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如图,平面直角坐标系xOy中,A(0,12),B(40,0),C(36,12),点P从点A出发,以1个单位/s的速度向点C运动;点Q从B同时出发,以2个单位/s的速度向点O运动,规定其中一个动点到达端点时
题目详情
如图,平面直角坐标系xOy中,A(0,12),B(40,0),C(36,12),点P从点A出发,以1个单位/s的速度向点C运动;点Q从B同时出发,以2个单位/s的速度向点O运动,规定其中一个动点到达端点时,另一个动点也随之停止运动,设运动时间为ts.
(1)求过O,C,B三点的抛物线解析式;
(2)求证:△OCB为直角三角形;
(3)t为何值时,PQ=BC;
(4)在(1)中的抛物线上,是否存在点M,使以O,M,P,Q为顶点的四边形为平行四边形?若存在,直接写出此时t的值和M点的坐标;若不存在,请说明理由.

(1)求过O,C,B三点的抛物线解析式;
(2)求证:△OCB为直角三角形;
(3)t为何值时,PQ=BC;
(4)在(1)中的抛物线上,是否存在点M,使以O,M,P,Q为顶点的四边形为平行四边形?若存在,直接写出此时t的值和M点的坐标;若不存在,请说明理由.

▼优质解答
答案和解析
(1)如图1,

由题可设y=ax(x-40),
∵点C(36,12)在抛物线y=ax(x-40)上,
∴a×36×(36-40)=12.
解得:a=-
.
∴y=-
x(x-40)=-
x2+
.
∴过O,C,B三点的抛物线的解析式为y=-
x2+
.
(2)证明:过点C作CH⊥OB,垂足为H,如图2,

∵点C坐标为(36,12),点B的坐标为(40,0),
∴OH=36,CH=12,OB=40.
∴OC2=OH2+CH2=362+122=1440,BC2=CH2+BH2=122+(40-36)2=160.
∴OC2+BC2=1600=OB2.
∴∠OCB=90°.
∴△OCB是直角三角形.
(3)①若四边形PCBQ是平行四边形,如图3,

则有PC=BQ.
∵AP=t,BQ=2t,AC=36,OB=40,
∴36-t=2t.
解得:t=12.
②若四边形PCBQ是等腰梯形,
过点P作PG⊥OB,垂足为G,如图4,

∵四边形PCBQ是等腰梯形,
∴PQ=CB,∠PQG=∠CBH.
在Rt△PGQ和Rt△CHB中,
∴Rt△PGQ≌Rt△CHB(AAS)
∴GQ=BH,PG=CH.
∵∠PGH=∠CHB=90°.
∴PG∥CH.
∴四边形PCHG是平行四边形.
∴PC=GH.
∴36-t=2t-2×4.
解得:t=
.
综上所述:当t为12秒或
秒时,PQ=BC
(4)①PQ为平行四边形的一条边,
Ⅰ.若四边形OPQM是平行四边形,如图5①,

过点P作PR⊥OB,垂足为R,过点M作MS⊥OB,垂足为S,
∵四边形OPQM是平行四边形,
∴PQ∥OM,PQ=OM.
∴∠MOQ=∠PQO.
∴∠SOM=∠RQP.
在△OSM和△QRP中,

由题可设y=ax(x-40),
∵点C(36,12)在抛物线y=ax(x-40)上,
∴a×36×(36-40)=12.
解得:a=-
1 |
12 |
∴y=-
1 |
12 |
1 |
12 |
10x |
3 |
∴过O,C,B三点的抛物线的解析式为y=-
1 |
12 |
10x |
3 |
(2)证明:过点C作CH⊥OB,垂足为H,如图2,

∵点C坐标为(36,12),点B的坐标为(40,0),
∴OH=36,CH=12,OB=40.
∴OC2=OH2+CH2=362+122=1440,BC2=CH2+BH2=122+(40-36)2=160.
∴OC2+BC2=1600=OB2.
∴∠OCB=90°.
∴△OCB是直角三角形.
(3)①若四边形PCBQ是平行四边形,如图3,

则有PC=BQ.
∵AP=t,BQ=2t,AC=36,OB=40,
∴36-t=2t.
解得:t=12.
②若四边形PCBQ是等腰梯形,
过点P作PG⊥OB,垂足为G,如图4,

∵四边形PCBQ是等腰梯形,
∴PQ=CB,∠PQG=∠CBH.
在Rt△PGQ和Rt△CHB中,
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∴Rt△PGQ≌Rt△CHB(AAS)
∴GQ=BH,PG=CH.
∵∠PGH=∠CHB=90°.
∴PG∥CH.
∴四边形PCHG是平行四边形.
∴PC=GH.
∴36-t=2t-2×4.
解得:t=
44 |
3 |
综上所述:当t为12秒或
44 |
3 |
(4)①PQ为平行四边形的一条边,
Ⅰ.若四边形OPQM是平行四边形,如图5①,

过点P作PR⊥OB,垂足为R,过点M作MS⊥OB,垂足为S,
∵四边形OPQM是平行四边形,
∴PQ∥OM,PQ=OM.
∴∠MOQ=∠PQO.
∴∠SOM=∠RQP.
在△OSM和△QRP中,
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