【題目】如圖,拋物線與直線交于A,B兩點(diǎn),交x軸與D,C兩點(diǎn),連接AC,BC,已知A(0,3),C(3,0).
(Ⅰ)求拋物線的解析式和tan∠BAC的值;
(Ⅱ)在(Ⅰ)條件下:
(1)P為y軸右側(cè)拋物線上一動(dòng)點(diǎn),連接PA,過點(diǎn)P作PQ⊥PA交y軸于點(diǎn)Q,問:是否存在點(diǎn)P使得以A,P,Q為頂點(diǎn)的三角形與△ACB相似?若存在,請(qǐng)求出所有符合條件的點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說明理由.
(2)設(shè)E為線段AC上一點(diǎn)(不含端點(diǎn)),連接DE,一動(dòng)點(diǎn)M從點(diǎn)D出發(fā),沿線段DE以每秒一個(gè)單位速度運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn),再沿線段EA以每秒個(gè)單位的速度運(yùn)動(dòng)到A后停止,當(dāng)點(diǎn)E的坐標(biāo)是多少時(shí),點(diǎn)M在整個(gè)運(yùn)動(dòng)中用時(shí)最少?(直接寫出答案)
【答案】(Ⅰ)y=x2-x+3.tan∠BAC;(Ⅱ)(1)(11,36)、(,)、(,);(2)點(diǎn)E的坐標(biāo)為(2,1).
【解析】
試題分析:(Ⅰ)只需把A、C兩點(diǎn)的坐標(biāo)代入y=x2+mx+n,就可得到拋物線的解析式,然后求出直線AB與拋物線的交點(diǎn)B的坐標(biāo),過點(diǎn)B作BH⊥x軸于H,如圖1.易得∠BCH=∠ACO=45°,BC=,AC=3,從而得到∠ACB=90°,然后根據(jù)三角函數(shù)的定義就可求出tan∠BAC的值;
(Ⅱ)(1)過點(diǎn)P作PG⊥y軸于G,則∠PGA=90°.設(shè)點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為x,由P在y軸右側(cè)可得x>0,則PG=x,易得∠APQ=∠ACB=90°.若點(diǎn)G在點(diǎn)A的下方,①當(dāng)∠PAQ=∠CAB時(shí),△PAQ∽△CAB.此時(shí)可證得△PGA∽△BCA,根據(jù)相似三角形的性質(zhì)可得AG=3PG=3x.則有P(x,3-3x),然后把P(x,3-3x)代入拋物線的解析式,就可求出點(diǎn)P的坐標(biāo)②當(dāng)∠PAQ=∠CBA時(shí),△PAQ∽△CBA,同理,可求出點(diǎn)P的坐標(biāo);若點(diǎn)G在點(diǎn)A的上方,同理,可求出點(diǎn)P的坐標(biāo);(2)過點(diǎn)E作EN⊥y軸于N,如圖3.易得AE=EN,則點(diǎn)M在整個(gè)運(yùn)動(dòng)中所用的時(shí)間可表示為.作點(diǎn)D關(guān)于AC的對(duì)稱點(diǎn)D′,連接D′E,則有D′E=DE,D′C=DC,∠D′CA=∠DCA=45°,從而可得∠D′CD=90°,DE+EN=D′E+EN.根據(jù)兩點(diǎn)之間線段最短可得:當(dāng)D′、E、N三點(diǎn)共線時(shí),DE+EN=D′E+EN最。藭r(shí)可證到四邊形OCD′N是矩形,從而有ND′=OC=3,ON=D′C=DC.然后求出點(diǎn)D的坐標(biāo),從而得到OD、ON、NE的值,即可得到點(diǎn)E的坐標(biāo).
試題解析:(Ⅰ)把A(0,3),C(3,0)代入y=x2+mx+n,得
,解得:.
∴拋物線的解析式為y=x2-x+3.
聯(lián)立,解得:或,
∴點(diǎn)B的坐標(biāo)為(4,1).
過點(diǎn)B作BH⊥x軸于H,如圖1.
∵C(3,0),B(4,1),
∴BH=1,OC=3,OH=4,CH=4-3=1,
∴BH=CH=1.
∵∠BHC=90°,
∴∠BCH=45°,BC=.
同理:∠ACO=45°,AC=3,
∴∠ACB=180°-45°-45°=90°,
∴tan∠BAC=;
(Ⅱ)(1)存在點(diǎn)P,使得以A,P,Q為頂點(diǎn)的三角形與△ACB相似.
過點(diǎn)P作PG⊥y軸于G,則∠PGA=90°.
