题目内容
【题目】如图,四边形OABC是矩形,点A坐标为(2,0),点C坐标为(0,4).点P从点O出发,沿OA以每秒1个单位长度的速度向点A运动,同时点Q从点A出发,沿AB以每秒2个单位长度的速度向点B运动,当点P与点A重合时运动停止.设运动时间为t秒.
(1)当△CBQ与△PAQ相似时,求出t的值;
(2)当t=1时,抛物线y=2x2+bx+c经过P,Q两点,与y轴交于点M,在该抛物线上找点D,使∠MQD=∠MPQ,求点D的坐标.
【答案】(1)或(2)或
【解析】
(1)根据矩形的性质得:∠B=∠PAQ=90,所以当△CBQ与△PAQ相似时,存在两种情况:①当△PAQ∽△QBC时,,②当△PAQ∽△CBQ时,,分别列方程可得t的值;
(2)根据t=1求抛物线的解析式,根据Q(2,2),M(0,2),可得MQ∥x轴,则PM=PQ,PE⊥MQ,画出符合条件的点D,利用三角函数,列比例式可得点D的坐标,同理根据对称可得另一个点D.
(1)如图1,
∵当点P与点A重合时运动停止,且△PAQ可以构成三角形,
∴0<t<2,
∵四边形OABC是矩形,
∴∠B=∠PAQ=90
∴当△CBQ与△PAQ相似时,存在两种情况:
①当△PAQ∽△QBC时,
,
∴,
4t210t+4=0,
(4t2)(t2)=0,
t1=2(舍),t2=,
②当△PAQ∽△CBQ时,,
∴,
t26t+4=0,
t=,
∵>2,
∴t=不符合题意,舍去,
综上所述,当△CBQ与△PAQ相似时,t的值是或;
(3)当t=1时,P(1,0),Q(2,2),
把P(1,0),Q(2,2)代入抛物线y=2x2+bx+c中得:
,解得:,
∴抛物线:y=2x24x+2=2(x1)2,
∴顶点为P(1,0),
∵Q(2,2),M(0,2),
∴MQ∥x轴,
作抛物线对称轴,交MQ于E,设DQ交y轴于H,
∴PM=PQ,PE⊥MQ,
∴∠MPE=∠QPE=∠MPQ,
如图2,∠MQD=∠MPQ=∠QPE,
∴tan∠MQD=tan∠QPE=,
即,MH=1,
∴H(0,3),Q(2,2)
设HQ的解析式为y=kx+b
把H(0,3),Q(2,2)代入得,解得
∴y= x+3,
则
,
解得:x1=2(舍),x2= ,
∴D;
同理,在M的下方,y轴上存在点H,如图3,使∠HQM=∠MPQ=∠QPE,
由对称性得:H(0,1),
设HQ的解析式为y=px+q
把H(0,1),Q(2,2)代入得,解得
∴y=x+1,
∴HQ的解析式:y=x+1,
则,
,
解得:x1=2(舍),x2=,
∴D;
综上所述,点D的坐标为:D或.