题目内容
【题目】如图,抛物线y=ax2+bx+c(a<0)与x轴交于点A(﹣2,0)、B(4,0),与y轴交于点C,且OC=2OA.
(1)该抛物线的解析式为 ;
(2)直线y=kx+l(k>0)与y轴交于点D,与直线BC交于点M,与抛物线上直线BC上方部分交于点P,设m=,求m的最大值及此时点P的坐标;
(3)若点D、P为(2)中求出的点,点Q为x轴的一个动点,点N为坐标平面内一点,当以点P、D、Q、N为顶点的四边形为矩形时,直接写出点N的坐标.
【答案】(1)y=﹣x2+x+4;(2)当n=2时,m有最大值,最大值为,此时P(2,4);(3)满足条件的点N坐标为(,3)或(6,﹣3).
【解析】
(1)因为抛物线y=ax2+bx+c经过A(-2,0)、B(4,0)两点,所以可以假设y=a(x+2)(x-4),求出点C坐标代入求出a即可;
(2)由△CMD∽△FMP,可得,根据m关于n的二次函数,利用二次函数的性质即可解决问题;
(3)存在这样的点Q、N,使得以P、D、Q、N四点组成的四边形是矩形.分两种情形讨论:①当DP是矩形的边时,有两种情形;②当DP是对角线时,利用相似三角形的性质和勾股定理可求解.
(1)因为抛物线y=ax2+bx+c经过A(﹣2,0)、B(4,0)两点,
所以可以假设y=a(x+2)(x﹣4),
∵OC=2OA,OA=2,
∴C(0,4),代入抛物线的解析式得到a=﹣,
∴y=﹣(x+2)(x﹣4)=﹣x2+x+4,
故答案为:y=﹣x2+x+4;
(2)如图1中,由题意,点P在y轴的右侧,作PE⊥x轴于E,交BC于F.
∵CD∥PE,
∴△CMD∽△FMP,
∴m=,
∵直线y=kx+1(k>0)与y轴交于点D,则D(0,1),
∵BC的解析式为y=﹣x+4,
设P(n,﹣n2+n+4),则F(n,﹣n+4),
∴PF=﹣n2+n+4﹣(﹣n+4)=﹣(n﹣2)2+2,
∴m==﹣(n﹣2)2+,
∵﹣<0,
∴当n=2时,m有最大值,最大值为,此时P(2,4);
(3)存在这样的点Q、N,使得以P、D、Q、N四点组成的四边形是矩形.
①当DP是矩形的边时,有两种情形,
a、如图2﹣1中,四边形DQNP是矩形时,
有(2)可知P(2,4),代入y=kx+1中,得到k=,
∴直线DP的解析式为y=x+1,可得D(0,1),E(﹣,0),
由△DOE∽△QOD可得,
∴OD2=OEOQ,
∴1=OQ,
∴OQ=,
∴Q(,0).
根据矩形的性质,将点P向右平移个单位,向下平移1个单位得到点N,
∴N(2+,4﹣1),即N(,3)
b、如图2﹣2中,四边形PDNQ是矩形时,
∵直线PD的解析式为y=x+1,PQ⊥PD,
∴直线PQ的解析式为y=﹣x+,
∴Q(8,0),
根据矩形的性质可知,将点D向右平移6个单位,向下平移4个单位得到点N,
∴N(0+6,1﹣4),即N(6,﹣3).
②当DP是对角线时,设Q(x,0),则QD2=x2+1,QP2=(x﹣2)2+42,PD2=13,
∵Q是直角顶点,
∴QD2+QP2=PD2,
∴x2+1+(x﹣2)2+16=13,
整理得x2﹣2x+4=0,方程无解,此种情形不存在,
综上所述,满足条件的点N坐标为(,3)或(6,﹣3).