設(shè)點(diǎn)P的橫坐標(biāo)為x,由P在y軸右側(cè)可得x>0,則PG=x.
∵PQ⊥PA,∠ACB=90°,
∴∠APQ=∠ACB=90°.
若點(diǎn)G在點(diǎn)A的下方,
①如圖2①,當(dāng)∠PAQ=∠CAB時(shí),則△PAQ∽△CAB.
∵∠PGA=∠ACB=90°,∠PAQ=∠CAB,
∴△PGA∽△BCA,
∴.
∴AG=3PG=3x.
則P(x,3-3x).
把P(x,3-3x)代入y=x2-x+3,得
x2-x+3=3-3x,
整理得:x2+x=0
解得:x1=0(舍去),x2=-1(舍去).
②如圖2②,當(dāng)∠PAQ=∠CBA時(shí),則△PAQ∽△CBA.
同理可得:AG=PG=x,則P(x,3-x),
把P(x,3-x)代入y=x2-x+3,得
x2-x+3=3-x,
整理得:x2-x=0
解得:x1=0(舍去),x2=,
∴P(,);
若點(diǎn)G在點(diǎn)A的上方,
①當(dāng)∠PAQ=∠CAB時(shí),則△PAQ∽△CAB,
同理可得:點(diǎn)P的坐標(biāo)為(11,36).
②當(dāng)∠PAQ=∠CBA時(shí),則△PAQ∽△CBA.
同理可得:點(diǎn)P的坐標(biāo)為P(,).
綜上所述:滿足條件的點(diǎn)P的坐標(biāo)為(11,36)、(,)、(,);
(2)過點(diǎn)E作EN⊥y軸于N,如圖3.
在Rt△ANE中,EN=AEsin45°=AE,即AE=EN,
∴點(diǎn)M在整個(gè)運(yùn)動(dòng)中所用的時(shí)間為.
作點(diǎn)D關(guān)于AC的對(duì)稱點(diǎn)D′,連接D′E,
則有D′E=DE,D′C=DC,∠D′CA=∠DCA=45°,
∴∠D′CD=90°,DE+EN=D′E+EN.
根據(jù)兩點(diǎn)之間線段最短可得:
當(dāng)D′、E、N三點(diǎn)共線時(shí),DE+EN=D′E+EN最。
此時(shí),∵∠D′CD=∠D′NO=∠NOC=90°,
∴四邊形OCD′N是矩形,
∴ND′=OC=3,ON=D′C=DC.
對(duì)于y=x2-x+3,
當(dāng)y=0時(shí),有x2-x+3=0,
解得:x1=2,x2=3.
∴D(2,0),OD=2,
∴ON=DC=OC-OD=3-2=1,
∴NE=AN=AO-ON=3-1=2,
∴點(diǎn)E的坐標(biāo)為(2,1).
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(1)求該校采購(gòu)了多少頂3人小帳篷?多少頂10人大帳篷?
(2)學(xué)校計(jì)劃租用甲、乙兩種型號(hào)的卡車共20輛,將這批帳篷緊急運(yùn)往災(zāi)區(qū),已知甲型卡車每輛可同時(shí)裝運(yùn)4頂小帳篷和11頂大帳篷,乙型卡車每輛可同時(shí)裝運(yùn)12頂小帳篷和7頂大帳篷。如何安排甲、乙兩種卡車,可一次性將這批帳篷運(yùn)往災(zāi)區(qū)?有哪幾種方案?
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(1)確定調(diào)查方式時(shí),甲同學(xué)說:“我到1班去調(diào)查全體同學(xué)”;乙同學(xué)說:“我到體育場(chǎng)上去詢問參加鍛煉的同學(xué)”;丙同學(xué)說:“我到全校七年級(jí)每個(gè)班去隨機(jī)調(diào)查一定數(shù)量的同學(xué)”.你認(rèn)為調(diào)查方式最為合理的是 (填“甲”或“乙”或“丙”);
(2)他們采用了最為合理的調(diào)查方法收集數(shù)據(jù),并繪制出如圖1所示的條形統(tǒng)計(jì)圖和如圖2所示的扇形統(tǒng)計(jì)圖,請(qǐng)根據(jù)圖1和圖2所提供的信息,將圖1中的條形統(tǒng)計(jì)圖補(bǔ)充完整;(注:圖2中相鄰兩虛線形成的圓心角為30°)
(3)若該校七年級(jí)共有1200名同學(xué),請(qǐng)你估計(jì)其中每天(除課間操外)課外鍛煉時(shí)間不大于20分鐘的人數(shù),并根據(jù)調(diào)查情況向?qū)W生會(huì)提出一條建議.
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