)知,点F 运动到原E 点处,M 点到达C 处; 当1≤t≤2时,当t=1+1÷(4-1)=

43秒时,点M 追上G 点,经过1÷(4-1)=1

3秒,点M 都在正方形EFGH 内(含边界),

45

33

t ≤≤ 当t=2时,点M 运动返回到点O 处停止运动,

当 t=3时,点E 运动返回到点O 处, 当 t=4时,点F 运动返回到点O 处, 当35t ≤≤时,点M 都在正方形EFGH 内(含边界), 综上,当3455t ≤≤或45

33

t ≤≤或35t ≤≤时,点M 可能在正方形EFGH 内(含边界).

【点睛】

本题考查了一次函数与几何图形的综合,涉及求一次函数的解析式、正方形的性质、直角三角形的性质、不规则图形的面积、解一元二次方程等知识,解答的关键是认真审题,提取相关信息,利用待定系数法、数形结合法等解题方法确定解题思路,进而推理、探究、发现和计算.

2.(1)课本情境:如图,已知矩形AOBC ,AB =6cm ,BC =16cm ,动点P 从点A 出发,以3cm/s 的速度向点O 运动,直到点O 为止;动点Q 同时从点C 出发,以2cm/s 的速度向点B 运动,与点P 同时结束运动,出发 时,点P 和点Q 之间的距离是10cm ; (2)逆向发散:当运动时间为2s 时,P ,Q 两点的距离为多少?当运动时间为4s 时,P ,Q 两点的距离为多少?

(3)拓展应用:若点P 沿着AO→OC→CB 移动,点P ,Q 分别从A ,C 同时出发,点Q 从点C 移动到点B 停止时,点P 随点Q 的停止而停止移动,求经过多长时间△POQ 的面积为

12cm2?

【答案】(1)8

5

s或

24

5

s(2)62cm;213cm(3)4s或6s

【解析】

【分析】

(1)过点P作PE⊥BC于E,得到AP=3t,CQ=2t,PE=6,EQ=16﹣3t﹣2t=16﹣5t,利用勾股定理得到方程,故可求解;

(2)根据运动时间求出EQ、PE,利用勾股定理即可求解;

(3) 分当点P在AO上时,当点P在OC上时和当点P在CB上时,根据三角形的面积公式列出方程即可求解.

【详解】

解:(1)设运动时间为t秒时,如图,过点P作PE⊥BC于E,

由运动知,AP=3t,CQ=2t,PE=6,EQ=16﹣3t﹣2t=16﹣5t,

∵点P和点Q之间的距离是10 cm,

∴62+(16﹣5t)2=100,

解得t1=8

5

,t2=

24

5

∴t=8

5s或

24

5

s.

故答案为8

5

s或

24

5

s

(2)t=2时,由运动知AP=3×2=6 cm,CQ=2×2=4 cm,∴四边形APEB是矩形,

∴PE=AB=6,BE=6,

∴EQ=BC﹣BE﹣CQ=16﹣6﹣4=6,

根据勾股定理得PQ=2262PE EQ +=, ∴当t =2 s 时,P ,Q 两点的距离为62 cm ;

当t =4 s 时,由运动知AP =3×4=12 cm ,CQ =2×4=8cm , ∴四边形APEB 是矩形, ∴PE =AB =6,BQ =8,CE=OP=4 ∴EQ =BC ﹣CE ﹣BQ =16﹣4﹣8=4, 根据勾股定理得PQ=22213PE EQ +=, P ,Q 两点的距离为213cm .

(3)点Q 从C 点移动到B 点所花的时间为16÷2=8s , 当点P 在AO 上时,S △POQ =2PO CO ?=(163)6

2

t -?=12, 解得t =4.

当点P 在OC 上时,S △POQ =2PO CQ ?=(316)22

t t

-?=12, 解得t =6或﹣

2

3

(舍弃). 当点P 在CB 上时,S △POQ =

2PQ CO ?=(2223)6

2

t t +-?=12, 解得t =18>8(不符合题意舍弃),

综上所述,经过4 s 或6 s 时,△POQ 的面积为12 cm 2. 【点睛】

此题主要考查勾股定理的应用、一元二次方程与动点问题,解题的关键是熟知勾股定理的应用,根据三角形的面积公式找到等量关系列出方程求解.

