题目内容

如图,二次函数y=
1
2
x2+bx+c的图象与x轴交于M(-1,0),N(3,0)两点,横坐标为-2的点S是抛物线上一定点,点A是抛物线上的动点.若点A从点S出发,横坐标以1个单位的速度增加,沿抛物线运动,过点A作矩形ABCD,AB∥x轴,AD∥y轴,且AB=2,AD=1.点P以1个单位的速度同时从点A出发,沿A→B→C→D→A的方向在矩形的边上运动.当点P返回A点时,运动均停止.设点A的运动时间为t.
(1)求点S的坐标;
(2)当点t=2.5时,求P点坐标;
(3 以点P为圆心,
t
2
长为半径作圆.当t为何值时,⊙P与x轴相切.
考点:二次函数综合题
专题:
分析:(1)先根据待定系数法求得抛物线的解析式,然后把S点的横坐标代入即可求得.
(2)先求得A点的横坐标,代入抛物线的解析式即可求得纵坐标,然后根据题意求得P点的坐标.
(3)先求得P点的纵坐标,然后根据题意使纵坐标等于
t
2
或-
t
2
即可列出关于t的一元二次方程,解这个方程即可.
解答:解:(1)∵二次函数y=
1
2
x2+bx+c的图象与x轴交于M(-1,0),N(3,0)两点,
∴
1
2
×
1
4
-b+c=0
1
2
×9+3b+c=0
 解得:
b=-1
c=-
3
2
,
∴抛物线的解析式为:y=
1
2
x2-x-
3
2
,
把x=-2代入解析式得:y=
1
2
×4+2-
3
2
=
5
2
,
∴S(-2,
5
2
),

(2)∵点A从点S出发,横坐标以1个单位的速度增加,t=2.5,
∴A的横坐标为:x=-2+2.5=
1
2
,
把x=
1
2
代入y=
1
2
x2-x-
3
2
,解得:y=-
15
8
,
∴A(
1
2
,-
15
8
),
∵AB=2,AD=1,
∴P点的横坐标:x=
1
2
+2=
5
2
,纵坐标y=-
15
8
-
1
2
=-
19
8
.
∴P(
5
2
,-
19
8
).

(3)当0≤t≤2时,根据题意A点的横坐标为:x=-2+t,
代入y=
1
2
x2-x-
3
2
得:y=
1
2
t2-3t+
5
2
,
∴A(-2+t,
1
2
t2-3t+
5
2
),
∴P(-2+2t,
1
2
t2-3t+
5
2
),
根据题意
∴
1
2
t2-3t+
5
2
=
t
2
,或
1
2
t2-3t+
5
2
=-
t
2
,
整理得:t2-7t+5=0,或t2-5t+5=0
解得:t=
7-
29
2
,t=
7+
29
2
(舍去)或t=
5-
5
2
,t=
5+
5
2
(舍去)
当2<t≤3时,∵A(-2+t,
1
2
t2-3t+
5
2
),
∴P点的横坐标=-2+t+2=t,纵坐标=
1
2
t2-3t+
5
2
-(t-2)=
1
2
t2-4t+
9
2
,
根据题意得:
1
2
t2-4t+
9
2
=
t
2
,
整理得t2-7t+9=0,
解得:t=
7+
13
2
,t=
7-
13
2
(都不合题意)
∴t不存在;
当3<t≤5时,∵A(-2+t,
1
2
t2-3t+
5
2
),
∴P点的横坐标=-2+t+[2-(t-3)]=3,纵坐标=
1
2
t2-3t+
5
2
-1=
1
2
t2-3t+
3
2
,
根据题意得:
1
2
t2-3t+
3
2
=-
t
2
,
整理得:t2-5t+3=0,
解得:t=
5+
13
2
,t=
5-
13
2
(舍去),
当5<t≤6时,P点的横坐标=-2+t,纵坐标=
1
2
t2-3t+
5
2
-(6-t)=
1
2
t2-2t+
7
2
,
根据题意得:
1
2
t2-2t+
7
2
=
t
2
,
整理得;t2-3t+7=0,无解,
∴t不存在,
∴当t=
7-
29
2
,t=
5-
5
2
,t=
5+
13
2
时,⊙P与x轴相切.
点评:此题考查了用待定系数法求函数解析式,根据函数的横坐标求纵坐标,解一元二次方程等;应用分类思想求运动过程中图形的变化是本题的关键,此题综合性强,难度大.
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