【题目】如图1,直线l:y=
x+m与x轴、y轴分别交于点A和点B(0,﹣1),抛物线y=
x2+bx+c经过点B,与直线l的另一个交点为C(4,n).
(1)求n的值和抛物线的解析式;
(2)点D在抛物线上,DE∥y轴交直线l于点E,点F在直线l上,且四边形DFEG为矩形(如图2),设点D的横坐标为t(0<t<4),矩形DFEG的周长为p,求p与t的函数关系式以及p的最大值;
(3)将△AOB绕平面内某点M旋转90°或180°,得到△A1O1B1,点A、O、B的对应点分别是点A1、O1、B1.若△A1O1B1的两个顶点恰好落在抛物线上,那么我们就称这样的点为“落点”,请直接写出“落点”的个数和旋转180°时点A1的横坐标.
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【答案】(1)n=2;y=
x2﹣
x﹣1;(2)p=
;当t=2时,p有最大值
;(3)
或
;
【解析】
(1)把点B的坐标代入直线解析式求出m的值,再把点C的坐标代入直线求解即可得到n的值,然后利用待定系数法求二次函数解析式解答;
(2)令y=0求出点A的坐标,从而得到OA、OB的长度,利用勾股定理列式求出AB的长,然后根据两直线平行,内错角相等可得∠ABO=∠DEF,再解直角三角形用DE表示出EF、DF,根据矩形的周长公式表示出p,利用直线和抛物线的解析式表示DE的长,整理即可得到P与t的关系式,再利用二次函数的最值问题解答;
(3)根据逆时针旋转角为90°可得A1O1∥y轴时,B1O1∥x轴,旋转角是180°判断出A1O1∥x轴时,B1A1∥AB,根据图3、图4两种情形即可解决.
解:
(1)∵直线l:y=
x+m经过点B(0,﹣1),
∴m=﹣1,
∴直线l的解析式为y=
x﹣1,
∵直线l:y=
x﹣1经过点C(4,n),
∴n=
×4﹣1=2,
∵抛物线y=
x2+bx+c经过点C(4,2)和点B(0,﹣1),
∴
,
解得
,
∴抛物线的解析式为y=
x2﹣
x﹣1;
(2)令y=0,则
x﹣1=0,
解得x=
,
∴点A的坐标为(
,0),
∴OA=
,
在Rt△OAB中,OB=1,
∴AB=
=
=
,
∵DE∥y轴,
∴∠ABO=∠DEF,
在矩形DFEG中,EF=DEcos∠DEF=DE
=
DE,
DF=DEsin∠DEF=DE
=
DE,
∴p=2(DF+EF)=2(
+
)DE=
DE,
∵点D的横坐标为t(0<t<4),
∴D(t,
t2﹣
t﹣1),E(t,
t﹣1),
∴DE=(
t﹣1)﹣(
t2﹣
t﹣1)=﹣
t2+2t,
∴p=
×(﹣
t2+2t)=﹣
t2+
t,
∵p=﹣
(t﹣2)2+
,且﹣
<0,
∴当t=2时,p有最大值
.
(3)“落点![]()
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如图3中,设A1的横坐标为m,则O1的横坐标为m+
,
∴
m2﹣
m﹣1=
(m+
)2﹣
(m+
)﹣1,
解得m=
,
如图4中,设A1的横坐标为m,则B1的横坐标为m+
,B1的纵坐标比例A1的纵坐标大1,
∴
m2﹣
m﹣1+1=
(m+
)2﹣
(m+
)﹣1,
解得m=
,
∴旋转180°时点A1的横坐标为
或![]()