题目内容

【题目】如图1,抛物线y=ax2+2x+c与x轴交于A(﹣4,0),B(1,0)两点,过点B的直线y=kx+分别与y轴及抛物线交于点C,D.

(1)求直线和抛物线的表达式;

(2)动点P从点O出发,在x轴的负半轴上以每秒1个单位长度的速度向左匀速运动,设运动时间为t秒,当t为何值时,△PDC为直角三角形?请直接写出所有满足条件的t的值;

(3)如图2,将直线BD沿y轴向下平移4个单位后,与x轴,y轴分别交于E,F两点,在抛物线的对称轴上是否存在点M,在直线EF上是否存在点N,使DM+MN的值最小?若存在,求出其最小值及点M,N的坐标;若不存在,请说明理由.

【答案】(1)抛物线解析式为:y=,BD解析式为y=﹣;(2)t的值为、、.(3)N点坐标为(﹣2,﹣2),M点坐标为(﹣,﹣),.

【解析】(1)利用待定系数法求解可得;

(2)先求得点D的坐标,过点D分别作DE⊥x轴、DF⊥y轴,分P1D⊥P1C、P2D⊥DC、P3C⊥DC三种情况,利用相似三角形的性质逐一求解可得;

(3)通过作对称点,将折线转化成两点间距离,应用两点之间线段最短.

(1)把A(﹣4,0),B(1,0)代入y=ax2+2x+c,

得,

解得:,

∴抛物线解析式为:y=,

∵过点B的直线y=kx+,

∴代入(1,0),得:k=﹣,

∴BD解析式为y=﹣;

(2)由得交点坐标为D(﹣5,4),

如图1,过D作DE⊥x轴于点E,作DF⊥y轴于点F,

当P1D⊥P1C时,△P1DC为直角三角形,

则△DEP1∽△P1OC,

∴=,即=,

解得t=,

当P2D⊥DC于点D时,△P2DC为直角三角形

由△P2DB∽△DEB得=,

即=,

解得:t=;

当P3C⊥DC时,△DFC∽△COP3,

∴=,即=,

解得:t=,

∴t的值为、、.

(3)由已知直线EF解析式为:y=﹣x﹣,

在抛物线上取点D的对称点D′,过点D′作D′N⊥EF于点N,交抛物线对称轴于点M

过点N作NH⊥DD′于点H,此时,DM+MN=D′N最小.

则△EOF∽△NHD′

设点N坐标为(a,﹣),

∴=,即=,

解得:a=﹣2,

则N点坐标为(﹣2,﹣2),

求得直线ND′的解析式为y=x+1,

当x=﹣时,y=﹣,

∴M点坐标为(﹣,﹣),

此时,DM+MN的值最小为==2.

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