题目内容
【题目】如图,Rt△OAB如图所示放置在平面直角坐标系中,直角边OA与x轴重合,∠OAB=90°,OA=4,AB=2,把Rt△OAB绕点O逆时针旋转90°,点B旋转到点C的位置,一条抛物线正好经过点O,C,A三点.
(1)求该抛物线的解析式;
(2)在x轴上方的抛物线上有一动点P,过点P作x轴的平行线交抛物线于点M,分别过点P,点M作x轴的垂线,交x轴于E,F两点,问:四边形PEFM的周长是否有最大值?如果有,请求出最值,并写出解答过程;如果没有,请说明理由.
(3)如果x轴上有一动点H,在抛物线上是否存在点N,使O(原点)、C、H、N四点构成以OC为一边的平行四边形?若存在,求出N点的坐标;若不存在,请说明理由.
【答案】(1)、y=﹣x2+4x;(2)、10;(3)、N1(2+2,﹣4),N2(2﹣2,﹣4)
【解析】试题分析:(1)、根据旋转的性质可求出C的坐标和A的坐标,又因为抛物线经过原点,故设y=ax2+bx把(2,4),(4,0)代入,求出a和b的值即可求出该抛物线的解析式;(2)、四边形PEFM的周长有最大值,设点P的坐标为P(a,﹣a2+4a)则由抛物线的对称性知OE=AF,所以EF=PM=4﹣2a,PE=MF=﹣a2+4a,则矩形PEFM的周长L=2[4﹣2a+(﹣a2+4a)]=﹣2(a﹣1)2+10,利用函数的性质即可求出四边形PEFM的周长的最大值;(3)、在抛物线上存在点N,使O(原点)、C、H、N四点构成以OC为一边的平行四边形,由(1)可求出抛物线的顶点坐标,过点C作x轴的平行线,与x轴没有其它交点,过y=﹣4作x轴的平行线,与抛物线有两个交点,这两个交点为所求的N点坐标所以有﹣x2+4x=﹣4,解方程即可求出交点坐标.
试题解析:(1)、因为OA=4,AB=2,把△AOB绕点O逆时针旋转90°,
可以确定点C的坐标为(2,4);由图可知点A的坐标为(4,0),
又因为抛物线经过原点,故设y=ax2+bx把(2,4),(4,0)代入,得,解得
所以抛物线的解析式为y=﹣x2+4x;
(2)、四边形PEFM的周长有最大值,理由如下:
由题意,如图所示,设点P的坐标为P(a,﹣a2+4a)则由抛物线的对称性知OE=AF,
∴EF=PM=4﹣2a,PE=MF=﹣a2+4a,
则矩形PEFM的周长L=2[4﹣2a+(﹣a2+4a)]=﹣2(a﹣1)2+10,
∴当a=1时,矩形PEFM的周长有最大值,Lmax=10;
(3)、在抛物线上存在点N,使O(原点)、C、H、N四点构成以OC为一边的平行四边形,理由如下:
∵y=﹣x2+4x=﹣(x﹣2)2+4可知顶点坐标(2,4),
∴知道C点正好是顶点坐标,知道C点到x轴的距离为4个单位长度,
过点C作x轴的平行线,与x轴没有其它交点,过y=﹣4作x轴的平行线,与抛物线有两个交点,
这两个交点为所求的N点坐标所以有﹣x2+4x=﹣4 解得x1=2+,x2=2﹣
∴N点坐标为N1(2+,﹣4),N2(2﹣,﹣4).