如图1,已知抛物线y=ax2-2ax+b经过梯形OABC的四个顶点,若BC=10,梯形OABC的面积为18.(1)求抛物线解析式;(2)将图1中梯形OABC的上下底边

发布时间:2020-08-10 02:12:25

如图1,已知抛物线y=ax2-2ax+b经过梯形OABC的四个顶点,若BC=10,梯形OABC的面积为18.
(1)求抛物线解析式;
(2)将图1中梯形OABC的上下底边所在的直线OA、CB以相同的速度同时向上平移,平移后的两条直线分别交抛物线于点O1、A1、C1、B1,得到如图2的梯形O1A1B1C1.设梯形O1A1B1C1的面积为S,A1、B1的坐标分别为(x1,y1)、(x2,y2).用含S的代数式表示x2-x1,并求出当S=36时点A1的坐标;
(3)如图3,设图1中点D坐标为(1,3),M为抛物线的顶点,动点P从点B出发,以每秒1个单位长度的速度沿着线段BC运动,动点Q从点D出发,以与点P相同的速度沿着线段DM运动.P、Q两点同时出发,当点Q到达点M时,P、Q两点同时停止运动.设P、Q两点的运动时间为t,是否存在某一时刻t,使得直线PQ、直线AB、x轴围成的三角形与直线PQ、直线AB、抛物线的对称轴围成的三角形相似?若存在,请求出t的值;若不存在,请说明理由.

网友回答

解:(1)∵y=ax2-2ax+b=a(x-1)2-a+b,
∴对称轴为:直线x=1,
∴点A的坐标为(2,0);
∵BC=10,梯形OABC的面积为18,
∴梯形OABC的高为:18×2÷(10+2)=3,
∴B(10÷2+1,3),即B(6,3),
C(1-10÷2,3),即C(-4,3).
将O(0,0),B(6,3)代入y=ax2-2ax+b,
得,
解得,
∴抛物线解析式为:y=x2-x;

(2)由题意得y2-y1=3,y2-y1=x22-x2-x12+x1=3,
得:(x2-x1)[(x2+x1)-]=3①,
S==3(x1+x2)-6,
得:x1+x2=+2②,
把②代入①并整理得:x2-x1=(S>0),
当s=36时,,
解得:,
把x1=6代入抛物线解析式,得y1=×62-×6=3,
∴点A1(6,3);

(3)存在t=秒,可使直线PQ、直线AB、x轴围成的三角形与直线PQ、直线AB、抛物线的对称轴围成的三角形相似.理由如下:
易知直线AB的解析式为y=x-,可得直线AB与对称轴的交点E的坐标为(1,-),
∴BD=5,DE=,DP=5-t,DQ=t,
当PQ∥AB时,=,
即=,解得t=.
设直线PQ与直线AB、x轴的交点分别为点F、G.假设直线PQ、直线AB、x轴围成的三角形与直线PQ、直线AB、抛物线的对称轴围成的三角形相似.下面分两种情况讨论:
①当0<t<时,如图3-1;
∵△FQE∽△FAG,
∴∠FGA=∠FEQ,
∴∠DPQ=∠DEB;
易得△DPQ∽△DEB,
∴,即=,
解得t=>,
∴t=不合题意,舍去;
②当<t<3时,如图3-2;
∵△FAG∽△FQE,
∴∠FAG=∠FQE,
∵∠DQP=∠FQE,∠FAG=∠EBD,
∴∠DQP=∠DBE,
易得△DPQ∽△DEB,
∴,即=,
解得t=,符合题意.
综上,可知当t=秒时,直线PQ、直线AB、x轴围成的三角形与直线PQ、直线AB、抛物线的对称轴围成的三角形相似.
解析分析:(1)根据抛物线y=ax2-2ax+b,可知对称轴方程,从而得到点A的坐标;再根据BC=10,梯形OABC的面积为18,可求B,C的坐标,再将O、B两点的坐标代入y=ax2-2ax+b,运用待定系数法即可求出抛物线的解析式;
(2)在两条直线平移的过程中,梯形的上下底发生了改变,但是梯形的高没有变化,仍为3,即y2-y1=3,根据抛物线的解析式,用x1、x2表示出y1、y2,然后联立y2-y1=3,可得到第一个关于x1、x2的关系式①;在两条直线平移过程中,抛物线的对称轴没有变化,用x1、x2以及抛物线的对称轴的解析式表示出梯形上下底的长,进而得到梯形面积的表达式,这样得到另外一个x1、x2的关系式②,联立这两个关系式,得到关于(x2-x1)与S的关系式③,将S=36代入②③的关系式中,即可列方程组求得x1、x2的值,进而可求出点A1的坐标;
(3)要解答此题,首先要弄清几个关键点:
一、当PQ∥AB时,设直线AB与抛物线对称轴的交点为E,可得△DPQ∽△DBE,可用t表示出DP、DQ的长,而E点坐标易求得,根据相似三角形所得比例线段,即可得到此时t的值即t=;
二、当P、Q都停止运动时,显然BC>DM,所以此时t=DM÷1=3.
设直线PQ与直线AB的交点为F,与x轴的交点为G;假设直线PQ、直线AB、x轴围成的三角形与直线PQ、直线AB、抛物线的对称轴围成的三角形相似.显然t=不合题意,舍去,所以分两种情况讨论:①当0<t<时,由题意知△FQE∽△FAG,得∠FGA=∠FEQ,由于BC∥x轴,则∠DPQ=∠FGA=∠FEQ,由此可证得△DPQ∽△DEB,DB、DE的长已求得,可用t表示出DP、DQ的长,根据相似三角形所得比例线段,即可求得此时t的值;
②当<t<3时,方法同①;
在求得t的值后,还要根据各自的取值范围将不合题意的解舍去.

点评:本题考查了二次函数的综合类试题,涉及到:二次函数解析式的确定、等腰梯形的性质、图形面积的求法、相似三角形的判定和性质等重要知识;在(3)题中能够正确地画出图形,并准确地找到所求的三角形是解答此题的关键.
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