一次函数动点问题(教
师版)
https://www.doczj.com/doc/c310500215.html,work Information Technology Company.2020YEAR
一次函数动点问题
一、选择与填空
1.如图1,点A 的坐标为(1,0),点B 在直线y x =-上运动,当线段AB 最短时,点B 的坐标为
A .(0,0)
B .(
12,-12
) C .(2,-2) D .(-12,1
2
)
2. 如图1,在直角梯形ABCD 中,动点P 从点B 出发,沿BC ,CD 运动至点D 停止.设点P 运动的路程为x ,△ ABP 的面积为y ,如果y 关于x 的函数图象如图2所示,则△BCD 的面积是( ) A .3 B .4 C .5 D .6
3.如图,点G 、D 、C 在直线a 上,点E 、F 、A 、B 在直线b 上,若a b Rt GEF ∥,△从如图所示的位置出发,沿直线b 向右匀速运动,直到EG 与BC 重合.运动过程中GEF △与矩形ABCD 重合部分....
的面积(S )随时间(t )变化的图象大致是( )
4.如图,动点P 从点A 出发,沿线段AB 运动至点B 后,立即按原路返回,点P 在运动过程中速度大小不变,则以点A 为圆心,线段AP 长为半径的圆的面积S 与点P 的运动时间t 之间的函数图象大致为( )
O S
t O
S t O
S t O
S t
A P B
A .
B .
C .
D .
(第4题)
图1
2 O
5 x A B C
P D 图1
G D C E F A B b a (第3题s t O A s t O B C s t O D s
t O
二、存在性问题
1.如图,以等边△OAB 的边OB 所在直线为x 轴,点O 为坐标原点,使点A 在第一象限建立平面直角坐标系,其中△OAB 边长为6个单位,点P 从O 点出发沿折线OAB 向B 点以3单位/秒的速度向B 点运动,点Q 从O 点出发以2单位/秒的速度沿折线OBA 向A 点运动,两点同时出发,运动时间为t (单位:秒),当两点相遇时运动停止.
① 点A 坐标为_____________,P 、Q 两点相遇时交点的坐标为________________; ② 当t =2时,S =△OPQ ____________;当t =3时,OPQ S =△____________;
③ 设△OPQ 的面积为S ,试求S 关于t 的函数关系式;
④ 当△OPQ 的面积最大时,试求在y 轴上能否找一点M ,使得以M 、P 、Q 为顶点的三角形是Rt △,若能找到请求出M 点的坐标,若不能找到请简单说明理由。
2.如图①,过点(1,5)和(4,2)两点的直线分别与x 轴、y 轴交于A 、B 两点.
(1)如果一个点的横、纵坐标均为整数,那么我们称这个点是格点.图中阴影部分(不包括边界)所含格点的个数有
_________ 个(请直接写出结果);
(2)设点C (4,0),点C 关于直线AB 的对称点为D ,请直接写出点D 的坐标 _________ ; (3)如图②,请在直线AB 和y 轴上分别找一点M 、N 使△CMN 的周长最短,在图②中作出图形,并求出点N 的坐标.
考点:一次函数综合题。
x
y
O
A
B x y
O
A
B x
y
O
A
B
分析:(1)先利用待定系数法求得直线AB的解析式为y=﹣x+6;再分别把x=2、3、4、5代入,求出对应的纵坐标,从而得到图中阴影部分(不包括边界)所含格点的坐标;
(2)首先根据直线AB的解析式可知△OAB是等腰直角三角形,然后根据轴对称的性质即可求出点D 的坐标;
(3)作出点C关于直线y轴的对称点E,连接DE交AB于点M,交y轴于点N,则此时△CMN的周长最短.由D、E两点的坐标利用待定系数法求出直线DE的解析式,再根据y轴上点的坐标特征,即可求出点N的坐标.
解答:解:(1)设直线AB的解析式为y=kx+b,
把(1,5),(4,2)代入得,
kx+b=5,4k+b=2,
解得k=﹣1,b=6,
∴直线AB的解析式为y=﹣x+6;
当x=2,y=4;
当x=3,y=3;
当x=4,y=2;
当x=5,y=1.
∴图中阴影部分(不包括边界)所含格点的有:
(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),
(2,1),(2,2),(2,3),
(3,1),(3,2),
(4,1).
