题目内容
【题目】A是直线x=1上一个动点,以A为顶点的抛物线y1=a(x﹣1)2+t和抛物线y2=ax2交于点B(A,B不重合,a是常数),直线AB和抛物线y2=ax2交于点B,C,直线x=1和抛物线y2=ax2交于点D.(如图仅供参考)
(1)求点B的坐标(用含有a,t的式子表示);
(2)若a<0,且点A向上移动时,点B也向上移动,求的范围;
(3)当B,C重合时,求的值;
(4)当a>0,且△BCD的面积恰好为3a时,求的值.
【答案】(1) 点B坐标为(,);(2)>﹣1 ;(3) =﹣3;(4) 的值为﹣5或3
【解析】
(1)把两抛物解析式联立方程组,求得的解(含a、t的式子)即为点B坐标.
(2)由于A向上移动时,点B也向上移动,即点B纵坐标的值随点A纵坐标的值变大而变大,所以yB=随着t的增大而增大,把yB看作关于t的二次函数,可知当a<0时开口向下,故在对称轴左侧即t<a,yB随着t的增大而增大,利用不等式性质即求得≥1且≠1.
(3)以点A、B坐标用待定系数法求直线AB解析式,在把直线AB和抛物线y2联立方程组另一交点C的坐标.
(4)把x=1代入y2=ax2求得点D坐标,发现点C、D纵坐标相等,即CD∥x轴,CD=2,所以△BCD面积等于CD与点B到CD距离乘积的一半.又点B到CD距离即点B与点C纵坐标之差,需分类讨论再结合a<0计算.
解:(1)∵解得:
∴点B坐标为(,)
(2)∵点A(1,t)向上移动,点B(,)也向上移动
∴yB=随着t的增大而增大
∵yB=可看作是yB关于t的二次函数
∴当a<0时,此二次函数的图象开口向下,在t=﹣a时取得最大值为0
∴t<﹣a,yB随着t的增大而增大
∴>﹣1
(3)设直线AB解析式为y=kx+b
∴ 解得:∴直线AB:y=x+
∵ 解得: (即点B)
∴直线AB和抛物线y2=ax2另一交点C(﹣1,a)
∵B,C重合
∴
∴a+t=﹣2a
∴3a=﹣t
∴=﹣3
(4)∵直线x=1和抛物线y2=ax2交于点D
∴D(1,a)
∴CD∥x轴,CD=2
∴S△BCD=CD|yB﹣yC|=|﹣a|=3a
①当﹣a>0时,﹣a=3a
整理得:15a2﹣2at﹣t2=0
∴(5a+t)(3a﹣t)=0
∴t=﹣5a或t=3a
∴=﹣5或=3
②当﹣a<0时,﹣+a=3a
整理得:﹣(a+t)2=8a2
∵a>0
∴此式子不成立
综上所述,的值为﹣5或3.