如图所示,平面直角坐标系中,抛物线y=-x2+x+4交y轴于A,分别交X轴的负半轴、正半轴于B、C两点,过点A作AD∥x轴交抛物线于点D,过点D作DE⊥x轴,垂足为点

发布时间:2020-08-15 21:09:45

如图所示,平面直角坐标系中,抛物线y=-x2+x+4交y轴于A,分别交X轴的负半轴、正半轴于B、C两点,过点A作AD∥x轴交抛物线于点D,过点D作DE⊥x轴,垂足为点E.点M是四边形OADE的对角线的交点,点F在y轴负半轴上,且F(0,-2).
(1)当点P、Q分别从C、F两点同时出发,均以每秒1个长度单位的速度沿CB、FA方向运动,点P运动到O时P、Q两点同时停止运动.设运动的时间为t秒.在运动过程中,以P、Q、O、M四点为顶点的四边形的面积为S,求出S与t之间的函数关系式,并写出自变量的取值范围;
(2)在抛物线上是否存在点N,使以B、C、F、N为顶点的四边形是梯形?若存在,直接写出点N的坐标;不存在,说明理由.
(3)在运动过程中,当点P、Q分别从C、F两点同时出发,点P以每秒1个长度单位的速度沿CB方向运动,点Q以某一速度沿FA方向运动,当点P运动时间t=1.5时,∠PDQ=45°,求点Q的运动速度.

网友回答

解:(1)∵抛物线的解析式为y=-x2+x+4,
∴抛物线与y轴于A,可求出A点的作标为:(0,4)、
∵交X轴的负半轴、正半轴于B、C两点,即0=-x2+x+4,
解得:x=-2或6,
∴B(-2,0)、C(6,0),
把y=4代入y=-x2+x+4,
4=-x2+x+4,
∴-x2+x=0,
解得:x=0或4,
∴OE=OA=4,
∴四边形OADE为正方形.连接MQ.
根据题意,可知OE=OA=4,OC=6OB=OF=2,
∴CE=2,
∴CO=FA=6,
∵运动的时间为t,
∴CP=FQ=t,
过M作MN⊥OE于N,则MN=2,
当0≤t<2时,OP=6-t,OQ=2-t,
∴S=S△OQM+S△OPM=(6-t)×2+(6-t)(2-t)=(6-t)(4-t),
∴S=t=t2-5t+12.
当t=2时,Q与O重合,点M、O、P、Q不能构成四边形,
当2<t<6时,连接MO,ME则MO=ME且∠QOM=∠PEM=45°,
∵FQ=CP=t,FO=CE=2,
∴OQ=EP,
∴△QOM≌△PEM,
∴四边形OPMQ的面积S=S△MOE=×4×2=4,
综上所述,当0≤t<2时,S=t2-5t+12;当2<t<6时,S=4.

(2)分三种情况:
①以BF为底边时,经过点C作BF的平行线,与抛物线交于点N的坐标为(1,5);
②以CF为底边时,经过点B作CF的平行线,与抛物线交于点N的坐标为(5,);
③以BC为底边时,经过点F作BC的平行线,与抛物线交于点N的坐标为(2+,-2)或(2-,-2).
故在抛物线上存在点N1(1,5),N2(5,),N3(2+,-2),N4(2-,-2),
使以B、C、F、N为顶点的四边形是梯形;

(3)连接PO并延长,做QW⊥DO与一点W,连接PD,
∵点P运动时间t=1.5时,∠PDQ=45°,∠ODE=45°,
∴∠ODF=∠EDP,∠DEP=∠QWD=90°,
∴△QWD∽△PED,
∴===,
∵OD=4,WQ=WO,
∴=,
解得:WQ=,
∵WQ=WO,∠QWD=90°,
∴利用勾股定理解得:OF=,
∴FQ=2-=,此时Q运动了1.5秒,÷1.5=,
∴点Q的运动速度是每秒个单位长度.
解析分析:(1)由抛物线y=ax2+bx+c交y轴于A,分别交X轴的负半轴、正半轴于B、C两点,可以求出A(0,4)、B(-2,0)、C(6,0)三点,进而判断出四边形OADE为正方形,过M作MN⊥OE于N,则MN=2,由题意可知CP=FQ=t,当0≤t<2时,OP=6-t,OQ=2-t,列出S与t的关系式,当t=2时,Q与O重合,点M、O、P、Q不能构成四边形,当2<t<6时,连接MO,ME则MO=ME且∠QOM=∠PEM=45°,可证三角形全等,进而计算出三角形面积;
(2)若B、C、F、N为顶点的四边形是梯形,则四边形有两边平行,设出N点的坐标,分类讨论两边平行时N点坐标满足的条件,进而求出N点坐标;
(3)首先连接PO并延长,做QW⊥DO与一点W,连接PD,证明△QWD∽△PED,从而得出WQ=,利用勾股定理解得:OF=,进而求出点Q的运动速度.

点评:此题主要考查了二次函数与坐标轴交点的求法,以及梯形的判定方法和相似三角形的判定等知识,学会运用分别类讨论思想,此题有一定的难度,做题时不能粗心大意.
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