题目内容
【题目】如图(1)已知矩形AOCD在平面直角坐标系xOy中,∠CAO=60°,OA=2,B点的坐标为(2,0),动点M以每秒2个单位长度的速度沿A→C→B运动(M点不与点A、点B重合),设运动时间为t秒.
(1)求经过B、C、D三点的抛物线解析式;
(2)点P在(1)中的抛物线上,当M为AC中点时,若△PAM≌△PDM,求点P的坐标;
(3)当点M在CB上运动时,如图(2)过点M作ME⊥AD,MF⊥x轴,垂足分别为E、F,设矩形AEMF与△ABC重叠部分面积为S,求S与t的函数关系式,并求出S的最大值;
(4)如图(3)点P在(1)中的抛物线上,Q是CA延长线上的一点,且P、Q两点均在第三象限内,Q、A是位于直线BP同侧的不同两点,若点P到x轴的距离为d,△QPB的面积为2d,求点P的坐标.
【答案】(1)y= ;(2)点P(﹣1+,)或(﹣1﹣,);(3)S=﹣(t﹣)2+,当t=时,S最大=;(4)P(﹣8,-10)
【解析】
(1)由直角三角形的性质可求点C,点D坐标,由待定系数法可求解析式;
(2)由全等三角形的性质可得DM=AM,PD=AP,可得点P在AD的垂直平分线上,可求点P的纵坐标,代入可求解;
(3)由题意可证△ACB是等边三角形,可得CM=2t-4,BF=(8﹣2t)=4﹣t,MF=4﹣t,AF=t,即可求重叠部分面积,由二次函数的性质可求解;
(4)由题意先求出直线AC,BP的解析式,即可求点P坐标.
解:(1)∵四边形ABCD是矩形,
∴CD=AO=2,∠AOC=90°,且∠CAO=60°,OA=2,
∴OC=2,
∴点C(0,2),点D(﹣2,2),
设抛物线解析式为y=a(x+1)2+c,代B(2,0),C(0,2)
∴
解得:
∴抛物线解析式为y=﹣(x+1)2+=,
(2)∵M为AC中点,
∴MA=MD,
∵△PAM≌△PDM,
∴PA=PD,
∴点P在AD的垂直平分线上
∴点P纵坐标为,
∴
∴x1=﹣1+,x2=﹣1﹣
∴点P(﹣1+,)或(﹣1﹣,)
(3)如图2,
∵AO=BO=2,CO⊥AB,
∴AC=BC=4,∠CAO=60°,
∴△ACB是等边三角形,
由题意可得:CM=2t﹣4,BF=(8﹣2t)=4﹣t,MF=4﹣t,AF=t.
∵四边形AEMF是矩形,
∴AE=MF,EM=AF,EM∥AB,
∴∠CMH=∠CBA=60°,∠CHM=∠CAO=60°,
∴△CMH是等边三角形,
∴CM=MH=2t﹣4,
∵S=(2t﹣4+t)(4﹣t)=﹣(t﹣)2+
当t=时,S最大=,
(4)∵S△ABP=×4×d=2d,
又S△BPQ=2d
∴S△ABP=S△BPQ,
∴AQ∥BP
设直线AC解析式为y=kx+b,
把A(﹣2,0),C(0,2)代入其中,得
∴
∴直线AC解析式为:y=x+2,
设直线BP 的解析式为y=x+n,把B(2,0)代入其中,得
0=2+n,
∴b=﹣2
∴直线BP解析式为:y=x﹣2,
∴=x﹣2,
∴x1=2(舍去),x2=﹣8,
∴P(﹣8,-10).
【题目】(本题满分10分)科幻小说《实验室的故事》中,有这样一个情节,科学家把一种珍奇的植物分别放在不同温度的环境中,经过一天后,测试出这种植物高度的增长情况(如下表):
温度/℃ | …… | -4 | -2 | 0 | 2 | 4 | 4.5 | …… |
植物每天高度增长量/mm | …… | 41 | 49 | 49 | 41 | 25 | 19.75 | …… |
由这些数据,科学家推测出植物每天高度增长量是温度的函数,且这种函数是反比例函数、一次函数和二次函数中的一种.
(1)请你选择一种适当的函数,求出它的函数关系式,并简要说明不选择另外两种函数的理由;
(2)温度为多少时,这种植物每天高度的增长量最大?
(3)如果实验室温度保持不变,在10天内要使该植物高度增长量的总和超过250mm,那么实验室的温度应该在哪个范围内选择?请直接写出结果.