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2021年中考数学专题习讲义——胡不归-阿氏圆问题

2020-12-05 来源:我们爱旅游
胡不归-阿氏圆问题

问题概述 已知定点A、B,要求找一点P,使aPA+PB值最小(a为大于0且不为1的常数);

点P在直线上运动型称为“胡不归”问题,点P在圆周上运动型称为“阿氏圆”问题.

方法原理 1.两点之间,线段最短;2.三角形两边之和大于第三边,两边之差小于第三边; 3.垂线段最短;

解题思路 构造出新的线段,使其等于aPA;

构造方法:1.作∠α,使sinα=a;一般a=12、

殊直角三角形;

22和

32时,作相应30°、45°和60°角,构造出特

2.构造三角形与已知三角形相似,借助相似比将aPA转化;

注意:一般系数a满足0<a<1时直接构造;a>1时需要先提取系数,如PA+2PB=2(1,2PA+PB)

PA+2PB=2(

22PA+PB).

一.胡不归问题

1.构造含特殊角的直角三角形,将“aPA”转化

已知:如图,A为直线l上一点,B为直线外一点;

要求:在直线l上找一点P,使得12PA+PB最小.

1【分析】利用sin30°=12构造出PH=2PA,当B、P和H共

线时,PH+PB取得最小值BH,又当BH⊥AH时,BH 取得最小值

【解答】过点A作射线AM,使∠A=30°(B、M位于l异

侧),过点B作BH⊥AM于H,交直线l于点P, 则点P即为所求,此时12PA+PB最小,最小值即为

1 / 19

线段BH的长.

【小结】1.构造方法可总结为:一作角,二作垂线; 2.系数a为

22、

32时,作45°和60°角.

典型例题1-1

(1)如图1,直线y=x-3与x轴交于点A,与y轴交于点B,点P为x轴上一动点,连接PB,当P

点坐标为_________时,

1PA+PB取得最小值,最小值为__________; 2 (2)如图2,直线y=3x+3与x轴交于点A,与y轴交于点B,点P为y轴上一动点,连接PA,当P

点坐标为________时,2PA+√2PB取得最小值,最小值为_________.

图1 图2

【分析】(1)根据模型构造出12PA找出P点,借助含30°角的直角三角形解出OP长和BH长,从而

求出P点坐标和12PA+PB的最小值;

(2)2PA+√2PB=2(PA+

22PB),与(1)类似的方法求解.

【解答】(1)如图,过点A作射线AC,与y轴正半轴交于点

C,使∠OAC=30°,过点B作BH⊥AC于H,交x 轴于P,则PH=12PA,此时 PA+PB取得最小

21

值,即为BH长;已知∠OBP=30°, ∴OP=OB=3,则P(3,0)

3又OC=OA=3,∴BC=3+3,

3∴BH=

1

32BC=3332,

332即2 PA+PB的最小值为3;

(2)如图,过点B作射线BC,与x轴的正半轴交于

2 / 19

点C,使∠OBC=45°,过点A作AH⊥BC于H,交 y轴于点P,此时2PA+√2PB取得最小值, ∵∠BCO=45°,∴AH=2AC=2√2,

∴2PA+√2PB=2AH=4√2,又OP=OA=1,∴P(0,1);即当P点坐标(0,1) 时,2PA+√2PB取得最小值42.

【小结】 1.作角时,以定点、定边向“异侧”作射线;

2.(2)中提取系数2之后,答案的最小值不要忘记乘2.

√2

典型例题1-2

如图,P为正方形ABCD对角线BD上一动点,AB=2,则AP+BP+CP 的最小值为( )

A.2+5 B.2+6 C.4 D.32

【分析】由于AP=CP,AP+BP+CP=2AP+BP=2(PA+12PB),从而转化为胡不归模型,结合特殊直角三角形和等面积法可解出该最小值.

【解答】∵正方形ABCD为轴对称图形,∴AP=PC,

1∴AP+BP+CP=2AP+BP=2(PA+12PB),∴即求PA+2PB的最小

值,连接AE,作∠DBE=30°,交AC于E,过A作AF⊥BE, 垂足为F,在Rt△PBF中,∵∠PBF=30° ,∴PF=12PB, ∴PA+12PB的最小值即为AF长,易得∠PAO=30°, ∴OP=

AO3=

2263,AP=2OP=236,BP=OB-OP=2-6663, ∴

PF=12BP=

-,∴AP+PF=

262,AP+BP+CP的最小值为2+6 ,故选B.

