题目内容
∠OAB=90°,∠AOB=30°,点Q是OB的中点,连结AQ.一动点C从Q点出发,以每秒1个单位长度的速度沿线段QO匀速运动,到达O点后,立即以原速度沿线段OQ返回;另一动点D从Q点出发,以每秒1个单位长度的速度沿射线QB匀速运动,点C、D同时出发,当点C返回到点Q时停止运动,在点C、D的运动过程中,过点C作直线CE∥AQ,过点D作DE⊥x轴交CE于点E.设运动的时间为t秒(t>0).
(1)求出该抛物线的函数解析式.
(2)求当t为何值时,点E在抛物线上,
(3)在点C从点O返回到点Q的过程中,直接写出以P、B、D、E组成的四边形面积的最小值.
(4)设射线CE与线段OA的交点为P,是否存在这样的t,使△POQ是等腰三角形?若存在,求出对应的t的值;若不存在,请说明理由.
考点:二次函数综合题
专题:
分析:(1)如图1,过点A作AF⊥OB于点F,通过解直角△OAF、△ABF求得OF、AF的长度,则易求点A的坐标,把点A的坐标代入函数关系式y=a(x-0)(x-12)列出关于a的方程,通过解方程求得系数a的值.
(2)把点E的坐标代入(1)中的函数关系式来求t的值;
(3)如图2,S四边形PBDE=S△ECD-S△CPB,利用三角形的面积公式列出S关于t的二次函数,通过求二次函数的最值进行解答;
(4)需要分类讨论:OP=OQ=6、OP=PQ以及OQ=PQ三种情况下的t的值.
(2)把点E的坐标代入(1)中的函数关系式来求t的值;
(3)如图2,S四边形PBDE=S△ECD-S△CPB,利用三角形的面积公式列出S关于t的二次函数,通过求二次函数的最值进行解答;
(4)需要分类讨论:OP=OQ=6、OP=PQ以及OQ=PQ三种情况下的t的值.
解答:
解:(1)如图1,过点A作AF⊥OB于点F,∵OB=12,且
∠OAB=90°,∠AOB=30°,
∴OA=OB•cos30°=6
,
∴AF=
OA=3
,OF=OA•cos30°=9,
则易求得点A(9,3
).
设y=a(x-0)(x-12)(a≠0),则3
=a(9-0)(9-12)
∴a=-
,即y=-
(x2-12).
(注:可以利用二元一次方程组来求解);
(2)如图2,∵点Q是OB的中点,∠OAB=90°,
∴QA=QO,
∴∠QOA=∠QAO=30°,
∴∠AQB=2∠QOA=60°,
∵CE∥AQ,
∴∠ECD=∠AQB=60°,
易求得点E(t+6,2
t),将其代入(1)中的函数解析式得
2
t=-
(t+6)(t-6),
解得 t=3
-9(舍去负值)
答:当t=3
-9时,点E在抛物线上;
(3)如图2,分别作△OCP和△OQA的高PM、AN.
∵CE∥AQ,
∴△OCP∽△OQA,
∴
=
,则
=
,
解得 PM=6
(t-6).
∴S四边形PBDE=S△ECD-S△CPB=
(12-t+t)×2
t-
×(12-t+6)×6
(t-6)=3
t2-60t+324
,
∴S最小值=
=63
,
即:以P、B、D、E组成的四边形面积的最小值是63
;
(4)存在.理由如下:OC=6-t或t-6.
i)当OP=OQ=6时,(如图3),过点C作CM⊥OA于M,
则OM=
OP=6,
由
=cos30°=
,
∴OC=2
,
∴t-6=2
或6-t=2
.
∴t=6+2
或t=6-2
;
ii)当OP=PQ时,(如图4)则∠PQO=∠POQ=30°,
又∵∠PCQ=60°,
∴∠CPQ=90°,QC=2CP=2OC,
又∵OC+CQ=6,
∴OC+2OC=6,OC=2,
∴t-6=2或6-t=2,
∴t=8或t=4;
iii)当OQ=PQ时,(如图5),则∠OPQ=∠POQ=30°,
∴∠PQB=60°=∠PCB,
∴点C和点Q重合,∴OC=6,
∴t-6=6或6-t=6.
∴t=12或t=0(舍去)
∴t=12.
综上所述,存在5个这样的t值,使△POQ是等腰三角形,即t=6+2
或t=6-2
或t=8或t=4或t=12.
∠OAB=90°,∠AOB=30°,
∴OA=OB•cos30°=6
| 3 |
∴AF=
| 1 |
| 2 |
| 3 |
则易求得点A(9,3
| 3 |
设y=a(x-0)(x-12)(a≠0),则3
| 3 |
∴a=-
| ||
| 9 |
| ||
| 9 |
(注:可以利用二元一次方程组来求解);
(2)如图2,∵点Q是OB的中点,∠OAB=90°,
∴QA=QO,
∴∠QOA=∠QAO=30°,
∴∠AQB=2∠QOA=60°,
∵CE∥AQ,
∴∠ECD=∠AQB=60°,
易求得点E(t+6,2
| 3 |
2
| 3 |
| ||
| 9 |
解得 t=3
| 13 |
答:当t=3
| 13 |
(3)如图2,分别作△OCP和△OQA的高PM、AN.
∵CE∥AQ,
∴△OCP∽△OQA,
∴
| OC |
| OQ |
| PM |
| AN |
| t-6 |
| 6 |
| PM | ||
12
|
解得 PM=6
| 3 |
∴S四边形PBDE=S△ECD-S△CPB=
| 1 |
| 2 |
| 3 |
| 1 |
| 2 |
| 3 |
| 3 |
| 3 |
∴S最小值=
4×3
| ||||
6
|
| 3 |
即:以P、B、D、E组成的四边形面积的最小值是63
| 3 |
(4)存在.理由如下:OC=6-t或t-6.
i)当OP=OQ=6时,(如图3),过点C作CM⊥OA于M,
则OM=
| 1 |
| 2 |
由
| OM |
| OC |
| ||
| 2 |
∴OC=2
| 3 |
∴t-6=2
| 3 |
| 3 |
∴t=6+2
| 3 |
| 3 |
ii)当OP=PQ时,(如图4)则∠PQO=∠POQ=30°,
又∵∠PCQ=60°,
∴∠CPQ=90°,QC=2CP=2OC,
又∵OC+CQ=6,
∴OC+2OC=6,OC=2,
∴t-6=2或6-t=2,
∴t=8或t=4;
iii)当OQ=PQ时,(如图5),则∠OPQ=∠POQ=30°,
∴∠PQB=60°=∠PCB,
∴点C和点Q重合,∴OC=6,
∴t-6=6或6-t=6.
∴t=12或t=0(舍去)
∴t=12.
综上所述,存在5个这样的t值,使△POQ是等腰三角形,即t=6+2
| 3 |
| 3 |
点评:本题考查了二次函数综合题,其中涉及到的知识点有待定系数法求二次函数的解析式,平行线的性质,相似三角形的判定与性质,解直角三角形以及三角形的面积求法.在求有关动点问题时要注意分析题意分情况讨论结果.
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