已知:抛物线y=ax2+4ax+t与x轴交于点A、B两点,A(-1,0).
(1)求抛物线的对称轴及点B的坐标;
(2)设C是抛物线与y轴的交点,△ABC的面积为3,求此抛物线的表达式;
(3)若D是第二象限内到x轴、y轴距离的比为5:2的点,且点D在(2)中的抛物线上,在抛物线的对称轴上是否存在点E,使DE与EA的差最大?若存在,求出点E的坐标;若不存在,请说明理由.
网友回答
解:(1)∵x=-=-2,
∴抛物线的对称轴是直线x=-2,
设点B的坐标为(x,0),
则=-2,解得x=-3,
∴B的坐标(-3,0);
(2)∵A(-1,0),B(-3,0),
∴AB=2,
∵S△ABC=AB?OC=3,
∴×2?OC=3,
∴OC=3,
∴点C的坐标为(0,3)或(0,-3).
①如果点C的坐标为(0,3)时,
将C(0,3),A(-1,0)代入y=ax2+4ax+t,
得,解得,
∴此抛物线的表达式为y=x2+4x+3;
②如果点C的坐标为(0,-3)时,
将C(0,-3),A(-1,0)代入y=ax2+4ax+t,
得,解得,
∴此抛物线的表达式为y=-x2-4x-3;
(3)设D点坐标为(-2t,5t),则t>0.
①如果(2)中的抛物线为y=x2+4x+3时,
将D(-2t,5t)代入,得5t=4t2-8t+3,
整理,得4t2-13t+3=0,
解得t1=3,t2=,
∴D点坐标为(-6,15)或(-,).
如图,当D点坐标为(-6,15)时,连接DB交抛物线y=x2+4x+3的对称轴于点E,连接AE,则DE-EA=DE-EB=BD最大.
设直线DB的解析式为y=mx+n,
将D(-6,15),B(-3,0)代入,
得,解得,
∴y=-5x-15,
当x=-2时,y=-5,
∴点E的坐标为(-2,-5);
当D点坐标为(-,)时,连接DA交抛物线y=x2+4x+3的对称轴于点E,则DE-EA=AD最大.
同理,运用待定系数法求出直线AD的解析式为y=x+,
当x=-2时,y=-,
∴点E的坐标为(-2,-);
②如果(2)中的抛物线为y=-x2-4x-3时,
将D(-2t,5t)代入,得5t=-4t2+8t-3,
整理,得4t2-3t+3=0,
∵△=9-4×4×3=-39<0,
∴t无实数根,即点D不存在.
综上可知,所求点E的坐标为(-2,-5)或(-2,-).
解析分析:(1)抛物线的对称轴为x=-,由此可求出抛物线的对称轴方程,由于A、B两点关于抛物线的对称轴对称,因此可根据A点的坐标求出B点的坐标;
(2)先由AB=2,S△ABC=AB?OC=3,得出OC=3,则点C的坐标为(0,3)或(0,-3),再分两种情况进行讨论:①点C的坐标为(0,3);②点C的坐标为(0,-3).都可以将C,A两点的坐标代入y=ax2+4ax+t,运用待定系数法即可求出此抛物线的表达式;
(3)先由D是第二象限内到x轴、y轴距离的比为5:2的点,可设D点坐标为(-2t,5t),则t>0,根据点D在(2)中的抛物线上,分两种情况进行讨论:①(2)中的抛物线为y=x2+4x+3,先将D(-2t,5t)代入,得5t=4t2-8t+3,解方程求出t1=3,t2=,则D点坐标为(-6,15)或(-,).再分两种情况,当D点坐标为(-6,15)时,由于A、D在对称轴两侧,连接D与A的对称点B,交抛物线y=x2+4x+3的对称轴于点E,连接AE,则此时DE-EA最大.运用待定系数法求出直线DB的解析式,再将x=-2代入,求出y的值,得到点E的坐标;当D点坐标为(-,)时,由于A、D在对称轴同侧,直接连接DA交抛物线y=x2+4x+3的对称轴于点E,则此时DE-EA最大.同上,可求出点E的坐标;②(2)中的抛物线为y=-x2-4x-3时,将D(-2t,5t)代入,整理后方程为4t2-3t+3=0,由于△<0,得出点D不存在.
点评:本题是二次函数的综合题型,其中涉及到运用待定系数法求一次函数、二次函数的解析式,二次函数的性质,三角形的面积,平面直角坐标系中点的坐标特征,轴对称的性质,直线较强,有一定难度.由于数形结合、分类讨论及方程思想是解题的关键.