题目内容
在平面直角坐标系中,现将一块等腰直角三角板ABC放在第二象限,斜靠在两坐标轴上,且点A(0,2),点C(-1,0),如图所示:抛物线y=2ax2+ax-3 | 2 |
(1)写出点B的坐标
(2)求抛物线的解析式;
(3)若三角板ABC从点C开始以每秒1个单位长度的速度向x轴正方向平移,求点A落在抛物线上时所用的时间,并求三角板在平移过程扫过的面积;
(4)在抛物线上是否还存在点P(点B除外),使△ACP仍然是以AC为直角边的等腰直角三角形?若存在,求所有点P的坐标;若不存在,请说明理由.
分析:(1)由于△ABC是等腰Rt△,若过B作BD⊥x轴于D,易证得△BCD≌△CAO,则BD=OA=2,BD=OC=1,即可求出B点坐标为:B(-3,1).
(2)将B点坐标代入抛物线的解析式中,即可求出待定系数a的值,也就求得了抛物线的解析式.
(3)设平移后的三角形为△A′B′C′,由于是沿x轴正方向平移,所以A、A′的纵坐标不变,且A′在抛物线的图象上,由此可求出A′的坐标,即可求出AA′,CC′的距离,进而可求出平移过程所用的时间;
那么扫过部分的面积=△ABC的面积+?AA′C′C的面积.
(4)此题要分两种情况进行讨论:
①以C为直角顶点,AC为直角边;可求出直线BC的解析式,联立抛物线的解析式即可求出P点坐标,然后判断CP是否与AC相等即可.
②以A为直角顶点,AC为直角边,方法同①.
(2)将B点坐标代入抛物线的解析式中,即可求出待定系数a的值,也就求得了抛物线的解析式.
(3)设平移后的三角形为△A′B′C′,由于是沿x轴正方向平移,所以A、A′的纵坐标不变,且A′在抛物线的图象上,由此可求出A′的坐标,即可求出AA′,CC′的距离,进而可求出平移过程所用的时间;
那么扫过部分的面积=△ABC的面积+?AA′C′C的面积.
(4)此题要分两种情况进行讨论:
①以C为直角顶点,AC为直角边;可求出直线BC的解析式,联立抛物线的解析式即可求出P点坐标,然后判断CP是否与AC相等即可.
②以A为直角顶点,AC为直角边,方法同①.
解答:解:(1)过B作BD⊥x轴于D;
∵∠BCA=90°,
∴∠BCD=∠CAO=90°-∠ACO;
又∵BC=AC,∠BDC=∠AOC=90°,
∴△BDC≌△COA;
∴AO=DC=2,BD=OC=1,
∴B(-3,1).
(2)由于抛物线过B点,则有:
2a×9+(-3)•a-
=1,
解得a=
;
∴y=
x2+
x-
.
(3)设平移后的三角形为△A′B′C′;
当y=2时,
x2+
x-
=2,
解得x=3(负值舍去);
∴A′(3,2),C′(2,0);
∴平移过程所用去的时间为3÷1=3秒;
S扫=S△ABC+S?AA′C′C
=
×(
)2+3×2=8.5(平方单位).
(4)①若以AC为直角边,C为直角顶点;
设直线BC交抛物线y=
x2+
x-
于P1,
易求得直线BC的解析式为y=-
x-
;
不难求得P1(1,-1),此时CP1=AC;
∴△ACP1为等腰直角三角形;
②若以AC为直角边,点A为直角顶点;
过A作AF∥BC,交抛物线y=
x2+
x-
于P2,易求得直线AF的解析式为y=-
x+2;
因为以AC为直角边,点A为直角顶点的等腰Rt△ACP的顶点P有两种情况,即AC=AP2,AC⊥AP2,
∵CO=1,AO=2,
只有P到y轴距离为2,到x轴距离为1,且在第一象限符合题意,
此时P2(2,1),
或者P点在第三象限P3(-2,3)符合题意,
经检验点P2(2,1)与P3(-2,3)不在抛物线上,
所以,符合条件的点P有1个:(1,-1).
∵∠BCA=90°,
∴∠BCD=∠CAO=90°-∠ACO;
又∵BC=AC,∠BDC=∠AOC=90°,
∴△BDC≌△COA;
∴AO=DC=2,BD=OC=1,
∴B(-3,1).
(2)由于抛物线过B点,则有:
2a×9+(-3)•a-
3 |
2 |
解得a=
1 |
6 |
∴y=
1 |
3 |
1 |
6 |
3 |
2 |
(3)设平移后的三角形为△A′B′C′;
当y=2时,
1 |
3 |
1 |
6 |
3 |
2 |
解得x=3(负值舍去);
∴A′(3,2),C′(2,0);
∴平移过程所用去的时间为3÷1=3秒;
S扫=S△ABC+S?AA′C′C
=
1 |
2 |
5 |
(4)①若以AC为直角边,C为直角顶点;
设直线BC交抛物线y=
1 |
3 |
1 |
6 |
3 |
2 |
易求得直线BC的解析式为y=-
1 |
2 |
1 |
2 |
不难求得P1(1,-1),此时CP1=AC;
∴△ACP1为等腰直角三角形;
②若以AC为直角边,点A为直角顶点;
过A作AF∥BC,交抛物线y=
1 |
3 |
1 |
6 |
3 |
2 |
1 |
2 |
因为以AC为直角边,点A为直角顶点的等腰Rt△ACP的顶点P有两种情况,即AC=AP2,AC⊥AP2,
∵CO=1,AO=2,
只有P到y轴距离为2,到x轴距离为1,且在第一象限符合题意,
此时P2(2,1),
或者P点在第三象限P3(-2,3)符合题意,
经检验点P2(2,1)与P3(-2,3)不在抛物线上,
所以,符合条件的点P有1个:(1,-1).
点评:此题考查了等腰直角三角形的性质和判定、全等三角形的判定和性质、二次函数解析式的确定、函数图象交点、图形面积求法等知识,需注意的是(4)题应考虑到分别以A、C为直角顶点两种情况,不要漏解.
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