【小结】1.求解AF也可放到△ABE中,用等面积法计算;

2.点P为△ABC的“费马点”,感兴趣的读者可查阅相关资料.

变式训练1-1

如图,一条笔直的公路l穿过草原,公路边有一消防站A,距离公路5千米的地方有一居民点B,A、B的直线距离是13千米.一天,居民点B着火,消防员受命欲前往救火,若消防车在公路上的最快速度是80千米/小时,而在草地上的最快速度是40千米/小时,则消防车在出发后最快经 小时可到达居民点B.(消防车可从公路的任意位置进入草地行驶)

B135l

A3 / 19

变式训练1-2

如图,菱形ABCD的对角线AC上有一动点P,BC=6,∠ABC=150°,则线段 AP+BP+PD的最小值为___________

2.构造相似三角形,借助相似比将“aPA”转化 典型例题2-1

如图,△ABC在直角坐标系中,AB=AC,A(0,22), C(1,0),D为射线AO上一点,一动点P从A出发,运动路径为线段AD、DC,点P在AD上的运动速度是在CD上的3倍,要使整个运动时间最少,则点D的坐标应为_______

【分析】设CD上速度为v,AD上速度为3v,则全程时间t=

AD3v111CDv=v(3ADCD),当3AD+CD最

小时,总时间最少;分析条件知CO=1过点D作DH⊥AC于H,构造△ADH和△ACO相似,3AC,则DH=13AD,又CD=BD,则需DH+BD最小,此时B、D、H共线且BH⊥AC,借助相似易得点D坐标.

【解答】如图,作DH⊥AC于点H,交AO于D,此时整个运动时

间最少,易证△BOD∽△AOC,则ODOC∴OD=

122OBOA=

122,

OC=

24,∴D(0,

24)

【小结】1.首先表示出时间和各段路程的关系;

2.找出图中含有两边之比等于系数a的三角形; 3.构造相似三角形求解.

变式训练2-1

4 / 19

如图,抛物线y=﹣x+x+3与x轴交于点A,点B,与y轴交于点C,点D与点C关于x轴对称,点P是x轴上的一个动点,设点P的坐标为(m,0),过点P作x轴的垂线l交抛物线于点Q. (1)求直线BD的解析式;

(2)当点P在线段OB上运动时,直线l交BD于点M,当△DQB面积最大时,在x轴上找一点E,使QE+

EB的值最小,求E的坐标和最小值.

2

二.阿氏圆问题

一般构造“子母”型相似三角形,借助相似比将“aPA”转化 典型例题3-1

如图,Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=3,BC=4,D为直角边AC上一 点,且CD=2,将CD绕着点C顺时针旋转α(0<α<90°),D'为 点D的对应点,连接AD'和BD',则AD'+12BD'的最小值是________. 【分析】D'在以C为圆心,半径为2的圆弧上运动,△CD'B中,CD'=12BC,据此在CB上截取CF=1构造△CFD'∽△CD'B,将1即求AD'+D'F2CD'=1,2BD'转化为D'F,的最小值,A、D'、F共线时其值最小,由勾股定理易求该值.

CF【解答】在线段CB上截取CF=12CD'=1,∴CDCDCB12,又

∵∠FCD'=∠D'CB,

F∴△CFD'∽△CD'B,∴DDB12,即D'F=12BD',要使

AD'+12BD'最小,则需AD'+D'F最小,此时A、D'、F 三点共线,AD'+D'F的最小值即为AF长,在Rt△ACF中, AF=AC2CF2=3212=10, 即AD'+12BD'的最小值是10.

变式训练3-1

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如图1,抛物线y=ax﹣6ax+6(a≠0)与x轴交于点A(8,0),与y轴交于点B,在x轴上有一动点E(m,0)(0<m<8),过点E作x轴的垂线交直线AB于点N,交抛物线于点P,过点P作PM⊥AB于点M.

2

(1)分别求出直线AB和抛物线的函数表达式.

