题目内容

如图,矩形OABC的顶点A(2,0)、C(0,2
3
).将矩形OABC绕点O逆时针旋转30°.得矩形OEFG,线段GE、FO相交于点H,平行于y轴的直线MN分别交线段GF、GH、GO和x轴于点M、P、N、D,连结MH.
(1)若抛物线l:y=ax2+bx+c经过G、O、E三点,则它的解析式为:
 
;
(2)如果四边形OHMN为平行四边形,求点D的坐标;
(3)在(1)(2)的条件下,直线MN与抛物线l交于点R,动点Q在抛物线l上且在R、E两点之间(不含点R、E)运动,设△PQH的面积为s,当
3
6
<s≤
3
2
时,确定点Q的横坐标的取值范围.
考点:二次函数综合题
专题:代数几何综合题,压轴题
分析:(1)求解析式一般采用待定系数法,通过函数上的点满足方程求出.
(2)平行四边形对边平行且相等,恰得MN为
1
2
OF,即为中位线,进而横坐标易得,D为x轴上的点,所以纵坐标为0.
(3)已知S范围求横坐标的范围,那么表示S是关键.由PH不为平行于x轴或y轴的线段,所以考虑利用过动点的平行于y轴的直线切三角形为2个三角形的常规方法来解题,此法底为两点纵坐标得差,高为横坐标的差,进而可表示出S,但要注意,当Q在O点右边时,所求三角形为两三角形的差.得关系式再代入
3
6
<s≤
3
2
,求解不等式即可.另要注意求解出结果后要考虑Q本身在R、E之间的限制.
解答:解:(1)如图1,过G作GI⊥CO于I,过E作EJ⊥CO于J,
∵A(2,0)、C(0,2
3
),
∴OE=OA=2,OG=OC=2
3
,
∵∠GOI=30°,∠JOE=90°-∠GOI=90°-30°=60°,
∴GI=sin30°•GO=
1
2
•2
3
=
3
,
  IO=cos30°•GO=
3
2
•2
3
=3,
  JE=cos30°•OE=
3
2
•2
=
3
,
  JO=sin30°•OE=
1
2
•2
=1,
∴G(-
3
,3),E(
3
,1),
设抛物线解析式为y=ax2+bx+c,
∵经过G、O、E三点,
∴
3a-
3
b+c=3
3a+
3
b+c=1
0+0+c=0
,
解得
a=
2
3
b=-
3
3
c=0
,
∴y=
2
3
x2-
3
3
x.

(2)∵四边形OHMN为平行四边形,
∴MN∥OH,MN=OH,
∵OH=
1
2
•
OF,
∴MN为△OGF的中位线,
∴xD=xN=
1
2
•xG=-
3
2
,
∴D(-
3
2
,0).

(3)设直线GE的解析式为y=kx+b,
∵G(-
3
,3),E(
3
,1),
∴
-
3
k+b=3
3
k+b=1
,
解得
k=-
3
3
b=2
,
∴y=-
3
3
x+2.
∵Q在抛物线y=
2
3
x2-
3
3
x上,
∴设Q的坐标为(x,
2
3
x2-
3
3
x),
∵Q在R、E两点之间运动,
∴-
3
2
<x<
3
.
①当-
3
2
<x<0时,
如图2,连接PQ,HQ,过点Q作QK∥y轴,交GE于K,则K(x,-
3
3
x+2),
∵S△PKQ=
1
2
•(yK-yQ)•(xQ-xP),
  S△HKQ=
1
2
•(yK-yQ)•(xH-xQ),
∴S△PQH=S△PKQ+S△HKQ=
1
2
•(yK-yQ)•(xQ-xP)+
1
2
•(yK-yQ)•(xH-xQ)
=
1
2
•(yK-yQ)•(xH-xP)=
1
2
•[-
3
3
x+2-(
2
3
x2-
3
3
x)]•[0-(-
3
2
)]=-
3
6
x2+
3
2
.
②当0≤x<
3
时,
如图3,连接PQ,HQ,过点Q作QK∥y轴,交GE于K,则K(x,-
3
3
x+2),
同理 S△PQH=S△PKQ-S△HKQ=
1
2
•(yK-yQ)•(xQ-xP)-
1
2
•(yK-yQ)•(xQ-xH)
=
1
2
•(yK-yQ)•(xH-xP)=-
3
6
x2+
3
2
.
综上所述,S△PQH=-
3
6
x2+
3
2
.
∵
3
6
<s≤
3
2
,
∴
3
6
<-
3
6
x2+
3
2
≤
3
2
,
解得-
2
<x<
2
,
∵-
3
2
<x<
3
,
∴-
3
2
<x<
2
.
点评:本题考查了一次函数、二次函数性质与图象,直角三角形及坐标系中三角形面积的表示等知识点.注意其中“利用过动点的平行于y轴的直线切三角形为2个三角形的常规方法来表示面积”是近几年中考的考查热点,需要加强理解运用.
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