题目内容
【题目】如图,抛物线y=
x2﹣2x﹣6
与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C,点D为顶点,点E在抛物线上,且横坐标为4
,AE与y轴交F.![]()
(1)求抛物线的顶点D和F的坐标;
(2)点M,N是抛物线对称轴上两点,且M(2
,a),N(2
,a+
),是否存在a使F,C,M,N四点所围成的四边形周长最小,若存在,求出这个周长最小值,并求出a的值;
(3)连接BC交对称轴于点P,点Q是线段BD上的一个动点,自点D以2
个单位每秒的速度向终点B运动,连接PQ,将△DPQ沿PQ翻折,点D的对应点为D′,设Q点的运动时间为t(0≤t≤
)秒,求使得△D′PQ与△PQB重叠部分的面积为△DPQ面积的
时对应的t值.
【答案】
(1)
解:∵y=
x2﹣2x﹣6
=
(x﹣2
)2﹣8
,
∴顶点D坐标(2
,﹣8
),
由题意E(4
,﹣8
),A(﹣2
,0),B(6
,0),
设直线AE解析式为y=kx+b,则有
,解得
,
∴直线AE解析式为y=﹣x﹣2
,
∴点F坐标(0,﹣2
)
(2)
解:如图1中,作点F关于对称轴的对称点F′,连接FF′交对称轴于G,在CF上取一点C′,使得CC′=
,连接C′F′与对称轴交于点N,此时四边形CMNF周长最小.
![]()
∵四边形CMNF的周长=CF+NM+CM+FN=5
+CM+NF,CM+NF=C′N+NF=C′N+NF′=C′F′(两点之间线段最短),
∴此时四边形CMNF的周长最小.
∵C′F=3 ![]()
∴GN=
C′F=
,
∴﹣(a+
)=2
+
,
∴a=﹣
,
∵C′F′=
=5
,
∴四边形CMNF的周长最小值=5
+5
=10 ![]()
(3)
解:如图2中,作PF⊥BD于F,QH⊥对称轴于H.
![]()
由题意可知BD=
=4
,DQ=2
t,
∵S△PQG=
S△DPQ=
S△PD′Q,
∴PG=
PD′=
PD=2
=
BF,
情形①PG∥FB时,∵PF=PD,
∴BG=GD,
∴PG=
BF=2
,
在Rt△QHD中,sin∠HDQ=
,DQ=2
t,
∴HQ=2
t,HD=4
t,
∵∠QPD′=∠QPD=45°,
∴PH=HQ=2
t,
∴PH+HD=PD,
∴6
t=4
,
∴t=
.
情形②如图3中,PG′=PG=2
,作PM⊥BD于M,QK⊥PD于K,QJ⊥PD′于J.
![]()
由sin∠PDG=sin∠GPM=
=
,
∴MG′=MG=
,
∴G′D=BD﹣GG′=
,
∵
=
=
,
∵∠QPD=∠QPG′,QK⊥PD,QJ⊥PG′,
∴QK=QJ,
∴
=
=2,
∴QD=
×
=
,
∴t=
=
,
综上所述t=
或
秒时,△D′PQ与△PQB重叠部分的面积为△DPQ面积的 ![]()
【解析】(1)利用配方法或公式法求顶点坐标,求出最小AE即可求出点F坐标.(2)如图1中,作点F关于对称轴的对称点F′,连接FF′交对称轴于G,在CF上取一点C′,使得CC′=
,连接C′F′与对称轴交于点N,此时四边形CMNF周长最小.(3)分两种情形①PG∥FB时;②如图3中,PG′=PG=2
,作PM⊥BD于M,QK⊥PD于K,QJ⊥PD′于J.分别求解即可.
【考点精析】通过灵活运用二次函数的图象,掌握二次函数图像关键点:1、开口方向2、对称轴 3、顶点 4、与x轴交点 5、与y轴交点即可以解答此题.