如图,已知抛物线交x轴于点A、点B,交y轴于点C,且点A(6,0),点C(0,4),AB=5OB,设点E(x,y)是抛物线上一动点,且位于第四象限,四边形OEAF是以OA为对角线的平行四边形.
(1)求抛物线解析式及顶点坐标;
(2)求平行四边形OEAF的面积S与x之间的函数关系式,并写出自变量x的取值范围;
(3)当平行四边形OEAF的面积为24时,请判断平行四边形OEAF是否为菱形?
(4)是否存在点E,使平行四边形OEAF为正方形?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)∵点A(6,0),AB=5OB,
∴点B(1,0),
设所求抛物线的解析式为y=ax2+bx+c,
则由题意可得:,
解之得,
∴所求抛物线的解析式为:y=x2-x+4,
∵y=x2-x+4=(x-)2-,
∴所求抛物线的顶点坐标为:(,-);
(2)∵点E(x,y)在抛物线上,位于第四象限,且坐标适合y=x2-x+4,
∴y<0,
即-y>0,-y表示点E到OA的距离.
∵OA是平行四边形OEAF的对角线,
∴S=2S△OAE=2××OA?|y|=-6y=-6(x2-x+4)=-4x2+28x-24,
自变量x的取值范围为:1<x<6;
(3)根据题意得:-4x2+28x-24=24,
解之,得x1=3,x2=4,
∴所求的点E有两个,分别为E1(3,-4),E2(4,-4),
∵点E1(3,-4),
∴OE=5,AE==5,
∴OE=AE,
∴平行四边形OEAF是菱形,
∵点E2(4,-4),
∴OE=4,AE==3,
∴不满足OE=AE,
∴平行四边形OEAF不是菱形;
(4)∵当OA⊥EF,且OA=EF时,平行四边形OEAF是正方形,此时点E坐标只能(3,-3),而坐标为(3,-3)点不在抛物线上,
∴不存在这样的点E,使平行四边形OEAF为正方形.
解析分析:(1)由A(6,0),AB=5OB,即可求得点B的坐标,又由点A,B,C在抛物线上,利用待定系数法求二次函数的解析式,然后利用配方法求得顶点坐标;
(2)由设点E(x,y)是抛物线上一动点,且位于第四象限,可得y<0,即-y>0,-y表示点E到OA的距离,又由S=2S△OAE=2××OA?|y|,即可求得平行四边形OEAF的面积S与x之间的函数关系式,结合图象,求得自变量x的取值范围;
(3)由平行四边形OEAF的面积为24,可得方程:-4x2+28x-24=24,解此方程可求得E点坐标,然后分析OE与AE的关系,即可判定平行四边形OEAF是否为菱形;
(4)由当OA⊥EF,且OA=EF时,平行四边形OEAF是正方形,可得此时点E坐标只能(3,-3),而坐标为(3,-3)点不在抛物线上,故可判定不存在点E,使平行四边形OEAF为正方形.
点评:此题属于二次函数综合题,考查了待定系数法求二次函数的解析式、配方法求顶点坐标、平行四边形的性质、菱形的判定以及正方形的判定等知识.此题综合性很强,难度较大,注意数形结合思想、方程思想与函数思想的应用.