如图,在平面直角坐标系xOy中,点B的坐标为(0,2),点D在x轴的正半轴上,∠ODB=30°,OE为△BOD的中线,过B、E两点的抛物线与x轴相交于A、F两点(A在

发布时间:2020-08-08 07:29:58

如图,在平面直角坐标系xOy中,点B的坐标为(0,2),点D在x轴的正半轴上,∠ODB=30°,OE为△BOD的中线,过B、E两点的抛物线与x轴相交于A、F两点(A在F的左侧).
(1)求抛物线的解析式;
(2)等边△OMN的顶点M、N在线段AE上,求AE及AM的长;
(3)点P为△ABO内的一个动点,设m=PA+PB+PO,请直接写出m的最小值,以及m取得最小值时,线段AP的长.

网友回答

解:(1)过E作EG⊥OD于G
∵∠BOD=∠EGD=90°,∠D=∠D,
∴△BOD∽△EGD,
∵点B(0,2),∠ODB=30°,
可得OB=2,;
∵E为BD中点,

∴EG=1,

∴点E的坐标为
∵抛物线经过B(0,2)、两点,
∴,
可得;
∴抛物线的解析式为;

(2)∵抛物线与x轴相交于A、F,A在F的左侧,
∴A点的坐标为
∴,
∴在△AGE中,∠AGE=90°,
过点O作OK⊥AE于K,
可得△AOK∽△AEG




∵△OMN是等边三角形,
∴∠NMO=60°
∴;
∴,或;

(3)如图;
以AB为边做等边三角形AO′B,以OA为边做等边三角形AOB′;
易证OE=OB=2,∠OBE=60°,则△OBE是等边三角形;
连接OO′、BB′、AE,它们的交点即为m最小时,P点的位置(即费马点);
∵OA=OB′,∠B′OB=∠AOE=150°,OB=OE,
∴△AOE≌△B′OB;
∴∠B′BO=∠AEO;
∵∠BOP=∠EOP′,而∠BOE=60°,
∴∠POP'=60°,
∴△POP′为等边三角形,
∴OP=PP′,
∴PA+PB+PO=AP+OP′+P′E=AE;
即m最小=AE=;
如图;作正△OBE的外接圆⊙Q,
根据费马点的性质知∠BPO=120°,则∠PBO+∠BOP=60°,而∠EBO=∠EOB=60°;
∴∠PBE+∠POE=180°,∠BPO+∠BEO=180°;
即B、P、O、E四点共圆;
易求得Q(,1),则H(,0);
∴AH=;
由割线定理得:AP?AE=OA?AH,
即:AP=OA?AH÷AE=×÷=.
故:m可以取到的最小值为
当m取得最小值时,线段AP的长为.

解析分析:(1)已知点B的坐标,可求出OB的长;在Rt△OBD中,已知了∠ODB=30°,通过解直角三角形即可求得OD的长,也就得到了点D的坐标;由于E是线段BD的中点,根据B、D的坐标即可得到E点的坐标;将B、E的坐标代入抛物线的解析式中,即可求得待定系数的值,由此确定抛物线的解析式;
(2)过E作EG⊥x轴于G,根据A、E的坐标,即可用勾股定理求得AE的长;
过O作AE的垂线,设垂足为K,易证得△AOK∽△AEG,通过相似三角形所得比例线段即可求得OK的长;在Rt△OMK中,通过解直角三角形,即可求得MK的值,而AK的长可在Rt△AEK中由勾股定理求得,根据AM=AK-KM或AM=AK+KM即可求得AM的长;
(3)由于点P到△ABO三顶点的距离和最短,那么点P是△ABO的费马点,即∠APO=∠OPB=∠APB=120°;易证得△OBE是等边三角形,那么PA+PO+PB的最小值应为AE的长;求AP的长时,可作△OBE的外切圆(设此圆为⊙Q),那么⊙Q与AE的交点即为m取最小值时P点的位置;设⊙Q与x轴的另一交点(O点除外)为H,易求得点Q的坐标,即可得到点H的坐标,也就得到了AH的长,相对于⊙Q来说,AE、AH都是⊙Q的割线,根据割线定理即可求得AP的长.


点评:此题是二次函数的综合类试题,涉及到二次函数解析式的确定、等边三角形的性质、解直角三角形以及费马点位置的确定和性质,能力要求极高,难度很大.
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