Question

如圖，矩形OABC的兩邊在坐標(biāo)軸上，且A（0，-2），AB=4，連接AC，拋物線y=x²+bx+c經(jīng)過A，B兩點(diǎn)．點(diǎn)P由點(diǎn)A出發(fā)以每秒1個(gè)單位的速度沿AB邊向點(diǎn)B移動(dòng)，1秒后點(diǎn)Q也由點(diǎn)A出發(fā)以每秒7個(gè)單位的速度沿AO，OC，CB邊向點(diǎn)B移動(dòng)，當(dāng)其中一個(gè)點(diǎn)到達(dá)終點(diǎn)時(shí)另一個(gè)點(diǎn)也停止移動(dòng)．
（1）求拋物線的解析式；
（2）當(dāng)P運(yùn)動(dòng)到OC上時(shí)，設(shè)點(diǎn)P的移動(dòng)時(shí)間為t秒，當(dāng)PQ⊥AC時(shí)，求t的值；
（3）當(dāng)PQ∥AC時(shí)，對(duì)于拋物線對(duì)稱軸上一點(diǎn)H，∠HOQ＞∠POQ，求點(diǎn)H的縱坐標(biāo)的取值范圍．

Answer 1

【答案】分析：（1）由于四邊形OABC是矩形，那么A、B縱坐標(biāo)相同，代入拋物線解析式求出即可；
（2）Q點(diǎn)的位置可分：在OA上、在OC上、在CB上 三段來分析，若PQ⊥AC時(shí)，很顯然前兩種情況符合要求，首先確定這三段上t的取值范圍，然后通過相似三角形（或構(gòu)建相似三角形），利用比例線段來求出t的值，然后由t的取值范圍將不合題意的值舍去；
（3）當(dāng)PQ∥AC時(shí)，△BPQ∽△BAC，通過比例線段求出t的值以及P、Q點(diǎn)的坐標(biāo)，可判定P點(diǎn)在拋物線的對(duì)稱軸上，若P、H₁重合，此時(shí)有∠H₁OQ=∠POQ，顯然若做點(diǎn)H₁關(guān)于OQ的對(duì)稱點(diǎn)H₂，那么亦可得到∠H₂OQ=∠POQ，而題干要求的是∠HOQ＞∠POQ，那么H₁點(diǎn)以下、H₂點(diǎn)以上的H點(diǎn)都是符合要求的．
解答：解：（1）∵矩形OABC的兩邊在坐標(biāo)軸上，且A（0，-2），AB=4，
∴B點(diǎn)坐標(biāo)為：（4，-2），
∴將A，B兩點(diǎn)代入y=x²+bx+c得：
，
解得：，
∴拋物線解析式為：y=x²-4x-2；

（2）由題意知：A點(diǎn)移動(dòng)路程為AP=t，
Q點(diǎn)移動(dòng)路程為7（t-1）=7t-7．
當(dāng)Q點(diǎn)在OA上時(shí)，即0≤7t-7＜2，1≤t＜時(shí)，
如圖1，若PQ⊥AC，則有Rt△QAP∽R(shí)t△ABC．
∴=，即=，
∴t=．
∵＞，
∴此時(shí)t值不合題意．
當(dāng)Q點(diǎn)在OC上時(shí)，即2≤7t-7＜6，≤t＜時(shí)，
如圖2，過Q點(diǎn)作QD⊥AB．
∴AD=OQ=7（t-1）-2=7t-9．
∴DP=t-（7t-9）=9-6t．
若PQ⊥AC，易證Rt△QDP∽R(shí)t△ABC，
∴=，即=，
∴t=，
∵＜＜，
∴t=符合題意．
當(dāng)Q點(diǎn)在BC上時(shí)，即6≤7t-7≤8，≤t≤時(shí)，
如圖3，若PQ⊥AC，過Q點(diǎn)作QG∥AC，
則QG⊥PG，即∠GQP=90°．
∴∠QPB＞90°，這與△QPB的內(nèi)角和為180°矛盾，
此時(shí)PQ不與AC垂直．
綜上所述，當(dāng)t=時(shí)，有PQ⊥AC．

（3）當(dāng)PQ∥AC時(shí)，如圖4，△BPQ∽△BAC，
∴=，
∴=，
解得t=2，即當(dāng)t=2時(shí)，PQ∥AC．
此時(shí)AP=2，BQ=CQ=1，
∴P（2，-2），Q（4，-1）．
拋物線對(duì)稱軸的解析式為x=2，
當(dāng)H₁為對(duì)稱軸與OP的交點(diǎn)時(shí)，
有∠H₁OQ=∠POQ，
∴當(dāng)y_H＜-2時(shí)，∠HOQ＞∠POQ．
作P點(diǎn)關(guān)于OQ的對(duì)稱點(diǎn)P′，連接PP′交OQ于點(diǎn)M，
過P′作P′N垂直于對(duì)稱軸，垂足為N，連接OP′，
在Rt△OCQ中，∵OC=4，CQ=1．
∴OQ=，
∵S_△OPQ=S_{四邊形ABCO}-S_△AOP-S_△COQ-S_△QBP=3=OQ×PM，
∴PM=，
∴PP′=2PM=，
∵∠NPP′=∠COQ．
∴△COQ∽△NPP′
∴=，
∴P′N=，PN=，
∴P′（，），
∴直線OP′的解析式為y=x，
∴OP′與NP的交點(diǎn)H₂（2，）．
∴當(dāng)y_H＞時(shí)，∠HOP＞∠POQ．
綜上所述，當(dāng)y_H＜-2或y_H＞時(shí)，∠HOQ＞∠POQ．
點(diǎn)評(píng)：此題主要考查了二次函數(shù)的綜合應(yīng)用以及函數(shù)的動(dòng)點(diǎn)問題是較難的函數(shù)綜合題，在解題時(shí)要尋找出關(guān)鍵點(diǎn)，然后正確的進(jìn)行分段討論，做到不重復(fù)、不漏解．