(2)设△PMN的面积为S1,△AEN的面积为S2,若S1:S2=36:25,求m的值.

(3)如图2,在(2)条件下,将线段OE绕点O逆时针旋转得到OE′,旋转角为α(0°<α<90°),

连接E′A、E′B. ①在x轴上找一点Q,使△OQE′∽△OE′A,求出Q点坐标.②求BE′+AE′的最小值.

变式训练3-2

在平面直角坐标系中,A(2,0),B(4,0),C(0,4),D(3,2),P是△AOC外部的第一象限内一动点,且∠CPA﹦135°,则2PD﹢PB的最小值是 .

中考真题 6 / 19

1.如图,AB为⊙O的直径,点C是⊙O上的一点,AB=8cm,∠A=30°,点D是弦AC上的一点,动点P从点C沿CA以2cm/s的速度向点D运动,再沿DO以1cm/s的速度向点O运动,设点P在整个运动过程中的时间为t,则t的最小值是 s.

2

2.如图,二次函数y=ax+bx+c的图像经过点A(-1,0),B(0,-3)、C(2,0),其对称轴与x

轴交于点D。

(1)求二次函数的表达式及其顶点坐标;

1(2)P为y轴上的一动点,连接PD,PBPD的最小值为_____,此时P点坐标为_____

2(3)M(s,t)为抛物线对称轴上的一个动点。平面内存在点N,使A、B、M、N为顶点的

四边形为菱形,则这样的点N有 个;

3.如图,在△ACE中,CA=CE,CAE=30°,⊙O经过点C,且圆的直径AB在线段AE上。 (1)试说明CE是⊙O的切线。

(2)若△ACE中AE边上的高为h,试用含 h的代数式表示⊙O的直径AB;

(3)设点D是线段AC上任意一点(不含端点),连接OD,当1CD+OD的最小值为6时, 求

2⊙O的AB的长。

7 / 19

4.如图,抛物线y=(x+2)(x﹣4)(k为常数,且k>0)与x轴从左至右依次交于A,B两点,与y轴交于点C,经过点B的直线y=﹣

x+b与抛物线的另一交点为D.

(1)若点D的横坐标为﹣5,求抛物线的函数表达式;

(2)若在第一象限内的抛物线上有点P,使得以A,B,P为顶点的三角形与△ABC相似,求k的值; (3)在(1)的条件下,设F为线段BD上一点(不含端点),连接AF,一动点M从点A出发,沿线

段AF以每秒1个单位的速度运动到F,再沿线段FD以每秒2个单位的速度运动到D后停止,当点F的坐标是多少时,点M在整个运动过程中用时最少?

5.如图1,平面直角坐标系中,直线l与x轴、y轴分别交于点B(4,0)、C(0,3),点A为x轴

2

负半轴上一点,AM⊥BC于点M交y轴于点N,满足4CN=5ON.已知抛物线y=ax+bx+c经过点A、B、C. (1)求抛物线的函数关系式;

(2)连接AC,点D在线段BC上方的抛物线上,连接DC、DB,若△BCD和△ABC面积满足S△BCD=S△ABC,

53

求点D的坐标;

(3)如图2,E为OB中点,设F为线段BC上一点(不含端点),连接EF.一动点P从E出发,沿线

段EF以每秒1个单位的速度运动到F,再沿着线段FC以每秒个单位的速度运动到C后停止.若

35

点P在整个运动过程中用时最少,请直接写出最少时间和此时点F的坐标.

8 / 19

6.已知抛物线ya(x3)(x1)(a0),与x轴从左至右依次相交于A、B两点,与y轴交于点C,经过点A的直线y3xb与抛物线的另一个交点为D。

(1)若点D的横坐标为2,则抛物线的函数关系式为 。

(2)若在第三象限内的抛物线上有一点P,使得以A、B、P为顶点的三角形与△ABC相似,求点P的

坐标。 (3)在(1)的条件下,设点E是线段AD上一点(不含端点),连接BE,一动点Q从点B出发,沿

线段BE以每秒1个单位的速度运动到点E,再沿线段ED以每秒23个单位运动到点D停止,问

3当点E的坐标为多少时,点Q运动的时间最少?

