题目内容

如图1,在平面直角坐标系xOy中,点M为抛物线y=-x2+2nx-n2+2n的顶点,过点(0,4)作x轴的平行线,交抛物线于点P、Q(点P在Q的左侧),PQ=4.
(1)求抛物线的函数关系式,并写出点P的坐标;
(2)小丽发现:将抛物线y=-x2+2nx-n2+2n绕着点P旋转180°,所得新抛物线的顶点恰为坐标原点O,你认为正确吗?请说明理由;
(3)如图2,已知点A(1,0),以PA为边作矩形PABC(点P、A、B、C按顺时针的方向排列),
PA
AB
=
1
t
.
①写出C点的坐标:C(
 
,
 
)(坐标用含有t的代数式表示);
②若点C在题(2)中旋转后的新抛物线上,求t的值.
考点:二次函数综合题
专题:代数综合题
分析:(1)把P的纵坐标代入抛物线的解析式得到关于x的方程,解的方程的解,根据根与系数的关系求得和PQ=4,求得n的值,即可求得解析式;
(2)根据旋转的性质得到Q绕着点P旋转180°后的对称点为Q′(-2,4),得出新抛物线的对称轴是y轴,然后求得抛物线的顶点到直线PQ的距离为4,即可判断新抛物线顶点应为坐标原点.
(3)①根据三角形相似即可求得C的坐标;②由(1)可知,旋转后的新抛物线是y=ax2,新抛物线是y=ax2过P(2,4),求得新抛物线的解析式,把C(-4t+2,4+t)代入即可求得t的值.
解答:解:(1)∵抛物线y=-x2+2nx-n2+2n过点P,P点的纵坐标为4,
∴4=-x2+2nx-n2+2n
解得:x1=n+
2n-4
,x2=n-
2n-4
,
∵PQ=x1-x2=4,
∴2
2n-4
=4,
解得:n=4,
∴抛物线的函数关系式为:y=-x2+8x-8,
∴4=-x2+8x-8,
解得:x=2或x=6,
∴P(2,4).

(2)正确;
∵P(2,4),PQ=4,
∴Q绕着点P旋转180°后的对称点为Q′(-2,4),
∴P与Q′正好关于y轴对称,
∴所得新抛物线的对称轴是y轴,
∵抛物线y=-x2+8x-8=-(x-4)2+8,
∴抛物线的顶点M(4,8),
∴顶点M到直线PQ的距离为4,
∴所得新抛物线顶点到直线PQ的距离为4,
∴所得新抛物线顶点应为坐标原点.


(3)①如图2,过P作x轴的垂线,交x轴于M,过C作CN⊥MN于N,
∵
PA
AB
=
1
t
,
∴
PA
PC
=
1
t
,
∵△APM∽△PCN,
∴
PN
AM
=
CN
PM
=
PC
PA
=
t
1
,
∵AM=2-1=1,PM=4,
∴PN=t,CN=4t,
∴MN=4+t,
∴C(-4t+2,4+t),
②由(1)可知,旋转后的新抛物线是y=ax2,
∵新抛物线是y=ax2过P(2,4),
∴4=4a,
∴a=1,
∴旋转后的新抛物线是y=x2,
∵C(-4t+2,4+t)在抛物线y=x2上,
∴4+t=(-4t+2)2,
解得:t=0(舍去)或t=
17
16
,
∴t=
17
16
.
点评:本题考查了方程根与系数的关系的应用,顶点坐标,旋转的性质,三角形相似的性质待定系数法求解析式等,解题的关键是根据题意从问题中整理出二次函数模型.
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