已知抛物线y=ax2+3x过点C(4,0),顶点为D,点B在第一象限,BC垂直于x轴,且BC=2,直线BD交y轴于点A.
(1)求抛物线的解析式;
(2)求点A的坐标;
(3)在抛物线的对称轴上是否存在点M,使四边形AOMD和四边形BCMD中,一个是平行四边形,另一个是等腰梯形?若存在,请求出点M的坐标;若不存在,请说明理由.
网友回答
解:抛物线y=ax2+3x过点C(4,0),
∴16a+12=0,解得a=-,
∴抛物线的解析式为y=-x2+3x;
(2)∵y=-x2+3x=-(x2-4x)=-(x-2)2+3,
∴顶点D的坐标为(2,3).
∵点B在第一象限,BC垂直于x轴,且BC=2,
∴B(4,2).
设直线BD的解析式为y=kx+b,将B(4,2),D(2,3)代入,
得,解得,
∴直线BD的解析式为y=-x+4,
当x=0时,y=4,
∴点A的坐标为(0,4);
(3)在抛物线的对称轴上存在点M,使四边形AOMD和四边形BCMD中,一个是平行四边形,另一个是等腰梯形.理由如下:
设点M的坐标为(2,y).由AOMD和BCMD都是四边形,得y<3.
分两种情况:
①∵DM∥BC,∴当DM=BC时,四边形BCMD是平行四边形.
∵D(2,3),DM=BC,
∴3-y=2,解得y=1,
∴当M的坐标为(2,1)时,四边形BCMD是平行四边形,
此时,∵OM==,AD==,
∴OM=AD,
又∵AO∥DM,AO≠DM,
∴四边形AOMD是等腰梯形;
②∵DM∥AO,∴当DM=AO时,四边形AOMD是平行四边形.
∵D(2,3),DM=AO,
∴3-y=4,解得y=-1,
∴当M的坐标为(2,-1)时,四边形AOMD是平行四边形,
此时,∵CM==,BD==,
∴CM=BD,
又∵BC∥DM,BC≠DM,
∴四边形BCMD是等腰梯形.
综上可知,在抛物线的对称轴上存在点M,使四边形AOMD和四边形BCMD中,一个是平行四边形,另一个是等腰梯形,此时点M的坐标为(2,1)或(2,-1).
解析分析:(1)将C(4,0)代入y=ax2+3x,运用待定系数法即可求出抛物线的解析式;
(2)先利用配方法求出(1)中抛物线的顶点D的坐标,再由点B在第一象限,BC垂直于x轴,且BC=2,可知B(4,2),设直线BD的解析式为y=kx+b,将B、D两点的坐标代入,运用待定系数法求出直线BD的解析式,令x=0求出y的值,进而得到点A的坐标;
(3)由于点M在抛物线的对称轴上,所以DM∥BC∥AO.分两种情况讨论:①当DM=BC时,四边形BCMD是平行四边形,再证明四边形AOMD是等腰梯形;②当DM=AO时,四边形AOMD是平行四边形,再证明四边形BCMD是等腰梯形.
点评:本题是二次函数的综合题型,其中涉及到的知识点有运用待定系数法求一次函数、二次函数的解析式,抛物线的顶点坐标,平行四边形的判定与性质,等腰梯形的判定,综合性较强,难度不大.运用数形结合及分类讨论是解题的关键.