题目内容
【题目】若两条抛物线的顶点相同,则称它们为“友好抛物线”,抛物线C1:y1=﹣2x2+4x+2与C2:u2=﹣x2+mx+n为“友好抛物线”.
(1)求抛物线C2的解析式.
(2)点A是抛物线C2上在第一象限的动点,过A作AQ⊥x轴,Q为垂足,求AQ+OQ的最大值.
(3)设抛物线C2的顶点为C,点B的坐标为(﹣1,4),问在C2的对称轴上是否存在点M,使线段MB绕点M逆时针旋转90°得到线段MB′,且点B′恰好落在抛物线C2上?若存在求出点M的坐标,不存在说明理由.
【答案】
(1)解:∵y1=﹣2x2+4x+2=﹣﹣2(x﹣1)2+4,
∴抛物线C1的顶点坐标为(1,4).
∵抛物线C1:与C2顶点相同,
∴ =1,﹣1+m+n=4.
解得:m=2,n=3.
∴抛物线C2的解析式为u2=﹣x2+2x+3.
(2)解:如图1所示:
设点A的坐标为(a,﹣a2+2a+3).
∵AQ=﹣a2+2a+3,OQ=a,
∴AQ+OQ=﹣a2+2a+3+a=﹣a2+3a+3=﹣(a﹣ )2+ .
∴当a= 时,AQ+OQ有最大值,最大值为 .
(3)解:如图2所示;连接BC,过点B′作B′D⊥CM,垂足为D.
∵B(﹣1,4),C(1,4),抛物线的对称轴为x=1,
∴BC⊥CM,BC=2.
∵∠BMB′=90°,
∴∠BMC+∠B′MD=90°.
∵B′D⊥MC,
∴∠MB′D+∠B′MD=90°.
∴∠MB′D=∠BMC.
在△BCM和△MDB′中,
,
∴△BCM≌△MDB′
∴BC=MD,CM=B′D.
设点M的坐标为(1,a).则B′D=CM=4﹣a,MD=CB=2.
∴点B′的坐标为(a﹣3,a﹣2).
∴﹣(a﹣3)2+2(a﹣3)+3=a﹣2.
整理得:a2﹣7a﹣10=0.
解得a=2,或a=5.
当a=2时,M的坐标为(1,2),
当a=5时,M的坐标为(1,5).
综上所述当点M的坐标为(1,2)或(1,5)时,B′恰好落在抛物线C2上.
【解析】解答此题抓住“友好抛物线”满足的条件是两条抛物线的顶点相同。
(1)先求出y1顶点坐标,然后依据两个抛物线的顶点坐标相同可求得m、n的值。
(2) 抓住已知条件AQ⊥x轴,点Q在x轴上,设A(a,-a2+2a+3).则OQ=a,AQ=-a2+2a+3,然后得到OQ+AQ与a的函数关系式,最后利用配方法可求得OQ+AQ的最值。
(3)连接BC,过点B′作B′D⊥CM,垂足为D.先证明△BCM≌△MDB′,由全等三角形的性质得到BC=MD,CM=B′D,设点M的坐标为(1,a).则用含a的式子可表示出点B′的坐标,将点B′的坐标代入抛物线的解析式,建立方程可求得a的值,从而得到点M的坐标。
【考点精析】解答此题的关键在于理解因式分解法的相关知识,掌握已知未知先分离,因式分解是其次.调整系数等互反,和差积套恒等式.完全平方等常数,间接配方显优势,以及对旋转的性质的理解,了解①旋转后对应的线段长短不变,旋转角度大小不变;②旋转后对应的点到旋转到旋转中心的距离不变;③旋转后物体或图形不变,只是位置变了.