题目内容
【题目】如图,抛物线y=ax2﹣2ax+m的图象经过点P(4,5),与x轴交于A、B两点(点A在点B的左边),与y轴交于点C,且S△PAB=10.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在抛物线上是否存在点Q使得△PAQ和△PBQ的面积相等?若存在,求出Q点的坐标,若不存在,请说明理由;
(3)过A、P、C三点的圆与抛物线交于另一点D,求出D点坐标及四边形PACD的周长.
【答案】(1)y=x2﹣2x﹣3;(2)点Q的坐标为:(﹣2,5)或(﹣,﹣);(3)6+4.
【解析】
(1)因为抛物线y=ax2﹣2ax+m,函数的对称轴为:x=1,S△PAB=10=×AB×yP=AB×5,解得AB=4,即可求解;(2)分A、B在点Q(Q′)的同侧;点A、B在点Q的两侧两种情况,分别求解即可;(3)过点P作PO′⊥x轴于点O′,则点O′(4,0),则AO′=PO′=5,而CO′=5,故圆O′是过A、P、C三点的圆,即可求解.
解:
(1)y=ax2﹣2ax+m,函数的对称轴为:x=1,
S△PAB=10=×AB×yP=AB×5,解得:AB=4,
故点A、B的坐标分别为:(﹣1,0)、(3,0),
抛物线的表达式为:y=a(x+1)(x﹣3),
将点P的坐标代入上式并解得:a=1,
故抛物线的表达式为:y=x2﹣2x﹣3…①;
(2)①当A、B在点Q(Q′)的同侧时,如图1,
△PAQ′和△PBQ′的面积相等,则点P、Q′关于对称轴对称,
故点Q′(﹣2,5);
②当A、B在点Q的两侧时,如图1,
设PQ交x轴于点E,分别过点A、B作PQ的垂线交于点M、N,
△PAQ和△PBQ的面积相等,则AM=BN,
而∠BEN=∠AEM,∠AME=∠BNE=90°,
∴△AME≌△BNE(AAS),
∴AE=BE,
即点E是AB的中点,则点E(1,0),
将点P、E的坐标代入一次函数表达式并解得:
直线PQ的表达式为:y=x﹣…②,
联立①②并解得:x=﹣或4(舍去4),
故点Q(﹣,﹣),
综上,点Q的坐标为:(﹣2,5)或(﹣,﹣);
(3)过点P作PO′⊥x轴于点O′,则点O′(4,0),则AO′=PO′=5,而CO′=5,
故圆O′是过A、P、C三点的圆,
设点D(m,m2﹣2m﹣3),点O′(4,0),则DO′=5,
即(m﹣4)2+(m2﹣2m﹣3)2=25,
化简得:m(m+1)(m﹣1)(m﹣4)=0,
解得:m=0或﹣1或1或4(舍去0,﹣1,4),
故:m=1,
故点D(1,﹣4);
四边形PACD的周长=PA+AC+CD+PD=.