如图,在直角坐标系中有一直角三角形AOB,O为坐标原点,OA=1,tan∠BAO=3,将此三角形绕原点O逆时针旋转9
如图,在直角坐标系中有一直角三角形AOB,O为坐标原点,OA=1,tan∠BAO=3,将此三角形绕原点O逆时针旋转90°,得到△DOC,抛物线y=ax2+bx+c经过点A...
如图,在直角坐标系中有一直角三角形AOB,O为坐标原点,OA=1,tan∠BAO=3,将此三角形绕原点O逆时针旋转90°,得到△DOC,抛物线y=ax2+bx+c经过点A、B、C.(1)求抛物线的解析式;(2)若点P是第二象限内抛物线上的动点,其横坐标为t,①设抛物线对称轴l与x轴交于一点E,连接PE,交CD于F,求出当△CEF与△COD相似时,点P的坐标;②是否存在一点P,使△PCD的面积最大?若存在,求出△PCD的面积的最大值;若不存在,请说明理由.
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(1)在Rt△AOB中,OA=1,tan∠BAO=
=3,
∴OB=3OA=3.
∵△DOC是由△AOB绕点O逆时针旋转90°而得到的,
∴△DOC≌△AOB,
∴OC=OB=3,OD=OA=1,
∴A、B、C的坐标分别为(1,0),(0,3)(-3,0).
代入解析式为
,
解得:
.
∴抛物线的解析式为y=-x2-2x+3;
(2)①∵抛物线的解析式为y=-x2-2x+3,
∴对称轴l=-
=-1,
∴E点的坐标为(-1,0).
如图,当∠CEF=90°时,△CEF∽△COD.此时点P在对称轴上,即点P为抛物线的顶点,P(-1,4);
当∠CFE=90°时,△CFE∽△COD,过点P作PM⊥x轴于点M,则△EFC∽△EMP.
∴
=
=
=
,
∴MP=3EM.
∵P的横坐标为t,
∴P(t,-t2-2t+3).
∵P在第二象限,
∴PM=-t2-2t+3,EM=-1-t,
∴-t2-2t+3=3(-1-t),
解得:t1=-2,t2=3(点P在第二象限,所以舍去),
∴t=-2时,y=-(-2)2-2×(-2)+3=3.
∴P(-2,3).
∴当△CEF与△COD相似时,P点的坐标为:(-1,4)或(-2,3);
②设直线CD的解析式为y=kx+b,由题意,得
OB |
OA |
∴OB=3OA=3.
∵△DOC是由△AOB绕点O逆时针旋转90°而得到的,
∴△DOC≌△AOB,
∴OC=OB=3,OD=OA=1,
∴A、B、C的坐标分别为(1,0),(0,3)(-3,0).
代入解析式为
|
解得:
|
∴抛物线的解析式为y=-x2-2x+3;
(2)①∵抛物线的解析式为y=-x2-2x+3,
∴对称轴l=-
b |
2a |
∴E点的坐标为(-1,0).
如图,当∠CEF=90°时,△CEF∽△COD.此时点P在对称轴上,即点P为抛物线的顶点,P(-1,4);
当∠CFE=90°时,△CFE∽△COD,过点P作PM⊥x轴于点M,则△EFC∽△EMP.
∴
EM |
MP |
EF |
FC |
DO |
OC |
1 |
3 |
∴MP=3EM.
∵P的横坐标为t,
∴P(t,-t2-2t+3).
∵P在第二象限,
∴PM=-t2-2t+3,EM=-1-t,
∴-t2-2t+3=3(-1-t),
解得:t1=-2,t2=3(点P在第二象限,所以舍去),
∴t=-2时,y=-(-2)2-2×(-2)+3=3.
∴P(-2,3).
∴当△CEF与△COD相似时,P点的坐标为:(-1,4)或(-2,3);
②设直线CD的解析式为y=kx+b,由题意,得