题目内容
【题目】如图,对称轴为直线x=1的抛物线经过A(﹣1,0)、C(0,3)两点,与x轴的另一个交点为B,点D在y轴上,且OB=3OD
(1)求该抛物线的表达式;
(2)设该抛物线上的一个动点P的横坐标为t
①当0<t<3时,求四边形CDBP的面积S与t的函数关系式,并求出S的最大值;
②点Q在直线BC上,若以CD为边,点C、D、Q、P为顶点的四边形是平行四边形,请求出所有符合条件的点P的坐标.
【答案】(1)y=﹣x2+2x+3(2)①t=时,S的最大值为②P(1,4)或(2,3)或(,)或(,)
【解析】
(1)设所求抛物线的表达式为 y=a(x+1)(x﹣3),把点C(0,3)代入表达式,即可求解;
(2)①设P(t,﹣t2+2t+3),则E(t,﹣t+3),S四边形CDBP=S△BCD+S△BPC=CDOB+PEOB,即可求解;
②分点P在点Q上方、下方两种情况讨论即可求解.
(1)∵抛物线的对称轴为x=1,A(﹣1,0),
∴B(3,0).
∴设所求抛物线的表达式为 y=a(x+1)(x﹣3),
把点C(0,3)代入,得3=a(0+1)(0﹣3),
解得a=﹣1,
∴所求抛物线的表达式为y=﹣(x+1)(x﹣3),即y=﹣x2+2x+3;
(2)①连结BC.
∵B(3,0),C(0,3),
∴直线BC的表达式为y=﹣x+3,
∵OB=3OD,OB=OC=3,
∴OD=1,CD=2,
过点P作PE∥y轴,交BC于点E(如图1).
设P(t,﹣t2+2t+3),则E(t,﹣t+3).
∴PE=﹣t2+2t+3﹣(﹣t+3)=﹣t2+3t.
S四边形CDBP=S△BCD+S△BPC=CDOB+PEOB,
即S=×2×3+(﹣t2+3t)×3=﹣(t﹣)2+,
∵a=﹣<0,且0<t<3,
∴当t=时,S的最大值为;
②以CD为边,点C、D、Q、P为顶点的四边形是平行四边形,
则PQ∥CD,且PQ=CD=2.
∵点P在抛物线上,点Q在直线BC上,
∴点P(t,﹣t2+2t+3),点Q(t,﹣t+3).
分两种情况讨论:
(Ⅰ) 如图2,当点P在点Q上方时,
∴(﹣t2+2t+3)﹣(﹣t+3)=2.即t2﹣3t+2=0.解得 t1=1,t2=2.
∴P1(1,4),P2(2,3),
(Ⅱ) 如图3,当点P在点Q下方时,
∴(﹣t+3)﹣(﹣t2+2t+3)=2.即t2﹣3t﹣2=0.
解得 t3=,t4=,
∴P3(,),P4(,),
综上所述,所有符合条件的点P的坐标分别为:P(1,4)或(2,3)或(,)或(,).