3.已知关于x 的方程x 2﹣(2k +1)x +k 2+1=0. (1)若方程有两个不相等的实数根,求k 的取值范围;

(2)若方程的两根恰好是一个矩形两邻边的长,且k =2,求该矩形的对角线L 的长. 【答案】(1)k >3

4

;(215 【解析】

【分析】

(1)根据关于x 的方程x 2-(2k +1)x +k 2+1=0有两个不相等的实数根,得出△>0,再解不等式即可;

(2)当k=2时,原方程x 2-5x+5=0,设方程的两根是m 、n ,则矩形两邻边的长是m 、n ,利用根与系数的关系得出m+n=5,mn=5,则矩形的对角线长为22m n +,利用完全平方公式进行变形即可求得答案. 【详解】

解:(1)∵方程x 2-(2k +1)x +k 2+1=0有两个不相等的实数根, ∴Δ=[-(2k +1)]2-4×1×(k 2+1)=4k -3>0, ∴k >

34

; (2)当k =2时,原方程为x 2-5x +5=0, 设方程的两个根为m ,n , ∴m +n =5,mn =5,

∴矩形的对角线长为:()

2

22215m n m n mn +=+-=.

【点睛】

本题考查了根的判别式、根与系数的关系、矩形的性质等,一元二次方程根的情况与判别式△的关系:(1)△>0时,方程有两个不相等的实数根;(2)△=0时,方程有两个相等的实数根;(3)△<0时,方程没有实数根.

4.阅读以下材料,并解决相应问题:

材料一:换元法是数学中的重要方法,利用换元法可以从形式上简化式子,在求解某些特殊方程时,利用换元法常常可以达到转化的目的,例如在求解一元四次方程

42210x x -+=,就可以令2

1x =,则原方程就被换元成2210t t -+=,解得 t = 1,即

21x =,从而得到原方程的解是 x = ±1

材料二:杨辉三角形是中国数学上一个伟大成就,在中国南宋数学家杨辉 1261 年所著的《详解九章算法》一书中出现,它呈现了某些特定系数在三角形中的一种有规律的几何排列,下图为杨辉三角形:

……………………………………

(1)利用换元法解方程:()

()

2

22312313+-++-=x x x x

(2)在杨辉三角形中,按照自上而下、从左往右的顺序观察, an 表示第 n 行第 2 个数(其中 n≥4),bn 表示第 n 行第 3 个数,n c 表示第(n )1-行第 3 个数,请用换元法因式分

解:()41-?+n n n b a c 【答案】(1)317x -+= 或317

x --= 或x=-1或x=-2;(2)()41-?+n n n b a c =(n 2-5n+5)2 【解析】 【分析】

(1)设t=x 2+3x-1,则原方程可化为:t 2+2t=3,求得t 的值再代回可求得方程的解; (2)根据杨辉三角形的特点得出a n ,b n ,c n ,然后代入4(b n -a n )?c n +1再因式分解即可. 【详解】

(1)解:令t=x 2+3x-1 则原方程为:t 2+2t=3 解得:t=1 或者 t=-3 当t=1时,x 2+3x-1=1 解得:317x -+=

或317x --= 当t=-3时,x 2+3x-1=-3 解得:x=-1或x=-2 ∴方程的解为:317x -+=

或317

x --= 或x=-1或x=-2 (2)解:根据杨辉三角形的特点得出: a n =n-1

(1)(2)2n n n b --= (2)(3)

2

n n n c --=

∴4(b n -a n )?c n +1=(n-1)(n-4)(n-2)(n-3)+1=(n 2-5n+4)(n 2-5n+6)+1 =(n 2-5n+4)2+2(n 2-5n+4)+1=(n 2-5n+5)2 【点睛】

本题主要考查因式分解的应用.解一些复杂的因式分解问题,常用到换元法,即对结构比较复杂的多项式,若把其中某些部分看成一个整体,用新字母代替(即换元),则能使复杂的问题简单化,明朗化,在减少多项式项数,降低多项式结构复杂程度等方面有独到作用.

