题目内容
(2012•龙岩质检)在平面直角坐标系中,ABOC如图放置,点A、C的坐标分别为(0,3)、(-1,0),
将ABOC绕点0顺时针旋转90°,得到A′B′OC′,若抛物线过点C、A、A′.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)若p抛物线的对称轴上一点,使得PA′+PB′的值最小,求出点P的坐标及PA′+PB′的最小值;
(3)若点M是抛物线上的一点,问是否存在以点A、A′、C′、M为顶点的梯形?若存在,求出此时点M的坐标;若不存在,请说明理由.
将ABOC绕点0顺时针旋转90°,得到A′B′OC′,若抛物线过点C、A、A′.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)若p抛物线的对称轴上一点,使得PA′+PB′的值最小,求出点P的坐标及PA′+PB′的最小值;
(3)若点M是抛物线上的一点,问是否存在以点A、A′、C′、M为顶点的梯形?若存在,求出此时点M的坐标;若不存在,请说明理由.
分析:(1)由旋转不变性可知点A'(3,0),OA'=OA=3,然后设出二次函数的交点式后用待定系数法求解即可;
(2)首先确定二次函数的对称轴,根据对称性可知点A'与点C关于对称轴对称,从而得到要使PA'+PB'的值最小,只需PC+PB'的值最小,即当点P在线段B'C上时.PA'+PB'的值最小,然后求得点P的坐标即可;
(3)分当AM∥C'A'时,得到AM≠C'A',此时四边形ACA'M是梯形和当C'M∥AA'时,得到C'M≠AA',此时四边形AC'MA'或AMC'A'是梯形两种情况分类讨论即可确定点M的坐标.
(2)首先确定二次函数的对称轴,根据对称性可知点A'与点C关于对称轴对称,从而得到要使PA'+PB'的值最小,只需PC+PB'的值最小,即当点P在线段B'C上时.PA'+PB'的值最小,然后求得点P的坐标即可;
(3)分当AM∥C'A'时,得到AM≠C'A',此时四边形ACA'M是梯形和当C'M∥AA'时,得到C'M≠AA',此时四边形AC'MA'或AMC'A'是梯形两种情况分类讨论即可确定点M的坐标.
解答:解:(1)由旋转不变性可知点A'(3,0),OA'=OA=3
设抛物线解析式为y=a(x+1)(x-3),
将点A(0,3)代入,则3=a(0+1)×(0-3),
解得a=-1,
故y=-(x+1)(x-3)=-x2+2x+3;
(2)由(1)可知,抛物线对称轴为x=-
=1
由对称性可知点A'与点C关于对称轴对称∴要使PA'+PB'的值最小,只需PC+PB'的值最小
即当点P在线段B'C上时.PA'+PB'的值最小
由已知有:A'B'=AB=CO=1
则点B'(3,-1)
设直线B'C的解析式为y=kx+b,将点B'、C的坐标代入,可得k=-
,b=-
,
∴直线B'C的解析式为y=-
x-
当x=1时,y=-
,
∴P(1,-
),此时PA'+PB'有最小值
;
(3)存在
①当AM∥C'A'时,由图易知,AM≠C'A',此时四边形ACA'M是梯形
设M(m,-m2+2m+3),显然,m>0,过M作MF⊥AO,
则FM=m,AF=3-(-m2+2m+3)=m2-2m
易知△AFM∽△C'OA',
∴
=
,即
=
,
解得m1=0,m2=
,
∵M(0,3)与点A重合,舍去.
∴M(
,
).
②当C'M∥AA'时,易知C'M≠AA',此时四边形AC'MA'
或AMC'A'是梯形,易得直线C'M:y=-x+1,
设M(n,-n+1),则-n+1=-n2+2n+3,解得n=
,
∴M2(
,
),M3(
,
)
综上所述,满足题意的M点有三点:M1(
,
),M2(
,
),M3(
,
).
设抛物线解析式为y=a(x+1)(x-3),
将点A(0,3)代入,则3=a(0+1)×(0-3),
解得a=-1,
故y=-(x+1)(x-3)=-x2+2x+3;
(2)由(1)可知,抛物线对称轴为x=-
2 |
2×(-1) |
由对称性可知点A'与点C关于对称轴对称∴要使PA'+PB'的值最小,只需PC+PB'的值最小
即当点P在线段B'C上时.PA'+PB'的值最小
由已知有:A'B'=AB=CO=1
则点B'(3,-1)
设直线B'C的解析式为y=kx+b,将点B'、C的坐标代入,可得k=-
1 |
4 |
1 |
4 |
∴直线B'C的解析式为y=-
1 |
4 |
1 |
4 |
当x=1时,y=-
1 |
2 |
∴P(1,-
1 |
2 |
17 |
(3)存在
①当AM∥C'A'时,由图易知,AM≠C'A',此时四边形ACA'M是梯形
设M(m,-m2+2m+3),显然,m>0,过M作MF⊥AO,
则FM=m,AF=3-(-m2+2m+3)=m2-2m
易知△AFM∽△C'OA',
∴
AF |
C′O |
FM |
OA′ |
m2-2m |
1 |
m |
3 |
解得m1=0,m2=
7 |
3 |
∵M(0,3)与点A重合,舍去.
∴M(
7 |
3 |
20 |
9 |
②当C'M∥AA'时,易知C'M≠AA',此时四边形AC'MA'
或AMC'A'是梯形,易得直线C'M:y=-x+1,
设M(n,-n+1),则-n+1=-n2+2n+3,解得n=
3±
| ||
2 |
∴M2(
3+
| ||
2 |
-1-
| ||
2 |
3-
| ||
2 |
-1+
| ||
2 |
综上所述,满足题意的M点有三点:M1(
7 |
3 |
20 |
9 |
3+
| ||
2 |
-1-
| ||
2 |
3-
| ||
2 |
-1+
| ||
2 |
点评:本题着重考查了待定系数法求二次函数解析式、二次函数的最值问题等知识点,二次函数的最值问题及存在性问题,综合性强,有一定的难度.
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