7. 宽与长的比是 $ \frac{\sqrt{5} - 1}{2} $(约 0.618)的矩形叫做黄金矩形,黄金矩形蕴藏着丰富的美学价值,给我们以协调和匀称的美感。我们可以用这样的方法画出黄金矩形:如图,作正方形 $ ABCD $,分别取 $ AD $,$ BC $ 的中点 $ E $,$ F $,连接 $ EF $,以点 $ F $ 为圆心,$ FD $ 为半径画弧,交 $ BC $ 的延长线于点 $ G $;作 $ GH ⊥ AD $ 交 $ AD $ 的延长线于点 $ H $,则下列矩形是黄金矩形的为(

A.矩形 $ ABFE $
B.矩形 $ EFCD $
C.矩形 $ EFGH $
D.矩形 $ DCGH $
D
)A.矩形 $ ABFE $
B.矩形 $ EFCD $
C.矩形 $ EFGH $
D.矩形 $ DCGH $
答案:7.D
解析:
设正方形$ABCD$的边长为$2a$。
因为$E$,$F$分别是$AD$,$BC$的中点,所以$ED = \frac{1}{2}AD = a$,$FC=\frac{1}{2}BC = a$。
在$Rt\triangle FCD$中,$FD=\sqrt{FC^{2}+CD^{2}}=\sqrt{a^{2}+(2a)^{2}}=\sqrt{5}a$。
因为以点$F$为圆心,$FD$为半径画弧,交$BC$的延长线于点$G$,所以$FG = FD=\sqrt{5}a$。
则$CG=FG - FC=\sqrt{5}a - a=(\sqrt{5}-1)a$。
矩形$DCGH$中,宽$DC = 2a$,长$CG=(\sqrt{5}-1)a$,宽与长的比为$\frac{CG}{DC}=\frac{(\sqrt{5}-1)a}{2a}=\frac{\sqrt{5}-1}{2}$。
所以矩形$DCGH$是黄金矩形。
答案:D
因为$E$,$F$分别是$AD$,$BC$的中点,所以$ED = \frac{1}{2}AD = a$,$FC=\frac{1}{2}BC = a$。
在$Rt\triangle FCD$中,$FD=\sqrt{FC^{2}+CD^{2}}=\sqrt{a^{2}+(2a)^{2}}=\sqrt{5}a$。
因为以点$F$为圆心,$FD$为半径画弧,交$BC$的延长线于点$G$,所以$FG = FD=\sqrt{5}a$。
则$CG=FG - FC=\sqrt{5}a - a=(\sqrt{5}-1)a$。
矩形$DCGH$中,宽$DC = 2a$,长$CG=(\sqrt{5}-1)a$,宽与长的比为$\frac{CG}{DC}=\frac{(\sqrt{5}-1)a}{2a}=\frac{\sqrt{5}-1}{2}$。
所以矩形$DCGH$是黄金矩形。
答案:D
8. (2023·河北)已知二次函数 $ y = -x^2 + m^2x $ 和 $ y = x^2 - m^2 $($ m $ 是常数)的图像与 $ x $ 轴都有两个交点,且这四个交点中每相邻两点间的距离都相等,则这两个函数图像对称轴之间的距离为(
A.2
B.$ m^2 $
C.4
D.$ 2m^2 $
A
)A.2
B.$ m^2 $
C.4
D.$ 2m^2 $
答案:8.A
解析:
对于二次函数$y = -x^2 + m^2x$,令$y = 0$,则$-x^2 + m^2x=0$,即$x(-x + m^2)=0$,解得$x_1 = 0$,$x_2 = m^2$。
对于二次函数$y = x^2 - m^2$,令$y = 0$,则$x^2 - m^2=0$,即$(x - m)(x + m)=0$,解得$x_3=-m$,$x_4 = m$。
设四个交点在$x$轴上的坐标从小到大依次为$a$,$b$,$c$,$d$。
因为四个交点中每相邻两点间的距离都相等,所以$b - a = c - b = d - c$,即$2b = a + c$,$2c = b + d$。
分情况讨论:
情况一:若$m>0$,则$x_3=-m$,$x_1 = 0$,$x_4 = m$,$x_2 = m^2$。
假设顺序为$-m$,$0$,$m$,$m^2$,则$0 - (-m)=m - 0$,即$m = m$,成立;$m - 0 = m^2 - m$,即$m = m^2 - m$,$m^2 - 2m=0$,$m(m - 2)=0$,解得$m = 2$($m = 0$舍去,此时函数与$x$轴交点不足两个)。
此时四个交点为$-2$,$0$,$2$,$4$,相邻距离均为$2$,符合题意。
二次函数$y = -x^2 + m^2x$的对称轴为$x = -\frac{m^2}{2×(-1)}=\frac{m^2}{2}$,当$m = 2$时,对称轴为$x = 2$。
二次函数$y = x^2 - m^2$的对称轴为$x = 0$。
两对称轴之间的距离为$|2 - 0|=2$。
情况二:若$m<0$,同理可得$m=-2$,两对称轴之间的距离仍为$2$。
综上,这两个函数图像对称轴之间的距离为$2$。
A
对于二次函数$y = x^2 - m^2$,令$y = 0$,则$x^2 - m^2=0$,即$(x - m)(x + m)=0$,解得$x_3=-m$,$x_4 = m$。
设四个交点在$x$轴上的坐标从小到大依次为$a$,$b$,$c$,$d$。
因为四个交点中每相邻两点间的距离都相等,所以$b - a = c - b = d - c$,即$2b = a + c$,$2c = b + d$。
分情况讨论:
情况一:若$m>0$,则$x_3=-m$,$x_1 = 0$,$x_4 = m$,$x_2 = m^2$。
假设顺序为$-m$,$0$,$m$,$m^2$,则$0 - (-m)=m - 0$,即$m = m$,成立;$m - 0 = m^2 - m$,即$m = m^2 - m$,$m^2 - 2m=0$,$m(m - 2)=0$,解得$m = 2$($m = 0$舍去,此时函数与$x$轴交点不足两个)。
此时四个交点为$-2$,$0$,$2$,$4$,相邻距离均为$2$,符合题意。
二次函数$y = -x^2 + m^2x$的对称轴为$x = -\frac{m^2}{2×(-1)}=\frac{m^2}{2}$,当$m = 2$时,对称轴为$x = 2$。
二次函数$y = x^2 - m^2$的对称轴为$x = 0$。
两对称轴之间的距离为$|2 - 0|=2$。
情况二:若$m<0$,同理可得$m=-2$,两对称轴之间的距离仍为$2$。
综上,这两个函数图像对称轴之间的距离为$2$。
A
9. (2025·四川遂宁改编)如图,已知抛物线 $ y = ax^2 + bx + c $ 的对称轴是直线 $ x = 1 $,且抛物线与 $ x $ 轴一个交点的坐标是 $ (4,0) $,与 $ y $ 轴交点的坐标是 $ (0,m) $,其中 $ 2 < m < 3 $。给出下列结论:
① $ abc < 0 $;② $ 9a - 3b + c > 0 $;③ $ \frac{9}{4} < y_{\mathrm{最大值}} < \frac{27}{8} $;④关于 $ x $ 的一元二次方程 $ ax^2 + (b - 1)x + c - 2 = 0 $ 必有两个不相等实根。其中正确的有(

