题目内容

1.我们把一个半圆与抛物线的一部分合成的封闭图形称为“果圆”.如图,A,B,C,D是“果圆”与坐标轴的交点,点D的坐标为(0,8),且AB=6,点P是以AB为直径的半圆的圆心,P的坐标为(1,0),连接DB,AD,动点E,F分别从A,O两点出发,以相同的速度沿x轴正方向运动,当F到达B点时两点同时停止,过点F作FG∥BD交AD于点G.
(1)求“果圆”抛物线部分的解析式,并写出自变量的取值范围;
(2)在“果圆”上是否存在一点H,使得△DBH为直角三角形?若存在,求出H点的坐标;若不存在,说明理由;
(3)设M,N分别是GE,GF的中点,求在整个运动过程中,MN所扫过的图形面积.

分析 (1)由题意可设抛物线解析式为y=a(x+2)(x-4),把点D(0,8)代入即可求出a,解决问题.
(2)分三种情形讨论①D是直角顶点.②B是直角顶点.③H是直角顶点.分别求出点H坐标即可.
(3)根据MN所扫过的图形是平行四边形,利用平行四边形的面积公式计算即可.

解答 解:(1)由题意,D(0,8),A(-2,0),B(4,0),
设抛物线解析式为y=a(x+2)(x-4),把点D(0,8)代入得a=-1,
∴抛物线解析式为y=-x2+2x+8.

(2)如图1中,

①当D为直角顶点时,
∵直线BD解析式为y=-2x+8,
∵DH1⊥BD,
∴直线DH1的解析式为y=$\frac{1}{2}$x+8,
由$\left\{\begin{array}{l}{y=\frac{1}{2}x+8}\\{y=-{x}^{2}+2x+8}\end{array}\right.$,解得$\left\{\begin{array}{l}{x=0}\\{y=8}\end{array}\right.$或$\left\{\begin{array}{l}{x=\frac{3}{2}}\\{y=\frac{35}{4}}\end{array}\right.$,
∴点H1坐标为($\frac{3}{2}$,$\frac{35}{4}$).
②当B为直角顶点时,直线BH2解析式为y=$\frac{1}{2}$x-2,设H2(m,$\frac{1}{2}$m-2),
由题意PH2=3,
∴(m-1)2+($\frac{1}{2}$m-2)2=9,
整理得到5m2-16m-16=0,
解得m=-$\frac{4}{5}$或4,
∴点H2坐标为(-$\frac{4}{5}$,-$\frac{12}{5}$).
③当H为直角顶点时,设H(m,-m2+2m+8),BD的中点K(2,4)
由题意HK=$\frac{1}{2}$BD=2$\sqrt{5}$,
∴(m-2)2+(-m2+2m+4)2=20,
∴m(m-4)(m2-3)=0,
∴m=0或4或$±\sqrt{3}$,
∴H3($\sqrt{3}$,5+2$\sqrt{3}$),H4的坐标为(-$\sqrt{3}$,5-2$\sqrt{3}$).
综上所述,满足条件的点H的坐标为($\frac{3}{2}$,$\frac{35}{4}$)或(-$\frac{4}{5}$,-$\frac{12}{5}$)或($\sqrt{3}$,5+2$\sqrt{3}$)或(-$\sqrt{3}$,5-2$\sqrt{3}$).

(3)如图3中,设M1N1是起始位置,M2N2S 终止位置.

∵M1N1∥AB,M2N2∥AB,
M1N1=$\frac{1}{2}$E1F1=1,M2N2=$\frac{1}{2}$E2F2=1,
∴M1N1∥M2N2,M1N1=M2N2,
∴四边形M1N1N2M2是平行四边形,作N1G⊥AB于J,N2H⊥AB于H.
∵DN2=BN2,HN2∥OD,
∴OH=BH,
∴HN2=$\frac{1}{2}$DO=4,
∵∠N1OJ=∠N2BH,∠N1JO=∠N2HB,
∴△N1JO∽△N2HB,
∴$\frac{{N}_{1}J}{{N}_{2}H}$=$\frac{O{N}_{1}}{B{N}_{2}}$,
∴N1J=$\frac{4}{3}$,
∴MN所扫过的图形面积就是平行四边形M1N1N2M2的面积=1×(4-$\frac{4}{3}$)=$\frac{8}{3}$.

点评 本题考查二次函数综合题、一次函数、直角三角形的判定、平行四边形的判定和性质、勾股定理、两点间距离公式等知识,解题的关键是灵活应用这些知识解决问题,学会分类讨论,学会利用特殊位置解决问题,属于中考压轴题.

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网