Question

如圖，矩形OABC的兩邊在坐標(biāo)軸上，且A（0，-2），AB=4，連接AC，拋物線y=x²+bx+c經(jīng)過(guò)A，B兩點(diǎn)．點(diǎn)P由點(diǎn)A出發(fā)以每秒1個(gè)單位的速度沿AB邊向點(diǎn)B移動(dòng)，1秒后點(diǎn)Q也由點(diǎn)A出發(fā)以每秒7個(gè)單位的速度沿AO，OC，CB邊向點(diǎn)B移動(dòng)，當(dāng)其中一個(gè)點(diǎn)到達(dá)終點(diǎn)時(shí)另一個(gè)點(diǎn)也停止移動(dòng)．
（1）求拋物線的解析式；
（2）當(dāng)P運(yùn)動(dòng)到OC上時(shí)，設(shè)點(diǎn)P的移動(dòng)時(shí)間為t秒，當(dāng)PQ⊥AC時(shí)，求t的值；
（3）當(dāng)PQ∥AC時(shí)，對(duì)于拋物線對(duì)稱(chēng)軸上一點(diǎn)H，∠HOQ＞∠POQ，求點(diǎn)H的縱坐標(biāo)的取值范圍．

Answer 1

（1）∵矩形OABC的兩邊在坐標(biāo)軸上，且A（0，-2），AB=4，
∴B點(diǎn)坐標(biāo)為：（4，-2），
∴將A，B兩點(diǎn)代入y=x²+bx+c得：

c=-2 16+4b+c=-2

，
解得：

b=-4 c=-2

，
∴拋物線解析式為：y=x²-4x-2；

（2）由題意知：A點(diǎn)移動(dòng)路程為AP=t，
Q點(diǎn)移動(dòng)路程為7（t-1）=7t-7．
當(dāng)Q點(diǎn)在OA上時(shí)，即0≤7t-7＜2，1≤t＜

9

7

時(shí)，
如圖1，若PQ⊥AC，則有Rt△QAP∽Rt△ABC．
∴

QA

AB

=

AP

BC

，即

7t-7

4

=

t

2

，
∴t=

7

5

．
∵

7

5

＞

9

7

，
∴此時(shí)t值不合題意．
當(dāng)Q點(diǎn)在OC上時(shí)，即2≤7t-7＜6，

9

7

≤t＜

13

7

時(shí)，
如圖2，過(guò)Q點(diǎn)作QD⊥AB．
∴AD=OQ=7（t-1）-2=7t-9．
∴DP=t-（7t-9）=9-6t．
若PQ⊥AC，易證Rt△QDP∽Rt△ABC，
∴

QD

AB

=

DP

BC

，即

2

4

=

9-6t

2

，
∴t=

4

3

，
∵

9

7

＜

4

3

＜

13

7

，
∴t=

4

3

符合題意．
當(dāng)Q點(diǎn)在BC上時(shí)，即6≤7t-7≤8，

13

7

≤t≤

15

7

時(shí)，
如圖3，若PQ⊥AC，過(guò)Q點(diǎn)作QG∥AC，
則QG⊥PG，即∠GQP=90°．
∴∠QPB＞90°，這與△QPB的內(nèi)角和為180°矛盾，
此時(shí)PQ不與AC垂直．
綜上所述，當(dāng)t=

4

3

時(shí)，有PQ⊥AC．

（3）當(dāng)PQ∥AC時(shí)，如圖4，△BPQ∽△BAC，
∴

BP

BA

=

BQ

BC

，
∴

4-t

4

=

8-7(t-1)

2

，
解得t=2，即當(dāng)t=2時(shí)，PQ∥AC．
此時(shí)AP=2，BQ=CQ=1，
∴P（2，-2），Q（4，-1）．
拋物線對(duì)稱(chēng)軸的解析式為x=2，
當(dāng)H₁為對(duì)稱(chēng)軸與OP的交點(diǎn)時(shí)，
有∠H₁OQ=∠POQ，
∴當(dāng)y_H＜-2時(shí)，∠HOQ＞∠POQ．
作P點(diǎn)關(guān)于OQ的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)P′，連接PP′交OQ于點(diǎn)M，
過(guò)P′作P′N(xiāo)垂直于對(duì)稱(chēng)軸，垂足為N，連接OP′，
在Rt△OCQ中，∵OC=4，CQ=1．
∴OQ=

17

，
∵S_△OPQ=S_{四邊形ABCO}-S_△AOP-S_△COQ-S_△QBP=3=

1

2

OQ×PM，
∴PM=

6 17

17

，
∴PP′=2PM=

12 17

17

，
∵∠NPP′=∠COQ．
∴△COQ∽△NPP′
∴

CQ

OQ

=

P′N(xiāo)

PP′

，
∴P′N(xiāo)=

12

17

，PN=

48

17

，
∴P′（

46

17

，

14

17

），
∴直線OP′的解析式為y=

7

23

x，
∴OP′與NP的交點(diǎn)H₂（2，

14

23

）．
∴當(dāng)y_H＞

14

23

時(shí)，∠HOP＞∠POQ．
綜上所述，當(dāng)y_H＜-2或y_H＞

14

23

時(shí)，∠HOQ＞∠POQ．