已知平面直角坐标系xOy中,抛物线y=ax2-(a+1)x与直线y=kx的一个公共点为A(4,8).
(1)求此抛物线和直线的解析式;
(2)若点P在线段OA上,过点P作y轴的平行线交(1)中抛物线于点Q,求线段PQ长度的最大值;
(3)记(1)中抛物线的顶点为M,点N在此抛物线上,若四边形AOMN恰好是梯形,求点N的坐标及梯形AOMN的面积.
网友回答
解:(1)由题意,可得8=16a-4(a+1)及8=4k,
解得a=1,k=2,
所以,抛物线的解析式为y=x2-2x,直线的解析式为y=2x.
(2)设点P的坐标为(t,2t)(0≤t≤4),可得点Q的坐标为(t,t2-2t),
则PQ=2t-(t2-2t)=4t-t2=-(t-2)2+4,
所以,当t=2时,PQ的长度取得最大值为4.
(3)易知点M的坐标为(1,-1).过点M作直线OA的平行线交抛物线于点N,如图所示,四边形AOMN为梯形.直线MN可看成是由直线OA向下平移b个单位得到,所以直线MN的方程为y=2x-b.因为点M在直线y=2x-b上,解得b=3,即直线MN的方程为y=2x-3,将其代入y=x2-2x,可得2x-3=x2-2x
即x2-4x+3=0
解得x1=1,x2=3
易得y1=-1,y2=3
所以,直线MN与抛物线的交点N的坐标为(3,3).
如图,分别过点M、N作y轴的平行线交直线OA于点G、H,
显然四边形MNHG是平行四边形.可得点G(1,2),H(3,6).
S□MNHG=(3-1)×NH=2×3=6
所以,梯形AOMN的面积S梯形AOMN=S△OMG+S□MNHG+S△ANH=9.
解析分析:(1)由待定系数法可得出k和a;
(2)设点P的坐标为(t,2t),则可得点Q的坐标,从而求出PQ,再根据二次函数的最值问题得出最大长度;
(3)易求得点M的坐标,过点M作直线OA的平行线交抛物线于点N,则四边形AOMN为梯形.由平移的性质可得出直线MN的解析式,再由点M在直线MN上,求得点N的坐标.再用割补法和面积的求法得出