题目内容

【题目】综合与探究:

如图1,抛物线轴交于两点(点在点的左侧),顶点为为对称轴右侧抛物线的一个动点,直线轴于点,过点,交轴于点

1)求直线的函数表达式及点的坐标;

2)如图2,当轴时,将以每秒1个单位长度的速度沿轴的正方向平移,当点与点重合时停止平移.设平移秒时,在平移过程中与四边形重叠部分的面积为,求关于的函数关系式,并写出自变量的取值范围;

3)如图3,过点轴的平行线,交直线于点,直线交于点,设点的横坐标为

①当时,求的值;

②试探究点在运动过程中,是否存在值,使四边形是菱形?若存在,请直接写出点的坐标;若不存在,请说明理由.

【答案】1;(2)当时,;当时,;(3

【解析】

1)先通过抛物线函数关系式求出与x轴的两个交点AB的坐标以及顶点D的坐标,再利用待定系数可求得直线AD的函数表达式,令x=0,即可求得点C的坐标;

2)先求出点P坐标,通过平移可求得,从而可得OF的长为,当时,重叠部分为△AOC,求出△AOC的面积即可,当时,平移秒到的位置,于点,如图,重叠部分为四边形,根据结合相似三角形的性质可表示出的长,再根据四边形的面积=的面积-的面积即可求出关于的函数关系式;

3过点轴于点,交于点,利用点PD的坐标表示出DNNQ的长,再根据平行得,结合列出方程求解即可;

当点P在第一象限时,过点PPG⊥x轴于点G,易证△PGF∽△COA,故可设PG=4kFG=3k,由勾股定理得PF=5k,由菱形得AF=PF=5k,故可表示出点P坐标,将点P坐标代入抛物线函数关系式列出方程求解即可,当点P在第四象限时,同理可得点P坐标.

解:(1

时,,解得

在点的左侧,

,即

设直线的函数表达式为

直线过点

,解得

时,

2)当时,

解得:

在抛物线对称轴的右侧,

时,

时,平移秒到的位置,于点,如图,

,即

=

综上所述,当时,

时,

3如图,过点轴于点,交于点

的横坐标为

轴,

时,

,即

时,

,

在抛物线对称轴的右侧,

时,

在抛物线对称轴的右侧,

综上所述,

如图,当点P在第一象限时,过点PPG⊥x轴于点G

PF∥AC

∠PFG=∠CAO

∵∠PGF=∠COA=90°

∴△PGF∽△COA

∴设PG=4kFG=3k,则PF=5k

四边形是菱形

AF=PF=5k

A-20),

∴点P-2+8k4k

P在抛物线的图像上,

整理得

解得(舍去)

∴点P的坐标为

如图,当点P在第四象限时,过点PPK⊥x轴于点K

PF∥AC

∠PFK=∠CAO

∵∠PKF=∠COA=90°

∴△PKF∽△COA

∴设PK=4aFK=3a,则PF=5a

四边形是菱形

AF=PF=5a

A-20),

∴点P-2+2a-4a

P在抛物线的图像上,

整理得

解得(舍去)

∴点P的坐标为

综上所述,存在,使四边形是菱形,此时点的坐标为

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