如图,抛物线y=-x2+bx+c交x轴于A、B两点,交y轴于点C,且抛物线的对称轴为直线x=1,设∠ABC=α,且cosα=.
(1)求这条抛物线的函数关系式;
(2)动点P从点A出发,沿A→B→C方向,向点C运动;动点Q从点B出发,沿射线BC方向运动.若P、Q两点同时出发,运动速度均为1个单位长度/秒,当点P到达点C时,整个运动随之结束,设运动时间为t秒.
①试求△APQ的面积S与t之间的函数关系式,并指出自变量t的取值范围;
②在运动过程中,是否存在这样的t的值,使得△APQ是以AP为一腰的等腰三角形?若存在,请求出所有符合条件的t的值;若不存在,请说明理由.
网友回答
解:(1)-=1,-=1,b=,
∴y=-x2+x+c;
∵C(0,c),
∴OC=c,
∵cosα=,
∴tanα=;
∴OB=c,
∴B(c,0),
代入解析式中,得:0=-×c2+×x+c,c=6;
∴y=-x2+x+6;
令y=0,x2-2x-48=0,x=8或x=-6;
∴A(-6,0),B(8,0),C(0,6).
(2)①1°如图1,0<t≤14;
则S=t×t,即S=t2;
2°如图2,14≤t≤24;
∵PQ=AB=6+8=14,AH=AB=,
∴S=×14×=;
故S=.
②1°如图3,0<t≤14;
a、AP=AQ,则AP2=AQ2,
∴t2=(t)2+(14-t)2,
解得t=;
b、AP=PQ,则AP2=PQ2,
∴t2=(t)2+[t-(14-t)]2,
解得t=14或t=(不合题意,舍去);
∴t=14.
2°如图4,14≤t≤24,
a、AP=AQ,则AP2=AQ2,
[(t-14)]2-[14-(t-14)?t]2=(t)2+(14-t)2,
解得t=;
b、AP=PQ,则AP2=PQ2,
[(t-14)]2+[14-(t-14)?]2=142,
解得t=(不合题意,舍去)或t=14,
∴t=14;
综上可知:t=或t=或t=14时,△APQ是以AP为腰的等腰三角形.
解析分析:(1)根据抛物线的对称轴可求得b的值;然后用c表示出C点坐标,根据∠α的余弦值可求得∠α正弦值,进而可用c表示出点B的坐标,由于抛物线的图象经过点B,将B点坐标代入抛物线的解析式中,即可求得c的值,从而确定该抛物线的解析式.
(2)①此题应分两种情况讨论:
1°当P在线段AB上,即0<t≤14时,可用t表示出AP、BQ的长,根据∠α的正弦值,可用BQ表示出AP边上的高,进而可由三角形的面积公式得到S、t的函数关系式;
2°当P在线段BC上,即14≤t≤24时,由于P、Q的速度相同,所以PQ的长不变,而A到直线BC的距离也是定植,所以此时的S值不变.
②同①也分两种情况考虑:1、点P在线段AB上,2、点P在线段BC上;可分别用t表示出AP、PQ、AQ的长,然后根据AP=PQ或AP=AQ两种不同等量关系列出关于t的方程,进而求得t的值.
点评:此题主要考查了二次函数解析式的确定、解直角三角形、图形面积的求法以及等腰三角形的构成条件等重要知识;在涉及动点问题时,一定要注意分类讨论思想的运用,以免漏解.