如图,在平面直角坐标系中,已知点A坐标为(2,4),AB⊥x轴,垂足为点B,连接OA,抛物线y=x2从点O沿OA方向平移,与直线AB交于点P,抛物线的顶点M到A点时停

发布时间:2020-08-06 17:19:13

如图,在平面直角坐标系中,已知点A坐标为(2,4),AB⊥x轴,垂足为点B,连接OA,抛物线y=x2从点O沿OA方向平移,与直线AB交于点P,抛物线的顶点M到A点时停止移动.
(1)求线段OA所在直线的函数解析式;
(2)设抛物线顶点M的横坐标为m,
①用m的代数式表示点P的坐标;
②当m为何值时,线段PB最短;并求出此时抛物线的解析式.
(3)在②前提下,在直线AB上是否存在点N,使△PMN是等腰三角形?若存在,直接写出满足条件的N点坐标;
(4)探究:当线段PB最短时,在相应的抛物线上是否存在点Q(与P不重合),使△QMA的面积与△PMA的面积相等?若存在,直接写出满足条件的点Q的坐标.

网友回答

解:(1)设OA所在直线的函数解析式为y=kx,
∵A(2,4),
∴2k=4,
∴k=2,
∴OA所在直线的函数解析式为y=2x.

(2)①∵顶点M的横坐标为m,且在线段OA上移动,
∴y=2m(0≤m≤2)
∴顶点M的坐标为(m,2m)
∴抛物线函数解析式为y=(x-m)2+2m
∴当x=2时,y=(2-m)2+2m=m2-2m+4(0≤m≤2)
∴点P的坐标是(2,m2-2m+4).
②∵PB=m2-2m+4=(m-1)2+3,
又∵0≤m≤2,
∴当m=1时,PB最短.
此时抛物线的解析式为y=(x-1)2+2.

(3)由(2)②知:P(2,3),M(1,2);
则PM=;
①PM=PN=,则N1(2,3+),N2(2,3-);
②PM=MN,根据等腰三角形三线合一的性质知:N3(2,1);
③PN=PM,此时∠PMN4=∠N4PM=∠PM3M,则:
△PMN4∽△PN3M,
得:PM2=PN4?PN3,
即:PN4=PM2÷PN3=1,
故N4(1,2);
综上可知:符合要求的点N的坐标为:
N1(2,3+);N2(2,3-);N3(2,1);N4(1,2).

(4)当线段PB最短时,此时抛物线的解析式为y=(x-1)2+2,
①过P作直线L∥OA,设直线L:y=2x+h,
又P的横坐标为2,把x=2代入抛物线解析式得:y=3,
则把P的坐标(2,3)代入得:4+h=3,解得:h=-1;
∴直线L:y=2x-1,联立抛物线的解析式有:

解得;
此时抛物线与直线L只有一个交点为P(2,3),故此种情况不成立;
②在点A的上方截取AD=AP,即D(2,5);
过D作直线L′∥OA,设直线L′:y=2x+h′,
则有:4+h′=5,h′=1;
∴直线L′:y=2x+1,联立抛物线的解析式有:

解得,;
抛物线上存在点Q1(2+,5+2),Q2(2-,5-2),使△QMA与△PMA的面积相等.
解析分析:(1)由于直线OA是正比例函数,根据点A的坐标,即可确定该直线的解析式.
(2)①根据直线OA的解析式,可用m表示出点M的坐标,进而可表示出平移后的抛物线解析式,然后将x=2代入平移后的抛物线解析式中,即可得到点P的坐标;
②点P的纵坐标即可为线段PB的长,可利用配方法求得PB的最小值及对应的m的值,从而确定平移后的抛物线解析式.
(3)根据(2)②的结论,可求得点P、M的坐标,进而可得PM的长,若△PMN是等腰三角形,则有三种情况需要考虑:
①PM=PN,此时将P点坐标向上或向下平移PM个单位即可得到点N的坐标;
②PM=MN,此时点M的纵坐标为P、N纵坐标和的一半,由此可求得点N的坐标;
③PN=MN,此时N在线段PM的垂直平分线上,利用②得到的等腰三角形,可构建相似三角形求出点N的坐标.
(4)若△QMA的面积与△PMA的面积相等,则P、Q到直线OA的距离相等,此题分两种情况讨论:
①过P作平行于OA的直线,易求得此平行线的解析式,联立抛物线的解析式即可求得点Q的坐标;
②在A点的上方截取AD=PA,同①过D作直线OA的平行线,先求出此平行线的解析式,然后联立抛物线的解析式求得点Q的坐标.

点评:此题主要考查了二次函数图象的平移、解析式的确定、函数图象上点的坐标意义、等腰三角形的构成条件、三角形面积的计算方法等重要知识点,综合性强,难度较大.
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