如图,矩形OABC边长OA、OC分别为12cm和6cm,点A、C分别在y轴和x轴上,抛物线y=ax2+bx+c经过点A、B,且18a+c=0.
(1)求抛物线的关系式.
(2)①若点P从A向B移动,速度是1cm/s,同时点Q从B向C移动,速度是2cm/s.移动t秒后,设△PBQ的面积为S,求S与t的函数关系式并写出t的取值范围.
②当S取最大值时,抛物线上是否存在点R,使P、B、Q、R为顶点的四边形是平行四边形?若存在,求出R的坐标;若不存在,请说明理由.
网友回答
解:(1)∵矩形OABC边长OA、OC分别为12cm和6cm,
∴点A、B的坐标分别为A(0,-12),B(6,-12),
又∵抛物线y=ax2+bx+c经过点A、B,且18a+c=0,
∴,
解得,
∴抛物线解析式为y=x2-4x-12;
(2)①根据题意,PB=AB-AP=6-t,BQ=2t,
所以,S=PB?BQ=(6-t)×2t=-t2+6t,
即S=-t2+6t,
点P运动的时间为6÷1=6秒,
点Q运动的时间为12÷2=6秒,
所以,t的取值范围是0<t<6;
②抛物线上存在点R(3,-18),使P、B、Q、R为顶点的四边形是平行四边形.
理由如下:∵S=-t2+6t=-(t-3)2+9,
∴当t=3秒时,S取最大值,
此时,PB=AB-AP=6-t=6-3=3,
BQ=2t=2×3=6,
所以,要使P、B、Q、R为顶点的四边形是平行四边形,
(i)当QR与PB是对边时,点R的横坐标是6+3=9,纵坐标是-(12-6)=-6,
所以点R的坐标为(9,-6),
此时×92-4×9-12=6≠-6,
所以点R不在抛物线上,
(ii)当PR与QB是对边时,点R的横坐标是3,纵坐标是-(12+6)=-18,
所以点R的坐标是(3,-18),
此时,×32-4×3-12=-18,
所以点R在抛物线上,
综上所述,抛物线上存在点R(3,-18),使P、B、Q、R为顶点的四边形是平行四边形.
解析分析:(1)根据矩形的对边相等求出点A、B的坐标,把两点的坐标代入抛物线解析式,再联立18a+c=0,解关于a、b、c的三元一次方程组,然后即可得到抛物线的关系式;
(2)①根据速度的不同,表示出BP、BQ的长度,然后利用三角形的面积公式列式整理即可得到S与t的关系式,根据速度分别求出点P与点Q的运动时间即可得到t取值范围;
②先根据二次函数的最大值问题求出S取最大值时的t的值,从而求出点P与点Q的坐标,再根据平行四边形的对边平行且相等,分QR与PB是对边时,PR与QB是对边时,两种情况求出点Q的坐标,然后代入抛物线解析式进行验证,如果点Q在抛物线上,则存在,否则不存在.
点评:本题综合考查了二次函数的问题,主要利用了矩形的性质,待定系数法求函数解析式,三角形的面积,二次函数的最大值问题,以及平行四边形的性质,因为平行四边形的对边没有明确,注意分情况讨论求解.