Question

如圖，在平面直角坐標(biāo)系中，點P從原點O出發(fā)，沿x軸向右以每秒一個單位長的速度運動t秒（t＞0），拋物線y=-x²+bx經(jīng)過點O和點P．已知矩形ABCD的三個頂點為A（1，0），B（3，0），D（1，3）．
（1）求b的值（用t的代數(shù)式表示）；
（2）當(dāng)3＜t＜4時，設(shè)拋物線分別與線段AD，BC交于點M，N．
①設(shè)直線MP的解析式為y=kx+m，在點P的運動過程中，你認(rèn)為k的大小是否會變化？若變化，請說明理由；若不變，請求出k的值；
②在點P的運動過程中，當(dāng)OM⊥MN時，求出t的值；
（3）在點P的運動過程中，若拋物線與矩形ABCD的四條邊有四個交點，請直接寫出t的取值范圍．

Answer 1

解：（1）∵點P的坐標(biāo)為（t，0），
∴0=-t²+bt，解得：b=t，
（2）①把x=1代入y=-x²+tx，
得y=t-1，即M（1，t-1），
∴，解得k=-1，
②如圖，過點N作NH⊥AD于點H，
求得：BN=3t-9，MH=8-2t，HN=AB=2，
當(dāng)OM⊥MN時，可證得△OAM∽△MHN，
故可得，即，
解得，（舍去）
從而可得：．
（3）拋物線的解析式為y=-x²+bx=-（x-）²+，
①因為拋物線的頂點縱坐標(biāo)大于點D和點C的縱坐標(biāo)，所以＞3，
解得b＞2或b＜-2；
②當(dāng)x=1時，y=-1+b＜3，
解得：b＜4，
綜上可得：2＜b＜4．
分析：（1）將點P的坐標(biāo)代入可得b的值．
（2）①將點M的橫坐標(biāo)x=1代入解析式，可得出點M的坐標(biāo)，將M、P的坐標(biāo)代入，得出方程組，解出即可得出k的值．
②過點N作NH⊥AD于點H，分別表示出BN、MH、HN，根據(jù)當(dāng)OM⊥MN時，可證得△OAM∽△MHN，從而利用相似三角形的對應(yīng)邊成比例得出t的值．
（3）找兩個極值點，①拋物線的頂點縱坐標(biāo)一定要大于點C和點D的縱坐標(biāo)，②當(dāng)x=1時，拋物線的縱坐標(biāo)一定不能超過點D的縱坐標(biāo)．
點評：此題屬于二次函數(shù)綜合題，涉及了待定系數(shù)法求函數(shù)解析式及相似三角形的判定與性質(zhì)，難點在第三問，關(guān)鍵在于兩個極值點的尋找．