题目内容

15.如图1,在平面直角坐标系中,直线y=-x+1与抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)相交于点A(1,0)和点D(-4,5),并与y轴交于点C,抛物线的对称轴为直线x=-1,且抛物线与x轴交于另一点B.
(1)求该抛物线的函数表达式;
(2)若点E是直线下方抛物线上的一个动点,求出△ACE面积的最大值;
(3)如图2,若点M是直线x=-1的一点,点N在抛物线上,以点A,D,M,N为顶点的四边形能否成为平行四边形?若能,请直接写出点M的坐标;若不能,请说明理由.

分析 (1)先利用抛物线的对称性确定出点B的坐标,然后设抛物线的解析式为y=a(x+3)(x-1),将点D的坐标代入求得a的值即可;
(2)过点E作EF∥y轴,交AD与点F,过点C作CH⊥EF,垂足为H.设点E(m,m2+2m-3),则F(m,-m+1),则EF=-m2-3m+4,然后依据△ACE的面积=△EFA的面积-△EFC的面积列出三角形的面积与m的函数关系式,然后利用二次函数的性质求得△ACE的最大值即可;
(3)当AD为平行四边形的对角线时.设点M的坐标为(-1,a),点N的坐标为(x,y),利用平行四边形对角线互相平分的性质可求得x的值,然后将x=-2代入求得对应的y值,然后依据$\frac{y+a}{2}$=$\frac{0+5}{2}$,可求得a的值;当AD为平行四边形的边时.设点M的坐标为(-1,a).则点N的坐标为(-6,a+5)或(4,a-5),将点N的坐标代入抛物线的解析式可求得a的值.

解答 解:(1)∵A(1,0),抛物线的对称轴为x=-1,
∴B(-3,0).
设抛物线的解析式为y=a(x+3)(x-1),
将点D的坐标代入得:5a=5,解得a=1,
∴抛物线的解析式为y=x2+2x-3.

(2)如图1所示:过点E作EF∥y轴,交AD与点F,过点C作CH⊥EF,垂足为H.

设点E(m,m2+2m-3),则F(m,-m+1).
∴EF=-m+1-m2-2m+3=-m2-3m+4
∴△ACE的面积=△EFA的面积-△EFC的面积=$\frac{1}{2}$EF•AG-$\frac{1}{2}$EF•HC=$\frac{1}{2}$EF•OA=-$\frac{1}{2}$(m+$\frac{3}{2}$)2+$\frac{25}{8}$.
∴△ACE的面积的最大值为$\frac{25}{8}$.

(3)当AD为平行四边形的对角线时.
设点M的坐标为(-1,a),点N的坐标为(x,y).
∵平行四边的对角线互相平分,
∴$\frac{-1+x}{2}$=$\frac{1+(-4)}{2}$,$\frac{y+a}{2}$=$\frac{0+5}{2}$.
解得:x=-2,5-a.
将点N的坐标代入抛物线的解析式得:5-a=-3,
∴a=8.
∴点M的坐标为(-1,8).
当AD为平行四边形的边时.
设点M的坐标为(-1,a).
∵四边形MNAD为平行四边形,
∴点N的坐标为(-6,a+5)或(4,a-5).
∵将x=-6,y=a+5代入抛物线的解析式得:a+5=36-12-3,解得:a=16,
∴M(-1,16).
将x=4,y=a-5代入抛物线的解析式得:a-5=16+8-3,解得:a=26,
∴M(-1,26).
综上所述,当点M的坐标为(-1,26)或(-1,16)或(-1,8)时,以点A,D,M,N为顶点的四边形能成为平行四边形.

点评 本题主要考查的是二次函数的综合应用,解答本题主要应用了待定系数法求二次函数的解析式、二次函数的性质、平行四边形的性质,列出△ACE的面积与m的函数关系式是解答问题(2)的关键,依据平行四边形的性质确定出点N的坐标(用含a的式子表示),然后列出关于a的方程是解题的关键.

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