如图,在△ABC中,AB=BC=2,高BE=,在BC边的延长线上取一点D,使CD=3.
(1)现有一动点P由A沿AB移动,设AP=t,S△PCD=S,求S与t之间的关系式及自变量t的取值范围.
(2)在(1)的条件下,当时,过点C作CH⊥PD于H,设K=7CH:9PD.求证:关于x的二次函数的图象与x轴的两个交点关于原点对称.
(3)在(1)的条件下,是否存在正实数t,使PD边上的高?如果存在,请求出t的值;如果不存在,请说明理由.
网友回答
(1)解:过点P作PF⊥BD于点F.
∵AB=BC=2,高BE=,
∴由锐角三角函数,得∠A=60°,
∴△ABC是等边三角形,
∴∠B=60°,
∴∠BPF=30°.
∵AP=t,
∴PB=2-t,
∴PF=(2-t),
∴S=×3×(2-t),
=-t+(0≤t≤2);
(2)证明:∵,
∴PB=2-=,
∴PB=,PF=,CF=,
∴DF=3+=,
在Rt△PFD中由勾股定理得
DP=,
=,
在△PCD中××3=×CH,
解得CH=,
K==,
∴,
,
当y=0时,解得x=,
∴抛物线与x轴的两个交点坐标分别为:,
∴原二次函数的图象与x轴的交点关于原点对称;
(3)解:不存在正实数P.
∵CH⊥DP,且
∴∠D=30°
∴DP=2PF=(2-t),DF=2-+3=
由勾股定理得
解得t1=7不符合题意应舍去.
t2=-不符合题意应舍去.
∴当CH=1.5时,求出的t的值不满足题意要求.
解析分析:(1)要求s与t的函数关系式,只要表示出DC边上的高就可以了,而CD边上的高可以用三角函数表述出来.因为很容易证明△ABC是正三角形.AP的取值范围是0≤PD≤2.
(2)要求证二次函数与x轴的交点关于原点对称,只要求出抛物线与x轴的交点坐标,要求交点坐标就要求出k值,要求k值就要求出CH、PD的值,可以利用三角形的面积公式和勾股定理求出,从而的解.
(3)当CH=1.5时,利用勾股定理建立方程,从而求出t的值,确定t的值满足不满足题意要求.
点评:本题是一道二次函数的综合试题,考查了求二次函数的解析式,轴对称、三角函数值、勾股定理以及问题的存在性等多个知识点,且计算量比较大,对学生的计算能力有较高的要求.