已知抛物线y=x2+(2m-1)x+m2-1(m为常数).
(1)当该抛物线经过坐标原点,并且顶点在第四象限时,求出它所对应的函数关系式;
(2)设(1)中的抛物线与x轴的另一个交点为Q,抛物线的顶点为P,试求经过O、P、Q三点的圆的圆心O′的坐标;
(3)设A是(1)所确定的抛物线上位于x轴下方、且在对称轴左侧的一个动点,过A作x轴的平行线,交抛物线于另一点D,再作AB⊥x轴于B,DC⊥x轴于C,
①当BC=1时,求矩形ABCD的周长;
②试问矩形ABCD的周长是否存在最大值?如果存在,请求出这个最大值,并指出此时A点的坐标;如果不存在,请说明理由.
网友回答
解:(1)将(0,0)代入得m2-1=0,
∴m=±1.
当m=1时,y=x2+x=(x+)2-,
∴顶点是(-,-),不合题意,舍去;
当m=-1时,y=x2-3x=(x-)2-,
∴顶点是( ,-)在第四象限,
∴所求函数关系式为y=x2-3x;
(2)求得点Q(3,0),而顶点P(,-),
由题意可知经过O、P、Q三点的圆的圆心O′在抛物线的对称轴上,
连接O O′,则O O′=P O′,设抛物线的对称轴与x轴交于点E,O O′=a,
在Rt△O EO′中,OE=,O′E=-a,
由勾股定理得()2+(-a)2=a2,
解得a=,
∴O′E=-=,
∴点O′(,-);
(3)①当BC=1时,则BE=,
∴OB=-=1,
当x=1时,y=-2,
∴AB=2,
∴矩形ABCD的周长=6;
②设点A(x,y),则OB=x,BE=-x,
∴BC=2BE=3-2x,
∵y=x2-3x,
∴AB=3x-x2,
∴矩形ABCD的周长=2(3x-x2+3-2x)=-2(x-)2+6,
∴当x=时,矩形ABCD的周长有最大值为6,此时A(,-).
解析分析:(1)把(0,0)代入抛物线解析式,可以求得m的值,然后求得顶点坐标,判断是否在第四象限,即可判断m的值;
(2)Rt△O EO′中,利用勾股定理,即可求得a的值,得到O′E的长,从而求得点O′的坐标;
(3)①已知BC的长,即可求得OB的长,得到矩形的周长;
②设点A(x,y),则OB=x,BE=-x,则AB可以利用x表示出来,则矩形的周长可以表示成关于x的函数,根据函数的性质,即可求解.
点评:本题是二次函数与矩形相结合的题目,主要考查了勾股定理,二次函数的最值,难度较大.