如图,抛物线y=-(x-1)2+4的顶点为A,与x轴相交于B、C两点,直线y=-2x+6经过A、C两点,且点C的坐标为(3,0),连接OA.
(1)求出点B的坐标和直线OA的解析式.
(2)直线y=m(0<m<4)分别与AO、AC交于点E和F,若将△AEF沿EF折叠,设折叠后的△A'EF与△AOC重叠部分的面积为S.
①用含m的代数式表示线段EF的长.
②试求S与m的函数关系式.且当m为何值时,S有最大值?
(3)设直线y=m与y轴交于点Q,则在抛物线上是否存在这样的点P,使以点Q、P、C、B为顶点的四边形为平行四边形?若存在,请直接写出点P的坐标.
网友回答
解:(1)由抛物线y=-(x-1)2+4知:顶点A(1,4),对称轴 x=1;
∵点B、C关于抛物线对称轴对称,且C(3,0),
∴B(-1,0);
设直线OA的解析式为 y=kx,代入点A的坐标,得:k=4;
则直线OA:y=4x.
(2)①直线OA:y=4x中,当y=m时,x=;
则点E(,m),同理可求得F(,m);
故EF=-=.
②当点A′在x轴上时,m=2,所以分两种情况:
1、2≤m<4时,△A′EF在△AOC内部,它们的重叠部分是△A′EF;
S=S△AEF=××(4-m)=(4-m)2;
由于2≤m<4在对称轴左侧,所以当m=2,S有最大值,且:
Smax=(4-2)2=;
2、0<m<2时,△A′EF与△AOC的重叠部分是梯形MNFE(如右图);
GH=m,AH=4,则 AG=A′G=4-m,A′H=A′G-GH=4-m-m=4-2m;
在Rt△AOH中,OH=1,AH=4,∴tan∠OAH=tan∠EA′G=,同理可得:tan∠FA′G=tan∠CAH=;
∴MH=A′H×tan∠EA′G=(4-2m)×=1-,HN=A′H×tan∠FA′G=(4-2m)×=2-m,MN=MH+HN=3-;
S=S梯形MNFE=(EF+MN)GH=×(3-+3-)×m=-m2+3m=-(m-)2+2;
则当m=时,S有最大值,且Smax=2;
综上,S=,且当m=时,S有最大值,且最大值为2.
(3)由(1)知:B(-1,0)、C(3,0),则 BC=4;分两种情况讨论:
①当QP为平行四边形的对角线时,点Q、P关于BC的中点对称(因为平行四边形是中心对称图形,且对称中心为对角线的交点);
故点P的横坐标为2,代入抛物线y=-(x-1)2+4中,得y=-(2-1)2+4=3;
则P1(2,3);
②当QP为平行四边形的边时,则点P的横坐标为4或-4;
当x=4时,y=-(x-1)2+4=-(4-1)2+4=-5;
当x=-4时,y=-(x-1)2+4=-(-4-1)2+4=-21;
则P2(4,-5)、P3(-4,-21);
综上,存在符合条件的点P,且坐标为(2,3)、(4,-5)、(-4,-21).
解析分析:(1)由抛物线的解析式可得到抛物线的对称轴解析式,而点B、C关于抛物线对称轴对称,而点C坐标已知,则点B坐标可求;
抛物线的解析式直接写成了顶点式,则点A的坐标可得,利用待定系数法即可得到直线OA的解析式.
(2)①直线OA、AC的解析式已知,令它们的函数值为m,即可得到点E、F的坐标,进而能求出线段EF的长;
②分两种情况考虑:
1、2≤m<4时,△A′EF在△OAC内部,它们的重叠部分是整个△A′EF,而△A′EF是由△AEF折叠所得,所以它们的面积相等,可据此思路求解;
2、0<m<2时,△A′EF与△OAC的重叠部分是一个梯形,可先求出梯形的两底长,而高易知(即m),则面积可求.
(3)由于平行四边形的四个顶点顺序没有明确,所以要分两种情况讨论:
①线段QP是平行四边形的对角线;由于平行四边形是中心对称图形,所以此种情况下,点Q、P关于线段BC的中点对称,即点Q、P的横坐标关于抛物线对称轴对称,联立抛物线解析式不难得到点P的坐标;
②线段QP是平行四边形的边;已知BC=4,那么将点Q向左或向右平移4个单位后,必为点P,所以此时点P的横坐标为4或-4,代入抛物线解析式中即可得到点P的坐标.
点评:此题主要考查了函数解析式的确定、轴对称图形的性质、图形面积的求法以及平行四边形的判定和性质等综合知识.最后一题中,平行四边形的各顶点排序没有明确,是此题容易漏解的地方,一定要注意进行分类讨论.