一共10个;
(2)∵直线y=﹣x+6与x轴、y轴交于A、B两点,
∴A点坐标为(6,0),B点坐标为(0,6),
∴OA=OB=6,∠OAB=45°.
∵点C关于直线AB的对称点为D,点C(4,0),
∴AD=AC=2,AB⊥CD,
∴∠DAB=∠CAB=45°,
∴∠DAC=90°,
∴点D的坐标为(6,2);
(3)作出点C关于直线y轴的对称点E,连接DE交AB于点M,交y轴于点N,则NC=NE,点E(﹣4,0).
又∵点C关于直线AB的对称点为D,∴CM=DM,
∴△CMN的周长=CM+MN+NC=DM+MN+NE=DE,此时周长最短.
设直线DE的解析式为y=mx+n.
把D(6,2),E(﹣4,0)代入,得
6m+n=2,﹣4m+n=0,
解得m=,n=,
∴直线DE的解析式为y=x+.
令x=0,得y=,
∴点N的坐标为(0,).
故答案为10;(6,2).
3.如图,在平面直角坐标系xOy 中,直线1y x =+与3
34
y x =-+交于点A ,分别交x 轴于
点B 和点C ,点D 是直线AC 上的一个动点.
(1)求点A B C ,,的坐标.
(2)当CBD △为等腰三角形时,求点D 的坐标. (3)在直线AB 上是否存在点E ,使得以点E D O A ,,,
为顶点的四边形是平行四边形?
4.如图,四边形OABC 为直角梯形,BC ∥OA ,A (9,0),C (0,4),AB=5. 点M 从点O 出发以每秒2个单位长度的速度向点A 运动;点N 从点B 同时出发,以每秒1个单位长度的速度向点C 运动.其中一个动点到达终点时,另一个动点也随之停止运动. (1)求直线AB 的解析式;
(2)t 为何值时,直线MN 将梯形OABC 的面积分成1:2两部分;
(3)当t=1时,连接AC 、MN 交于点P ,在平面内是否存在点Q ,使得以点N 、P 、A 、Q 为顶点的四边形是平行四边形?如果存在,直接写出点Q 的坐标;如果不存在,请说明理由.
考点:一次函数综合题。
分析:(1)作BD ⊥OA 于点D ,利用勾股定理求出AD 的值,从而求出B 点的坐标,利用待定系数法求出直线AB 的解析式;
A y
x
D C
O
B
(2)梯形面积分为1:2的两部分,要注意分两种去情况进行分别计算,利用面积比建立等量关系求出t的值.
(3)M、N两点的坐标求出MN的解析式和AC的解析式,利用直线与方程组的关系求出P点坐标,利用三角形全等求出Q、Q1的坐标,求出直线Q1P、QN的解析式,再求出其交点坐标就是Q2的坐标.
解答:解:(1)作BD⊥0A于点D.
∴BD=4,
∵AB=5,
由勾股定理得AD=3
∴OD=6
∴B(6,4)
设直线AB的解析式为:y=kx+b,由题意得
解得:
∴直线AB的解析式为:;
(2)设t秒后直线MN将梯形OABC的面积分成1:2两部分,则
BN=t,CN=6﹣t,OM=2t,MA=9﹣2t
当S四边形OMNC:S四边形NMAB=1:2时
解得:t=﹣1(舍去)
当S四边形OMNC:S四边形NMAB=2:1时
,
解得t=4
∴t=4时,直线MN将梯形OABC的面积分成1:2两部分.
(3)存在满足条件的Q点,如图:Q(9.5,2),Q1(8.5,﹣2),Q2(0.5,6).
点评:本题是一道一次函数的综合试题,考查了用待定系数法求函数的解析式,图形的面积,直线的解析式与二元一次方程组的关系,勾股定理及三角形全等的性质的运用.
5.在平面直角坐标系中,△AOC中,∠ACO=90°.把AO绕O点顺时针旋转90°得OB,连接AB,作BD⊥直线CO于D,点A的坐标为(﹣3,1).
