题目内容

19.如图1,已知直线l,y=2x-2分别与x轴、y轴交于点A、B两点,C为l在一象限内的一点,且AC=2$\sqrt{5}$,抛物线y=ax2+bx-8过A、C两点,且与x轴的另一交点为D.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图2,若抛物线y=ax2+bx-8的顶点为E,P为直线AC上的一动点,当|PD-PE|值最大时,求此时点P的坐标及|PD-PE|的最大值;
(3)如图3,若点M为x轴上一点,点N为平面内一点,且满足以点B、C、M、N为顶点的四边形是矩形,请直接写出点N的坐标.

分析 (1)根据自变量与函数值的对应关系,可得A点坐标,根据两点间的距离,可得C点坐标,根据待定系数法,可得答案;
(2)如图2中,作D关于直线AC的对称点D′,连接DD′交AC于H,连接DE由此DE交CC于P,此时|PD-EP|的值最大.
(3)根据相似三角形的判定与性质,可得M点坐标,根据平行四边形的性质,可得答案.

解答 解:(1)设C点坐标为(m,2m-2),
当y=0时,2x-2=0,解得x=1,即A(1,0),
由AC=2$\sqrt{5}$,得
(m-1)2+(2m-2)2=(2$\sqrt{5}$)2,
解得m=3,m=-1(舍),2m-2=4,即C(3,4),
将A,C点坐标代入函数解析式,得
$\left\{\begin{array}{l}{9a+3b-8=4}\\{a+b-8=0}\end{array}\right.$,
解得$\left\{\begin{array}{l}{a=-2}\\{b=10}\end{array}\right.$,
抛物线的解析式为y=-2x2+10x-8;

(2)配方,得
y=-2(x-$\frac{5}{2}$)2+$\frac{9}{2}$
即E($\frac{5}{2}$,$\frac{9}{2}$).
当y=0时,=-2x2+10x-8=0,解得x=1(舍)x=4,即D点坐标为(4,0),
如图2中,作D关于直线AC的对称点D′,连接DD′交AC于H,连接DE由此DE交CC于P,此时|PD-EP|的值最大.

∵直线DD′的解析式为y=-$\frac{1}{2}$x+2,
由$\left\{\begin{array}{l}{y=-\frac{1}{2}x+2}\\{y=2x-2}\end{array}\right.$可得H($\frac{8}{5}$,$\frac{6}{5}$),
∴D′(-$\frac{4}{5}$,$\frac{12}{5}$),
∴直线D′E的解析式为y=$\frac{7}{11}$x+$\frac{32}{11}$,
由$\left\{\begin{array}{l}{y=\frac{7}{11}x+\frac{32}{11}}\\{y=2x-2}\end{array}\right.$可得P($\frac{18}{5}$,$\frac{26}{5}$),
此时|PD-PE|的最大值=D′E=$\sqrt{(\frac{18}{5}-\frac{5}{2})^{2}-(\frac{26}{5}-\frac{9}{2})^{2}}$=$\frac{\sqrt{170}}{10}$.

(3)如图1
,
当y=0时,2x-2=0,解得x=1,即D(1,0),
∵∠1+∠2=90°,∠2+∠3=90°,
∴∠1=∠3,
又∵∠BOD=∠MOB,
∴△BOD∽△MOB,
∴$\frac{MO}{BO}$=$\frac{BO}{OD}$,
解得MO=4,即M(-4,0),
由对角线平分,得
$\frac{{x}_{N}+{x}_{B}}{2}$=$\frac{{x}_{M}+{x}_{C}}{2}$,即$\frac{{x}_{N}+0}{2}$=$\frac{-4+3}{2}$,即xN=-1,
$\frac{{y}_{N}+{y}_{B}}{2}$=$\frac{{y}_{M}+{y}_{C}}{2}$,即$\frac{{y}_{N}+(-2)}{2}$=$\frac{0+4}{2}$,即yN=6,
N点坐标为(-1,6);
如图2,
作CE⊥OM于E,OE=3,CE=4.
当y=0时,2x-2=0,解得x=1,即D(1,0),
DE=OE-OD=3-1=2.
∵∠1+∠2=90°,∠2+∠3=90°,
∴∠1=∠3,
又∵∠DEC=∠CEM,
∴△DEC∽△CEM,
∴$\frac{DE}{CE}$=$\frac{CE}{EM}$,
解得ME=8,即M(11,0),
由矩形的对角线平分,得
$\frac{{x}_{N}+{x}_{B}}{2}$=$\frac{{x}_{M}+{x}_{C}}{2}$,即$\frac{{x}_{N}+{x}_{C}}{2}$=$\frac{{x}_{B}+{x}_{M}}{2}$,$\frac{{x}_{N}+3}{2}$=$\frac{0+11}{2}$,即xN=8,
$\frac{{y}_{N}+{y}_{C}}{2}$=$\frac{{y}_{B}+{y}_{M}}{2}$,即$\frac{{y}_{N}+4}{2}$=$\frac{-2+0}{2}$,即yN=-6,
N点坐标为(8,-6).
综上所述:若点M为x轴上一点,点N为平面内一点,且满足以点B、C、M、N为顶点的四边形是矩形,点N的坐标(8,-6)或(-1,6).

点评 本题考查了二次函数综合题,解(1)的关键是利用两点之间的距离得出C点坐标,又利用待定系数法;解(2)的关键是两边之差小于第三边得出P是DE与AC的交点;解(3)的关键是利用相似三角形的判定与性质得出M点的坐标,又利用了矩形的性质.

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