题目内容

如图,在平面直角坐标系中,直线y=-
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x+b(b>0)
分别交x轴,y轴于A,B两点,以OA,OB为边作矩形OACB,D为BC的中点.以M(4,0),N(8,0)为斜边端点作等腰直角三角形PMN,点P在第一象限,设矩形OACB与△PMN重叠部分的面积为S.
(1)求点P的坐标.
(2)若点P关于x轴的对称点为P′,试求经过M、N、P′三点的抛物线的解析式.
(3)当b值由小到大变化时,求S与b的函数关系式.
(4)若在直线y=-
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2
x+b(b>0)
上存在点Q,使∠OQM等于90°,请直接写出b的取值范围.
(1)作PK⊥MN于K,则PK=KM=
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2
NM=2

∴KO=6,
∴P(6,2);

(2)∵点P关于x轴的对称点为P′,
∴P′点的坐标为:(6,-2),
∵M(4,0),N(8,0),
∴代入二次函数解析式得出:y=a(x-4)(x-8),
∴-2=a(6-4)(6-8),
∴a=
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2

∴经过M、N、P′三点的抛物线的解析式为:y=
1
2
(x-4)(x-8);


(3)当0<b≤2时,如图,S=0.

当2<b≤3时,如图,

设AC交PM于H.AM=HA=2b-4.
S=
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2
(2b-4)2

即S=2(b-2)2或S=2b2-8b+8.
当3<b<4时,如图,

设AC交PN于H.NA=HA=8-2b.
∴S=-2(4-b)2+4或S=-2b2+16b-28.
当b≥4时,如图,

S=4.

(4)0<b≤
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+1
.(提示:以OM为直径作圆,当直线y=-
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x+b(b>0)
与此圆相切时,b=
5
+1
.)
练习册系列答案
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唐朝诗人李欣的诗《古从军行》开头两句说:“白日登山望峰火,黄昏饮马傍交河.”诗中隐含着一个有趣的数学问题--将军饮马问题:
如图1所示,诗中将军在观望烽火之后从山脚下的A点出发,走到河旁边的P点饮马后再到B点宿营.请问怎样走才能使总的路程最短?
做法如下:如图1,从B出发向河岸引垂线,垂足为D,在AD的延长线上,取B关于河岸的对称点B′,连接AB′,与河岸线相交于P,则P点就是饮马的地方,将军只要从A出发,沿直线走到P,饮马之后,再由P沿直线走到B,所走的路程就是最短的.
(1)观察发现
再如图2,在等腰梯形ABCD中,AB=CD=AD=2,∠D=120°,点E、F是底边AD与BC的中点,连接EF,在线段EF上找一点P,使BP+AP最短.
作点B关于EF的对称点,恰好与点C重合,连接AC交EF于一点,则这点就是所求的点P,故BP+AP的最小值为______.
(2)实践运用
如图3,已知⊙O的直径MN=1,点A在圆上,且∠AMN的度数为30°,点B是弧AN的中点,点P在直径MN上运动,求BP+AP的最小值.
(3)拓展迁移
如图4,已知抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的对称轴为x=1,且抛物线经过A(-1,0)、C(0,-3)两点,与x轴交于另一点B.
①求这条抛物线所对应的函数关系式;
②在抛物线的对称轴直线x=1上找到一点M,使△ACM周长最小,请求出此时点M的坐标与△ACM周长最小值.(结果保留根号)

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