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小明合作学习小组在探究旋转、平移变换.如图△ABC,DEF均为等腰直角三角形,各顶点坐标分别为A(1,1),B(2,2),C(2,1),D(manfen5.com 满分网,0),E(2manfen5.com 满分网,0),F(manfen5.com 满分网,-manfen5.com 满分网).
(1)他们将△ABC绕C点按顺时针方向旋转45°得到△A1B1C1.请你写出点A1,B1的坐标,并判断A1C和DF的位置关系;
(2)他们将△ABC绕原点按顺时针方向旋转45°,发现旋转后的三角形恰好有两个顶点落在抛物线y=2manfen5.com 满分网x2+bx+c上,请你求出符合条件的抛物线解析式;
(3)他们继续探究,发现将△ABC绕某个点旋转45°,若旋转后的三角形恰好有两个顶点落在抛物线y=x2上,则可求出旋转后三角形的直角顶点P的坐标,请你直接写出点P的所有坐标.
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(1)由旋转性质及等腰直角三角形边角关系求解; (2)首先明确△ABC绕原点按顺时针方向旋转45°后的三角形即为△DEF,然后分三种情况进行讨论,分别计算求解; (3)旋转方向有顺时针、逆时针两种可能,落在抛物线上的点有点A和点B、点B和点C、点C和点D三种可能,因此共有六种可能的情形,需要分类讨论,避免漏解. 【解析】 (1)A1(2-,1+),B1(2+,1+). A1C和DF的位置关系是平行. (2)∵△ABC绕原点按顺时针方向旋转45°后的三角形即为△DEF, ∴①当抛物线经过点D、E时,根据题意可得: , 解得 ∴y=x2-12x+; ②当抛物线经过点D、F时,根据题意可得: , 解得 ∴y=x2-11x+; ③当抛物线经过点E、F时,根据题意可得: , 解得 ∴y=x2-13x+. (3)在旋转过程中,可能有以下情形: ①顺时针旋转45°,点A、B落在抛物线上,如答图1所示: 易求得点P坐标为(0,); ②顺时针旋转45°,点B、C落在抛物线上,如答图2所示: 设点B′,C′的横坐标分别为x1,x2. 易知此时B′C′与一、三象限角平分线平行,∴设直线B′C′的解析式为y=x+b, 联立y=x2与y=x+b得:x2=x+b,即x2-x-b=0, ∴x1+x2=1,x1x2=-b. ∵B′C′=1,∴根据题意易得:|x1-x2|=, ∴(x1-x2)2=,即(x1+x2)2-4x1x2= ∴1+4b=,解得b=. ∴x2-x+=0,解得x=或x=. ∵点C′的横坐标较小,∴x=. 当x=时,y=x2=, ∴P(,); ③顺时针旋转45°,点C、A落在抛物线上,如答图3所示: 设点C′,A′的横坐标分别为x1,x2. 易知此时C′A′与二、四象限角平分线平行,∴设直线C′A′的解析式为y=-x+b, 联立y=x2与y=-x+b得:x2=-x+b,即x2+x-b=0, ∴x1+x2=-1,x1x2=-b. ∵C′A′=1,∴根据题意易得:|x1-x2|=, ∴(x1-x2)2=,即(x1+x2)2-4x1x2= ∴1+4b=,解得b=. ∴x2+x+=0,解得x=或x=. ∵点C′的横坐标较大,∴x=. 当x=时,y=x2=, ∴P(,); ④逆时针旋转45°,点A、B落在抛物线上. 因为逆时针旋转45°后,直线A′B′与y轴平行,因为与抛物线最多只能有一个交点,故此种情形不存在; ⑤逆时针旋转45°,点B、C落在抛物线上,如答图4所示: 与③同理,可求得:P(,); ⑥逆时针旋转45°,点C、A落在抛物线上,如答图5所示: 与②同理,可求得:P(,). 综上所述,点P的坐标为:(0,),(,),(,),(,).
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考点分析:
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解方程
(1)x2-2x-1=0
(2)manfen5.com 满分网=manfen5.com 满分网
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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