【点评】本题考查相似三角形综合题、全等三角形的判定和性质、直角三角形30度角性质、线段垂直平分线性质等知识,解题的关键是添加辅助线构造全等三角形,学会设参数解决问题,属于中考压轴题.
26.如图1,在平面直角坐标系中,抛物线y=﹣x2+
x+3与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧),
与y轴交于点C,抛物线的顶点为点E.
(1)判断△ABC的形状,并说明理由;
(2)经过B,C两点的直线交抛物线的对称轴于点D,点P为直线BC上方抛物线上的一动点,当△PCD的面积最大时,Q从点P出发,先沿适当的路径运动到抛物线的对称轴上点M处,再沿垂直于抛物线对称轴的方向运动到y轴上的点N处,最后沿适当的路径运动到点A处停止.当点Q的运动路径最短时,
求点N的坐标及点Q经过的最短路径的长;
(3)如图2,平移抛物线,使抛物线的顶点E在射线AE上移动,点E平移后的对应点为点E′,点A的对应点为点A′,将△AOC绕点O顺时针旋转至△A1OC1的位置,点A,C的对应点分别为点A1,C1,且点A1恰好落在AC上,连接C1A′,C1E′,△A′C1E′是否能为等腰三角形?若能,请求出所有符合条件
的点E′的坐标;若不能,请说明理由.
【分析】(1)先求出抛物线与x轴和y轴的交点坐标,再用勾股定理的逆定理判断出△ABC是直角三角
形;
(2)先求出S△PCD最大时,点P(
,),然后判断出所走的路径最短,即最短路径的长为PM+MN+NA
的长,计算即可;
(3)△A′C1E′是等腰三角形,分三种情况分别建立方程计算即可.
【解答】解:(1)△ABC为直角三角形, 当y=0时,即﹣x2+
x+3=0,
∴x1=﹣,x2=3
∴A(﹣,0),B(3,0),
∴OA=,OB=3,
当x=0时,y=3,
∴C(0,3),
∴OC=3,
根据勾股定理得,AC2=OB2+OC2=12,BC2=OB2+OC2=36,
∴AC2+BC2=48,
∵AB2=[3﹣(﹣)]2=48,
∴AC2+BC2=AB2,
∴△ABC是直角三角形,
(2)如图,
∵B(3,0),C(0,3),
x+3,
,
),
∴直线BC解析式为y=﹣过点P作∥y轴, 设P(a,﹣ a2+∴G(a,﹣∴PG=﹣a2+
a+3),
a+3), a,
设点D的横坐标为xD,C点的横坐标为xC, S△PCD=×(xD﹣xC)×PG=﹣∵0<a<3∴当a=
,
(a﹣
)2+ ,
时,S△PCD最大,此时点P(
将点P向左平移个单位至P′,连接AP′,交y轴于点N,过点N作MN⊥抛物线对称轴于点M,
连接PM,点Q沿P→M→N→A,运动,所走的路径最短,即最短路径的长为PM+MN+NA的长, ∴P(∴P′(
,,
) ),
x+,
,
+
=
;
∵点A(﹣,0),
∴直线AP′的解析式为y=当x=0时,y=, ∴N(0,),
过点P′作P′H⊥x轴于点H, ∴AH=
,P′H=
,AP′=
∴点Q运动得最短路径长为PM+MN+AN=(3)在Rt△AOC中, ∵tan∠OAC=
=
,
∴∠OAC=60°,
∵OA=OA1,
∴△OAA1为等边三角形,
∴∠AOA1=60°, ∴∠BOC1=30°, ∵OC1=OC=3, ∴C1(
,4),
+2﹣)2=a2﹣
a+7,
a+49,
,7﹣
),
,7+
),或(
,7﹣
),(
,
,),
∵点A(﹣,0),E(
∴AE=2,
∴A′E′=AE=2, ∵直线AE的解析式为y=设点E′(a,∴A′(a﹣2
,
a+2),
﹣2) )2+(﹣
x+2,
∴C1E′2=(a﹣2C1A′2=(a﹣2
)2+(﹣2﹣)2=a2﹣
,
①若C1A′=C1E′,则C1A′2=C1E′2 即: a2﹣∴a=∴E′(
, ,5),
a+7=a2﹣
a+49,
②若A′C1=A′E′,
∴A′C12=A′E′2 即: a2﹣∴a1=∴E′(
a+49=28, ,a2=,7+
),或(
(舍), ), ,5),(
③若E′A′=E′C1,
∴E′A′2=E′C12 即: a2﹣∴a1=∴E′(
a+7=28, ,a2=,3+
即,符合条件的点E′(3+
).
【点评】此题是二次函数综合题,主要考查了函数极值的确定方法,等边三角形的判定和性质,勾股定
理的逆定理,等腰三角形的性质,解本题的关键是分类讨论,也是解本题的难点.