题目内容
【题目】如图,抛物线y=ax2+bx+c经过△ABC的三个顶点,与y轴相交于(0, ),点A坐标为(-1,2),点B是点A关于y轴的对称点,点C在x轴的正半轴上.
(1)求该抛物线的函数解析式;
(2)点F为线段AC上一动点,过点F作FE⊥x轴,FG⊥y轴,垂足分别为点E,G,当四边形OEFG为正方形时,求出点F的坐标;
(3)将(2)中的正方形OEFG沿OC向右平移,记平移中的正方形OEFG为正方形DEFG,当点E和点C重合时停止运动,设平移的距离为t,正方形的边EF与AC交于点M,DG所在的直线与AC交于点N,连接DM,是否存在这样的t,使△DMN是等腰三角形?若存在,求t的值;若不存在,请说明理由.
【答案】
(1)解:∵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=﹣ ,
∴抛物线的函数关系表达式为y=﹣ x2+
(2)解: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,
同理可得: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)解:过点M作MH⊥DN于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:当△DMN是等腰三角形时,t的值为 ,3﹣ 或1.
【解析】(1)根据题意可知抛物线的对称轴是y轴以及顶点为(0,94),可设抛物线解析式为y=ax2+94,利用待定系数法将A点坐标代入求出a,进而可得到抛物线解析式。
(2)由于点F为AC上一动点,因此要对点F的位置分为①当点F在第一象限;②当点F在第二象限两种情况进行讨论。先根据题意可求出直线AC的函数解析式,再设OEFG的边长为p,则F(p,p),由于点F为AC上一点,那么只要将点F代入AC的解析式中即可求出点F的坐标,注意在求得F的坐标后要验证其是否在线段AC上。
(3)过点MH⊥DN于H,根据据题意可得0≤t≤2,然后只需用t的式子表示DN、DM2、MN2,分三种情况(①DN=DM,②ND=NM,③MN=MD)建立方程,解方程讨论就可求出△DMN是等腰三角形时t的值。
【考点精析】解答此题的关键在于理解因式分解法的相关知识,掌握已知未知先分离,因式分解是其次.调整系数等互反,和差积套恒等式.完全平方等常数,间接配方显优势,以及对确定一次函数的表达式的理解,了解确定一个一次函数,需要确定一次函数定义式y=kx+b(k不等于0)中的常数k和b.解这类问题的一般方法是待定系数法.