【題目】在平面直角坐標(biāo)系中,拋物線yx2+x4x軸交于A、B兩點(diǎn)(點(diǎn)A在點(diǎn)B的左側(cè)),與y軸交于點(diǎn)C,作直線AC

1)如圖1,點(diǎn)P是直線AC下方拋物線上的一點(diǎn),連結(jié)PA,PC.過(guò)點(diǎn)PPDAC于點(diǎn)D,交y軸于點(diǎn)M,E是射線PD上的一點(diǎn),Qx軸上的一點(diǎn),Fy軸上的一點(diǎn),過(guò)F作該拋物線對(duì)稱軸的垂線段,垂足為點(diǎn)G,連結(jié)EF,GQ.當(dāng)△PAC面積最大時(shí),求點(diǎn)P的坐標(biāo),并求EF+GQ+FG+QA)的最小值;

2)如圖2,在(1)的條件下,將△CDM繞點(diǎn)D旋轉(zhuǎn)得到△C'DM',在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中,當(dāng)點(diǎn)C'或點(diǎn)M′落在y軸上(不與點(diǎn)M、C重合)時(shí),將△C'DM'沿射線PD平移得到△C″D'M″,在平移過(guò)程中,平面內(nèi)是否存在點(diǎn)N,使得四邊形OM″NC″是菱形?若存在,請(qǐng)直接寫出所有符合條件的點(diǎn)N的坐標(biāo);若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.

【答案】1P(2,),最小值為6;(2)存在,(3,-3)(5,-5)

【解析】

1)待定系數(shù)法求得直線AC的解析式為,運(yùn)用二次函數(shù)最值求△PAC面積最大時(shí)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)P的坐標(biāo)P(2),作FQ′∥GQx軸于點(diǎn)Q′,在x軸上方以AQ′為斜邊作Rt△AQ′T,使∠ATQ′90°,∠Q′AT30°,得到TQ′AQ′,從而有:EF+GQ+FG+QA)=EF+FQ′+TQ′,當(dāng)T、Q′F、E四點(diǎn)共線時(shí),EF+GQ+FG+QA)的值最。灰浊蟮米钚≈禐6;

2)分兩種情況:當(dāng)點(diǎn)C′落在y軸上時(shí),可求得N1(3,﹣3);當(dāng)點(diǎn)M′落在y軸上時(shí),可求得N2(5,﹣5)

解:(1)在拋物線yx2+x4中,令x0,得y

y0,得,解得x1=﹣4,x23,

∴A(﹣4,0),B30);

設(shè)直線AC的解析式為ykx+b,將A(﹣40),C0,)分別代入得,解得,

直線AC的解析式為,

如圖1,過(guò)點(diǎn)PPH⊥x軸交直線ACH

設(shè)點(diǎn)P(m),H(m)

,

,

,

當(dāng)m=﹣2時(shí),SPAC的最大值=,此時(shí)P(2,)

∵PD⊥AC,

∴∠CDM∠COA90°,

∴tan∠ACO,

∴∠ACO30°,∠CMD∠CAO∠OME60°,

過(guò)點(diǎn)PPL⊥y軸于L,∠PLM90°,∠MPL90°∠CMD90°60°30°L(0,),

,即:MLPLtan∠MPL2×tan30°,

,CM,CDCMsin∠CMDsin60°2

易得拋物線對(duì)稱軸為x,

OQ上截取QQ′FG,連接Q′F,在x軸上方過(guò)AAKy軸于K,使∠OAK30°,過(guò)Q′Q′T⊥AKT,則TQ′AQ′,

∵QQ′FGQQ′//FG

四邊形FGQQ′是平行四邊形

∴FQ′GQ

∴EF+GQ+(FG+QA)EF+FQ′+TQ′,當(dāng)T、Q′、F、E四點(diǎn)共線時(shí),EF+GQ+(FG+QA)的值最小;

∵∠AKO60°∠CMD

∴AK∥PM

此時(shí),ET⊥PM,ET//AC,四邊形ADET是矩形

∴ETADACCD826

EF+GQ+(FG+QA)的值最小值=6

2)存在.∵△C'DM'沿射線PD平移得到△C″D'M″,且射線PDx軸正方向夾角為30°,

平移后的△C″D′M″各頂點(diǎn)坐標(biāo)與△C′DM′關(guān)系為:向右平移t個(gè)單位,向上平移t個(gè)單位;

當(dāng)點(diǎn)C′落在y軸上時(shí),如圖2,

∵DC′DC,

∴∠DC′C∠DCC′30°,∠CDC′120°,

∴∠C′DM∠CDC′∠CDM120°90°30°.

∵∠DC′M′∠DCM30°,

∴∠C′DM∠DC′M′,

∴C′M′∥PM,且C′M′PM之間的距離=1.

四邊形OM″NC″是菱形,

∴ONC″M″互相垂直平分,過(guò)點(diǎn)OON⊥PD,

∵∠CON90°∠ODH30°

∴OHOMcos30°×4,易求OC″M″的距離為3,

∴ON6,

∴N1(3,﹣3)

當(dāng)點(diǎn)M′落在y軸上時(shí),如圖3,

易知:DMDM′,∠DMM′∠DM′M60°,

∴△DMM′為等邊三角形,

∴∠MDM′60°∠C′M′D

∴C′M′//PD,

∴C″M″//PD.

知:C″M″PD間距離為1,∴OC″M″的距離=4+15,

∵ONC″M″互相垂直平分,

∴ON10,

∴N2(5,﹣5).

故點(diǎn)N的坐標(biāo)為:N1(3,﹣3),N2(5,﹣5)

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