题目内容

如图①，抛物线y=ax²+bx+5交x轴于A、B，交y轴于C，抛物线的顶点D的横坐标为4，OA•OC=OB．
（1）求抛物线的解析式；
（2）如图②，若P为抛物线上一动点，PQ∥y轴交直线l：y= $数学公式$ +9于点Q，以PQ为对角线作矩形且使得矩形的一边在直线l上，问是否存在这样一点P使得矩形的面积最小？若存在，求其最小值；若不存在，请说明理由
（3）如图③，将直线向下平移m个单位（m＞9），设平移后的直线交抛物线于M、N两点（点M在点N左边），M关于原点的对称点为M′，连接M′N，问M′N在x轴上的正投影是否为定值？若为定值，求其值；若不是定值，请说明理由．

解：（1）令x=0，则y=5，
所以，点C的坐标为（0，5），OC=5，
∵OA•OC=OB，
∴5OA=OB，
∴-5x_A=x_B，①
∵抛物线的顶点D的横坐标为4，
∴ $\text{[math]}$ =4，②
①、②联立解得，x_A=-2，x_B=10，
∴点A（-2，0），B（10，0），
∵抛物线y=ax²+bx+5交x轴于A、B，
∴ $\text{[math]}$ ，
解得 $\text{[math]}$ ，
所以，抛物线解析式为y=- $\text{[math]}$ x²+2x+5；

（2）∵以PQ为对角线的矩形的一边在直线l：y= $\text{[math]}$ x+9上， $\text{[math]}$ =5，

∴矩形的长、宽分别为 $\text{[math]}$ PQ， $\text{[math]}$ PQ，
∴矩形的面积为 $\text{[math]}$ PQ• $\text{[math]}$ PQ= $\text{[math]}$ PQ²，
∵点P在抛物线y=- $\text{[math]}$ x²+2x+5上，点Q在直线y= $\text{[math]}$ x+9上，
∴PQ=x_Q-x_P= $\text{[math]}$ x+9-（- $\text{[math]}$ x²+2x+5）= $\text{[math]}$ x²- $\text{[math]}$ x+4= $\text{[math]}$ （x²-5x+ $\text{[math]}$ ）- $\text{[math]}$ +4= $\text{[math]}$ （x- $\text{[math]}$ ）²+ $\text{[math]}$ ，
∴当x= $\text{[math]}$ 时，PQ有最小值为 $\text{[math]}$ ，
故矩形面积的最小值为 $\text{[math]}$ ×（ $\text{[math]}$ ）²= $\text{[math]}$ ；

（3）是定值5．
理由如下：设M′N在x轴上的正投影为EF，则EF等于点N的横坐标减去点M′的横坐标，
∵直线y= $\text{[math]}$ x+9向下平移m个单位，
∴平移后的直线解析式为y= $\text{[math]}$ x+9-m，
联立 $\text{[math]}$ ，
消掉y得， $\text{[math]}$ x²- $\text{[math]}$ x+4-m=0，
∵点M与点M′关于原点对称，
∴点M′的横坐标与点M的横坐标互为相反数，
∴EF=- $\text{[math]}$ =5，是定值．
分析：（1）根据抛物线求出点C的坐标为（0，5），从而得到OC的长度是5，然后得到点B的横坐标是点A的横坐标的5倍，再根据顶点的横坐标列式求出点A、B的坐标，然后利用待定系数法求二次函数解析式解答即可；
（2）根据直线l的解析式表示出矩形的长与宽与PQ的关系，然后表示出矩形的面积，再根据直线与抛物线的解析式表示出PQ，然后根据二次函数的最值问题求出PQ，再代入进行计算即可得解；
（3）先表示出M′N在x轴上的正投影，再根据向下平移纵坐标减表示出平移后的直线解析式，然后与抛物线联立，消掉y得到关于x的一元二次方程，再根据关于原点对称的点的横坐标互为相反数用点M的坐标表示出点M′的横坐标，然后根据正投影的定义，表示出点M′N的横坐标的差值即可得解．
点评：本题是二次函数综合题型，主要考查了待定系数法求二次函数解析式，矩形的面积，二次函数的最值问题，联立两函数解析式求交点，根与系数的关系，综合性较强，（1）求出点A、B的关系式，（2）根据直线用PQ表示出矩形的长与宽，（3）根据点M、M′的横坐标的关系利用根与系数的关系判断是解题的关键．