题目内容
【题目】如图,已知二次函数 y=ax2+bx+c 的图象经过点 A(﹣4,0),B(﹣1,3),C(﹣3,3).
(1)求此二次函数的解析式
(2)设此二次函数的对称轴为直线 l,该图象上的点 P(m,n)在第三象限, 其关于直线 1 的对称点为 M,点 M 关于 y 轴的对称点为 N,若四边形 OAPN 的面积为 20,求 m,n 的值;
(3)在对称轴直线 l 上是否存在一点 D,使△ADC 的周长最短,如果存在,求出点 D 的坐标;如果不存在,请说明理由.
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【答案】(1)y=﹣x2﹣4x;(2)m 的值为﹣5,n 的值为﹣5;(3)在对称轴直线 l 上存在一点 D,使△ADC 的周长最短,点 D 的坐标为(﹣2, 2).
【解析】
(1)根据点 A、B、C 的坐标,利用待定系数法即可求出二次函数的解析式;
(2)利用配方法找出二次函数的对称轴,由点 P 的坐标可得出点 M、N 的坐标,利用梯形的面积公式结合四边形 OAPN 的面积为 20,可求出 n 值,再利用二次函数图象上点的坐标特征可求出 m 的值;
(3)连接 AB,交直线 l 于点 D,利用两点之间线段最短可得出点 D 即为所求, 根据点 A、B 的坐标,利用待定系数法可求出直线 AB 的解析式,再利用一次函数图象上点的坐标特征可求出点 D 的坐标.
解:(1)将 A(﹣4,0)、B(﹣1,3)、C(﹣3,3)代入 y=ax2+bx+c 中,
得:
,解得:
,
∴二次函数的解析式为 y=﹣x2﹣4x.
(2)∵二次函数的解析式为 y=﹣x2﹣4x=﹣(x+2)2+4,
∴二次函数的对称轴为直线 x=﹣2.
∵点 P(m,n)关于直线 1 的对称点为 M,点 M 关于 y 轴的对称点为 N,
∴点 M(﹣4﹣m,n),点 N(m+4,n)(如图 1),
∴S 四边形 OAPN=
(OA+PN)|n|=
(4+4)|n|=20, 解得:n1=5,n2=﹣5.
∵点 P(m,n)在第三象限,
∴n=﹣5,
∴﹣m2﹣4m=﹣5,
解得:m1=﹣5,m2=1(舍去).
∴m 的值为﹣5,n 的值为﹣5.
(3)∵AC 的值为定值,
∴要使△ADC 的周长最短,则 AD+CD 的值最小.
连接 AB,交直线 l 于点 D,则 BD=CD,此时由两点之间线段最短可得知,点 D
即为所求(如图 2).
设直线 AB 的解析式为 y=kx+d(k≠0),
将 A(﹣4,0)、B(﹣1,3)代入 y=kx+d 中,
得:
,解得:
,
∴直线 AB 的解析式为 y=x+4, 当 x=﹣2 时,y=x+4=2,
∴点 D 的坐标为(﹣2,2).
∴在对称轴直线 l 上存在一点 D,使△ADC 的周长最短,点 D 的坐标为(﹣2, 2).