Question

如圖，已知直線(xiàn)y=-

1

2

x+1交坐標(biāo)軸于A、B兩點(diǎn)，以線(xiàn)段AB為邊向上作正方形ABCD，過(guò)A、D、C作拋物線(xiàn)L₁．
（1）請(qǐng)直接寫(xiě)出點(diǎn)C、D的坐標(biāo)；
（2）求拋物線(xiàn)L₁的解析式；
（3）若正方形以每秒

5

個(gè)長(zhǎng)度單位的速度沿射線(xiàn)AB下滑，直至頂點(diǎn)D落在x軸上時(shí)停止．設(shè)正方形在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中落在x軸下方部分的面積為S．求S關(guān)于滑行時(shí)間t的函數(shù)關(guān)系式；
（4）在（3）的條件下，拋物線(xiàn)L₁與正方形一起平移，同時(shí)停止，得到拋物線(xiàn)L₂．兩拋物線(xiàn)的頂點(diǎn)分別為M、N，點(diǎn) P是x軸上一動(dòng)點(diǎn)，點(diǎn)Q是拋物線(xiàn)L₁上一動(dòng)點(diǎn)，是否存在這樣的點(diǎn)P、Q，使得以M、N、P、Q為頂點(diǎn)的四邊形為平行四邊形？若存在，直接寫(xiě)出點(diǎn)P的坐標(biāo)；若不存在，請(qǐng)說(shuō)明理由．

Answer 1

分析：（1）首先由直線(xiàn)AB的解析式求出A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)，過(guò)D作DE⊥y軸于E，通過(guò)構(gòu)建的全等三角形：△ADE和△BAO，可以求出DE、AE的長(zhǎng)，進(jìn)而能得到點(diǎn)D的坐標(biāo)；C點(diǎn)坐標(biāo)的求法同理．
（2）利用待定系數(shù)法求拋物線(xiàn)的解析式即可．
（3）隨著正方形的移動(dòng)，正方形在x軸下方的形狀會(huì)不斷的變化，所以要注意三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：A、C、D三點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到x軸上時(shí)t的值，若是這三個(gè)值分別是α、β、γ，那么分三種情況：
①0＜t≤α?xí)r，正方形在x軸下方的是個(gè)小直角三角形；
②α＜t≤β時(shí)，正方形在x軸下方的是個(gè)梯形；
③β＜t≤γ時(shí)，正方形在x軸下方的是個(gè)五邊形，其面積可由正方形的面積減去x軸上方的小直角三角形得出．
（4）由前面兩小題可知道M、D兩點(diǎn)的坐標(biāo)；由相似三角形：△ABO和△HBE可以求出點(diǎn)H的坐標(biāo)，由于拋物線(xiàn)L₁沿直線(xiàn)AB移動(dòng)，所以M→N與D→H的移動(dòng)規(guī)律是相同的，可據(jù)此得出點(diǎn)N的坐標(biāo)；由于點(diǎn)P在x軸上，所以MN只可能是平行四邊形的邊（若MN是對(duì)角線(xiàn)，那么點(diǎn)Q必在直線(xiàn)MN的上方，顯然不合題意），那么點(diǎn)Q的縱坐標(biāo)可由M、N的縱坐標(biāo)差的絕對(duì)值得出，在確定點(diǎn)Q的坐標(biāo)后，根據(jù)M→N的平移規(guī)律即可得出點(diǎn)P的坐標(biāo)．

解答：解：（1）由直線(xiàn)y=-

1

2

x+1知：A（0，1）、B（2，0）；
過(guò)D作DE⊥y軸于E；
在△ADE與△BAO中，

∠DAE=∠ABO=90°-∠OAB ∠AED=∠BOA=90° AD=AB

∴△ADE≌△BAO（AAS），
則：AE=OB=2，DE=OA=1；
∴OE=OA+AE=3，則：D（1，3）；
由于CD、AB是正方形的一組對(duì)邊，所以AB

∥

.

