题目内容

【题目】在平面直角坐标系中,已知抛物线的顶点为A(﹣14),且经过点B(﹣23),与x轴分別交于CD两点(点C在点D的左侧).

1)求该抛物线对应的函数表达式;

2)如图1,点M是抛物线上的一个动点,且在直线OB的上方,过点Mx轴的平行线与直线OB交于点N,连接OM

①求MN的最大值;

②当OMN为直角三角形时,直接写出点M的坐标;

3)如图2,过点A的直线交x轴于点E,且AEy轴,点P是抛物线上AD之间的一个动点,直线PCPDAE分別交于FG两点.当点P运动时,EF+EG的和是否为定值?若是,试求出该定值;若不是,请说明理由.

【答案】1y=﹣x22x+3;(2)①;②点M的坐标为(03)或();(3EF+EG的和为定值,该定值为8,理由见解析

【解析】

1)由抛物线的顶点坐标可设抛物线对应的函数表达式为yax+12+4,代入点B的坐标可求出a值,进而可得出抛物线对应的函数表达式;

2由点B的坐标利用待定系数法可得出直线OB的函数表达式,联立直线OB和抛物线的函数表达式成方程组,通过解方程组可求出直线和抛物线的交点坐标,设点M的坐标为(m,﹣m22m+3)(﹣2m),则点N的坐标为(,﹣m22m+3),进而可得出MN,再利用二次函数的性质即可解决最值问题;

MNx轴可知∠ONM90°,分∠OMN90°和∠MON90°两种情况考虑:(i)当∠OMN90°时,线段OMy轴上,利用二次函数图象上点的坐标特征即可求出点M的坐标;(ii)当∠MON90°时,OMOB,由点B的坐标可得出直线OM过点(32),进而可得出直线OM对应的函数表达式,联立直线OM和抛物线的函数表达式成方程组,通过解方程组可求出点M的坐标;

3)利用二次函数图象上点的坐标特征可求出点CD的坐标,设点P的坐标为(n,﹣n22n+3)(﹣1n1),利用待定系数法可求出直线CPDP对应的函数表达式,由点A的坐标结合AEy轴可得出直线AE对应的函数表达式,利用一次函数图象上点的坐标特征可求出点FG的坐标,进而可得出EFEGEF+EG的值.

1)∵抛物线的顶点为A(﹣14),

∴设抛物线对应的函数表达式为yax+12+4

B(﹣23)代入yax+12+4,得:3a+4

解得:a=﹣1

∴抛物线对应的函数表达式为y=﹣(x+12+4,即y=﹣x22x+3

2)①设直线OB对应的函数表达式为ykxk≠0),

B(﹣23)代入ykx,得:3=﹣2k

解得:k=﹣

∴直线OB对应的函数表达式为y=﹣x

联立直线OB和抛物线的函数表达式成方程组,得:

解得:

设点M的坐标为(m,﹣m22m+3)(﹣2m),则点N的坐标为(m2+m2,﹣m22m+3),

MNm﹣(m2+m2)=﹣m2m+2=﹣m+2+

∵﹣0

∴当m=﹣时,MN最大,最大值为

②∵MNx轴,

∴∠ONM≠90°

∴分两种情况考虑(如图3所述):

i)当∠OMN90°时,线段OMy轴上.

∵当m0时,y=﹣m22m+33

∴点M的坐标为(03);

ii)当∠MON90°时,OMOB

∵点B的坐标为(﹣23),

∴点(32)在直线OM上,

∴直线OM对应的函数表达式为yx

联立直线OM和抛物线的函数表达式成方程组,得:

解得: (不合题意,舍去),

∴点M的坐标为().

综上所述:点M的坐标为(03)或().

3)当y0时,﹣x22x+30

解得:x1=﹣3x21

∴点C的坐标为(﹣30),点D的坐标为(10).

设点P的坐标为(n,﹣n22n+3)(﹣1n1).

∵点C的坐标为(﹣30),点D的坐标为(10),

∴直线CP对应的函数表达式为y=(1nx+33n,直线DP对应的函数表达式为y=﹣(n+3x+n+3(可利用待定系数法求出).

∵点A的坐标为(﹣14),AEy轴,

∴直线AE对应的函数表达式为x=﹣1

x=﹣1时,y=(1nx+33n22ny=﹣(n+3x+n+32n+6

∴点F的坐标为(﹣122n),点G的坐标为(﹣12n+6),

EF22nEG2n+6

EF+EG8

EF+EG的和为定值,该定值为8

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