题目内容

【题目】如图,在平面直角坐标系中,已知矩形ABCD的三个顶点A(﹣3,4)、B(﹣3,0)、C(﹣1,0).以D为顶点的抛物线y=ax2+bx+c过点B.动点P从点D出发,沿DC边向点C运动,同时动点Q从点B出发,沿BA边向点A运动,点P、Q运动的速度均为每秒1个单位,运动的时间为t秒.过点P作PE⊥CD交BD于点E,过点E作EF⊥AD于点F,交抛物线于点G.

(1)求抛物线的解析式;

(2)当t为何值时,四边形BDGQ的面积最大?最大值为多少?

(3)动点P、Q运动过程中,是否存在某一时刻,使△PQF是等腰三角形?若存在,请求出此时t的值;若不存在,请说明理由.

【答案】(1)y=﹣x2﹣2x+3;(2)当t=2时,S有最大值为2;(3)存在,t=或或2.

【解析】

(1)先求出点D的坐标,设顶点式,代入点B的坐标即可求出抛物线的解析式.

(2)根据动点的运动速度,分别表示出EG、BQ、AF、EP的长度,表示S,配方求最值即可.

(3)分别表示点P、Q、F的坐标,用两点间距离公式表示线段长度,分三种情况讨论即可.

解:(1)∵A(﹣3,4)、B(﹣3,0)、C(﹣1,0),

∴D(﹣1,4),

∴设抛物线的解析式为y=a(x+1)2+4,代入点B,

0=a(﹣3+1)2+4,

解得a=﹣1,

∴抛物线的解析式为y=﹣x2﹣2x+3.

(2)由题意可知,DP=BQ=t,

∵tan∠BDC=,

∴EP=t,

∴G的横坐标为﹣1﹣t,

∴G(﹣1﹣t,4﹣),

∴EG=t﹣,

S△DGE=(t﹣)=﹣,

SQBEG=(t﹣+t)(2﹣)=,

∴S=2t﹣ =﹣(t﹣2)2+2,

∵﹣<0,

∴当t=2时,S有最大值为2.

(3)∵P(﹣1,4﹣t),Q(﹣3,t),F(﹣1﹣,4),

∴PQ=,PF=,QF=,

①PQ=PF,

,

解得t1=4(舍),t2=;

②PQ=QF,

,

解得t1=0(舍),t2=;

③PF=QF,

,

解得t=2.

综上所述:t=或或2.

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