题目内容
已知直线y=-
x+2分别交x轴、y轴于A、B两点,线段OA上有一个动点P由原点O向点A运动(与点A不重合),速度为每秒1个单位,过点P作x轴的垂线交直线AB于点C,以点C为顶点的抛物线y=-4(x+m)2+n与直线AB的另一交点为D,与x
轴交于点E(点E在抛物线对称轴的右侧).设点P运动时间为t秒.
(1)直接写出点A的坐标,并求t=1时抛物线的解析式;
(2)当t为何值时,以C,P,E为顶点的三角形与AOB相似?
(3)①求CD的长;
②设△COD的OC边长的高为h,当t为何值时,h的值最大?
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(1)直接写出点A的坐标,并求t=1时抛物线的解析式;
(2)当t为何值时,以C,P,E为顶点的三角形与AOB相似?
(3)①求CD的长;
②设△COD的OC边长的高为h,当t为何值时,h的值最大?
分析:(1)令y=0,求出x的值即可得到点A的坐标,求出t=1时的x、y的值,得到点C的坐标,然后代入抛物线解析式即可得解;
(2)根据直线的解析式求出点B的坐标,然后求出OA、OB的长,再求出OP的长,然后根据直线解析式求出PC的长,从而得到点C的坐标,然后表示出抛物线解析式,再分①PE与OA是对应边时,点E、A重合,然后把点A的坐标代入抛物线求解即可得到t的值;②PE与OB是对应边时,根据相似三角形对应边成比例列出比例式求出PE的长,然后得到点E的坐标,再把点E的坐标代入抛物线解析式求解即可得到t的值;
(3)①联立抛物线与直线解析式求出点D的横坐标,再过点D作DH⊥PC于H,从而求出DH的长,再根据△DCH和△ABO相似,根据相似三角形对应边成比例列出比例式求解即可得到CD的长;
②过点O作OF⊥AB于F,过点F作FG⊥x轴于点G,根据勾股定理列式求出AB,再根据△AOB的面积求出OF的长,然后根据CD的长度不变,是定值可知OC的长度最小时,OC边上的高h最大,此时OF、OC重合,然后根据△OFG和△BAO相似,再根据相似三角形对应边成比例列出比例式求解即可.
(2)根据直线的解析式求出点B的坐标,然后求出OA、OB的长,再求出OP的长,然后根据直线解析式求出PC的长,从而得到点C的坐标,然后表示出抛物线解析式,再分①PE与OA是对应边时,点E、A重合,然后把点A的坐标代入抛物线求解即可得到t的值;②PE与OB是对应边时,根据相似三角形对应边成比例列出比例式求出PE的长,然后得到点E的坐标,再把点E的坐标代入抛物线解析式求解即可得到t的值;
(3)①联立抛物线与直线解析式求出点D的横坐标,再过点D作DH⊥PC于H,从而求出DH的长,再根据△DCH和△ABO相似,根据相似三角形对应边成比例列出比例式求解即可得到CD的长;
②过点O作OF⊥AB于F,过点F作FG⊥x轴于点G,根据勾股定理列式求出AB,再根据△AOB的面积求出OF的长,然后根据CD的长度不变,是定值可知OC的长度最小时,OC边上的高h最大,此时OF、OC重合,然后根据△OFG和△BAO相似,再根据相似三角形对应边成比例列出比例式求解即可.
