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如图,把两个全等的Rt△AOB和Rt△COD分别置于平面直角坐标系中,使直角边O...

如图,把两个全等的Rt△AOB和Rt△COD分别置于平面直角坐标系中,使直角边OB、OD在x轴上.已知点A(1,2),过A、C两点的直线分别交x轴、y轴于点E、F.抛物线y=ax2+bx+c经过O、A、C三点.
(1)求该抛物线的函数解析式;
(2)点P为线段OC上一个动点,过点P作y轴的平行线交抛物线于点M,交x轴于点N,问是否存在这样的点P,使得四边形ABPM为等腰梯形?若存在,求出此时点P的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)若△AOB沿AC方向平移(点A始终在线段AC上,且不与点C重合),△AOB在平移过程中与△COD重叠部分面积记为S.试探究S是否存在最大值?若存在,求出这个最大值;若不存在,请说明理由.
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(1)抛物线y=ax2+bx+c经过点O、A、C,利用待定系数法求抛物线的解析式; (2)根据等腰梯形的性质,确定相关点的坐标以及线段长度的数量关系,得到一元二次方程,求出t的值,从而可解.结论:存在点P(,),使得四边形ABPM为等腰梯形; (3)本问关键是求得重叠部分面积S的表达式,然后利用二次函数的极值求得S的最大值.解答中提供了三种求解面积S表达式的方法,殊途同归,可仔细体味. 【解析】 (1)∵抛物线y=ax2+bx+c经过点O、A、C, 可得c=0,∴, 解得a=,b=, ∴抛物线解析式为y=x2+x. (2)设点P的横坐标为t,∵PN∥CD,∴△OPN∽△OCD,可得PN= ∴P(t,),∵点M在抛物线上,∴M(t,t2+t). 如解答图1,过M点作MG⊥AB于G,过P点作PH⊥AB于H, AG=yA-yM=2-(t2+t)=t2-t+2,BH=PN=. 当AG=BH时,四边形ABPM为等腰梯形, ∴t2-t+2=, 化简得3t2-8t+4=0,解得t1=2(不合题意,舍去),t2=, ∴点P的坐标为(,) ∴存在点P(,),使得四边形ABPM为等腰梯形. (3)如解答图2,△AOB沿AC方向平移至△A′O′B′,A′B′交x轴于T,交OC于Q,A′O′交x轴于K,交OC于R. 求得过A、C的直线为yAC=-x+3,可设点A′的横坐标为a,则点A′(a,-a+3), 易知△OQT∽△OCD,可得QT=, ∴点Q的坐标为(a,). 解法一: 设AB与OC相交于点J, ∵△A′RQ∽△AOJ,相似三角形对应高的比等于相似比,∴= ∴HT===2-a, KT=A′T=(3-a),A′Q=yA′-yQ=(-a+3)-=3-a. S四边形RKTQ=S△A′KT-S△A′RQ =KT•A′T-A′Q•HT =••(3-a)-•(3-a)•(-a+2) =a2+a-=(a-)2+ 由于<0, ∴在线段AC上存在点A′(,),能使重叠部分面积S取到最大值,最大值为. 解法二: 过点R作RH⊥x轴于H,则由△ORH∽△OCD,得  ① 由△RKH∽△A′O′B′,得   ② 由①,②得KH=OH, OK=OH,KT=OT-OK=a-OH   ③ 由△A′KT∽△A′O′B′,得, 则KT=    ④ 由③,④得=a-OH,即OH=2a-2,RH=a-1,所以点R的坐标为R(2a-2,a-1) S四边形RKTQ=S△QOT-S△ROK=•OT•QT-•OK•RH =a•a-(1+a-)•(a-1) =a2+a-=(a-)2+ 由于<0, ∴在线段AC上存在点A′(,),能使重叠部分面积S取到最大值,最大值为. 解法三: ∵AB=2,OB=1,∴tan∠O′A′B′=tan∠OAB=, ∴KT=A′T•tan∠O′A′B′=(-a+3)•=a+, ∴OK=OT-KT=a-(a+)=a-, 过点R作RH⊥x轴于H, ∵cot∠OAB=tan∠RKH==2, ∴RH=2KH 又∵tan∠OAB=tan∠ROH===, ∴2RH=OK+KH=a-+RH, ∴RH=a-1,OH=2(a-1), ∴点R坐标R(2a-2,a-1) S四边形RKTQ=S△A′KT-S△A′RQ=•KT•A′T-A′Q•(xQ-xR) =••(3-a)-•(3-a)•(-a+2) =a2+a-=(a-)2+ 由于<0, ∴在线段AC上存在点A′(,),能使重叠部分面积S取到最大值,最大值为.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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