题目内容
【题目】如图,在平面直角坐标系xOy中,已知抛物线y=ax2-2x+c与直线y=kx+b都经过A(0,-3)、B(3,0)两点,该抛物线的顶点为C.
(1)求此抛物线和直线AB的解析式;
(2)设直线AB与该抛物线的对称轴交于点E,在射线EB上是否存在一点M,过M作x轴的垂线交抛物线于点N,使点M、N、C、E是平行四边形的四个顶点?若存在,求点M的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)设点P是直线AB下方抛物线上的一动点,当△PAB面积最大时,求点P的坐标,并求△PAB面积的最大值.
【答案】(1) 抛物线的解析式为y=x2-2x-3,直线AB的解析式为y=x-3;(2) M点的坐标为(2,-1)或(,);(3) 当m=时,△PAB面积的最大值是,此时P点坐标为(,).
【解析】
(1)将A(0,-3)、B(3,0)两点坐标分别代入二次函数的解析式和一次函数解析式即可求解;
(2)先求出C点坐标和E点坐标,则CE=2,分两种情况讨论:①若点M在x轴下方,四边形CEMN为平行四边形,则CE=MN,②若点M在x轴上方,四边形CENM为平行四边形,则CE=MN,设M(a,a-3),则N(a,a2-2a-3),可分别得到方程求出点M的坐标;
(3)如图,作PG∥y轴交直线AB于点G,设P(m,m2-2m-3),则G(m,m-3),可由S△PAB=PGOB,得到m的表达式,利用二次函数求最值问题配方即可.
(1)∵抛物线y=ax2-2x+c经过A(0,-3)、B(3,0)两点,
∴,
∴,
∴抛物线的解析式为y=x2-2x-3,
∵直线y=kx+b经过A(0,-3)、B(3,0)两点,
∴,解得:,
∴直线AB的解析式为y=x-3,
(2)∵y=x2-2x-3=(x-1)2-4,
∴抛物线的顶点C的坐标为(1,-4),
∵CE∥y轴,
∴E(1,-2),
∴CE=2,
①如图,若点M在x轴下方,四边形CEMN为平行四边形,则CE=MN,
设M(a,a-3),则N(a,a2-2a-3),
∴MN=a-3-(a2-2a-3)=-a2+3a,
∴-a2+3a=2,
解得:a=2,a=1(舍去),
∴M(2,-1),
②如图,若点M在x轴上方,四边形CENM为平行四边形,则CE=MN,
设M(a,a-3),则N(a,a2-2a-3),
∴MN=a2-2a-3-(a-3)=a2-3a,
∴a2-3a=2,
解得:a=,a=(舍去),
∴M(,),
综合可得M点的坐标为(2,-1)或(,).
(3)如图,作PG∥y轴交直线AB于点G,
设P(m,m2-2m-3),则G(m,m-3),
∴PG=m-3-(m2-2m-3)=-m2+3m,
∴S△PAB=S△PGA+S△PGB=PGOB=×(m2+3m)×3=m2+m=- (m)2+,
∴当m=时,△PAB面积的最大值是,此时P点坐标为(,).