题目内容
【题目】如图,Rt△ABO的两直角边OA、OB分别在x轴的负半轴和y轴的正半轴上,O为坐标原点,A、B两点的坐标分别为(﹣3,0)、(0,4),抛物线
经过点B,且顶点在直线x=
上.
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(1)求抛物线对应的函数关系式;
(2)若把△ABO沿x轴向右平移得到△DCE,点A、B、O的对应点分别是D、C、E,当四边形ABCD是菱形时,试判断点C和点D是否在该抛物线上,并说明理由;
(3)在(2)的条件下,连接CD,与抛物线的对称轴交于点P,若点M是线段OB上的一个动点(点M与点O、B不重合),过点M作MN∥BD交x轴于点N,连接PM、PN,设OM的长为t,△PMN的面积为S,求出S和t的函数关系式,并写出自变量t的取值范围,S是否存在最大值?若存在,求出最大值和此时M点的坐标;若不存在,说明理由.
【答案】(1)
(2)点C和点D都在所求抛物线上(3)当t=
时,S取最大值是
,此时,点M的坐标为(0,
)
【解析】分析:(1)、通过点B(0,4)以及抛物线的对称轴,求出函数关系式;(2)、通过勾股定理和菱形性质求出C、D两点的坐标,代入函数关系式求证;(3)、通过C、D两点的坐标,求出直线CD对应的函数关系式,从而求出点P的坐标,通过△OMN∽△OBD求得ON=
,再通过面积求得S与t的函数关系式,从而求得最大值和M点的坐标.
详解:(1)∵抛物线y=
经过点B(0,4)∴c=4,
∵抛物线的对称轴为
,∴﹣
=﹣
,∴b=﹣
;
∴所求函数关系式为
;
(2)在Rt△ABO中,OA=3,OB=4,∴AB=5,∵四边形ABCD是菱形,∴BC=CD=DA=AB=5,
∴C、D两点的坐标分别是(5,4)、(2,0), 当x=5时,y=
,
当x=2时,y=
, ∴点C和点D都在所求抛物线上;
(3)设直线CD对应的函数关系式为y=kx+b, 则
,解得:
,∴
,
当
时,y
,∴P(
), ∵MN∥BD, ∴△OMN∽△OBD,
∴
即
得ON=
, 设对称轴交x于点F,
则
=
(PF+OM)OF=
×(
+t)×
, ∵
,
, S△PMN=
(0<t<4),
a=
<0∴抛物线开口向下,S存在最大值. 由S△PMN=
,
∴当t=
时,S取最大值是
,此时,点M的坐标为(0,
).