题目内容

(2010•永州)已知二次函数的图象与x轴有且只有一个交点A(-2,0),与y轴的交点为B(0,4),且其对称轴与y轴平行.
(1)求该二次函数的解析式,并在所给出坐标系中画出这个二次函数的大致图象;
(2)在该二次函数位于A、B两点之间的图象上取上点M,过点M分别作x轴、y轴的垂线段,垂足分别为点C、D.求矩形MCOD的周长的最小值和此时点M的坐标.
【答案】分析:(1)利用待定系数法求解,由题意可设抛物线的解析式y=a(x+2)2,再将已知的B点坐标代入可求出a,进而得出抛物线的解析式.
(2)设点M的坐标为(m,n),将其代入抛物线的解析式可得出m,n之间的关系式n=m2+4m+4;再由矩形周长公式可得出周长L与m,n之间的二次函数关系式L=2(n-m);消去n可得出L与m二次函数关系式,利用顶点坐标式可求出结果.
解答:解:(1)由题意可知点A(-2,0)是抛物线的顶点,
设抛物线的解析式为y=a(x+2)2
∵其图象与y轴交于点B(0,4),
∴4=4a,
∴a=1,
∴抛物线的解析式为y=(x+2)2

(2)设点M的坐标为(m,n),
则m<0,n>0,n=(m+2)2=m2+4m+4,
设矩形MCOD的周长为L;
则L=2(MC+MD)=2(|n|+|m|)
=2(n-m)
=2(m2+4m+4-m)
=2(m2+3m+4)
=2(m+2+
当m=时,L有最小值,此时n=
∴点M的坐标为().
点评:此题主要考查了二次函数解析式的确定、矩形周长的计算方法、二次函数最值的应用等知识,难度适中.
练习册系列答案
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(2010•永州)探究问题:
(1)阅读理解:
①如图(A),在已知△ABC所在平面上存在一点P,使它到三角形顶点的距离之和最小,则称点P为△ABC的费马点,此时PA+PB+PC的值为△ABC的费马距离;
②如图(B),若四边形ABCD的四个顶点在同一圆上,则有AB•CD+BC•DA=AC•BD.此为托勒密定理;

(2)知识迁移:
①请你利用托勒密定理,解决如下问题:
如图(C),已知点P为等边△ABC外接圆的上任意一点.求证:PB+PC=PA;
②根据(2)①的结论,我们有如下探寻△ABC(其中∠A、∠B、∠C均小于120°)的费马点和费马距离的方法:
第一步:如图(D),在△ABC的外部以BC为边长作等边△BCD及其外接圆;
第二步:在上任取一点P′,连接P′A、P′B、P′C、P′D.易知P′A+P′B+P′C=P′A+(P′B+P′C)=P′A+______;
第三步:请你根据(1)①中定义,在图(D)中找出△ABC的费马点P,并请指出线段______的长度即为△ABC的费马距离.

(3)知识应用:
2010年4月,我国西南地区出现了罕见的持续干旱现象,许多村庄出现了人、畜饮水困难,为解决老百姓的饮水问题,解放军某部来到云南某地打井取水.
已知三村庄A、B、C构成了如图(E)所示的△ABC(其中∠A、∠B、∠C均小于120°),现选取一点P打水井,使从水井P到三村庄A、B、C所铺设的输水管总长度最小,求输水管总长度的最小值.

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①如图(A),在已知△ABC所在平面上存在一点P,使它到三角形顶点的距离之和最小,则称点P为△ABC的费马点,此时PA+PB+PC的值为△ABC的费马距离;
②如图(B),若四边形ABCD的四个顶点在同一圆上,则有AB•CD+BC•DA=AC•BD.此为托勒密定理;

(2)知识迁移:
①请你利用托勒密定理,解决如下问题:
如图(C),已知点P为等边△ABC外接圆的上任意一点.求证:PB+PC=PA;
②根据(2)①的结论,我们有如下探寻△ABC(其中∠A、∠B、∠C均小于120°)的费马点和费马距离的方法:
第一步:如图(D),在△ABC的外部以BC为边长作等边△BCD及其外接圆;
第二步:在上任取一点P′,连接P′A、P′B、P′C、P′D.易知P′A+P′B+P′C=P′A+(P′B+P′C)=P′A+______;
第三步:请你根据(1)①中定义,在图(D)中找出△ABC的费马点P,并请指出线段______的长度即为△ABC的费马距离.

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2010年4月,我国西南地区出现了罕见的持续干旱现象,许多村庄出现了人、畜饮水困难,为解决老百姓的饮水问题,解放军某部来到云南某地打井取水.
已知三村庄A、B、C构成了如图(E)所示的△ABC(其中∠A、∠B、∠C均小于120°),现选取一点P打水井,使从水井P到三村庄A、B、C所铺设的输水管总长度最小,求输水管总长度的最小值.

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