题目内容

11.如图,抛物线y=ax2+bx+c与y轴交于A点,过点A的直线y=$\frac{1}{2}$x+1与抛物线交于另一点B,过点B作BC⊥x轴,垂足为点C(3,0),又抛物线的对称轴为x=$\frac{17}{10}$.
(1)求抛物线的函数关系式;
(2)动点P在线段OC上从原点出发以每秒一个单位的速度向C移动,过点P作PN⊥x轴,交直线AB于点M,交抛物线于点N.设点P移动的时间为t秒,MN的长度为s个单位,求s与t的函数关系式,并写出t的取值范围;
(3)在(2)的条件下(不考虑点O,点C重合的情况),连结CM,BN,当t为何值时,四边形BCMN为平行四边形?问对于所求的t值,平行四边形BCMN是否为菱形?请说明理由.

分析 (1)根据待定系数法,可得函数解析式;
(2)根据平行于y轴的直线上两点间的距离是较大的纵坐标减较小的纵坐标,可得答案;
(3)根据平行四边形的对边相等,可得关于t的方程,根据解方程,可得答案;根据菱形的邻边相等,可得答案.

解答 (1)依题意,得A(0,1),B(3,$\frac{3}{2}$),又抛物线的对称轴为x=$\frac{17}{10}$,则
$\left\{\begin{array}{l}{c=1}\\{9a+3b+c=\frac{3}{2}}\\{-\frac{b}{2a}=\frac{17}{10}}\end{array}\right.$,解得$\left\{\begin{array}{l}{a=-\frac{5}{4}}\\{b=\frac{17}{4}}\\{c=1}\end{array}\right.$.
所以抛物线的函数关系式为y=-$\frac{5}{4}$x2+$\frac{17}{4}$x+1.
(2)由题意知OP=t,则P(t,0),M(t,$\frac{1}{2}$t+1),N(t,-$\frac{5}{4}$t2+$\frac{17}{4}$t+1),
所以s=MN=NP-MP=-$\frac{5}{4}$t2+$\frac{17}{4}$t+1-($\frac{1}{2}$t+1)=-$\frac{5}{4}$t2+$\frac{15}{4}$t,
其中t的取值范围是0≤t≤3.
即s与t的函数关系式s=-$\frac{5}{4}$t2+$\frac{15}{4}$t(0≤t≤3).
(3)若四边形BCMN为平行四边形,则有MN=BC,此时有-$\frac{5}{4}$t2+$\frac{15}{4}$t=$\frac{5}{2}$,解得t1=1,t2=2.
所以当t=1或t=2时,四边形BCMN为平行四边形.
当t=1时,平行四边形BCMN是菱形,当t=2时,平行四边形BCMN不是菱形,理由如下:
①当t=1时,P(1,0),M(1,$\frac{3}{2}$),N(1,4),所以MP=$\frac{3}{2}$,NP=4,则MN=NP-MP=$\frac{5}{2}$.
又在Rt△MPC中,MC=$\sqrt{M{P}^{2}+P{C}^{2}}$=$\frac{5}{2}$,所以MN=MC,
此时平行四边形BCMN是菱形.
②当t=2时,MP=2,NP=$\frac{9}{2}$,则MN=NP-MP=$\frac{5}{2}$.
又在Rt△MPC中,MC=$\sqrt{M{P}^{2}+P{C}^{2}}$=$\sqrt{5}$,所以MN≠MC,
此时平行四边形BCMN不是菱形.

点评 本题考查了二次函数综合题,利用待定系数法求函数解析式;利用平行四边形的对边相等得出关于t的方程是解题关键;利用菱形的邻边相等是解题关键.

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