题目内容

【题目】如图1,在平面直角坐标系中,正方形OABC的顶点A和C分别在x轴和y轴正半轴上,点B坐标为(3,3),抛物线y=﹣x2+bx+c过点A、C,交x轴负半轴于点D,与BC边的另一个交点为E,抛物线的顶点为M,对称轴交x轴于点N.

(1)求抛物线的函数关系式;

(2)点P在直线MN上,求当PE+PA的值最小时点P的坐标;

(3)如图2,探索在x轴是否存在一点F,使∠CFO=∠CDO﹣∠CAO?若存在,求点F的坐标;不存在,说明理由;

(4)将抛物线沿y轴方向平移m个单位后,顶点为Q,若QO平分∠CQN,求点Q的坐标.

【答案】(1)y=-x2+2x+3;(2)P(1,2)(3)F(6,0),(-6,0);(4)Q(1, ),(1, )

【解析】试题分析:(1)由已知条件易得点A和点C的坐标,再利用待定系数法即可求得函数的解析式;(2)AC与对称轴的交点就是P,利用待定系数法求得AC的解析式,即可求得点P的坐标;(3)在y轴的正半轴上截取OH=OD=1,则H的坐标是(0,1),延长DH交AC于点G,则DG⊥AC,∠CDH=∠CDO﹣∠CAO,当F在x轴的负半轴上时,当∠CFO=∠CDH=∠CDO﹣∠CAO时,则△CFO∽△CDG,根据相似三角形的对应边的比相等即可求得OF的长,则F的坐标即可求得,然后根据对称性求得F在x轴的正半轴时的坐标;

(4)当抛物线沿y轴的正半轴移动时,Q的横坐标是1,QO平分∠CQN,则CQ=OC,利用勾股定理即可求得Q的纵坐标;同理求得抛物线沿y轴的负半轴移动时Q的坐标.

试题解析: 解:(1)∵四边形OABC是正方形,B的坐标是(3,3),

∴A的坐标是(3,0),C的坐标是(0,3).

根据题意得,

解得:,

则二次函数的解析式是y=﹣x2+2x+3;

(2)设直线AC的解析式是y=ax+b,

,

解得:,

则直线AC的解析式是y=﹣x+3,

当x=1时,y=﹣1+3=2,

则P的坐标是(1,2);

(3)在y=﹣x2+2x+3中令y=0,则﹣x2+2x+3=0,解得x=﹣1或x=3.

则D的坐标是(﹣1,0)A的坐标是(3,0).

在y轴的正半轴上截取OH=OD=1,则H的坐标是(0,1),延长DH交AC于点G,则DG⊥AC;

∵直角△ODF中,OH=OD,

∴∠HDO=45°,

同理,∠CAO=45°,

∴∠HDO=∠CAO.则∠CDH=∠CDO﹣∠CAO.

当F在x轴的负半轴上时,

设DG的解析式是y=ex+f,则,

解得,则DG的解析式是y=x+1.

根据题意得:,

解得:,

则G的坐标是(1,2).

则DG=,CD=,CG=.

当∠CFO=∠CDH=∠CDO﹣∠CAO时,△CFO∽△CDG,

则,即,解得:OF=6,

则F的坐标是(﹣6,0).

根据对称性可得当F在x轴的正半轴上时F的坐标是(6,0);

(4)当抛物线沿y轴的正半轴移动时,如图3,

设Q的坐标是(1,n).作QI⊥y轴于点I.则IQ=1,IC=n﹣3,

则QO平分∠CQN,则CQ=OC=3,12+(n﹣3)2=32,

解得:n=3+2,

则Q的坐标是(1,3+2);

同理,当抛物线沿y轴的负方向移动时Q的坐标是(1,3﹣2).

总之,Q的坐标是(1,3+2)或(1,3﹣2).

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