如圖1,已知拋物線y=-
1
8
x2+bx+c經(jīng)過點A(6,0),B(0,3),點C與點B關(guān)于拋物線對稱軸對稱.
(1)求拋物線的函數(shù)關(guān)系式,并求點C的坐標(biāo);
(2)點P是線段OA上一動點,以O(shè)P為直角邊作等腰直角三角形OPQ,使△OPQ與△OAB在x軸的同側(cè),且∠OPQ=90°,OP=PQ.
①當(dāng)點Q恰好在線段AB上時,求OP的長;
②將①中的△OPQ沿x軸向右平移,記平移后的△OPQ為△O′P′Q′,當(dāng)點P′與點A重合時停止平移.設(shè)平移的距離為t,P′Q′與AB交于點M,連接O′C、O′M、CM.是否存在這樣的t,使△O′CM是直角三角形?若存在,求出t的值;若不存在,請說明理由;
③在②的平移過程中,設(shè)△O′P′Q′與△ABC重疊部分的面積為S,請直接寫出S與t之間的函數(shù)關(guān)系式以及自變量t的取值范圍.
考點:二次函數(shù)綜合題
專題:
分析:(1)首先根據(jù)已知點的坐標(biāo)代入到拋物線的解析式利用待定系數(shù)法確定二次函數(shù)的解析式即可確定對稱軸,然后利用點B的坐標(biāo)表示出點C的坐標(biāo)即可;
(2)①設(shè)OP=x,則OP=PQ=x,根據(jù)OA=6,OB=3,得到AP=OAB-OP=6-x,然后PQ∥OB得到△APQ∽△AOB,利用相似三角形對應(yīng)邊的比相等列出算式計算x的值即可求得線段OP的長;
②過點C作CG⊥OA于G,根據(jù)△MP′A∽△BOA表示出MP′=2-
1
2
t,然后在Rt△O′P′M中,(O′M)2=(MP′)2+(O′P′)2=(2-
1
2
t)2+22=
1
4
t2-2t+8,在Rt△O′CG′中,(O′C)2=CG2+(O′G)2=32+(t-2)2=t2-4t+13,在Rt△CHM中,CM2=CH2+HM2=(
1
2
t+1)2+t2
=
5
4
t2+t+1,分若∠CO′M=90°,則CM2=O′M2-O′C2、若∠OC′M=90°,則O′M2-CM2=O′C2、若∠BDM=90°,則O′M2-=O′C2-CM2,求得t值即可;
③分當(dāng)0≤t≤
4
3
時和當(dāng)
4
3
<t≤4時兩種情況分類討論即可確定解析式.
解答:解:(1)∵拋物線y=-
1
8
x2+bx+c經(jīng)過點A(6,0),B(0,3),
-
36
8
+6b+c=0
c=3
,
b=
1
4
c=3
,
∴拋物線的函數(shù)關(guān)系式y=-
1
8
x2+
1
4
x+3

∴對稱軸為x=1,
∴點C的坐標(biāo)為(2,3);

(2)①如圖,點Q在線段AB上

設(shè)OP=x,則OP=PQ=x,
∵OA=6,OB=3,
∴AP=OAB-OP=6-x,
∵PQ∥OB,
∴△APQ∽△AOB,
PQ
OB
=
AP
OA

x
3
=
6-x
6
,
解得:x=2,
即OP=2;

②存在滿足條件的t,
理由:如圖,過點C作CG⊥OA于G,

則OG=BC=2,CG=OB=3,
由題意得:OO′=t,GO′=|t-2|,AP′=4-t,
∵P′M∥OB,
∴△MP′A∽△BOA,
MP′
OB
=
AP′
OA
,即
MP′
3
=
4-t
6

∴MP′=2-
1
2
t,
在Rt△O′P′M中,(O′M)2=(MP′)2+(O′P′)2=(2-
1
2
t)2+22=
1
4
t2-2t+8,
在Rt△O′CG′中,(O′C)2=CG2+(O′G)2=32+(t-2)2=t2-4t+13,
過點M作MH⊥CG于H,
則HM=GP′=t,GH=MP′=2-
1
2
t,
∴CH=CG-HG=3-(2-
1
2
t)=
1
2
t+1,
在Rt△CHM中,CM2=CH2+HM2=(
1
2
t+1)2+t2
=
5
4
t2+t+1,
(Ⅰ)若∠CO′M=90°,則CM2=O′M2-O′C2
即:
5
4
t2+t+1=
1
4
t2-2t+8-(t2-4t+13),
解得:t=
20
7

(Ⅱ)若∠OC′M=90°,則O′M2-CM2=O′C2,
即:
1
4
t2-2t+8-(
5
4
t2+t+1)=t2-4t+13,
解得:t=-3+
17
或t=-3-
17

(Ⅲ)若∠BDM=90°,則O′M2-=O′C2-CM2
即:
1
4
t2-2t+82=(t2-4t+13)-(
5
4
t2+t+1),
此方程無解;
綜上所述,當(dāng)t=
20
7
或-3+
17
時,△O′CM是直角三角形;
③當(dāng)0≤t≤
4
3
時,S=
1
12
t2
,
當(dāng)
4
3
<t≤4時,S=-
13
168
t2+
3
7
t-
2
7
點評:本題是二次函數(shù)的綜合題型,其中涉及到的知識點有拋物線的頂點公式和勾股定理.在求有關(guān)動點問題時要注意分析題意分情況討論結(jié)果.
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