如图,抛物线F:y=ax2+bx十c(a<0)与y轴交相交于点C(0.t).直线CD经过点C且平行于x轴,设直线CD与抛物线F的交点为点C、D.抛物线F与x轴的交点为点A,B,连接AC、BC.
(1)当a=-,b=-,t=2时,探究△ABC的形状,并说明理由.
(2)若△ABC为直角三角形,求t的值(用含a的式子表示).
(3)在(2)的条件下,若点B关于y轴的对称点B′.且BB′=BC,连接AD,求梯形ABCD的面积(用含a的式子表示).
网友回答
解:(1)当a=-,b=-,t=2时,△ABC是直角三角形.理由如下:
由题意,得-x2-x+2=0,
解得x1=1,x2=-4,
∴A(-4,0),B(1,0),AB=5,
又∵C(0,2),OC⊥AB,
∴AC2=OA2+OC2=16+4=20,BC2=OB2+OC2=1+4=5,
∴AC2+BC2=20+5=25=AB2,
∴∠ACB=90°,
∴△ABC是直角三角形;
(2)∵△ABC为直角三角形,
∴∠ACB=90°,
∵OC⊥AB,
∴∠AOC=∠COB=90°,∠OAC=∠OCB=90°-∠OCA,
∴△AOC∽△COB,
∴OA:OC=OC:OB,
∴OC2=OA?OB.
设抛物线y=ax2+bx十c与x轴的交点A的坐标为(x1,0),B的坐标为(x2,0),
则x1?x2==,
∴t2=-x1?x2=-,
解得t1=-,t2=0(不合题意舍去),
故所求t的值为-;
(3)如图,连接B′C、B′D.
∵点B关于y轴的对称点B′,
∴BC=B′C,
∵BB′=BC,
∴BB′=BC=B′C,
∴∠CBB′=∠BCB′=60°,
∴∠ACB′=∠ACB-∠BCB′=90°-60°=30°,
∴∠B′AC=∠CB′B-∠ACB′=60°-30°=30°,
∴∠ACB′=∠B′AC,
∴AB′=B′C=B′B,
∴B′为AB中点,B′在对称轴上.
易证△AB′D、△B′CD、△B′BC是全等的等边三角形,
∴梯形ABCD的面积=△B′BC面积的3倍=△OBC面积的6倍.
∵在Rt△OBC中,∠BOC=90°,∠OBC=60°,OC=t=-,
∴OB==-=-,
∴梯形ABCD的面积=6××(-)×(-)=.
解析分析:(1)先将a=-,b=-,t=c=2代入y=ax2+bx+c,再令y=0,得-x2-x+2=0,解方程求出x1=1,x2=-4,得到A、B两点的坐标,且求出AB=5,再根据勾股定理分别计算出AC2、BC2,然后根据勾股定理的逆定理即可判断△ABC是直角三角形;
(2)由于∠CAB与∠CBA都是锐角,所以当△ABC为直角三角形时,∠ACB=90°,根据两角对应相等的两三角形相似得出△AOC∽△COB,由相似三角形对应边成比例得到OC2=OA?OB.设抛物线y=ax2+bx十c与x轴的交点A的坐标为(x1,0),B的坐标为(x2,0),根据一元二次方程根与系数的关系得出x1?x2==,则t2=-x1?x2=-,解方程求出t的值即可;
(3)连接B′C,先由轴对称的性质及BB′=BC,得出△BCB′是等边三角形,再证明∠ACB′=∠B′AC=30°,得出B′为AB中点,B′在对称轴上.易证△AB′D、△B′CD、△B′BC是全等的等边三角形,则梯形ABCD的面积=△B′BC面积的3倍=△OBC面积的6倍,解Rt△OBC,得出OB==-,则梯形ABCD的面积可求.
点评:本题是二次函数的综合题型,其中涉及到的知识点有二次函数与一元二次方程的关系,勾股定理及其逆定理,相似三角形、等边三角形、全等三角形的判定与性质,轴对称的性质,解直角三角形,梯形的面积,综合性较强,难度适中,运用数形结合思想是解题的关键.