(1)求直线AB的解析式;
(2)若AB中点为M,连接CM,动点P、Q分别从C点出发,点P沿射线CM以每秒个单位长度的速度运动,点Q沿线段CD以每秒1个长度的速度向终点D运动,当Q点运动到D点时,P、Q同时停止,设△PQO的面积为S(S≠0),运动时间为T秒,求S与T的函数关系式,并直接写出自变量T的取值范围;
(3)在(2)的条件下,动点P在运动过程中,是否存在P点,使四边形以P、O、B、N(N为平面上一点)为顶点的矩形?若存在,求出T的值.
考点:一次函数综合题。
分析:(1)先求出点B的坐标,再代入一次函数的解析式即可;
(2)根据AB中点为M,求出点M的坐标,再求出CM的解析式,过点P做PH⊥CO交CO于点H,用t表示出OQ和PH的长,根据S=OQ?PH即可求出S与T的函数关系式;
(3)此题需分四种情况分别求出T的值即可.
解答:解:(1)∵∠AOB=90°,
∴∠AOC+∠BOC=90°
∵BD垂直于CD
∵∠BDO=90°,
∠OBD+∠BOD=90°,
∠AOC=∠BOD,
∵OA=OB∠AOC=∠BOD=90°,
∴△AOC≌△OBD,
∴AC=OD,CO=BD
∵A (﹣3,1),
∴AC=OC=1,OC=BD=3, ∴B (1,3), ∴y=x+;
(2)M (﹣1,2),C (﹣3,0), ∴直线MC 的解析式为:y=x+3 ∴∠MCO=45°,
过点P 做PH ⊥CO 交CO 于点H ,
S=OQ?PH=(3﹣t )×t=t 2+t (0<t <3) 或S=(t ﹣3)t=t 2﹣t (3<t≤4);
(3)t 1=,t 2=,t 3=
,t 4=2.
点评:此题考查了一次函数的综合应用,解题时要注意分类讨论,关键是能用t 表示出线段的长度求出解析式.
三、计算问题
1.如图,直线1l 的解析表达式为33y x =-+,且1l 与x 轴交于点D ,直线2l 经过点
A B ,,直线1l ,2l 交于点C . (1)求直线2l 的解析表达式;
(2)求ADC △的面积;
(3)在直线2l 上存在异于点C 的另一点P ,使得ADP △与ADC △的面积相等,请直接..写出点P 的坐标.
(4)若点H 为坐标平面内任意一点,在坐标平面内是否存在这样的点H ,使以A 、D 、C 、H 为顶点的四边形是平行四边形?若存在,请直接写出点H 的坐标;若不存在,请说明理由.
考点:一次函数综合题。 专题:综合题。
分析:(1)结合图形可知点B和点A在坐标,故设l2的解析式为y=kx+b,由图联立方程组求出k,b 的值;
(2)已知l1的解析式,令y=0求出x的值即可得出点D在坐标;联立两直线方程组,求出交点C的坐标,进而可求出S△ADC;
(3)△ADP与△ADC底边都是AD,面积相等所以高相等,ADC高就是C到AD的距离;
(4)存在;根据平行四边形的性质,可知一定存在4个这样的点,规律为H、C坐标之和等于A、D 坐标之和,设出代入即可得出H的坐标.
解答:解:(1)设直线l2的解析表达式为y=kx+b,
由图象知:x=4,y=0;
x=3,,
∴,
∴,
∴直线l2的解析表达式为;
(2)由y=﹣3x+3,令y=0,得﹣3x+3=0,
∴x=1,
∴D(1,0);
由,
解得,
∴C(2,﹣3),
∵AD=3,
∴S△ADC=×3×|﹣3|=;
(3)△ADP与△ADC底边都是AD,面积相等所以高相等,
ADC高就是C到AD的距离,即C纵坐标的绝对值=|﹣3|=3,
则P到AB距离=3,
∴P纵坐标的绝对值=3,点P不是点C,
∴点P纵坐标是3,
∵y=1.5x﹣6,y=3,
∴1.5x﹣6=3
x=6,
所以点P的坐标为(6,3);
(4)存在;
(3,3)(5,﹣3)(﹣1,﹣3)
点评:本题考查的是一次函数的性质,三角形面积的计算以及平行四边形的性质等等有关知识,有一定的综合性,难度中等偏上.
