∴点N坐标(2,﹣1);
综上所述点N坐标(5,2)或(2,﹣1).
点评: 本题考查了二次函数的综合题,以及二次函数解析式和一次函数的解析式的确定以及三角形的相似,解答本题需要较强的综合作答能力,特别是作答(3)问时需要进行分类,这是同学们容易忽略的地方,此题难度较大.
2. (2015?山东威海,第25题12分)已知:抛物线l1:y=﹣x2+bx+3交x轴于点A,B,(点A在点B的左侧),交y轴于点C,其对称轴为x=1,抛物线l2经过点A,与x轴的另一个交点为E(5,0),交y轴于点D(0,﹣). (1)求抛物线l2的函数表达式;
(2)P为直线x=1上一动点,连接PA,PC,当PA=PC时,求点P的坐标;
(3)M为抛物线l2上一动点,过点M作直线MN∥y轴,交抛物线l1于点N,求点M自点A运动至点E的过程中,线段MN长度的最大值.
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考点: 二次函数综合题..
分析: (1)由对称轴可求得b,可求得l1的解析式,令y=0可求得A点坐标,再利用待定系数法可求得l2的表达式;
22
(2)设P点坐标为(1,y),由勾股定理可表示出PC和PA,由条件可得到关于y的方程
可求得y,可求得P点坐标;
(3)可分别设出M、N的坐标,可表示出MN,再根据函数的性质可求得MN的最大值.
2解答: 解:(1)∵抛物线l1:y=﹣x+bx+3的对称轴为x=1,
∴﹣=1,解得b=2,
∴抛物线l1的解析式为y=﹣x2+2x+3,
2
令y=0,可得﹣x+2x+3=0,解得x=﹣1或x=3,
∴A点坐标为(﹣1,0), ∵抛物线l2经过点A、E两点,
∴可设抛物线l2解析式为y=a(x+1)(x﹣5), 又∵抛物线l2交y轴于点D(0,﹣), ∴﹣=﹣5a,解得a=,
2∴y=(x+1)(x﹣5)=x﹣2x﹣,
∴抛物线l2的函数表达式为y=x2﹣2x﹣;
(2)设P点坐标为(1,y),由(1)可得C点坐标为(0,3), ∴PC2=12+(y﹣3)2=y2﹣6y+10,PA2=[1﹣(﹣1)]2+y2=y2+4, ∵PC=PA,
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∴y2﹣6y+10=y2+4,解得y=1, ∴P点坐标为(1,1);
2
(3)由题意可设M(x,x﹣2x﹣),
∵MN∥y轴,
2∴N(x,﹣x2+2x+3),x﹣2x﹣
22
令﹣x+2x+3=x﹣2x﹣,可解得x=﹣1或x=
,
2
=﹣(x﹣)+
①当﹣1<x≤显然﹣1<≤②当
222
时,MN=(﹣x+2x+3)﹣(x﹣2x﹣)=﹣x+4x+
,
,∴当x=时,MN有最大值;
=(x﹣)2﹣
,
222
<x≤5时,MN=(x﹣2x﹣)﹣(﹣x+2x+3)=x﹣4x﹣
显然当x>时,MN随x的增大而增大,
2
∴当x=5时,MN有最大值,×(5﹣)﹣
=12;
综上可知在点M自点A运动至点E的过程中,线段MN长度的最大值为12.
点评: 本题主要考查二次函数的综合应用,涉及待定系数法、二次函数的性质、勾股定理等知识点.在(1)中求得A点的坐标是解题的关键,在(2)中用P点的坐标分别表示出PA、PC是解题的关键,在(3)中用M、N的坐标分别表示出MN的长是解题的关键,注意分类讨论.本题考查知识点较为基础,难度适中.
