题目内容
【题目】如图1,在平面直角坐标系中,直线与x轴、y轴分别交于点A和点B(0,-1),抛物线经过点B,且与直线l的另一个交点为C(4,n).
(1)求n的值和抛物线的解析式;
(2)点D在抛物线上,且点D的横坐标为t(0<t<4),DE∥y轴交直线l于点E,点F在直线l上,且四边形DFEG为矩形(如图2).若矩形DFEG的周长为p,求p与t的函数关系式以及p的最大值;
(3)M是平面内一点,将△AOB绕点M沿逆时针方向旋转90°后,得到△A'O'B',点A、O、B的对应点分别是点A'、O'、B'. 若△A'O'B'的两个顶点恰好落在抛物线上,请直接写出点A’的横坐标.
【答案】(1)n=2,;(2)p=,p有最大值;(3)点A'的横坐标为:或.
【解析】
(1)把点B的坐标代入直线解析式可得m的值,再把点C的坐标代入直线解析式可得n的值,然后利用待定系数法求二次函数解析式即可;
(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,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p,利用直线和抛物线的解析式表示DE的长,整理即可得到P与t的关系式,再利用二次函数的最值问题解答;
(3)分两种情况进行讨论:①当点O’、B’在抛物线上时,由O’B’=OB=1;②当点A’、B’在抛物线上时,由A’B’=AB=,分别求出点A’的横坐标即可.
(1)将B(0,-1)代入得:m=-1,
在中,当y=0时,x=,即A(,0),
∵过点C(4,n),得:n=2,即C(4,2),
将B(0,-1)、C(4,n),代入得:
,解得:,
即抛物线的解析式为:.
(2)由(1)知,OA=,OB=1,在Rt△OAB中,由勾股定理得:AB=,
∵DE∥y轴,
∴∠ABO=∠DEF,
∴sin∠DEF= sin∠ABO=,cos∠DEF=cos∠ABO=,
∴EF=DE·cos∠DEF=DE,DF=DE·cos∠DEF=DE,
∴p=2(DE+DF)=DE,
∵点D的横坐标为t,
∴D(t,),E(t,),
∴DE=-()=,
p=()
=,
∴当t=2时,p有最大值.
(3)由题意知,A’、O’横坐标相等,此二点不会同时在抛物线上,
①当点O’、B’在抛物线上时,由O’B’=OB=1,
抛物线的对称轴:x=得,O’横坐标为-=,
即A’横坐标为:;
②当点A’、B’在抛物线上时,由A’B’=AB=,
设点A’(n,y),则B’(n+1,y-),
∴,解得:n=
即A’横坐标为:;
综上所述,点A’的横坐标为:或.