题目内容

15.如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=-x2+bx+c与y轴交于点A(0,3),且经过点(5,-2),点B与点A关于对称轴对称,过点B作BC⊥x轴,垂足为C,连结OB.

(1)求二次函数的解析式,并求出点B的坐标.
(2)把△AOB以每秒1个单位的速度向右平移,得到△PDE,PE交OB于点F,PD交BC于点M,设向右平移运动的时间为t(s).设平移过程中与△OBC重叠部分的面积为S,试探求S 与t的函数关系式,并求当t为何值时,S最大?
(3)在(2)的条件下,是否存在某一时刻t,使△OCE为等腰三角形?若存在,求出点E的坐标;若不存在,请说明理由.

分析 (1)将点(0,3)和(5,-2)代入即可求出b、c的值,进而得解,再由点A与点B对称可以求出点B的纵坐标为3,进而得解;
(2)根据平移的性质,以及垂直等条件,可以判断四边形EPCB是矩形,△BEF≌△PCM,进而可以用含有t的式子表示出四边形BFPM的面积,利用配方法可以得解;
(3)从OE=OC,EC=OC,OE=EC三个方面进行解答,即可得到本题的答案.

解答 解:(1)将点(0,3)和(5,-2)代入y=-x2+bx+c得:$\left\{\begin{array}{l}{c=-3}\\{-25+5b+c=-2}\end{array}\right.$,
解得:b=4,c=3,
∴y=-x2+4x+3,
∵点B与点A关于对称轴对称,
∴3=-x2+4x+3,
解得:x=0或x=4,
∴B(4,3);
(2)由平移的性质可知,BO∥BD,OA∥PE,
∵OA⊥x轴,BC⊥x轴,∴EP⊥x轴,
又AB∥OC,∴∠EPC=∠BCP=∠BEP=∠EBC=90°,
∴四边形EPCB是矩形,
∴BE=PC,
∠ABO=∠BOC,∠BOC=∠MPC,
$\left\{\begin{array}{l}{BE=CP}\\{∠BEP=∠BCP}\\{∠ABO=∠MPC}\end{array}\right.$
∴△BEF≌△PCM(ASA),
当△AOB向右平移运动的时间为t(s)时,
BE=4-t,EP=3,AE=t,
∴四边形EPCB的面积为:3(4-t),
设直线OB的解析式为y=kx,将点B(4,3)代入得:
3=4k,
解得:k=$\frac{3}{4}$,
∴y=$\frac{3}{4}$x,
∴F(t,$\frac{3}{4}$t),
∴S△BEF=S△PCM=$\frac{1}{2}$(4-t)(3-$\frac{3}{4}$t),
四边形BFPM的面积为:
S=3(4-t)-(4-t)(3-$\frac{3}{4}$t)=$-\frac{3}{4}{t}^{2}+3t$
=$-\frac{3}{4}$(t-2)2+3,(0≤t≤4),
当t=2时,S有最大值,最大值是3;
(3)①当OE=EC时,AE=OP=$\frac{1}{2}$OC=2,
②当OE=OC=4时,AE2+OA2=OE2=OC2,即:t2+9=16,
解得:t=$\sqrt{7}$或t=$-\sqrt{7}$(舍);
③当EC=OC=4时,
BE2+BC2=EC2,即:(4-t)2+9=16,
解得:t=4+$\sqrt{7}$(舍)或t=4-$\sqrt{7}$,
∴t=2或t=$\sqrt{7}$或t=4-$\sqrt{7}$,
则E点坐标为:(2,3)或($\sqrt{7}$,3)或(4-$\sqrt{7}$,3).

点评 本题主要考查了用待定系数法求二次函数与一次函数的解析式,以及平移的性质,三角形全等、三角形面积的求法等知识点,是移动综合性很强的题目,有一定的难度,要注意认真总结.

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