题目内容

如图,矩形OABC,A(5,0),C(0,3).直线y=kx交折线A-B-C于点P,点A关于OP的对称点A′
(1)当A′恰好在CB边上时,C A′=
4
4
,k=
1
3
1
3

(2)k=
3
3
3
3
时,经过O、A、A′的抛物线恰好以A′为顶点,该抛物线的解析式是
y=-
2
5
3
x(x-5)
或y=-
2
5
3
(x-
5
2
)
2
+
5
2
3
y=-
2
5
3
x(x-5)
或y=-
2
5
3
(x-
5
2
)
2
+
5
2
3

(3)若P在AB边上,A′在CB上方时,A′O、A′P交CB边于点E,F.求k为何值时△A′EF≌△BPF?并说明理由.
(4)以OP为直径作⊙M,则⊙M与矩形OABC最多有
6
6
个公共点,并写出公共点个数最多时k的取值范围
11
60
<k<
60
91
且k≠
3
5
11
60
<k<
60
91
且k≠
3
5
(直接写答案)
分析:(1)如图1,连接OA′,AA′.设A′(x,3).
根据矩形的性质,点的坐标与图形的性质以及勾股定理求得CA′=4,然后结合A(5,0)求得AA′的中点D的坐标是(4.5,1.5),从而求得k的值;
(2)因为该抛物线经过点O、A,故可设交点式函数解析式y=ax(x-5)(a<0).由顶点坐标公式求得A′的坐标,结合轴对称的性质来求a的值;
(3)根据全等三角形的对应边相等和对应角相等、勾股定理以及正切函数的定义来求k的值.
(4)根据题意,画出图形,根据图形回答问题.
解答:解:(1)如图1,连接OA′,AA′.设A′(x,3)(0<x<5).
∵在矩形OABC中,A(5,0),C(0,3),
∴OA=5,OC=3.
∵点A与点A′关于直线OP对称,
∴OA′=OA=5,
∴在Rt△OCA′中,利用勾股定理知,CA′=
OA′2-OC2
=
52-32
=4,
即C A′=4,
∴A′(4,3),
∴线段AA′的中点D的坐标是(4.5,1.5)在直线OP上,
∴k=
1.5
4.5
=
1
3
.

(2)∵该抛物线经过点O、A,
∴可设交点式函数解析式y=ax(x-5)(a<0),即y=a(x-
5
2
)2-
25
4
a.
∵该抛物线以点A′为顶点,
∴A′(
5
2
,-
25
4
a).
∴kAA′=
-
25
4
a
5
2
-5
=
5
2
a
,线段AA′的中点的坐标是(
15
4
,-
25
8
a).
又∵点A与点A′关于直线OP对称,
∴线段AA′的中点的坐标是(
15
4
,-
25
8
a)在直线OP上,
则
5
2
a•k=-1
k=
-
25
8
a
15
4
,
解得,
a=-
2
5
3
k=
3
3
,
∴该抛物线的解析式是y=-
2
5
3
x(x-5)
或y=-
2
5
3
(x-
5
2
)2+
5
2
3
;

(3)当k=
3
7
时,△A′EF≌△BPF.理由如下:
如图2,设P(5,y).∵点A与点A′关于直线OP对称,
∴△OAP≌△OA′P,
∴AP=A′P,OA=OA′=5.
∵△A′EF≌△BPF,
∴A′F=FB,A′E=BP,∠A′=∠B=90°,∠A′EF=∠BPF,
∴∠CEO=∠BPF,
∴
3
5-PF-BF
=
BF
3-y
PF2=BF2+(3-y)2
y=PF+BF
,
解得,y=
15
7
,则k=
15
7
5
=
3
7
;

 (4)如图3,最多有6个交点,k的取值范围是:
11
60
<k<
60
91
且k≠
3
5
.
当0<k<
11
60
时,有4个共同点
k=
11
60
或
60
91
时,有5个共同点;
k=
3
5
时,有4个共同点.
故答案是:4,
1
3
;
3
7
;k=
3
3
,y=-
2
5
3
x(x-5)
或y=-
2
5
3
(x-
5
2
)2+
5
2
3
;6,
11
60
<k<
60
91
且k≠
3
5
.
点评:本题考查了二次函数综合题.注意,方程组的解法的应用.
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