Question

如圖，在平面直角坐標(biāo)系中，四邊形ABCD是梯形，BC∥AD，∠BAD+∠CDA=90°，且tan∠BAD=2，AD在x軸上，點(diǎn)A的坐標(biāo)（-1，0），點(diǎn)B在y軸的正半軸上，BC=OB．
（1）求過(guò)點(diǎn)A、B、C的拋物線的解析式；
（2）動(dòng)點(diǎn)E從點(diǎn)B（不包括點(diǎn)B）出發(fā)，沿BC運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)C停止，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，過(guò)點(diǎn)E作EF⊥AD于點(diǎn)F，將四邊形ABEF沿直線EF折疊，得到四邊形A₁B₁EF，點(diǎn)A、B的對(duì)應(yīng)點(diǎn)分別是點(diǎn)A₁、B₁，設(shè)四邊形A₁B₁EF與梯形ABCD重合部分的面積為S，F(xiàn)點(diǎn)的坐標(biāo)是（x，0）．
①當(dāng)點(diǎn)A₁落在（1）中的拋物線上時(shí)，求S的值；
②在點(diǎn)E運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，求S與x的函數(shù)關(guān)系式．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)條件先求出B點(diǎn)和C點(diǎn)的坐標(biāo)，再利用待定系數(shù)法就可以求出過(guò)點(diǎn)A、B、C的拋物線的解析式．
（2）①根據(jù)拋物線的對(duì)稱性可以知道當(dāng)點(diǎn)A₁落在拋物線上A₁與點(diǎn)A關(guān)于對(duì)稱軸對(duì)稱，重合部分面積就是梯形ABEF的面積．從而求出S的值．
②從0＜x≤1和當(dāng)1＜x≤2兩種情況分別把點(diǎn)E在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中重疊部分的面積表示出來(lái)，當(dāng)0＜x≤1時(shí)重疊部分的面積就是梯形ABEF的面積，當(dāng)1＜x≤2時(shí)，重疊部分的面積就是一個(gè)五邊形的面積．就是一個(gè)梯形的面積減去一個(gè)三角形
的面積就可以了．
解答：解：（1）∵點(diǎn)A坐標(biāo)是（-1，0），
∴OA=1，
在△ABO中∠AOB=90°tanA==2，
∴OB=2．
∴點(diǎn)B的坐標(biāo)是（0，2）．
∵BC∥AD，BC=OB，
∴BC=2，
∴點(diǎn)C的坐標(biāo)是（2，2）．
設(shè)拋物線表達(dá)式為y=ax²+bx+2，由題意，得
∴
∴解得
∴y=-x²+x+2．

（2）①當(dāng)點(diǎn)A₁落在拋物線上，根據(jù)拋物線的軸對(duì)稱性可得A₁與點(diǎn)A關(guān)于對(duì)稱軸對(duì)稱，
由沿直線EF折疊，所以點(diǎn)E是BC上一個(gè)點(diǎn)，
重合部分面積就是梯形ABEF的面積．
∴S=S_梯形ABEF=（BE+AF）×BO=2+1=3；
②當(dāng)0＜x≤1時(shí)，重合部分面積就是梯形ABEF的面積，
由題得AF=x+1，BE=x，
S=S_梯形ABEF=（BE+AF）×BO=2x+1．
當(dāng)1＜x≤2時(shí)，重合部分面積就是五邊形A₁NCEF的面積，
設(shè)A₁B₁交CD于點(diǎn)N，作MN⊥DF于點(diǎn)M，CK⊥AD于點(diǎn)K，
∴∠CKD=∠NMD=90°
由軸對(duì)稱得：∠1=∠2，
∵∠2+∠3=90°，
∴∠1+∠3=90°，
∠3+∠MND=90°
∴∠MND=∠1
△NMA₁∽△DMN，=，
∵∠BAO=∠MA₁N，tan∠BAO=2，
∴tan∠MA₁N=2=．
∴2MA₁=MN，MD=2MN．
∴MD=4MA₁，
∴DA₁=3MA₁
∵tan∠BAO=2，∠BAO+∠CDK=90°，
∴tan∠CDK=．
在△DCK中，∠CKD=90°，CK=OB=2，
tan∠CDK==，
∴DK=4，OD=6．
∵OF=x，A₁F=x+1，
∴A₁D=OD-OF-A₁F=5-2x，F(xiàn)D=6-x．
∴3MA₁=5-2x，
∴MA₁=（5-2x）
∵2MA₁=MN
∴MN=（5-2x）．
∴S=S_梯形DCEF-S_△A1ND=8-2x-（5-2x）²=-x²+x-．
點(diǎn)評(píng)：本題是一道二次函數(shù)的綜合試題，考查了待定系數(shù)法求函數(shù)的解析式，梯形的面積公式，動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題在函數(shù)解析式中的運(yùn)用．相似三角形的判定及性質(zhì)的運(yùn)用．