题目内容
【题目】如图1,已知平行四边形ABCD顶点A的坐标为(2,6),点B在y轴上,且AD∥BC∥x轴,过B,C,D三点的抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的顶点坐标为(2,2),点F(m,6)是线段AD上一动点,直线OF交BC于点E.![]()
(1)求抛物线的表达式;
(2)设四边形ABEF的面积为S,请求出S与m的函数关系式,并写出自变量m的取值范围;
(3)如图2,过点F作FM⊥x轴,垂足为M,交直线AC于P,过点P作PN⊥y轴,垂足为N,连接MN,直线AC分别交x轴,y轴于点H,G,试求线段MN的最小值,并直接写出此时m的值.![]()
【答案】
(1)
解:∵过B,C,D三点的抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)的顶点坐标为(2,2),
∴点C的横坐标为4,BC=4,
∵四边形ABCD为平行四边形,
∴AD=BC=4,
∵A(2,6),
∴D(6,6),
设抛物线解析式为y=a(x﹣2)2+2,
∵点D在此抛物线上,
∴6=a(6﹣2)2+2,
∴a=
,
∴抛物线解析式为y=
(x﹣2)2+2=
x2﹣x+3
(2)
解:∵AD∥BC∥x轴,且AD,BC间的距离为3,BC,x轴的距离也为3,F(m,6)
∴E(
,3),
∴BE=
,
∴S=
(AF+BE)×3=
(m﹣2+
)×3=
m﹣3
∵点F(m,6)是线段AD上,
∴2<m≤6,
即:S=
m﹣3(2<m≤6)
(3)
解:方法一、∵抛物线解析式为y=
x2﹣x+3,
∴B(0,3),C(4,3),
∵A(2,6),
∴直线AC解析式为y=﹣
x+9,
∵FM⊥x轴,垂足为M,交直线AC于P
∴P(m,﹣
m+9),(2<m≤6)
∴PN=m,PM=﹣
m+9,
∵FM⊥x轴,垂足为M,交直线AC于P,过点P作PN⊥y轴,
∴∠MPN=90°,
∴MN=
=
= ![]()
∵2<m≤6,
∴当m=
时,MN最小=
=
.
方法二、∵抛物线解析式为y=
x2﹣x+3,
∴B(0,3),C(4,3),
∵A(2,6),
∴直线AC解析式为y=﹣
x+9,
∴G(0,9),H(6,0),
∴GH=3
,
由题意知,四边形NOMP为矩形,
∴MN=OP,
∴当OP⊥GH时,OP最短,即为MN最短,
∵S△GOH=
OGOH=
GHOP最小,
∴9×6=3
×OP最小,
∴OP最小=
,
即:MN最小为 ![]()
【解析】(1)根据平行四边形的性质和抛物线的特点确定出点D,然而用待定系数法确定出抛物线的解析式.(2)根据AD∥BC∥x轴,且AD,BC间的距离为3,BC,x轴的距离也为3,F(m,6),确定出E(
,3),从而求出梯形的面积.(3)方法一、先求出直线AC解析式,然后根据FM⊥x轴,表示出点P(m,﹣
m+9),最后根据勾股定理求出MN=
,从而确定出MN最小值和m的值.
方法二、由题意知,四边形NOMP为矩形,MN=OP,所以当OP⊥GH时,OP最短,即为MN最短.然后利用三角形等面积法求出OP最小值.
【考点精析】本题主要考查了二次函数的最值的相关知识点,需要掌握如果自变量的取值范围是全体实数,那么函数在顶点处取得最大值(或最小值),即当x=-b/2a时,y最值=(4ac-b2)/4a才能正确解答此题.