题目内容
【题目】如图(1)已知矩形AOCD在平面直角坐标系xOy中,∠CAO=60°,OA=2,B点的坐标为(2,0),动点M以每秒2个单位长度的速度沿A→C→B运动(M点不与点A、点B重合),设运动时间为t秒.
![]()
(1)求经过B、C、D三点的抛物线解析式;
(2)点P在(1)中的抛物线上,当M为AC中点时,若△PAM≌△PDM,求点P的坐标;
(3)当点M在CB上运动时,如图(2)过点M作ME⊥AD,MF⊥x轴,垂足分别为E、F,设矩形AEMF与△ABC重叠部分面积为S,求S与t的函数关系式,并求出S的最大值;
(4)如图(3)点P在(1)中的抛物线上,Q是CA延长线上的一点,且P、Q两点均在第三象限内,Q、A是位于直线BP同侧的不同两点,若点P到x轴的距离为d,△QPB的面积为2d,求点P的坐标.
【答案】(1)y=
;(2)点P(﹣1+
,
)或(﹣1﹣
,
);(3)S=﹣
(t﹣
)2+
,当t=
时,S最大=
;(4)P(﹣8,-10
)
【解析】
(1)由直角三角形的性质可求点C,点D坐标,由待定系数法可求解析式;
(2)由全等三角形的性质可得DM=AM,PD=AP,可得点P在AD的垂直平分线上,可求点P的纵坐标,代入可求解;
(3)由题意可证△ACB是等边三角形,可得CM=2t-4,BF=
(8﹣2t)=4﹣t,MF=4
﹣
t,AF=t,即可求重叠部分面积,由二次函数的性质可求解;
(4)由题意先求出直线AC,BP的解析式,即可求点P坐标.
解:(1)∵四边形ABCD是矩形,
∴CD=AO=2,∠AOC=90°,且∠CAO=60°,OA=2,
∴OC=2
,
∴点C(0,2
),点D(﹣2,2
),
设抛物线解析式为y=a(x+1)2+c,代B(2,0),C(0,2
)
∴![]()
解得:![]()
∴抛物线解析式为y=﹣
(x+1)2+
=
,
(2)∵M为AC中点,
∴MA=MD,
∵△PAM≌△PDM,
∴PA=PD,
∴点P在AD的垂直平分线上
∴点P纵坐标为
,
∴![]()
∴x1=﹣1+
,x2=﹣1﹣![]()
∴点P(﹣1+
,
)或(﹣1﹣
,
)
(3)如图2,
![]()
∵AO=BO=2,CO⊥AB,
∴AC=BC=4,∠CAO=60°,
∴△ACB是等边三角形,
由题意可得:CM=2t﹣4,BF=
(8﹣2t)=4﹣t,MF=4
﹣
t,AF=t.
∵四边形AEMF是矩形,
∴AE=MF,EM=AF,EM∥AB,
∴∠CMH=∠CBA=60°,∠CHM=∠CAO=60°,
∴△CMH是等边三角形,
∴CM=MH=2t﹣4,
∵S=
(2t﹣4+t)(4
﹣t)=﹣
(t﹣
)2+![]()
当t=
时,S最大=
,
(4)∵S△ABP=
×4×d=2d,
又S△BPQ=2d
∴S△ABP=S△BPQ,
∴AQ∥BP
设直线AC解析式为y=kx+b,
把A(﹣2,0),C(0,2
)代入其中,得![]()
∴![]()
∴直线AC解析式为:y=
x+2
,
设直线BP 的解析式为y=
x+n,把B(2,0)代入其中,得
0=2
+n,
∴b=﹣2![]()
∴直线BP解析式为:y=
x﹣2
,
∴
=
x﹣2
,
∴x1=2(舍去),x2=﹣8,
∴P(﹣8,-10
).
【题目】(本题满分10分)科幻小说《实验室的故事》中,有这样一个情节,科学家把一种珍奇的植物分别放在不同温度的环境中,经过一天后,测试出这种植物高度的增长情况(如下表):
温度 | …… | -4 | -2 | 0 | 2 | 4 | 4.5 | …… |
植物每天高度增长量 | …… | 41 | 49 | 49 | 41 | 25 | 19.75 | …… |
由这些数据,科学家推测出植物每天高度增长量
是温度
的函数,且这种函数是反比例函数、一次函数和二次函数中的一种.
(1)请你选择一种适当的函数,求出它的函数关系式,并简要说明不选择另外两种函数的理由;
(2)温度为多少时,这种植物每天高度的增长量最大?
(3)如果实验室温度保持不变,在10天内要使该植物高度增长量的总和超过250mm,那么实验室的温度
应该在哪个范围内选择?请直接写出结果.