【分析】(1)①根据题意补全图形即可;②根据旋转的性质,即可解答; (2)线段CM,AE和BE之间的数量关系是AE=BE+2CM,理由如下:根据旋转的性质,证明A、D、E三点在同一条直线上,得到AE=AD+DE.再证明△ACD≌△BCE,得到AD=BE.又CD=CE,∠DCE=90°,CM⊥DE,得到DE=2CM,所以AE=BE+2CM.
(3)由PD=1可得:点P在以点D为圆心,1为半径的圆上;由∠BPD=90°可得:点P在以BD为直径的圆上.显然,点P是这两个圆的交点,由于两圆有两个交点,接下来需对两个位置分别进行讨论.然后,添加适当的辅助线,借助于(2)中的结论即可解决问题. 【解答】解:(1)①如图所示:
②∠ADC+∠CDE=180°.
(2)线段CM,AE和BE之间的数量关系是AE=BE+2CM,理由如下: ∵线段CD绕点C逆时针旋转90°得到线段CE, ∴CD=CE,∠DCE=90°. ∴∠CDE=∠CED=45°. 又∵∠ADC=135°, ∴∠ADC+∠CDE=180°,
∴A、D、E三点在同一条直线上. ∴AE=AD+DE. 又∵∠ACB=90°,
∴∠ACB﹣∠DCB=∠DCE﹣∠DCB,
第26页(共32页)
即∠ACD=∠BCE. 在△ACD和△BCE中,
∴△ACD≌△BCE. ∴AD=BE.
∵CD=CE,∠DCE=90°,CM⊥DE. ∴DE=2CM. ∴AE=BE+2CM.
(3)点A到BP的距离为理由如下: ∵PD=1,
∴点P在以点D为圆心,1为半径的圆上. ∵∠BPD=90°,
∴点P在以BD为直径的圆上. ∴点P是这两圆的交点.
①当点P在如图3①所示位置时,
连接PD、PB、PA,作AH⊥BP,垂足为H, 过点A作AE⊥AP,交BP于点E,如图3①. ∵四边形ABCD是正方形, ∴∠ADB=45°.AB=AD=DC=BC=∴BD=2. ∵DP=1, ∴BP=
.
,∠BAD=90°. 或
.
∵∠BPD=∠BAD=90°,
∴A、P、D、B在以BD为直径的圆上, ∴∠APB=∠ADB=45°. ∴△PAE是等腰直角三角形.
又∵△BAD是等腰直角三角形,点B、E、P共线,AH⊥BP,
第27页(共32页)
∴由(2)中的结论可得:BP=2AH+PD. ∴
=2AH+1.
.
∴AH=
②当点P在如图3②所示位置时,
连接PD、PB、PA,作AH⊥BP,垂足为H,
过点A作AE⊥AP,交PB的延长线于点E,如图3②. 同理可得:BP=2AH﹣PD. ∴
=2AH﹣1.
.
或
.
∴AH=
综上所述:点A到BP的距离为
【点评】本题考查了等边三角形的性质、正方形的性质、等腰三角形的性质、直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半、圆周角定理、三角形全等的判定与性质等知识,考查了运用已有的知识和经验解决问题的能力,是体现新课程理念的一道好题.而通过添加适当的辅助线从而能用(2)中的结论解决问题是解决第(3)的关键.
第28页(共32页)
27.(12分)如图,抛物线y=ax2+bx+过点A(1,0),B(5,0),与y轴相交于点C.
(1)求抛物线的解析式;
(2)定义:平面上的任一点到二次函数图象上与它横坐标相同的点的距离,称为点到二次函数图象的垂直距离.如:点O到二次函数图象的垂直距离是线段OC的长.已知点E为抛物线对称轴上的一点,且在x轴上方,点F为平面内一点,当以A,B,E,F为顶点的四边形是边长为4的菱形时,请求出点F到二次函数图象的垂直距离.
(3)在(2)中,当点F到二次函数图象的垂直距离最小时,在以A,B,E,F为顶点的菱形内部是否存在点Q,使得AQ,BQ,FQ之和最小,若存在,请求出最小值;若不存在,请说明理由.
【分析】(1)将A,B两点代入可求解析式.
(2)分类讨论,以AB为边的菱形和以AB为对角线的菱形,抓住菱形边长为4和E的横坐标为3,可解F点坐标,即可求点F到二次函数图象的垂直距离. (3)构造三角形,根据两点之间线段最短,可得最短距离为AN,根据勾股定理求AN.
【解答】解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+过点A(1,0),B(5,0), ∴0=a+b+ 0=25a+5b+ ∴a=,b=﹣3
∴解析式y=x2﹣3x+
第29页(共32页)
(2)当y=0,则0=x2﹣3x+ ∴x1=5,x2=1
∴A(1,0),B(5,0)
∴对称轴直线x=3,顶点坐标(3,﹣2),AB=4 ∵抛物线与y轴相交于点C. ∴C(0,)
如图1
①如AB为菱形的边,则EF∥AB,EF=AB=4,且E的横坐标为3 ∴F的横坐标为7或﹣1 ∵AE=AB=4,AM=2,EM⊥AB ∴EM=2∴F(7,2
),或(﹣1,2)
∴当x=7,y=×49﹣7×3+=6 ∴点F到二次函数图象的垂直距离6﹣2②如AB为对角线,如图2
第30页(共32页)