题目内容
【题目】如图,抛物线y=ax2+bx+c经过点B(4,0),C(0,﹣2),对称轴为直线x=1,与x轴的另一个交点为点A.
(1)求抛物线的解析式;
(2)点M从点A出发,沿AC向点C运动,速度为1个单位长度/秒,同时点N从点B出发,沿BA向点A运动,速度为2个单位长度/秒,当点M、N有一点到达终点时,运动停止,连接MN,设运动时间为t秒,当t为何值时,AMN的面积S最大,并求出S的最大值;
(3)点P在x轴上,点Q在抛物线上,是否存在点P、Q,使得以点P、Q、B、C为顶点的四边形是平行四边形,若存在,直接写出所有符合条件的点P坐标,若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)当时,S最大值为;(3)存在,P1(﹣3+,0),P2(﹣3﹣,0),P3(6,0),P4(2,0)
【解析】
(1)利用待定系数法确定函数解析式;
(2)由抛物线的对称性质求得A(-2,0),则AB=6;当点N运动t秒时,BN=2t,则AN=6-2t,过点M作MD⊥x轴于点D,构造直角三角形,由三角形的面积公式列出函数关系式,利用配方法求得最大值;
(3)需要分三种情况讨论,用平移的知识先求出点Q的横坐标,然后推出点P的坐标.
(1)依题意,将B(4,0),C(0,﹣2),对称轴为直线x=1,代入抛物线解析式,
得,
解得:,
∴抛物线的解析式为:;
(2)∵对称轴为直线x=1,B(4,0).
∴A(﹣2,0),则AB=6,
当点N运动t秒时,BN=2t,则AN=6﹣2t,
如图1,过点M作MD⊥x轴于点D.
∵OA=OC=2,
∴△OAC是等腰直角三角形,
∴∠OAC=45°.
又∵DM⊥OA,
∴△DAM是等腰直角三角形,AD=DM,
当点M运动t秒时,AM=t,
∴MD2+AD2=AM2=t2,
∴DM=,
∴,
∵,
∴由二次函数的图象及性质可知,当时,S最大值为;
(3)存在,理由如下:
①当四边形CBQP为平行四边形时,CB与PQ平行且相等,
∵B(4,0),C(0,﹣2),
∴yB﹣yC=yQ﹣yP=2,xB﹣xC=xQ﹣xP=4,
∵yP=0,
∴yQ=2,
将y=2代入,
得 x1=,x2=,
∴当xQ=时,xP=;当xQ=时,xP=,
∴P1(,0),P2(,0);
②当四边形CQPB为平行四边形时,BP与CQ平行且相等,
∵yP=yB=0,
∴yQ=yC=﹣2,
将y=﹣2代入,
得 x1=0(舍去),x2=2,
∴xQ=2时,
∴xP﹣xB=xQ﹣xC=2,
∴xP=6,
∴P3(6,0);
③当四边形CQBP为平行四边形时,BP与CQ平行且相等,
由②知,xQ=2,
∴xB﹣xP=xQ﹣xC=2,
∴xP=2,
∴P4(2,0);
综上所述,存在满足条件的点P有4个,分别是P1(﹣3+,0),P2(﹣3﹣,0),P3(6,0),P4(2,0).