【题目】如图1,抛物线y
2
与x轴相交于A、B两点(点A在点B的右侧),与y轴相交于点C,对称轴与x轴相交于点H,与AC相交于点T.
(1)点P是线段AC上方抛物线上一点,过点P作PQ∥AC交抛物线的对称轴于点Q,当△AQH面积最大时,点M、N在y轴上(点M在点N的上方),MN
,点G在直线AC上,求PM+NG
GA的最小值.
(2)点E为BC中点,EF⊥x轴于F,连接EH,将△EFH沿EH翻折得△EF'H,如图所示2,再将△EF'H沿直线BC平移,记平移中的△EF'H为△E'F″H',在平移过程中,直线E'H'与x轴交于点R,则是否存在这样的点R,使得△RF'H'为等腰三角形?若存在,求出R点坐标.
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【答案】(1)
;(2)点R的坐标为R(﹣4,0)或R(5,0)
【解析】
(1)由抛物线解析式可求
,对称轴x=2,过P点作PT′∥QT,由PQ∥AC可知,四边形QTT′P是平行四边形,QT=PT’,因为HT为定值,所以PT′最大时,△AQH面积最大,由此构建二次函数,求出点P坐标,过点G作GE⊥x轴于E,作x轴关于直线AC的对称直线l,E的对称点为E′,将PM沿y轴向下平移
个单位至P′N,作点P′关于y轴的对称点P″,过P″作P″S⊥l于S,则有PM+NG
GA=P″N+NG+GE′≥P″S,求出P″S即可;
(2)先求得点E,F,F′,H′,R的坐标,根据△RF'H'为等腰三角形,分三种情况分别求解即可.
(1)如图1,抛物线y
2
与x轴相交于A、B两点(点A在点B的右侧),
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∴A(6,0);B(﹣2,0);C(0,2
),
∴直线AC的解析式为:
,
∵tan∠CAO
,
∴∠CAO=30°
过P点作PT′∥QT,交AC于T′,
设P
,T′
,
则PT′
m+2
(
m+2
)
(m﹣3)2![]()
∵PQ∥AC,
∴四边形QTT′P是平行四边形,
∴QT=PT′,
当△AQH面积最大时,HQ最大,即PT′最大,
即m=3时,△AQH面积最大,
此时P点坐标为
.
过点G作GE⊥x轴于E,作x轴关于直线AC的对称直线l,E的对称点为E′,将PM沿y轴向下平移
个单位至P′N,作点P′关于y轴的对称点P″,过P″作P″S⊥l于S,则有
PM+NG
GA=P″N+NG+GE′≥P″S
∵P′(3,
),P″与P′关于y轴对称
∴P″(﹣3,
),
∵∠CAO=30°,直线l与x轴关于直线AC对称
∴∠CAS=∠CAO=30°,
∴∠SAO=60°
设直线l的解析式为y=kx+b,则k=﹣tan∠SAO=﹣tan60°![]()
∴y
x+b,将A(6,0)代入得:0
6+b,解得:b=6
,
∴直线l的解析式为y
x+6
,
∵P″S⊥l
∴∠P″SA=90°
过点P″作P″K∥x轴交AS于K,则K(
,
),
∴P″K
(﹣3)
,
∵P″K∥x轴
∴∠P″KS=∠SAO=60°
∵
sin∠SAO
∴P″S=P″Ksin∠SAO
sin60°
,′
∴PM+NG
GA的最小值
;
(2)∵y
2
(x﹣2)2![]()
∴抛物线对称轴为直线x=2,
∴H(2,0),
由(1)知:A(6,0);B(﹣2,0);C(0,2
),
∵点E为BC中点,EF⊥x轴于F,
∴E(﹣1,
),F(﹣1,0)
∴F′(
,
)
∵![]()
∴△EF′H沿直线BC平移,各个点横纵坐标变化为
,设△EF′H沿直线BC平移后的△E′F″H′各顶点坐标分别为E′(﹣1+t,
t),H′(2+t,
t)
则直线E′H′解析式为y
x
t,令y=0,则x=2+4t
∴R(2+4t,0),
∴H′R2=[(2+t)﹣(2+4t)]2+(
t﹣0)2=12t2,
H′F′2=[2+t
)]2+(
t
)2=4t2﹣6t+9,
F′R2
16t2+12t+9,
∵△RF'H'为等腰三角形,
∴H′R2=H′F′2或H′F′2=F′R2或F′R2=H′R2,
①当H′R2=H′F′2时,则12t2=4t2﹣6t+9,解得:t1
,t2![]()
此时,R(﹣4,0)或R(5,0)
②当H′F′2=F′R2时,则4t2﹣6t+9=16t2+12t+9,解得:t=0或
,
t=0不符合题意,t
与①重复
③当F′R2=H′R2时,16t2+12t+9=12t2,解得:t1=t2
,与①重复
综上所述,点R的坐标为R(﹣4,0)或R(5,0).
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