Question

【題目】如圖，在平面直角坐標系中，將拋物線的對稱軸繞著點（0，2）順時針旋轉(zhuǎn)45°后與該拋物線交于兩點，點是該拋物線上的一點．

（1）求兩點的坐標。

（2）如圖①，若點在直線的下方，求點到直線的距離的最大值；

（3）如圖②，若點在軸左側(cè)，且點是直線上一點，當以為頂點的三角形與相似時，求所有滿足條件的的值．

Answer 1

【答案】(1) A（-1,1） B（2,4）;(2) ; (3) t=1或t=0或t=1﹣或t=3﹣．

【解析】分析：(1)根據(jù)題意易得點M、P的坐標,利用待定系數(shù)法來求直線AB的解析式;(2)如圖①,過點Q作x軸的垂線QC,交AB于點C,再過點Q作直線AB的垂線,垂足為D,構(gòu)建等腰直角△QDC,利用二次函數(shù)圖象上點的坐標特征和二次函數(shù)最值的求法進行解答;(3)根據(jù)相似三角形的對應(yīng)角相等推知: △PBQ中必有一個內(nèi)角為45°;需要分類討論: ∠PBQ=45°和∠PQB=45°;然后對這兩種情況下的△PAT是否是直角三角形分別進行解答.另外,以P、B、Q為頂點的三角形與△PAT 相似也有兩種情況: △ ∽△PAT、△∽△PAT.

詳解：（1）如圖①，設(shè)直線AB與x軸的交點為M．

∵∠OPA=45°，∴OM=OP=2，即M（﹣2，0）．

設(shè)直線AB的解析式為y=kx+b（k≠0），將M（﹣2，0），P（0，2）兩點坐標代入，得

，

解得． 故直線AB的解析式為y=x+2；

聯(lián)立 ，解得

∴ A（-1,1） B（2,4）.

（2）如圖①，過點Q作x軸的垂線QC，交AB于點C，再過點Q作直線AB的垂線，垂足為D，根據(jù)條件可知△QDC為等腰直角三角形，則QD=QC．

設(shè)Q（m，m2），則C（m，m+2）．

∴QC=m+2﹣m2=﹣（m﹣）2+，

QD=QC=[﹣（m﹣）2+]．

故當m=時，點Q到直線AB的距離最大，最大值為；

（3）∵∠APT=45°，

∴△PBQ中必有一個內(nèi)角為45°，由圖知，∠BPQ=45°不合題意．

①如圖②，若∠PBQ=45°，過點B作x軸的平行線，與拋物線和y軸分別交于點Q′、F．此時滿足∠PBQ′=45°．

∵Q′（﹣2，4），F(xiàn)（0，4），

∴此時△BPQ′是等腰直角三角形，由題意知△PAT也是等腰直角三角形．

（i）當∠PTA=90°時，得到：PT=AT=1，此時t=1；

（ii）當∠PAT=90°時，得到：PT=2，此時t=0．

②如圖③，若∠PQB=45°，①中是情況之一，答案同上；

先以點F為圓心，FB為半徑作圓，則P、B、Q′都在圓F上，設(shè)圓F與y軸左側(cè)的拋物線交于另一點Q″．

則∠PQ″B=∠PQ′B=45°（同弧所對的圓周角相等），即這里的交點Q″也是符合要求．

設(shè)Q″（n，n2）（﹣2＜n＜0），由FQ″=2，得 n2+（4﹣n20=22，即n4﹣7n2+12=0．

解得n2=3或n2=4，而﹣2＜n＜0，故n=﹣，即Q″（﹣，3）．

可證△PFQ″為等邊三角形，所以∠PFQ″=60°，又PQ″=PQ″，

所以∠PBQ″=∠PFQ″=30°． 則在△PQ″B中，∠PQ″B=45°，∠PBQ″=30°．

（i）若△Q″PB∽△PAT，則過點A作y軸的垂線，垂足為E． 則ET=AE=，OE=1，

所以OT=﹣1，解得t=1﹣；

（ii）若△Q″BP∽△PAT，則過點T作直線AB垂線，垂足為G．

設(shè)TG=a，則PG=TG=a，AG=TG=a，AP=，

∴a+a=，

解得PT=a=﹣1，

∴OT=OP﹣PT=3﹣，

∴t=3﹣．

綜上所述，所求的t的值為t=1或t=0或t=1﹣或t=3﹣．