【题目】已知:在平面直角坐标系中,抛物线 y=ax2 -2ax+4(a<0) 交 x 轴于点 A、B,与 y 轴交于点 C,AB=6.
![]()
(1)如图 1,求抛物线的解析式;
(2) 如图 2,点 R 为第一象限的抛物线上一点,分别连接 RB、RC,设△RBC 的面积为 s,点 R 的横坐标为 t,求 s 与 t 的函数关系式;
(3)在(2)的条件下,如图 3,点 D 在 x 轴的负半轴上,点 F 在 y 轴的正半轴上,点 E 为 OB 上一点,点 P 为第一象限内一点,连接 PD、EF,PD 交 OC 于点 G,DG=EF,PD⊥EF,连接 PE,∠PEF=2∠PDE,连接 PB、PC,过点R 作 RT⊥OB 于点 T,交 PC 于点 S,若点 P 在 BT 的垂直平分线上,OB-TS=
,求点 R 的坐标.
【答案】(1)
;(2)
;(3)R(2,4)或R(
,
)
【解析】
(1)先求出抛物线的对称轴,再根据A、B关于抛物线对称轴对称和AB的长即可求出A、B的坐标,然后代入解析式即可;
(2)过点R作x轴的垂线,交BC于点M,根据题意可得点R的坐标为
,点M的横坐标为t,然后求出点C的坐标,利用待定系数法求出直线BC的解析式,即可求出点M的坐标,最后利用“铅垂高,水平宽”即可求出结论;
(3)设PG与EF交于点H,连接EG,设R点的坐标为
,则OT=t,根据题意求出点S的坐标,即可求出直线SC的解析式,然后根据全等三角形的判定及性质、垂直平分线的判定、三线合一证出OP平分∠EOG,可得点P的横纵坐标相等,再结合已知条件即可求出点P的坐标,代入直线SC的解析式即可求出t,从而求出点R的坐标.
解:(1)抛物线 y=ax2 -2ax+4(a<0)的对称轴为x=![]()
∵AB=6,A、B关于x=1对称
∴点A的横坐标为1-
=-2,点B的横坐标为1+
=4
∴点A的坐标为(-2,0),点B的坐标为(4,0)
将点A的坐标代入y=ax2 -2ax+4中,得
0=4a+4a+4
解得:a=![]()
∴抛物线的解析式为
;
(2)过点R作x轴的垂线,交BC于点M
![]()
∵点 R 的横坐标为 t
∴点R的坐标为
,点M的横坐标为t
将x=0代入
中,解得y=4
∴点C的坐标为(0,4)
设直线BC的解析式为y=kx+b
将点B、C的坐标代入,得
![]()
解得:![]()
∴直线BC的解析式为y=-x+4
∴点M的坐标为(t,-t+4)
∴RM=![]()
∴s=
RM·(xB-xC)=![]()
·(4-0)=![]()
(3)设PG与EF交于点H,连接EG
![]()
设R点的坐标为
,则OT=t
∵OB-TS=
,OB=4
∴TS=![]()
∴点S的坐标为(t,
)
设直线SC的解析式为:y=mx+n
将S、C的坐标代入,得
![]()
解得: ![]()
∴直线SC的解析式为![]()
∵∠DOG=∠FOE=∠DHE=90°
∴∠ODG+∠HEO=90°,∠OFE+∠HEO=90°
∴∠ODG=∠OFE
∵DG=FE
∴△ODG≌△OFE
∴OG=OE,
∴点O在GE的中垂线上,△OGE为等腰直角三角形
∴∠GEO=∠OGE=45°
∴∠PGE=∠GEO+∠PDE=45°+∠PDE,∠FEG=∠OGE-∠OFE=45°-∠PDE
∵∠PEF=2∠PDE
∴∠PEG=∠PEF+∠FEG=2∠PDE+45°-∠PDE=45°+∠PDE
∴∠PGE=∠PEG
∴PG=PE
∴点P在EG的中垂线上
∴OP垂直平分EG
∴OP平分∠EOG
∴点P的横、纵坐标相等
∵点 P 在 BT 的垂直平分线上
∴点P的坐标为(
)
将点P的坐标代入直线SC的解析式中,得
![]()
解得:![]()
经检验:
均为原方程的解
当t=2时,点R的坐标为(2,4);
当t=
时,点R的坐标为(
,
)
综上所述:R(2,4)或R(
,
)