9 / 19

2

7.如图1,抛物线y=ax+(a+3)x+3(a≠0)与x轴交于点A(4,0),与y轴交于点B,在x轴上有一动点E(m,0)(0<m<4),过点E作x轴的垂线交直线AB于点N,交抛物线于点P,过点P作PM⊥AB于点M.

(1)求a的值和直线AB的函数表达式; (2)设△PMN的周长为C1,△AEN的周长为C2,若

C16=,求m的値; C25(3)如图2,在(2)的条件下,将线段OE绕点O逆时针旋转得到OE′,旋转角为α(0°<α<

2

90°),连接E′A、E′B,求E′A+E′B的最小值.

3

yPByPMNAxBMNE'OEAxOE图1 图2

胡不归--阿氏圆问题

变式训练1-1

𝟏𝟐+𝟓√𝟑𝟖𝟎

.提示:求PA+PB的最小值,

80

40

1

1

1

12

11

PA+PB=( PA+PB)

80

40

40

变式训练1-2

6√2.提示:PA+PB+PD=PA+2PB=2( PA+PB)

21

变式训练2-1

解:(1)当y=0时,-12x+

2

52x+3=0,解得x1=6,x2=﹣1,

∴A(﹣1,0)、B(6,0),当x=0时,y=3,则C(0,3).

10 / 19

∵点 D 与点 C 关于 x 轴对称, ∴点D为(0,﹣3). 设直线BD的解析式为y=kx+b,

将D(0,﹣3)和B(6,0)分别代入得b3,

6kb0解得:k=12,b=﹣3, ∴直线BD的解析式为y=12x﹣3. (2)设P(m,0),则Q(m,-12m+

2

522

m+3) M(m,12m﹣3).

5211△QBD的面积=12QM•QB= 2×6(-2m+m+3﹣12m+3)=﹣32(m﹣2)+24,

2

∴当m=2时,△QBD的面积有最大值,此时Q(2,6). 如图1所示:过点E作EF⊥BD,垂足为F.

在Rt△OBD中,OB=6,OD=3,则BD=35, ∴tan∠EBF=tan∠OBD=ODBD∴EF=

5555.

BE.∴QE+

55EB=QE+EF.

55∴当点Q、E、F在一条直线上时,QE+EB有最小值.

过点Q作QF′⊥BC,垂足为F′,QF′交OB与点E′.

设QF′的解析式为y=﹣2x+b,将点Q的坐标代入得:﹣4+b=6,解得b=10, ∴QF′的解析式为y=﹣2x+10.与y=12x﹣3联立解得F(∴点E′的坐标为(5,0).即点E的坐标为(5,0)时QE+

55265,-

25),当y=0时,x=5,

216522(226)(6) 555.

EB有最小值.最小值=QF=

变式训练3-1

解:(1)把点A(8,0)代入抛物线y=ax﹣6ax+6,得64a﹣48a+6=0, ∴a=﹣8,

32

11 / 19

3 ∴y=﹣8x+

294x+6与y轴交点,令x=0,得y=6,

∴B(0,6).设AB为y=kx+b,将A(8,0),B(0,6)代入得,

k48kb0 ∴,解得:,

b6b63∴直线AB的解析式为y=﹣(2)∵E(m,0), ∴N(m,﹣

3434x+6,

m+6), P(m,﹣8m+

32

94m+6).

∵PE∥OB, ∴△ANE∽△ABO, ∴

ANENABOB, ,解得:AN=1065(63m)43 ∴

AN3m64,

∵PM⊥AB,

∴∠PMN=∠NEA=90°. 又∵∠PNM=∠ANE, ∴△NMP∽△NEA. ∵

S1S23625,

65 ∴

PMAN65,

3294∴PM=AN==12﹣

32

m. m+6﹣6+

34又 ∵PM=﹣8m+∴12﹣

3232

m=﹣8m+3m,

2

32

m=﹣8m+3m,整理得: m﹣12m+32=0,

解得:m=4或m=8.

∵0<m<8∴m=4. (3)①在(2)的条件下,m=4,

∴E(4,0),设Q(d,0).由旋转的性质可知OE′=OE=4,若△OQE′∽△OE′A.则OE∵0°<α<90°, ∴d>0,

OQOEOA.

12 / 19

d448,解得:d=2,

∴Q(2,0).

