已知:如图,抛物线与y轴交于点C(0,4),与x轴交于点A、B,点A的坐标为(4,0),点B的坐标为(-2,0).
(1)求该抛物线的解析式;
(2)点Q是线段AB上的动点,过点Q作QE∥AC,交BC于点E,连接CQ.当△CQE的面积最大时,求点Q的坐标;
(3)若平行于x轴的动直线?与该抛物线交于点P,与直线AC交于点F,点D的坐标为(2,0).问:是否存在这样的直线,使得△ODF是等腰三角形?若存在,请求出点P的坐标;若不存在,请说明理由.
网友回答
解:(1)由A(4,0),B(-2,0),设抛物线解析式为y=a(x-4)(x+2),
将C(0,4)代入抛物线解析式得:4=a(0-4)(0+2),
解得:a=-,
则抛物线解析式为y=-(x-4)(x+2)=-x2+x+4;
(2)设点Q的坐标为(m,0),过点E作EG⊥x轴于点G,
∵A(4,0),B(-2,0),
∴AB=6,BQ=m+2,
∵QE∥AC,
∴△BQE∽△BAC,
∴=,即=,
∴EG=,
∴S△CQE=S△CBQ-S△EBQ
=BQ?CO-BQ?EG
=(m+2)(4-)
=-m2+m+
=-(m-1)2+3,
又∵-2≤m≤4,
∴当m=1时,S△CQE有最大值3,此时Q(1,0);
(3)存在这样的直线,使得△ODF是等腰三角形,理由为:
在△ODF中,分三种情况考虑:
①若DO=DF,
∵A(4,0),D(2,0),
∴AD=OD=DF=2,
又在Rt△AOC中,OA=OC=4,
∴∠OAC=45°,
∴∠DFA=∠OAC=45°,
∴∠ADF=90°,
此时,点F的坐标为(2,2),
由-x2+x+4=2,
解得:x1=1+,x2=1-,
此时,点P的坐标为:P(1+,2)或P(1-,2);
②若FO=FD,过点F作FM⊥x轴于点M,
由等腰三角形的性质得:OM=OD=1,
∴AM=3,
∴在等腰直角△AMF中,MF=AM=3,
∴F(1,3),
由-x2+x+4=3,
解得:x1=1+,x2=1-,
此时,点P的坐标为:P(1+,3)或P(1-,3);
③若OD=OF,
∵OA=OC=4,且∠AOC=90°,
∴AC=4,
∴点O到AC的距离为2,而OF=OD=2<2,与OF≥2矛盾,
所以AC上不存在点使得OF=OD=2,
此时,不存在这样的直线l,使得△ODF是等腰三角形,
综上所述,存在这样的直线l,使得△ODF是等腰三角形,
所求点P的坐标为:P(1+,2)或P(1-,2)或P(1+,3)或P(1-,3).
解析分析:(1)由抛物线与x轴的两交点A和B的坐标,设出抛物线解析式为y=a(x-4)(x+2),将C坐标代入求出a的值,即可确定出抛物线解析式;
(2)可先设Q的坐标为(m,0);通过求△CEQ的面积与m之间的函数关系式,来得出△CQE的面积最大时点Q的坐标.△CEQ的面积=△CBQ的面积-△BQE的面积.可用m表示出BQ的长,然后通过相似△BEQ和△BCA得出△BEQ中BQ边上的高,进而可根据△CEQ的面积计算方法得出△CEQ的面积与m的函数关系式,可根据函数的性质求出△CEQ的面积最大时,m的取值,也就求出了Q的坐标;
(3)本题要分三种情况进行求解:①当OD=OF时,OD=DF=AD=2,又有∠OAF=45°,那么△OFA是个等腰直角三角形,于是可得出F的坐标应该是(2,2),由于P,F两点的纵坐标相同,因此可将F的纵坐标代入抛物线的解析式中即可求出P的坐标;②当OF=DF时,如果过F作FM⊥OD于M,那么FM垂直平分OD,因此OM=1,在直角三角形FMA中,由于∠OAF=45°,因此FM=AM=3,也就得出了F的纵坐标,然后根据①的方法求出P的坐标;③当OD=OF时,OF=2,由于O到AC的最短距离为2,因此此种情况是不成立的,综合上面的情况即可得出符合条件的P的坐标.
点评:本题考查了二次函数的综合题:点在抛物线上,则点的横纵坐标满足其二次函数解析式;通过几何关系列出二次函数关系式,并配成抛物线的顶点式y=a(x-h)2+k,当a<0,x=h,y有最大值k.也考查了三角形相似的判定与性质.要注意的是(3)中不确定等腰三角形的腰是哪些线段时,要分类进行讨论.