题目内容
【题目】如图,抛物线与轴交于点C(O,4),与轴交于点A和点B,其中点A的坐标为(-2,0),抛物线的对称轴与抛物线交于点D,与直线BC交于点E.
(1)求抛物线的解析式;
(2)若点F是直线BC上方的抛物线上的一个动点,是否存在点F使四边形ABFC的面积为17,若存在,求出点F的坐标;若不存在,请说明理由;
(3)平行于DE的一条动直线Z与直线BC相交于点P,与抛物线相交于点Q,若以D、E、P、Q为顶点的四边形是平行四边形,求点P的坐标。
【答案】(1)抛物线的解析式是;
(2)不存在满足条件的点F;
(3)满足条件的点P有三个,分别是P1 (3,1),P2(2+,2 -),P3(2—,2十)
【解析】
试题(1)先把C(0,4)代入y=ax2+bx+c,得出c=4①,再由抛物线的对称轴x=-=1,得到b=-2a②,抛物线过点A(-2,0),得到0=4a-2b+c③,然后由①②③可解得,a=-,b=1,c=4,即可求出抛物线的解析式为y=-x2+x+4;(2)假设存在满足条件的点F,连结BF、CF、OF,过点F作FH⊥x轴于点H,FG⊥y轴于点G.设点F的坐标为(t,-t2+t+4),则FH=-t2+t+4,FG=t,先根据三角形的面积公式求出S△OBF=OBFH=-t2+2t+8,S△OFC=OCFG=2t,再由S四边形ABFC=S△AOC+S△OBF+S△OFC,得到S四边形ABFC=-t2+4t+12.令-t2+4t+12=17,即t2-4t+5=0,由△=(-4)2-4×5=-4<0,得出方程t2-4t+5=0无解,即不存在满足条件的点F;
(3)先运用待定系数法求出直线BC的解析式为y=-x+4,再求出抛物线y=-x2+x+4的顶点D(1,),由点E在直线BC上,得到点E(1,3),于是DE=-3=.若以D、E、P、Q为顶点的四边形是平行四边形,因为DE∥PQ,只须DE=PQ,设点P的坐标是(m,-m+4),则点Q的坐标是(m,-m2+m+4).分两种情况进行讨论:①当0<m<4时,PQ=(-m2+m+4)-(-m+4)=-m2+2m,解方程-m2+2m=,求出m的值,得到P1(3,1);②当m<0或m>4时,PQ=(-m+4)-(-m2+m+4)=m2-2m,解方程m2-2m=,求出m的值,得到P2(2+,2-),P3(2-,2+).
试题解析:(1)由抛物线经过点C(O,4)可得c=4,①
∵对称轴x= =1,∴b=-2a,②,
又抛物线过点A(一2,O)∴0=4a-2b+c,③
由①②③ 解得:a=, b=1 ,c=4.
所以抛物线的解析式是
(2)假设存在满足条件的点F,连接BF、CF、OF.
过点F分别作FH⊥x轴于H , FG⊥y轴于G.
设点F的坐标为(t, +t+4),其中O<t<4, 则FH=+t+4 FG=t,
∴=OB.FH=×4×(+4t+4)=-+2t+8 ,
=OC.FC=×4×t=2t
令-+4t+12 =17,即-4t+5=0,则△= -4<0,
∴方程-4t+5=0无解,故不存在满足条件的点F.
(3)设直线BC的解析式为y=kx+b(k≠O),又过点B(4,0), C(0,4)
所以,解得:,
所以直线BC的解析式是y= -x+4.
由y=+4x+4=+,得D(1,),
又点E在直线BC上,则点E(1,3),
于是DE=-3= .
若以D.E.P.Q为顶点的四边形是平行四边形,
因为DE∥PQ,只须DE=PQ,
设点P的坐标是(m,-m+4),则点Q的坐标是(m,-+m+4).
①当O<m<4时,PQ=(-+m+4)-(-m+4)= -+2m.
由-+2m= ,解得:m=1或3.
当m=1时,线段PQ与DE重合,m=-1舍去,
∴m=-3,此时P1 (3,1).
②当m<0或m>4时,PQ=(-m+4)-(-++m+4)= -2m,
由-2m=,解得m=2±,经检验适合题意,
此时P2(2+,2-),P3(2-,2+).
综上所述,满足条件的点P有三个,分别是P1 (3,1),P2(2+,2 -),P3(2-,2+)