5.阅读下列材料 计算:(1﹣﹣)×(+

)﹣(1﹣﹣

)(+

),令+

=t ,

则:

原式=(1﹣t )(t +)﹣(1﹣t ﹣)t =t +﹣t 2﹣

+t 2=

在上面的问题中,用一个字母代表式子中的某一部分,能达到简化计算的目的,这种思想方法叫做“换元法”,请用“换元法”解决下列问题:

(1)计算:(1﹣﹣)×(+)﹣(1﹣﹣)×

(+)

(2)因式分解:(a2﹣5a+3)(a2﹣5a+7)+4

(3)解方程:(x2+4x+1)(x2+4x+3)=3

【答案】(1);(2)(a2﹣5a+5)2;(3)x1=0,x2=﹣4,x3=x4=﹣2

【解析】

【分析】

(1)仿照材料内容,令+=t代入原式计算.

(2)观察式子找相同部分进行换元,令a2﹣5a=t代入原式进行因式分解,最后要记得把t换为a.

(3)观察式子找相同部分进行换元,令x2+4x=t代入原方程,即得到关于t的一元二次方程,得到t的两个解后要代回去求出4个x的解.

【详解】

(1)令+=t,则:

原式=(1﹣t)(t+)﹣(1﹣t﹣)t=t+﹣t2﹣﹣t+t2+=

(2)令a2﹣5a=t,则:

原式=(t+3)(t+7)+4=t2+7t+3t+21+4=t2+10t+25=(t+5)2=(a2﹣5a+5)2

(3)令x2+4x=t,则原方程转化为:

(t+1)(t+3)=3

t2+4t+3=3

t(t+4)=0

∴t1=0,t2=﹣4

当x2+4x=0时,

x(x+4)=0

解得:x1=0,x2=﹣4

当x2+4x=﹣4时,

x2+4x+4=0

(x+2)2=0

解得:x3=x4=﹣2

【点睛】

本题考查用换元法进行整式的运算,因式分解,解一元二次方程.利用换元法一般可达到降次效果,从而简便运算.

6.已知关于x 的一元二次方程(x ﹣3)(x ﹣4)﹣m 2=0. (1)求证:对任意实数m ,方程总有2个不相等的实数根; (2)若方程的一个根是2,求m 的值及方程的另一个根.

【答案】(1)证明见解析;(2)m 的值为±2,方程的另一个根是5. 【解析】 【分析】

(1)先把方程化为一般式,利用根的判别式△=b 2-4ac 证明判断即可;

(2)根据方程的根,利用代入法即可求解m 的值,然后还原方程求出另一个解即可. 【详解】 (1)证明:

∵(x ﹣3)(x ﹣4)﹣m 2=0, ∴x 2﹣7x+12﹣m 2=0,

∴△=(﹣7)2﹣4(12﹣m 2)=1+4m 2, ∵m 2≥0, ∴△>0,

∴对任意实数m ,方程总有2个不相等的实数根; (2)解:∵方程的一个根是2, ∴4﹣14+12﹣m 2=0,解得m=±,

∴原方程为x 2﹣7x+10=0,解得x=2或x=5,

即m 的值为±,方程的另一个根是5.

【点睛】

此题主要考查了一元二次方程根的判别式,熟练掌握一元二次方程的根的判别式与根的关系是关键.

当△=b 2-4ac >0时,方程有两个不相等的实数根; 当△=b 2-4ac=0时,方程有两个相等的实数根; 当△=b 2-4ac <0时,方程没有实数根.

7.已知关于x 的一元二次方程()2

2

2130x k x k --+-=有两个实数根.

()1求k 的取值范围;

()2设方程两实数根分别为1x ,2x ,且满足221223x x +=,求k 的值.

【答案】(1)13

4

k ≤;(2)2k =-. 【解析】 【分析】

()1根据方程有实数根得出()()

22[2k 1]41k 38k 50=---??-=-+≥,解之可得.

