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知识应用:如图1中,作△ABC的中位线MN,作EG∥AC交NM的延长线于G,EF与MN交于点Q′
∵△ABC是等边三角形,MN是中位线, ∴AM=BM=AN=CN, ∵AF=BE, ∴EM=FN, ∵MN∥BC,
∴∠AMN=∠B=∠GME=60°, ∵∠A=∠GEM=60°,
∴△GEM是等边三角形, ∴EM=EG=FN,
在△GQ′E和△NQ′F中,
,
∴△GQ′E≌△NQ′F, ∴EQ′=FQ′, ∵EQ=QF, ′点Q、Q′重合,
∴点Q在线段MN上,
∴段EF中点Q的运动轨迹是线段MN, MN=BC=×8=4.
∴线段EF中点Q的运动轨迹的长为4.
拓展提高:如图2中,
(1)∵△APC,△PBD都是等边三角形, ∴AP=PC,PD=PB,∠APC=∠DPB=60°,
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∴∠APD=∠CPB, 在△APD和△CPB中,
,
∴△APD≌△CPB,
∴∠ADP=∠CBP,设BC与PD交于点G, ∵∠QGD=∠PGB, ∴∠DQG=∠BPG=60°,
∴∠AQB=180°﹣∠DQG=120°
(2)由(1)可知点P的运动轨迹是,设弧AB所在圆的圆心为O,Z 圆上任意取一点M,连接AM,BM,
则∠M=60°,
∴∠AOB=2∠M=120°,作OH⊥AB于H,则AH=BH=3,OH=,OB=2, ∴弧AB的长=∴动点Q运动轨迹的长
22.如图1,抛物线y=﹣ [(x﹣2)2+n]与x轴交于点A(m﹣2,0)和B(2m+3,0)(点A在点B的左侧),与y轴交于点C,连结BC. (1)求m、n的值;
(2)如图2,点N为抛物线上的一动点,且位于直线BC上方,连接CN、BN.求△NBC面积的最大值;
(3)如图3,点M、P分别为线段BC和线段OB上的动点,连接PM、PC,是否存在这样的点P,使△PCM为等腰三角形,△PMB为直角三角形同时成立?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
π.
=
π.
【考点】二次函数综合题. 【分析】(1)利用抛物线的解析式确定对称轴为直线x=2,再利用对称性得到2﹣(m﹣2)=2m+3﹣2,解方程可得m的值,从而得到A(﹣1,0),B(5,0),然后把A点坐标代入y=﹣ [(x﹣2)2+n]可求出n的值;
(2)作ND∥y轴交BC于D,如图2,利用抛物线解析式确定C(0,3),再利用待定系数法求出直线BC的解析式为y=﹣x+3,设N(x,﹣x2+S△NBC=S△NDC+S△NDB可得S△BCN=﹣x2+
x+3),则D(x,﹣x+3),根据三角形面积公式,利用x,然后利用二次函数的性质求解;
(3)先利用勾股定理计算出BC=,再分类讨论:当∠PMB=90°,则∠PMC=90°,△PMC为等腰直角三角形,MP=MC,设PM=t,则CM=t,MB=﹣t,证明△BMP∽△BOC,利用相似比可求出BP的长,再计算OP后可得到P点坐标;当∠MPB=90°,则MP=MC,设PM=t,则CM=t,MB=﹣t,证明△BMP∽△BCO,利用相似比可求出BP的长,再计算OP后可得到P点坐标.
【解答】解:(1)∵抛物线的解析式为y=﹣ [(x﹣2)2+n]=﹣(x﹣2)2﹣n,
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∴抛物线的对称轴为直线x=2, ∵点A和点B为对称点,
∴2﹣(m﹣2)=2m+3﹣2,解得m=1, ∴A(﹣1,0),B(5,0),
把A(﹣1,0)代入y=﹣ [(x﹣2)2+n]得9+n=0,解得n=﹣9; (2)作ND∥y轴交BC于D,如图2, 抛物线解析式为y=﹣ [(x﹣2)2﹣9]=﹣x2+当x=0时,y=3,则C(0,3), 设直线BC的解析式为y=kx+b, 把B(5,0),C(0,3)代入得∴直线BC的解析式为y=﹣x+3, 设N(x,﹣x2+∴ND=﹣x2+
x+3),则D(x,﹣x+3), x+3﹣(﹣x+3)=﹣x2+3x,
x=﹣(x﹣)2+
,
,解得
, x+3,
∴S△NBC=S△NDC+S△NDB=?5?ND=﹣x2+当x=时,△NBC面积最大,最大值为
;
(3)存在. ∵B(5,0),C(0,3),
=∴BC=,
当∠PMB=90°,则∠PMC=90°,△PMC为等腰直角三角形,MP=MC, 设PM=t,则CM=t,MB=﹣t, ∵∠MBP=∠OBC, ∴△BMP∽△BOC, ∴
=
=
,即=
=,
=
,解得t=
,BP=
,
∴OP=OB﹣BP=5﹣
此时P点坐标为(,0); 当∠MPB=90°,则MP=MC, 设PM=t,则CM=t,MB=﹣t, ∵∠MBP=∠CBO, ∴△BMP∽△BCO, ∴
=
=
,即=
=
,解得t=
,BP=
,
∴OP=OB﹣BP=5﹣此时P点坐标为(综上所述,P点坐标为(
=, ,0);
,0)或(,0).
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