(2013•鄭州模擬)如圖1所示,已知二次函數(shù)y=ax2-6ax+c與x軸分別交于點(diǎn)A(2,0)、B(4,0),與y軸交于點(diǎn)C(0,-8t)(t>0).
(1)求a、c的值及拋物線頂點(diǎn)D的坐標(biāo)(用含t的代數(shù)式表示);
(2)如圖1,連接AC,將△OAC沿直線AC翻折,若點(diǎn)O的對應(yīng)點(diǎn)O′恰好落在該拋物線的對稱軸上,求實(shí)數(shù)t的值;
(3)如圖2,在正方形EFGH中,點(diǎn)E、F的坐標(biāo)分別是(4,-4)、(4,-3),邊HG位于邊EF的右側(cè).若點(diǎn)P是邊EF或邊FG上的任意一點(diǎn)(不與E、F、G重合),請你說明以PA、PB、PC、PD的長度為邊長不能構(gòu)成平行四邊形;
(4)將(3)中的正方形EFGH水平移動,若點(diǎn)P是正方形邊FG或EH上任意一點(diǎn),在水平移動過程中,是否存在點(diǎn)P,使以PA、PB、PC、PD的長度為邊長構(gòu)成平行四邊形,其中PA、PB為對邊.若存在,請直接寫出t的值;若不存在,請說明理由.
分析:(1)將A、B、C三點(diǎn)的坐標(biāo)代入已知的拋物線的解析式利用待定系數(shù)法及其求得a、c的值,配方后即可確定其頂點(diǎn)坐標(biāo);
(2)設(shè)拋物線對稱軸與x軸交點(diǎn)為M,則可得到AM=1,然后根據(jù)O′A=OA=2得到O′A=2AM,最后在Rt△OAC中,利用OC和OA的關(guān)系列出有關(guān)t的方程求得t值即可.
(3)本題需先分兩種情況進(jìn)行討論,當(dāng)P是EF上任意一點(diǎn)時(shí),可得PC>PB,從而得出PB≠PA,PB≠PC,PB≠PD,即可求出線段PA、PB、PC、PD不能構(gòu)成平行四邊形.
(4)分假設(shè)點(diǎn)P為FG與對稱軸交點(diǎn)時(shí),存在一個(gè)正數(shù)t,使得線段PA、PB、PC、PD能構(gòu)成一個(gè)平行四邊形和假設(shè)當(dāng)點(diǎn)P為EH與對稱軸交點(diǎn)時(shí),存在一個(gè)正數(shù)t,使得線段PA、PB、PC、PD能構(gòu)成一個(gè)平行四邊形兩種情況列出有關(guān)的方程求得t值即可.
解答:解:(1)把點(diǎn)A、C的坐標(biāo)(2,0)、(0,-8t)代入拋物線y=ax2-6ax+c得,
4a-12a+c=0
c=-8t
,解得  
a=-t
c=-8t

該拋物線為y=-tx2+6tx-8t=-t(x-3)2+t.
∴頂點(diǎn)D坐標(biāo)為(3,t)                              
(2)如圖1,設(shè)拋物線對稱軸與x軸交點(diǎn)為M,則AM=1.
由題意得:O′A=OA=2.
∴O′A=2AM,∴∠O′AM=60°.
∴∠O′AC=∠OAC=60°
∴在Rt△OAC中:
∴OC=
3
•AO=2
3
,
-8t=-2
3

t=
3
4
.        
(3)①如圖2所示,設(shè)點(diǎn)P是邊EF上的任意一點(diǎn)
(不與點(diǎn)E、F重合),連接PM.
∵點(diǎn)E(4,-4)、F(4,-3)與點(diǎn)B(4,0)在一直線上,
點(diǎn)C在y軸上,
∴PB<4,PC≥4,∴PC>PB.
又PD>PM>PB,PA>PM>PB,
∴PB≠PA,PB≠PC,PB≠PD.
∴此時(shí)線段PA、PB、PC、PD不能構(gòu)成平行四邊形.
②設(shè)P是邊FG上的任意一點(diǎn)(不與點(diǎn)F、G重合),
∵點(diǎn)F的坐標(biāo)是(4,-3),點(diǎn)G的坐標(biāo)是(5,-3).
∴FB=3,GB=
10
,∴3≤PB≤
10

∵PC>4,∴PC>PB.
∴PB≠PA,PB≠PC.
∴此時(shí)線段PA、PB、PC、PD不能構(gòu)成平行四邊形.        
(4)t=
2
7
1
7
或1.                               
∵已知PA、PB為平行四邊形對邊,
∴必有PA=PB.
①假設(shè)點(diǎn)P為FG與對稱軸交點(diǎn)時(shí),存在一個(gè)正數(shù)t,使得線段PA、PB、PC、PD能構(gòu)成一個(gè)平行四邊形.
如圖3所示,只有當(dāng)PC=PD時(shí),線段PA、PB、PC、PD能構(gòu)成一個(gè)平行四邊形.
∵點(diǎn)C的坐標(biāo)是(0,-8t),點(diǎn)D的坐標(biāo)是(3,t),
又點(diǎn)P的坐標(biāo)是(3,-3),
∴PC2=32+(-3+8t)2,PD2=(3+t)2
當(dāng)PC=PD時(shí),有PC2=PD2
即 32+(-3+8t)2=(3+t)2
整理得7t2-6t+1=0,
∴解方程得t=
2
7
>0滿足題意.
②假設(shè)當(dāng)點(diǎn)P為EH與對稱軸交點(diǎn)時(shí),存在一個(gè)正數(shù)t,使得線段PA、PB、PC、PD能構(gòu)成一個(gè)平行四邊形.
如圖4所示,只有當(dāng)PC=PD時(shí),線段PA、PB、PC、PD
能構(gòu)成一個(gè)平行四邊形.
∵點(diǎn)C的坐標(biāo)是(0,-8t),點(diǎn)D的坐標(biāo)是(3,t),
點(diǎn)P的坐標(biāo)是(3,-4),
∴PC2=32+(-4+8t)2,PD2=(4+t)2
當(dāng)PC=PD時(shí),有PC2=PD2
即 32+(-4+8t)2=(4+t)2
整理得7t2-8t+1=0,
∴解方程得t=
1
7
或1均大于>0滿足題意.
綜上所述,滿足題意的t=
2
7
1
7
或1.
點(diǎn)評:本題主要考查了二次函數(shù)的綜合問題,在解題時(shí)要注意運(yùn)用數(shù)形結(jié)合和分類討論,把二次函數(shù)的圖象與性質(zhì)和平行四邊形的判定相結(jié)合是本題的關(guān)鍵.
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