解答:解:(1)令y=0,则-
x+2=0,解得x=4,
所以,点A(4,0),
∵点P的运动速度是每秒1个单位,
∴t=1时,x=1,y=-
+2=
,
∴点C的坐标为(1,
),
∴抛物线解析式为y=-4(x-1)2+
;
(2)令x=0,则y=2,
所以,点B的坐标为(0,2),
∴OA=4,OB=2,
∵OP=t,
∴PC=-
t+2,
∴C(t,-
t+2),
∴y=-4(x-t)2-
t+2,
①PE与OA是对应边时,此时点E与点A重合,
∴-4(4-t)2-
t+2=0,
整理得,(t-4)(4t-16+
)=0,
解得t1=4(为点C,舍去),t2=
,
②PE与OB是对应边时,∵△PCE∽△OAB,
∴
=
,
即
=
,
解得PE=-
t+1,
∴OE=t-
t+1=
t+1,点E的坐标为(
t+1,0),
∵点E在抛物线上,
∴-4(
t+1-t)2-
t+2=0,
整理得,(t-4)(t-2)=0,
解得t1=4(为点C,舍去),t2=2,
综上所述,当t=2或t=
时,以C,P,E为顶点的三角形与AOB相似;
(3)①联立
消掉y得,-4(x-t)2-
t+2=-
x+2,
整理得,(x-t)(-4x+4t+
)=0,
解得x1=t,x2=t+
,
则点D的横坐标为t+
,过点D作DH⊥PC于H,则DH=
,
∵PC⊥x轴,DH⊥PC,
∴△DCH∽△ABO,
∴
=
,
∵OA=4,OB=2,
∴AB=
=
=2
,
∴
=
,
解得CD=
;
②过点O作OF⊥AB于F,过点F作FG⊥x轴于点G,
∵不论点P在何处,CD的长不变,
∴△ODC的面积也不变,
当OC长最小时,OC边上的高h最大,
∵S△AOB=
×2
•OF=
×2×4,
∴OC=OF=
,
∵△OFG∽△BAO,
∴
=
,
即
=
,
解得OG=
,
即t=
时,h的值最大.
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所以,点A(4,0),
∵点P的运动速度是每秒1个单位,
∴t=1时,x=1,y=-
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| 2 |
∴点C的坐标为(1,
| 3 |
| 2 |
∴抛物线解析式为y=-4(x-1)2+
| 3 |
| 2 |
(2)令x=0,则y=2,
所以,点B的坐标为(0,2),
∴OA=4,OB=2,
∵OP=t,
∴PC=-
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∴C(t,-
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∴y=-4(x-t)2-
| 1 |
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①PE与OA是对应边时,此时点E与点A重合,
∴-4(4-t)2-
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| 2 |
整理得,(t-4)(4t-16+
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解得t1=4(为点C,舍去),t2=
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②PE与OB是对应边时,∵△PCE∽△OAB,
∴
| PE |
| OB |
| CP |
| OA |
即
| PE |
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-
| ||
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解得PE=-
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∴OE=t-
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| 3 |
| 4 |
∵点E在抛物线上,
∴-4(
| 3 |
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整理得,(t-4)(t-2)=0,
解得t1=4(为点C,舍去),t2=2,
综上所述,当t=2或t=
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(3)①联立
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| 2 |
整理得,(x-t)(-4x+4t+
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解得x1=t,x2=t+
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则点D的横坐标为t+
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∵PC⊥x轴,DH⊥PC,
∴△DCH∽△ABO,
∴
| CD |
| AB |
| HD |
| AO |
∵OA=4,OB=2,
∴AB=
| OA2+OB2 |
| 42+22 |
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∴
| CD | ||
2
|
| ||
| 4 |
解得CD=
| ||
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②过点O作OF⊥AB于F,过点F作FG⊥x轴于点G,
∵不论点P在何处,CD的长不变,
∴△ODC的面积也不变,
当OC长最小时,OC边上的高h最大,
∵S△AOB=
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∴OC=OF=
4
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∵△OFG∽△BAO,
∴
| OG |
| OB |
| OF |
| AB |
即
| OG |
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| ||||
2
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解得OG=
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即t=
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点评:本题是二次函数综合题型,主要考查了直线与坐标轴的交点的求解,相似三角形对应边成比例的性质,勾股定理,利用等积法求三角形的高,综合性较强,难度较大,(2)要分情况讨论,(3)作辅助线构造相似三角形是解题的关键.
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