如图,函数L1:y=a(x-2)2+4(x>0)的图象顶点为M,过点B(4,0),将图象绕原点旋转180°后得到函数L2的图象,顶点为N,与x轴交于点A.
(1)分别求出L1、L2的函数解析式;
(2)P为抛物线L1上一动点,连接PO交L2于Q,连接PN、QN、PM、QM.求:平行四边形PMQN的面积S与P点横坐标x(0<x≤4)间关系式;
(3)求出平行四边形PMQN的面积S的最大值,及此时P点的坐标.
网友回答
解:(1)把B(4,0)代入y=a(x-2)2+4得:a=-1,
则抛物线L1:y=-x2+4x,抛物线L2:y=x2+4x;
(2)根据P点位置进行分类讨论:
(i)若P点在抛物线的BM段(2<x≤4)时,S△POM=+-=x2-2x,
则S平行四边形PMQN=4S△POM=4x2-8x;
(ii)若P点在抛物线的OM段(0<x<2)时,S△POM=+-=-x2+2x,
则S平行四边形PMQN=4S△POM=-4x2+8x;
(3)当2<x≤4时,y随x的增大而增大,当x=4时,S最大=32,
当0<x<2时,y随x的增大而减小,当x=1时,S最大=4,
∴当x=4时,S最大=32,此时P点坐标为(4,0).
解析分析:(1)因为函数L1过点B,所以把点B的坐标代入到L1的解析式中求出a的值即可得到函数L1的解析式;由图象绕原点旋转180°可知函数L1和函数L2关于原点对称,根据对称的特点即可得到函数L2的解析式.(2)由对称性可知四边形PNQM为平行四边形,根据平行四边形的特点可知平行四边形的面积等于三角形POM面积的4倍,分别过M和P作x轴的垂线,交x轴分别为C和D点,然后利用梯形MPDC的面积加上三角形MOC的面积减去三角形POD的面积即可表示出三角形POM的面积,即可得到S与x的关系式;同理,可用梯形PDCM的面积加上三角形OPD的面积减去三角形OMC的面积即可表示出三角形OPM的面积,即可得到S与x的关系式;(3)当2<x≤4时,y随x的增大而增大,把x代入到(2)求出的S与x的关系式中即可求出S的最大值;又0<x<2时,y随x的增大而减小,把x=1代入到S与x的关系式中即可求出S的最大值,两个最大值比较即可得到最大,然后根据此时的x的值即可得到P的坐标.
点评:此题考查学生会利用待定系数法求函数的解析式,考查了分类讨论的数学思想,掌握二次函数的增减性,是一道综合题.