如图,抛物线y=ax2+bx+c(a<0)与x轴相交于A、B两点,与y轴的正半轴相交于点C,对称轴l与x轴的正半轴相交于点D,与抛物线相交于点F,点C关于直线l的对称点为E.
(1)当a=-2,b=4,c=2时,判断四边形CDEF的形状,并说明理由;
(2)若四边形CDEF是正方形,且AB=,求抛物线的解析式.
网友回答
解:(1)结论:四边形CDEF是菱形.
∵直线l是抛物线的对称轴,点C、E关于l对称,
∴F2为抛物线的顶点,点E在抛物线上,
∵y=-2x2+4x+2=-2(x2-2x-1)=-2(x-1)2+4,
∴四边形CDEF各顶点坐标分别为C(0,2),D(1,0),F(1,4),E(2,2),
连接CE交直线于l于点P,则P点坐标为(1,2),
∴CP=PE=1,DP=PF=2,
∴四边形CDEF是平行四边形,
在Rt△COD中,CD=,
在Rt△CPF中,CF=,
∴CD=CF,
∴四边形CDEF是菱形;
(2)(方法一)∵四边形CDEF是正方形,
∴CP=DP=EP=FP=OC=c,
∴点F的坐标为(c,2c),
∴抛物线为y=a(x-c)2+2c=ax2-2acx+ac2+2c,
∴ac2+2c=c,
∴ac=-1(∵c>0),
即,
∴;
(方法二)设抛物线的顶点F坐标为(h,k),
则y=a(x-h)2+k=ax2-2ahx+ah2+k,
∴c=ah2+k,
∵四边形CDEF是正方形,
∴CP=DP=EP=FP=OC,
∴,
解得,
∴,
令,
得,
由AB=,a<0,
得=,
∴a=-2,
经检验,a=-2是原分式方程的解,
∴所求解析式为.
解析分析:(1)根据a、b、c的值,可确定抛物线的解析式,进而可求出C、F、E点的坐标,连接CE,交DF于P,即可得到CP、DP、EP、FP的长,由此可证得CE、DF互相平分,由此可判定四边形CDEF是平行四边形;知道了CP、DP的长,即可用勾股定理求出CD的长,同理可求出CF的长,易证得CD=CF,由此可判定四边形CDEF是菱形;(也可根据直线l是C、E的对称轴,得到CF=EF,由此可判定平行四边形CDEF是菱形)
(2)若四边形CDEF是正方形,则OC=DP=CP=EP=PF=c,可据此表示出F点的坐标,即可用顶点式表示出该二次函数的解析式,将其化为一般式后,可得到两个表示C点纵坐标的式子,联立两式可求出a、c的关系式,由此可用a表示出该二次函数的表达式,进而可用a表示出A、B的坐标,然后根据AB的长即可求出a的值,从而确定二次函数的解析式.
点评:此题主要考查了菱形的判定、正方形的性质以及二次函数解析式的确定,综合性强,难度较大.