题目内容
【题目】如图,四边形OABC是矩形,点A坐标为(2,0),点C坐标为(0,4).点P从点O出发,沿OA以每秒1个单位长度的速度向点A运动,同时点Q从点A出发,沿AB以每秒2个单位长度的速度向点B运动,当点P与点A重合时运动停止.设运动时间为t秒.
(1)当△CBQ与△PAQ相似时,求出t的值;
(2)当t=1时,抛物线y=2x2+bx+c经过P,Q两点,与y轴交于点M,在该抛物线上找点D,使∠MQD=
∠MPQ,求点D的坐标.
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【答案】(1)
或
(2)
或![]()
【解析】
(1)根据矩形的性质得:∠B=∠PAQ=90
,所以当△CBQ与△PAQ相似时,存在两种情况:①当△PAQ∽△QBC时,
,②当△PAQ∽△CBQ时,
,分别列方程可得t的值;
(2)根据t=1求抛物线的解析式,根据Q(2,2),M(0,2),可得MQ∥x轴,则PM=PQ,PE⊥MQ,画出符合条件的点D,利用三角函数,列比例式可得点D的坐标,同理根据对称可得另一个点D.
(1)如图1,
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∵当点P与点A重合时运动停止,且△PAQ可以构成三角形,
∴0<t<2,
∵四边形OABC是矩形,
∴∠B=∠PAQ=90![]()
∴当△CBQ与△PAQ相似时,存在两种情况:
①当△PAQ∽△QBC时,
,
∴
,
4t210t+4=0,
(4t2)(t2)=0,
t1=2(舍),t2=
,
②当△PAQ∽△CBQ时,
,
∴
,
t26t+4=0,
t=
,
∵
>2,
∴t=
不符合题意,舍去,
综上所述,当△CBQ与△PAQ相似时,t的值是
或
;
(3)当t=1时,P(1,0),Q(2,2),
把P(1,0),Q(2,2)代入抛物线y=2x2+bx+c中得:
,解得:
,
∴抛物线:y=2x24x+2=2(x1)2,
∴顶点为P(1,0),
∵Q(2,2),M(0,2),
∴MQ∥x轴,
作抛物线对称轴,交MQ于E,设DQ交y轴于H,
∴PM=PQ,PE⊥MQ,
∴∠MPE=∠QPE=
∠MPQ,
如图2,∠MQD=
∠MPQ=∠QPE,
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∴tan∠MQD=tan∠QPE=
,
即
,MH=1,
∴H(0,3),Q(2,2)
设HQ的解析式为y=kx+b
把H(0,3),Q(2,2)代入得
,解得![]()
∴y=
x+3,
则
,
解得:x1=2(舍),x2=
,
∴D
;
同理,在M的下方,y轴上存在点H,如图3,使∠HQM=
∠MPQ=∠QPE,
![]()
由对称性得:H(0,1),
设HQ的解析式为y=px+q
把H(0,1),Q(2,2)代入得
,解得![]()
∴y=
x+1,
∴HQ的解析式:y=
x+1,
则
,
,
解得:x1=2(舍),x2=
,
∴D
;
综上所述,点D的坐标为:D
或
.