A.1 个
B.2 个
C.3 个
D.4 个
① $ abc < 0 $;② $ 9a - 3b + c > 0 $;③ $ \frac{9}{4} < y_{\mathrm{最大值}} < \frac{27}{8} $;④关于 $ x $ 的一元二次方程 $ ax^2 + (b - 1)x + c - 2 = 0 $ 必有两个不相等实根。其中正确的有(
C
)A.1 个
B.2 个
C.3 个
D.4 个
答案:9.C 解析:因为$-\frac{b}{2a}>0$,所以$ab<0$.因为$c=m>0$,所以$abc<0$,故①正确;因为该抛物线与$x$轴另一交点的横坐标是$1×2 - 4 = -2$,所以当$x=-3$时,$y<0$,即$9a - 3b + c < 0$,故②错误;因为$-\frac{b}{2a}=1$,所以$b=-2a$.因为该抛物线经过点$(4,0)$,所以$16a + 4b + c = 0$,所以$16a - 8a + c = 0$,所以$c=-8a$,所以$y=ax^{2}+bx+c=ax^{2}-2ax - 8a=a(x - 1)^{2}-9a$,所以当$x=1$时,$y_{最大值}=-9a$.因为$c=m$,所以$-8a=m$,所以$y_{最大值}=\frac{9}{8}m$.因为$2<m<3$,所以$\frac{9}{4}<y_{最大值}<\frac{27}{8}$,故③正确;关于$x$的一元二次方程$ax^{2}+(b - 1)x + c - 2 = 0$即为$ax^{2}+bx+c=x + 2$.在同一平面直角坐标系中作出直线$y=x + 2$(图略),观察图像可知,抛物线$y=ax^{2}+bx+c$与直线$y=x + 2$有两个不同的交点,所以关于$x$的一元二次方程$ax^{2}+(b - 1)x + c - 2 = 0$必有两个不相等实根,故④正确.综上所述,其中正确的结论有$3$个.
10. (2025·江苏连云港模拟)有一块锐角三角形余料 $ ABC $,它的边 $ BC = 12 $ cm,边 $ BC $ 上的高为 9 cm,现要把它分割成若干个邻边长分别为 4 cm 和 2 cm 的小矩形零件,分割方式如图所示(分割线的耗料不计),使最底层的小矩形的长为 4 cm 的边在 $ BC $ 上,则按此方式分割成的小矩形零件最多有(

