题目内容
【题目】如图,抛物线经过的三个顶点,与轴相交于,点坐标为,点是点关于轴的对称点,点在轴的正半轴上.
(1)求该抛物线的函数解析式;
(2)点为线段上一动点,过点作轴,轴, 垂足分别为点,,当四边形为正方形时,求出点的坐标;
(3)将(2) 中的正方形沿向右平移,记平移中的正方形为正方形,当点和点重合时停止运动, 设平移的距离为,正方形的边与交于点,所在的直线与交于点, 连接,是否存在这样的,使是等腰三角形?若存在,求的值;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)y=-x2+;(2)点F的坐标为(1,1);(3)存在这样的t,使△DMN是等腰三角形,t的值为,3-或1
【解析】
(1)可得抛物线的对称轴为y轴,设顶点式y=ax2+,将A点坐标代入即可求得抛物线解析式;
(2)先求出线段的解析式,①当点F在第一象限时,设正方形OEFG的边长为p,则F(p,p),代入直线AC的解析式,就可求出点F的坐标;②当点F在第二象限时,同理可求出点F的坐标,此时点F不在线段AC上,故舍去;
(3)过点M作MH⊥DN于H,如图2,由题可得0≤t≤2.然后只需用t的代数式表示DN、DM2、MN2,分三种情况(①DN=DM,②ND=NM,③MN=MD)讨论就可解决问题.
(1)∵点B是点A关于y轴的对称点,
∴抛物线的对称轴为y轴,
∴抛物线的顶点为(0,)故抛物线的解析式可设为y=ax2+.
∵A(-1,2)在抛物线y=ax2+上,
∴a+=2,解得a=-,
∴抛物线的函数解析式为y=-x2+.
(2) ①当点F在第一象限时,如图1,令y=0得,-x2+=0,
解得x1=3,x2=-3,
∴点C的坐标为(3,0),
设直线AC的解析式为y=mx+n,则有 解得,
∴直线AC的解析式为y=-x+.
设正方形OEFG的边长为p,则F(p,p),
∵点F(p,p)在直线y=-x+上,
∴-p+=p,解得p=1
∴点F的坐标为(1,1).
②当点F在第二象限时,则F(-p,p),
∵点F(-p,p)在直线y=-x+上,
∴p+=p,解得p=3,
∴点F的坐标为(-3,3),此时点F不在线段AC上,故舍去.
综上所述,点F的坐标为(1,1).
(3)过点M作MH⊥DN于点H,如图2,则OD=t,OE=t+1.
∵点E和点C重合时停止运动,
∴0≤t≤2,
当x=t时,y=-t+,则N(t,-t+),DN=-t+,
当x=t+1时,y=- (t+1)+=-t+1,则M(t+1,-t+1),ME=-t+1,
在Rt△DEM中,DM2=12+(-t+1)2=t2-t+2,
在Rt△NHM中,MH=1,NH=(-t+)-(-t+1)=,
∴MN2=12+()2=,
①当DN=DM时,(-t+)2=t2-t+2,解得t=;
②当ND=NM时,-t+==,解得t=3-;
③当MN=MD时,=t2-t+2,解得t1=1,t2=3,
∵0≤t≤2,
∴t=1.
综上所述,存在这样的t,使△DMN是等腰三角形,t的值为,3-或1.