题目内容
【题目】如图,等腰直角△OEF在坐标系中,有E(0,2),F(﹣2,0),将直角△OEF绕点E逆时针旋转90°得到△ADE,且A在第一象限内,抛物线y=ax2+bx+c经过点A,E.且2a+3b+5=0.
(1)求抛物线的解析式.
(2)过ED的中点O'作O'B⊥OE于B,O'C⊥OD于C,求证:OBO'C为正方形.
(3)如果点P由E开始沿EA边以每秒2厘米的速度向点A移动,同时点Q由点A沿AD边以每秒1厘米的速度向点D移动,当点P移动到点A时,P,Q两点同时停止,且过P作GP⊥AE,交DE于点G,设移动的开始后为t秒.
①若S=PQ2(厘米),试写出S与t之间的函数关系式,并写出t的取值范围?
②当S取最小时,在抛物线上是否存在点R,使得以P,A,Q,R为顶点的四边形是平行四边形?如果存在,求出R的坐标;如果不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)证明见解析;(3)①S=5t2﹣8t+4(0<t≤2);②点R的坐标为:(,)或(,).
【解析】
(1)根据题意结合旋转的性质得出A点坐标,再根据E点坐标得出c的值,最后进一步求解即可;
(2)根据题意先证明OBO'C为矩形,再利用三角形中位线性质结合题意得出O'B=OC',据此进一步证明即可;
(3)根据题意列出关系式加以化简即可;②根据题意分AP是边时以及PA是对角线时两种情况进一步分析讨论即可.
(1)∵E、F坐标分别为:E(0,2),F(﹣2,0),
∴OF=OE=2,
根据旋转性质可得:AE=OE=2,AD=OF=2,
∴点A坐标为:(2,2),
将点E的坐标代入抛物线表达式并整理得: c=2,
又∵A点坐标为:(2,2),
∴4a+2b=0,
而2a+3b+5=0,
将上述二式联立并解得:a= ,b=-,
故抛物线的表达式为:;
(2)如图所示,
∵O'B⊥OE,O'C⊥OD,∠EOD=90°,故OBO'C为矩形,
又∵O'是ED的中点,O'B⊥OE,
则O'B=OD,
∵O'C⊥OD,
∴同理可得:O'C=OE,
∵OE=OD,
∴O'B=OC'
∴OBO'C为正方形;
(3)①点P、Q的坐标分别为:(2t,2)、(2,2﹣t),
S=PQ2=(2t﹣2)2+(t)2=5t2﹣8t+4(0<t≤2);
②S=5t2﹣8t+4(0<t≤2);
∵5>0,故S有最小值,此时t=,
则点P、Q的坐标分别为:(,2)、(2,),而点A(2,2),
设:点R(m,n),n=m2﹣m+2;
(Ⅰ)当AP是边时,
点P向右平移个单位得到A,
同样点Q(R)向右平移个单位得到R(Q),
即2=m,解得:m=或,
故点R(,)或(,);
(Ⅱ)当PA是对角线时,
由中点公式得:2+=m+2,
解得:m=,故点R(,);
综上,点R的坐标为:(,)或(,).