题目内容

11.如图,在平面直角坐标系内,点O为坐标原点,直线y=$\frac{1}{2}$x+1与抛物线y=$\frac{1}{2}$x2+bx+c交于A,B两点,点A在x轴上,点B的横坐标为4.
(1)求抛物线的解析式;
(2)抛物线y=$\frac{1}{2}$x2+bx+c 交x轴正半轴于点C,横坐标为t的点P在第四象限的抛物线上,过点P作AB的垂线交x轴于点E,点Q为垂足,设CE的长为d,求d与t之间的函数关系式,直接写出自变量t的取值范围:
(3)在(2)的条件下,过点B作y轴的平行线交x轴于点D,连接DQ.当∠AQD=3∠PQD时,求点P坐标.

分析 (1)先求得点A和点B的坐标,将点A和点B的坐标代入抛物线的解析式求得b、c的值可得到抛物线的解析式;
(2)先求得点C的坐标,设点P的坐标为(t,$\frac{1}{2}$t2-$\frac{1}{2}$t-3),EC的解析式为y=-2x+b,将点P的坐标代入可求得b的值,得到直线EC的解析式为y=-2x+$\frac{1}{2}$t2+$\frac{3}{2}$t-3,接下来,求得点E的坐标,依据d=EC可得到d与t的函数关系是;
(3)过点D作CF⊥AB,垂足为F.先证明△QFD为等腰直角三角形,可得到QF=DF,由AB的解析式可知tan∠FAD=$\frac{1}{2}$,z则Q为AF的中点,故此E为AD的中点,则可得到EC的长,由d和t的函数关系是可得到t的值.

解答 解:(1)令y=0得:$\frac{1}{2}$x+1=0,解得:x=-2,
∴点A(-2,0).
将x=4代入得:y=$\frac{1}{2}$×4+1=3,
∴B(4,3).
将点A和点B的坐标代入抛物线的解析式得:$\left\{\begin{array}{l}{2-2b+c=0}\\{8+4b+c=3}\end{array}\right.$,
解得:$\left\{\begin{array}{l}{b=-\frac{1}{2}}\\{c=-3}\end{array}\right.$,
∴抛物线的解析式为y=$\frac{1}{2}$x2-$\frac{1}{2}x$-3.
(2)如图1所示:

令y=0得:0=$\frac{1}{2}$x2-$\frac{1}{2}x$-3,解得:x1=-2,x2=3,
∴点C的坐标为(3,0).
设点P的坐标为(t,$\frac{1}{2}$t2-$\frac{1}{2}$t-3).
∵EC⊥AB,
∴设EC的解析式为y=-2x+b.
将点P的坐标代入得:-2t+b=$\frac{1}{2}$t2-$\frac{1}{2}$t-3,解得b=$\frac{1}{2}$t2+$\frac{3}{2}$t-3.
设直线EC的解析式为y=-2x+$\frac{1}{2}$t2+$\frac{3}{2}$t-3.
令y=0,得:2x+$\frac{1}{2}$t2+$\frac{3}{2}$t-3=0,解得:x=$\frac{1}{4}$t2+$\frac{3}{4}$t-$\frac{3}{2}$.
∴点E($\frac{1}{4}$t2+$\frac{3}{4}$t-$\frac{3}{2}$,0).
∴EC=3-($\frac{1}{4}$t2+$\frac{3}{4}$t-$\frac{3}{2}$)=-$\frac{1}{4}$t2-$\frac{3}{4}$t+$\frac{9}{2}$.
∴d=-$\frac{1}{4}$t2-$\frac{3}{4}$t+$\frac{9}{2}$.
∵点P在第四象限,
∴0<t<3.
(3)如图2所示:过点d作CF⊥AB,垂足为F.

∵∠AQD=3∠PQD,∠AQP=90°,
∴∠PQD=45°.
∴∠DQF=45°.
∴QF=DF.
∵AB的解析式为y=$\frac{1}{2}$x+1,
∴tan∠FAD=$\frac{1}{2}$,即DF=$\frac{1}{2}$AF.
∴Q为AF的中点.
∵QP∥DF,
∴E为AD的中点.
∴E(1,0).
∴EC=2,即2=-$\frac{1}{4}$t2-$\frac{3}{4}$t+$\frac{9}{2}$,解得x=2或x=-5.
∵点P在第四象限,
∴x=2,
当x=2时,y=-2.
∴点P的坐标为(2,-2).

点评 本题主要考查的是二次函数的综合应用,解答本题主要应用了待定系数法求一次函数、二次函数的解析式、等腰直角三角形的判定、平行线分线段成比例定理,求得点E的坐标是解题的关键.

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