题目内容

【题目】如图,直线y=﹣x+4与x轴交于点B,与y轴交于点C,抛物线y=﹣x2+bx+c经过B,C两点,与x轴另一交点为A.点P以每秒个单位长度的速度在线段BC上由点B向点C运动(点P不与点B和点C重合),设运动时间为t秒,过点P作x轴垂线交x轴于点E,交抛物线于点M.

(1)求抛物线的解析式;

(2)如图①,过点P作y轴垂线交y轴于点N,连接MN交BC于点Q,当时,求t的值;

(3)如图②,连接AM交BC于点D,当△PDM是等腰三角形时,直接写出t的值.

【答案】(1)y=﹣x2+3x+4;(2)t的值为;(3)当△PDM是等腰三角形时,t=1或t=﹣1.

【解析】

(1)求直线y=-x+4与x轴交点B,与y轴交点C,用待定系数法即求得抛物线解析式.
(2)根据点B、C坐标求得∠OBC=45°,又PE⊥x轴于点E,得到△PEB是等腰直角三角形,由t求得BE=PE=t,即可用t表示各线段,得到点M的横坐标,进而用m表示点M纵坐标,求得MP的长.根据MP∥CN可证,故有,把用t表示的MP、NC代入即得到关于t的方程,求解即得到t的值.
(3)因为不确定等腰△PDM的底和腰,故需分3种情况讨论:①若MD=MP,则∠MDP=∠MPD=45°,故有∠DMP=90°,不合题意;②若DM=DP,则∠DMP=∠MPD=45°,进而得AE=ME,把含t的式子代入并解方程即可;③若MP=DP,则∠PMD=∠PDM,由对顶角相等和两直线平行内错角相等可得∠CFD=∠PMD=∠PDM=∠CDF进而得CF=CD.用t表示M的坐标,求直线AM解析式,求得AM与y轴交点F的坐标,即能用t表示CF的长.把直线AM与直线BC解析式联立方程组,解得x的值即为点D横坐标.过D作y轴垂线段DG,得等腰直角△CDG,用DG即点D横坐标,进而可用t表示CD的长.把含t的式子代入CF=CD,解方程即得到t的值.

(1)直线y=﹣x+4中,当x=0时,y=4

∴C(0,4)

当y=﹣x+4=0时,解得:x=4

∴B(4,0)

∵抛物线y=﹣x2+bx+c经过B,C两点

∴ 解得:

∴抛物线解析式为y=﹣x2+3x+4

(2)∵B(4,0),C(0,4),∠BOC=90°

∴OB=OC

∴∠OBC=∠OCB=45°

∵ME⊥x轴于点E,PB=t

∴∠BEP=90°

∴Rt△BEP中,

∴,

∴

∵点M在抛物线上

∴,

∴ ,

∵PN⊥y轴于点N

∴∠PNO=∠NOE=∠PEO=90°

∴四边形ONPE是矩形

∴ON=PE=t

∴NC=OC﹣ON=4﹣t

∵MP∥CN

∴△MPQ∽△NCQ

∴

∴

解得:(点P不与点C重合,故舍去)

∴t的值为

(3)∵∠PEB=90°,BE=PE

∴∠BPE=∠PBE=45°

∴∠MPD=∠BPE=45°

①若MD=MP,则∠MDP=∠MPD=45°

∴∠DMP=90°,即DM∥x轴,与题意矛盾

②若DM=DP,则∠DMP=∠MPD=45°

∵∠AEM=90°

∴AE=ME

∵y=﹣x2+3x+4=0时,解得:x1=﹣1,x2=4

∴A(﹣1,0)

∵由(2)得,xM=4﹣t,ME=yM=﹣t2+5t

∴AE=4﹣t﹣(﹣1)=5﹣t

∴5﹣t=﹣t2+5t

解得:t1=1,t2=5(0<t<4,舍去)

③若MP=DP,则∠PMD=∠PDM

如图,记AM与y轴交点为F,过点D作DG⊥y轴于点G

∴∠CFD=∠PMD=∠PDM=∠CDF

∴CF=CD

∵A(﹣1,0),M(4﹣t,﹣t2+5t),设直线AM解析式为y=ax+m

∴ 解得: ,

∴直线AM:

∴F(0,t)

∴CF=OC﹣OF=4﹣t

∵tx+t=﹣x+4,解得:,

∴,

∵∠CGD=90°,∠DCG=45°

∴,

∴

解得:

综上所述,当△PDM是等腰三角形时,t=1或.

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