题目内容
【题目】如图1,在平面直角坐标系中,抛物线y=与x轴交于A,C(A在C的左侧),点B在抛物线上,其横坐标为1,连接BC,BO,点F为OB中点.
(1)求直线BC的函数表达式;
(2)若点D为抛物线第四象限上的一个动点,连接BD,CD,点E为x轴上一动点,当△BCD的面积的最大时,求点D的坐标,及|FE﹣DE|的最大值;
(3)如图2,若点G与点B关于抛物线对称轴对称,直线BG与y轴交于点M,点N是线段BG上的一动点,连接NF,MF,当∠NFO=3∠BNF时,连接CN,将直线BO绕点O旋转,记旋转中的直线BO为B′O,直线B′O与直线CN交于点Q,当△OCQ为等腰三角形时,求点Q的坐标.
【答案】(1)y=﹣x+;(2)D(,﹣);|FE﹣DE|的最大值为;(3)点Q的坐标为Q1(,),Q2(,),Q3(﹣,),Q4(+,﹣).
【解析】
(1)令抛物线y=0,求出点C的坐标,再令x=1,求出点B坐标,待定系数法求出直线BC的解析式;
(2)三角形面积最值转换成求DH的最大值,然后利用二次函数的求最值问题解决点D的坐标,|FEDE|的最大值,可将点D和点F转换到x轴的同一侧,再利用共线时差值最大求出线段长度即可.
(3)找等腰三角形问题,要分类讨论,以OC为腰,或以OC为底都可以,利用∠OCN的正切值求出边之间的比例关系,求出点Q的坐标.
(1)令y=0,解得x1=,x2=,
∴A(,0),B(,0)
当x=1时,y=2
∴B(1,2)
设直线BC的解析式为y=kxb代入点B和C
,
解得
∴直线BC的解析式为y=;
(2)设点D(m,)
过点D作x轴的平行线,交BC于点H,
则点H(m,﹣m+)
HD=﹣m+﹣()=﹣(m﹣)2+
∴当m=时,HD取最大值,此时S△BCD的面积取最大值.
D(,)
作D关于x轴的对称点D′
则D′(,)
连接D′H交x轴于一点E,此时D′E﹣FE最大,即为D′F的长度
∵F为OB的中点
∴F(,)
∴D′F=
∴|FE﹣DE|的最大值为.
(3)由题意可知M(0,2)
∵∠NFO=3∠BNF
∴∠FBN=2∠BNF
作∠FBN的角平分线交x轴于点E
则∠OBE=∠EBG=∠OEB=∠BNF
过点B作x轴的垂线,垂足为点J
则J(1,0)
∵OB==3
∴OE=3
∴EJ=2
∵BJ=2
∴tan∠BEJ=,
∴tan∠BNF=,
过点F作MN的垂线,垂足为D
则FD=,
∴ND=1
∴N(,2)
连接NC
∵tan∠NCO=
①当OQ1等于CQ1时,过点Q1作OC的垂线,垂足为I
∵OC=
∴CI=
∴Q1I=
∴Q1(,)
②当OC=CQ3时,过点Q3作OC的垂线,垂足为K
∵OC=,∴CQ3=,
CK=,Q3K=
∴Q3(,)
③当OQ2=OC时,过点Q2作OC的垂线,垂足为P
∵OC=3,∴OQ2=3
设PC=a,则Q2P=a,OP=﹣a
根据勾股定理解得a=
∴Q2(,)
④当Q4在NC的延长线上时,CQ4=OC
同理可得,Q4(,)
综上所述:点Q的坐标为Q1(,),Q2(,),Q3(,),Q4(,,).