如图,在平面直角坐标系中,点A(0,4),B(3,0),连接AB.若A点沿y轴向下平移一个单位长度,在保持线段AB的长度不变的条件下,B点沿x轴向右平移.
(1)求线段BD的长度;
(2)一顶点为(1,-3)的抛物线经过D点,求这个抛物线的解析式;
(3)连接AD,点P为AD上一动点,过点P作PE⊥x轴于点E,PF⊥y轴于点F.试探究矩形PEOF的周长L和面积S是否都随P点的运动而变化?若变化,请求出最大值;若不变化,请求出这个不变值.
网友回答
解:(1)∵A(0,4),B(3,0),
∴OA=4,OB=3,C(0,3);
Rt△OAB中,由勾股定理可得:AB=5;
Rt△OCD中,AB=CD=5,OC=3,则OD=4;
故D(4,0),BD=OD-OB=1;
即BD=1.
(2)设抛物线的解析式为:y=a(x-1)2-3,
由题意得:a(4-1)2-3=0,a=;
故:y=.
(3)由(1)知D(4,0),C(0,4);
则△OAD是等腰直角三角形,且直线CD:y=-x+4;
因此△AFP、△PED都是等腰直角三角形,
∴PF=AF,PE=ED;
故矩形的周长C=PF+OF+OE+PE=AF+OF+OE+ED=OA+OD=8,
因此矩形PFOE的周长是个定值,且为8;
设点P(x,-x+4),则有:
矩形的面积S=x(-x+4)=-x2+4x=-(x-2)2+4,
∴矩形的面积S发生变化,且最大值为4;
综上可知:矩形的周长不变,C=8,面积S发生变化,最大值为4.
解析分析:(1)根据A、B的坐标,可求得OA、OB的长,进而可得到AB=5,若A向下平移1个单位,则C(3,0),OC=3,利用勾股定理即可求得OD=4,由此可得到BD的长.
(2)可将所求的抛物线设为顶点坐标式,然后再将D点坐标代入上述,即可求得待定系数的值,从而确定抛物线的解析式.
(3)首先求矩形的周长,由(1)知:OC=OD=4,即可得到△AOD、△AFP、△PED都是等腰直角三角形,那么AF=PF、PE=ED,因此矩形的周长等于OA+OD,因此这个值是不变的;
易求得直线CD的解析式,设出点P的横坐标,根据直线CD的解析式即可表示出P点的纵坐标,根据矩形的面积公式即可得到关于矩形面积和P点横坐标的函数关系式,根据函数的性质即可求得该矩形的最大面积.
点评:此题考查勾股定理、二次函数解析式的确定、矩形的性质、等腰直角三角形的性质、二次函数最值的应用等知识,涉及知识点较多,难度适中.