题目内容

如图,在平面直角坐标系中,己知点O(0,0),A(5,0),B(4,4).

(1)求过O、B、A三点的抛物线的解析式.

(2)在第一象限的抛物线上存在点M,使以O、A、B、M为顶点的四边形面积最大,求点M的坐标.

(3)作直线x=m交抛物线于点P,交线段OB于点Q,当△PQB为等腰三角形时,求m的值.

 

 

(1)该抛物线的解析式为y=﹣x(x﹣5)=﹣x2+5x;

(2)M(2,6);

(3)当△PQB为等腰三角形时,m的值为1,2或.

【解析】

试题分析:(1)由于抛物线与x轴的两个交点已知,因此抛物线的解析式可设成交点式,然后把点B的坐标代入,即可求出抛物线的解析式;

(2)以O、A、B、M为顶点的四边形中,△OAB的面积固定,因此只要另外一个三角形面积最大,则四边形面积即最大;求出另一个三角形面积的表达式,利用二次函数的性质确定其最值;本问需分类讨论:

①当0<x≤4时,点M在抛物线OB段上时,如答图1所示;

②当4<x≤5时,点M在抛物线AB段上时,图略.

(3)△PQB为等腰三角形时,有三种情形,需要分类讨论,避免漏【解析】

①若点B为顶点,即BP=BQ,如答图2﹣1所示;

②若点P为顶点,即PQ=PB,如答图2﹣2所示;

③若点P为顶点,即PQ=QB,如答图2﹣3所示.

试题解析:(1)∵该抛物线经过点A(5,0),O(0,0),

∴该抛物线的解析式可设为y=a(x﹣0)(x﹣5)=ax(x﹣5).

∵点B(4,4)在该抛物线上,

∴a×4×(4﹣5)=4.

∴a=﹣1.

∴该抛物线的解析式为y=﹣x(x﹣5)=﹣x2+5x;

(2)以O、A、B、M为顶点的四边形中,△OAB的面积固定,因此只要另外一个三角形面积最大,则四边形面积即最大.

①当0<x≤4时,点M在抛物线OB段上时,如答图1所示.

∵B(4,4),∴易知直线OB的解析式为:y=x.

设M(x,﹣x2+5x),

过点M作ME∥y轴,交OB于点E,则E(x,x),

∴ME=(﹣x2+5x)﹣x=﹣x2+4x.

S△OBM=S△MEO+S△MEB=ME(xE﹣0)+ME(xB﹣xE)=ME•xB=ME×4=2ME,

∴S△OBM=﹣2x2+8x=﹣2(x﹣2)2+8

∴当x=2时,S△OBM最大值为8,即四边形的面积最大.

②当4<x≤5时,点M在抛物线AB段上时,

可求得直线AB解析式为:y=﹣4x+20.

设M(x,﹣x2+5x),

过点M作ME∥y轴,交AB于点E,则E(x,﹣4x+20),

∴ME=(﹣x2+5x)﹣(﹣4x+20)=﹣x2+9x﹣20.

S△ABM=S△MEB+S△MEA=ME(xE﹣xB)+ME(xA﹣xE)=ME•(xA﹣xB)=ME×1=ME,

∴S△ABM=﹣x2+x﹣10=﹣(x﹣)2+

∴当x=时,S△ABM最大值为,即四边形的面积最大.

比较①②可知,当x=2时,四边形面积最大.

当x=2时,y=﹣x2+5x=6,

∴M(2,6);

(3)由题意可知,点P在线段OB上方的抛物线上.

设P(m,﹣m2+5m),则Q(m,m)

当△PQB为等腰三角形时,

①若点B为顶点,即BP=BQ,如答图2﹣1所示.

过点B作BE⊥PQ于点E,则点E为线段PQ中点,

∴E(m,).

∵BE∥x轴,B(4,4),

∴=4,

解得:m=2或m=4(与点B重合,舍去)

∴m=2;

②若点P为顶点,即PQ=PB,如答图2﹣2所示.

易知∠BOA=45°,∴∠PQB=45°,则△PQB为等腰直角三角形.

∴PB∥x轴,

∴﹣m2+5m=4,

解得:m=1或m=4(与点B重合,舍去)

∴m=1;

③若点P为顶点,即PQ=QB,如答图2﹣3所示.

∵P(m,﹣m2+5m),Q(m,m),

∴PQ=﹣m2+4m.

又∵QB=(xB﹣xQ)=(4﹣m),

∴﹣m2+4m=(4﹣m),

解得:m=或m=4(与点B重合,舍去),

∴m=.

综上所述,当△PQB为等腰三角形时,m的值为1,2或.

考点:二次函数综合题.

 

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