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  【如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=x2-x-10与y轴的交点为点B,过点B作x轴的平行线BC,交抛物线于点C,连接AC.现有两动点P,Q分别从O,C两点同时出发,点P以每秒4个单位的速度沿OA向终】

  如图,在平面直角坐标系xOy中,抛物线y=x2-x-10与y轴的交点为点B,过点B作x轴的平行线BC,交抛物线于点C,连接AC.现有两动点P,Q分别从O,C两点同时出发,点P以每秒4个单位的速度沿OA向终点A移动,点Q以每秒1个单位的速度沿CB向点B移动,点P停止运动时,点Q也同时停止运动,线段OC,PQ相交于点D,过点D作DE∥OA,交CA于点E,射线QE交x轴于点F.设动点P,Q移动的时间为t(单位:秒).

  (1)求A,B,C三点的坐标和抛物线的顶点的坐标;

  (2)当t为何值时,四边形PQCA为平行四边形?请写出计算过程;

  (3)当0<t<时,△PQF的面积是否总为定值?若是,求出此定值,若不是,请说明理由;

  (4)当t为何值时,△PQF为等腰三角形?请写出解答过程.

  

1回答
2020-07-31 18:41
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沈林武

  (1)已知抛物线的解析式,当x=0时,可求得B的坐标;由于BC∥OA,把B的纵坐标代入抛物线的解析式,可求出C的坐标;当y=0时,可求出A的坐标.求顶点坐标时用公式法或配方法都可以;

  (2)当四边形ACQP是平行四边形时,AP、CQ需满足平行且相等的条件.已知BC∥OA,只需求t为何值时,AP=CQ,可先用t表示AP,CQ,再列出方程即可求出t的值;

  (3)当0<t<时,根据OA=18,P点的速度为4单位/秒,可得出P点总在OA上运动.△PQF中,Q到PF的距离是定值即OB的长,因此只需看PF的值是否有变化即可得出S△PQF是否为定值,已知QC∥PF,根据平行线分线段成比例定理可得出:,因此可得出OP=AF,那么PF=PA+AF=PA+OP=OA,由于OA的长为定值即PF的长为定值,因此△PQF的面积是不会变化的.其面积的值可用OA•OB求出;

  (4)可先用t表示出P,F,Q的坐标,然后根据坐标系中两点间的距离公式得出PF2,PQ2,FQ2,进而可分三种情况进行讨论:

  ①△PFQ以PF为斜边.则PF2=PQ2+FQ2,可求出t的值.

  ②△PFQ以PQ为斜边,方法同①

  ③△PFQ以FQ为斜边,方法同①.

  综合三种情况即可得出符合条件的t的值.

  【解析】

  (1)y=(x2-8x-180),

  令y=0,得x2-8x-180=0,

  即(x-18)(x+10)=0,

  ∴x=18或x=-10.

  ∴A(18,0)

  在y=x2-x-10中,令x=0得y=-10,

  即B(0,-10).

  由于BC∥OA,

  故点C的纵坐标为-10,

  由-10=x2-x-10得,

  x=8或x=0,

  即C(8,-10)且易求出顶点坐标为(4,),

  于是,A(18,0),B(0,-10),C(8,-10),顶点坐标为(4,);

  (2)若四边形PQCA为平行四边形,由于QC∥PA.

  故只要QC=PA即可,

  而PA=18-4t,CQ=t,

  故18-4t=t得t=;

  (3)设点P运动t秒,则OP=4t,CQ=t,0<t<4.5,

  说明P在线段OA上,且不与点OA、重合,

  由于QC∥OP知△QDC∽△PDO,故

  ∵AF=4t=OP

  ∴PF=PA+AF=PA+OP=18

  又∵点Q到直线PF的距离d=10,

  ∴S△PQF=PF•d=×18×10=90,

  于是△PQF的面积总为90;

  (4)设点P运动了t秒,则P(4t,0),F(18+4t,0),Q(8-t,-10)t∈(0,4.5).

  ∴PQ2=(4t-8+t)2+102=(5t-8)2+100

  FQ2=(18+4t-8+t)2+102=(5t+10)2+100.

  ①若FP=FQ,则182=(5t+10)2+100.

  即25(t+2)2=224,(t+2)2=.

  ∵0≤t≤4.5,

  ∴2≤t+2≤6.5,

  ∴t+2==.

  ∴t=-2,

  ②若QP=QF,则(5t-8)2+100=(5t+10)2+100.

  即(5t-8)2=(5t+10)2,无0≤t≤4.5的t满足.

  ③若PQ=PF,则(5t-8)2+100=182.

  即(5t-8)2=224,由于≈15,又0≤5t≤22.5,

  ∴-8≤5t-8≤14.5,而14.52=()2=<224.

  故无0≤t≤4.5的t满足此方程.

  注:也可解出t=<0或t=>4.5均不合题意,

  故无0≤t≤4.5的t满足此方程.

  综上所述,当t=-2时,△PQF为等腰三角形.

2020-07-31 18:42:02

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