如图,抛物线y=ax2+2ax+4与x轴交于点A、B,与y轴交于点C,tan∠CBO=2,动直线l从与直线AC重合的位置出发
如图,抛物线y=ax2+2ax+4与x轴交于点A、B,与y轴交于点C,tan∠CBO=2,动直线l从与直线AC重合的位置出发,绕点A顺时针旋转,与直线AB重合时终止运动,...
如图,抛物线y=ax2+2ax+4与x轴交于点A、B,与y轴交于点C,tan∠CBO=2,动直线l从与直线AC重合的位置出发,绕点A顺时针旋转,与直线AB重合时终止运动,直线l与BC交于点D,P是线段AD的中点.(1)求该抛物线的解析式;(2)①直接写出点P所经过的路径长; ②若点Q在直线AC上方的抛物线上,且四边形PDCQ是平行四边形,求点Q的坐标;(3)点D与B、C不重合时,过点D作DE⊥AC于点E,作DF⊥AB于点F,连结EF,求EF的最小值.
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(1)当x=0时,y=4,
∴C(0,4),OC=4
∵tan∠CBO=2,∴OB=2,B(2,0),
代入解析式解得:0=a×22+2a×2+4,
解得:a=?
,
故抛物线解析式为:y=?
x2?x+4;
(2)①∵CO=4,BO=2,
∴BC=2
,
∵直线l与BC交于点D,P是线段AD的中点,
∴点P所经过的路径长,正好是△ABC的中位线长,
∴点P所经过的路径长为:
;
②如图1,∵四边形PDCQ是平行四边形,
∴QH∥BC,
∵P是线段AD的中点,
∴H是线段AB的中点,
∵-
x2-x+4=0
解得:x1=2,x2=-4,
∴A(-4,0),
∴H(-1,0),
设BC的解析式为:y=kx+d,
则
,
解得:
,
∴直线BC的解析式为:y=-2x+4,
设QH的解析式为y=-2x+b,
把H点的坐标代入得 b=-2,
故
解得x=1±
∵点Q在直线AC上方的抛物线上,
∴
,
∴Q(1?
,2
?4);
(3)如图2,∵DE⊥AC
∴∠AED=90°,∵P是线段AD的中点,
∴PE=PA=
AD,
∴∠PAE=∠PEA,
∴∠EPD=2∠EAF,
同理PF=
AD,∠DPF=2∠PAF,
∴PE=PF,∠EPF=2∠EAF=90°
∴要使EF最小,只要使PE最小
要使PE最小,只要使AD最小,
即AD⊥BC时,AD最小,
则AD×2
=6×4,
解得:AD=
,
故PE=
,
则FE最小==
∴C(0,4),OC=4
∵tan∠CBO=2,∴OB=2,B(2,0),
代入解析式解得:0=a×22+2a×2+4,
解得:a=?
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故抛物线解析式为:y=?
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(2)①∵CO=4,BO=2,
∴BC=2
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∵直线l与BC交于点D,P是线段AD的中点,
∴点P所经过的路径长,正好是△ABC的中位线长,
∴点P所经过的路径长为:
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②如图1,∵四边形PDCQ是平行四边形,
∴QH∥BC,
∵P是线段AD的中点,
∴H是线段AB的中点,
∵-
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解得:x1=2,x2=-4,
∴A(-4,0),
∴H(-1,0),
设BC的解析式为:y=kx+d,
则
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解得:
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∴直线BC的解析式为:y=-2x+4,
设QH的解析式为y=-2x+b,
把H点的坐标代入得 b=-2,
故
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解得x=1±
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∵点Q在直线AC上方的抛物线上,
∴
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∴Q(1?
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(3)如图2,∵DE⊥AC
∴∠AED=90°,∵P是线段AD的中点,
∴PE=PA=
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∴∠PAE=∠PEA,
∴∠EPD=2∠EAF,
同理PF=
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∴PE=PF,∠EPF=2∠EAF=90°
∴要使EF最小,只要使PE最小
要使PE最小,只要使AD最小,
即AD⊥BC时,AD最小,
则AD×2
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解得:AD=
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故PE=
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则FE最小==
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