如圖①,已知△ABC的三個頂點座標分別為A(﹣1,0)、B(3,0)、C(0,3),直線BE交y軸正半軸於點E...
問題詳情:
如圖①,已知△ABC的三個頂點座標分別為A(﹣1,0)、B(3,0)、C(0,3),直線BE交y軸正半軸於點E.
(1)求經過A、B、C三點的拋物線解析式及頂點D的座標;
(2)連接BD、CD,設∠DBO=α,∠EBO=β,若tan (α﹣β)=1,求點E的座標;
(3)如圖②,在(2)的條件下,動點M從點C出發以每秒個單位的速度在直線BC上移動(不考慮點M與點C、B重合的情況),點N為拋物線上一點,設點M移動的時間為t秒,在點M移動的過程中,以E、C、M、N四個點為頂點的四邊形能否成為平行四邊形?若能,直接寫出所有滿足條件的t值及點M的個數;若不能,請説明理由.
【回答】
【考點】HF:二次函數綜合題.
【分析】(1)用待定係數法求出求出拋物線解析式,再配成頂點式,求出頂點座標;
(2)方法一:先求出∠DBE=45°,再構造出等腰直角三角形,由兩腰相等建立方程求出點E的座標;
方法二:先判斷出∠BCD=90°,進而得出△OBE∽△CBD,即可求出OE即可得出結論;
(3)分兩種情況討論計算①CE為平行四邊形的邊,用MN=CE建立方程求出點M座標,從而求出時間t,
②利用平行四邊形的對角線互相平分,藉助中點座標建立方程組求出點M座標即可.
【解答】解:(1)經過A(﹣1,0)、B(3,0)、C(0,3)三點的拋物線,
∴設拋物線解析式為y=a(x+1)(x﹣3),
∵點C(0,3)在拋物線上,
∴3=﹣3a,
∴a=﹣1
∴拋物線解析式為y=﹣(x+1)(x﹣3)=﹣(x﹣1)2+4,
∴拋物線的頂點座標為D(1,4),
(2)方法一:∵tan (α﹣β)=1,
∴α﹣β=45°,
∵∠DBO=α,∠EBO=β,
∴∠DBE=45°,
如圖1,
過點E作EF⊥BD於F,
∴EF=BF,
∵B(3,0),D(1,4),
∴直線BD解析式為y=﹣2x+6①,
設點E(0,b),
∵EF⊥BD,
∴直線EF解析式為y=x+b②,
聯立①②解方程組得,x=,y=(2b+3),
∴F(,(2b+3)),
∴EF2=[(6﹣B)]2+[(2b+3)﹣b]2=(6﹣b)2,FB2=[﹣3]2+[(2b+3)]2=[(2b+3)]2,
∵EF=FB,
∴EF2=FB2,
∴(6﹣b)2=[(2b+3)]2,
∴b=﹣9(舍)或b=1,
∴E(0,1),
方法二、∵tan (α﹣β)=1,
∴α﹣β=45°,
∵∠DBO=α,∠EBO=β,
∴∠DBE=45°,
∵C(0,3),B(3,0),
∴OB=OC,
∴∠OBC=45°,
∴∠CBD=∠OBE,
∵B(3,0),C(0,3),D(1,4),
∴OB=3,BC2=18,CD2=2,BD2=20,
∴BC2+CD2=BD2,
∴△BCD是直角三角形,
∴∠BCD=90°=∠BOE,
∵∠CBD=∠OBE,
∴△OBE∽△CBD,
∴,
∴,
∴OE=1,
∴E(0,1),
(3)能,
理由:∵B(3,0),C(0,3),
∴直線BC解析式為y=﹣x+3,
設點M(m,﹣m+3),
∵E、C、M、N四個點為頂點的四邊形為平行四邊形,
∴分CE為邊和CE為對角線進行計算,
①如圖2,
當CE是平行四邊形的邊時,MN∥CE,MN=CE,
過M作MN∥CE交拋物線於N,
∵點N在拋物線上,
∴N(m,﹣m2+2m+3),
∴MN=|﹣m2+2m+3﹣(﹣m+3)|=|m2﹣3m|,
∵C(0,3),E(0,1),
∴CE=2,
∵MN=CE,
∴|m2﹣3m|=2,
∴m=或m=1或m=2,
∴M(,)或(,)或(1,2)或(2,1);
∵C(0,3)
當M(,)時,CM=,
∴t==,
當M(,)時,
同理:t=,
當M(1,2)時,CM=,
∴t=,
當M(2,1)時,CM=2,
∴t=2=2,
②當CE是平行四邊形的對角線時,MN與CE互相平分,
∵C(0,3),E(0,1),
∴線段CE的中點座標為(0,2),
∵M(m,﹣m+3),
∴CM==|m|,
∴t=|m|=|m|
∵點N在拋物線y=﹣x2+2x+3上,
設點N(n,﹣n2+2n+3),
利用中點座標得,, =2,
∴或,
∴M(﹣,)或(﹣,),
當M(﹣,)時,
∴t=
當M(﹣,)時,
∴t=;
即:滿足條件的t的值為或或1或2.點M共有6個.
知識點:二次函數與一元二次方程
題型:解答題