题目内容
如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=| 1 |
| 18 |
| 4 |
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(1)求A,B,C三点的坐标和抛物线的顶点的坐标;
(2)当t为何值时,四边形PQCA为平行四边形?请写出计算过程;
(3)当0<t<
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| 2 |
(4)当t为何值时,△PQF为等腰三角形?请写出解答过程.
分析:(1)已知抛物线的解析式,当x=0时,可求得B的坐标;由于BC∥OA,把B的纵坐标代入抛物线的解析式,可求出C的坐标;当y=0时,可求出A的坐标.求顶点坐标时用公式法或配方法都可以;
(2)当四边形ACQP是平行四边形时,AP、CQ需满足平行且相等的条件.已知BC∥OA,只需求t为何值时,AP=CQ,可先用t表示AP,CQ,再列出方程即可求出t的值;
(3)当0<t<
时,根据OA=18,P点的速度为4单位/秒,可得出P点总在OA上运动.△PQF中,Q到PF的距离是定值即OB的长,因此只需看PF的值是否有变化即可得出S△PQF是否为定值,已知QC∥PF,根据平行线分线段成比例定理可得出:
=
=
=
,因此可得出OP=AF,那么PF=PA+AF=PA+OP=OA,由于OA的长为定值即PF的长为定值,因此△PQF的面积是不会变化的.其面积的值可用
OA•OB求出;
(4)可先用t表示出P,F,Q的坐标,然后根据坐标系中两点间的距离公式得出PF2,PQ2,FQ2,进而可分三种情况进行讨论:
①△PFQ以PF为斜边.则PF2=PQ2+FQ2,可求出t的值.
②△PFQ以PQ为斜边,方法同①
③△PFQ以FQ为斜边,方法同①.
综合三种情况即可得出符合条件的t的值.
(2)当四边形ACQP是平行四边形时,AP、CQ需满足平行且相等的条件.已知BC∥OA,只需求t为何值时,AP=CQ,可先用t表示AP,CQ,再列出方程即可求出t的值;
(3)当0<t<
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| 2 |
| QC |
| OP |
| QD |
| DP |
| QE |
| EF |
| QC |
| AF |
| 1 |
| 2 |
(4)可先用t表示出P,F,Q的坐标,然后根据坐标系中两点间的距离公式得出PF2,PQ2,FQ2,进而可分三种情况进行讨论:
①△PFQ以PF为斜边.则PF2=PQ2+FQ2,可求出t的值.
②△PFQ以PQ为斜边,方法同①
③△PFQ以FQ为斜边,方法同①.
综合三种情况即可得出符合条件的t的值.
解答:解:(1)y=
(x2-8x-180),
令y=0,得x2-8x-180=0,
即(x-18)(x+10)=0,
∴x=18或x=-10.
∴A(18,0)
在y=
x2-
x-10中,令x=0得y=-10,
即B(0,-10).
由于BC∥OA,
故点C的纵坐标为-10,
由-10=
x2-
x-10得,
x=8或x=0,
即C(8,-10)且易求出顶点坐标为(4,-
),
于是,A(18,0),B(0,-10),C(8,-10),顶点坐标为(4,-
);
(2)若四边形PQCA为平行四边形,由于QC∥PA.
故只要QC=PA即可,
而PA=18-4t,CQ=t,
故18-4t=t得t=
;
(3)设点P运动t秒,则OP=4t,CQ=t,0<t<4.5,
说明P在线段OA上,且不与点OA、重合,
由于QC∥OP知△QDC∽△PDO,故
=
=
=

∵△AEF∽△CEQ,
∴AF:CQ=AE:EC=DP:QD=4:1,
∴AF=4t=OP
∴PF=PA+AF=PA+OP=18
又∵点Q到直线PF的距离d=10,
∴S△PQF=
PF•d=
×18×10=90,
于是△PQF的面积总为90;
(4)设点P运动了t秒,则P(4t,0),F(18+4t,0),Q(8-t,-10)t∈(0,4.5).
∴PQ2=(4t-8+t)2+102=(5t-8)2+100
FQ2=(18+4t-8+t)2+102=(5t+10)2+100.
①若FP=FQ,则182=(5t+10)2+100.
即25(t+2)2=224,(t+2)2=
.
∵0≤t≤4.5,
∴2≤t+2≤6.5,
∴t+2=
=
.
∴t=
-2,
②若QP=QF,则(5t-8)2+100=(5t+10)2+100.
即(5t-8)2=(5t+10)2,无0≤t≤4.5的t满足.
③若PQ=PF,则(5t-8)2+100=182.
即(5t-8)2=224,由于
≈15,又0≤5t≤22.5,
∴-8≤5t-8≤14.5,而14.52=(
)2=
<224.
故无0≤t≤4.5的t满足此方程.
注:也可解出t=
<0或t=
>4.5均不合题意,
故无0≤t≤4.5的t满足此方程.
综上所述,当t=
-2时,△PQF为等腰三角形.
| 1 |
| 18 |
令y=0,得x2-8x-180=0,
即(x-18)(x+10)=0,
∴x=18或x=-10.
∴A(18,0)
在y=
| 1 |
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| 4 |
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即B(0,-10).
由于BC∥OA,
故点C的纵坐标为-10,
由-10=
| 1 |
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| 4 |
| 9 |
x=8或x=0,
即C(8,-10)且易求出顶点坐标为(4,-
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| 9 |
于是,A(18,0),B(0,-10),C(8,-10),顶点坐标为(4,-
| 98 |
| 9 |
(2)若四边形PQCA为平行四边形,由于QC∥PA.
故只要QC=PA即可,
而PA=18-4t,CQ=t,
故18-4t=t得t=
| 18 |
| 5 |
(3)设点P运动t秒,则OP=4t,CQ=t,0<t<4.5,
说明P在线段OA上,且不与点OA、重合,
由于QC∥OP知△QDC∽△PDO,故
| QD |
| DP |
| QC |
| OP |
| t |
| 4t |
| 1 |
| 4 |
∵△AEF∽△CEQ,
∴AF:CQ=AE:EC=DP:QD=4:1,
∴AF=4t=OP
∴PF=PA+AF=PA+OP=18
又∵点Q到直线PF的距离d=10,
∴S△PQF=
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
于是△PQF的面积总为90;
(4)设点P运动了t秒,则P(4t,0),F(18+4t,0),Q(8-t,-10)t∈(0,4.5).
∴PQ2=(4t-8+t)2+102=(5t-8)2+100
FQ2=(18+4t-8+t)2+102=(5t+10)2+100.
①若FP=FQ,则182=(5t+10)2+100.
即25(t+2)2=224,(t+2)2=
| 224 |
| 25 |
∵0≤t≤4.5,
∴2≤t+2≤6.5,
∴t+2=
|
4
| ||
| 5 |
∴t=
4
| ||
| 5 |
②若QP=QF,则(5t-8)2+100=(5t+10)2+100.
即(5t-8)2=(5t+10)2,无0≤t≤4.5的t满足.
③若PQ=PF,则(5t-8)2+100=182.
即(5t-8)2=224,由于
| 224 |
∴-8≤5t-8≤14.5,而14.52=(
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| 2 |
| 841 |
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故无0≤t≤4.5的t满足此方程.
注:也可解出t=
8-4
| ||
| 5 |
8+4
| ||
| 5 |
故无0≤t≤4.5的t满足此方程.
综上所述,当t=
4
| ||
| 5 |
点评:本题着重考查了二次函数的性质、图形平移变换、平行四边形的判定、直角三角形的判定等知识点,综合性强,考查学生分类讨论,数形结合的数学思想方法.
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