如图①,已知△ABC的三个顶点坐标分别为A(﹣1,0)、B(3,0)、C(0,3),直线BE交y轴正半轴于点E...
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如图①,已知△ABC的三个顶点坐标分别为A(﹣1,0)、B(3,0)、C(0,3),直线BE交y轴正半轴于点E.
(1)求经过A、B、C三点的抛物线解析式及顶点D的坐标;
(2)连接BD、CD,设∠DBO=α,∠EBO=β,若tan (α﹣β)=1,求点E的坐标;
(3)如图②,在(2)的条件下,动点M从点C出发以每秒个单位的速度在直线BC上移动(不考虑点M与点C、B重合的情况),点N为抛物线上一点,设点M移动的时间为t秒,在点M移动的过程中,以E、C、M、N四个点为顶点的四边形能否成为平行四边形?若能,直接写出所有满足条件的t值及点M的个数;若不能,请说明理由.
【回答】
【考点】HF:二次函数综合题.
【分析】(1)用待定系数法求出求出抛物线解析式,再配成顶点式,求出顶点坐标;
(2)方法一:先求出∠DBE=45°,再构造出等腰直角三角形,由两腰相等建立方程求出点E的坐标;
方法二:先判断出∠BCD=90°,进而得出△OBE∽△CBD,即可求出OE即可得出结论;
(3)分两种情况讨论计算①CE为平行四边形的边,用MN=CE建立方程求出点M坐标,从而求出时间t,
②利用平行四边形的对角线互相平分,借助中点坐标建立方程组求出点M坐标即可.
【解答】解:(1)经过A(﹣1,0)、B(3,0)、C(0,3)三点的抛物线,
∴设抛物线解析式为y=a(x+1)(x﹣3),
∵点C(0,3)在抛物线上,
∴3=﹣3a,
∴a=﹣1
∴抛物线解析式为y=﹣(x+1)(x﹣3)=﹣(x﹣1)2+4,
∴抛物线的顶点坐标为D(1,4),
(2)方法一:∵tan (α﹣β)=1,
∴α﹣β=45°,
∵∠DBO=α,∠EBO=β,
∴∠DBE=45°,
如图1,
过点E作EF⊥BD于F,
∴EF=BF,
∵B(3,0),D(1,4),
∴直线BD解析式为y=﹣2x+6①,
设点E(0,b),
∵EF⊥BD,
∴直线EF解析式为y=x+b②,
联立①②解方程组得,x=,y=(2b+3),
∴F(,(2b+3)),
∴EF2=[(6﹣B)]2+[(2b+3)﹣b]2=(6﹣b)2,FB2=[﹣3]2+[(2b+3)]2=[(2b+3)]2,
∵EF=FB,
∴EF2=FB2,
∴(6﹣b)2=[(2b+3)]2,
∴b=﹣9(舍)或b=1,
∴E(0,1),
方法二、∵tan (α﹣β)=1,
∴α﹣β=45°,
∵∠DBO=α,∠EBO=β,
∴∠DBE=45°,
∵C(0,3),B(3,0),
∴OB=OC,
∴∠OBC=45°,
∴∠CBD=∠OBE,
∵B(3,0),C(0,3),D(1,4),
∴OB=3,BC2=18,CD2=2,BD2=20,
∴BC2+CD2=BD2,
∴△BCD是直角三角形,
∴∠BCD=90°=∠BOE,
∵∠CBD=∠OBE,
∴△OBE∽△CBD,
∴,
∴,
∴OE=1,
∴E(0,1),
(3)能,
理由:∵B(3,0),C(0,3),
∴直线BC解析式为y=﹣x+3,
设点M(m,﹣m+3),
∵E、C、M、N四个点为顶点的四边形为平行四边形,
∴分CE为边和CE为对角线进行计算,
①如图2,
当CE是平行四边形的边时,MN∥CE,MN=CE,
过M作MN∥CE交抛物线于N,
∵点N在抛物线上,
∴N(m,﹣m2+2m+3),
∴MN=|﹣m2+2m+3﹣(﹣m+3)|=|m2﹣3m|,
∵C(0,3),E(0,1),
∴CE=2,
∵MN=CE,
∴|m2﹣3m|=2,
∴m=或m=1或m=2,
∴M(,)或(,)或(1,2)或(2,1);
∵C(0,3)
当M(,)时,CM=,
∴t==,
当M(,)时,
同理:t=,
当M(1,2)时,CM=,
∴t=,
当M(2,1)时,CM=2,
∴t=2=2,
②当CE是平行四边形的对角线时,MN与CE互相平分,
∵C(0,3),E(0,1),
∴线段CE的中点坐标为(0,2),
∵M(m,﹣m+3),
∴CM==|m|,
∴t=|m|=|m|
∵点N在抛物线y=﹣x2+2x+3上,
设点N(n,﹣n2+2n+3),
利用中点坐标得,, =2,
∴或,
∴M(﹣,)或(﹣,),
当M(﹣,)时,
∴t=
当M(﹣,)时,
∴t=;
即:满足条件的t的值为或或1或2.点M共有6个.
知识点:二次函数与一元二次方程
题型:解答题
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