已知:抛物线y=-x2-2(a-1)x-(a2-2a)与x轴交于点A(x1,0)、B(x2,0),且x1<1<x2.(1)求A、B两点的坐标(用a表示);(2)设抛物

发布时间:2020-08-09 02:50:59

已知:抛物线y=-x2-2(a-1)x-(a2-2a)与x轴交于点A(x1,0)、B(x2,0),且x1<1<x2.
(1)求A、B两点的坐标(用a表示);
(2)设抛物线的顶点为C,求△ABC的面积;
(3)若a是整数,P为线段AB上的一个动点(P点与A、B两点不重合),在x轴上方作等边△APM和等边△BPN,记线段MN的中点为Q,求抛物线的解析式及线段PQ的长的取值范围.

网友回答

解:(1)∵拋物线与x轴交于点A(x1,0)、B(x2,0),
∴x1、x2是关于x的方程-的解;
方程可化简为x2+2(a-1)x+(a2-2a)=0;
解方程,得x=-a或x=-a+2;
∵x1<x2,-a<-a+2,
∴x1=-a,x2=-a+2
∴A、B两点的坐标分别为A(-a,0),B(-a+2,0)

(2)∵AB=2,顶点C的纵坐标为,
∴△ABC的面积等于;

(3)∵x1<1<x2,
∴-a<1<-a+2
∴-1<a<1;
∵a是整数,
∴a=0,
即所求拋物线的解析式为y=-x2+2x;
解法一:此时顶点C的坐标为C(1,)如图,作CD⊥AB于D,连接CQ,
则AD=1,CD=,tan∠BAC=,
∴∠BAC=60°
由拋物线的对称性可知△ABC是等边三角形;
由△APM和△BPN是等边三角形,线段MN的中点为Q可得,
点M、N分别在AC和BC边上,四边形PMCN的平行四边形,
C、Q、P三点共线,且PQ=PC;
∵点P线段AB上运动的过程中,P与A、B两点不重合,
DC≤PC<AC,DC=,AC=2,
∴≤PQ<1;

解法二:设点P的坐标为P(x,0)(0<x<2)如图,作MM1⊥AB于M1,NN1⊥AB于N1
∵△APM和△BPN是等边三角形,且都在x轴上方,
∴AM=AP=x,BN=BP=2-x,∠MAP=60°,∠NBP=60°
∴AM1=AM?cos∠MAB=,
MM1=AM?sin∠MAB=,
BN1=BN?cos∠NBP=,
NN1=BN?sin∠NBP=
∴AN1=AB-BN1=
∴M、N两点的坐标分)别为M(,),N(,)
可得线段MN的中点Q的坐标为Q(,)
由勾股定理得PQ=
∵点P在线段AB上运动的过程中,P与A、B两点不重合,0<x<2,
∴3≤(x-1)2+3<4,
∴≤PQ<1.
解析分析:(1)由于A、B两点是抛物线与x轴的交点,令抛物线的y=0,所得方程的根即为A、B的横坐标;
(2)根据A、B的坐标可求出AB的长,以AB为底,C点纵坐标的绝对值为高即可求出△ABC的面积;
(3)将x1、x2的表达式代入x1<1<x2中即可求出a的取值范围,结合a是整数的条件可求出a的值,由此可确定抛物线的解析式;求PQ的取值范围时,有两种解法;
①过C作CD⊥x轴于D,连接CQ;根据抛物线的解析式,易求得点C的坐标,即可得到AD、CD的长,由此可求出∠BAC=60°,根据抛物线的对称性即可得到∠ABC=∠BAC=60°,由此可知△ABC是等边三角形,而△AMP、△BNP也是等边三角形,那么M、N分别在线段OC和线段BC上;易知CM∥PN,MP∥BC,则四边形PNCM是平行四边形,而Q是MN的中点,则Q也是CP的中点,即C、Q、P三点共线,由此可得PC=2PQ;在等边三角形ABC中,P在线段AB上运动,且不与A、B重合,因此PQ的取值范围应该在AD和AC长之间,可据此求出PQ的取值范围;
②分别过M、N作x轴的垂线,设垂足为M1、N1,可设出P点的坐标,进而可表示出AM1、MM1以及BN1、NN1的长,即可求出M、N的坐标,由于Q是MN的中点,根据M、N的坐标即可求出Q点的坐标,进而可求出PQ的长,由于P在A、B间运动,因此P点横坐标的取值范围为0~2,可据此求出PQ的取值范围.

点评:此题考查了二次函数与一元二次方程的关系,三角形面积的求法,二次函数解析式的确定,等边三角形的性质等知识的综合应用能力,此题的难点在于PQ的取值范围,熟练掌握并能灵活运用抛物线、等边三角形、不等式等相关知识是解答此题的关键.
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