题目内容
【题目】如图,已知抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于A,B与y轴交于C,过C作x轴的平行线交抛物线于点D,过点D作x轴的垂线交x轴于E,点D的坐标为(2,3)
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P为第一象限直线DE右侧抛物线上一点,连接AP交y轴于点F,连接PD、DF,设点P的横坐标为t,△PFD的面积为S,求S与t的函数关系式;
(3)在(2)的条件下,点P向下平移3个单位得到点Q,连接AQ、EQ,若∠AQE=45°,求点P的横坐标.
【答案】
(1)解:由题意D(2,3),C(0,3),
∵CD∥x轴,
∴C、D关于对称轴对称,
∴对称轴x=1,
∴﹣ =1,
∴b=2,c=3,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2+2x+3.
(2)解:如图1中,连接PC,作PH⊥AB于H.设P(t,﹣t2+2t+3).
对于抛物线y=﹣x2+2x+3,令y=0,﹣x2+2x+3=0,解得x=﹣1或3,
∴A(﹣1,0),B(3,0)
∵OF∥PB,
∴ = ,
∴FO=(﹣t2+2t+3) =3﹣t,
∴CF=3﹣(3﹣t)=t,
S=S△PCF+S△PCD﹣S△CDF= tt+ ×2×[3﹣(﹣t2+2t+3)]﹣ t2= t2﹣3t(2<t<3).
(3)解:如图构造等腰直角三角形△AKE,使得AK=EK,∠AKE=90°,则易知K( ,﹣ ),以K为圆心,AK为半径画⊙K.
∵∠AQE=45°= ∠AKE,
∴点Q在⊙K上,设P(m,﹣m2+2m+3),则Q(m,﹣m2+2m),
∵AK=QK,
∴(1+ )2+( )2=(m﹣ )2+(﹣m2+2m+ )2,
∴ + =m2﹣m+ +(﹣m2+2m)2+3(﹣m2+2m)+ ,
∴m2﹣m﹣2+m2(m﹣2)2﹣3m(m﹣2)=0,
∴(m﹣2)(m+1)+m2(m﹣2)2﹣3m(m﹣2)=0,
∴(m﹣2)[(m+1)+m3﹣2m2﹣3m]=0,
∴(m﹣2)[(m+1)+m(m+1)(m﹣3)]=0,
∴(m﹣2)(m+1)(m2
∴m=2或﹣1或 ,
∵点P为第一象限直线DE右侧抛物线上一点,
∴m= ,
∴满足条件的点P的横坐标为 .
【解析】(1)根据题意易求得点C的坐标,再用待定系数法求出抛物线的解析式。或根据点C、D是两对称点,求出对称轴,即可求出抛物线的解析式。
(2)观察函数图像,可知S△PFD=S△PCF+S△PCD﹣S△CDF,因此连接PC,作PH⊥AB于H.设P(t,﹣t2+2t+3),再用含t的代数式分别求出△PCF、△PCD、△CDF的面积,就可以求出S与t的函数关系式。
(3)抓住已知∠AQE=45°,添加辅助线,构造圆周角为45°的圆心角,构造等腰直角三角形△AKE,使得AK=EK,∠AKE=90°,以K为圆心,AK为半径画⊙K,易得到K点坐标,得出点Q在圆上,设出点P、点Q的坐标,根据AK=QK。列出方程,求解即可求出点P的横坐标。
【考点精析】解答此题的关键在于理解勾股定理的概念的相关知识,掌握直角三角形两直角边a、b的平方和等于斜边c的平方,即;a2+b2=c2,以及对矩形的性质的理解,了解矩形的四个角都是直角,矩形的对角线相等.