题目内容
【题目】如图,已知抛物线y=﹣ x2+bx+c与x轴相交于点A,B(4,0),与y轴相交于点C,直线y=﹣x+3经过点C,与x轴相交于点D.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P为第一象限抛物线上一点,过点P作x轴的垂线,垂足为点E,PE与线段CD相交于点G,过点G作y轴的垂线,垂足为点F,连接EF,过点G作EF的垂线,与y轴相交于点M,连接ME,MD,设△MDE的面积为S,点P的横坐标为t,求S与t的函数关系式;
(3)在(2)的条件下,过点B作直线GM的垂线,垂足为点K,若BK=OD,求:t值及点P到抛物线对称轴的距离.
【答案】
(1)
解:对于直线y=﹣x+3,令x=0得y=3,
∴C(0,3),把B(4,0),C(0,3)的坐标代入y=﹣ x2+bx+c得 ,解得 ,
∴抛物线的解析式为y=﹣ x2+ x+3
(2)
解:如图1中,当0<t< 时,P(t,﹣ t+ t+3),
∵FG⊥OC,GE⊥OD,CO⊥OD,
∴四边形FOGE是矩形,
∴OE=FG=t,GE=GD=3﹣t,
∵MG⊥FE,FG⊥GE,
∴∠GEF+∠GFE=90°,∠GFE+∠FGM=90°,
∴∠GEF=∠FGM,
在Rt△FGE中,tan∠FEG= = ,
∴在Rt△FGM中,tan∠FGM= = ,
∴FM= ,
∴OM=FO﹣FM=(3﹣t)﹣ = ,
∴S= DEOM= ×(3﹣t)× = ,
当 <t<3时,S= DEOM= DE(FM﹣OF)= .
综上所述,S=
(3)
解:如图2中,过点C作x轴的平行线,过点B作y轴的平行线,两直线交于点Q,延长MK与CQ交于点N,延长KM与x轴交于点Z,
∵CQ∥BO,BQ∥CO,
∴四边形COBQ是平行四边形,
∵∠COB=90°,
∴四边形COBQ是矩形,
∴∠CQB=90°=∠BKN,CO=BQ=3,
对于直线y=﹣x+3,令y=0得x=3,
∴D(0,3),
∴OD=OC=BQ=3,
∵BK=OD,
∴BK=BQ,∵BN=BN,
∴Rt△KBN≌Rt△QBN,
∴∠KNB=∠QNB,
∵NQ∥OB,
∴∠QNB=∠NBO=∠KNB,
∴ZN=ZB,设EG交CQ于H,
∵OC=OB,
∴∠OCD=∠ODC,
∵CQ∥OB,
∴∠QHG=∠HEO=90°,∠HCD=∠CDO,
∴∠OCD=∠HCD,
∵GF⊥OC,GH⊥CH,
∴GH=GF,
∵GM⊥EF,GH⊥HN,
∴∠GEM+∠MGE=90°,∠HGN+∠HNG=90°,
∵∠HGN=∠MGE,
∴∠GEM=∠HNG,
∵∠GFO=∠FOE=∠OEG=90°,
∴∠GEF=90°=∠GHN,
∴△HNG≌△FGE,
∴CH=OE=t=GH,HN=GE=3﹣t,
∴CN=3﹣t+3=3,
∴NQ=BD=1=NK,设ZK=m,则ZB=ZN=m+1,
在Rt△KZB中,(m+1)2=m2+32,
∴m=4,
∴ZB=5,
∴tan∠GZB= ,tan∠GEF= ,
∴ = ,
∴t= ,
∵抛物线的对称轴x= ,
∴点P到抛物线的对称轴的距离为 ﹣ =
【解析】(1)求出点C坐标,利用待定系数法转化为方程组解决问题.(2)分两种情形①当0<t< 时,P(t,﹣ t+ t+3),②当 <t<3时,分别求出OM的长即可解决问题.(3)如图2中,过点C作x轴的平行线,过点B作y轴的平行线,两直线交于点Q,延长MK与CQ交于点N,延长KM与x轴交于点Z,Rt△KBN≌Rt△QBN,推出∠KNB=∠QNB,由NQ∥OB,推出∠QNB=∠NBO=∠KNB,推出ZN=ZB,设EG交CQ于H,由△HNG≌△FGE,推出CH=OE=t=GH,HN=GE=3﹣t,推出CN=3﹣t+3=3,推出NQ=BD=1=NK,设ZK=m,则ZB=ZN=m+1,在Rt△KZB中,(m+1)2=m2+32 , 推出m=4,推出ZB=5,于tan∠GZB= ,tan∠GEF= ,可得 = ,求出t即可解决问题.