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我们常见的炒菜锅和锅盖都是抛物线面,经过锅心和盖心的纵断面是两端抛物线组合而成的...

我们常见的炒菜锅和锅盖都是抛物线面,经过锅心和盖心的纵断面是两端抛物线组合而成的封闭图形,不妨简称为“锅线”,锅口直径为6dm,锅深3dm,锅盖高1dm(锅口直径与锅盖直径视为相同),建立直角坐标系如图①所示,如果把锅纵断面的抛物线记为C1,把锅盖纵断面的抛物线记为C2
(1)求C1和C2的解析式;
(2)如图②,过点B作直线BE:y=manfen5.com 满分网x-1交C1于点E(-2,-manfen5.com 满分网),连接OE、BC,在x轴上求一点P,使以点P、B、C为顶点的△PBC与△BOE相似,求出P点的坐标;
(3)如果(2)中的直线BE保持不变,抛物线C1或C2上是否存在一点Q,使得△EBQ的面积最大?若存在,求出Q的坐标和△EBQ面积的最大值;若不存在,请说明理由.
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(1)已知A、B、C、D四点坐标,利用待定系数法即可确定两函数的解析式. (2)根据直线BE:y=x-1知,该直线必过(0,-1)点,那么∠EBO=∠CBO,若以点P、B、C为顶点的△PBC与△BOE相似,那么夹这组对应角的对应边必成比例,先求出BC、BO、BE的长,然后分情况根据线段间的比例关系求出BP的长,进而得到OP的长,即可确定P点坐标. (3)△EBQ中,BE长为定值,若以BE为底,当△EBQ的面积最大时,Q到直线BE的距离最大;由于点Q可能在抛物线C1或C2上,因此两种情况都要解一下,最后通过比较得到能使△EBQ面积最大的Q点.首先作直线l∥BE,分别令直线l与抛物线C1、C2有且仅有一个交点,那么符合条件的Q点必在这两个交点中,先求出这两个交点分别到直线BE的距离,距离大者符合条件,由此可得到Q点坐标和△EBQ的面积最大值. 【解析】 (1)由于抛物线C1、C2都过点A(-3,0)、B(3,0),可设它们的解析式为:y=a(x-3)(x+3); 抛物线C1还经过D(0,-3),则有: -3=a(0-3)(0+3),a= 即:抛物线C1:y=x2-3(-3≤x≤3); 抛物线C2还经过C(0,1),则有: 1=a(0-3)(0+3),a=- 即:抛物线C2:y=-x2+1(-3≤x≤3). (2)由于直线BE:y=x-1必过(0,-1),所以∠CBO=∠EBO(tan∠CBO=tan∠EBO=); 由E点坐标可知:tan∠AOE≠,即∠AOE≠∠CBO,所以它们的补角∠EOB≠∠CBx; 若以点P、B、C为顶点的△PBC与△BOE相似,只需考虑两种情况: ①∠CBP1=∠EBO,且OB:BE=BP1:BC,即: 3:=BP1:,得:BP1=,OP1=OB-BP1=; ∴P1(,0); ②∠P2BC=∠EBO,且BC:BP2=OB:BE,即: :BP2=3:,得:BP2=,OP2=BP2-OB=; ∴P2(-,0); 综上,符合条件的P点有:P1(,0)、P2(-,0). (3)如图,作直线l∥直线BE,设直线l:y=x+b; ①当直线l与抛物线C1只有一个交点时: x+b=x2-3,即:x2-x-(3b+9)=0, ∴△=1+4(3b+9)=0, 解得,3b+9=-, ∴x2-x+=0 ∴该交点Q2(,-); Q2到直线 BE:x-y-1=0 的距离:==; ②当直线l与抛物线C2只有一个交点时: x+b=-x2+1,即:x2+3x+9b-9=0, ∴该交点Q1(-,); Q1到直线 BE:x-y-1=0 的距离:=; ∴符合条件的Q点为Q1(-,); △EBQ的最大面积:Smax=×BE×=. 方法二: 当点Q在C1上时,可设Q(m,x2-3),过Q作QM平行y轴交BE于M,则M(m,x-1), 则BM=x-1-(x2-3)=-(m+0.5)2+,所以当m=-0.5时BM最大值为, 所以 S△EBQ最大=S△EQM+S△BQM=(xB-xE)×=0.5×5×=, 同理可得,Q在C 2上时,最大面积为, 综上最大面积为.
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考点分析:
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(2)类比猜想:如图②,当动点D运动至等边△ABC边BA的延长线上时,其他作法与(1)相同,猜想AF与BD在(1)中的结论是否仍然成立?
(3)深入探究:
Ⅰ.如图③,当动点D在等边△ABC边BA上运动时(点D与点B不重合)连接DC,以DC为边在BC上方、下方分别作等边△DCF和等边△DCF′,连接AF、BF′,探究AF、BF′与AB有何数量关系?并证明你探究的结论.
Ⅱ.如图④,当动点D在等边△边BA的延长线上运动时,其他作法与图③相同,Ⅰ中的结论是否成立?若不成立,是否有新的结论?并证明你得出的结论.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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