已知:抛物线y=ax2+bx+c与x轴相交于A、B两点(A、B分别在原点的左右两侧),与y轴正半轴相交于C点,且OA:OB:OC=1:3:3,△ABC的面积为6,(如图1)
(1)求A、B、C的坐标;
(2)求抛物线的解析式;
(3)坐标平面内是否存在点M,使得以点M、A、B、C为顶点四边形是平行四边形?若存在,请求出点M的坐标;若不存在,请说明理由;
(4)如图2,在直线BC上方的抛物线上是否存在一动点P,△BCP面积最大?如果存在,求出最大面积,并指出此时P点的坐标;如果不存在,请简要说明理由.
网友回答
解:
(1)依题意,设OA=k,OB=3k,OC=3k(k>0)
∴A(-k,0)、B(2k,0),C(0,3k)
∴AB=4k,OC=3k
S△OAP=AB.OC=4k.3k=6
∴k=1
∴点A(-1,0)、B(3,0),C(0,3);
(2)设抛物线的解析式为y=a(x-x1)(x-x2)
∵图象过A(-1,0)、B(3,0)
∴y=a(x+1)(x-3)
∵图象过C(0,3)
∴a=-1
∴y=-(x+1)(x-3)
即∴y=-x2+2x+3;
(3)存在.
理由:如图,连接AC、BC.设点M的坐标为M(x,y).
①当以AC或BC为对角线时,点M在x轴上方,此时CM∥AB,且CM=AB.
由(2)知,AB=4,
∴|x|=4,y=OC=3.
∴x=±4.
∴点M的坐标为M(4,3)或(-4,3).
②当以AB为对角线时,点M在x轴下方.
过M作MN⊥AB于N,则∠MNB=∠AOC=90度.
∵四边形AMBC是平行四边形,
∴AC=MB,且AC∥MB.
∴∠CAO=∠MBN.
∴△AOC≌△BNM.
∴BN=AO=1,MN=CO=3.
∵OB=3,
∴ON=3-1=2.
∴点M的坐标为M(2,-3)
综上所述,坐标平面内存在点M,使得以点A、B、C、M为顶点的四边形是平行四边形.其坐标为.M1(4,3)或M2(-4,3)或M3(2,-3);
(4)若存在点P使△BCP的面积最大,则点P在与直线BC平行且和抛物线只有一个交点的直线PE上,设PE与x轴相交于点E,
直线BC为y=-x+3
∴设直线PE为y=-x+b(如图).
∴.
∴-x2+2x+3=-x+b即
∴x2-3x+b-3=0
∵抛物线与直线只有一个交点
∴△=(-3)2-4(b-3)=0
∴b=在直线PE:y=-x+中,
,
解得:,
∴P(,)
∵PE∥BC
∴S△BCP=S△BCE=BE×CO=××3=.
∴△BCP的最大面积为.
解析分析:(1)本题可根据OA、OB、OC的比例关系,设出这三条线段的长,然后根据△ABC的面积求出OA、OB、OC的长,也就得出了A、B、C三点的坐标;
(2)可根据(1)得出的A、B、C三点的坐标用待定系数法求出抛物线的解析式;
(3)本题要分两种情况进行讨论:
①当M在x轴上方时,平行四边形以AC或BC为对角线.那么M点的坐标可用C的坐标向左或向右平移AB个单位来得出.
②当M在x轴下方时,平行四边形以AB为对角线.可通过构建全等三角形来求M点的坐标,过M作MN⊥AB于N,
那么△MNB≌△COA,可据此来求出M点的坐标;
(4)如果要△PBC的面积最大,那么P到AB的距离就要最大,因此P点必在与BC平行且只与抛物线有一个交点的直线上,设这条直线为PE(E在x轴上),可设出直线PE的函数解析式(其斜率与直线BC相同),然后联立抛物线的解析式可得出一个关于x的方程,由于这两个函数只有一个交点,因此方程的△=0,由此可求出直线PE的解析式.进而可求出P点的坐标.进而可求出△BCP的面积.
点评:本题着重考查了待定系数法求二次函数解析式、平行四边形的判定、函数图象的交点等知识点,综合性强,考查学生分类讨论,数形结合的数学思想方法.