题目内容

18.如图,抛物线y=-x2-2x+3的图象与x轴交于A、B两点(点A在点B的左边),与y轴交于点C,点D为抛物线的顶点.
(1)求点A、B、C的坐标;
(2)点M(m,0)为线段AB上一点(点M不与点A、B重合),过点M作x轴的垂线,与直线AC交于点E,与抛物线交于点P,过点P作PQ∥AB交抛物线于点Q,过点Q作QN⊥x轴于点N,可得矩形PQNM.如图,点P在点Q左边,试用含m的式子表示矩形PQNM的周长;
(3)当矩形PQNM的周长最大时,m的值是多少?并求出此时的△AEM的面积;
(4)在(3)的条件下,当矩形PMNQ的周长最大时,连接DQ,过抛物线上一点F作y轴的平行线,与直线AC交于点G(点G在点F的上方).若FG=2$\sqrt{2}$DQ,求点F的坐标.

分析 (1)利用函数图象与坐标轴的交点的求法,求出点A,B,C的坐标;
(2)先确定出抛物线对称轴,用m表示出PM,MN即可;
(3)由(2)得到的结论判断出矩形周长最大时,确定出m,进而求出直线AC解析式,即可;
(4)在(3)的基础上,判断出N应与原点重合,Q点与C点重合,求出DQ=DC=$\sqrt{2}$,再建立方程(n+3)-(-n2-2n+3)=4即可.

解答 解:
(1)由抛物线y=-x2-2x+3可知,C(0,3).
令y=0,则0=-x2-2x+3,
解得,x=-3或x=l,
∴A(-3,0),B(1,0).
(2)由抛物线y=-x2-2x+3可知,对称轴为x=-1.
∵M(m,0),
∴PM=-m2-2m+3,MN=(-m-1)×2=-2m-2,
∴矩形PMNQ的周长=2(PM+MN)=(-m2-2m+3-2m-2)×2=-2m2-8m+2.
(3)∵-2m2-8m+2=-2(m+2)2+10,
∴矩形的周长最大时,m=-2.
∵A(-3,0),C(0,3),
设直线AC的解析式y=kx+b,
∴$\left\{\begin{array}{l}{-3k+b=0}\\{b=3}\end{array}\right.$
解得k=l,b=3,
∴解析式y=x+3,
令x=-2,则y=1,
∴E(-2,1),
∴EM=1,AM=1,
∴S=$\frac{1}{2}$AM×EM=$\frac{1}{2}$.
(4)∵M(-2,0),抛物线的对称轴为x=-l,
∴N应与原点重合,Q点与C点重合,
∴DQ=DC,
把x=-1代入y=-x2-2x+3,解得y=4,
∴D(-1,4),
∴DQ=DC=$\sqrt{2}$.
∵FG=2$\sqrt{2}$DQ,
∴FG=4.
设F(n,-n2-2n+3),则G(n,n+3),
∵点G在点F的上方且FG=4,
∴(n+3)-(-n2-2n+3)=4.
解得n=-4或n=1,
∴F(-4,-5)或(1,0).

点评 此题是二次函数综合题,主要考查了函数图象与坐标轴的交点的求法,待定系数法求函数解析式,函数极值的确定,解本题的关键是用m表示出矩形PMNQ的周长.

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