如图1,抛物线F1:y=x2的顶点为P,将抛物线F1平移得到抛物线F2,使抛物线F2的顶点Q始终在抛物线F1图象上(点Q不与点P重合),过点Q直线QB∥x轴,与抛物线

发布时间:2020-08-07 18:03:10

如图1,抛物线F1:y=x2的顶点为P,将抛物线F1平移得到抛物线F2,使抛物线F2的顶点Q始终在抛物线F1图象上(点Q不与点P重合),过点Q直线QB∥x轴,与抛物线F1的另一个交点为B,抛物线F1的对称轴交抛物线F2于点A.
(1)猜想四边形ABOQ的形状为______,若四边形ABOQ有一个内角为60°,则此时点Q的坐标为______;
(2)若将“抛物线F1:y=x2”改为“抛物线F1:y=ax2”,其他条件不变,请你在图2中探究(1)中的问题;
(3)在(2)的基础上,若将“抛物线F1:y=ax2”改为“抛物线F1:y=a(x-m)2+n”,请你直接写出点Q的坐标(用含a、m、n的式子表示).

网友回答

解:(1)设平移后的抛物线F2的解析式为:y=(x-R)2+S,(R>0,S>0),
由于F2的顶点(R,S)在抛物线F1的图象上,则有:
S=R2,即抛物线F2:y=(x-R)2+R2,
当x=0时,y=2R2;
设AP与BQ的交点为M,则AM=PM=R2,
所以AP、BQ互相垂直平分,
即四边形ABPQ是菱形;
由于菱形的一个内角是60°,则:
①△AMQ中,∠MAQ=30°时,AM=QM,
即R2=R,
解得R=,此时Q(,3);
②△AMQ中,∠MAQ=60°时,AM=QM,即R2=R,
解得R=,此时Q(,).

(2)设F2:y=a(x-R)2+S,(R>0,S>0),
同(1)可得:S=aR2,
即抛物线F2:y=a(x-R)2+aR2;
当x=0时,y=2aR2;
即AM=PM=aR2,故AP、BQ互相垂直平分,即四边形ABPQ是菱形;
若菱形的一个内角是60°,同(1)可知:
①AM=QM,即aR2=R,解得R=,此时Q(,);
②AM=QM,即aR2=R,解得R=,此时Q(,).

(3)设F2:y=a(x-R)2+S,(R>0,S>0),
同(2)得:S=a(R-m)2+n,即抛物线F2:y=a(x-R)2+a(R-m)2+n,
当x=m时,y=2a(R-m)2+n,
故AM=PM=a(R-m)2,
同理可得四边形ABPQ是菱形;
Q(m+,n+)或(m+,n+).
解析分析:此题3个小题的解法是一致的,首先表示出平移后的抛物线解析式,易知AP垂直平分线段BQ,只需看BQ是否垂直平分AP即可,可将P点横坐标代入平移后的抛物线中,即可得到点A的坐标,然后比较AP的长是否为Q、P纵坐标差的2倍即可;
在证得四边形ABPQ是菱形后,设AP与BQ的交点为M,若菱形的一个内角为60°,那么△AMQ中,∠MAQ=30°或60°,AM、MQ的长可由点A、Q的坐标获得,根据AM=MQ或AM=MQ即可求得点Q的坐标.

点评:此题主要考查了二次函数的性质以及菱形的判定方法,由于题目中大部分数据都是未知数,所以难度较大.
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