题目内容

【题目】如图,抛物线与直线交于A,B两点,交x轴与D,C两点,连接AC,BC,已知A(0,3),C(3,0).

)求抛物线的解析式和tanBAC的值;

)在()条件下:

(1)P为y轴右侧抛物线上一动点,连接PA,过点P作PQPA交y轴于点Q,问:是否存在点P使得以A,P,Q为顶点的三角形与ACB相似?若存在,请求出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.

(2)设E为线段AC上一点(不含端点),连接DE,一动点M从点D出发,沿线段DE以每秒一个单位速度运动到E点,再沿线段EA以每秒个单位的速度运动到A后停止,当点E的坐标是多少时,点M在整个运动中用时最少?(直接写出答案)

【答案】()y=x2-x+3.tanBAC;()(1)(11,36)、()、();(2)点E的坐标为(2,1).

【解析】

试题分析:()只需把A、C两点的坐标代入y=x2+mx+n,就可得到抛物线的解析式,然后求出直线AB与抛物线的交点B的坐标,过点B作BHx轴于H,如图1.易得BCH=ACO=45°,BC=,AC=3,从而得到ACB=90°,然后根据三角函数的定义就可求出tanBAC的值;

)(1)过点P作PGy轴于G,则PGA=90°.设点P的横坐标为x,由P在y轴右侧可得x>0,则PG=x,易得APQ=ACB=90°.若点G在点A的下方,PAQ=CAB时,PAQ∽△CAB.此时可证得PGA∽△BCA,根据相似三角形的性质可得AG=3PG=3x.则有P(x,3-3x),然后把P(x,3-3x)代入抛物线的解析式,就可求出点P的坐标PAQ=CBA时,PAQ∽△CBA,同理,可求出点P的坐标;若点G在点A的上方,同理,可求出点P的坐标;(2)过点E作ENy轴于N,如图3.易得AE=EN,则点M在整个运动中所用的时间可表示为.作点D关于AC的对称点D,连接DE,则有DE=DE,DC=DC,DCA=DCA=45°,从而可得DCD=90°,DE+EN=DE+EN.根据两点之间线段最短可得:当D、E、N三点共线时,DE+EN=DE+EN最小.此时可证到四边形OCDN是矩形,从而有ND=OC=3,ON=DC=DC.然后求出点D的坐标,从而得到OD、ON、NE的值,即可得到点E的坐标.

试题解析:()把A(0,3),C(3,0)代入y=x2+mx+n,得

,解得:

抛物线的解析式为y=x2-x+3.

联立,解得:

点B的坐标为(4,1).

过点B作BHx轴于H,如图1.

C(3,0),B(4,1),

BH=1,OC=3,OH=4,CH=4-3=1,

BH=CH=1.

∵∠BHC=90°

∴∠BCH=45°,BC=

同理:ACO=45°,AC=3

∴∠ACB=180°-45°-45°=90°

tanBAC=

)(1)存在点P,使得以A,P,Q为顶点的三角形与ACB相似.

过点P作PGy轴于G,则PGA=90°

设点P的横坐标为x,由P在y轴右侧可得x>0,则PG=x.

PQPA,ACB=90°

∴∠APQ=ACB=90°

若点G在点A的下方,

如图2,当PAQ=CAB时,则PAQ∽△CAB.

∵∠PGA=ACB=90°PAQ=CAB,

∴△PGA∽△BCA,

AG=3PG=3x.

则P(x,3-3x).

把P(x,3-3x)代入y=x2-x+3,得

x2-x+3=3-3x,

整理得:x2+x=0

解得:x1=0(舍去),x2=-1(舍去).

如图2,当PAQ=CBA时,则PAQ∽△CBA.

同理可得:AG=PG=x,则P(x,3-x),

把P(x,3-x)代入y=x2-x+3,得

x2-x+3=3-x,

整理得:x2-x=0

解得:x1=0(舍去),x2=

P();

若点G在点A的上方,

PAQ=CAB时,则PAQ∽△CAB,

同理可得:点P的坐标为(11,36).

PAQ=CBA时,则PAQ∽△CBA.

同理可得:点P的坐标为P().

综上所述:满足条件的点P的坐标为(11,36)、()、();

(2)过点E作ENy轴于N,如图3.

在RtANE中,EN=AEsin45°=AE,即AE=EN,

点M在整个运动中所用的时间为

作点D关于AC的对称点D,连接DE,

则有DE=DE,DC=DC,DCA=DCA=45°

∴∠DCD=90°,DE+EN=DE+EN.

根据两点之间线段最短可得:

当D、E、N三点共线时,DE+EN=DE+EN最小.

此时,∵∠DCD=DNO=NOC=90°

四边形OCDN是矩形,

ND=OC=3,ON=DC=DC.

对于y=x2-x+3,

当y=0时,有x2-x+3=0,

解得:x1=2,x2=3.

D(2,0),OD=2,

ON=DC=OC-OD=3-2=1,

NE=AN=AO-ON=3-1=2,

点E的坐标为(2,1).

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