题目内容
【题目】如图所示,在平面直角坐标系xOy中,Rt△AOB的直角边OB,OA分别在x轴上和y轴上,其中OA=2,OB=4,现将Rt△AOB绕着直角顶点O按逆时针方向旋转90°得到△COD,已知一抛物线经过C、D、B三点.
(1)该抛物线的解析式为 ;
(2)设点E是抛物线上位于第一象限的动点,过点E作EF⊥x轴于点F,并交直线AB于N,过点E再作EM⊥AB于点M,求△EMN周长的最大值;
(3)当△EMN的周长最大时,在直线EF上是否存在点Q,使得△QCD是以CD为直角边的直角三角形?若存在请求出点Q的坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(1)y=﹣+x+4;(2)最大值为;(3)存在,当点Q的坐标为(,)或(,)时,使得△QCD是以CD为直角边的直角三角形
【解析】
(1)设抛物线的解析式为.由线段OA、OB的长度可得出点A、B的坐标,再由旋转的特性可得出点C、D的坐标,由点B、C、D三点的坐标利用待定系数法即可求出抛物线的解析式;
(2)在Rt△AOB中,求出∠ABO的正弦余弦值,再根据相似三角形的判定定理找出△EMN∽△BFN,从而得出∠MEN=∠FBN,用EN的长度来表示出EM和MN的长度,由点A、B的坐标利用待定系数法求出直线AB的函数解析式,设出点E的坐标为 (0<t<4),即可找出点N的坐标为,从而得出线段EN的长度,将EN、MN、EM相加即可得出△EMN的周长,根据二次函数的性质可求出EN的最大值,由此即可得出结论;
(3)结合(2)的结论可知直线EF的解析式为,分∠QDC=90°和∠DCQ=90°两种情况来考虑,利用相似三角形的性质找出相似边的比例关系来找出线段的长度,再根据点与点间的数量关系即可找出点Q的坐标.
解:(1)设抛物线的解析式为.
∵OA=2,OB=4,
∴点A(0,2),点B(4,0),
由旋转的特性可知:
点C(﹣2,0),点D(0,4).
将点B(4,0)、点C(﹣2,0)、点D(0,4)代入到抛物线解析式得:
,解得:.
∴该抛物线的解析式为.
故答案为:.
(2)依照题意画出图形,如图1所示.
在Rt△AOB中,OA=2,OB=4,
∴AB=,
∴sin∠ABO=,cos∠ABO=.
∵EM⊥AB,EF⊥OB,
∴∠EMN=∠BFN=90°.
∵∠BNF=∠ENM,
∴△EMN∽△BFN,
∴∠MEN=∠FBN.
在Rt△EMN中,sin∠MEN=,cos∠MEN=,
∴MN=ENsin∠MEN=ENsin∠ABO=EN,
EM=ENcos∠MEN=ENcos∠ABO=EN.
∴C△EMN=EM+MN+EN=EN+EN+EN=EN.
由(1)知A(0,2)、B(4,0),设直线AB的解析式为:y=kx+2,
∴4k+2=0,解得:k=,
∴直线AB的解析式为:.
设抛物线上点E的坐标为(0<t<4),
∵EF⊥OB,
∴令y=+2中x=t,y=+2,
∴点N的坐标为(t,﹣t+2),
∴EN=﹣+t+4﹣(﹣t+2)=﹣+t+2.
∴C△EMN=(﹣+t+2)=﹣(0<t<4).
∴当时,EN最大,此时C△EMN最大,
∴C△EMN最大为: [﹣+2]=.
(3)由(2)知,当C△EMN取最大值时,EF的解析式为:x=.
①若∠QDC=90°,过点Q作QG⊥y轴于点G,如图2所示.
∵EF的解析式为:x=,
∴QG=,
∵∠QDG+∠DQG=90°,∠CDO+∠QDG=90°,
∴∠DGQ=∠CDO,
又∵∠QGD=∠DOC=90°,
∴△QDG∽△DCO,
∴,
∴DG=2×.
∴OG=OD﹣DG=4﹣,
∴点Q的坐标为(,);
②若∠DCQ=90°,如图3所示.
CF=﹣(﹣2)=,
∵∠QCF+∠OCD=90°,∠CDO+∠OCD=90°,
∴∠QCF=∠CDO,
又∵∠CFQ=∠DOC=90°,
∴△COD∽△QFC,
∴,即,
∴FQ=,
∴点Q的坐标为(,).
综上所述,当点Q的坐标为(,)或(,)时,使得△QCD是以CD为直角边的直角三角形.
【题目】已知二次函数,与的部分对应值如下表所示:
… | -1 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | … | |
… | 6 | 1 | -2 | -3 | -2 | m | … |
下面有四个论断:
①抛物线的顶点为;
②;
③关于的方程的解为;
④.
其中,正确的有___________________