2.如图,在Rt△AOB中,∠AOB=90°,OA=3cm,OB=4cm,以点O为坐标原点建立坐标系,设P、Q分别为AB、OB边上的动点它们同时分别从点A、O向B点匀速运动,速度均为1cm/秒,设P、Q移动时间为t(0≤t≤4)
(1)过点P做PM⊥OA于M,求证:AM:AO=PM:BO=AP:AB,并求出P点的坐标(用t表示)
(2)求△OPQ面积S(cm2),与运动时间t(秒)之间的函数关系式,当t为何值时,S有最大值最大是多少
(3)当t为何值时,△OPQ为直角三角形?
(4)证明无论t为何值时,△OPQ都不可能为正三角形。若点P运动速度不变改变Q 的运动速度,使△OPQ为正三角形,求Q点运动的速度和此时t的值。
3.如图1,直线y=﹣kx+6k(k>0)与x轴、y轴分别相交于点A、B,且△AOB的面积是24.
(1)求直线AB的解析式;
(2)如图2,点P从点O出发,以每秒2个单位的速度沿折线OA﹣OB运动;同时点E从点O出发,以每秒1个单位的速度沿y轴正半轴运动,过点E作与x轴平行的直线l,与线段AB相交于点F,当点P与点F重合时,点P、E均停止运动.连接PE、PF,设△PEF的面积为S,点P运动的时间为t 秒,求S与t的函数关系式,并直接写出自变量t的取值范围;
(3)在(2)的条件下,过P作x轴的垂线,与直线l相交于点M,连接AM,当tan∠MAB=时,求t 值.
考点:一次函数综合题;待定系数法求一次函数解析式;三角形的面积;相似三角形的判定与性质;锐角三角函数的定义。
分析:(1)根据x=0时,y=6k,y=0时,x=6,得出OB=6k,OA=6.再利用S△AOB=24,求出即可;(2)根据当点P在OA上运动时,0<t≤3,以及当点P在AB上运动时,利用三角形相似的性质求出即可;
(3)利用当点P在OA上时,点M在点F左侧,以及当点P在AB上时,分别得出t的值即可.
解答:解:(1)令x=0时,y=6k(k>0);
令y=0时,x=6,
∴OB=6k,OA=6.S△AOB=24,
∴,
解得,
∴AB的解析式为;
(2)根据题意,OE=t,EF∥OA,
∴△BEF∽△BOA,
∴,
∴,
①当点P在OA上运动时,0<t≤3,过P作PH⊥EF,垂足是H,
则PH=OE=t,∴,∴;
②当点P在AB上运动时,过P作PG⊥OA,垂足是G,直线PG与EF相交于点R,则GR=OE=t.
在△APG中,PG∥OB∴△APG∽△ABO,
∴,
∴,∴,
当P与F重合时,有PG=OE,此时,解得t=8.PR=GR﹣PG,
∴,
∴,
当3<t<8时,,
综上所述,求得的解析式是;
(3)①当点P在OA上时,点M在点F左侧.过点M作MD⊥AB,垂足是D,过点F作FS⊥OA,垂足是S,
∴FS=OE=t,EM=OP=2t.
在△MFD中,,
∴.
在△MAD中,,
∴AD=8k=AF+DF=AF+3k,
∴AF=5k=MF.在△AFS中,,
∴,MF=EF﹣EM,
∴,
解得,
当点P在OA上时,点M在点F右侧.可计算得出;
②当点P在AB上时,过点M作MD'⊥AB,垂足是D',
在△PMD′中,=,
令MD′=3m,则PD′=4m,MP=5m,AD′=6m.AP=AD′﹣PD′,
∴AP=2m,,
∴,
解得,
综上所述,满足要求的t值是或或.
点评:此题主要考查了一次函数的综合应用以及相似三角形的性质应用,根据已知得出M以及P点位置不同得出答案是解题关键.
4.如图,在平面直角坐标系中.四边形OABC是平行四边形.直线l经过O、C两点.点A 的坐标为(8,o),点B的坐标为(11.4),动点P在线段OA上从点O出发以每秒1个单位的速度向点A运动,同时动点Q从点A出发以每秒2个单位的速度沿A→B→C的方向向点C运动,过点P作PM垂直于x轴,与折线O一C—B相交于点M。当P、Q两点中有一点到达终点时,另一点也随之停止运动,设点P、Q运动的时间为t秒(0
t ).△MPQ的面积为S.
