【题目】若两条抛物线的顶点相同,则称它们为“友好抛物线”,抛物线
:
与
:
为“友好抛物线”.
(1)求抛物线
的解析式.
(2)点A是抛物线
上在第一象限的动点,过A作AQ⊥x轴,Q为垂足,求AQ+OQ的最大值.
(3)设抛物线
的顶点为C,点B的坐标为(﹣1,4),问在
的对称轴上是否存在点M,使线段MB绕点M逆时针旋转90°得到线段MB′,且点B′恰好落在抛物线
上?若存在求出点M的坐标,不存在说明理由.
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【答案】(1)
;(2) 当a=
时,AQ+OQ有最大值,最大值为
(3)存在点M,(1,2)或(1,5).
【解析】
试题分析:(1)先求得
顶点坐标,然后依据两个抛物线的顶点坐标相同可求得m、n的值;
(2)设A(a,
).则OQ=x,AQ=
,然后得到OQ+AQ与a的函数关系式,最后依据配方法可求得OQ+AQ的最值;
(3)连接BC,过点B′作B′D⊥CM,垂足为D.接下来证明△BCM≌△MDB′,由全等三角形的性质得到BC=MD,CM=B′D,设点M的坐标为(1,a).则用含a的式子可表示出点B′的坐标,将点B′的坐标代入抛物线的解析式可求得a的值,从而得到点M的坐标.
试题解析:(1)∵
=
,
∴抛物线
的顶点坐标为(1,4).
∵抛物线
与
顶点相同,
∴
=1,﹣1+m+n=4.
解得:m=2,n=3.
∴抛物线
的解析式为
;
(2)如图1所示:
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设点A的坐标为(a,
).
∵AQ=
,OQ=a,
∴AQ+OQ=
+a=
=
.
∴当a=
时,AQ+OQ有最大值,最大值为
.
(3)存在点M,理由如下:
如图2所示;连接BC,过点B′作B′D⊥CM,垂足为D.
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∵B(﹣1,4),C(1,4),抛物线的对称轴为x=1,
∴BC⊥CM,BC=2.
∵∠BMB′=90°,
∴∠BMC+∠B′MD=90°.
∵B′D⊥MC,
∴∠MB′D+∠B′MD=90°.
∴∠MB′D=∠BMC.
在△BCM和△MDB′中,∠MB′D=∠BMC ,∠BCM=∠MDB′,BM=MB′,
∴△BCM≌△MDB′.
∴BC=MD,CM=B′D.
设点M的坐标为(1,a).则B′D=CM=4﹣a,MD=CB=2.
∴点B′的坐标为(a﹣3,a﹣2).
∴
,
整理得:
﹣7a+10=0.
解得a=2,或a=5.
当a=2时,M的坐标为(1,2),
当a=5时,M的坐标为(1,5).
综上所述当点M的坐标为(1,2)或(1,5)时,B′恰好落在抛物线
上.