如图①,若二次函数y=x2+bx+c的图象与x轴交于A(-2,0),B(3,0)两点,点A关于正比例函数y=x的图象的对称点为C.
(1)求b、c的值;
(2)证明:点C在所求的二次函数的图象上;
(3)如图②,过点B作DB⊥x轴交正比例函数y=x的图象于点D,连结AC,交正比例函数y=x的图象于点E,连结AD、CD.如果动点P从点A沿线段AD方向以每秒2个单位的速度向点D运动,同时动点Q从点D沿线段DC方向以每秒1个单位的速度向点C运动.当其中一个点到达终点时,另一个点随之停止运动,连结PQ、QE、PE.设运动时间为t秒,是否存在某一时刻,使PE平分∠APQ,同时QE平分∠PQC?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由.
网友回答
解:(1)∵点A(-2,0),B(3,0)在抛物线y=x2+bx+c上,
∴,
解得:b=-,c=-.
(2)设点F在直线y=x上,且F(2,).
如答图1所示,过点F作FH⊥x轴于点H,则FH=,OH=2,
∴tan∠FOB==,∴∠FOB=60°.
∴∠AOE=∠FOB=60°.
连接OC,过点C作CK⊥x轴于点K.
∵点A、C关于y=x对称,∴OC=OA=2,∠COE=∠AOE=60°.
∴∠COK=180°-∠AOE-∠COE=60°.
在Rt△COK中,CK=OC?sin60°=2×=,OK=OC?cos60°=2×=1.
∴C(1,-).
抛物线的解析式为:y=x2-x-,当x=1时,y=-,
∴点C在所求二次函数的图象上.
(3)假设存在.
如答图1所示,在Rt△ACK中,由勾股定理得:AC===.
如答图2所示,∵OB=3,∴BD=3,AB=OA+OB=5.
在Rt△ABD中,由勾股定理得:AD===2.
∵点A、C关于y=x对称,
∴CD=AD=2,∠DAC=∠DCA,AE=CE=AC=.
连接PQ、PE,QE,则∠APE=∠QPE,∠PQE=∠CQE.
在四边形APQC中,∠DAC+∠APQ+∠PQC+∠DCA=360°,(四边形内角和等于360°)
即2∠DAC+2∠APE+2∠CQE=360°,
∴∠DAC+∠APE+∠CQE=180°.
又∵∠DAC+∠APE+∠AEP=180°,(三角形内角和定理)
∴∠AEP=∠CQE.
在△APE与△CEQ中,∵∠DAC=∠DCA,∠AEP=∠CQE,
∴△APE∽△CEQ,
∴,即:,
整理得:2t2-t+3=0,
解得:t=或t=(t>,故舍去)
∴存在某一时刻,使PE平分∠APQ,同时QE平分∠PQC,此时t=.
解析分析:(1)利用待定系数法求出b,c的值;
(2)如答图1所示,关键是求出点C的坐标.首先求出直线y=x与x轴所夹锐角为60°,则可推出在Rt△CEK中,∠COK=60°,解此直角三角形即可求出点C的坐标;
(3)如答图2所示,关键是证明△APE∽△CEQ.根据∠DAC=∠DCA,∠AEP=∠CQE,证明△APE∽△CEQ,根据相似线段比例关系列出方程,解方程求出时间t的值.
点评:本题是二次函数压轴题,考查了二次函数的图象与性质、正比例函数的图象与性质、待定系数法、对称、解直角三角形、相似三角形的判定与性质、解一元二次方程等知识点.试题的难点在于第(3)问,图形中线段较多关系复杂,难以从中发现有效的等量关系,证明△APE∽△CEQ是解题关键.