问题详情:
如图,在平面直角坐标系中,已知矩形ABCD的三个顶点B(4,0)、C(8,0)、D(8,8).抛物线y=ax2+bx过A、C两点.
(1)直接写出点A的坐标,并求出抛物线的解析式;
(2)动点P从点A出发.沿线段AB向终点B运动,同时点Q从点C出发,沿线段CD向终点D运动.速度均为每秒1个单位长度,运动时间为t秒.过点P作PE⊥AB交AC于点E.
①过点E作EF⊥AD于点F,交抛物线于点G.当t为何值时,线段EG最长?
②连接EQ.在点P、Q运动的过程中,判断有几个时刻使得△CEQ是等腰三角形?请直接写出相应的t值.
【回答】
(1)由于四边形ABCD为矩形,所以A点与D点纵坐标相同,A点与B点横坐标相同;
(2)①根据相似三角形的*质求出点E的横坐标表达式即为点G的横作标表达式.代入二次函数解析式,求出纵标表达式,将线段最值问题转化为二次函数最值问题解答.
②若构成等腰三角形,则三条边中有两条边相等即可,于是可分EQ=QC,EC=CQ,EQ=EC三种情况讨论.若有两种情况时间相同,则三边长度相同,为等腰三角形.
解:(1)因为点B的横坐标为4,点D的纵坐标为8,AD∥x轴,AB∥y轴,所以点A的坐标为(4,8).
将A(4,8)、C(8,0)两点坐标分别代入y=ax2+bx得,
解得a=﹣,b=4.故抛物线的解析式为:y=﹣x2+4x;
(2)①在Rt△APE和Rt△ABC中,tan∠PAE==,即=.
∴PE=AP=t.PB=8﹣t.∴点E的坐标为(4+t,8﹣t).
∴点G的纵坐标为:﹣(4+t)2+4(4+t)=﹣t2+8.∴EG=﹣t2+8﹣(8﹣t)=﹣t2+t.
∵﹣<0,∴当t=4时,线段EG最长为2.
②共有三个时刻.
(①)当EQ=QC时,因为Q(8,t),E(4+t,8﹣t),QC=t,
所以根据两点间距离公式,得:(t﹣4)2+(8﹣2t)2=t2.整理得13t2﹣144t+320=0,
解得t=或t==8(此时E、C重合,不能构成三角形,舍去).
(②)当EC=CQ时,因为E(4+t,8﹣t),C(8,0),QC=t,
所以根据两点间距离公式,得:(4+t﹣8)2+(8﹣t)2=t2.
整理得t2﹣80t+320=0,t=40﹣16,t=40+16>8(此时Q不在矩形的边上,舍去).
(③)当EQ=EC时,因为Q(8,t),E(4+t,8﹣t),C(8,0),
所以根据两点间距离公式,得:( t﹣4)2+(8﹣2t)2=(4+t﹣8)2+(8﹣t)2,
解得t=0(此时Q、C重合,不能构成三角形,舍去)或t=.
于是t1=,t2=,t3=40﹣16.
知识点:二次函数与一元二次方程
题型:综合题