②由①可知,当Q为(2,0)时, △OQE′∽△OE′A,且相似比为OE∴

12OQ24QEAE12,

AE′=QE′,

∴BE′+12AE′=BE′+QE′,

∴当E′旋转到BQ所在直线上时,BE′+QE′最小,即为BQ长度, ∵B(0,6),Q(2,0), ∴BQ=364210,

∴BE′+12AE′的最小值为210.

变式训练3-2

42.提示:2PD﹢PB=2(PD +

12PB),即求PD +

12PB的最小值; 如图,由∠CPA﹦135°知,点P在以O为圆心,

OA长为半径的劣弧AC上运动,取OA的中点M,易知△OMP∽△OPB,则PM=

12PB,则PD +

12PB =PD +PM,当点P为

DM与弧AC的交点时,PD+PM取得最小值,即为DM长,由两点之间距离公式易得DM=2

2.

中考真题

1.23.解:当DO⊥AB时,2OD+CD有最小值,即t有最小值, ∵AB为⊙O的直径, ∴∠C=90°,

∵∠A=30°,AB=8cm,

∴AC=43cm,在 Rt△AOD中,AD=2OD, ∴t=CD2CDADOD122AC223,即 t的最小值是23s.

a23abc02.解:(1)由题意c3, 解得b23,

4a2bc0c3∴抛物线解析式为 y=

1232x﹣

2

32x﹣3,

∴顶点(,﹣

938)

(2)如图1中,连接AB,作DH⊥AB于H,交OB于P,此时12PB+PD最小.

13 / 19

理由:∵OA=1,OB=3, ∴tan∠ABO=

OAOB=

3312

∴∠ABO=30°∴PH= PB, ∴ PB+PD=PH+PD=DH,

21

∴此时 PB +PD最短(垂线段最短).在Rt△ADH中,

2

1

∵∠AHD=90°,AD=

DHAD32,∠HAD=60°,

∴sin60°=

12,∴DH=343,

334∴PB+PD的最小值为;

(3)以A为圆心AB为半径画弧与对称轴有两个交点,以B为圆心AB为半径画弧与对称轴也有两个交点,线段AB的垂直平分线与对称轴有一个交点,所以满足条件的点M有5个,即满足条件的点N也有5个,故答案为5. 3.(1)连接OC,如图1,∵CA=CE,∠CAE=30° ∴∠E=∠CAE=30°,∠COE=2∠A=60°, ∴∠OCE=90°,∴CE是⊙O的切线;

(2)过点C作CH⊥AB于H,连接OC,如图2, 由题可得CH=h.在Rt△OHC中, CH=OC•sin∠COH,∴h=OC•sin60°=OC, ∴OC==2h2√34√3h,∴AB=2OC=h; 3√33√32 (3)作OF平分∠AOC,交⊙O于F,连接AF、CF、DF,如图3,则∠AOF=∠COF=∠AOC =(180°﹣60°)=60°. 211214 / 19

∵OA=OF=OC,

∴△AOF、△COF是等边三角形, ∴AF=AO=OC=FC, ∴四边形AOCF是菱形,

∴由对称性得DF=DO.过点D作DH⊥OC于H, ∵OA=OC, ∴∠OCA=∠OAC=30°, ∴DH=DC•sin∠DCH=DC•sin30°= DC, 21∴ CD+OD=DH+FD.当F、D、H三点共线时, 21DH+FD(即 CD+OD)最小, 21此时FH=OF•sin∠FOH= OF=6, 则OF=4√3,AB=2OF=8√3. ∴当 CD+OD的最小值为6时,⊙O的直径AB的长为8√3. 21√32

4.解:(1)抛物线y=

k8(x+2)(x﹣4),令y=0,解得x=﹣2或x=4,

∴A(﹣2,0), B(4,0). ∵直线y=﹣

3333x+b经过点B (4,0),

43333∴﹣×4+b=0,解得b=,

433 ∴直线BD解析式为:y=﹣∴D(﹣5,33).

x+.当 x=﹣5时,y=33,

∵点 D(﹣5,33)在抛物线y=∴

k8k8(x+2)(x﹣4)上,

(﹣5+2)(﹣5﹣4)=33,

83939 ∴k=.∴抛物线的函数表达式为: y=

2

39(x+2)(x﹣4),

即y=x﹣

239x﹣

839.