CD；
∵點(diǎn)A向下平移1個(gè)單位，再向右平移2個(gè)單位得B點(diǎn)，
∴點(diǎn)D向下平移1個(gè)單位，再向右平移2個(gè)單位得C點(diǎn)，即：C（3，2）；
綜上，C（3，2）、D（1，3）．

（2）易知A（0，1），設(shè)拋物線(xiàn)L₁的解析式為y=ax²+bx+c（a≠0），則有：

c=1 a+b+c=3 9a+3b+c=2

，
解得

a=- 5 6 b= 17 6 c=1

則：y=-

5

6

x²+

17

6

x+1．

（3）①當(dāng)0＜t≤1時(shí)，如圖①
Rt△AOB中，tan∠ABO=

OA

OB

=

1

2

，
Rt△QFB中，tan∠QBF=tan∠ABO=

1

2

，BF=

5

t，
∴QF=tan∠QBF•BF=

5 t

2

；
則：S=

1

2

BF•QF=

1

2

•

5

t•

5 t

2

=

5t2

4

；
②當(dāng)1＜t≤2時(shí)，如圖②，BF=

5

t，BE=

5

t-

5

；
∴PE=tan∠QBF•BE=

5 t- 5

2

，QF=

5 t

2

；
則：S=

1

2

（PE+QF）•EF=

5

4

（t-1+t）•

5

=

5

2

t-

5

4

；
③當(dāng)2＜t≤3時(shí)，如圖③，
Rt△HQP中，tan∠HQP=tan∠QBF=

1

2

，
HP=HE-PE=

5

-

5 t- 5

2

=

3 5 - 5 t

2

；
∴HQ=

HP

tan∠HQP

=2HP=3

5

-

5

t；
則：S=S_{正方形EFGH}-S_△HPQ=（

5

）²-

(3 5 - 5 t)2

4

=-

5

4

t²+

15

2

t-

25

4

．

（4）∵∠ABO=∠HBE，∠AOB=∠HEB=90°，
∴△ABO∽△HBE，
得：

AB

BH

=

OA

HE

，即：

5

BH

=

1

5

，
解得：BH=5；
∴H（7，0）；
由D（1，3）、H（7，0）知，M向右平移6個(gè)單位，向下平移3個(gè)單位即可得到N點(diǎn)；
因?yàn)辄c(diǎn)P在x軸上，若以M、N、P、Q為頂點(diǎn)的四邊形為平行四邊形（MN只能是平行四邊形的邊），則點(diǎn)Q的縱坐標(biāo)必為±3；
當(dāng)點(diǎn)Q的縱坐標(biāo)為3時(shí)，代入拋物線(xiàn)的解析式可得：Q（1，3）或（

12

5

，3），向右平移6個(gè)單位，向下平移3個(gè)單位得：P（7，0）或（

42

5

，0）；
當(dāng)點(diǎn)Q的縱坐標(biāo)為-3時(shí)，代入拋物線(xiàn)的解析式可得：Q（

17± 769

10

，-3），向左平移6個(gè)單位，向上平移3個(gè)單位得：P（

-43- 769

10

，0）或（

-43+ 769

10

，0）；
綜上，存在符合條件的P點(diǎn)，其坐標(biāo)為（7，0）或（

42

5

，0）或（

-43- 769

10

，0）或（

-43+ 769

10

，0）．

點(diǎn)評(píng)：此題主要考查了二次函數(shù)解析式的確定、圖形面積的求法、相似三角形和全等三角形的應(yīng)用、圖形的平移及其性質(zhì)、平行四邊形的性質(zhì)等綜合知識(shí)；（3）題中，一定要抓住圖形平移過(guò)程中的關(guān)鍵點(diǎn)，在對(duì)自變量的取值范圍進(jìn)行界定時(shí)，一定要做到不重不漏；最后一題中，首先要判斷出MN是平行四邊形的邊或?qū)�角線(xiàn)，然后根據(jù)點(diǎn)M、N的坐標(biāo)來(lái)確定P、Q的位置關(guān)系；總體來(lái)看，題目的難度較大．