题目内容
【题目】如图已知抛物线y=﹣x2+(1﹣m)x﹣m2+12交x轴于点A,交y轴于点B(0,3),顶点C位于第二象限,连接AB,AC,BC.
(1)求抛物线的解析式;
(2)在x轴上是否存在点P,使得△PAB的面积等于△ABC的面积?如果存在,求出点P的坐标.
(3)将△ABC沿x轴向右移动t个单位长度(0<t<1)时,平移后△ABC和△ABO重叠部分的面积为S,求S与t之间的函数关系.
【答案】(1)y=﹣x2﹣2x+3;(2)点P的坐标为(﹣1,0)或(﹣5,0);(3)
【解析】
(1)利用二次函数图象上点的坐标特征可求出m的值,结合抛物线的顶点在第二象限可得出m>1,进而可确定m的值,再将其代入抛物线解析式中即可得出结论;
(2)过点C作CD⊥x轴,垂足为点D,利用二次函数图象上点的坐标特征及配方法,可求出点A,C的坐标,利用分割图形求面积法可求出△ABC的面积,再由三角形的面积公式结合S△PAB=S△ABC可求出AP的长,结合点A的坐标,即可求出点P的坐标;
(3)设△ABC平移后得到△A′B′C′,A′B′与y轴交于点M,A′C′交AB于点N,根据点的坐标,利用待定系数法可求出线段AB,AC所在直线的解析式,结合平移的性质可得出线段A′B′,A′C′所在直线的解析式,利用一次函数图象上点的坐标特征可求出点M,N的坐标,由三角形、梯形的面积公式结合S=S△AOB﹣S△AA′N﹣S△AA′M,即可得出S关于t的函数关系式.
(1)∵抛物线y=﹣x2+(1﹣m)x﹣m2+12交y轴于点B(0,3),
∴﹣m2+12=3,
∴m=±3.
又∵抛物线的顶点C位于第二象限,
∴﹣ ,
∴m>1,
∴m=3,
∴抛物线的解析式为y=﹣x2﹣2x+3.
(2)过点C作CD⊥x轴,垂足为点D,如图1所示.
当y=0时,﹣x2﹣2x+3=0,
解得:x1=﹣3,x2=1,
∴点A的坐标为(﹣3,0).
∵y=﹣x2﹣2x+3=﹣(x+1)2+4,
∴点C的坐标为(﹣1,4),点D的坐标为(﹣1,0),
∴S△ABC=S△ACD+S梯形CDOB﹣S△AOB,
=ADCD+(OB+CD)OD﹣OAOB,
=×2×4+×(3+4)×1﹣×3×3,
=3.
∵S△PAB=S△ABC,
∴APOB=3,
∴AP=2,
∴点P的坐标为(﹣1,0)或(﹣5,0).
(3)设△ABC平移后得到△A′B′C′,A′B′与y轴交于点M,A′C′交AB于点N,如图2所示.
设线段AB所在直线的解析式为y=kx+b(k≠0),
将A(﹣3,0),B(0,3)代入y=kx+b,得:
,解得: ,
∴线段AB所在直线的解析式为y=x+3.
同理,可得出线段AC所在直线的解析式为y=2x+6.
∵将△ABC沿x轴向右移动t个单位长度(0<t<1)得到△A′B′C′,
∴点A′的坐标为(t﹣3,0),线段A′B′所在直线的解析式为y=x+3﹣t(0<t<1),线段A′C′所在直线的解析式为y=2x+6﹣2t(0<t<1).
当x=0时,y=x+3﹣t=3﹣t,
∴点M的坐标为(0,3﹣t).
将y=x+3代入y=2x+6﹣2t,整理,得:x+3﹣2t=0,
解得:x=2t﹣3,
∴点N的坐标为(2t﹣3,2t),
∴S=S△AOB﹣S△AA′N﹣S△AA′M,
=OAOB﹣AA′yA′﹣OA′OM,
=×3×3﹣t2t﹣(3﹣t)(3﹣t),
=﹣t2+3t.
∴S与t之间的函数关系式为S=﹣ t2+3t(0<t<1).