(1)点C的坐标为___________,直线l的解析式为___________.(每空l分,共2分) (2)试求点Q与点M相遇前S与t的函数关系式,并写出相应的t的取值范围。
(3)试求题(2)中当t为何值时,S的值最大,并求出S的最大值。
(4)随着P、Q两点的运动,当点M在线段CB上运动时,设PM的延长线与直线l相交于点N。试探究:当t为何值时,△QMN为等腰三角形?请直接写出t的值.
5.已知函数y=(6+3m)x+(n﹣4).
(1)如果已知函数的图象与y=3x的图象平行,且经过点(﹣1,1),先求该函数图象的解析式,再求该函数的图象与y=mx+n的图象以及y轴围成的三角形面积;
(2)如果该函数是正比例函数,它与另一个反比例函数的交点P到轴和轴的距离都是1,求出m和n 的值,写出这两个函数的解析式;
(3)点Q是x轴上的一点,O是坐标原点,在(2)的条件下,如果△OPQ是等腰直角三角形,写出满足条件的点Q的坐标.
考点:一次函数综合题;反比例函数与一次函数的交点问题。
分析:(1)根据所给的条件求出m,n的值,然后确定这两条直线,求出它们与y轴的交点坐标,以及这两条直线的交点坐标,从而求出面积.
(2)根据正比例函数可求出n的值,以及根据P点坐标的情况,确定函数式,P点的坐标有两种情况.
(3)等腰三角形的性质,有两边相等的三角形是等腰三角形,根据此可确定Q的坐标.
解答:解:(1)据题意得6+3m=3解得m=﹣1
把x=﹣1,y=1代入y=3x+n﹣4得n=8(1分)
∴已知函数为y=3x+4当x=0时y=4,A(0,4)
∴另一函数y=﹣x+8当x=0时y=8,B(0,8)(2分)
AB=4解得,C(1,7)(1分)
(1分)
(2)据题意可知n=4
设正比例函数y=(6+3m)x(6+3m≠0),反比例函数
根据正反比例函数的图象可知,
当点P的坐标为(1,1)或(﹣1,﹣1)时y=x,
当点P的坐标为(1,﹣1)或(﹣1,1)时,y=﹣x,(3分);
(3)Q(±1,0)Q(±2,0).(2分)
点评:本题考查一次函数的综合应用,关键是知道两直线平行斜率相等,以及正比例函数的形式以及反比例函数与一次函数的交点问题,以及等腰三角形的性质.
6.如图(1),直线y=kx+1与y轴正半轴交于A,与x轴正半轴交于B,以AB为边作正方形ABCD.(1)若C(3,m),求m的值;
(2)如图2,连AC,作BM⊥AC于M,E为AB上一点,CE交BM于F,若BE=BF,求证:
AC+AE=2AB;
(3)经过B、C两点的⊙O1交AC于S,交AB的延长线于T,当⊙O1的大小发生变化时,的值变吗?若不变证明并求其值;若变化,请说明理由.
考点:一次函数综合题。
专题:综合题。
分析:(1)作CE⊥x轴于E,可证△OAB≌△EBC,再根据线段相互间的关系即可求出CE的长,即m 的值;
(2)作GE⊥x轴于G,可以通过先求出AE与EB的关系,证明结论;
(3)连接CT,ST,ST交BC于M,可知的值为45°余弦的倒数,从而求解.
解答:解:(1)作CE⊥x轴于E,
易证△OAB ≌△EBC , ∴OB=OE ﹣BE=3﹣OA=2, ∴CE=2,即m=2;
(2)作GE ⊥x 轴于G , ∵BE=BF , ∴∠1=∠2, ∴∠3=∠4, ∴EG=GB , AE=EB , ∴AC=AB , ∵AE+EB=AB ,
∴AE=(2﹣)AB , ∴AC+AE=2AB ;
(3)连接CT ,ST ,ST 交BC 于M , 则AS=TS ,SC=SM ,∠STA=45°, ∴AS ﹣CS=MT , ∴
=
=
=
.
故的值不变.
点评:考查了一次函数综合题,考查了三角形全等的判定和性质,等腰直角三角形的性质,勾股定理和三角函数的知识,难度较大.
