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1. (2023·安徽) 在平面直角坐标系中,点O是坐标原点,抛物线$y = ax^{2}+bx$($a\neq0$)经过点$A(3,3)$,对称轴为直线$x = 2$。
(1) 求a,b的值;
(2) 已知点B,C在抛物线上,点B的横坐标为t,点C的横坐标为$t + 1$。过点B作x轴的垂线交直线OA于点D,过点C作x轴的垂线交直线OA于点E。
(i) 当$0<t<2$时,求$\triangle OBD$与$\triangle ACE$的面积之和;
(ii) 在抛物线对称轴右侧,是否存在点B,使得以B,C,D,E为顶点的四边形的面积为$\frac{3}{2}$?若存在,请求出点B的横坐标t的值;若不存在,请说明理由。
(1) 求a,b的值;
(2) 已知点B,C在抛物线上,点B的横坐标为t,点C的横坐标为$t + 1$。过点B作x轴的垂线交直线OA于点D,过点C作x轴的垂线交直线OA于点E。
(i) 当$0<t<2$时,求$\triangle OBD$与$\triangle ACE$的面积之和;
(ii) 在抛物线对称轴右侧,是否存在点B,使得以B,C,D,E为顶点的四边形的面积为$\frac{3}{2}$?若存在,请求出点B的横坐标t的值;若不存在,请说明理由。
答案:
1.解:
(1)依题意,得$\begin{cases}9a + 3b = 3,\frac{b}{2a}=2,\end{cases}$解得$\begin{cases}a = -1,\\b = 4.\end{cases}$
(2)由
(1)得$y = -x^{2}+4x$,$\therefore$当$x = t$时,$y = -t^{2}+4t$。当$x = t + 1$时,$y = -(t + 1)^{2}+4(t + 1)$,即$y = -t^{2}+2t + 3$,$\therefore B(t,-t^{2}+4t)$,$C(t + 1,-t^{2}+2t + 3)$。设$OA$的解析式为$y = kx(k\neq0)$,将$(3,3)$代入,得$3 = 3k$,$\therefore k = 1$,$\therefore OA$的解析式为$y = x$,$\therefore D(t,t)$,$E(t + 1,t + 1)$。
(i)当$0\lt t\lt2$时,如图1,设$BD$与$x$轴交于点$M$,过点$A$作$AN\perp CE$交$CE$于点$N$,$\therefore M(t,0)$,$N(t + 1,3)$,$\therefore S_{\triangle OBD}+S_{\triangle ACE}=\frac{1}{2}· BD· OM+\frac{1}{2}· AN· CE=\frac{1}{2}(-t^{2}+4t - t)· t+\frac{1}{2}(3 - t - 1)·(-t^{2}+2t + 3 - t - 1)=\frac{1}{2}(-t^{3}+3t^{2})+\frac{1}{2}(t^{3}-3t^{2}+4)=-\frac{1}{2}t^{3}+\frac{3}{2}t^{2}+\frac{1}{2}t^{3}-\frac{3}{2}t^{2}+2 = 2$。
(ii)①当$2\lt t\lt3$时,如图2,过点$D$作$DH\perp CE$交$CE$于点$H$,易知$H(t + 1,t)$,$BD = -t^{2}+4t - t = -t^{2}+3t$,$CE = t + 1 - (-t^{2}+2t + 3)=t^{2}-t - 2$,$DH = t + 1 - t = 1$,$\therefore S_{四边形DCEB}=\frac{1}{2}(BD + CE)· DH$,即$\frac{3}{2}=\frac{1}{2}(-t^{2}+3t+t^{2}-t - 2)×1$,解得$t=\frac{5}{2}$。
②当$t\gt3$时,如图3,过点$D$作$DG\perp CE$交$CE$于点$G$,易知$BD = t - (-t^{2}+4t)=t^{2}-3t$,$CE = t^{2}-t - 2$,$DG = 1$,$\therefore S_{四边形DBCE}=\frac{1}{2}(BD + CE)· DG$,即$\frac{3}{2}=\frac{1}{2}(t^{2}-3t+t^{2}-t - 2)×1$,解得$t_{1}=\frac{\sqrt{14}}{2}+1$(舍),$t_{2}=-\frac{\sqrt{14}}{2}+1$(舍)。
综上所述,$t$的值为$\frac{5}{2}$。
1.解:
(1)依题意,得$\begin{cases}9a + 3b = 3,\frac{b}{2a}=2,\end{cases}$解得$\begin{cases}a = -1,\\b = 4.\end{cases}$
(2)由
(1)得$y = -x^{2}+4x$,$\therefore$当$x = t$时,$y = -t^{2}+4t$。当$x = t + 1$时,$y = -(t + 1)^{2}+4(t + 1)$,即$y = -t^{2}+2t + 3$,$\therefore B(t,-t^{2}+4t)$,$C(t + 1,-t^{2}+2t + 3)$。设$OA$的解析式为$y = kx(k\neq0)$,将$(3,3)$代入,得$3 = 3k$,$\therefore k = 1$,$\therefore OA$的解析式为$y = x$,$\therefore D(t,t)$,$E(t + 1,t + 1)$。
(i)当$0\lt t\lt2$时,如图1,设$BD$与$x$轴交于点$M$,过点$A$作$AN\perp CE$交$CE$于点$N$,$\therefore M(t,0)$,$N(t + 1,3)$,$\therefore S_{\triangle OBD}+S_{\triangle ACE}=\frac{1}{2}· BD· OM+\frac{1}{2}· AN· CE=\frac{1}{2}(-t^{2}+4t - t)· t+\frac{1}{2}(3 - t - 1)·(-t^{2}+2t + 3 - t - 1)=\frac{1}{2}(-t^{3}+3t^{2})+\frac{1}{2}(t^{3}-3t^{2}+4)=-\frac{1}{2}t^{3}+\frac{3}{2}t^{2}+\frac{1}{2}t^{3}-\frac{3}{2}t^{2}+2 = 2$。
(ii)①当$2\lt t\lt3$时,如图2,过点$D$作$DH\perp CE$交$CE$于点$H$,易知$H(t + 1,t)$,$BD = -t^{2}+4t - t = -t^{2}+3t$,$CE = t + 1 - (-t^{2}+2t + 3)=t^{2}-t - 2$,$DH = t + 1 - t = 1$,$\therefore S_{四边形DCEB}=\frac{1}{2}(BD + CE)· DH$,即$\frac{3}{2}=\frac{1}{2}(-t^{2}+3t+t^{2}-t - 2)×1$,解得$t=\frac{5}{2}$。
②当$t\gt3$时,如图3,过点$D$作$DG\perp CE$交$CE$于点$G$,易知$BD = t - (-t^{2}+4t)=t^{2}-3t$,$CE = t^{2}-t - 2$,$DG = 1$,$\therefore S_{四边形DBCE}=\frac{1}{2}(BD + CE)· DG$,即$\frac{3}{2}=\frac{1}{2}(t^{2}-3t+t^{2}-t - 2)×1$,解得$t_{1}=\frac{\sqrt{14}}{2}+1$(舍),$t_{2}=-\frac{\sqrt{14}}{2}+1$(舍)。
综上所述,$t$的值为$\frac{5}{2}$。
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