已知抛物线L:y=x2-(k-2)x+(k+1)2
(1)证明:不论k取何值,抛物线L的顶点C总在抛物线y=3x2+12x+9上;
(2)已知-4<k<0时,抛物线L和x轴有两个不同的交点A、B,求A、B间距取得最大值时k的值;
(3)在(2)A、B间距取得最大值条件下(点A在点B的右侧),直线y=ax+b是经过点A,且与抛物线L相交于点D的直线.问是否存在点D,使△ABD为等边三角形?如果存在,请写出此时直线AD的解析式;如果不存在,请说明理由.
网友回答
解:(1)抛物线L的顶点坐标C是(,),
将顶点坐标C代入y=3x2+12x+9,
左边=,右边=3()2+12()+9=,
故可得:左边=右边,
所以无论k取何值,抛物线L的顶点C总在抛物线y=3x2+12x+9上;
(2)已知-4<k<0时,抛物线L和x轴有两个不同的交点A、B,
设A(x1,0),B(x2,0),x1>x2,
依题意x1,2=,
|AB|=|x1-x2|=||
===,
由此可知,当k=-2时,AB达到最大值即2,
而k=-2恰好在-4<k<0内,
所以A、B间距取得最大值时k的值为-2.
(3)存在.
因为若△ABD是等边三角形,则点D应在线段AB的垂直平分线上,即在此抛物线的对称轴上,
又∵点D在抛物线上,
∴若满足条件的D存在,点D应是此抛物线的顶点,
当k=-2时,抛物线L:y=x2+4x+1,顶点D(-2,-3),
解方程x2+4x+1=0,得x1=-2+,x2=-2-,
所以A(-2+,0),B(-2-,0),
如图,在△ABD中,DB=DA,
E为AB中点,AB=|(-2+)-(-2-)|=2,
∴AE=,tan∠BAD==,
∴∠BAD=60°,
∴△ABD为等边三角形,
因为直线y=ax+b经过点A(-2+,0)、D(-2,-3),
所以依题意把k=2代入,
解得:,
所以所求为y=x-3+2.
解析分析:(1)先求出抛物线的顶点坐标,然后代入函数解析式中,根据左右两边相等即可作出证明.
(2)设A(x1,0),B(x2,0),x1>x2,利用求根公式得出两根的表达式,继而表示出AB的长,然后可计算出最大值.
(3)若△ABD为等边三角形,那么点D必在抛物线的对称轴上,即只有抛物线的顶点才有可能符合D点的条件.首先,根据(2)的结果求出A、B、D三点坐标,根据这三点坐标特点判断一下△ABD是否符合等边三角形的特征,若符合,再根据待定系数法求出直线AD的解析式.
点评:该题考查了二次函数综合题,其中的知识点有:函数解析式的确定、根与系数的关系、等边三角形的性质等知识;掌握二次函数与方程的关系以及抛物线的对称性是解答此题的关键.