如图,平面直角坐标系中,O为坐标原点,等腰梯形ABCD四个顶点都在抛物线y=ax2+bx+c上,其中点A、B在x轴上,点D在y轴上,且CD∥AB,已知S梯形ABCD=8,tan∠DAO=4,点B的坐标为(2,0),点E坐标为(0,-1).
(1)求此抛物线的解析式;
(2)若△OEB从点B开始以个单位每秒的速度沿BD向终点D匀速运动.设运动时间为
t秒,在整个运动过程中,当边OE与线段AD相交时,求运动时间t的取值范围;
(3)能否将△OEB绕平面内某点旋转90°后使得△OEB的两个顶点落在x轴上方的抛物线上?若能,请直接写出旋转中心的坐标;若不能,请说明理由.
网友回答
解:(1)在等腰梯形ABCD中,S梯形ABCD=8,
∴,
∴OD=4,
∴D(0,4),
∵tan∠DAO=4,
∴OA=1,
∴A(-1,0),
把A(-1,0)、B(2,0)、D(0,4)代入y=ax2+bx+c得,
∴.
∴y=-2x2+2x+4.
(2)当点O在线段AD上时,如图,
BB1=t,B1O1=2,B1H=2t,BH=t,
B1G=2-t,O1G=2-(2-t)=t
由△DO1G∽△DAO得
∴,
当点E在线段AD上时,如图,
BB1=t,B1H=2?t,BH=t,
∵B1O1=2,
∴E1G=t,DG=4-(2t-1)=5-2t
由△DO1G∽△DAO得:
∴
∴;
(3)(-2,2)(,)??(3,)???(-1,),
分为3种情况,①旋转后OE在抛物线上;②旋转后OB在抛物线上;③旋转后BE在抛物线上.
1、旋转后OE在抛物线上:
设为O′E′,则O′E′平行于x轴,抛物线y=-2x2+2x+4=-2(x-)2+,对称轴x=,
则x1=-|OE|=-=0,x2=+=1.
则两点为(0,4)、(1,4).
这时分别:1)O′(0,4)、E′(1,4).
然后分两种情况分别作OO',EE'的中垂线,其交点即为其旋转中心.
∵OO′的解析式为y=2,易得,EE′的解析式为y=x-1,则EE′的中点坐标为(1,),
其中垂线解析式为y=-x+b,将(1,)代入解析式得,b=,
则解析式为y=-x+,当y=2时,x=-2.
旋转中心坐标为(-2,2).
2、旋转后OB在抛物线上:
OB∥y轴,则O′B′∥x轴,但抛物线y=-2x2+2x+8=-2(x-)2+,不成立.
3、旋转后BE在抛物线上:
BE边旋转90°后所得线段B'E'与BE垂直,直线斜率kBE=,则kB'E'=-2.
设旋转后B'E'所在直线方程为:y=-2x+m.
抛物线:y=-2x2+2x+4,联立,解方程,得:
(x,y)=(2,m-4-2)或 (x,y)=(2-,m-4+2)
此为两交点坐标,求距离使其等于|BE|=2.有:
|BE|=2,从而有m=11,
两点坐标:(3,5),(1,9).
然后分1)B′(3,5),E′(1,9);2)E′(3,5),B′(1,9)两种情况,
分别作BB′与EE′的垂直平分线,两者交点即为其旋转中心.
综上,同1中解法,共有5种可能性,5个旋转中心,(-2,2),(-4,4)(5,3)(6,3)(-2,3).
解析分析:(1)利用等腰梯形ABCD的面积为8求得点D和点A的坐标,然后利用待定系数法求得二次函数的解析式即可;
(2)当点O在线段AD上时和当点E在线段AD上时,利用△DO1G∽△DAO求得t的值即可;
(3)分为3种情况,①旋转后OE在抛物线上;②旋转后OB在抛物线上;③旋转后BE在抛物线上讨论即可得到有四个不同的旋转中心.
点评:本题考查了二次函数的综合知识,特别是二次函数的知识与旋转、对称、平移等知识的结合更是近几年中考的热点考题之一,难度较大.