已知顶点为A(1,5)的抛物线y=ax2+bx+c经过点B(5,1).
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图(1),设C,D分别是x轴、y轴上的两个动点,求四边形ABCD的最小周长;
(3)在(2)中,当四边形ABCD的周长最小时,作直线CD.设点P(x,y)(x>0)是直线y=x上的一个动点,Q是OP的中点,以PQ为斜边按图(2)所示构造等腰直角三角形PQR.
①当△PQR与直线CD有公共点时,求x的取值范围;
②在①的条件下,记△PQR与△COD的公共部分的面积为S.求S关于x的函数关系式,并求S的最大值.
网友回答
解:(1)∵抛物线的顶点为A(1,5),
∴设抛物线的解析式为y=a(x-1)2+5,
将点B(5,1)代入,得a(5-1)2+5=1,
解得a=-,
∴y=-x2+x+;
(2)可以过y,x轴分别做A,B的对称点A′,B′,然后连A′D,B′C,
显然A′(-1,5),B′(5,-1),连接A′B′分别交x轴、y轴于点C、D两点,
∵DA=DA′,CB=CB′,
∴此时四边形ABCD的周长最小,最小值就是A′B′+AB,
而A′B′==6,
AB==4,
∴A′B′+AB=10,
四边形ABCD的最小周长为10;
(3)①点B关于x轴的对称点B′(5,-1),点A关于y轴的对称点A′(-1,5),连接A′B′,与x轴,y轴交于C,D点,
∴CD的解析式为:y=-x+4,
联立,
得:,
∵点P在y=x上,点Q是OP的中点,
∴要使等腰直角三角形与直线CD有公共点,则2≤x≤4.
故x的取值范围是:2≤x≤4.
②如图:
点E(2,2),当EP=EQ时,x-2=2-x,得:x=,
当2≤x≤时,S=PR?RQ-EP2=(x-x)?(x-x)-?(x-2)?(x-2),
S=-x2+4x-4,
当x=时,S最大=.
当≤x≤4时,S=EQ2=?(2-x)?(2-x),
S=(x-4)2,
当x=时,S最大=.
故S的最大值为:.
解析分析:(1)可设顶点式,将顶点为A(1,5),点B(5,1)代入求出抛物线的解析式;
(2)可以过y,x轴分别做A,B的对称点A′,B′,然后连A′D,B′C,当这四点在同一直线时,周长最小,求出即可;
(3)作B关于x轴对称点B′,A关于y轴对称点A′,连接A′B′,与x轴,y轴交于C、D点,此时四边形ABCD周长最小,求出CD的解析式,求出CD与直线y=x的交点坐标,得到△PQR与直线y=x有公共点时x的取值范围,以及公共部分的面积S与x之间的函数关系式.
点评:本题考查的是二次函数的综合题,(1)利用顶点式求出二次函数的解析式,(2)确定四边形的周长,(3)根据对称性求出CD的解析式,然后求出x的取值范围和S与x的函数关系.