题目内容
【题目】在平面直角坐标系中,平行四边形ABOC如图放置,点A、C的坐标分别是(0,4)、(﹣1,0),将此平行四边形绕点O顺时针旋转90°,得到平行四边形A′B′OC′.
(1)若抛物线经过点C、A、A′,求此抛物线的解析式;
(2)点M时第一象限内抛物线上的一动点,问:当点M在何处时,△AMA′的面积最大?最大面积是多少?并求出此时M的坐标;
(3)若P为抛物线上一动点,N为x轴上的一动点,点Q坐标为(1,0),当P、N、B、Q构成平行四边形时,求点P的坐标,当这个平行四边形为矩形时,求点N的坐标.
【答案】(1)y=-x2+3x+4;(2)△AMA′的面积最大S△AMA′=8,M(2,6);(3)当P1(0,4),P2(3,4),P3(,-4),P4(,-4)时,P、N、B、Q构成平行四边形;当这个平行四边形为矩形时,N1(0,0),N2(3,0).
【解析】试题分析:(1)先由OA′=OA得到点A′的坐标,再用点C、A、A′的坐标即可求此抛物线的解析式;(2)连接AA′, 过点M 作MN⊥x轴,交AA′于点N,把△AMA′分割为△AMN和△A′MN, △AMA′的面积=△AMA′的面积+△AMN的面积=OA′MN,设点M的横坐标为x,借助抛物线的解析式和AA′的解析式,建立MN的长关于x的函数关系式,再据此建立△AMA′的面积关于x的二次函数关系式,再求△AMA′面积的最大值以及此时M的坐标;(3)在P、N、B、Q 这四个点中,B、Q 这两个点是固定点,因此可以考虑将BQ作为边、将BQ作为对角线分别构造符合题意的图形,再求解.
试题解析:(1)∵平行四边形ABOC绕点O顺时针旋转90°,得到平行四边形A′B′OC′,点A的坐标是(0,4),∴点A′的坐标为(4,0),点B的坐标为(1,4).
∵抛物线过点C,A,A′,设抛物线的函数解析式为y=ax2+bx+c(a≠0),可得:
. 解得:.∴抛物线的函数解析式为y=-x2+3x+4.
(2)连接AA′,设直线AA′的函数解析式为y=kx+b,可得
.解得:.
∴直线AA'的函数解析式是y=-x+4.
设M(x,-x2+3x+4),
S△AMA′=×4×[-x2+3x+4一(一x+4)]=一2x2+8x=一2(x-2)2+8.
∴x=2时,△AMA′的面积最大S△AMA′=8.
∴M(2,6).
(3)设P点的坐标为(x,-x2+3x+4),当P、N、B、Q构成平行四边形时,
①当BQ为边时,PN∥BQ且PN=BQ,
∵BQ=4,∴一x2+3x+4=±4.
当一x2+3x+4=4时,x1=0,x2=3,即P1(0,4),P2(3,4);
当一x2+3x+4=一4时,x3=,x4=,即P3(,-4),P4(,-4);
②当BQ为对角线时,PB∥x轴,即P1(0,4),P2(3,4);
当这个平行四边形为矩形时,即Pl(0,4),P2(3,4)时,N1(0,0),N2(3,0).
综上所述,当P1(0,4),P2(3,4),P3(,-4),P4(,-4)时,P、N、B、Q构成平行四边形;当这个平行四边形为矩形时,N1(0,0),N2(3,0).