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如图(1),分别以两个彼此相邻的正方形OABC与CDEF的边OC、OA所在直线为...

如图(1),分别以两个彼此相邻的正方形OABC与CDEF的边OC、OA所在直线为x轴、y轴建立平面直角坐标系(O、C、F三点在x轴正半轴上).若⊙P过A、B、E三点(圆心在x轴上)交y轴于另一点Q,抛物线manfen5.com 满分网经过A、C两点,与x轴的另一交点为G,M是FG的中点,B点坐标为(2,2).
(1)求抛物线的函数解析式和点E的坐标;
(2)求证:ME是⊙P的切线;
(3)如图(2),点R从正方形CDEF的顶点E出发以1个单位/秒的速度向点F运动,同时点S从点Q出发沿y轴以5个单位/秒的速度向上运动,连接RS,设运动时间为t秒(0<t<1),在运动过程中,正方形CDEF在直线RS下方部分的面积是否变化?若不变,说明理由并求出其值;若变化,请说明理由;
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(1)根据点B的坐标以及正方形的性质求出点A、C的坐标,然后利用待定系数法求二次函数解析式解答;根据垂径定理可得圆心P为AB的垂直平分线与x轴的交点,连接PE、PA,根据勾股定理表示出PA2,设正方形CDEF的边长为a,表示出PF,然后在Rt△PEF中,利用勾股定理列式进行计算即可求出a的值,然后求出OF,即可得到点E的坐标; (2)令y=0,利用抛物线解析式求出点G的坐标,然后得到点M的坐标,再求出FM、PM,然后利用勾股定理逆定理判定PE⊥EM,再根据切线的定义得证; (3)表示出点S、R的坐标,然后利用待定系数法求一次函数解析式求出直线SR的解析式,再求出SR与CD的交点坐标,然后根据梯形的面积公式列式进行计算即可求出正方形CDEF在直线RS下方部分的面积为定值. (1)【解析】 B点坐标为(2,2),四边形OABC是正方形, ∴点A(0,2),C(2,0), ∵抛物线y=x2+bx+c经过点A、C, ∴, 解得, ∴抛物线解析式为y=x2-x+2; 根据垂径定理,AB的垂直平分线与x轴的交点为圆心P,即P(1,0), 如图,连接PE、PA,则PE2=PA2=OA2+OP2=22+12=5, 设正方形CDEF的边长为a, 则PF=a+1, 在Rt△PEF中,PE2=PF2+EF2, 即5=(a+1)2+a2, 整理得,a2+a-2=0, 解得a1=1,a2=-2(舍去), ∴OF=OC+CF=2+1=3, ∴点E的坐标为(3,1); (2)证明:令y=0,则x2-x+2=0, 整理得,x2-6x+8=0, 解得x1=2,x2=4, ∴点G的坐标为(4,0), ∴点M是FG的中点, ∴点M(3.5,0), ∴FM=3.5-3=0.5, PM=3.5-1=2.5, 在Rt△EFM中,EM2=EF2+FM2=12+0.52=, ∴PE2+EM2=5+=, ∵PM2=2.52=, ∴PE2+EM2=PM2, ∴△PEM是直角三角形,且PE⊥EM, ∴ME是⊙P的切线; (3)【解析】 不变,面积为. 理由如下:∵圆心P在x轴上,点A的坐标为(0,2), ∴点Q的坐标为(0,-2), ∵点R的速度为1个单位/秒,点S的速度为5个单位/秒, ∴点R(3,1-t),S(0,5t-2), 设直线RS的解析式为y=mx+n, 则, 解得, 所以,直线RS的解析式为y=(-2t+1)x+5t-2, 当x=2时,y=(-2t+1)×2+5t-2=-4t+2+5t-2=t, 又∵RF=1-t, ∴正方形CDEF在直线RS下方部分的面积=[t+(1-t)]×1=,与t无关,是定值, 即正方形CDEF在直线RS下方部分的面积不变,为.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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