(3)在动点P、Q运动的过程中,当t为何值时,在矩形ABCD内(包括边界)存在点H,使以C、Q、E、H为顶点的四边形为菱形?请直接写出t的值.
图1
动感体验
请打开几何画板文件名“12烟台26”,拖动点P在AB上运动,可以体验到,当P在AB的中点时,△ACG的面积最大.观察右图,我们构造了和△CEQ中心对称的△FQE和△ECH′,可以体验到,线段EQ的垂直平分线可以经过点C和F,线段CE的垂直平分线可以经过点Q和H′,因此以C、Q、E、H为顶点的菱形有2个.
请打开超级画板文件名“12烟台26”,拖动点P在AB上运动,可以体验到,当P在AB的中点时,即t=2,△ACG的面积取得最大值1.观察CQ,EQ,EC的值,发现以C、Q、E、H为顶点的菱形有2个.点击动画按钮的左部和中部,可得菱形的两种准确位置。
思路点拨
1.把△ACG分割成以GE为公共底边的两个三角形,高的和等于AD. 2.用含有t的式子把图形中能够表示的线段和点的坐标都表示出来.
3.构造以C、Q、E、H为顶点的平行四边形,再用邻边相等列方程验证菱形是否存在.
满分解答
(1)A(1, 4).因为抛物线的顶点为A,设抛物线的解析式为y=a(x-1)2+4, 代入点C(3, 0),可得a=-1.
所以抛物线的解析式为y=-(x-1)2+4=-x2+2x+3.
APAB11
2.因此PE AP t. PEBC221
所以点E的横坐标为1 t.
2
11
将x 1 t代入抛物线的解析式,y=-(x-1)2+4=4 t2.
24
111
所以点G的纵坐标为4 t2.于是得到GE (4 t2) (4 t) t2 t.
444
(2)因为PE//BC,所以
111
因此S ACG S AGE S CGE GE(AF DF) t2 t (t 2)2 1.
244
所以当t=1时,△ACG面积的最大值为1.
(3)t
20
或t 20 13
考点伸展
第(3)题的解题思路是这样的:
因为FE//QC,FE=QC,所以四边形FECQ是平行四边形.再构造点F关于PE轴对称的点H′,那么四边形EH′CQ也是平行四边形.
再根据FQ=CQ列关于t的方程,检验四边形FECQ是否为菱形,根据EQ=CQ列关于t的方程,检验四边形EH′CQ是否为菱形.
11
E(1 t,4 t),F(1 t,4),Q(3,t),C(3,0).
22
1
如图2,当FQ=CQ时,FQ2=CQ2,因此(t 2)2 (4 t)2 t2.
2
整理,得t2 40t 80
0.解得t1 20
t2 20 .
1
如图3,当EQ=CQ时,EQ2=CQ2,因此(t 2)2 (4 2t)2 t2.
2
20
整理,得13t2 72t 800 0.(13t 20)(t 40) 0.所以t1 ,t2 40(舍去).
13
图2 图3
例4 2011年上海市中考第24题
已知平面直角坐标系xOy(如图1),一次函数y 图象与y轴交于点A,点M在正比例函数y MO=MA.二次函数
3
x 3的4
3
x的图象上,且2
y=x2+bx+c的图象经过点A、M.
(1)求线段AM的长;
(2)求这个二次函数的解析式;
(3)如果点B在y轴上,且位于点A下方,点C在上述二次函数的图象上,点D在一
3次函数y x 3的图象上,且四边形ABCD是菱形,求点C的坐标. 4
图1
动感体验
请打开几何画板文件名“11上海24”,拖动点B在y轴上点A下方运动,四边形ABCD保持菱形的形状,可以体验到,菱形的顶点C有一次机会落在抛物线上.
思路点拨
1.本题最大的障碍是没有图形,准确画出两条直线是基本要求,抛物线可以不画出来,但是对抛物线的位置要心中有数.
2.根据MO=MA确定点M在OA的垂直平分线上,并且求得点M的坐标,是整个题目成败的一个决定性步骤.
3.第(3)题求点C的坐标,先根据菱形的边长、直线的斜率,用待定字母m表示点C的坐标,再代入抛物线的解析式求待定的字母m.
满分解答
(1)当x=0时,y
3
x 3 3,所以点A的坐标为(0,3),OA=3. 4
33.将y 22
如图2,因为MO=MA,所以点M在OA的垂直平分线上,点M的纵坐标为代入y
33
x,得x=1.所以点M的坐标为(1,).因此AM 22
c 3,
532
(2)因为抛物线y=x+bx+c经过A(0,3)、M(1,),所以 3解得b ,
221 b c . 2
5
c 3.所以二次函数的解析式为y x2 x 3.
2
(3)如图3,设四边形ABCD为菱形,过点A作AE⊥CD,垂足为E. 在Rt△ADE中,设AE=4m,DE=3m,那么AD=5m.
5
因此点C的坐标可以表示为(4m,3-2m).将点C(4m,3-2m)代入y x2 x 3,得
2
3 2m 16m2 10m 3.解得m
因此点C的坐标为(2,2).
1或者m=0(舍去)
.
2
图2 图3
考点伸展
如果第(3)题中,把“四边形ABCD是菱形”改为“以A、B、C、D为顶点的四边形是菱形”,那么还存在另一种情况:
727
如图4,点C的坐标为(,).
416
图4
例5 2011年江西省中考第24题
将抛物线c1
:y 2x轴翻折,得到抛物线c2,如图1所示. (1)请直接写出抛物线c2的表达式;
(2)现将抛物线c1向左平移m个单位长度,平移后得到新抛物线的顶点为M,与x轴的交点从左到右依次为A、B;将抛物线c2向右也平移m个单位长度,平移后得到新抛物线的顶点为N,与x轴的交点从左到右依次为D、E.
①当B、D是线段AE的三等分点时,求m的值;
②在平移过程中,是否存在以点A、N、E、M为顶点的四边形是矩形的情形?若存在,请求出此时m的值;若不存在,请说明理由.
图1
动感体验
请打开几何画板文件名“11江西24”,拖动点M向左平移,可以体验到,四边形ANEM可以成为矩形,此时B、D重合在原点.观察B、D的位置关系,可以体验到,B、D是线段AE的三等分点,存在两种情况.
思路点拨
1.把A、B、D、E、M、N六个点起始位置的坐标罗列出来,用m的式子把这六个点平移过程中的坐标罗列出来.
2.B、D是线段AE的三等分点,分两种情况讨论,按照AB与AE的大小写出等量关系列关于m的方程.
3.根据矩形的对角线相等列方程.