DC方向运动至C点后停止,△ADP以直线AP为轴翻折,点D落在点D1的位置,设
DP=x,△AD1P
与原纸片重叠部分的面积为
y.
(1)当x为何值时,直线AD1过点C?
(2)当x为何值时,直线AD1过BC的中点E? (3)求出y与x的函数表达式.
【分析】(1)根据折叠得出AD=AD1=2,PD=PD1=x,∠D=∠AD1P=90°,在Rt△ABC中,根据勾股定理求出AC,在Rt△PCD1中,根据勾股定理得出方程,求出即可;
(2)连接PE,求出BE=CE=1,在Rt△ABE中,根据勾股定理求出AE,求出AD1=AD=2,PD=PD1=x,D1E=
﹣2,PC=3﹣x,在Rt△PD1E和Rt△PCE中,根据勾股定理得
出方程,求出即可;
(3)分为两种情况:当0<x≤2时,y=x;当2<x≤3时,点D1在矩形ABCD的外部,PD1交AB于F,求出AF=PF,作PG⊥AB于G,设PF=AF=a,在Rt△PFG中,由勾股定理得出方程(x﹣a)2+22=a2,求出a即可. 【解答】解:(1)
如图1,∵由题意得:△ADP≌△AD1P, ∴AD=AD1=2,PD=PD1=x,∠D=∠AD1P=90°, ∵直线AD1过C, ∴PD1⊥AC, 在Rt△ABC中,AC=
=
,CD1=
﹣2,
在Rt△PCD1中,PC2=PD12+CD12, 即(3﹣x)2=x2+(解得:x=∴当x=
﹣2)2,
,
时,直线AD1过点C;
(2)如图2,
连接PE,
∵E为BC的中点, ∴BE=CE=1, 在Rt△ABE中,AE=∵AD1=AD=2,PD=PD1=x, ∴D1E=
﹣2,PC=3﹣x,
=
,
在Rt△PD1E和Rt△PCE中, x2+(解得:x=∴当x=
﹣2)2=(3﹣x)2+12,
,
时,直线AD1过BC的中点E;
(3)如图3,
当0<x≤2时,y=x, 如图4,
当2<x≤3时,点D1在矩形ABCD的外部,PD1交AB于F, ∵AB∥CD, ∴∠1=∠2,
∵∠1=∠3(根据折叠), ∴∠2=∠3, ∴AF=PF, 作PG⊥AB于G, 设PF=AF=a,
由题意得:AG=DP=x,FG=x﹣a,
在Rt△PFG中,由勾股定理得:(x﹣a)2+22=a2, 解得:a=所以y=
,
=
,
.
综合上述,当0<x≤2时,y=x;当2<x≤3时,y=
【点评】本题考查了勾股定理,折叠的性质,矩形的性质等知识点,能综合运用知识点进行推理和计算是解此题的关键,用了分类推理思想.
25.如图,已知抛物线y=ax2+bx+c过点A(﹣1,0),B(3,0),C(0,3)点M、N为抛物线上的动点,过点M作MD∥y轴,交直线BC于点D,交x轴于点E.
(1)求二次函数y=ax2+bx+c的表达式;
(2)过点N作NF⊥x轴,垂足为点F,若四边形MNFE为正方形(此处限定点M在对称轴的右侧),求该正方形的面积; (3)若∠DMN=90°,MD=MN,求点M的横坐标.
【分析】(1)待定系数法求解可得;
MN=2m(2)设点M坐标为(m,﹣m2+2m+3),分别表示出ME=|﹣m2+2m+3|、
﹣2,由四边形MNFE为正方形知ME=MN,据此列出方程,分类讨论求解可得;
(3)先求出直线BC解析式,设点M的坐标为(a,﹣a2+2a+3),则点N(2﹣a,﹣a2+2a+3)、点D(a,﹣a+3),由MD=MN列出方程,根据点M的位置分类讨论求解可得.
【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+c过点A(﹣1,0),B(3,0), ∴设抛物线的函数解析式为y=a(x+1)(x﹣3), 将点C(0,3)代入上式,得:3=a(0+1)(0﹣3), 解得:a=﹣1,
∴所求抛物线解析式为y=﹣(x+1)(x﹣3)=﹣x2+2x+3; (2)由(1)知,抛物线的对称轴为x=﹣如图1,设点M坐标为(m,﹣m2+2m+3), ∴ME=|﹣m2+2m+3|,
∵M、N关于x=1对称,且点M在对称轴右侧,
=1,
∴点N的横坐标为2﹣m, ∴MN=2m﹣2,
∵四边形MNFE为正方形, ∴ME=MN,
∴|﹣m2+2m+3|=2m﹣2, 分两种情况:
①当﹣m2+2m+3=2m﹣2时,解得:m1=当m=
时,正方形的面积为(2
、m2=﹣
(不符合题意,舍去), ;
(不符合题意,舍去),
﹣2)2=24﹣8
②当﹣m2+2m+3=2﹣2m时,解得:m3=2+当m=2+
时,正方形的面积为[2(2+
,m4=2﹣)﹣2]2=24+8
.
;
综上所述,正方形的面积为24+8
或24﹣8
(3)设BC所在直线解析式为y=kx+b, 把点B(3,0)、C(0,3)代入表达式,得:
,解得:
,
∴直线BC的函数表达式为y=﹣x+3,
设点M的坐标为(a,﹣a2+2a+3),则点N(2﹣a,﹣a2+2a+3),点D(a,﹣a+3),
①点M在对称轴右侧,即a>1,
则|﹣a+3﹣(﹣a2+2a+3)|=a﹣(2﹣a),即|a2﹣3a|=2a﹣2, 若a2﹣3a≥0,即a≤0或a≥3,a2﹣3a=2a﹣2, 解得:a=
或a=
<1(舍去);
若a2﹣3a<0,即0≤a≤3,a2﹣3a=2﹣2a, 解得:a=﹣1(舍去)或a=2; ②点M在对称轴右侧,即a<1,
则|﹣a+3﹣(﹣a2+2a+3)|=2﹣a﹣a,即|a2﹣3a|=2﹣2a, 若a2﹣3a≥0,即a≤0或a≥3,a2﹣3a=2﹣2a, 解得:a=﹣1或a=2(舍);
若a2﹣3a<0,即0≤a≤3,a2﹣3a=2a﹣2,
解得:a=(舍去)或a=;
、2、﹣1、
.
综上,点M的横坐标为
【点评】本题主要考查二次函数的综合问题,熟练掌握待定系数法求函数解析式及两点间的距离公式、解方程是解题的关键.