题目内容
如图所示,边长为2的正方形OABC如图放置在平面直角坐标系中,抛物线y=ax2+bx+c过点A,B,且12a+5c=0.(1)求抛物线的解析式;
(2)如果点P由点A开始沿AB边以每秒2个单位的速度向点B移动,同时点Q由点B开始沿BC边以每秒1个单位的速度向点C移动,设移动时间为t秒.当线段PQ的长取得最小值时,在抛物线上是否存在点R,使得以P,B,Q,R为顶点的四边形为平行四边形?如存在,求出点R的坐标;如不存在,请说明理由;
(3)在(2)的条件下,P、Q点在运动过程中,抛物线上是否还存在其它点R,使得以P,B,Q,R为顶点的四边形为平行四边形?如存在,求出点R的坐标;如不存在,请说明理由.
【答案】分析:(1)根据正方形的边长可得A、B两点的坐标,将它们代入抛物线的解析式中,联立12a+5c=0,即可求得待定系数的值,从而确定该抛物线的解析式.
(2)首先用t表示出PB、BQ的长,利用勾股定理可求得PQ2的表达式,根据所得函数的性质即可得到PQ2的最小值(即PQ的最小值)及对应的t值,进而可得到P、Q的坐标,然后分两种情况考虑:
①PR与BQ平行且相等,那么将P点坐标向上或向下平移BQ个单位,即可得到R的坐标,然后将其代入抛物线的解析式中进行验证即可;
②QR与BP平行且相等,那么将Q点坐标向左或向右平移BP个单位即可得到R点坐标,然后将其代入抛物线的解析式中进行验证即可.
(3)此题的解法同(2),将P、Q的坐标用t表示,然后按(2)题的两种情况得到各自的R点坐标,然后再代入抛物线中进行验证即可.
解答:
解:(1)由题A(0,-2),B(2,-2);
∴
∴
∴
.(4分)
(2)由题AP=2t,BQ=t;
∴BP=2-2t,
Rt△PBQ中,
PQ2=PB2+BQ2=(2-2t)2+t2
=5t2-8t+4
=5
;
当t=
时,PQ2取得最小值,
则PQ最小,此时
;
假设符合条件的点R存在,
①过P作PR∥BQ,PR=BQ;
此时R(
)或
,
将其代入抛物线解析式,
知这两个点R均不在抛物线上;
②过Q作QR∥BP,QR=BP,
此时R(
)或
将其代入抛物线解析式,
知点(
)在抛物线上,点
不在抛物线上,
综上所述,存在符合条件的点R(
).(8分)
(3)易知:P(2t,-2),Q(2,t-2),
由于点R在抛物线上,
∴若存在以P,B,Q,R为顶点的平行四边形,只能有两种情况,
①平行四边形PRBQ此时PR∥BQ,PR=BQ;
∴R(2t,-2-t),
将其代入抛物线解析式得:
,
10t2-7t=-0,
;
此时
;
②PQRB,此时QR∥PB,QR=PB;
∴R(4-2t,t-2),
将其代入抛物线解析式,
;
10t2-33t+20=0,
∴t1=2.5(舍去),t2=0.8,
此时R(
);
综上所述,除(2)中的点R外,还存在点R
.(12分)
点评:此题主要考查了二次函数解析式的确定、正方形的性质、平行四边形的判定和性质、函数图象上点的坐标意义等知识,在涉及到动点问题时,一定要注意分类讨论思想的应用,以免漏解.
(2)首先用t表示出PB、BQ的长,利用勾股定理可求得PQ2的表达式,根据所得函数的性质即可得到PQ2的最小值(即PQ的最小值)及对应的t值,进而可得到P、Q的坐标,然后分两种情况考虑:
①PR与BQ平行且相等,那么将P点坐标向上或向下平移BQ个单位,即可得到R的坐标,然后将其代入抛物线的解析式中进行验证即可;
②QR与BP平行且相等,那么将Q点坐标向左或向右平移BP个单位即可得到R点坐标,然后将其代入抛物线的解析式中进行验证即可.
(3)此题的解法同(2),将P、Q的坐标用t表示,然后按(2)题的两种情况得到各自的R点坐标,然后再代入抛物线中进行验证即可.
解答:
∴
∴
∴
(2)由题AP=2t,BQ=t;
∴BP=2-2t,
Rt△PBQ中,
PQ2=PB2+BQ2=(2-2t)2+t2
=5t2-8t+4
=5
当t=
则PQ最小,此时
假设符合条件的点R存在,
①过P作PR∥BQ,PR=BQ;
此时R(
将其代入抛物线解析式,
知这两个点R均不在抛物线上;
②过Q作QR∥BP,QR=BP,
此时R(
知点(
综上所述,存在符合条件的点R(
(3)易知:P(2t,-2),Q(2,t-2),
由于点R在抛物线上,
∴若存在以P,B,Q,R为顶点的平行四边形,只能有两种情况,
①平行四边形PRBQ此时PR∥BQ,PR=BQ;
∴R(2t,-2-t),
将其代入抛物线解析式得:
10t2-7t=-0,
此时
②PQRB,此时QR∥PB,QR=PB;
∴R(4-2t,t-2),
将其代入抛物线解析式,
10t2-33t+20=0,
∴t1=2.5(舍去),t2=0.8,
此时R(
综上所述,除(2)中的点R外,还存在点R
点评:此题主要考查了二次函数解析式的确定、正方形的性质、平行四边形的判定和性质、函数图象上点的坐标意义等知识,在涉及到动点问题时,一定要注意分类讨论思想的应用,以免漏解.
练习册系列答案
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