如图,在平面直角坐标系中,一抛物线的对称轴为直线x=1,与y轴负半轴交于C点,与x轴交于A、B两点,其中B点的坐标为(3,0),且OB=OC.
(1)求此抛物线的解析式;
(2)若点G(2,y)是该抛物线上一点,点P是直线AG下方的抛物线上一动点,当点P运动到什么位置时,△APG的面积最大?求出此时P点的坐标和△APG的最大面积.
(3)若平行于x轴的直线与该抛物线交于M、N两点(其中点M在点N的右侧),在x轴上是否存在点Q,使△MNQ为等腰直角三角形?若存在,请求出点Q的坐标;若不存在,请说明理由.
网友回答
解:(1)设抛物线的解析式为y=ax2+bx+c(a≠0),
由已知得:C(0,-3),A(-1,0),
∴,
解得,
∴抛物线的解析式为y=x2-2x-3,
答:抛物线的解析式为y=x2-2x-3.
(2)过点P作y轴的平行线与AG交于点F,
由y=x2-2x-3,
令x=2,则y=-3,
∴点G为(2,-3),
设直线AG为y=kx+n(k≠0),
∴,
解得,
即直线AG为y=-x-1,S三角形APG
设P(x,x2-2x-3),则F(x,-x-1),PF=-x2+x+2,
∵S三角形APG=S三角形APF+S三角形GPF
=?(-x2+x+2)?(x+1)+?(-x2+x+2)?(2-x)
=-x2+x+3,
∴当时,△APG的面积最大,
此时P点的坐标为,,
答:当点P运动到(,-)位置时,△APG的面积最大,此时P点的坐标是(,-),△APG的最大面积是.
(3)存在.
∵MN∥x轴,且M、N在抛物线上,
∴M、N关于直线x=1对称,
设点M为(m,m2-2m-3)且m>1,
∴MN=2(m-1),
当∠QMN=90°,且MN=MQ时,
△MNQ为等腰直角三角形,
∴MQ⊥MN即MQ⊥x轴,
∴2(m-1)=|m2-2m-3|,
即2(m-1)=m2-2m-3或2(m-1)=-(m2-2m-3),
解得,(舍)或,(舍),
∴点M为(,)或(,),
∴点Q为(,0)或(,0),
当∠QNM=90°,且MN=NQ时,△MNQ为等腰直角三角形,
同理可求点Q为(-,0)或(,0),
当∠NQM=90°,且MQ=NQ时,△MNQ为等腰直角三角形,
过Q作QE⊥MN于点E,则QE=MN=,
∵方程有解
∴由抛物线及等腰直角三角形的轴对称性,
知点Q为(1,0),
综上所述,满足存在满足条件的点Q,分别为(-,0)或(,0)或
(,0)或(,0)或(1,0),
答:存在,点Q的坐标分别为(-,0)或(,0)或(,0)或(,0)或(1,0).
解析分析:(1)设抛物线的解析式为y=ax2+bx+c(a≠0),根据已知得到C(0,-3),A(-1,0),代入得到方程组,求出方程组的解即可;(2)过点P作y轴的平行线与AG交于点F,求出点G的坐标(2,-3),设直线AG为y=kx+n(k≠0),代入得到,求出方程组的解得出直线AG为y=-x-1,设P(x,x2-2x-3),则F(x,-x-1),PF=-x2+x+2,根据三角形的面积公式求出△APG的面积,化成顶点式即可;(3)存在.根据MN∥x轴,且M、N在抛物线上,得到M、N关于直线x=1对称,设点M为(m,m2-2m-3)且m>1,得到MN=2(m-1),当∠QMN=90°,且MN=MQ时,由△MNQ为等腰直角三角形,得到2(m-1)=|m2-2m-3|,求出m的值,得出点M和点Q的坐标;当∠QNM=90°,且MN=NQ时,同理可求点Q的坐标,当∠NQM=90°,且MQ=NQ时,过Q作QE⊥MN于点E,则QE=MN,根据抛物线及等腰直角三角形的轴对称性,得到点Q的坐标.
点评:本题主要考查对用待定系数法求二次函数的解析式,二次函数的三种形式,二次函数的最值,解二元一次方程组,三角形的面积,等腰直角三角形的性质等知识点的理解和掌握,综合运用这些性质进行计算是解此题的关键.题型较好,难度适中.