题目内容
【题目】如图所示,在平面直角坐标系中,四边形ABCD是直角梯形,BC∥AD,∠BAD=90°,BC与y轴相交于点M,且M是BC的中点,A,B,D三点的坐标分别是A(﹣1,0),B(﹣l,2),D(3,0).连接DM,并把线段DM沿DA方向平移到ON.若抛物线y=ax2+bx+c经过点D,M,N.![]()
(1)求抛物线的解析式.
(2)抛物线上是否存在点P,使得PA=PC?若存在,求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
(3)设抛物线与x轴的另一个交点为E,点Q是抛物线的对称轴上的一个动点,当点Q在什么位置时有|QE﹣QC|最大?并求出最大值.
【答案】
(1)解:∵BC∥AD,B(﹣1,2),M是BC与y轴的交点,∴M(0,2),
∵DM∥ON,D(3,0),
∴N(﹣3,2),
则
,
解得
,
∴y=﹣
x2﹣
x+2
(2)解:方法一:连接AC交y轴于G,
![]()
∵M是BC的中点,
∴AO=BM=MC,AB=BC=2,
∴AG=GC,即G(0,1),
∵∠ABC=90°,
∴BG⊥AC,即BG是AC的垂直平分线,要使PA=PC,即点P在AC的垂直平分线上,故P在直线BG上,
∴点P为直线BG与抛物线的交点,
设直线BG的解析式为y=kx+b,
则
,
解得
,
∴y=﹣x+1,
∴
,
解得
,
,
∴点P(3+3
,﹣2﹣3
)或P(3﹣3
,﹣2+3
)
方法二:∵M是BC的中点M(0,2),B(﹣1,2),
∴C(1,2),
设P(t,﹣
),A(﹣1,0),C(1,2),
∵PA=PC,
∴(t+1)2+(﹣
)2=(t﹣1)2+(﹣
)2,
t2+2t+1+(﹣
)2+4(﹣
)+4=t2﹣2t+1+(﹣
)2,
∴t2﹣6t﹣9=0,t1=3+3
,t2=3﹣3
,
∴P1(3+3
,﹣2﹣3
),P2(3﹣3
,﹣2+3
)
(3)解:方法一:∵y=﹣
x2﹣
x+2=﹣
(x+
)2+2
,
∴对称轴x=﹣
,
令﹣
x2﹣
x+2=0,
解得x1=3,x2=﹣6,
∴E(﹣6,0),
故E、D关于直线x=﹣
对称,
∴QE=QD,
∴|QE﹣QC|=|QD﹣QC|,
要使|QE﹣QC|最大,则延长DC与x=﹣
相交于点Q,即点Q为直线DC与直线x=﹣
的交点,
由于M为BC的中点,
∴C(1,2),
设直线CD的解析式为y=kx+b,
则
,
解得
,
∴y=﹣x+3,
当x=﹣
时,y=
+3=
,
故当Q在(﹣
,
)的位置时,|QE﹣QC|最大,
过点C作CF⊥x轴,垂足为F,
则CD=
=
=2 ![]()
方法二:∵y=﹣
,
∴对称轴x=﹣
,
∵点E与点D关于x=﹣
对称,
∴E(﹣6,0),QE=QD,
∴|QE﹣QC|=|QD﹣QC|,
要使|QE﹣QC|最大,延长DC与对称轴交于点Q,即点Q为直线DC与直线x=﹣
的交点,
∵D(3,0),C(1,2),
∴lDC:y=﹣x+3,
当x=﹣
时,y=
,
∴Q(﹣
,
).
∴CD=
.
【解析】(1)由已知BC∥AD,DM∥ON得出四边形ODMN是平行四边形,OD=BM,根据B(﹣1,2),D(3,0)就可以求出点M、点D的坐标,用待定系数法就可以求出抛物线的解析式。
(2)方法一:连接AC交y轴于G,根据M是BC的中点求出点C的坐标,根据A、B、C三点坐标判断BG是AC的垂直平分线,再求出直线BG的解析式,与二次函数联立,解方程组,即可求出点P的坐标;方法二:M是BC的中点,设出点P的坐标,根据勾股定理表示出PA、PC的长,根据PA=PC,建立方程,求解即可求出点P的坐标。
(3)方法一、由抛物线的对称性可知QE=QD,当Q、C、D三点共线时|QE﹣QC|最大,再求出直线CD的函数解析式,再求出点Q的坐标,过点C作CF⊥x轴,垂足为F,此时|QE﹣QC|=CD,就可求出CD的长;方法二、找出点E关于抛物线对称轴的对称点D,连接DC与对称轴的交点即为点Q。
【考点精析】本题主要考查了公式法和确定一次函数的表达式的相关知识点,需要掌握要用公式解方程,首先化成一般式.调整系数随其后,使其成为最简比.确定参数abc,计算方程判别式.判别式值与零比,有无实根便得知.有实根可套公式,没有实根要告之;确定一个一次函数,需要确定一次函数定义式y=kx+b(k不等于0)中的常数k和b.解这类问题的一般方法是待定系数法才能正确解答此题.