题目内容

【题目】如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+bx+cx轴交于BC两点(点B在点C的左侧),与y轴交于点A,抛物线的顶点为DB(﹣30),A0

1)求抛物线解析式及D点坐标;

2)如图1P为线段OB上(不与OB重舍)一动点,过点Py轴的平行线交线段AB于点M,交抛物线于点N,点NNKBABA于点K,当△MNK与△MPB的面积相等时,在X轴上找一动点Q,使得CQ+QN最小时,求点Q的坐标及CQ+QN最小值;

3)如图2,在(2)的条件下,将△ODN沿射线DN平移,平移后的对应三角形为△O′D′N′,将△AOC绕点O逆时针旋转到A1OC1的位置,且点C1恰好落在AC上,△A1D′N′是否能为等腰三角形,若能求出N′的坐标,若不能,请说明理由.

【答案】1y=﹣x2x+;顶点D的坐标为(﹣1);(2Q(﹣10),最小值为3;(3N′的坐标为(﹣)或(﹣).

【解析】

1)利用待定系数法以及顶点坐标公式即可解决问题.

2)如图1中,设Pm0)则Nm,﹣m2m+).由△NMK∽△BMN,又△MNK与△MPB的面积相等,推出△NMK≌△BMN,推出MNBM,在RtABO中,tanABO,推出∠ABO30°,推出BM2PMMN,可得﹣m2m+m+2m+),解得m=﹣2或﹣3(舍弃),推出N(﹣2),

y轴上取一点F,使得∠OCF30°,作QHCFH,因为QHCQ,所以NQ+CQNQ+QH,根据垂线段最短可知,当NQH共线,且NHCF时,NQ+CQNQ+QH的值最小.由此即可解决问题.

3)首先求出点A′的坐标,再证明A′NDN,分三种情形讨论即可.①如图3中,当A′D′A′N′时.②如图4中,当N′D′N′A′时.③如图5中,延长C′A′DGN′,此时△D′N′A′是等腰三角形.

解:(1)把B(﹣30),A0)的坐标代入y=﹣x2+bx+c,得到

解得

∴二次函数的解析式为y=﹣x2x+

顶点D的坐标为(﹣1).

2)如图1中,设Pm0)则Nm).

A0),B(﹣30),

∴直线AB的解析式为yx+ABPN的交点Mmm+),

∵∠NMK=∠BMP,∠NKM=∠MPB90°

∴△NMK∽△BMN

∵△MNK与△MPB的面积相等,

∴△NMK≌△BMN

MNBM

RtABO中,tanABO

∴∠ABO30°

BM2PMMN

∴﹣m2m+m+2m+),

解得m=﹣2或﹣3(舍弃),

N(﹣2),

y轴上取一点F,使得∠OCF30°,作QHCFH

QHCQ

NQ+CQNQ+QH

根据垂线段最短可知,当NQH共线,且NHCF时,NQ+CQNQ+QH的值最小.

∵直线CF的解析式为yx,直线NH的解析式为y=﹣x

Q(﹣10),

,解得

H(﹣,﹣),

NH3

NQ+CQNQ+QH的最小值为3

3)如图2中,

RtAOC中,∵OAOC1AC2

tanACO

∴∠ACO60°

OC′OC

∴△COC′是等边三角形,

∴∠A′C′C=∠C′OC60°

A′C′OC

A′(﹣),

N(﹣2),D(﹣1),

∴直线DN的解析式为yx+,直线A′N的解析式y=﹣x

×(﹣)=﹣1

ANDN,设直线DNx轴于G,则G(﹣50),对称轴与x轴的交点为E(﹣10),

RtDGE中,tanDGE

∴∠DGE30°

①如图3中,当A′D′A′N′时,易知ND′NN′A′N1ND′NN′,易证△A′N′D′是等边三角形,可得N′(﹣).

②如图4中,当N′D′N′A′时,∵A′N1DN

RtA′N′N中,A′N′N′D′A′N1NN′,易证△A′N′D′是等边三角形,

N′(﹣).

③如图5中,延长C′A′DGN′,此时△D′N′A′是等腰三角形.

理由:作D′KC′N′K,易知N′(﹣),

A′N′2

RtD′N′K中,∵∠D′N′K30°D′N′

D′KKN′1

KA′A′N′N′K211

RtA′D′K中,A′D′

D′N′D′A′

∴△A′D′N′是等腰三角形,

综上所述,当点N′的坐标为(﹣)或(﹣)时,△A′D′N′是等腰三角形.

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