已知抛物线y=ax2+bx+1经过点A(1,3)和点B(2,1).
(1)求此抛物线解析式;
(2)点C、D分别是x轴和y轴上的动点,求四边形ABCD周长的最小值;
(3)过点B作x轴的垂线,垂足为E点.点P从抛物线的顶点出发,先沿抛物线的对称轴到达F点,再沿FE到达E点,若P点在对称轴上的运动速度是它在直线FE上运动速度的倍,试确定点F的位置,使得点P按照上述要求到达E点所用的时间最短.(要求:简述确定F点位置的方法,但不要求证明)
网友回答
解:(1)依题意:,
解得;
∴抛物线的解析式为y=-2x2+4x+1.
(2)点A(1,3)关于y轴的对称点A'的坐标是(-1,3),
点B(2,1)关于x轴的对称点B'的坐标是(2,-1);
由对称性可知AB+BC+CD+DA=AB+B'C+CD+DA'≥AB+A'B',
由勾股定理可求AB=,A'B'=5.
所以,四边形ABCD周长的最小值是.
(3)确定F点位置的方法:过点E作直线EG使对称轴到直线EG成45°角,
则EG与对称轴的交点为所求的F点;
设对称轴于x轴交于点H;
在Rt△HEF中,由HE=1,∠FHE=90°,∠EFH=45°,
得HF=1.
所以,点F的坐标是(1,1).
解析分析:(1)将A、B的坐标代入抛物线的解析式中,通过联立方程组即可求得待定系数的值,从而确定该抛物线的解析式.
(2)取A关于y轴的对称点A′,取B关于x轴的对称点B′,根据轴对称和两点间线段最短可得:此时A′B′的长即为AD+CD+BC的最小值,易求得A′、B′的坐标,即可得到线段A′B′的长,那么AB+A′B′即为四边形ABCD的最小周长.
(3)由于点P在对称轴上的运动速度较快,因此尽量使用这个速度可以使点P到E点的时间最少;由于点P在对称轴上的速度是P在直线FE上的倍,因此只有当△FHE(设对称轴与x轴的交点为H)为等腰直角三角形时,从F→H→E和F→E所用时间相同,因此可过E作直线FE使得EF与对称轴的夹角为45°,那么此时直线EF与对称轴的交点就是所求的点F,易求得AH的长,而EH=FH=1,由此可求得F点的坐标.
点评:此题考查了二次函数解析式的确定以及平面展开-最短路径问题;(3)题中,能够抓住点P在对称轴和直线FE上的速度关系,是判断F点位置的关键.