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精英家教网如图,已知抛物线y=a(x-1)2+3
3
(a≠0)经过点A(-2,0),抛物线的顶点为D,过O作射线OM∥AD.过顶点平行于x轴的直线交射线OM于点C,B在x轴正半轴上,连接BC.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)若动点P从点O出发,以每秒1个长度单位的速度沿射线OM运动,设点P运动的时间为t(s).问当t为何值时,四边形DAOP分别为平行四边形,直角梯形,等腰梯形?
(3)若OC=OB,动点P和动点Q分别从点O和点B同时出发,分别以每秒1个长度单位和2个长度单位的速度沿OC和BO运动,当其中一个点停止运动时另一个点也随之停止运动.设它们的运动的时间为t(s),连接PQ,当t为何值时,四边形BCPQ的面积最小?并求出最小值及此时PQ的长.
分析:(1)将A的坐标代入抛物线y=a(x-1)2+3
3
(a≠0)可得a的值,即可得到抛物线的解析式;
(2)易得D的坐标,过D作DN⊥OB于N;进而可得DN、AN、AD的长,根据平行四边形,直角梯形,等腰梯形的性质,用t将其中的关系表示出来,并求解可得答案;
(3)根据(2)的结论,易得△OCB是等边三角形,可得BQ、PE关于t的关系式,将四边形的面积用t表示出来,进而分析可得最小值及此时t的值,进而可求得PQ的长.
解答:解:(1)∵抛物线y=a(x-1)2+3
3
(a≠0)经过点A(-2,0),
∴0=9a+3
3
,
∴a=-
3
3
(1分)
∴二次函数的解析式为:y=-
3
3
x2+
2
3
3
x+
8
3
3
;(3分)

(2)①∵D为抛物线的顶点,
∴D(1,3
3
),
过D作DN⊥OB于N,则DN=3
3
,AN=3,
∴AD=
32+(3
3
)
2
=6,
∴∠DAO=60°.(4分)
∵OM∥AD,精英家教网
①当AD=OP时,四边形DAOP是平行四边形,
∴OP=6,
∴t=6(s).(5分)
②当DP⊥OM时,四边形DAOP是直角梯形,
过O作OH⊥AD于H,AO=2,则AH=1(如果没求出∠DAO=60°可由Rt△OHA∽Rt△DNA(求AH=1)
∴OP=DH=5,t=5(s)(6分)
③当PD=OA时,四边形DAOP是等腰梯形,
易证:△AOH≌△DPP′,
∴AH=CP,
∴OP=AD-2AH=6-2=4,
∴t=4(s)综上所述:当t=6、5、4时,对应四边形分别是平行四边形、直角梯形、等腰梯形;(7分)

(3)由(2)及已知,∠COB=60°,OC=OB,△OCB是等边三角形则OB=OC=AD=6,OP=t,BQ=2t,
∴OQ=6-2t(0<t<3)过P作PE⊥OQ于E,
则PE=
3
2
t(8分)
∴SBCPQ=
1
2
×6×3
3
-
1
2
×(6-2t)×
3
2
t
=
3
2
(t-
3
2
)2+
63
8
3
(9分)
当t=
3
2
时,四边形BCPQ的面积最小值为
63
8
3
.(10分)
∴此时OQ=3,OP=
3
2
,OE=
3
4
;
∴QE=3-
3
4
=
9
4
,PE=
3
3
4
,
∴PQ=
PE2+QE2
=
(
3
3
4
)
2
+(
9
4
)
2
=
3
3
2
.(11分)
点评:本题考查学生将二次函数的图象与解析式相结合处理问题、解决问题的能力.
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