题目内容
【题目】如图,在平面直角坐标系中,矩形OCDE的三个顶点分别是C(3,0),D(3,4),E(0,4).点A在DE上,以A为顶点的抛物线过点C,且对称轴x=1交x轴于点B.连接EC,AC.点P,Q为动点,设运动时间为t秒.
(1)求抛物线的解析式.
(2)在图①中,若点P在线段OC上从点O向点C以1个单位/秒的速度运动,同时,点Q在线段CE上从点C向点E以2个单位/秒的速度运动,当一个点到达终点时,另一个点随之停止运动.当t为何值时,△PCQ为直角三角形?
(3)在图②中,若点P在对称轴上从点A开始向点B以1个单位/秒的速度运动,过点P做PF⊥AB,交AC于点F,过点F作FG⊥AD于点G,交抛物线于点Q,连接AQ,CQ.当t为何值时,△ACQ的面积最大?最大值是多少?
【答案】(1)y=﹣x2+2x+3;(2)当t=或t=
时,△PCQ为直角三角形;(3)当t=2时,△ACQ的面积最大,最大值是1.
【解析】
(1)根据抛物线的对称轴与矩形的性质可得点A的坐标,根据待定系数法可得抛物线的解析式;
(2)先根据勾股定理可得CE,再分两种情况:当∠QPC=90°时;当∠PQC=90°时;讨论可得△PCQ为直角三角形时t的值;
(3)根据待定系数法可得直线AC的解析式,根据S△ACQ=S△AFQ+S△CPQ可得S△ACQ==﹣
(t﹣2)2+1,依此即可求解.
解:(1)∵抛物线的对称轴为x=1,矩形OCDE的三个顶点分别是C(3,0),D(3,4),E(0,4),点A在DE上,
∴点A坐标为(1,4),
设抛物线的解析式为y=a(x﹣1)2+4,把C(3,0)代入抛物线的解析式,可得a(3﹣1)2+4=0,解得a=﹣1.
故抛物线的解析式为y=﹣(x﹣1)2+4,即y=﹣x2+2x+3;
(2)依题意有:OC=3,OE=4,
∴CE==
=5,
当∠QPC=90°时,
∵cos∠QPC=,
∴,解得t=
;
当∠PQC=90°时,
∵cos∠QCP=,
∴,解得t=
.
∴当t=或 t=
时,△PCQ为直角三角形;
(3)∵A(1,4),C(3,0),
设直线AC的解析式为y=kx+b,则有:
,解得
.故直线AC的解析式为y=﹣2x+6.
∵P(1,4﹣t),将y=4﹣t代入y=﹣2x+6中,得x=1+,
∴Q点的横坐标为1+,将x=1+
代入y=﹣(x﹣1)2+4 中,得y=4﹣
.
∴Q点的纵坐标为4﹣,
∴QF=(4﹣)﹣(4﹣t)=t﹣
,
∴S△ACQ =S△AFQ +S△CFQ
=FQAG+
FQDG,
=FQ(AG+DG),
=FQAD,
=×2(t﹣
),
=﹣(t﹣2)2+1,
∴当t=2时,△ACQ的面积最大,最大值是1.
![](http://thumb.zyjl.cn/images/loading.gif)