抛物线对称轴上存在点F,使抛物线C上任意一点P到点F的距离等于到直线y=连接BF,CF, 则BF=BN=
17a)的距离,设F(1,,
451717-3=,CF=CH=,
4442?5??22?(2?1)?(a?3)?????4?由题意可列:?, 2?17??22(3?1)?a?????4??解得,a=∴F(1,
15, 415). 4【点睛】此题考查了待定系数法求解析式,还考查了用函数思想求极值等,解题关键是能够判断出当平行四边形MANB的面积最大时,△ABM的面积最大,且此时线段MK的长度也最大.
5.如图,抛物线y=ax2+bx(a>0)过点E(8,0),矩形ABCD的边AB在线段OE上(点A在点B的左侧),点C、D在抛物线上,∠BAD的平分线AM交BC于点M,点N是CD的中点,已知OA=2,且OA:AD=1:3.
(1)求抛物线的解析式;
(2)F、G分别为x轴,y轴上的动点,顺次连接M、N、G、F构成四边形MNGF,求四边形MNGF周长的最小值;
(3)在x轴下方且在抛物线上是否存在点P,使△ODP中OD边上的高为标;若不存在,请说明理由;
(4)矩形ABCD不动,将抛物线向右平移,当平移后的抛物线与矩形的边有两个交点K、L,且直线KL平分矩形的面积时,求抛物线平移的距离. 【答案】(1)y=
610?若存在,求出点P的坐512
x﹣4x;(2)四边形MNGF周长最小值为122;(3)存在点P,P坐标为(6,﹣6);2(4)抛物线平移的距离为3个单位长度.
【分析】(1)由点E在x轴正半轴且点A在线段OE上得到点A在x轴正半轴上,所以A(2,0);由OA=2,且OA:AD=1:3得AD=6.由于四边形ABCD为矩形,故有AD⊥AB,所以点D在第四象限,横坐标与A的横坐标相同,进而得到点D坐标.由抛物线经过点D、E,用待定系数法即求出其解析式;(2)画出四边形MNGF,由于点F、G分别在x轴、y轴上运动,故可作点M关于x轴的对称点点M',作点N关于y轴的对称点点N',得FM=FM'、GN=GN'.易得当M'、F、G、N'在同一直线上时N'G+GF+FM'=M'N'最小,故四边形MNGF周长最小值等于MN+M'N'.根据矩形性质、抛物线线性质等条件求出点M、M'、N、N'坐标,即求得答案;(3)因为OD可求,且已知△ODP中OD边上的高,故可求△ODP的面积.又因为△ODP的面积常规求法是过点P作PQ平行y轴交直线OD于点Q,把△ODP拆分为△OPQ与△DPQ的和或差来计算,故存在等量关系.设点P坐标为t,用t表示PQ的长即可列方程.求得t的值要讨论是否满足点P在x轴下方的条件;(4)由KL平分矩形ABCD的面积可得K在线段AB上、L在线段CD上,画出平移后的抛物线可知,点K由点O平移得到,点L由点D平移得到,故有K(m,0),L(2+m,-6).易证KL平分矩形面积时,KL一定经过矩形的中心H且被H平分,求出H坐标为(4,﹣3),由中点坐标公式即求得m的值. 【详解】(1)∵点A在线段OE上,E(8,0),OA=2 ∴A(2,0) ∵OA:AD=1:3 ∴AD=3OA=6 ∵四边形ABCD是矩形 ∴AD⊥AB ∴D(2,﹣6)
∵抛物线y=ax2+bx经过点D、E
?4a?2b??6 ∴?64a?8b?0?
1??a?解得:?2
??b??4∴抛物线的解析式为y=
12
x﹣4x 2(2)如图1,作点M关于x轴的对称点M',作点N关于y轴的对称点N',连接FM'、GN'、M'N' ∵y=
121x﹣4x=(x﹣4)2﹣8 22∴抛物线对称轴为直线x=4
∵点C、D在抛物线上,且CD∥x轴,D(2,﹣6) ∴yC=yD=﹣6,即点C、D关于直线x=4对称 ∴xC=4+(4﹣xD)=4+4﹣2=6,即C(6,﹣6) ∴AB=CD=4,B(6,0)
∵AM平分∠BAD,∠BAD=∠ABM=90° ∴∠BAM=45°∴BM=AB=4 ∴M(6,﹣4)
∵点M、M'关于x轴对称,点F在x轴上 ∴M'(6,4),FM=FM' ∵N为CD中点 ∴N(4,﹣6)
∵点N、N'关于y轴对称,点G在y轴上 ∴N'(﹣4,﹣6),GN=GN'
∴C四边形MNGF=MN+NG+GF+FM=MN+N'G+GF+FM'
∵当M'、F、G、N'在同一直线上时,N'G+GF+FM'=M'N'最小 ∴C四边形MNGF=MN+M'N'=
?6?4????4?6?22??6?4???4?6?22?22?102?122 ∴四边形MNGF周长最小值为122.
(3)存在点P,使△ODP中OD边上的高为过点P作PQ∥y轴交直线OD于点Q ∵D(2,﹣6)
610. 5∴OD=22?62?210,直线OD解析式为y=﹣3x 设点P坐标为(t,
12
t﹣4t)(0<t<8),则点Q(t,﹣3t) 2①如图2,当0<t<2时,点P在点D左侧
∴PQ=yQ﹣yP=﹣3t﹣(∴S△ODP=S△OPQ+S△DPQ=
121t﹣4t)=﹣t2+t 2211111PQ?xP+PQ?(xD﹣xP)=PQ(xP+xD﹣xP)=PQ?xD=PQ=﹣t2+t 22222610, 5∵△ODP中OD边上的高h=∴S△ODP=
1OD?h 2∴﹣
121610t+t=×210× 225
方程无解
②如图3,当2<t<8时,点P在点D右侧
∴PQ=yP﹣yQ=
121t﹣4t﹣(﹣3t)=t2﹣t 2211111PQ?xP﹣PQ?(xP﹣xD)=PQ(xP﹣xP+xD)=PQ?xD=PQ=t2﹣t 22222∴S△ODP=S△OPQ﹣S△DPQ=
∴
121610t﹣t=×210× 225解得:t1=﹣4(舍去),t2=6 ∴P(6,﹣6)
综上所述,点P坐标为(6,﹣6)满足使△ODP中OD边上的高为610. 5(4)设抛物线向右平移m个单位长度后与矩形ABCD有交点K、L ∵KL平分矩形ABCD的面积
∴K在线段AB上,L在线段CD上,如图4 ∴K(m,0),L(2+m,-6) 连接AC,交KL于点H
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