题目内容
【题目】如图1,在平面直角坐标系中,抛物线y=
与x轴交于A,C(A在C的左侧),点B在抛物线上,其横坐标为1,连接BC,BO,点F为OB中点.
![]()
(1)求直线BC的函数表达式;
(2)若点D为抛物线第四象限上的一个动点,连接BD,CD,点E为x轴上一动点,当△BCD的面积的最大时,求点D的坐标,及|FE﹣DE|的最大值;
(3)如图2,若点G与点B关于抛物线对称轴对称,直线BG与y轴交于点M,点N是线段BG上的一动点,连接NF,MF,当∠NFO=3∠BNF时,连接CN,将直线BO绕点O旋转,记旋转中的直线BO为B′O,直线B′O与直线CN交于点Q,当△OCQ为等腰三角形时,求点Q的坐标.
【答案】(1)y=﹣
x+
;(2)D(
,﹣
);|FE﹣DE|的最大值为
;(3)点Q的坐标为Q1(
,
),Q2(
,
),Q3(
﹣
,
),Q4(
+
,﹣
).
【解析】
(1)令抛物线y=0,求出点C的坐标,再令x=1,求出点B坐标,待定系数法求出直线BC的解析式;
(2)三角形面积最值转换成求DH的最大值,然后利用二次函数的求最值问题解决点D的坐标,|FEDE|的最大值,可将点D和点F转换到x轴的同一侧,再利用共线时差值最大求出线段长度即可.
(3)找等腰三角形问题,要分类讨论,以OC为腰,或以OC为底都可以,利用∠OCN的正切值求出边之间的比例关系,求出点Q的坐标.
(1)令y=0,解得x1=
,x2=
,
∴A(
,0),B(
,0)
当x=1时,y=2![]()
∴B(1,2
)
设直线BC的解析式为y=kxb代入点B和C
,
解得![]()
∴直线BC的解析式为y=
;
(2)设点D(m,
)
过点D作x轴的平行线,交BC于点H,
![]()
则点H(m,﹣
m+
)
HD=﹣
m+
﹣(
)=﹣
(m﹣
)2+![]()
∴当m=
时,HD取最大值,此时S△BCD的面积取最大值.
D(
,
)
作D关于x轴的对称点D′
则D′(
,
)
连接D′H交x轴于一点E,此时D′E﹣FE最大,即为D′F的长度
∵F为OB的中点
∴F(
,
)
∴D′F=![]()
∴|FE﹣DE|的最大值为
.
(3)由题意可知M(0,2
)
∵∠NFO=3∠BNF
∴∠FBN=2∠BNF
作∠FBN的角平分线交x轴于点E
则∠OBE=∠EBG=∠OEB=∠BNF
过点B作x轴的垂线,垂足为点J
![]()
则J(1,0)
∵OB=
=3
∴OE=3
∴EJ=2
∵BJ=2![]()
∴tan∠BEJ=
,
∴tan∠BNF=
,
过点F作MN的垂线,垂足为D
则FD=
,
∴ND=1
∴N(
,2
)
连接NC
![]()
∵tan∠NCO=![]()
①当OQ1等于CQ1时,过点Q1作OC的垂线,垂足为I
∵OC=![]()
∴CI=![]()
∴Q1I=![]()
∴Q1(
,
)
②当OC=CQ3时,过点Q3作OC的垂线,垂足为K
∵OC=
,∴CQ3=
,
CK=
,Q3K=![]()
∴Q3(
,
)
③当OQ2=OC时,过点Q2作OC的垂线,垂足为P
∵OC=3,∴OQ2=3
设PC=a,则Q2P=
a,OP=
﹣
a
根据勾股定理解得a=![]()
∴Q2(
,
)
④当Q4在NC的延长线上时,CQ4=OC
同理可得,Q4(
,
)
综上所述:点Q的坐标为Q1(
,
),Q2(
,
),Q3(
,
),Q4(
,
,).