题目内容

【题目】如图,过、作x轴的垂线,分别交直线于C、D两点抛物线经过O、C、D三点.

求抛物线的表达式;

点M为直线OD上的一个动点,过M作x轴的垂线交抛物线于点N,问是否存在这样的点M,使得以A、C、M、N为顶点的四边形为平行四边形?若存在,求此时点M的横坐标;若不存在,请说明理由;

若沿CD方向平移点C在线段CD上,且不与点D重合,在平移的过程中与重叠部分的面积记为S,试求S的最大值.

【答案】(1);(2)或或;(3).

【解析】

(1)利用待定系数法求出抛物线的解析式;

(2)由题意,可知MN∥AC,因为以A、C、M、N为顶点的四边形为平行四边形,则有MN=AC=3.设点M的横坐标为x,则求出MN=|x2﹣4x|;解方程|x2﹣4x|=3,求出x的值,即点M横坐标的值;

(3)设水平方向的平移距离为t(0≤t<2),利用平移性质求出S的表达式:S(t﹣1)2;当t=1时,s有最大值为.

(1)由题意,可得C(1,3),D(3,1).

∵抛物线过原点,∴设抛物线的解析式为:y=ax2+bx,∴,解得,∴抛物线的表达式为:yx2x.

(2)存在.

设直线OD解析式为y=kx,将D(3,1)代入,求得k,∴直线OD解析式为yx.

设点M的横坐标为x,则M(x,x),N(x,x2x),∴MN=|yM﹣yN|=|x﹣(x2x)|=|x2﹣4x|.

由题意,可知MN∥AC,因为以A、C、M、N为顶点的四边形为平行四边形,则有MN=AC=3,∴|x2﹣4x|=3.

若x2﹣4x=3,整理得:4x2﹣12x﹣9=0,解得:x或x;

若x2﹣4x=﹣3,整理得:4x2﹣12x+9=0,解得:x,∴存在满足条件的点M,点M的横坐标为:或或.

(3)∵C(1,3),D(3,1),∴易得直线OC的解析式为y=3x,直线OD的解析式为yx.

如解答图所示,设平移中的三角形为△A'O'C',点C'在线段CD上.

设O'C'与x轴交于点E,与直线OD交于点P;

设A'C'与x轴交于点F,与直线OD交于点Q.

设水平方向的平移距离为t(0≤t<2),则图中AF=t,F(1+t,0),Q(1+t,t),C'(1+t,3﹣t).

设直线O'C'的解析式为y=3x+b,将C'(1+t,3﹣t)代入得:b=﹣4t,∴直线O'C'的解析式为y=3x﹣4t,∴E(t,0).

联立y=3x﹣4t与yx,解得:xt,∴P(t,t).

过点P作PG⊥x轴于点G,则PGt,∴S=S△OFQ﹣S△OEPOFFQOEPG

(1+t)(t)tt

(t﹣1)2

当t=1时,S有最大值为,∴S的最大值为.

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