题目内容
如图的平面直角坐标系中,抛物线(1)求OC和OB的长;
(2)抛物线的对称轴l在边OB(不包括O、B两点)上作平行移动,交x轴于点E,交CD于点F,交BC于点M,交抛物线于点P.设OE=m,PM=h,求h与m的函数关系式,并求出PM的最大值;
(3)连接PC,则在CD上方的抛物线部分是否存在这样的点P,使得以P、C、F为顶点的三角形和△BEM相似?若存在,直接求出此时m的值,并直接判断△PCM的形状;若不存在,请说明理由.
【答案】分析:(1)根据抛物线的解析式,易求得B、C的坐标,即可得到OB、OC的长;
(2)若OE=m,即P、M的横坐标为m,可根据B、C的坐标,用待定系数法求出直线BC的解析式,进而根据抛物线和直线BC的解析式表示出P、M的纵坐标,即可得到PM的长,即h的表达式,由此可求出h、m的函数关系式,根据函数的性质及自变量的取值范围即可求出PM的最大值;
(3)由于∠PFC和∠BEM都是直角,对应相等,若所求的两个三角形相似,存在两种情况:
①△PFC∽△BEM,②△CFP∽△BEM;
可分别用m表示出BE、EM、CF、PF的长,根据上述两类相似三角形所得的不同比例线段即可求出m的值.
解答:解:(1)对于
,
当x=0时,y=4;
当y=0时,
,
解得x1=-1,x2=3;(2分)
∴点B的坐标为(3,0),点C的坐标为(0,4);
∴OC=4,OB=3;(3分)
(2)∵抛物线的对称轴l⊥x轴,在边PE∥l,
∴PE⊥x轴;
∵OE=m,
∴点P的横坐标为m;
∵点P在抛物线
上,
∴点P的纵坐标为
;
∴PE=
;(4分)
在Rt△BOC中,tan∠OBC=
;
在Rt△BME中,
ME=BEtan∠OBC=(OB-OE)•tan∠OBC=
(3-m)=4-
m;(5分)
∴PM=PE-ME=
-4+
m=
;
∴h与m的函数关系式为h=
(0<m<3)(6分)
又h=
,
∵-
<0,
∴当m=
时,h有最大值为3,
∴PM的最大值为3;(8分)
(3)①当m=
时,△PFC∽△BEM,此时△PCM为直角三角形(∠PCM为直角);(10分)
②当m=1时,△CFP∽△BEM,此时△PCM为等腰三角形(PC=CM).(12分)
点评:此题考查了二次函数与坐标轴交点坐标的求法、二次函数的应用以及相似三角形的判定和性质;要注意的是当相似三角形的对应边和对应角不明确时,要分类讨论,以免漏解.
(2)若OE=m,即P、M的横坐标为m,可根据B、C的坐标,用待定系数法求出直线BC的解析式,进而根据抛物线和直线BC的解析式表示出P、M的纵坐标,即可得到PM的长,即h的表达式,由此可求出h、m的函数关系式,根据函数的性质及自变量的取值范围即可求出PM的最大值;
(3)由于∠PFC和∠BEM都是直角,对应相等,若所求的两个三角形相似,存在两种情况:
①△PFC∽△BEM,②△CFP∽△BEM;
可分别用m表示出BE、EM、CF、PF的长,根据上述两类相似三角形所得的不同比例线段即可求出m的值.
解答:解:(1)对于
当x=0时,y=4;
当y=0时,
解得x1=-1,x2=3;(2分)
∴点B的坐标为(3,0),点C的坐标为(0,4);
∴OC=4,OB=3;(3分)
(2)∵抛物线的对称轴l⊥x轴,在边PE∥l,
∴PE⊥x轴;
∵OE=m,
∴点P的横坐标为m;
∵点P在抛物线
∴点P的纵坐标为
∴PE=
在Rt△BOC中,tan∠OBC=
在Rt△BME中,
ME=BEtan∠OBC=(OB-OE)•tan∠OBC=
∴PM=PE-ME=
∴h与m的函数关系式为h=
又h=
∵-
∴当m=
∴PM的最大值为3;(8分)
(3)①当m=
②当m=1时,△CFP∽△BEM,此时△PCM为等腰三角形(PC=CM).(12分)
点评:此题考查了二次函数与坐标轴交点坐标的求法、二次函数的应用以及相似三角形的判定和性质;要注意的是当相似三角形的对应边和对应角不明确时,要分类讨论,以免漏解.
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