(2)由抛物线解析式,令x=0,得y=﹣k,

15 / 19

∴C(0,﹣k),OC=k.因为点P在第一象限内的抛物线上,所以∠ABP为钝角.因此若两个三角形相似,只可能是△ABC∽△APB或△ABC∽ △PAB.

① △ABC∽△APB,则有∠BAC=∠PAB如答图2﹣1所示.

设P(x,y),过点P作PN⊥x轴于点N,则ON=x,PN=y.tan∠BAC= tan∠PAB,即:k2=∴y=

k2yx2,

x+k,

k2 ∴P(x,

2

x+k),代入抛物线解析式得

k8(x+2)(x﹣4)=

k2x+k,

整理得:x﹣6x﹣16=0,解得:x=8或x=﹣2(与点A重合,舍去), ∴P(8,5k). ∵△ABC∽△APB, ∴

ACAB=

ABAP,即

K246=

625k1002,k=

455;

②若△ABC∽△PAB,则有∠ABC=∠PAB,如答图2﹣2所示.

设P(x,y),过点P作PN⊥x轴于点N,则ON=x,PN=y.tan∠ABC=tan∠PAB,∴y=

k4k4yx2,

x+

k2k42

. x+

k2∴P(x,),代入抛物线解析式y=

k8(x+2)(x﹣4),得

k8(x+2)(x﹣4)=

k4x+

k2,

整理得:x﹣4x﹣12=0,解得:x=6或x=﹣2(与点A重合,舍去), ∴P(6,2k). ∵△ABC∽△PAB, =

APAB

CBAB

,解得k=±2,

455 ∵k>0,∴k=2,综上,k=或k=2.

(3)方法一:如图3,D(﹣5,33)

过点D作DN⊥x轴于点N,则DN=33,ON=5,BN=4+5=9,∴tan∠DBA=作DK∥x轴,则∠KDF=∠DBA=30°.过点F作FG⊥DK于点G,则FG=12 =3, ∴∠DBA=30°.过点D

DF.由题意,动点M运动的路径为折线AF+DF,

DNBN3运动时间:t=AF+12DF,∴t=AF+FG,即运动的时间值等于折线AF+FG的长度值.由垂线段最短可知,折线AF+FG的长

16 / 19

度的最小值为DK与x轴之间的垂线段.过点A作AH⊥DK于点H,则t最小=AH,AH与直线BD的交点,即为所求之F点.∵A点横坐标为﹣2,直线BD解析式为:y=﹣

33x+

433,∴y=﹣

33×(﹣2)+

433=23,∴F(﹣2,23).综上

FD2

所述,当点F坐标为(﹣2,23)时,点M在整个运动过程中用时最少, 方法二:作DK∥AB,AH⊥DK,AH交直线BD于点F,∵∠DBA=30°,∴∠BDH=30°,∴FH=DF×sin30°=,∴当且仅当AH⊥DK时,AF+FH最小,点M在整个运动中用时为:t=

AF1FD2=AF+FH,∵lBD:y=﹣

43

33x+

433,∴FX=AX=﹣2,∴F(﹣2,

OAONOCOB

).

OA3

435.解:(1)∵C(0,3),∴OC=3,∵4CN=5ON,∴ON=,∵∠OAN=∠NCM,∴△AON∽△COB, ∴

34

=,即=,解4

得OA=1,∴A(﹣1,0) 设抛物线解析式为y=a(x+1)(x﹣4),把C(0,3)代入得a•1•(﹣4)=3,解得a=﹣,∴抛物线解析式为y=﹣(x+1)(x﹣4) =﹣x+x+3;

4

4

4

3

3

2

9

m3n34(2)设直线BC的解析式为y=mx+n,把 C(0,3),B(4,0)代入得,解得,∴

4mn0n3直线BC的解析式为 y=﹣x+3,作PQ∥y轴交BC于Q,如图1,设 P(x,﹣ x+x+3),则Q(x,﹣ x+3),DQ=﹣x+x+3﹣(﹣x+3)=﹣x+3x,∴S△BCD= S△CDQ+S△BDQ=×4×(﹣x+3x)=﹣x+6x, ∵S△BCD=S△ABC,∴﹣x+6x=××(4+1)×3,整理得x﹣4x+3=0,解得x1=1,x2=3,∴D点坐标为(1,)或(3,3);

