如图,在平面直角坐标系中,已知点B(,0)、A(m,0)(0<m<),以AB为边在x轴下方作正方形ABCD,点E是线段OD与正方形ABCD的外接圆的交点,连接BE与AD相交于点F.
(1)求证:BF=DO;
(2)若,试求经过B、F、O三点的抛物线l的解析式;
(3)在(2)的条件下,将抛物线l在x轴下方的部分沿x轴翻折,图象的其余部分保持不变,得到一个新图象,若直线BE向上平移t个单位与新图象有两个公共点,试求t的取值范围.
网友回答
解:(1)∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=AD,∠BAF=∠DAO=90°
在△ABF和△ADO中
∵∠ABF=∠ADO,AB=AD,∠BAF=∠DAO
∴△ABF≌△ADO
∴BF=DO;
(2)∵A(m,0),B(),
∴AO=m,BO=,AB=m,
∵弧AE=弧DE,
∴∠EBO=∠EBD,
∵∠DAB=90°,
∴BD为直径∴∠BEO=∠BED=90°,
又∵BE=BE,
∴△BEO≌△BED,
∴BD=BO=,
在Rt△BCD中BD=AB,
∴=,
∴m=,
∵△ABF≌△ADO,
∴AF=AO=m=,
∴F点的坐标为,
∵抛物线l经过O(0,0),B(),
设l的解析式为,
将F代入得:,
∴抛物线l的解析式为;
(3)①如图,设直线BE与y轴相交于G,向上平移直线BE使平移后的直线经过原点O,由图象知,在平移前直线BE与新图象有1个公共点,平移到经过点O时与新图象有3个公共点.∴0<t<OG
设直线BE的解析式为y=kx+m,将B(),F代入易求出:,
当x=0时,,
∴,
此时t的取值范围是:.
②如图,当直线BE向上平移至于抛物线相切后再向上平移时,直线BE与图象的交点又变为两个,设相切时直线BE的解析式为,则方程组有一个解,
于是方程有两个相等的实数根,求出,
此时直线BE的解析式为,
直线BE与y轴的交点为(0,),
∴此时t的取值范围是:.
综上所述:t的取值范围为:或.
解析分析:(1)本题可通过全等三角形来证简单的线段相等,三角形ABF和ADO中,根据圆周角定理可得出∠ABF=∠ADO,已知了一组直角和AB=AD,因此两三角形全等,即可得出BF=OD的结论;
(2)如果G是三角形BDO的外心,根据三角形外心定义可知BE必垂直平分OD,因此三角形BOD是等腰三角形.在等腰直角三角形ABD中,BD=BO=2,AB=OB-OA=2+m,因此可根据AB、BD的比例关系求出m的值,即可得出OA的长,而在(1)得出的全等三角形中,可得出OA=FG,据此可求出F点坐标.已知了B、F、O三点坐标,可用待定系数法求出抛物线的解析式;
(3)当直线BE与y轴相交于G,向上平移直线BE使平移后的直线经过原点O,由图象知,在平移前直线BE与新图象有1个公共点,平移到经过点O时与新图象有3个公共点,并且0<t<OG,利用已知条件求出OG的长即可求出t的取值范围;当直线BE向上平移至于抛物线相切后再向上平移时,直线BE与图象的交点又变为两个,设相切时直线BE的解析式为,求出方程组的解,进而求出t的取值范围.
点评:本题考查了二次函数的性质,二次函数和圆的交点问题,以及正方形的性质和全等三角形的判定和全等三角形的性质,本题有一定的难度,综合性也比较强,有一定的新意,第3小问有些难度,有一定的能力要求,解这种题时需冷静地分析题意,找到切入点不会很难.