四、二次函数
1.如图,在矩形OABC 中,已知A 、C 两点的坐标分别为(40)(02)A C ,、,,D 为OA 的中点.设点P 是AOC ∠平分线上的一个动点(不与点O 重合). (1)试证明:无论点P 运动到何处,PC 总造桥与PD 相等;
(2)当点P 运动到与点B 的距离最小时,试确定过O P D 、、三点的抛物线的解析式; (3)设点E 是(2)中所确定抛物线的顶点,当点P 运动到何处时,PDE △的周长最小?求出此时点P 的坐标和PDE △的周长;
(4)设点N 是矩形OABC 的对称中心,是否存在点P ,使90CPN ∠=°若存在,请直接写出点P 的坐标.
解:(1)∵点D 是OA 的中点,∴2OD =,∴OD OC =. 又∵OP 是COD ∠的角平分线,∴45POC POD ∠=∠=°,
∴POC POD △≌△,∴PC PD =. ················ 3分 (2)过点B 作AOC ∠的平分线的垂线,垂足为P ,点P 即为所求. 易知点F 的坐标为(2,2),故2BF =,作PM BF ⊥,
∵PBF △是等腰直角三角形,∴1
12
PM BF ==,
∴点P 的坐标为(3,3).
∵抛物线经过原点,
∴设抛物线的解析式为2y ax bx =+. 又∵抛物线经过点(33)P ,和点(20)D ,,
∴有933420a b a b +=??+=?
解得12a b =??=-?
∴抛物线的解析式为22y x x =-. ················· 7分 (3)由等腰直角三角形的对称性知D 点关于AOC ∠的平分线的对称点即为C 点.
连接EC ,它与AOC ∠的平分线的交点即为所求的P 点(因为PE PD EC +=,而两点之间线段最短),此时PED △的周长最小.
∵抛物线22y x x =-的顶点E 的坐标(11)-,,C 点的坐标(02),,
设CE 所在直线的解析式为y kx b =+,则有12k b b +=-??=?,解得32k b =-??=?.
∴CE 所在直线的解析式为32y x =-+.
点P 满足32y x y x =-+??=?,解得121
2
x y ?
=????=??,故点P 的坐标为1122??
???,. PED △
的周长即是CE DE +=.
(4)存在点P ,使90CPN ∠=°.其坐标是1122??
???,或(22),.
······ 14分 3、已知:抛物线的对称轴为1x =-,与x 轴交于A B ,两点,与y 轴交于点C ,其中
()30A -,、()02C -,.
(1)求这条抛物线的函数表达式.
(2)已知在对称轴上存在一点P ,使得PBC △的周长最小.请求出点P 的坐标. (3)若点D 是线段OC 上的一个动点(不与点O 、点C 重合).过点D 作DE PC ∥交
x 轴于点E .
连接PD 、PE .设CD 的长为m ,PDE △的面积为S .求S 与m 之间的函数关系式.试说明S
解:(1)由题意得129302b a a b c c ?=???
-+=??
?
=-?? 解得23432a b c ?
=???=??=-???
∴此抛物线的解析式为224
233
y x x =+- ············ 3分
(2)连结AC 、BC .因为BC 的长度一定,所以PBC △周长最小,就是使
PC PB +最小.B 点关于对称轴的对称点是A 点,AC 与对称轴1x =-的交点即为所求的点P .
设直线AC 的表达式为y kx b =+
则302
k b b -+=??
=-?,
···························· 4分
解得232
k b ?
=-???=-?
∴此直线的表达式为2
23y x =--. ·············· 5分
把1x =-代入得4
3y =-
∴P 点的坐标为413?
?-- ??
?, ················· 6分 (3)S 存在最大值 ···················· 7分
理由:∵DE PC ∥,即DE AC ∥. ∴OED OAC △∽△. ∴OD OE OC OA =,即223
m OE -=. ∴33
3322
OE m AE OE m =-==,,
方法一: 连结OP
OED POE POD OED PDOE S S S S S S =-=+-△△△△四边形
=()()13411332132223222m m m m ????
?-?+?-?-?-?- ? ?????
=233
42
m m -+ ····················· 8分 (第24
∵3
04
-<
∴当1m =时,333
424
S =-+=最大 ············· 9分
方法二:
OAC OED AEP PCD S S S S S =---△△△△
=()1131341
323212222232
m m m m ????-?-?--??-?? ???
