题目内容
【题目】如图1,二次函数y=﹣x2+bx+c的图象过点A(3,0),B(0,4)两点,动点P从A出发,在线段AB上沿A→B的方向以每秒2个单位长度的速度运动,过点P作PD⊥y于点D,交抛物线于点C.设运动时间为t(秒).![]()
(1)求二次函数y=﹣x2+bx+c的表达式;
(2)连接BC,当t=
时,求△BCP的面积;
(3)如图2,动点P从A出发时,动点Q同时从O出发,在线段OA上沿O→A的方向以1个单位长度的速度运动.当点P与B重合时,P、Q两点同时停止运动,连接DQ,PQ,将△DPQ沿直线PC折叠得到△DPE.在运动过程中,设△DPE和△OAB重合部分的面积为S,直接写出S与t的函数关系及t的取值范围.![]()
【答案】
(1)
解:把A(3,0),B(0,4)代入y=﹣x2+bx+c中得:
解得
,
∴二次函数y=﹣x2+bx+c的表达式为:y=﹣x2+
x+4
(2)
解:如图1,
![]()
当t=
时,AP=2t,
∵PC∥x轴,
∴
,
∴
,
∴OD=
=
×
=
,
当y=
时,
=﹣x2+
x+4,
3x2﹣5x﹣8=0,
x1=﹣1,x2=
,
∴C(﹣1,
),
由
得
,
则PD=2,
∴S△BCP=
×PC×BD=
×3×
=4
(3)
解:如图3,
![]()
当点E在AB上时,
由(2)得OD=QM=ME=
,
∴EQ=
,
由折叠得:EQ⊥PD,则EQ∥y轴
∴
,
∴
,
∴t=
,
同理得:PD=3﹣
,
∴当0≤t≤
时,S=S△PDQ=
×PD×MQ=
×(3﹣
)×
,
S=﹣
t2+
t;
当
<t≤2.5时,
如图4,
![]()
P′D′=3﹣
,
点Q与点E关于直线P′C′对称,则Q(t,0)、E(t,
),
∵AB的解析式为:y=﹣
x+4,
D′E的解析式为:y=
x+
t,
则交点N(
,
),
∴S=S△P′D′N=
×P′D′×FN=
×(3﹣
)(
﹣
),
∴S=
t2﹣
t+
.
【解析】(1)直接将A、B两点的坐标代入列方程组解出即可;(2)如图1,要想求△BCP的面积,必须求对应的底和高,即PC和BD;先求OD,再求BD,PC是利用点P和点C的横坐标求出,要注意符号;(3)分两种情况讨论:①△DPE完全在△OAB中时,即当0≤t≤
时,如图2所示,重合部分的面积为S就是△DPE的面积;②△DPE有一部分在△OAB中时,当
<t≤2.5时,如图4所示,△PDN就是重合部分的面积S.本题是二次函数的综合题,考查了利用待定系数法求二次函数和一次函数的解析式,并能利用方程组求出两图象的交点,把方程和函数有机地结合在一起,使函数问题简单化;同时考查了分类讨论的思想,这一思想在二次函数中经常运用,要熟练掌握;本题还与相似结合,利用相似三角形对应边的比来表示线段的长.