如图,已知抛物线经过A(1,0),B(0,3)两点,对称轴是x=-1.
(1)求抛物线对应的函数关系式;
(2)动点Q从点O出发,以每秒1个单位长度的速度在线段OA上运动,同时动点M从O点出发以每秒3个单位长度的速度在线段OB上运动,过点Q作x轴的垂线交线段AB于点N,交抛物线于点P,设运动的时间为t秒.
①当t为何值时,四边形OMPQ为矩形;
②△AON能否为等腰三角形?若能,求出t的值;若不能,请说明理由.
网友回答
解:(1)根据题意,设抛物线的解析式为:y=a(x+1)2+k,
∵点A(1,0),B(0,3)在抛物线上,
∴,
解得:a=-1,k=4,
∴抛物线的解析式为:y=-(x+1)2+4.
(2)①∵四边形OMPQ为矩形,
∴OM=PQ,即3t=-(t+1)2+4,
整理得:t2+5t-3=0,
解得t=,由于t=<0,故舍去,
∴当t=秒时,四边形OMPQ为矩形;
②Rt△AOB中,OA=1,OB=3,∴tanA=3.
若△AON为等腰三角形,有三种情况:
(I)若ON=AN,如答图1所示:
过点N作ND⊥OA于点D,则D为OA中点,OD=OA=,
∴t=;
(II)若ON=OA,如答图2所示:
过点N作ND⊥OA于点D,设AD=x,则ND=AD?tanA=3x,OD=OA-AD=1-x,
在Rt△NOD中,由勾股定理得:OD2+ND2=ON2,
即(1-x)2+(3x)2=12,解得x1=,x2=0(舍去),
∴x=,OD=1-x=,
∴t=;
(III)若OA=AN,如答图3所示:
过点N作ND⊥OA于点D,设AD=x,则ND=AD?tanA=3x,
在Rt△AND中,由勾股定理得:ND2+AD2=AN2,
即(x)2+(3x)2=12,解得x1=,x2=-(舍去),
∴OD=1-x=1-,
∴t=1-.
综上所述,当t为秒、秒、(1-)秒时,△AON为等腰三角形.
解析分析:(1)利用顶点式、待定系数法求出抛物线的解析式;
(2)①当四边形OMPQ为矩形时,满足条件OM=PQ,据此列一元二次方程求解;
②△AON为等腰三角形时,可能存在三种情形,需要分类讨论,逐一计算.
点评:本题考查了二次函数的图象与性质、待定系数法、解一元二次方程、勾股定理、解直角三角形、矩形性质、等腰三角形的性质等知识点,综合性比较强,有一定的难度.第(2)问为运动型与存在型的综合性问题,注意要弄清动点的运动过程,进行分类讨论计算.