题目内容
【题目】如图1,已知平行四边形ABCD顶点A的坐标为(2,6),点B在y轴上,且AD∥BC∥x轴,过B,C,D三点的抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的顶点坐标为(2,2),点F(m,6)是线段AD上一动点,直线OF交BC于点E.
(1)求抛物线的表达式;
(2)设四边形ABEF的面积为S,请求出S与m的函数关系式,并写出自变量m的取值范围;
(3)如图2,过点F作FM⊥x轴,垂足为M,交直线AC于P,过点P作PN⊥y轴,垂足为N,连接MN,直线AC分别交x轴,y轴于点H,G,试求线段MN的最小值,并直接写出此时m的值.
【答案】
(1)
解:∵过B,C,D三点的抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的顶点坐标为(2,2),
∴点C的横坐标为4,BC=4,
∵四边形ABCD为平行四边形,
∴AD=BC=4,
∵A(2,6),
∴D(6,6),
设抛物线解析式为y=a(x﹣2)2+2,
∵点D在此抛物线上,
∴6=a(6﹣2)2+2,
∴a= ,
∴抛物线解析式为y= (x﹣2)2+2= x2﹣x+3
(2)
解:∵AD∥BC∥x轴,且AD,BC间的距离为3,BC,x轴的距离也为3,F(m,6)
∴E( ,3),
∴BE= ,
∴S= (AF+BE)×3= (m﹣2+ )×3= m﹣3
∵点F(m,6)是线段AD上,
∴2<m≤6,
即:S= m﹣3(2<m≤6)
(3)
解:方法一、∵抛物线解析式为y= x2﹣x+3,
∴B(0,3),C(4,3),
∵A(2,6),
∴直线AC解析式为y=﹣ x+9,
∵FM⊥x轴,垂足为M,交直线AC于P
∴P(m,﹣ m+9),(2<m≤6)
∴PN=m,PM=﹣ m+9,
∵FM⊥x轴,垂足为M,交直线AC于P,过点P作PN⊥y轴,
∴∠MPN=90°,
∴MN= = =
∵2<m≤6,
∴当m= 时,MN最小= = .
方法二、∵抛物线解析式为y= x2﹣x+3,
∴B(0,3),C(4,3),
∵A(2,6),
∴直线AC解析式为y=﹣ x+9,
∴G(0,9),H(6,0),
∴GH=3 ,
由题意知,四边形NOMP为矩形,
∴MN=OP,
∴当OP⊥GH时,OP最短,即为MN最短,
∵S△GOH= OGOH= GHOP最小,
∴9×6=3 ×OP最小,
∴OP最小= ,
即:MN最小为
【解析】(1)根据平行四边形的性质和抛物线的特点确定出点D,然而用待定系数法确定出抛物线的解析式.(2)根据AD∥BC∥x轴,且AD,BC间的距离为3,BC,x轴的距离也为3,F(m,6),确定出E( ,3),从而求出梯形的面积.(3)方法一、先求出直线AC解析式,然后根据FM⊥x轴,表示出点P(m,﹣ m+9),最后根据勾股定理求出MN= ,从而确定出MN最小值和m的值.
方法二、由题意知,四边形NOMP为矩形,MN=OP,所以当OP⊥GH时,OP最短,即为MN最短.然后利用三角形等面积法求出OP最小值.
【考点精析】本题主要考查了二次函数的最值的相关知识点,需要掌握如果自变量的取值范围是全体实数,那么函数在顶点处取得最大值(或最小值),即当x=-b/2a时,y最值=(4ac-b2)/4a才能正确解答此题.