=()2
2333314244m m m -+=--+ ·············· 8分 ∵3
04
-<
∴当1m =时,3
4
S =最大 ················· 9分
2.如图,已知点A (-4,8)和点B (2,n )在抛物线2y ax =上.
(1) 求a 的值及点B 关于x 轴对称点P 的坐标,并在x 轴上找一点Q ,使得AQ +QB 最短,求出点Q 的坐标;
(2) 平移抛物线2y ax =,记平移后点A 的对应点为A ′,点B 的对应点为B ′,点C (-2,0)和点D (-4,0)是x 轴上的两个定点.
① 当抛物线向左平移到某个位置时,A ′C +CB ′ 最短,求此时抛物线的函数解析式;
② 当抛物线向左或向右平移时,是否存在某个位置,使四边形A ′B ′CD 的周长最短?若存在,求出此时抛物线的函数解析式;若不存在,请说明理由. 提示:
第(2)问,是“饮马问题”的变式运用,涉及到抛物线左移。答案见参考图。 ①方法一,A ′关于x 轴对称点A 〞,要使 A ′C+CB ′最短,点C 应在直线A 〞B ′上;
方法二,由(1)知,此时事实上,点Q 移到点C 位置,求CQ=14/5,即抛物线左移14/5单位;
②设抛物线左移b 个单位,则A '(-4-b,8)、B '(2-b,2)。∵CD=2,∴B '左移2个单位得到B ″(-b,2)位置,要使A ′D+C B '最短,只要A ′D+DB ″最短。则只有点D 在直线
A ″
B ″上。
解:(1) 将点A (-4,8)的坐标代入2y ax =,解得12
a =.
……1分
将点B (2,n )的坐标代入212
y x =,求得点B 的坐标为(2,2),
则点B 关于x 轴对称点P 的坐标为(2,-2).
直线AP 的解析式是5433
y x =-+.
令y =0,得45
x =.即所求点Q 的坐标是(45
,0).
(2)① 解法1:CQ =︱-2-45
︱=
14
5
, ……1分
故将抛物线212
y x =向左平移
14
5
个单位时,A ′C +CB ′最短, ……2分
此时抛物线的函数解析式为2
114()2
5
y x =+
. ……1分
解法2:设将抛物线212
y x =向左平移m 个单位,则平移后A ′,B ′的坐标分别为A ′(-4-
m ,8)和B ′(2-m ,2),点A ′关于x 轴对称点的坐标为A ′′(-4-m ,-8).
直线A ′′B ′的解析式为5543
3
3
y x m =+-. ……1分
要使A ′C +CB ′最短,点C 应在直线A ′′B ′上,
……1分 将点C (-2,0)代入直线A ′′B ′的解析式,解得145
m =
.
……1分
故将抛物线21
2
y x =向左平移
14
5
个单位时A ′C +CB ′最短,此时抛物线的函数解析式为2
114()2
5
y x =+
.
……1分
② 左右平移抛物线212
y x =,因为线段A ′B ′和CD 的长是定值,所以要使四边形A ′
B ′CD 的周长最短,只要使A ′D +CB ′最短;
……1分
第一种情况:如果将抛物线向右平移,显然有A ′D +CB ′>AD +CB ,因此不存在某个位置,使四边形A ′B ′CD 的周长最短.
……1分
第二种情况:设抛物线向左平移了b 个单位,则点A ′和点B ′的坐标分别为A ′(-4-b ,8)和B ′(2-b ,2).
因为CD =2,因此将点B ′向左平移2个单位得B ′′(-b ,2),
要使A ′D +CB ′最短,只要使A ′D +DB ′′最短. ……1分 点A ′关于x 轴对称点的坐标为A ′′(-4-b ,-8),
直线A ′′B ′′的解析式为5522
2
y x b =++.
……1分
要使A ′D +DB ′′最短,点D 应在直线A ′′B ′′上,将点D (-4,0)代入直线A ′′
B ′′的解析式,解得165
b =
. 故将抛物线向左平移时,存在某个位置,使四边形A ′B ′CD 的周长最短,此时抛物线的函数解析式为2
116()2
5
y x =+
.