3.(2015?山东日照 ,第22题14分)如图,抛物线y=x2+mx+n与直线y=﹣x+3交于A,B两点,交x轴与D,C两点,连接AC,BC,已知A(0,3),C(3,0). (Ⅰ)求抛物线的解析式和tan∠BAC的值; (Ⅱ)在(Ⅰ)条件下:
(1)P为y轴右侧抛物线上一动点,连接PA,过点P作PQ⊥PA交y轴于点Q,问:是否存在点P使得以A,P,Q为顶点的三角形与△ACB相似?若存在,请求出所有符合条件的点P的坐标;若不存在,请说明理由.
(2)设E为线段AC上一点(不含端点),连接DE,一动点M从点D出发,沿线段DE以每秒一个单位速度运动到E点,再沿线段EA以每秒点E的坐标是多少时,点M在整个运动中用时最少?
个单位的速度运动到A后停止,当
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考点: 二次函数综合题;线段的性质:两点之间线段最短;矩形的判定与性质;轴对称的性质;相似三角形的判定与性质;锐角三角函数的定义.. 专题: 压轴题.
2
分析: (Ⅰ)只需把A、C两点的坐标代入y=x+mx+n,就可得到抛物线的解析式,然
后求出直线AB与抛物线的交点B的坐标,过点B作BH⊥x轴于H,如图1.易得∠BCH=∠ACO=45°,BC=就可求出tan∠BAC的值;
(Ⅱ)(1)过点P作PG⊥y轴于G,则∠PGA=90°.设点P的横坐标为x,由P在y轴右①当∠PAQ=∠CAB侧可得x>0,则PG=x,易得∠APQ=∠ACB=90°.若点G在点A的下方,时,△PAQ∽△CAB.此时可证得△PGA∽△BCA,根据相似三角形的性质可得
AG=3PG=3x.则有P(x,3﹣3x),然后把P(x,3﹣3x)代入抛物线的解析式,就可求出点P的坐标②当∠PAQ=∠CBA时,△PAQ∽△CBA,同理,可求出点P的坐标;若点G在点A的上方,同理,可求出点P的坐标;(2)过点E作EN⊥y轴于N,如图3.易得AE=则点M在整个运动中所用的时间可表示为
+
EN,
,AC=3
,从而得到∠ACB=90°,然后根据三角函数的定义
=DE+EN.作点D关于AC的对称点D′,
连接D′E,则有D′E=DE,D′C=DC,∠D′CA=∠DCA=45°,从而可得∠D′CD=90°,DE+EN=D′E+EN.根据两点之间线段最短可得:当D′、E、N三点共线时,DE+EN=D′E+EN最小.此时可证到四边形OCD′N是矩形,从而有ND′=OC=3,ON=D′C=DC.然后求出点D的坐标,从而得到OD、ON、NE的值,即可得到点E的坐标.
2解答: 解:(Ⅰ)把A(0,3),C(3,0)代入y=x+mx+n,得
,
解得:.
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∴抛物线的解析式为y=x2﹣x+3.
联立,
解得:或,
∴点B的坐标为(4,1). 过点B作BH⊥x轴于H,如图1. ∵C(3,0),B(4,1),
∴BH=1,OC=3,OH=4,CH=4﹣3=1, ∴BH=CH=1. ∵∠BHC=90°, ∴∠BCH=45°,BC=
.
,
同理:∠ACO=45°,AC=3
∴∠ACB=180°=90°﹣45°﹣45°, ∴tan∠BAC=
(Ⅱ)(1)存在点P,使得以A,P,Q为顶点的三角形与△ACB相似. 过点P作PG⊥y轴于G,则∠PGA=90°.
设点P的横坐标为x,由P在y轴右侧可得x>0,则PG=x. ∵PQ⊥PA,∠ACB=90°, ∴∠APQ=∠ACB=90°. 若点G在点A的下方,
①如图2①,当∠PAQ=∠CAB时,则△PAQ∽△CAB. ∵∠PGA=∠ACB=90°,∠PAQ=∠CAB, ∴△PGA∽△BCA, ∴
=
=.
=
=;
∴AG=3PG=3x. 则P(x,3﹣3x).
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