题目内容

11.如图,在等腰△ABC中,AB=AC,以底边BC的垂直平分线和BC所在的直线建立平面直角坐标系,抛物线y=ax2+$\frac{7}{2}$x+c经过A(8,0)、B(0,4)两点.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若一条与y轴重合的直线l以每秒2个单位长度的速度向右平移,分别交线段CA、OA、AB和抛物线于点M、E、Q和点P,连接PA、PB,设直线l移动的时间为t(0<t<4)秒,当t为何值时,线段PQ最长?
(3)在(2)的条件下,抛物线上是否存在一点P,使△PAM的内角为直角?若存在,请直接写出点P的坐标;若不存在,请说明理由.(温馨提示:若直线y=k1x+b1与直线y=k2x+b2垂直,则k1•k2=-1).

分析 (1)由A、B的坐标,利用待定系数法可求得抛物线解析式;
(2)利用待定系数法可求得直线AB的解析式,由题意可知OE=2t,则用t可表示出P、Q的坐标,从而可表示出PQ的长,利用二次函数的性质可求得其取得最大值时的t的值;
(3)由条件可知只能∠PAM=90°,利用待定系数法可求得直线AC的解析式,则可设出直线AP的解析式,利用A点坐标可求得直线AP的解析式,联立直线AP和抛物线解析式可求得满足条件的点P的坐标.

解答 解:
(1)由题意可得$\left\{\begin{array}{l}{64a+\frac{7}{2}×8+c=0}\\{c=4}\end{array}\right.$,解得$\left\{\begin{array}{l}{a=-\frac{1}{2}}\\{c=4}\end{array}\right.$,
∴抛物线解析式为y=-$\frac{1}{2}$x2+$\frac{7}{2}$x+4;

(2)设直线AB解析式为y=kx+b,
由题意可得$\left\{\begin{array}{l}{8k+b=0}\\{b=4}\end{array}\right.$,解得$\left\{\begin{array}{l}{k=-\frac{1}{2}}\\{b=4}\end{array}\right.$,
∴直线AB解析式为y=-$\frac{1}{2}$x+4,
由题意可得OE=2t,
∴E(2t,0),
∴P(2t,-2t2+7t+4),Q(2t,-t+4),
∴PQ=(-2t2+7t+4)-(-t+4)=-2t2+8t=-2(t-2)2+8,
∵-2<0,
∴当t=2时,PQ有最大值,最大值为8;

(3)∵PM∥y,
∴∠AMP=∠ACO=90°,
∵∠APM是锐角,
∴要使△PAM的内角为直角,只能是∠PAM=90°,
∴AC⊥AP,
∵AB=AC,AO⊥BC,
∴OB=OC=4,
∴C(0,-4),
∴可设直线AC解析式为y=sx-4,
把A点坐标代入可得0=8s-4,解得s=$\frac{1}{2}$,
∴直线AC解析式为y=$\frac{1}{2}$x-4,
∴可设直线AP解析式为y=-2x+m,
把A点坐标代入解得m=16,
∴直线AP解析式为y=-2x+16,
联立直线AP和抛物线解析式可得$\left\{\begin{array}{l}{y=-2x+16}\\{y=-\frac{1}{2}{x}^{2}+\frac{7}{2}x+4}\end{array}\right.$,解得$\left\{\begin{array}{l}{x=3}\\{y=10}\end{array}\right.$或$\left\{\begin{array}{l}{x=8}\\{y=0}\end{array}\right.$(舍去),
∴P点坐标为(3,10),
即存在满足条件的P点,其坐标为(3,10).

点评 本题为二次函数的综合应用,涉及待定系数法、二次函数的性质、函数图象的交点、两垂直直线的关系等知识.在(1)中注意待定系数法的应用,在(2)中用t表示出PQ的长是解题的关键,在(3)中求得直线AP的解析式是解题的关键,注意利用题目中所给的两垂直直线之间的关系.本题考查知识点较多,综合性较强,难度适中.

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