题目内容

【题目】如图,抛物线y=ax2+(4a﹣1)x﹣4与x轴交于点A、B,与y轴交于点C,且OC=2OB,点D为线段OB上一动点(不与点B重合),过点D作矩形DEFH,点H、F在抛物线上,点E在x轴上.

(1)求抛物线的解析式;

(2)当矩形DEFH的周长最大时,求矩形DEFH的面积;

(3)在(2)的条件下,矩形DEFH不动,将抛物线沿着x轴向左平移m个单位,抛物线与矩形DEFH的边交于点M、N,连接M、N.若MN恰好平分矩形DEFH的面积,求m的值.

【答案】(1)y=x2+x﹣4;(2)10;(3)m的值为.

【解析】

(1)先求出点C的坐标,由OC=2OB,可推出点B坐标,将点B坐标代入y=ax2+(4a﹣1)x﹣4可求出a的值,即可写出抛物线的解析式;

(2)设点D坐标为(x,0),用含x的代数式表示出矩形DEFH的周长,用函数的思想求出取其最大值时x的值,即求出点D的坐标,进一步可求出矩形DEFH的面积;

(3)如图,连接BH,EH,DF,设EH与DF交于点G,过点G作BH的平行线,交ED于M,交HF于点N,则直线MN将矩形DEFH的面积分成相等的两半,依次求出直线BH,MN的解析式,再求出点M的坐标,即可得出m的值.

解:(1)在抛物线y=ax2+(4a﹣1)x﹣4中,

当x=0时,y=﹣4,

∴C(0,﹣4),

∴OC=4.

∵OC=2OB,

∴OB=2,

∴B(2,0),

将B(2,0)代入y=ax2+(4a﹣1)x﹣4,得:a=,

∴抛物线的解析式为y=x2+x﹣4;

(2)设点D坐标为(x,0).

∵四边形DEFH为矩形,

∴H(x, x2+x﹣4).

∵y=x2+x﹣4=(x+1)2﹣,

∴抛物线对称轴为x=﹣1,

∴点H到对称轴的距离为x+1,

由对称性可知DE=FH=2x+2,

∴矩形DEFH的周长C=2(2x+2)+2(﹣x2﹣x+4)=﹣x2+2x+12=﹣(x﹣1)2+13,

∴当x=1时,矩形DEFH周长取最大值13,

∴此时H(1,﹣),

∴HF=2x+2=4,DH=,

∴S矩形DEFH=HFDH=4×=10;

(3)如图,

连接BH,EH,DF,设EH与DF交于点G,

过点G作BH的平行线,交ED于M,交HF于点N,则直线MN将矩形DEFH的面积分成相等的两半,

由(2)知,抛物线对称轴为x=﹣1,H(1,﹣),

∴G(﹣1,﹣),

设直线BH的解析式为y=kx+b,

将点B(2,0),H(1,﹣)代入,

得:,解得:,

∴直线BH的解析式为y=x﹣5,

∴可设直线MN的解析式为y=x+n,

将点(﹣1,﹣)代入,得n=,

∴直线MN的解析式为y=x+,

当y=0时,x=﹣,

∴M(﹣,0).

∵B(2,0),

∴将抛物线沿着x轴向左平移个单位,抛物线与矩形DEFH的边交于点M、N,

连接M、N,则MN恰好平分矩形DEFH的面积,

∴m的值为.

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