2

2

1

4

4

4

4

2

4

2

34

2

34

2

934

3

2

93313

2

3

4

2

35

32

2

35

29

(3)点P在整个运动过程中所用的最少时间为3秒,此时点F的坐标为(2,).提示:即使得EF+CF最小,过点C作CG∥AB,过点E作EH⊥CG于H,交BC于点F,此时△CFH∽△BCO,FH=CF

523

5

33

6.解:(1)∵y=a(x+3)(x﹣1),∴点A的坐标为(﹣3,0)、点B两的坐标为(1,0),∵直线y=﹣√3x+b经过点A,∴b=﹣3√3,∴y=﹣√3x﹣3√3,当x=2时,y=﹣5√3,则点D的坐标为(2,﹣5√3),∵点D在抛物线上,∴a(2+3)(2﹣1)=﹣5√3,解得,a=﹣√3,则抛物线的解析式为y=﹣√3(x+3)(x﹣1)= ﹣√3x﹣2√3x+3√3; (2)∵A的坐标为(﹣3,0),C(0,3√3)∴直线AC的解析式为:y=√3x+3√3,

①∵△ACP是以AC为直角边的直角三角形, ∴CP⊥AC,∴设直线CP的解析式为: y=﹣x+m,把C(0,3√3)代入得m=3√3, ∴直线CP

√3的解析式为:y=﹣x+3√3,解3

√33

2

53x3y3x33得3232yy-3x23x339或

x0532√3(不合题意,舍去), ∴P(﹣,); 39

y33②∵△ACP是以AC为直角边的直角三角形, ∴AP⊥AC,∴设直线CP的解析式为: y=﹣x+n,把A(﹣3,0)代入得n=﹣√3, ∴直线AP的解析式为:y=﹣x﹣√3,

√33

√33

17 / 19

43x3x3y3x3解得或732y0y9y-3x23x33,∴P(,﹣√3),

39

47

综上所述:点 P的坐标为(﹣,3

5

32√347

)或 (,﹣√3); 939

(4)如图2中,作DM∥x轴交抛物线于M,作DN⊥x轴于N,作EF⊥DM于F,则tan∠DAN=

DNAN

=√3,

∴∠DAN=60°,∴∠EDF=60°,

∴DE=EF2√3DEsinEDF=

3

EF,∴Q的运动时间t=

BE1

+2√3=BE+EF,

3

∴当BE和EF共线时,t最小,则BE⊥DM,此时点E坐标(1,﹣4√3). 7.解:(1)把点A(4,0)代入y=ax2

+(a+3)x+3,得 16a+4(a+3)+3=0.

解得a=-3

4

∴抛物线的函数表达式为:y=-34x2+9

4x+3.

把x=0代入上式,得y=3. ∴点B的坐标为(0,3).

由A(4,0),B(0,3)可得直线AB的函数表达式为:y=-3

4x+3.

(2)根据题意,得

OE=m,AE=4-m,AB=5,点P的坐标可表示为(m,-3 29

4m+4m+3).

∴PE=-34m 2+9

4m+3……………………………………………………①

点N(m,-34m+3),∴PN=-3 2933 2

4m+4m+3-(-4m+3)=-4m+3m,

∵△AEN∽△AOB,∴AN55

4AE=4(4-m).

∵△PMN∽△AEN,且

C16C=5, 2-3m2∴PN3AN=6m5.即45(4m)645. 解得m1=2,m2=4(不合题意,舍去).

18 / 19

∴m的値为2.

(3)在(2)的条件下,m的値为2,点E(2,0),OE=2.∴OE′=OE=2. 44

如图,取点F(0,),连接FE′、AF.则OF=,AF=

33

4242

4+()=10.

33

yBFOE'AEx

4

OF32OE′2FE′22∵==,=,且∠FOE′=∠E′OB,∴△FOE′∽△E′OB.∴=.∴FE′=E′B. OE′23OB3E′B3324

∴E′A+E′B=E′A+FE′≥AF=10.

3324

∴E′A+E′B的最小值为10.

33

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