题目内容

【题目】综合与探究

如图,抛物线y=﹣x2﹣x+与x轴交于A、B两点(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,直线l经过B、C两点,点M从点A出发以每秒1个单位长度的速度向终点B运动,连接CM,将线段MC绕点M顺时针旋转90°得到线段MD,连接CD、BD.设点M运动的时间为t(t>0),请解答下列问题:

(1)求点A的坐标与直线l的表达式;

(2)①请直接写出点D的坐标(用含t的式子表示),并求点D落在直线l上时t的值;

②求点M运动的过程中线段CD长度的最小值.

【答案】(1)A(﹣3,0),y=﹣x+;(2)①点D落在直线l上时,t=6﹣2;②CD的最小值为.

【解析】

(1)解方程求出点A、点B的坐标,根据二次函数的性质求出点C的坐标,利用待定系数法求出直线l的表达式;

(2)①分点M在AO上运动、点M在OB上运动两种情况,DN⊥x轴于N,证明△MCO≌△DMN,根据全等三角形的性质得到MN=OC=,DN=OM=3﹣t,得到点D的坐标,根据一次函数图象上点的坐标特征求出t;

②根据等腰直角三角形的性质、垂线段最短解答.

(1)当y=0时,﹣x2﹣x+=0,

解得x1=1,x2=﹣3,

∵点A在点B的左侧,

∴A(﹣3,0),B(1,0),

当x=0时,y=,即C(0,),

设直线l的表达式为y=kx+b,

将B,C两点坐标代入得,,

解得,,

则直线l的表达式为y=﹣x+;

(2)①如图1,当点M在AO上运动时,过点D作DN⊥x轴于N,

由题意可知,AM=t,OM=3﹣t,MC⊥MD,

则∠DMN+∠CMO=90°,∠CMO+∠MCO=90°,

∴∠MCO=∠DMN,

在△MCO与△DMN中,

,

∴△MCO≌△DMN(AAS),

∴MN=OC=,DN=OM=3﹣t,

∴D(t﹣3+,t﹣3);

同理,如图2,当点M在OB上运动时,

点D的坐标为:D(﹣3+t+,t﹣3)

将D点坐标代入直线BC的解析式y=﹣x+得,t﹣3=﹣×(﹣3+t+)+,

t=6﹣2,即点D落在直线l上时,t=6﹣2;

②∵△COD是等腰直角三角形,

∴CM=MD,

∴线段CM最小时,线段CD长度的最小,

∵M在AB上运动,

∴当CM⊥AB时,CM最短,CD最短,即CM=CO=,

根据勾股定理得,CD的最小值为.

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