题目内容
【题目】如图,抛物线经过点A(﹣3,0),点C(0,4),作CD∥x轴交抛物线于点D,作DE⊥x轴,垂足为E,动点M从点E出发在线段EA上以每秒2个单位长度的速度向点A运动,同时动点N从点A出发在线段AC上以每秒1个单位长度的速度向点C运动,当一个点到达终点时,另一个点也随之停止运动,设运动时间为t秒.
(1)求抛物线的解析式;
(2)设△DMN的面积为S,求S与t的函数关系式;
(3)①当MN∥DE时,直接写出t的值;
②在点M和点N运动过程中,是否存在某一时刻,使MN⊥AD?若存在,直接写出此时t的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)S=(0<t≤3);(3)①t=;②t=.
【解析】(1)∵抛物线经过点A(﹣3,0),点C(0,4),∴,解得:,即抛物线的解析式为:;
(2)作NH⊥AM于点H,如由图1所示,∵=,∴对称轴x=,∵点A(﹣3,0),点C(0,4),CD∥x轴交抛物线于点D,DE⊥x轴,垂足为E,∴点D(3,4),点E(3,0),OA=3,OC=4,∴AC=5,AE=6,CD=3,∵NH⊥AM,AN=tME=2t,∴△ANH∽△ACO,AM=6﹣2t,∴,即,得NH=0.8t,∴S=S梯形AECD﹣S△AMN﹣S△DME﹣S△CDN
=(3+6)×4-×(6-2t)×0.8t-×2t×4-×3×(4-0.8t)
=,即S与t的函数关系式是S=(0<t≤3);
(3)①当MN∥DE时,t的值是,理由:如右图2所示
∵MN∥DE,AE=6,AC=5,AO=3,∴AM=6﹣2t,AN=t,△AMN∽△AOC,∴,即,解得,t=;
②存在某一时刻,使MN⊥AD,此时t的值是,理由:如右图3所示,设过点A(﹣3,0),C(0,4)的直线的解析式为y=kx+b,则:,得:,即直线AC的解析式为,∵NH=0.8t,∴点N的纵坐标为0.8t,将y=0.8t代入,得x=0.6t﹣3,∴点N(0.6t﹣3,0.8t)
∵点E(3,0),ME=2t,∴点M(3﹣2t,0),∵点A(﹣3,0),点D(3,4),点M(3﹣2t,0),点N(0.6t﹣3,0.8t),AD⊥MN,∴,解得:t=.