()2利用根与系数的关系可用k 表示出12x x +和12x x 的值,根据条件可得到关于k 的方

程,可求得k 的值,注意利用根的判别式进行取舍. 【详解】 解:()

1关于x 的一元二次方程()2

2

2130x k x k --+-=有两个实数根,

0∴≥,即()()22

[21]4134130k k k ---??-=-+≥,

解得134

k ≤

. ()2由根与系数的关系可得1221x x k +=-,2123x x k =-,

()

22

2222121212()2(21)23247x x x x x x k k k k ∴+=+-=---=-+, 22

1223x x +=,

224723k k ∴-+=,解得4k =,或2k =-,

13

4

k ≤

, 4k ∴=舍去, 2k ∴=-. 【点睛】

本题考查了一元二次方程2

ax bx c 0(a 0,++=≠a ,b ,c 为常数)根的判别式.当0>,

方程有两个不相等的实数根;当0=,方程有两个相等的实数根;当0<,方程没有实数根.以及根与系数的关系.

8.如图,已知AB 是⊙O 的弦,半径OA=2,OA 和AB 的长度是关于x 的一元二次方程x 2﹣4x+a=0的两个实数根. (1)求弦AB 的长度; (2)计算S △AOB ;

(3)⊙O 上一动点P 从A 点出发,沿逆时针方向运动一周,当S △POA =S △AOB 时,求P 点所经过的弧长(不考虑点P 与点B 重合的情形).

【答案】(1)AB=2;(2)S △AOB 33)当S △POA =S △AOB 时,P 点所经过的弧长分别是

43π、83π、103π. 【解析】

试题分析:(1)OA 和AB 的长度是一元二次方程的根,所以利用一元二次方程的根与系数的关系即可求出AB 的长度;

(2)作出△AOB的高OC,然后求出OC的长度即可求出面积;

(3)由题意知:两三角形有公共的底边,要面积相等,即高要相等.

试题解析:(1)由题意知:OA和AB的长度是x2﹣4x+a=0的两个实数根,

∴OA+AB=﹣

4

1

-

=4,

∵OA=2,

∴AB=2;

(2)过点C作OC⊥AB于点C,

∵OA=AB=OB=2,∴△AOB是等边三角形,∴AC=1

2

AB=1,

在Rt△ACO中,由勾股定理可得:OC=3,∴S△AOB=1

2

AB﹒OC=

1

2

×2×3=3;

(3)延长AO交⊙O于点D,由于△AOB与△POA有公共边OA,

当S△POA=S△AOB时,∴△AOB与△POA高相等,

由(2)可知:等边△AOB的高为3,∴点P到直线OA的距离为3,这样点共有3个①过点B作BP1∥OA交⊙O于点P1,∴∠BOP1=60°,

∴此时点P经过的弧长为:1202

180

π?

=

4

3

π

②作点P2,使得P1与P2关于直线OA对称,∴∠P2OD=60°,

∴此时点P经过的弧长为:2402

180

π?

=

8

3

π

③作点P3,使得B与P3关于直线OA对称,∴∠P3OP2=60°,

∴此时P经过的弧长为:3002

180

π?

=

10

3

π

综上所述:当S△POA=S△AOB时,P点所经过的弧长分别是4

3

π

8

3

π

10

3

π

【点睛】本题主要考查了一元二次方程与圆的综合知识.涉及等边三角形性质,圆的对称性等知识,能综合运用所学知识,选择恰当的方法进行解题是关键.

9.如图直线y=kx+k交x轴负半轴于点A,交y轴正半轴于点B,且AB=2

(1)求k的值;

(2)点P从A出发,以每秒1个单位的速度沿射线AB运动,过点P作直线AB的垂线交x轴于点Q,连接OP,设△PQO的面积为S,点P运动时间为t,求S与t的函数关系式,

并直接写出t的取值范围;

(3)在(2)的条件下,当P在AB的延长线上,若OQ+AB=7(BQ﹣OP),求此时直线PQ的解析式.

