题目内容
如图1,已知矩形ABCD的顶点A与点O重合,AD、AB分别在x轴、y轴上,且AD=2,AB=3;抛物线
经过坐标原点O和x轴上另一点E(4,0)
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图1 图2
(1)当x取何值时,该抛物线的最大值是多少?
(2)将矩形ABCD以每秒1个单位长度的速度从图1所示的位置沿x轴的正方向匀速平行移动,同时一动点P也以相同的速度从点A出发向B匀速移动.设它们运动的时间为t秒(0≤t≤3),直线AB与该抛物线的交点为N(如图2所示).
① 当
时,判断点P是否在直线ME上,并说明理由;
② 以P、N、C、D为顶点的多边形面积是否可能为5,若有可能,求出此时N点的坐标;若无可能,请说明理由.
(1)因抛物线
经过坐标原点O(0,0)和点E(4,0)
故可得c=0,b=4所以抛物线的解析式为![]()
由![]()
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得当x=2时,该抛物线的最大值是4.
(2)① 点P不在直线ME上.已知M点的坐标为(2,4),E点的坐标为(4,0),
设直线ME的关系式为y=kx+b.
于是得
,解得![]()
所以直线ME的关系式为y=-2x+8.
由已知条件易得,当
时,OA=AP=
,![]()
∵ P点的坐标不满足直线ME的关系式y=-2x+8.
∴ 当
时,点P不在直线ME上.
②以P、N、C、D为顶点的多边形面积可能为5
∵ 点A在x轴的非负半轴上,且N在抛物线上, ∴ OA=AP=t.
∴ 点P,N的坐标分别为(t,t)、(t,-t 2+4t)
∴ AN=-t 2+4t (0≤t≤3) ,∴ AN-AP=(-t 2+4 t)- t=-t 2+3 t=t(3-t)≥0 ,
∴ PN=-t 2+3 t
(ⅰ)当PN=0,即t=0或t=3时,以点P,N,C,D为顶点的多边形是三角形,此三角形的高为AD,∴ S=
DC·AD=
×3×2=3.
(ⅱ)当PN≠0时,以点P,N,C,D为顶点的多边形是梯形.
∵ PN∥CD,AD⊥CD,
∴ S=
(CD+PN)·AD=
[3+(-t
2+3 t)]×2=-t 2+3 t+3
当-t 2+3 t+3=5时,解得t=1、2
而1、2都在0≤t≤3范围内,故以P、N、C、D为顶点的多边形面积为5
综上所述,当t=1、2时,以点P,N,C,D为顶点的多边形面积为5,
当t=1时,此时N点的坐标(1,3)
当t=2时,此时N点的坐标(2,4)
【解析】(1)根据O、E的坐标即可确定抛物线的解析式,进而求出其顶点坐标,即可得出所求的结论;
(2)①当t=
时,OA=AP=
,由此可求出P点的坐标,将其代入抛物线的解析式中进行验证即可;
②此题要分成两种情况讨论:
一、PN=0时,即t=0或t=3时,以P、N、C、D为顶点的多边形是△PCD,以CD为底AD长为高即可求出其面积;
二、PN≠0时,即0<t<3时,以P、N、C、D为顶点的多边形是梯形PNCD,根据抛物线的解析式可表示出N点的纵坐标,从而得出PN的长,根据梯形的面积公式即可求出此时S、t的函数关系式,令S=5,可得到关于t的方程,若方程有解,根据求得的t值即可确定N点的坐标,若方程无解,则说明以P、N、C、D为顶点的多边形的面积不可能为5.