如图,二次函数的图象与x轴相交于点A(-3,0)、B(-1,0),与y轴相交于点C(0,3),点P是该图象上的动点;一次函数y=kx-4k(k≠0)的图象过点P交x轴

发布时间:2020-08-09 11:39:50

如图,二次函数的图象与x轴相交于点A(-3,0)、B(-1,0),与y轴相交于点C(0,3),点P是该图象上的动点;一次函数y=kx-4k(k≠0)的图象过点P交x轴于点Q.
(1)求该二次函数的解析式;
(2)当点P的坐标为(-4,m)时,求证:∠OPC=∠AQC;
(3)点M,N分别在线段AQ、CQ上,点M以每秒3个单位长度的速度从点A向点Q运动,同时,点N以每秒1个单位长度的速度从点C向点Q运动,当点M,N中有一点到达Q点时,两点同时停止运动,设运动时间为t秒.连接AN,当△AMN的面积最大时,
①求t的值;
②直线PQ能否垂直平分线段MN?若能,请求出此时点P的坐标;若不能,请说明你的理由.

网友回答

(1)解:设抛物线的解析式为:y=a(x+3)(x+1),
∵抛物线经过点C(0,3),
∴3=a×3×1,解得a=1.
∴抛物线的解析式为:y=(x+3)(x+1)=x2+4x+3.

(2)证明:在抛物线解析式y=x2+4x+3中,当x=-4时,y=3,∴P(-4,3).
∵P(-4,3),C(0,3),
∴PC=4,PC∥x轴.
∵一次函数y=kx-4k(k≠0)的图象交x轴于点Q,当y=0时,x=4,
∴Q(4,0),OQ=4.
∴PC=OQ,又∵PC∥x轴,
∴四边形POQC是平行四边形,
∴∠OPC=∠AQC.

(3)解:①在Rt△COQ中,OC=3,OQ=4,由勾股定理得:CQ=5.
如答图1所示,过点N作ND⊥x轴于点D,则ND∥OC,

∴△QND∽△QCO,
∴,即,解得:ND=3-t.
设S=S△AMN,则:
S=AM?ND=?3t?(3-t)=-(t-)2+.
又∵AQ=7,∴点M到达终点的时间为t=,
∴S=-(t-)2+(0<t≤).
∵-<0,<,且x<时,y随x的增大而增大,
∴当t=时,△AMN的面积最大.
②假设直线PQ能够垂直平分线段MN,则有QM=QN,且PQ⊥MN,PQ平分∠AQC.
由QM=QN,得:7-3t=5-t,解得t=1.
此时点M与点O重合,如答图2所示:

设PQ与OC交于点E,由(2)可知,四边形POQC是平行四边形,
∴OE=CE.
∵点E到CQ的距离小于CE,
∴点E到CQ的距离小于OE,而OE⊥x轴,
∴PQ不是∠AQC的平分线,这与假设矛盾.
∴直线PQ不能垂直平分线段MN.
解析分析:(1)利用交点式求出抛物线的解析式;
(2)证明四边形POQC是平行四边形,则结论得证;
(3)①求出△AMN面积的表达式,利用二次函数的性质,求出△AMN面积最大时t的值.注意:由于自变量取值范围的限制,二次函数并不是在对称轴处取得最大值;
②由于直线PQ上的点到∠AQC两边的距离不相等,则直线PQ不能平分∠AQC,所以直线PQ不能垂直平分线段MN.

点评:本题是二次函数综合题型,考查了二次函数的图象与性质、待定系数法、一次函数、相似三角形、平行四边形、角平分线的性质、二次函数的最值等知识点.试题难度不大,需要注意的是(3)①问中,需要注意在自变量取值区间上求最大值,而不能机械地套用公式.
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