题目内容

【题目】定义:若抛物线的顶点和与x轴的两个交点所组成的三角形为等边三角形时.则称此抛物线为正抛物线.

概念理解:

(1)如图,在△ABC中,∠BAC=90°,点D是BC的中点.试证明:以点A为顶点,且与x轴交于D、C两点的抛物线是正抛物线;

问题探究:

(2)已知一条抛物线经过x轴的两点E、F(E在F的左边),E(1,0)且EF=2若此条抛物线为正抛物线,求这条抛物线的解析式;

应用拓展:

(3)将抛物线y1=﹣x2+2x+9向下平移9个单位后得新的抛物线y2.抛物线y2的顶点为P,与x轴的两个交点分别为M、N(M在N左侧),把△PMN沿x轴正半轴无滑动翻滚,当边PN与x轴重合时记为第1次翻滚,当边PM与x轴重合时记为第2次翻滚,依此类推…,请求出当第2019次翻滚后抛物线y2的顶点P的对应点坐标.

【答案】(1)详见解析;(2)y=或y=;(3)当第2019次翻滚后抛物线y2的顶点P的对应点坐标为(4039,3).

【解析】

(1)由Rt△ABC中AD是斜边BC的中线可得AD=CD,由抛物线对称性可得AD=AC,即证得△ACD是等边三角形.

(2)设抛物线顶点为G,根据正抛物线定义得△EFG是等边三角形,又易求E、F坐标,即能求G点坐标.由于不确定点G纵坐标的正负号,故需分类讨论,再利用顶点式求抛物线解析式.

(3)根据题意求出抛物线y2的解析式,并按题意求出P、M、N的坐标,得到等边△PMN,所以当△PMN翻滚时,每3次为一个周期,点P回到x轴上方,且横坐标每多一个周期即加6,其规律为当翻滚次数n能被3整除时,横坐标为: +n×2=(2n+1).2019能被3整除,代入即能求此时点P坐标.

解:(1)证明:∠BAC=90°,点D是BC的中点

∴AD=BD=CD=BC

∵抛物线以A为顶点与x轴交于D、C两点

∴AD=AC

∴AD=AC=CD

∴△ACD是等边三角形

∴以A为顶点与x轴交于D、C两点的抛物线是正抛物线.

(2)∵E(1,0)且EF=2,点F在x轴上且E在F的左边

∴F(3,0)

∵一条经过x轴的两点E、F的抛物线为正抛物线,设顶点为G

∴△EFG是等边三角形

∴xG=

①当G(2,)时,设抛物线解析式为y=a(x﹣2)2+

把点E(1,0)代入得:a+=0

∴a=﹣

∴y=﹣(x﹣2)2+

②当G(2,﹣)时,设抛物线解析式为y=a(x﹣2)2﹣

把点E(1,0)代入得:a﹣=0

∴a=

∴y=(x﹣2)2﹣

综上所述,这条抛物线的解析式为y=﹣(x﹣2)2+或y=(x﹣2)2﹣

(3)∵抛物线y1=﹣x2+2x+9=﹣(x﹣)2+12

∴y1向下平移9个单位后得抛物线y2=﹣(x﹣)2+3

∴P(,3),M(0,0),N(2,0)

∴PM=MN=PN=2

∴△PMN是等边三角形

∴第一次翻滚顶点P的坐标变为P1(4,0),第二次翻滚得P2与P1相同,第三次翻滚得P3(7,3)

即每翻滚3次为一个周期,当翻滚次数n能被3整除时,点P纵坐标为3,横坐标为: +n×2=(2n+1)

∵2019÷3=673

∴(2×2019+1)×=4039

∴当第2019次翻滚后抛物线y2的顶点P的对应点坐标为(4039,3).

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