题目内容
【题目】如图,抛物线y=ax2+(4a﹣1)x﹣4与x轴交于点A、B,与y轴交于点C,且OC=2OB,点D为线段OB上一动点(不与点B重合),过点D作矩形DEFH,点H、F在抛物线上,点E在x轴上.
(1)求抛物线的解析式;
(2)当矩形DEFH的周长最大时,求矩形DEFH的面积;
(3)在(2)的条件下,矩形DEFH不动,将抛物线沿着x轴向左平移m个单位,抛物线与矩形DEFH的边交于点M、N,连接M、N.若MN恰好平分矩形DEFH的面积,求m的值.
【答案】(1)y=x2+x﹣4;(2)10;(3)m的值为.
【解析】
(1)先求出点C的坐标,由OC=2OB,可推出点B坐标,将点B坐标代入y=ax2+(4a﹣1)x﹣4可求出a的值,即可写出抛物线的解析式;
(2)设点D坐标为(x,0),用含x的代数式表示出矩形DEFH的周长,用函数的思想求出取其最大值时x的值,即求出点D的坐标,进一步可求出矩形DEFH的面积;
(3)如图,连接BH,EH,DF,设EH与DF交于点G,过点G作BH的平行线,交ED于M,交HF于点N,则直线MN将矩形DEFH的面积分成相等的两半,依次求出直线BH,MN的解析式,再求出点M的坐标,即可得出m的值.
解:(1)在抛物线y=ax2+(4a﹣1)x﹣4中,
当x=0时,y=﹣4,
∴C(0,﹣4),
∴OC=4.
∵OC=2OB,
∴OB=2,
∴B(2,0),
将B(2,0)代入y=ax2+(4a﹣1)x﹣4,得:a=,
∴抛物线的解析式为y=x2+x﹣4;
(2)设点D坐标为(x,0).
∵四边形DEFH为矩形,
∴H(x, x2+x﹣4).
∵y=x2+x﹣4=(x+1)2﹣,
∴抛物线对称轴为x=﹣1,
∴点H到对称轴的距离为x+1,
由对称性可知DE=FH=2x+2,
∴矩形DEFH的周长C=2(2x+2)+2(﹣x2﹣x+4)=﹣x2+2x+12=﹣(x﹣1)2+13,
∴当x=1时,矩形DEFH周长取最大值13,
∴此时H(1,﹣),
∴HF=2x+2=4,DH=,
∴S矩形DEFH=HFDH=4×=10;
(3)如图,
连接BH,EH,DF,设EH与DF交于点G,
过点G作BH的平行线,交ED于M,交HF于点N,则直线MN将矩形DEFH的面积分成相等的两半,
由(2)知,抛物线对称轴为x=﹣1,H(1,﹣),
∴G(﹣1,﹣),
设直线BH的解析式为y=kx+b,
将点B(2,0),H(1,﹣)代入,
得:,解得:,
∴直线BH的解析式为y=x﹣5,
∴可设直线MN的解析式为y=x+n,
将点(﹣1,﹣)代入,得n=,
∴直线MN的解析式为y=x+,
当y=0时,x=﹣,
∴M(﹣,0).
∵B(2,0),
∴将抛物线沿着x轴向左平移个单位,抛物线与矩形DEFH的边交于点M、N,
连接M、N,则MN恰好平分矩形DEFH的面积,
∴m的值为.