题目内容
【题目】如图1,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+2x﹣与x轴交于A、B两点(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CD交x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PC、PF,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D作DI⊥DG交x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(0<α<180°),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K、L两点,是否存在这样的K、L,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,);y=x﹣;(2);(3)存在,GL的长为4或2+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P作PH⊥x轴,交CE于H, 设P(a,﹣a2+2a﹣) 则H(a,a﹣),将PH和△PCF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FG∥MM',易证FGM'M是平行四边形,FM+MN+ON=GM'+NM'+ON,
根据两点之间线段最短可知:当O,N,M',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+2x﹣与y轴交于点C,
∴C(0,﹣),
∵y=﹣x2+2x﹣=﹣(x﹣2)2+,
∴顶点D(2,),对称轴x=2,
∴E(2,0),
设CE解析式y=kx+b,
∴,
解得:,
∴直线CE的解析式:y=x﹣;
(2) ∵直线CE交抛物线于点F(异于点C),
∴x﹣=﹣(x﹣2)2+,
∴x1=0,x2=3,
∴F(3,),
过P作PH⊥x轴,交CE于H,如图1,
设P(a,﹣a2+2a﹣) 则H(a,a﹣),
∴PH=﹣a2+2a﹣﹣(a﹣),
=﹣a2+,
∵S△CFP=PH×3=﹣a2+,
∴当a=时,S△CFP面积最大,
作点M关于对称轴的对称点M',过F点作FG∥MM',FG=1,即G(4,),如图2
∵M的横坐标为,且M与M'关于对称轴x=2对称,
∴M'的横坐标为,
∴MM'=1,
∴MM'=FG,且FG∥MM',
∴FGM'M是平行四边形,
∴FM=GM',
∴FM+MN+ON=GM'+NM'+ON,
根据两点之间线段最短可知:当O,N,M',G四点共线时,GM'+NM'+ON的值最短,即 FM+MN+ON的值最小,
∴FM+MN+ON=OG==;
(3)如图3,设CD解析式y=mx+n,则,
解得:,
∴CD解析式y=x﹣,
∴当y=0时,x=1.即G(1,0),
∴DG==2,
∵tan∠DGI==,
∴∠DGI=60°,
∵DI⊥DG,
∴∠GDI=90°,∠GID=30°,
∴GI=2DG=4
∴I(5,0),
∵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(0<α<180°),当旋转到一定度数时,点G′会与点I重合,连接D'I,
∴G'D'=D'I=DG=2,∠D'G'I=∠DGI=60°,
∴△G'D'I是等边三角形,
∴G'I=2,G'K=2D'G'=4
∴G'(3,0),
如图4,当I'与I、K重合,△GKL为以∠LGK为底角的等腰三角形,∠LGK=∠GLK=30°,
∴GL=D'G+D'L=4;
如图5,L与G'重合,△GKL为以∠LGK为底角的等腰三角形,
∴GL=GD'+D'L=2+2
综上,GL的长为4或2+2.
【题目】某校为了了解全校400名学生参加课外锻炼的情况,随机对40名学生一周内平均每天参加课外锻炼的时间进行了调查,结果如下:(单位:分)
40 21 35 24 40 38 23 52 35 62 36 15 51 45 40 42 40 32 43 36
34 53 38 40 39 32 45 40 50 45 40 40 26 45 40 45 35 40 42 45
(1)补全频率分布表和频率分布直方图.
分组 | 频数 | 频率 |
4.5﹣22.5 | 2 | 0.050 |
22.5﹣30.5 | 3 | |
30.5﹣38.5 | 10 | 0.250 |
38.5﹣46.5 | 19 | |
46.5﹣54.5 | 5 | 0.125 |
54.5﹣62.5 | 1 | 0.025 |
合计 | 40 | 1.000 |
(2)填空:在这个问题中,总体是____,样本是____.由统计结果分析的,这组数据的平均数是38.35(分),众数是____,中位数是_____.
(3)如果描述该校400名学生一周内平均每天参加课外锻炼时间的总体情况,你认为用平均数、众数、中位数中的哪一个量比较合适?
(4)估计这所学校有多少名学生,平均每天参加课外锻炼的时间多于30分?