题目内容

【题目】如图1,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+2xx轴交于AB两点(A在点B的左侧),与y轴交于点C,顶点为D,对称轴与x轴交于点E,直线CE交抛物线于点F(异于点C),直线CDx轴交于点G

(1)如图1,求直线CE的解析式和顶点D的坐标;

(2)如图1,点P为直线CF上方抛物线上一点,连接PCPF,当△PCF的面积最大时,点M是过P垂直于x轴的直线l上一点,点N是抛物线对称轴上一点,求FM+MN+NO的最小值;

(3)如图2,过点DDIDGx轴于点I,将△GDI沿射线GB方向平移至△G′D′I′处,将△G′D′I′绕点D′逆时针旋转α(0α180°),当旋转到一定度数时,点G′会与点I重合,记旋转过程中的△G′D′I′为△G″D′I″,若在整个旋转过程中,直线G″I″分别交x轴和直线GD′于点KL两点,是否存在这样的KL,使△GKL为以∠LGK为底角的等腰三角形?若存在,求此时GL的长.

【答案】(1) D(2)yx(2)(3)存在,GL的长为42+2

【解析】

1)根据抛物线解析式求得点C和点D的坐标,再根据抛物线对称轴求得点E的坐标,运用待定系数法求得CE的解析式.

2)根据题意求得F点的坐标,过PPHx轴,交CEH P(a,﹣a2+2a) H(aa),将PHPCF的面积表示出来,根据二次函数图像的性质可得PCF的面积最大值.作点M关于对称轴的对称点M',过F点作FGMM',易证FGM'M是平行四边形,FM+MN+ONGM'+NM'+ON

根据两点之间线段最短可知:当ONM'G四点共线时,GM'+NM'+ON的值最短,即 FM+MN+ON的值最小,代入数值即可求得.

3)用待定系数法求得直线CD的函数解析式,求得G点坐标和DG的长度,当旋转到一定度数时,点G′会与点I重合,连接D'I,证得G'D'I是等边三角形,分情况讨论即可得到GL的长.

解:(1)∵抛物线y=﹣x2+2xy轴交于点C

C(0,﹣)

y=﹣x2+2x=﹣(x2)2+

∴顶点D(2),对称轴x2

E(20)

CE解析式ykx+b

解得:

∴直线CE的解析式:yx

(2) ∵直线CE交抛物线于点F(异于点C)

x=﹣(x2)2+

x10x23

F(3)

PPHx轴,交CEH,如图1

P(a,﹣a2+2a) H(aa)

PH=﹣a2+2a(a)

=﹣a2+

SCFPPH×3=﹣a2+

∴当a时,SCFP面积最大,

作点M关于对称轴的对称点M',过F点作FGMM'FG1,即G(4),如图2

M的横坐标为,且MM'关于对称轴x2对称,

M'的横坐标为

MM'1

MM'FG,且FGMM'

FGM'M是平行四边形,

FMGM'

FM+MN+ONGM'+NM'+ON

根据两点之间线段最短可知:当ONM'G四点共线时,GM'+NM'+ON的值最短,即 FM+MN+ON的值最小,

FM+MN+ONOG

(3)如图3,设CD解析式ymx+n,则

解得:

CD解析式yx

∴当y0时,x1.即G(10)

DG2

tanDGI

∴∠DGI60°

DIDG

∴∠GDI90°,∠GID30°

GI2DG4

I(50)

∵将GDI沿射线GB方向平移至G′D′I′处,将G′D′I′绕点D′逆时针旋转α(0α180°),当旋转到一定度数时,点G′会与点I重合,连接D'I

G'D'D'IDG2,∠D'G'I=∠DGI60°

∴△G'D'I是等边三角形,

G'I2G'K2D'G'4

G'(30)

如图4,当I'IK重合,GKL为以∠LGK为底角的等腰三角形,∠LGK=∠GLK30°

GLD'G+D'L4

如图5LG'重合,GKL为以∠LGK为底角的等腰三角形,

GLGD'+D'L2+2

综上,GL的长为42+2

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