题目内容

【题目】平面直角坐标系中,四边形ABCO是菱形,点C的坐标为(﹣3,4),点A在x轴的正半轴上,O为坐标原点,连接OB,抛物线y=ax2+bx+c经过C、O、A三点.

(1)直接写出这条抛物线的解析式;

(2)如图1,对于所求抛物线对称轴上的一点E,设△EBO的面积为S1,菱形ABCO的面积为S2,当S1≤S2时,求点E的纵坐标n的取值范围;

(3)如图2,D(0,﹣)为y轴上一点,连接AD,动点P从点O出发,以个单位/秒的速度沿OB方向运动,1秒后,动点Q从O出发,以2个单位/秒的速度沿折线O﹣A﹣B方向运动,设点P运动时间为t秒(0<t≤6),是否存在实数t,使得以P、Q、B为顶点的三角形与△ADO相似?若存在,求出相应的t值;若不存在,请说明理由.

【答案】(1);(2)0≤n≤10且n≠5;(3)t的值为2或.

【解析】

(1)求得菱形的边长,则A的坐标可以求得,然后利用待定系数法即可求得函数的解析式;

(2)首先求得菱形的面积,即可求得S1的范围,当S1取得最大值时即可求得直线的解析式,则n的值的范围即可求得;

(3)分当1<t<3.5时和3.5≤t≤6时两种情况进行讨论,依据相似三角形的对应边的比相等,即可列方程求解.

解:(1)∵C点坐标为(﹣3,4),四边形ABCD是菱形,

∴OA=OC==5,A点坐标为(5,0),

根据题意,将C、O、A三点代入y=ax2+bx+c中得:

,

解得:,

则抛物线的解析式是:;

(2)设BC与y轴相交于点G,则S2=OGBC=20,

∴S1≤5,

由C点坐标为(﹣3,4)和CB=5可得B点坐标为(2,4),

所以OB所在直线的解析式是y=2x,OB=,

∴当S1=5时,△EBO的OB边上的高是.

如图1,设平行于OB的直线为y=2x+b,则它与y轴的交点为M(0,b),与抛物线对称轴x=交于点E(,n).

过点O作ON⊥ME,点N为垂足,若ON=,

∵ME//OB,

∴△MNO∽△OGB,得OM=5,

∴y=2x﹣5,

将代入y=2x﹣5中,解得:y=0,

即E的坐标是(,0).

∵与OB平行且到OB的距离是的直线有两条.

∴由对称性可得另一条直线的解析式是:y=2x+5.

则E′的坐标是(,10).

由题意得得,n的取值范围是:0≤n≤10且n≠5.

(3)如图2,动点P、Q按题意运动时,

当1<t<3.5时,

OP=t,BP=2﹣t,OQ=2(t﹣1),

连接QP,当QP⊥OP时,有=sin∠BOQ=sin∠OBC=,

∴PQ=(t﹣1),

若=,则有=,

又∵∠QPB=∠DOA=90°,

∴△BPQ∽△AOD,

此时,PB=2PQ,即2﹣t=(t﹣1),

10﹣t=8(t﹣1),

∴t=2;

当3.5≤t≤6时,QB=10﹣2(t﹣1)=12﹣2t,如图连接QP.

如图3,若QP⊥BP,

则有∠PBQ=∠ODA,

又∵∠QPB=∠AOD=90°,

∴△BPQ∽△DOA,

此时,QB=PB,即12﹣2t=(2﹣t),12﹣2t=10﹣t,

∴t=2(不合题意,舍去).

如图4,若QP⊥BQ,则△BPQ∽△DAO,

此时,PB=BQ,

即2﹣t=(12﹣2t),2﹣t=12﹣2t,

解得:t=.

则t的值为2或.

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