∴A(﹣1,0),B(3,0) ∴直线BC的解析式为y=﹣x+3 ∵点D为OC的中点, ∴D(0,)
∴直线BD的解析式为y=﹣
+,
设P(t,﹣t2+2t+3)(0<t<3),则M(t,﹣t+3),N(t,﹣t+),H(t,0) ∴PM=﹣t2+2t+3﹣(﹣t+3)=﹣t2+3t,MN=﹣t+3﹣(﹣x+)=﹣t+,NH=﹣t+ ∴MN=NH ∵PM=MN ∴﹣t2+3t=﹣t+
解得:t1=,t2=3(舍去) ∴P(,
)
),使得PM=MN=NH.
∴P的坐标为(,
(3)过点P作PF⊥x轴于F,交直线BD于E ∵OB=3,OD=,∠BOD=90° ∴BD=∴cos∠OBD=
=
∵PQ⊥BD于点Q,PF⊥x轴于点F ∴∠PQE=∠BQR=∠PFR=90° ∴∠PRF+∠OBD=∠PRF+∠EPQ=90° ∴∠EPQ=∠OBD,即cos∠EPQ=cos∠OBD=在Rt△PQE中,cos∠EPQ=
∴PQ=PE
在Rt△PFR中,cos∠RPF=∴PR=
PF
∵S△PQB=2S△QRB,S△PQB=BQ?PQ,S△QRB=BQ?QR ∴PQ=2QR
设直线BD与抛物线交于点G ∵﹣
+=﹣x2+2x+3,解得:x1=3(即点B横坐标),x2=﹣
∴点G横坐标为﹣
设P(t,﹣t2+2t+3)(t<3),则E(t,﹣t+)
∴PF=|﹣t2+2t+3|,PE=|﹣t2+2t+3﹣(﹣t+)|=|﹣t2+t+| ①若﹣<t<3,则点P在直线BD上方,如图2, ∴PF=﹣t2+2t+3,PE=﹣t2+t+ ∵PQ=2QR ∴PQ=PR ∴
PE=?
PF,即6PE=5PF
∴6(﹣t2+t+)=5(﹣t2+2t+3) 解得:t1=2,t2=3(舍去) ∴P(2,3)
②若﹣1<t<﹣,则点P在x轴上方、直线BD下方,如图3, 此时,PQ<QR,即S△PQB=2S△QRB不成立. ③若t<﹣1,则点P在x轴下方,如图4,
∴PF=﹣(﹣t2+2t+3)=t2﹣2t﹣3,PE=﹣t+﹣(﹣t2+2t+3)=t2﹣t﹣ ∵PQ=2QR ∴PQ=2PR
∴PE=2?PF,即2PE=5PF
∴2(t2﹣t﹣)=5(t2﹣2t﹣3) 解得:t1=﹣,t2=3(舍去) ∴P(﹣,﹣
)
).
综上所述,点P坐标为(2,3)或(﹣,﹣
【点评】本题考查了二次函数的图象与性质,一次函数的图象与性质,解一元二次方程,同角的余角相等,三角函数的应用.第(3)题解题过程容易受第(2)题影响而没有分
类讨论点P的位置,要通过图象发现每种情况下相同的和不同的解题思路.
28.(10分)已知平面图形S,点P、Q是S上任意两点,我们把线段PQ的长度的最大值称为平面图形S的“宽距”.例如,正方形的宽距等于它的对角线的长度. (1)写出下列图形的宽距: ①半径为1的圆: 2 ;
②如图1,上方是半径为1的半圆,下方是正方形的三条边的“窗户形“: 1+ ;
(2)如图2,在平面直角坐标系中,已知点A(﹣1,0)、B(1,0),C是坐标平面内的点,连接AB、BC、CA所形成的图形为S,记S的宽距为d.
①若d=2,用直尺和圆规画出点C所在的区域并求它的面积(所在区域用阴影表示); ②若点C在⊙M上运动,⊙M的半径为1,圆心M在过点(0,2)且与y轴垂直的直线上.对于⊙M上任意点C,都有5≤d≤8,直接写出圆心M的横坐标x的取值范围.
【考点】MR:圆的综合题.
【分析】(1)①平面图形S的“宽距”的定义即可解决问题.
②如图1,正方形ABCD的边长为2,设半圆的圆心为O,点P是⊙O上一点,连接OP,PC,OC.求出PC的最大值即可解决问题.
(2)①如图2﹣1中,连接AB、BC、CA所形成的图形是图中阴影部分S1和S2,点C所在的区域的面积是S1+S2.
②如图2﹣2中,当点M在y轴的右侧时,连接AM,作MT⊥x轴于T.求出d=5或8时,点M的坐标,即可判断,再根据对称性求出点M在y轴左侧的情形即可. 【解答】解:(1)①半径为1的圆的宽距离为2, 故答案为2.
②如图1,正方形ABCD的边长为2,设半圆的圆心为O,点P是⊙O上一点,连接OP,PC,OC.