A.3 个
B.4 个
C.5 个
D.6 个
B
)A.3 个
B.4 个
C.5 个
D.6 个
答案:
10.B 解析:如图,设最上层的小矩形的上边与$AB$,$AC$分别交于点$E$,$F$,过点$A$作$AD⊥ BC$于点$D$,交$EF$于点$G$.因为$EF// BC$,所以$AG⊥ EF$,$\triangle AEF∼\triangle ABC$,所以$\frac{EF}{BC}=\frac{AG}{AD}$.因为$BC = 12\mathrm{ cm}$,$AD = 9\mathrm{ cm}$,$EF = 4\mathrm{ cm}$,所以$AG = 3\mathrm{ cm}$,所以$GD=AD - AG = 6\mathrm{ cm}$.因为小矩形的宽为$2\mathrm{ cm}$,所以能分割成$6÷2 = 3$(层)小矩形.设与边$BC$距离$2\mathrm{ cm}$的直线与$AB$,$AC$分别交于点$I$,$L$,$IL$与$AD$交于点$M$,则$IL// BC$,所以$AM⊥ IL$,$\triangle AIL∼\triangle ABC$,所以$\frac{IL}{BC}=\frac{AM}{AD}$.因为$MD = 2\mathrm{ cm}$,所以$AM=AD - MD = 7\mathrm{ cm}$,所以$IL=\frac{28}{3}\mathrm{ cm}$.因为$4×2<\frac{28}{3}<4×3$,所以最底层能分割成$2$个小矩形零件.同理可得第二、三层均只能分割成$1$个小矩形零件.故分割成的小矩形零件最多有$2 + 1 + 1 = 4$(个).

10.B 解析:如图,设最上层的小矩形的上边与$AB$,$AC$分别交于点$E$,$F$,过点$A$作$AD⊥ BC$于点$D$,交$EF$于点$G$.因为$EF// BC$,所以$AG⊥ EF$,$\triangle AEF∼\triangle ABC$,所以$\frac{EF}{BC}=\frac{AG}{AD}$.因为$BC = 12\mathrm{ cm}$,$AD = 9\mathrm{ cm}$,$EF = 4\mathrm{ cm}$,所以$AG = 3\mathrm{ cm}$,所以$GD=AD - AG = 6\mathrm{ cm}$.因为小矩形的宽为$2\mathrm{ cm}$,所以能分割成$6÷2 = 3$(层)小矩形.设与边$BC$距离$2\mathrm{ cm}$的直线与$AB$,$AC$分别交于点$I$,$L$,$IL$与$AD$交于点$M$,则$IL// BC$,所以$AM⊥ IL$,$\triangle AIL∼\triangle ABC$,所以$\frac{IL}{BC}=\frac{AM}{AD}$.因为$MD = 2\mathrm{ cm}$,所以$AM=AD - MD = 7\mathrm{ cm}$,所以$IL=\frac{28}{3}\mathrm{ cm}$.因为$4×2<\frac{28}{3}<4×3$,所以最底层能分割成$2$个小矩形零件.同理可得第二、三层均只能分割成$1$个小矩形零件.故分割成的小矩形零件最多有$2 + 1 + 1 = 4$(个).
11. 新趋势 开放探究 (2023·上海)已知抛物线 $ y = ax^2 + bx + c $ 的顶点在 $ y $ 轴正半轴上,且其对称轴左侧的图像是上升的,则该抛物线的函数表达式可以是
(答案不唯一)$y=-x^{2}+1$
。(填一个即可)答案:11.(答案不唯一)$y=-x^{2}+1$
12. (2025·四川内江改编)阿基米德曾说过:“给我一个支点,我能撬动整个地球。”这句话生动体现了杠杆原理:通过调整支点位置和力臂长度,用较小的力就能撬动重物。这一原理在生活中随处可见。如图①,这是用杠杆撬石头的示意图,当用力压杠杆时,另一端就会撬动石头。如图②,若动力臂 $ OA = 150 $ cm,阻力臂 $ OB = 50 $ cm,$ BD = 20 $ cm,则 $ AC $ 的长是

60
cm。答案:12. 60