如图,抛物线 交 y 轴于点 ,并经过点 ,过点 A 作 轴交抛物线于点 B ,抛物线的对称轴为直线 , D 点的坐标为 ,连接 , , . 点 E 从 A 点出发,以每秒 个单位长度的速度沿着射线 运动,设点 E 的运动时间为 m 秒,过点 E 作 于 F ,以 为对角线作正方形 .
(1) 求抛物线的解析式;
(2) 当点 G 随着 E 点运动到达 上时,求此时 m 的值和点 G 的坐标;
(3) 在运动的过程中,是否存在以 B , G , C 和平面内的另一点为顶点的四边形是矩形,如果存在,直接写出点 G 的坐标,如果不存在,请说明理由.
(1)
(2) ,
(3) 或( 3 , -3 ) 或
【分析】( 1 )利用待定系数法求解析式即可;
( 2 )求出直线 BC 解析式,通过 △ EGF 为等腰直角三角形表示出 G 点坐标,将 G 点代入 BC 解析式即可求得 m 的值,从而求得 G 点坐标;
( 3 )将矩形转化为直角三角形,当 △ BGC 是直角三角形时,当 △ BCG 为直角三角形时,当 △ CBG 为直角三角形时,分情况讨论分别列出等式求得 m 的值,即可求得 G 点坐标.
【详解】( 1 )将点 A ( 0 , -4 )、 C ( 6 , 0 )代入解析式 中,以及直线对称轴 ,可得 ,
解得 ,
∴ 抛物线的解析式为 ;
( 2 ) ∵ A ( 0 , -4 ), D ,
∴△ AOD 为等腰直角三角形,
∵ 轴交抛物线于点 B ,
∴ B ( 4 , -4 ),
设直线 BC 解析式为 y = kx + b′ ,
将 B ( 4 , -4 ), C ( 6 , 0 )代入解析式得,
,解得 ,
∴ 直线 BC 解析式为 y =2 x -12 ,
由题意可得 , △ ADB 为等腰直角三角形,
∴ ,
∵ 四边形 EGFH 为正方形,
∴△ EGF 为等腰直角三角形,
∴ ,
点 G 随着 E 点运动到达 上时,满足直线 BC 解析式 y =2 x -12 ,
∴ ,
∴ ,此时 ;
( 3 ) B ( 4 , -4 ), C ( 6 , 0 ), ,
∴ , , ,
要使以 B , G , C 和平面内的另一点为顶点的四边形是矩形,
需满足:
当 △ BGC 是直角三角形时, ,
,
解得, , ,
此时 G 或( 3 , -3 );
当 △ BCG 为直角三角形时, ,
,
解得, ,
此时 G ;
当 △ CBG 为直角三角形时, ,
,
解得, ,
此时 G ;
综上所述:点 G 坐标为 或( 3 , -3 ) 或 .
【点睛】本题是二次函数的综合题,考查了待定系数法求解析式、等腰直角三角形的性质和判定,动点运动问题,存在矩形问题,利用数形结合,注意分情况讨论是解题的关键.
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