【答案】(1)k32)当0<t<1

2

时,S=

1

2

?OQ?P y=

1

2

(1﹣2t

3

=﹣

3

23

当t>1

2

时,S=

1

2

OQ?P y=

1

2

(2t﹣1)?

3

2

t=

3

2

t2﹣

3

4

t.(3)直线PQ的解析式为

y 353

【解析】【分析】

(1)求出点B的坐标即可解决问题;(2)分两种情形①当0<t<1

2

时,②当t>

1

2

时,根据S=1

2

OQ?P y,分别求解即可;(3)根据已知条件构建方程求出t,推出点P,Q

的坐标即可解决问题.

【详解】

解:(1)对于直线y=kx+k,令y=0,可得x=﹣1,∴A(﹣1,0),

∴OA=1,∵AB=2,

∴OB223

AB OA

-=

∴k3

(2)如图,

∵tan ∠BAO =3OB

OA

= ∴∠BAO =60°, ∵PQ ⊥AB ,

∴∠APQ =90°, ∴∠AQP =30°, ∴AQ =2AP =2t ,

当0<t <

12时,S =12?OQ ?P y =12(1﹣2t 3323

. 当t >

12时,S =12OQ ?P y =12(2t ﹣1)?

32t =32t 2﹣3

4

t . (3)∵OQ +AB 7(BQ ﹣OP ),

∴2t ﹣1+222

21373(21)(1)24t t t +--+

∴2t +127

1t t -+∴4t 2+4t +1=7t 2﹣7t +7, ∴3t 2﹣11t +6=0, 解得t =3或2

3

(舍弃), ∴P (

1233Q (5,0), 设直线PQ 的解析式为y =kx +b ,则有133

250k b k b ?+=

???+=?

解得353k b ?=????=??

∴直线PQ

的解析式为353

33

y x =-+

. 【点睛】

本题属于一次函数综合题,考查了一次函数的性质,三角形的面积,无理方程等知识,解题的关键是学会利用参数构建方程解决问题.

10.使得函数值为零的自变量的值称为函数的零点.例如,对于函数1y x =-,令y=0,可得x=1,我们就说1是函数1y x =-的零点. 己知函数2

22(3)y x mx m =--+(m m 为常数).

(1)当m =0时,求该函数的零点;

(2)证明:无论m 取何值,该函数总有两个零点; (3)设函数的两个零点分别为1x 和2x ,且

12111

4

x x +=-,此时函数图象与x 轴的交点分 别为A 、B(点A 在点B 左侧),点M 在直线10y x =-上,当MA+MB 最小时,求直线AM 的函数解析式.

【答案】(1)当m =0时,该函数的零点为6和6-. (2)见解析,

(3)AM 的解析式为1

12

y x =--. 【解析】 【分析】

(1)根据题中给出的函数的零点的定义,将m=0代入y=x 2-2mx-2(m+3),然后令y=0即可解得函数的零点;

(2)令y=0,函数变为一元二次方程,要想证明方程有两个解,只需证明△>0即可; (3)根据题中条件求出函数解析式进而求得A 、B 两点坐标,个、作点B 关于直线y=x-10的对称点B′,连接AB′,求出点B′的坐标即可求得当MA+MB 最小时,直线AM 的函数解析式 【详解】

(1)当m =0时,该函数的零点为6和6-.

(2)令y=0,得△=

∴无论m 取何值,方程

总有两个不相等的实数根.

即无论m 取何值,该函数总有两个零点. (3)依题意有,

解得

∴函数的解析式为.

令y=0,解得

∴A(

),B(4,0)

作点B 关于直线10y x =-的对称点B’,连结AB’, 则AB’与直线10y x =-的交点就是满足条件的M 点.

易求得直线10y x =-与x 轴、y 轴的交点分别为C (10,0),D (0,10). 连结CB’,则∠BCD=45° ∴BC=CB’=6,∠B’CD=∠BCD=45° ∴∠BCB’=90° 即B’(106-,)

设直线AB’的解析式为y kx b =+,则

20{106k b k b -+=+=-,解得112

k b =-=-, ∴直线AB’的解析式为1

12

y x =--, 即AM 的解析式为1

12

y x =-

-.

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