题目内容
【题目】如图1,抛物线y=ax2+2ax+c与x轴交于A(-3,0)、B两点,与y轴交于C点,△ABC的面积为6,抛物线顶点为M.
(1)如图1,求抛物线的解析式;
(2)如图2,直线y=kx+k-3与抛物线交于P、Q两点(P点在Q点左侧),问在y轴上是否存在点N,使四边形PMQN为矩形?若存在,求N点坐标,若不存在,请说明理由;
(3)如图3,若D为抛物线上任意一点,E(-1,s)为对称轴上一点,若对任意一点D都有ED≥EM,求s的最大值及相应E点坐标.
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【答案】解:(1)y=x
+2x-3;(2)y轴上存在点N,使四边形PMQN为矩形,证明见解析;(3)s最大值为-
,E点坐标为(-1,-
)
【解析】
(1)求抛物线对称轴为直线x=-1,根据点A、B关于对称轴对称求得B点坐标,进而依据三角形面积求出点C坐标(0,-1),即求得c的值.再把点B代入解析式即求出答案.
(2)设点N纵坐标为n,根据矩形对角线的交点为MN、PQ中点,用n表示MN、PQ交点S的坐标.把直线解析式和抛物线解析式联立方程组,消去y化简后根据根与系数关系求出PQ两点的坐标即可求N点坐标.
(3)设抛物线上的点D坐标为(t,t
+2t-3),根据两点间距离公式用含t、s的式子表示ED
和EM
,由ED≥EM列得不等式并进行化简得(t+1)
[(t+1)2+(-7-2s)]≥0,由于(t+1)
≥0,讨论(t+1)
+(-7-2s)≥0得7+2s≤(t+1)
.因为对于任意的t值,此式都成立因此7+2s≤0求得s的最大值为-
.
解:(1)∵抛物线对称轴为直线x=
=-1,A(-3,0)
∴B(1,0),
∴AB=4
∵S△ABC=
ABOC=6
∴OC=3
∴C(0,-3),c=-3
将B(1,0)代入y=ax
+2ax-3得a+2a-3=0
解得:a=1
∴抛物线的解析式为:y=x
+2x-3
(2)y轴上存在点N,使四边形PMQN为矩形.
连接PN,MN,MN交PQ于点S,设N(0,n)
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∵四边形PMQN为矩形
∴MN=PQ,SP=SQ=SM=SN
∵点M(-1,-4),点N在y轴上
∴S(
,
)
由
整理得x
+(2-k)x-k=0
设方程两根为xP,xQ,则xP+xQ=k-2,
∵S(
,
)也为PQ中点
∴
(xP+xQ)=
,
∴xP+xQ=-1,即k-2=-1,解得:k=1
∴直线PQ的解析式为:y=x-2
解方程组
得:
,
;
∴
∴
∴n=-1
∴点N坐标为(0,-1)时,四边形PMQN为矩形.
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(3)设D(t,t
+2t-3)
∵E(-1,s),M(-1,-4)
∴EM=|s+4|,ED2=(t+1)
+(t
+2t-3-s)
=(t+1)
+[(t+1)
-4-s]
=(t+1)
+(t+1)4-2(t+1)
(4+s)+(4+s)
=(t+1)4+(t+1)
(-7-2s)+(4+s)![]()
∵ED≥EM
∴(t+1)4+(t+1)
(-7-2s)+(4+s)
≥(4+s)![]()
∴(t+1)4+(t+1)
(-7-2s)≥0
∴(t+1)
[(t+1)
+(-7-2s)]≥0
∵(t+1)
≥0
∴(t+1)
+(-7-2s)≥0
∴7+2s≤(t+1)![]()
∵对于任意的t值,此式都成立
∴7+2s≤0
∴s最大值为-
,E点坐标为(-1,-
)