题目内容
【题目】如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+bx+c与x轴交于B、C两点(点B在点C的左侧),与y轴交于点A,抛物线的顶点为D,B(﹣3,0),A(0,)
(1)求抛物线解析式及D点坐标;
(2)如图1,P为线段OB上(不与O、B重舍)一动点,过点P作y轴的平行线交线段AB于点M,交抛物线于点N,点N作NK⊥BA交BA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】(1)y=﹣x2﹣x+;顶点D的坐标为(﹣1,);(2)Q(﹣1,0),最小值为3;(3)N′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P(m,0)则N(m,﹣m2﹣m+).由△NMK∽△BMN,又△MNK与△MPB的面积相等,推出△NMK≌△BMN,推出MN=BM,在Rt△ABO中,tan∠ABO==,推出∠ABO=30°,推出BM=2PM=MN,可得﹣m2﹣m+﹣m+=2(m+),解得m=﹣2或﹣3(舍弃),推出N(﹣2,),
在y轴上取一点F,使得∠OCF=30°,作QH⊥CF于H,因为QH=CQ,所以NQ+CQ=NQ+QH,根据垂线段最短可知,当N、Q、H共线,且NH⊥CF时,NQ+CQ=NQ+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′N⊥DN,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′交DG于N′,此时△D′N′A′是等腰三角形.
解:(1)把B(﹣3,0),A(0,)的坐标代入y=﹣x2+bx+c,得到,
解得,
∴二次函数的解析式为y=﹣x2﹣x+,
顶点D的坐标为(﹣1,).
(2)如图1中,设P(m,0)则N(m,).
∵A(0,),B(﹣3,0),
∴直线AB的解析式为y=x+,AB用PN的交点M(m,m+),
∵∠NMK=∠BMP,∠NKM=∠MPB=90°,
∴△NMK∽△BMN,
∵△MNK与△MPB的面积相等,
∴△NMK≌△BMN,
∴MN=BM,
在Rt△ABO中,tan∠ABO==,
∴∠ABO=30°,
∴BM=2PM=MN,
∴﹣m2﹣m+﹣m+=2(m+),
解得m=﹣2或﹣3(舍弃),
∴N(﹣2,),
在y轴上取一点F,使得∠OCF=30°,作QH⊥CF于H,
∵QH=CQ,
∴NQ+CQ=NQ+QH,
根据垂线段最短可知,当N、Q、H共线,且NH⊥CF时,NQ+CQ=NQ+QH的值最小.
∵直线CF的解析式为y=x﹣,直线NH的解析式为y=﹣x﹣,
∴Q(﹣1,0),
由,解得,
∴H(﹣,﹣),
∴NH==3,
∴NQ+CQ=NQ+QH的最小值为3.
(3)如图2中,
在Rt△AOC中,∵OA=,OC=1,AC=2,
∴tan∠ACO=,
∴∠ACO=60°,
∵OC′=OC,
∴△COC′是等边三角形,
∴∠A′C′C=∠C′OC=60°,
∴A′C′∥OC,
∴A′(﹣,),
∵N(﹣2,),D(﹣1,),
∴直线DN的解析式为y=x+,直线A′N的解析式y=﹣x﹣,
∵×(﹣)=﹣1,
∴AN⊥DN,设直线DN交x轴于G,则G(﹣5,0),对称轴与x轴的交点为E(﹣1,0),
在Rt△DGE中,tan∠DGE=,
∴∠DGE=30°.
①如图3中,当A′D′=A′N′时,易知ND′=NN′,A′N=1,ND′=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′N=1,DN=,
在Rt△A′N′N中,A′N′=N′D′=,A′N=1,NN′=,易证△A′N′D′是等边三角形,
∴N′(﹣,).
③如图5中,延长C′A′交DG于N′,此时△D′N′A′是等腰三角形.
理由:作D′K⊥C′N′于K,易知N′(﹣,),
∴A′N′=2,
在Rt△D′N′K中,∵∠D′N′K=30°,D′N′=,
∴D′K=,KN′=1,
∴KA′=A′N′﹣N′K=2﹣1=1,
在Rt△A′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.
【题目】距离中考体考时间越来越近,年级组想了解初三年级2400名学生周末在家体育锻炼的情况,在初三年级随机抽查了20名男生和20名女生周末每天在家锻炼的时间情况.
(一)收集数据:(单位:分)
男生:20 30 40 45 60 120 80 50 100 45 85 90 90 70 90 50 90 50 70 40
女生:75 30 120 70 60 100 90 40 75 60 75 75 80 90 70 80 50 80 100 90
(二)整理、描述数据:(表一)
时间x | x≤30 | 30<x≤60 | 60<x≤90 | 90<x≤120 |
男生 | 2 | 8 | 8 | 2 |
女生 | 1 | 4 | a | 3 |
(表二)两组数据的极差、平均数、中位数、众数
极差 | 平均数 | 中位数 | 众数 | |
男生 | 100 | 65.75 | b | c |
女生 | 90 | 75.5 | 75 | 75 |
(三)分析、应用数据:
(1)请将上面两个表格补充完整:a=_____,b=______,c=______;
(2)请根据抽样调查的数据估计初三年级周末每天锻炼时间在100分钟以上(含100分钟)的同学大约有多少人?
(3)李老师看了表格数据后认为初三年级的女生周末锻炼坚持得比男生好,请你结合统计数据,写出支持老师观点的理由.