在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2+bx+4经过A(-3,0)、B(4,0)两点,且与y轴交于点C,点D在x轴的负半轴上,且BD=BC,有一动点P从点A出发,沿线段AB以每秒1个单位长度的速度向点B移动,同时另一个动点Q从点C出发,沿线段CA以某一速度向点A移动.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)若经过t秒的移动,线段PQ被CD垂直平分,求此时t的值;
(3)该抛物线的对称轴上是否存在一点M,使MQ+MA的值最小?若存在,求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
网友回答
解:(1)∵抛物线y=ax2+bx+4经过A(-3,0),B(4,0)两点,
∴,解得,
∴所求抛物线的解析式为:y=-x2+x+4;
(2)如图1,依题意知AP=t,连接DQ,
∵A(-3,0),B(4,0),C(0,4),
∴AC=5,BC=4,AB=7.
∵BD=BC,
∴AD=AB-BD=7-4,
∵CD垂直平分PQ,
∴QD=DP,∠CDQ=∠CDP.
∵BD=BC,
∴∠DCB=∠CDB.
∴∠CDQ=∠DCB.
∴DQ∥BC.
∴△ADQ∽△ABC.
∴=,
∴=,
∴=,
解得DP=4-,
∴AP=AD+DP=.
∴线段PQ被CD垂直平分时,t的值为;
(3)如图2,设抛物线y=-x2+x+4的对称轴x=与x轴交于点E.点A、B关于对称轴x=对称,连接BQ交该对称轴于点M.
则MQ+MA=MQ+MB,即MQ+MA=BQ,
∵当BQ⊥AC时,BQ最小,此时,∠EBM=∠ACO,
∴tan∠EBM=tan∠ACO=,
∴=,
∴=,解ME=.
∴M(,),即在抛物线y=-x2+x+4的对称轴上存在一点M(,),使得MQ+MA的值最小.
解析分析:(1)由抛物线y=ax2+bx+4经过A(-3,0),B(4,0)两点利用待定系数法可求出a、b、c的值,进而得出抛物线的解析式;(2)由A、B、C三点的坐标求出AC、BC及AB的值,由相似三角形的判定定理得出△ADQ∽△ABC,再由相似三角形的对应边成比例可求出DP的值,进而可得出AP(即t)的值;(3)设抛物线y=-x2+x+4的对称轴x=与x轴交于点E.点A、B关于对称轴x=对称,连接BQ交该对称轴于点M.则MQ+MA=MQ+MB,即MQ+MA=BQ,由于当BQ⊥AC时,BQ最小,此时∠EBM=∠ACO,再由tan∠EBM=tan∠ACO=可求出ME的值,进而得出M点的坐标.
点评:本题考查的是二次函数综合题,涉及到用待定系数法求二次函数的解析式、相似三角形的判定与性质、锐角三角函数的定义等相关知识,难度较大.