如图,在平面直角坐标系xOy中,点B的坐标为(0,2),点D在x轴的负半轴上,∠ODB=30°,OE为△BOD的中线,过B、E两点的抛物线y=ax2-x+c与x轴相交于A、F两点(A在F的右侧).
(1)求抛物线的解析式;
(2)点P是上述抛物线上一动点,若由点D、O、E、P构成四边形为梯形,则这样的点P有几个?试求出其中两个点P的坐标;
(3)等边△OMN的顶点M、N在线段AE上,求AE及AM的长.
网友回答
解:(1)∵点B(0,2),
∴OB=2,
∵∠ODB=30°,
∴OD=OB?cot30°=2,
∵E为BD中点,
∴点E的坐标为(-,1),
∵抛物线y=ax2-x+c经过B(0,2)、E(-,1),
∴,
解得,
∴抛物线的解析式为y=-x2-x+2;
(2)∵点B(0,2),D(-2,0),
∴直线BD的解析式为y=x+2,
∵点E(-,1),
∴直线OE的解析式为y=-x,
①EP∥OD时,点P的纵坐标与点E的纵坐标相同,为1,
∵点P在抛物线上,
∴-x2-x+2=1,
解得x1=-(为点E,舍去),x2=,
∴点P的坐标为(,1),
②DP∥OE时,设直线DP的解析式为:y=-x+m,
则-×(-2)+m=0,
解得m=-2,
所以,直线DP的解析式为y=-x-2,
联立,
解得,,
所以,点P的坐标为(,)或(,),
③OP∥DE时,直线OP的解析式为y=x,
联立,
解得,,
∴点P的坐标为(,)或(,),
∴点P有5个,为P1(,1),P2(,),P3(,),P4(,),P5(,);
(3)令y=0,则-x2-x+2=0,
整理得,3x2+x+12=0,
解得x1=-,x2=,
∵抛物线与x轴相交于A、F,A在F的左侧,
∴A点的坐标为(,0),
过点E作EG⊥OD于G,∵点E(-,1),
∴OG=,EG=1,
∴AG=+=2,
在Rt△AEG中,AE===;
过点O作OK⊥AE于K,
则sin∠EAG==,
即=,
解得OK=,
cos∠EAG==,
即=,
解得AK=,
∵△OMN是等边三角形,
∴KM=OK?cot60°=×=,
∴AM=AK+KM=+=,
或AM=AK-KM=-=.
解析分析:(1)解直角三角形求出OD的长度,再根据点E是BD的中点求出点E的坐标,然后利用待定系数法求二次函数解析式解答;
(2)利用待定系数法求一次函数解析式求出直线BD、OE的解析式,然后分①EP∥OD时,点P的纵坐标与点E的纵坐标相同,代入抛物线计算即可求出点P的横坐标,②DP∥OE时,根据平行直线的解析式的k值相等求出DP的解析式,再与抛物线解析式联立求解即可;③OP∥DE时,先求出直线OP的解析式,再与抛物线解析式联立求解即可;
(3)令y=0,利用抛物线解析式求出点A的坐标,过点E作EG⊥OD于G,求出AG、EG,再利用勾股定理列式计算即可求出AE的长;过点O作OK⊥AE于K,利用∠EAG的正弦值列式求出OK,余弦值列式求出AK,再根据等边三角形的性质求出KM的长度,然后分点M在点K的左边与右边两种情况解答.
点评:本题是二次函数综合题型,主要考查了待定系数法求函数解析式(包括二次函数解析式与一次函数解析式),联立两函数解析式求交点坐标,等边三角形的性质,解直角三角形,题目难度较大,且运算量较大,需要分情况讨论是最大的难点.