题目内容

【题目】如图1,四边形OABC是矩形,点A的坐标为(3,0),点C的坐标为(0,6),点P从点O出发,沿OA以每秒1个单位长度的速度向点A出发,同时点Q从点A出发,沿AB以每秒2个单位长度的速度向点B运动,当点P与点A重合时运动停止.设运动时间为t秒.

(1)当t=2时,线段PQ的中点坐标为_____;

(2)当△CBQ与△PAQ相似时,求t的值;

(3)当t=1时,抛物线y=x2+bx+c经过P,Q两点,与y轴交于点M,抛物线的顶点为K,如图2所示,问该抛物线上是否存在点D,使∠MQD=∠MKQ?若存在,求出所有满足条件的D的坐标;若不存在,说明理由.

【答案】(1)(,2);(2)或;(3)存在;D(﹣,)或(,).

【解析】

(1)根据点P,Q的运动速度找出当t=2时,点P,Q的坐标,再利用中点坐标公式即可求出此时线段PQ的中点坐标;

(2)根据点P,Q的运动速度找出运动时间为t秒时,PA,QA,QB,CB的值,由∠B=∠A=90°,可得出当或时,△CBQ与△PAQ相似,代入各线段的值即可求出t值;

(3)当t=1时,先求出P,Q的坐标,然后求出抛物线的解析式,配方求出顶点K的坐标.分两种情况讨论,利用相似三角形的判定与性质求出HQ、OQ的解析式,再和抛物线解析式联立解方程组即可得出结论.

(1)当t=2时,点P的坐标为(2,0),点Q的坐标为(3,4),∴线段PQ的中点坐标为(),即(,2).

故答案为:(,2).

(2)当运动时间为t(0≤t≤3)秒时,点P的坐标为(t,0),点Q的坐标为(3,2t),∴PA=3﹣t,QA=2t,QB=6﹣2t,CB=3.

∵∠B=∠A=90°,∴当或时,△CBQ与△PAQ相似.

①当时,,解得:t1,t2(不合题意,舍去);

②当时,,解得:t或t=3(舍去).

综上所述:t的值为或.

(3)当t=1时,P(1,0),Q(3,2),把P(1,0),Q(3,2)代入抛物线y=x2+bx+c中得:,解得:,∴抛物线:y=x2﹣3x+2=,∴顶点K(,).

∵Q(3,2),M(0,2),∴MQ∥x轴.

作抛物线对称轴,交MQ于E,∴KM=KQ,KE⊥MQ,∴∠MKE=∠QKE=∠MKQ.

如图2,∠MQD=∠MKQ=∠QKE,设DQ交y轴于H.

∵∠HMQ=∠QEK=90°,∴△KEQ∽△QMH,∴,∴,∴MH=2,∴H(0,4),易得HQ的解析式为:,则,x2﹣3x+2=,解得:x1=3(舍),x2=,∴D(,);

同理,在M的下方,y轴上存在点H,如图3,使∠HQM=∠MKQ=∠QKE.

由对称性得:H(0,0),易得OQ的解析式:,则,x2﹣3x+2=,解得:x1=3(舍),x2=,∴D(,).

综上所述:点D的坐标为:D(,)或(,).

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