【题目】如图,在平面直角坐标系中,抛物线y=-
x2+
x+3与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧),与y轴交于点C:连接BC,点P为线段BC上方抛物线上的一动点,连接OP交BC于点Q.
![]()
(1)如图1,当
值最大时,点E为线段AB上一点,在线段BC上有两动点M,N(M在N上方),且MN=1,求PM+MN+NE-
BE的最小值;
(2)如图2,连接AC,将△AOC沿射线CB方向平移,点A,C,O平移后的对应点分别记作A1,C1,O1,当C1B=O1B时,连接A1B、O1B,将△A1O1B绕点O1沿顺时针方向旋转90°后得△A2O1B1在直线x=
上是否存在点K,使得△A2B1K为等腰三角形?若存在,直接写出点K的坐标;不存在,请说明理由.
【答案】(1)
;(2)K1(
,
),K2(
,-2),K3(
,-5),K4(
,
)
【解析】
(1)先求出抛物线与坐标轴的交点坐标,待定系数法求出直线BC解析式,过P作PT∥y轴交BC于T,构造△PTQ∽△ACQ,设点P的横坐标为m,通过相似三角形性质得出
关于m的函数表达式,利用二次函数最值即可;
(2)存在.先求出△AOC沿射线CB方向平移,并能使C1B=O1B时△A1O1B各顶点的坐标,在求出△A1O1B绕点O1沿顺时针方向旋转90°后得△A2O1B1的各顶点坐标,最后按照△A2B1K为等腰三角形进行分类讨论即可.
解:(1)在抛物线y=-
x2+
x+3中,令x=0,得y=3,∴C(0,3);
令y=0,得-
x2+
x+3=0,解得:x1=-1,x2=4,∴B(4,0)
设直线BC解析式为y=kx+b,将B(4,0),C(0,3);代入并解得:k=
,b=3
∴直线BC解析式为y=
x+3;
过P作PT∥y轴交BC于T,设P(t,
+
+3),则T(t,
+3),如图所示:
![]()
∴PT=(
+
+3)-(
+3)=
+3t,OC=3;
∵PT∥y轴
∴△PTQ∽△ACQ
∴
=
=
+t=![]()
∴当t=2时,
值最大;此时,P(2,
),PT=3;
在Rt△BOC中,BC=
=5,
∴当NE⊥BC时,NE=
BE,此时,NE-
BE=0最小,
∵MN=1,∴PM+MN的最小值即PM最小值
∴PM⊥BC时,PM最小
过P作PM⊥BC于M,∴∠PMT=∠BOC=90°
∵∠PTM=∠BCO
∴
=![]()
∴PM=
PT=
,
故PM+MN+NE-
BE的最小值=
;
(2)存在.在△AOC中,∠AOC=90°,OA=1,OC=3,∴AC=![]()
如图2,
![]()
由平移得:C1O1=OC=3,A1O1=OA=1,A1C1=AC=
,
∵C1B=O1B,C1O1⊥OB
∴C1G=
C1O1=![]()
∴BG=2,OG=2
∴C1(2,
),O1(2,
),A1(1,
);
∴C1B=O1B=
,A1B=
=
;
∵△A1O1B绕点O1沿顺时针方向旋转90°后得△A2O1B1,
∴A2O1=1,O1B1=
,A2B1=
;
∴A2(2,
),B1(
,
)
∵△A2B1K为等腰三角形,
∴A2K=B1K或A2B1=B1K或A2K=A2B1,
设K(
,m)
①当A2K=B1K时,则:
+
=
+
,解得:m=-
,∴K1(
,
),
②当A2B1=B1K时,则:
+
=
,解得:m1=-2,m2=-5,∴K2(
,-2),K3(
,-5),
③当A2K=A2B1时,则:
+
=
,解得:m1=
(舍),m2=
,∴K4(
,
);
综上所述,点K的坐标为:K1(
,
),K2(
,-2),K3(
,-5),K4(
,
).