题目内容
【题目】如图1,直线y= x+m与x轴、y轴分别交于点A和点B(0,﹣1),抛物线y= x2+bx+c经过点B,点C的横坐标为4.
(1)请直接写出抛物线的解析式;
(2)如图2,点D在抛物线上,DE∥y轴交直线AB于点E,且四边形DFEG为矩形,设点D的横坐标为x(0<x<4),矩形DFEG的周长为l,求l与x的函数关系式以及l的最大值;
(3)将△AOB绕平面内某点M旋转90°或180°,得到△A1O1B1 , 点A、O、B的对应点分别是点A1、O1、B1 . 若△A1O1B1的两个顶点恰好落在抛物线上,那么我们就称这样的点为“落点”,请直接写出“落点”的个数和旋转180°时点A1的横坐标.
【答案】
(1)
解:∵直线l:y= x+m经过点B(0,﹣1),
∴m=﹣1,
∴直线l的解析式为y= x﹣1,
∵直线l:y= x﹣1经过点C,且点C的横坐标为4,
∴y= ×4﹣1=2,
∵抛物线y= x2+bx+c经过点C(4,2)和点B(0,﹣1),
∴ ,
解得 ,
∴抛物线的解析式为y= x2﹣ x﹣1;
(2)
解:令y=0,则 x﹣1=0,
解得:x= ,
∴点A的坐标为( ,0),
∴OA= ,
在Rt△OAB中,OB=1,
∴AB= = = ,
∵DE∥y轴,
∴∠ABO=∠DEF,
在矩形DFEG中,EF=DEcos∠DEF=DE = DE,
DF=DEsin∠DEF=DE = DE,
∴l=2(DF+EF)=2( + )DE= DE,
∵点D的横坐标为t(0<t<4),
∴D(t, t2﹣ t﹣1),E(t, t﹣1),
∴DE=( t﹣1)﹣( t2﹣ t﹣1)=﹣ t2+2t,
∴l= ×(﹣ t2+2t)=﹣ t2+ t,
∵l=﹣ (t﹣2)2+ ,且﹣ <0,
∴当t=2时,l有最大值 .
(3)
解:“落点”的个数有4个,如图1,图2,图3,图4所示.
如图3中,设A1的横坐标为m,则O1的横坐标为m+ ,
∴ m2﹣ m﹣1= (m+ )2﹣ (m+ )﹣1,
解得:m= ,
如图4中,设A1的横坐标为m,则B1的横坐标为m+ ,B1的纵坐标比例A1的纵坐标大1,
∴ m2﹣ m﹣1+1= (m+ )2﹣ (m+ )﹣1,
解得:m= ,
∴旋转180°时点A1的横坐标为 或 .
【解析】(1)把点B的坐标代入直线解析式求出m的值,再把点C的坐标代入直线求解即可得到C点纵坐标,然后利用待定系数法求二次函数解析式解答;(2)令y=0求出点A的坐标,从而得到OA、OB的长度,利用勾股定理列式求出AB的长,然后根据两直线平行,内错角相等可得∠ABO=∠DEF,再解直角三角形用DE表示出EF、DF,根据矩形的周长公式表示出l,利用直线和抛物线的解析式表示DE的长,整理即可得到l与t的关系式,再利用二次函数的最值问题解答;(3)根据逆时针旋转角为90°可得A1O1∥y轴时,B1O1∥x轴,旋转角是180°判断出A1O1∥x轴时,B1A1∥AB,根据图3、图4两种情形即可解决.
【考点精析】本题主要考查了二次函数的最值和勾股定理的概念的相关知识点,需要掌握如果自变量的取值范围是全体实数,那么函数在顶点处取得最大值(或最小值),即当x=-b/2a时,y最值=(4ac-b2)/4a;直角三角形两直角边a、b的平方和等于斜边c的平方,即;a2+b2=c2才能正确解答此题.