4. (2011江苏苏州,28,9分)(本题满分9分)如图①,小慧同学吧一个正三角形纸片(即△OAB)放在直线l1上,OA边与直线l1重合,然后将三角形纸片绕着顶点A按顺时针方向旋转120°,此时点O运动到了点O1处,点B运动到了点B1处;小慧又将三角形纸片AO1B1绕B1点按顺时针方向旋转120°,点A运动到了点A1处,点O1运动到了点O2处(即顶点O经过上述两次旋转到达O2处).

小慧还发现:三角形纸片在上述两次旋转过程中,顶点O运动所形成的图形是两段圆弧,即弧OO1和弧O1O2,顶点O所经过的路程是这两段圆弧的长度之和,并且这两端圆弧与直线l1围成的图形面积等于扇形AOO1的面积、△AO1B1的面积和扇形B1O1O2的面积之和.

小慧进行类比研究:如图②,她把边长为1的正方形纸片OABC放在直线l2上,OA边与直线l2重合,然后将正方形纸片绕着顶点A按顺时针方向旋转90°,此时点O运动到了点O1处(即点B处),点C运动到了点C1处,点B运动到了点B1处;小慧又将正方形纸片AO1C1B1绕B1点按顺时针方向旋转90°,……,按上述方法经过若干次旋转后,她提出了如下问题:

问题①:若正方形纸片OABC按上述方法经过3次旋转,求顶点O经过的路程,并求顶点O在此运动过程中所形成的图形与直线l2围成图形的面积;若正方形OABC按上述方法经过5次旋转,求顶点O经过的路程;

问题②:正方形纸片OABC按上述方法经过多少次旋转,顶点O经过的路程是π?

请你解答上述两个问题.

[答案]解问题①:如图,正方形纸片OABC经过3次旋转,顶点O运动所形成的图形是三段弧,即弧OO1、弧O1O2以及弧O2O3

∴顶点O运动过程中经过的路程为

.

顶点O在此运动过程中所形成的图形与直线l2围成图形的面积为

=1+π.

正方形OABC经过5次旋转,顶点O经过的路程为

.

问题②:∵方形OABC经过4次旋转,顶点O经过的路程为

π=20×π+π.

∴正方形纸片OABC经过了81次旋转.

2. (2011江苏南通,27,12分)(本小题满分12分)

   已知A(1,0), B(0,-1),C(-1,2),D(2,-1),E(4,2)五个点,抛物线ya (x-1)2+k(a>0),经过其中三个点.

(1)    求证:CE两点不可能同时在抛物线ya (x-1)2+k(a>0)上;

(2)    点A在抛物线ya (x-1)2+k(a>0)上吗?为什么?

(3)    求ak的 值.

[答案](1)证明:将CE两点的坐标代入ya (x-1)2+k(a>0)得,

   ,解得a=0,这与条件a>0不符,

CE两点不可能同时在抛物线ya (x-1)2+k(a>0)上.

(2)[法一]∵ACD三点共线(如下图),

ACD三点也不可能同时在抛物线ya (x-1)2+k(a>0)上.

∴同时在抛物线上的三点有如下六种可能:

ABC

ABE

ABD

ADE

BCD

BDE.

将①、②、③、④四种情况(都含A点)的三点坐标分别代入ya (x-1)2+k(a>0),解得:①无解;②无解;③a=-1,与条件不符,舍去;④无解.

所以A点不可能在抛物线ya (x-1)2+k(a>0)上.

[法二]∵抛物线ya (x-1)2+k(a>0)的顶点为(1,k)

假设抛物线过A(1,0),则点A必为抛物线ya (x-1)2+k(a>0)的顶点,由于抛物线的开口向上且必过五点ABCDE中的三点,所以必过x轴上方的另外两点CE,这与(1)矛盾,所以A点不可能在抛物线ya (x-1)2+k(a>0)上.

(3)Ⅰ.当抛物线经过(2)中⑤BCD三点时,则

,解得

Ⅱ. 当抛物线经过(2)中⑥BDE三点时,同法可求:.

.

 0  49560  49568  49574  49578  49584  49586  49590  49596  49598  49604  49610  49614  49616  49620  49626  49628  49634  49638  49640  49644  49646  49650  49652  49654  49655  49656  49658  49659  49660  49662  49664  49668  49670  49674  49676  49680  49686  49688  49694  49698  49700  49704  49710  49716  49718  49724  49728  49730  49736  49740  49746  49754  447348 

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