题目内容
【题目】已知如图,抛物线y=ax2+3ax+c(a>0)与y轴交于点C,与x轴交于A、B两点,点A在点B左侧,点B的坐标为(1,0),C(0,-3)
(1) 求抛物线的解析式;
(2) 若点D是线段AC下方抛物线上的动点,求四边形ABCD面积的最大值.
(3) 若点E在x轴上,点P在抛物线上,是否存在以A、C、E、P为顶点且以AC为一边的平行四边形?若存在,求点P的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1);(2)S△ACD的最大值为;(3)见解析.
【解析】
(1)将B、C的坐标代入抛物线中,求出待定系数的值,即可得出抛物线的解析式.
(2)根据A、C的坐标,易求得直线AC的解析式.由于AB、OC都是定值,则△ABC的面积不变,若四边形ABCD面积最大,则△ADC的面积最大;过点D作DE∥y轴交AC于E,则E(m,﹣m﹣3),可得到当△ADC面积有最大值时,四边形ABCD的面积最大值,然后列出四边形的面积与m的函数关系式,利用配方法可求得此时m的取值范围;
(3)本题应分情况讨论:①过C作x轴的平行线,与抛物线的交点符合P点的要求,此时P、C的纵坐标相同,代入抛物线的解析式中即可求出P点坐标;②将AC平移,令C点落在x轴(即E点)、A点落在抛物线(即P点)上;可根据平行四边形的性质,得出P点纵坐标(P、C纵坐标的绝对值相等),代入抛物线的解析式中即可求得P点坐标.
解:(1)将点B、C的坐标代入抛物线的解析式得:,
解得:a=,c=﹣3.
∴抛物线的解析式为y=x2+x﹣3
(2)令y=0,则x2+x﹣3=0,解得x1=1,x2=﹣4
∴A(﹣4,0)、B(1,0)
令x=0,则y=﹣3
∴C(0,﹣3)
∴S△ABC=×5×3=
设D(m,m2+m﹣3)
过点D作DE∥y轴交AC于E.直线AC的解析式为y=﹣x﹣3,则E(m,﹣m﹣3)
DE=﹣m﹣3﹣(m2+m﹣3)=﹣(m+2)2+3
当m=﹣2时,DE有最大值为3
此时,S△ACD有最大值为×DE×4=2DE=6
∴四边形ABCD的面积的最大值为6+=.
(3)如图所示:
①过点C作CP1∥x轴交抛物线于点P1,过点P1作P1E1∥AC交x轴于点E1,此时四边形ACP1E1为平行四边形,
∵C(0,﹣3)
∴设P1(x,﹣3)
∴x2+x﹣3=﹣3
解得x1=0,x2=﹣3
∴P1(﹣3,﹣3);
②平移直线AC交x轴于点E,交x轴上方的抛物线于点P,当AC=PE时,四边形ACEP为平行四边形,
∵C(0,﹣3)
∴设P(x,3),
∴x2+x﹣3=3,
解得x=或x=,
∴P2(,3)或P3(,3)
综上所述存在3个点符合题意,坐标分别是P1(﹣3,﹣3)或P2(,3)或P3(,3).