题目内容
【题目】如图,已知点A的坐标为(﹣2,0),直线y=﹣ x+3与x轴、y轴分别交于点B和点C,连接AC,顶点为D的抛物线y=ax2+bx+c过A、B、C三点.
(1)请直接写出B、C两点的坐标,抛物线的解析式及顶点D的坐标;
(2)设抛物线的对称轴DE交线段BC于点E,P是第一象限内抛物线上一点,过点P作x轴的垂线,交线段BC于点F,若四边形DEFP为平行四边形,求点P的坐标;
(3)设点M是线段BC上的一动点,过点M作MN∥AB,交AC于点N,点Q从点B出发,以每秒1个单位长度的速度沿线段BA向点A运动,运动时间为t(秒),当t(秒)为何值时,存在△QMN为等腰直角三角形?
【答案】
(1)
解:令x=0代入y=﹣ x+3
∴y=3,
∴C(0,3),
令y=0代入y=﹣ x+3
∴x=4,
∴B(4,0),
设抛物线的解析式为:y=a(x+2)(x﹣4),
把C(0,3)代入y=a(x+2)(x﹣4),
∴a=﹣ ,
∴抛物线的解析式为:y=﹣ (x+2)(x﹣4)=﹣ x2+ x+3,
∴顶点D的坐标为(1, )
(2)
解:
当DP∥BC时,
此时四边形DEFP是平行四边形,
设直线DP的解析式为y=mx+n,
∵直线BC的解析式为:y=﹣ x+3,
∴m=﹣ ,
∴y=﹣ x+n,
把D(1, )代入y=﹣ x+n,
∴n= ,
∴直线DP的解析式为y=﹣ x+ ,
∴联立 ,
解得:x=3或x=1(舍去),
∴把x=3代入y=﹣ x+ ,
y= ,
∴P的坐标为(3, )
(3)
解:由题意可知:0≤t≤6,
设直线AC的解析式为:y=m1x+n1,
把A(﹣2,0)和C(0,3)代入y=m1x+n1,
得: ,
∴解得 ,
∴直线AC的解析式为:y= x+3,
由题意知:QB=t,
如图1,当∠NMQ=90°,
∴OQ=4﹣t,
令x=4﹣t代入y=﹣ x+3,
∴y= t,
∴M(4﹣t, t),
∵MN∥x轴,
∴N的纵坐标为 t,
把y= t代入y= x+3,
∴x= t﹣2,
∴N( t﹣2, t),
∴MN=(4﹣t)﹣( t﹣2)=6﹣ t,
∵MQ∥OC,
∴△BQM∽△BOC,
∴ ,
∴MQ= t,
当MN=MQ时,
∴6﹣ t= t,
∴t= ,
此时QB= ,符合题意,
如图2
当∠QNM=90°时,
∵QB=t,
∴点Q的坐标为(4﹣t,0)
∴令x=4﹣t代入y= x+3,
∴y=9﹣ t,
∴N(4﹣t,9﹣ t),
∵MN∥x轴,
∴点M的纵坐标为9﹣ t,
∴令y=9﹣ t代入y=﹣ x+3,
∴x=2t﹣8,
∴M(2t﹣8,9﹣ t),
∴MN=(2t﹣8)﹣(4﹣t)=3t﹣12,
∵NQ∥OC,
∴△AQN∽△AOC,
∴ ,
∴NQ=9﹣ t,
当NQ=MN时,
∴9﹣ t=3t﹣12,
∴t= ,
∴此时QB= ,符合题意
如图3,
当∠NQM=90°,
过点Q作QE⊥MN于点E,
过点M作MF⊥x轴于点F,
设QE=a,
令y=a代入y=﹣ x+3,
∴x=4﹣ a,
∴M(4﹣ a,a),
令y=a代入y= x+3,
∴x= a﹣2,
∴N( a﹣2,0),
∴MN=(4﹣ a)﹣( a﹣2)=6﹣2a,
当MN=2QE时,
∴6﹣2a=2a,
∴a= ,
∴MF=QE= ,
∵MF∥OC,
∴△BMF∽△BCO,
∴ ,
∴BF=2,
∴QB=QF+BF= +2= ,
∴t= ,此情况符合题意,
综上所述,当△QMN为等腰直角三角形时,此时t= 或 或 .
【解析】本题考查二次函数的综合问题,涉及待定系数法求一次函数和二次函数的解析式,相似三角形判定与性质,等腰直角三角形的性质知识,要会利用数形结合的思想把代数和几何图形结合起来,利用点的坐标的意义表示线段的长度,从而求出线段之间的关系.(1)分别令y=0和x=0代入y=﹣ x+3即可求出B和C的坐标,然后设抛物线的交点式为y=a(x+2)(x﹣4),最后把C的坐标代入抛物线解析式即可求出a的值和顶点D的坐标;(2)若四边形DEFP为平行四边形时,则DP∥BC,设直线DP的解析式为y=mx+n,则m=﹣ ,求出直线DP的解析式后,联立抛物线解析式和直线DP的解析式即可求出P的坐标;(3)由题意可知,0≤t≤6,若△QMN为等腰直角三角形,则共有三种情况,①∠NMQ=90°;②∠MNQ=90°;③∠NQM=90°.
【考点精析】解答此题的关键在于理解抛物线与坐标轴的交点的相关知识,掌握一元二次方程的解是其对应的二次函数的图像与x轴的交点坐标.因此一元二次方程中的b2-4ac,在二次函数中表示图像与x轴是否有交点.当b2-4ac>0时,图像与x轴有两个交点;当b2-4ac=0时,图像与x轴有一个交点;当b2-4ac<0时,图像与x轴没有交点.